JP5922954B2 - 列車検知装置 - Google Patents

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本発明は、レール上を走行する列車を検知する列車検知装置に関する。
従来、列車を検知する列車検知装置としては、例えば、特許文献1に記載されているように、平行に敷設される2本のレールの振動を測定することにより列車を検知する列車検知装置が知られている。
この特許文献1に記載の列車検知装置は、列車の走行する2本のレールの振動を測定する振動センサを、列車走行方向に沿って所定の長さに区分された各区間に設け、この振動センサからの測定結果に基づいて、各区間における列車の在線を検知するように構成されている。
特開2010−132193号公報
ところで、例えば列車の運行本数の少ない路線等では、列車の退避箇所を各駅等に設けて、相対する方向への列車を2本のレールで運行させる単線の区間がある。このような単線の区間において、列車の在線を検知する場合、列車の走行方向も検知したほうがよい。
しかしながら、特許文献1に記載の従来の列車検知装置においては、列車が在線しているか否かを検知するだけであるため、列車の走行方向を検知するための工夫が求められている。
本発明は上記課題に着目してなされたもので、各区間における列車の在線の検知に加えて、列車の走行方向も検知可能な列車検知装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による列車検知装置は、列車の走行方向と交差する方向に振り分けられて3個以上配置され、そのうちの少なくとも一つ前記列車の走行方向に位置をずらして配置され、走行する列車の振動を測定する振動センサと、前記振動センサの測定結果に基づいて前記列車の在線を検知し、各振動センサの出力タイミングパターンに基づいて前記列車の走行方向を検知すると共に前記振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動であるか否かを判定する検知手段と、を備えることを特徴とする。
かかる構成では、走行する列車の振動を測定する振動センサを、列車の走行方向と交差する方向に振り分けて3個以上配置するとともに、そのうちの少なくとも一つ前記列車の走行方向に位置をずらして配置し、検知手段によって、各振動センサからの出力タイミングパターンに基づいて列車の走行方向を検知すると共に前記振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動であるか否かを判定する
本発明の列車検知装置によれば、少なくとも一つ列車の走行方向に位置をずらして配置された3個以上の振動センサからの出力タイミングパターンに基づいて列車の走行方向を検知する構成としたので、単に列車の在線を検知するだけでなく、列車の走行方向も検知することができる列車検知装置を提供することができる。また、3個以上の振動センサは、列車の走行方向と交差する方向に振り分けて配置され、検知手段は、各振動センサの出力タイミングパターンに基づいて、各振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動であるか否かを判定するように構成したので、隣接線から伝播した振動により、自線に列車が在線していると検知してしまう誤検知を防止することができる。
本発明に係る列車検知装置の一実施形態を示す概略構成図である。 上記実施形態の列車検知装置の設置例を示す概略図である。 図2の走行方向Aの場合の出力タイミングパターンの一例を示す図である。 図2の走行方向Bの場合の出力タイミングパターンの一例を示す図である。 隣接線から伝播する振動を測定した場合の出力タイミングパターンの一例を示す図である。 上記実施形態の列車検知装置の別の設置例を示す概略図である。 図6の走行方向Aの場合の出力タイミングパターンの一例を示す図である。 図6の走行方向Bの場合の出力タイミングパターンの一例を示す図である。
以下、本発明に係る列車検知装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の列車検知装置の一実施形態の概略構成図を示す。図2は、本実施形態の列車検知装置の設置例を示す概略図である。
図1において、本実施形態の列車検知装置1は、平行にそれぞれ敷設されるレール2a,2b(図2参照)の振動を測定する3個の振動センサ3a,3b,3cと、検知手段4と、送信手段5と、電源部6とを備えて構成されている。
前記振動センサ3a,3b,3cは、列車の走行する上記レール2a,2bの振動を測定するものであり、振動の強度(例えば、加速度等)を電気信号に変換して、レール振動のデータとして、出力する一般的なものである。振動センサ3a,3b,3cは、レール振動のデータを検知手段4にそれぞれ出力する。本実施形態において、振動センサ3a,3b,3cは、それぞれ列車の走行方向に位置をずらして、レール2a,2bの底面等に配置されると共に、列車の走行方向と交差する方向に振り分けて配置される。例えば、図2に示すように、同一区間T1の一方のレール2aに、列車の走行方向に位置をずらして2個の振動センサ3a、3cを配置し、他方のレール2b側であって振動センサ3aと振動センサ3cの略中間に対応する位置に1個の振動センサ3bを設置する。振動センサ3a,3b,3cは、例えば、レール2a,2bを列車走行方向(A又はB)に沿って所定の長さに区分された各区間(区間T0、区間T1、区間T2・・・)に設置される。図の簡略化のため図2には、区間T1の振動センサ3a,3b,3cだけ示したが、実際には、他の区間(T0、T2等)にも同様に振動センサ3a,3b,3cがそれぞれ設置されている。
検知手段4は、振動センサ3a,3b,3cによる測定結果に基づいて、列車の在線及び走行方向の検知をする機能を有している。検知手段4は、例えば、送信手段5と共に、一つのユニット7として構成され、図2に示すように、枕木上等に設置されている。このユニット7は、例えば、図示省略するが、複数の区間の振動センサ3a,3b,3cからのデータが入力可能になっており、検知手段4の処理能力等を考慮した所定の区間数毎に設けられている。
検知手段4は、具体的には、3個の振動センサ3a,3b,3cの出力タイミングパターンに基づいて列車の走行方向を検知する。検知手段4は、例えば、図3及び図4に一例を示した各振動センサの出力ピーク時刻(ta、tb、tc)を出力タイミングとしてそれぞれ検出し、この各ピーク時刻の順番、つまり、出力タイミングパターンによって列車の走行方向(図2に示す走行方向A又はB)を検知するように構成されている。検知手段4は、例えば、検出した出力ピーク時刻ta、tb、tcの順番が、図3に示すように、早い方から振動センサ3a,振動センサ3b,振動センサ3cの順番である出力タイミングパターンの場合に、走行方向Aを検知し、図4に示すように、早い方から振動センサ3c,振動センサ3b,振動センサ3aの順番である出力タイミングパターンの場合に、走行方向Bを検知する。検知手段4は、例えば、列車の在線情報(在線を検知した区間)と共に、列車の走行方向情報(A又はB)を送信手段5に出力する。
本実施形態においては、検知手段4は、3個の振動センサ3a,3b,3cの出力タイミングパターンに基づいて、振動センサ3a,3b,3cによって測定された振動が隣接線から伝播した振動であるか否かを判定する機能も有している。検知手段4は、例えば、各振動センサの出力ピーク時刻(ta、tb、tc)を出力タイミングとしてそれぞれ検出し、振動センサ3a,3b,3cの出力ピーク時刻の順番が、図3及び図4に示すように列車の走行方向に沿った順番である出力タイミングパターンの場合、各振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動ではないと判定し、振動センサの出力ピーク時刻の順番が図5に示すように列車の走行方向に沿う順番でない出力タイミングパターンの場合、測定された振動が隣接線から伝播した振動であると判定する。検知手段4は、例えば、測定された振動が隣接線から伝播した振動ではないと判定、つまり、自線を走行する列車によるレール振動で有ると判定する場合に、送信手段5への列車の在線情報及び走行方向情報を送信するように構成する。また、検知手段4は、例えば、一部の振動センサからのみ振動が測定された場合、測定された振動は、自線のレールへの異物落下やいたずら等によるものであると判定し、例えば、その判定結果を送信手段5に送信する。
前記送信手段5は、検知手段4からの列車の在線情報及び走行方向情報等を無線により外部のシステム等へ送信するものであり、例えば、アンテナ部5a等を備えて構成されている。これにより、外部のシステムとの配線施工をする必要がない。なお、送信手段5は、無線式に限らず、有線で各情報を外部へ送信する構成としてもよい。
前記電源部6は、レール振動により発電して各部(振動センサ3a,3b,3c、検知手段4、送信手段5)へ電源を供給するものである。これにより、電源部6は、自ら発電することができるため、受電したり電池を内蔵したりする必要がないため、受電用の配線や電池交換の手間もなくなる。なお、電源部6は、発電可能な構成としたが、これに限らず、例えば、外部から受電したり、電池を内蔵したりして構成してもよい。また、電源部6は、例えば、各ユニット7共通のものとしてもよいし、ユニット7毎に設けてもよい。
次に、本実施形態に係る列車検知装置1の動作について、列車が図2に示すAの方向から走行する場合、Bの方向から走行する場合、並びに、列車が自線ではなく隣接線を走行する場合について、図2〜図5を参照してそれぞれ説明する。
まず、列車が図2に示すAの方向から走行する場合について説明する。
列車が区間Tに進入し各振動センサ上をそれぞれ通過する。このとき、振動センサ3a,3b,3cは、レール振動を検知し、振動の強度(例えば、振幅等)を電圧に変換し、レール振動のデータを検知手段4にそれぞれ出力する。そして、検知手段4は、図3に示すように、振動センサ3a,3b,3cの出力ピーク時刻ta,tb,tcをそれぞれ検出し、これら出力ピーク時刻ta,tb,tcの順番が、早い方から振動センサ3a,振動センサ3b,振動センサ3cの順番であることを検出し、この出力タイミングパターンにより列車は走行方向Aで区間Tを走行していると判定し、走行方向Aを検知する。加えて、検知手段4は、振動センサ3a,3b,3cの出力ピーク時刻ta,tb,tcの順番が列車の走行方向に沿った順番であることを検出し、各振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動ではないと判定、つまり、自線を走行する列車によるレール振動で有ると判定する。そして、検知手段4は、区間T1に在線している列車は走行方向Aで走行しているという情報(在線情報及び走行方向情報)を送信手段5に出力する。そして、送信手段5は、検知手段4によるこれらの在線情報及び走行方向情報を無線により外部のシステム等へ送信する。
次に、列車が図2に示すBの方向から走行する場合について説明する。
この場合、検知手段4は、図4に示すように、これら出力ピーク時刻ta,tb,tcの順番が、早い方から振動センサ3c,振動センサ3b,振動センサ3aの順番であることを検出し、この出力タイミングパターンにより列車は走行方向Bで区間Tを走行していると判定し、走行方向Bを検知する。加えて、検知手段4は、各振動センサによって測定された振動が自線を走行する列車によるレール振動で有ると判定し、区間T1に在線している列車は走行方向Bで走行しているという情報(在線情報及び走行方向情報)を、送信手段5を介して外部のシステム等に送信する。
複線区間等において、列車が、自線ではなく、例えばレール2b側に隣接する隣接線(図示省略)を走行する場合について説明する。
列車が、例えば、区間T1のレール2b側に隣接する路線(図示省略)に在線すると、その隣接線を走行する列車の振動が自線に伝播する。そして、隣接線から伝播する振動を振動センサ3a,3b,3cが検出すると、そのデータは検知手段4にそれぞれ出力される。そして、検知手段4は、図5に示すように、出力ピーク時刻ta,tb,tcの順番が、早い方から振動センサ3b、振動センサ3a及び3c(略同時刻)の順番であることを検出する。検知手段4は、この出力タイミングパターンにより、各振動センサの出力ピーク時刻の順番が列車の走行方向に沿った順番ではないことを検出し、各振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動であると判定する。この場合、検知手段4は、例えば、在線及び走行方向等の情報を送信手段5に出力しない。
このように、本実施形態による列車検知装置によれば、少なくとも一つは列車の走行方向に位置をずらして配置された複数の振動センサからの出力タイミングパターンに基づいて列車の走行方向を判定する構成としたので、単に列車の在線を検知するだけでなく、列車の走行方向も検知することができる列車検知装置を提供することができる。
本実施形態では、振動センサは、3個であり、列車の走行方向と交差する方向に振り分けて配置され、検知手段は、3個の振動センサの出力タイミングパターンに基づいて、各振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動で有るか否かを判定するように構成したので、隣接線から伝播した振動により、自線に列車が在線していると検知してしまう誤検知を防止することができる。また、例えば出力ピーク時刻の順番等の出力タイミングパターンに基づいて、前記誤検知を防止する構成であるため、隣接線を走行する列車の重量が自線を走行する列車より重い場合や、隣接線を走行する列車の速度が自線を走行する列車より速い場合等において、各振動センサの出力値の大小だけでは検知した振動が自線の列車によるものなのか、隣接線の列車によるものなのか判定が困難な場合であっても、出力タイミングパターンに基づいて、容易に判定することができる。
なお、本実施形態においては、全ての振動センサが列車の走行方向に位置をずらして配置された場合で説明したが、これに限らず、振動センサは、少なくとも1つは列車の走行方向に位置をずらして配置されていればよい。例えば、図6に示すように、同一区間T1の一方のレール2aに、列車の走行方向に位置をずらして2個の振動センサ3a、3cを配置し、加えて、他方のレール2b側であって振動センサ3cに対応する位置に1個の振動センサ3bを設置する。
例えば、振動センサを図6に示すように配置し、列車が図6に示すAの方向から走行する場合、検知手段4は、図7に示すように、出力ピーク時刻ta,tb,tcの順番が、早い方から振動センサ3a、振動センサ3b及び3c(略同時刻)の順番であることを検出する。この出力タイミングパターンにより、走行方向Aを検知する。加えて、検知手段4は、各振動センサによって測定された振動が自線を走行する列車によるレール振動で有ると判定し、区間T1に在線している列車は走行方向Aで走行しているという情報を送信手段5に出力する。
また、列車が図6に示すBの方向から走行する場合、検知手段4は、図8に示すように、出力ピーク時刻ta,tb,tcの順番が、早い方から振動センサ3b及び振動センサ3c(略同時刻)、振動センサ3aの順番であることを検出する。この出力タイミングパターンにより、走行方向Bを検知する。加えて、検知手段4は、各振動センサによって測定された振動が自線を走行する列車によるレール振動で有ると判定し、区間T1に在線している列車は走行方向Bで走行しているという情報を送信手段5に出力する。
そして、列車が、自線ではなく、例えばレール2b側に隣接する隣接線(図示省略)を走行する場合、検知手段4は、図示省略するが、出力ピーク時刻ta,tb,tcの順番が、早い方から振動センサ3b、振動センサ3a及び振動センサ3c(略同時刻)の順番であることを検出する。この出力タイミングパターンにより、検知手段4は、各振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動であると判定する。この場合、検知手段4は、例えば、在線及び走行方向等の情報を送信手段5に出力しない。
また、上記本実施形態においては、振動センサは、3個の場合で説明したが、3個以上であってもよい。また、振動センサは、列車の走行方向と交差する方向に振り分けて配置される場合で説明したが、これに限らず、振動センサは、複数配置され、少なくとも一つは列車の走行方向に位置をずらして配置されていれば、列車の走行方向の判定をすることは可能である。この場合、振動センサは、2個以上であればよい。例えば、図2においては、振動センサ3a,3bだけでもよいし、振動センサ3a,3c、若しくは、振動センサ3b,3cだけでもよいし、図6においては、振動センサ3a,3cだけでもよいし、振動センサ3a,3bだけでもよい。
また、上記全ての実施形態において、ユニット7は、所定の区間数毎に設けられるものとして説明したが、これに限らず、区間毎に設けてもよい。ユニット7を区間毎に設ける場合、電源部6はユニット7に対応して区間毎に設けてもよい。この場合、複数の区間をまたいだ電源配線をする必要がないため、配線コストを抑制することができる。
なお、上記全ての実施形態において、振動センサ3a,3b,3cは、レール振動により発電する電源部6を兼用する構成としてもよい。この場合、振動センサ3a,3b,3cとしては、例えば、圧電素子や超磁歪素子等を用いる。これにより、別途電源部を設ける必要がない。また、電源部6と振動センサ3a,3b,3c間の電源配線が不要となるため、さらに配線コストを低減することができる。
また、上記全ての実施形態において、振動センサ3a,3b,3cは、レール2a,2bに取り付ける場合で説明したが、これに限らず、枕木に取り付けてもよい。
1 列車検知装置
2a,2b レール
3a,3b,3c 振動センサ
4 検知手段
5 送信手段
6 電源部

Claims (4)

  1. 列車の走行方向と交差する方向に振り分けられて3個以上配置され、そのうちの少なくとも一つ前記列車の走行方向に位置をずらして配置され、走行する列車の振動を測定する振動センサと、
    前記振動センサの測定結果に基づいて前記列車の在線を検知し、各振動センサの出力タイミングパターンに基づいて前記列車の走行方向を検知すると共に前記振動センサによって測定された振動が隣接線から伝播した振動であるか否かを判定する検知手段と、
    を備える列車検知装置。
  2. 前記検知手段からの列車の在線情報及び走行方向情報を外部に送信する送信手段を備えたことを特徴とする請求項に記載の列車検知装置。
  3. 前記走行する列車の振動により発電して各部へ電源を供給する電源部を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の列車検知装置。
  4. 前記振動センサは、前記電源部を兼用することを特徴とする請求項に記載の列車検知装置。
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