JP6454588B2

JP6454588B2 - 障害物検知システム

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Publication number: JP6454588B2
Application number: JP2015074752A
Authority: JP
Inventors: 健太郎牧; 尊善西野; 武典和嶋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2035-04-01
Also published as: JP2016193669A

Description

本発明は、障害物検知システムに関する。

鉄道に代表される交通システムの自動運転を実現するため、あるいは、手動運転における運転士の負担を軽減するため、運行を支障する軌道空間内の障害物を検出し、車両との衝突を回避する仕組みが望まれている。

従来技術として、特開２００５−１６２１６７号公報（特許文献１）に記載の技術がある。この公報には、「線路に沿って複数設けられたセンサによって、障害物か否かを検知し、障害物と判断されたら、障害物に関する情報を順次無線通信にて転送し、鉄道車両は転送されてきた情報を受信し列車を安全に停止することができる構成」が開示されている。

特開２００５−１６２１６７号公報

車両が運行される軌道空間内には、車両の運行を支障する障害物の他に、車両の運行に支障がない物体も侵入し得る。特許文献１に代表される障害物検知システムの適用箇所が、踏切やプラットフォームといった限定的な箇所であれば、車両の運行を支障する障害物のみを検知するように、センサ設置箇所の特徴に応じて障害物検知ロジックの詳細なチューニングをしたり、複数種類のセンサを配置して障害物検知の精度を向上することが可能である。

しかし、適用箇所が限定されない場合、全ての監視領域について設置箇所に応じた検知ロジックのチューニングを行うことは実用上困難であり、また、全センサを複数種類化することはコストの増大につながるため現実的ではない。したがって、簡易なセンサ構成と汎用的な検知ロジックで障害物検知システムを運用せざるを得ず、センサ設置箇所の拡大に伴い誤検知の確率が増加することが課題となる。ここで誤検知とは、車両の運行に支障がない物体を、車両の運行を支障する障害物と誤ってみなすことを指す。誤検知確率の増加は、交通システムの稼働率低下につながり、利用者の利便性を損なう。また、誤検知結果に基づいて利用者や指令員への情報提供を行うと、無用な混乱を招く。一方で、誤検知確率を減らすためにセンサの障害物検知の判定基準を緩和すると、運行を支障する障害物を検知し損なう状況につながるため、交通システムの安全性を損なう。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の障害物検知システムの一つは、軌道に沿って並べられ、軌道上の物体を検知する複数の第一の検知手段と、軌道上を走行する列車の位置情報および運行方向情報を取得する運行情報統合手段と、第一の検知手段の位置情報および検知結果と、運行情報統合手段から取得する列車の位置情報および運行方向情報を基に、第一の検知手段で検知された物体が障害物であるか否かを判定する障害物判定手段と、障害物判定手段の判定結果に基づいて、列車に停止指令を出力する停止指令出力手段と、を備えることを特徴とする。

そこで、本発明では、障害物検知用システムの適用箇所が限定されず、センサが路線内に幅広く設置されている場合において、交通システムの安全性と利便性を両立可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の障害物検知システムの全体構成の例を示す図である。本発明の障害物検知システムにおける列車内の構成の例を示す図である。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムの全体構成の他の例を示す図である。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムにおける障害物判定処理の他の例を示すフローチャートである。本発明の障害物検知システムで使用される運行情報のデータ構成の例を示す図である。本発明の障害物検知システムで使用される運行情報のデータ構成の他の例を示す図である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に費やす時間を柔軟に変更することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの一例を示す。

まず、本実施例における障害物検知システムの全体構成を説明する。
図１は、本実施例における障害物検知システムの全体構成を示す図である。
第一の検知手段１０１は、列車１０２が運行される軌道１０３に沿って並べられている。前記第一の検知手段１０１は、図１では２本の軌道間に等間隔で並べられているが、本実施例は、前記第一の検知手段１０１がこの並べられ方をされた場合に限らず適用可能である。また、前記第一の検知手段１０１の例として、レーザを用いたセンサ、ミリ波を用いたセンサ、カメラを用いたセンサ、超音波を用いたセンサが挙げられるが、前記第一の検知手段１０１は、これらに限定されず、前記列車１０２が通行する前記軌道１０３の上部を監視可能であればよい。

前記第一の検知手段１０１は、軌道面上を監視中に、地上に設置される障害物判定手段１０４に対して、検知結果１２１を伝達する。前記検知結果１２１の伝達方法の例として、前記第一の検知手段１０１が障害物候補１０５を検知した場合に、前記障害物判定手段１０４に対して前記検知結果１２１をアップロードする方法が挙げられる。他の方法の例として、前記障害物判定手段１０４から前記第一の検知手段１０１に定期的な問い合わせをし、前記第一の検知手段１０１による障害物候補の検知有無を、前記障害物判定手段１０４が取得する方法も考えられる。

前者の方法では、通信の頻度が少なくて済むため、通信コストが低減される。後者の方法であれば、定期的な問い合わせに対するレスポンスを監視することで、障害物候補の検知有無を取得すると同時に、前記第一の検知手段１０１の健全性を定期的にチェックすることもできる。前記検知結果１２１の伝送の方式は、無線・有線を問わない。

運行情報統合手段１０６は地上に設置され、前記列車１０２から、各列車の運行情報１２２を取得する。図１３に前記各列車の運行情報１２２のデータ内容を示す。前記各列車の運行情報１２２には、各列車の位置情報と運行方向情報が含まれる。前記各列車の運行情報１２２の取得方法は、前記列車１０２が運行される路線で使用されている運行管理システムが保持する情報を活用する方法であってもよいし、本実施例の障害物検知システム用に新たに設ける別の方法であってもよい。

前記運行情報統合手段１０６は、前記各列車の運行情報１２２を統合し、前記列車１０２が運行される路線における、列車群の運行情報１２３を出力する。図１３に前記各列車の運行情報１２３のデータ内容を示す。前記列車群の運行情報１２３には、列車の位置情報と運行方向情報が含まれる。前記運行情報統合手段１０６は、前記列車１０２が運行される路線で使用されている運行管理システムであってもよいし、本実施例の障害物検知システム用に新たに設けるサーバであってもよい。前記列車群の運行情報１２３は、前記障害物判定手段１０４と、地上に設置される停止指令出力手段１０７に入力される。

前記障害物判定手段１０４は、前記検知結果１２１と前記列車群の運行情報１２３とに基づいて、前記障害物候補１０５が前記列車１０２の運行を支障する障害物であるか否かを判定する。ここで、運行の支障とは、人身事故や列車の脱線・衝突を意味する。前記障害物判定手段１０４における判定処理の詳細は後に詳述する。前記障害物判定手段１０４は、前記障害物候補１０５が前記列車１０２の運行を支障する障害物であると判定した場合、障害物位置情報１２４を、停止指令出力手段１０７に伝達する。

前記停止指令出力手段１０７は、前記列車群の運行情報１２３と前記障害物位置情報１２４に基づいて、前記列車１０２に対し、停止指令１２５を出力する。また、前記停止指令１２５は、駅１０８に設置される停止指令内容駅案内手段１３１と、運行の指令所などに設置される停止指令内容地上案内手段１３２にも出力される。

前記停止指令１２５の内容には複数の種類があり得る。一例として、全ての列車に対し即時緊急停止を指令することができる。他の例として、障害物が存在する駅間と異なる駅間を走行中の列車に対しては、緊急停止ではなく、次駅からの出発抑止を指令する方法もあり得る。後者の方法であれば、不必要に乗客を列車に閉じ込めることを回避できる。
前記停止指令１２５に基づいて、前記列車１０２では、列車の停止制御および乗員への案内が行われる。

図２は、前記列車１０２に含まれる本実施例に関連する構成要素の例を示す図である。前記列車１０２には、運転制御装置１３３、停止指令内容乗務員案内手段１３４、停止指令内容乗客案内手段１３５が含まれ、いずれも前記停止指令１２５を受信する。

前記運転制御装置１３３は、自動運転中で、前記列車１０２に運転士が乗車していない場合、前記停止指令１２５の内容に基づいて、列車を停止させる。具体的な列車停止手段としては、既存の車上信号装置を用いてもよいし、既存の自動列車運転装置を用いてもよい。

前記停止指令内容乗務員案内手段１３４は、前記停止指令１２５の内容に基づく列車操作を、前記列車１０２の乗務員に対して、画面表示や音声案内によって案内する。具体的には、前記列車１０２の運転士にブレーキ操作を指示したり、運転操作を行わない乗務員に対し、緊急停止ボタンの押下を指示したりする。

前記停止指令内容乗客案内手段１３５は、前記停止指令１２５の内容に基づく列車運行情報を、画面表示や音声案内によって、前記列車１０２の乗客に案内する。前記列車運行情報の例として、急停止の警告や、線路内障害物確認のための運転見合わせの案内が挙げられる。これらの情報提供によって乗客は、急停止に備える姿勢をとって怪我を防止したり、運転見合わせ状況に応じた代替輸送手段を選択したりできる。

前記停止指令内容駅案内手段１３１は、前記列車１０２が発着する前記駅１０８の案内設備を通し、前記軌道上の各列車に対する前記停止指令１２５の内容を、画面表示や音声案内によって駅利用客に案内する。具体的には、線路内障害物確認のための運転見合わせの案内が挙げられる。これによって駅利用客は、運転見合わせ状況に応じた代替輸送手段の選択が可能になる。

前記停止指令内容地上案内手段１３２は、運行の指令所などに設置され、指令員に対して、前記列車１０２に対する前記停止指令１２５の内容を、画面表示や音声案内によって案内する。指令員は、障害物検知システムから送信された前記停止指令１２５の内容を確認することで、前記列車１０２が軌道内の障害物起因で停止していることを把握し、運転整理や障害物除去の指令などの対応を迅速にとることができる。
以上が本実施例における障害物検知システムの全体構成の説明である。次に、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理について説明する。

図３は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。

ステップ３０１で、前記障害物判定手段１０４は、前記第一の検知手段１０１から前記検知結果１２１を取得し、前記障害物候補１０５の検知時刻と、前記障害物候補１０５の路線内における位置を把握する。前記検知結果１２１には、前記第一の検知手段１０１で検知された前記障害物候補１０５に関して、少なくとも検知時刻と前記障害物候補１０５の位置情報が含まれる。

前記検知結果１２１に含まれる前記障害物候補１０５の位置情報の例として、前記障害物候補１０５を検知した前記第一の検知手段１０１を基点とする前記障害物候補１０５の相対位置が挙げられる。この場合、前記障害物判定手段１０４は、予めデータベース（図示しない）として保持する各検知手段の設置位置と、前記相対位置を基に、前記障害物候補１０５の絶対位置を把握する。なお、前記障害物候補１０５の位置情報は、軌道に沿った１次元の位置情報（距離情報）として把握されることが望ましい。なお、各検知手段の設置位置は、予めデータベースとして保持しておく他、各検知手段が検知結果を出力する際に毎回付加してもよい。また、第一の検知手段の間隔が十分密である場合、または検知したい精度が第一の検知手段の間隔で十分である場合、検知した検知手段の位置を、障害物の位置情報としてもよい。

ステップ３０２で、前記障害物判定手段１０４は、前記運行情報統合手段１０６から前記列車群の運行情報１２３を取得する。前記列車群の運行情報１２３には、列車の位置情報と運行方向情報が含まれる。

ステップ３０３で、前記障害物判定手段１０４は、前記検知結果１２１に含まれる前記障害物候補１０５の位置情報と、前記列車群の運行情報１２３とに基づいて、前記障害物候補１０５に接近する最寄りの列車を特定する。

ステップ３０４で、前記障害物判定手段１０４は、ステップ３０３で特定された、前記障害物候補１０５に接近する最寄りの列車と前記障害物候補１０５との距離を算出する。ここで算出される距離は、直線距離ではなく前記軌道１０３に沿った距離である。

ステップ３０５で、前記障害物判定手段１０４は、前記障害物候補１０５に接近する最寄りの列車と前記障害物候補１０５との距離と、所定の余裕距離との大小関係を判定する。ここで前記所定の余裕距離の例として、前記列車１０２の最高速度からの非常ブレーキによる制動距離に対し更に余裕を加味した距離が挙げられる。前記障害物候補１０５に接近する最寄りの列車と前記障害物候補１０５との距離が前記所定の余裕距離よりも大きい場合にはステップ３０６へ進み、そうでない場合には、ステップ３０７に進む。

ステップ３０６で、前記障害物判定手段１０４は、前記障害物候補１０５に関する前記検知結果１２１に加えて、前記障害物候補１０５の監視結果に関するフラグを、前記障害物判定手段１０４の内部に有する記憶領域（図示しない）に蓄積する。前記フラグは、その時点で前記障害物候補１０５が前記検知手段１０１によって検知されているか否かの判定結果であり（検知されていれば１、検知されていなければ０）、最初に前記障害物候補１０５が検知された位置の周辺（例えば半径１メートル以内）における障害物候補有無の監視結果である。前記検知結果１２１および前記フラグの蓄積後、前記障害物判定手段１０４は、ステップ３０２に戻り、改めて、前記列車群の運行情報１２３の取得を行う。ステップ３０５での判定結果がＹＥＳである間は、ステップ３０２からステップ３０６までの処理を所定の時間周期（例えば１秒毎）で繰り返す。

ステップ３０７で、前記障害物判定手段１０４は、ステップ３０６で蓄積したデータに基づき、前記障害物候補１０５が前記列車１０２の運行を支障する障害物であるか否かを判定する。判定方法として、前記障害物候補１０５が最初に検知されて以降、前記データを蓄積した時間に占める、前記フラグが１となっている時間の割合が所定割合（例えば８０％）以上であることを判定基準とする方法が考えられる。

ステップ３０８で、前記障害物判定手段１０４は、ステップ３０７の判定結果を受け、障害物有りの判定の場合はステップ３０９へ処理を進める。障害物無しの判定の場合は、処理を終える。

ステップ３０９で、前記障害物判定手段１０４は、前記障害物位置情報１２４を、前記停止指令出力手段１０７に伝達する。

以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。
本実施例によれば、列車の位置情報および運行方向情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている
場合に、時間的な余裕を活用して検知結果を蓄積し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、列車の位置情報だけでなく運行方向情報を活用することで、障害物候補に接近する列車のみを対象に、前記の時間的な余裕を把握できるため、検知率維持と誤検知率低減の効果が大きくなる。以上が、実施例１の説明である。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に費やす時間を柔軟に変更することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの別の例を示す。

まず、本実施例における障害物検知システムの全体構成を説明する。図１は、本実施例における障害物検知システムの全体構成を示す図である。実施例１との差異がない部分については説明を省略する。

実施例１との差異は、前記運行情報統合手段１０６が前記列車１０２から取得する前記各列車の運行情報１２２の内容と、前記運行情報統合手段１０６が統合して出力する前記列車群の運行情報１２３の内容である。図１４に前記各列車の運行情報１２２および前記列車群の運行情報１２３のデータ内容を示す。本実施例では、前記各列車の運行情報１２２と前記列車群の運行情報１２３には、各列車の位置情報と運行方向情報が含まれるだけでなく、各列車の速度情報が含まれる。速度情報が使用できることにより、検知された障害物候補１０５の位置に、前記障害物候補１０５に接近する最寄りの列車が到達するまでの想定走行時分が精度良く推定できる。

以上が本実施例における障害物検知システムの全体構成の説明である。次に、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理について説明する。図４は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。

ステップ３０１は実施例１と同一である。

ステップ４０２で、前記障害物判定手段１０４は、前記運行情報統合手段１０６から前記列車群の運行情報１２３を取得する。前記列車群の運行情報１２３には、列車の位置情報と運行方向情報に加え、列車の速度情報が含まれる。

ステップ３０３は実施例１と同一である。

ステップ４０４で、前記障害物判定手段１０４は、ステップ３０３で特定された前記障害物候補１０５に接近する最寄りの列車が、前記障害物候補１０５の位置に到達する想定時刻を算出する。前記想定時刻は、現在時刻に、前記最寄りの列車が前記障害物候補１０５の位置に到達するまでの想定走行時分（想定到達時間）を加算して算出する。

前記想定走行時分の算出方法には複数の方法が考えられる。一例として、前記最寄りの列車が現在位置・現在速度から最速で走行した場合に、前記障害物候補１０５の位置に到達するまでの時間を前記想定走行時分とする方法である。他の例として、前記最寄りの列車が現在位置・現在速度から通常運転で使用している計画ランカーブに沿って走行した場合に、前記障害物候補１０５の位置に到達するまでの時間を前記想定走行時分とする方法である。

ステップ４０５で、前記障害物判定手段１０４は、ステップ４０４で算出した前記想定時刻と現在時刻の差分が、所定の余裕時間より大きいか否か判定する。前記想定時刻と現在時刻の差分が、所定の余裕時間より大きい場合にはステップ３０６へ進む。前記想定時刻と現在時刻の差分が、所定の余裕時間より大きくない場合には、ステップ３０７に進む。ここで、前記所定の余裕時分は、停止指令などの情報伝送の遅れを考慮して決定される。

ステップ３０６からステップ３０９は実施例１と同一である。

以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。
本実施例によれば、列車の位置情報、運行方向情報、及び速度情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている場合に、時間的な余裕を活用して検知結果を蓄積し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、列車の位置情報、運行方向情報だけでなく速度情報を活用することで、前記の時間的な余裕を精度よく把握できるため、検知率維持と誤検知率低減の効果が大きくなる。以上が、実施例２の説明である。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に費やす時間を柔軟に変更することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの更なる別の例を示す。

まず、本実施例における障害物検知システムの全体構成を説明する。図１は、本実施例における障害物検知システムの全体構成を示す図である。全体構成は、実施例１と同一である。

次に、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理について説明する。図５は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。ステップ３０１からステップ３０３は実施例１と同一である。

ステップ５０４で、前記障害物判定手段１０４は、ステップ３０３で特定された前記障害物候補１０５に接近する最寄りの列車が、前記障害物候補１０５が存在する駅間に存在しているか否かを判定する。前記最寄りの列車が前記障害物候補１０５の存在する駅間に存在している場合にはステップ３０７へ進み、そうでない場合にはステップ３０６へ進む。

なお、前記駅間の範囲の定義は、明確に２つの駅の間である必要はなく、２駅の外側まで広がりを持っていても良い。この広がりを持たせることで、列車が発駅を発車する前に余裕をもって障害物有無判定（ステップ３０７）が行えるため、障害物有りであった場合に列車を前記発駅で延発させることができ、駅間での停車による乗客閉じ込めを防ぐことができる。

ステップ３０６からステップ３０９は実施例１と同一である。
以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。

本実施例によれば、列車の位置情報と運行方向情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている場合に、時間的な余裕を活用して検知結果を蓄積し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、障害物候補と該障害物候補に接近する最寄りの列車が同一駅間にあるか否かの判定結果を利用することで、障害物有りであった場合に列車を発駅で延発させることができ、駅間での停車による乗客閉じ込めを防ぐことができる。以上が、実施例３の説明である。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に、前記障害物候補の形状や位置の時間的な変化の情報を加味することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの一例を示す。

次に、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理について説明する。図６は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。ステップ３０１からステップ３０５は実施例１と同一である。

ステップ６０６で、前記障害物判定手段１０４は、前記障害物候補１０５の形状や位置の時間変化を監視する。具体的には、ステップ６０６に到達するたびに、前記障害物候補１０５の形状および位置の検知結果を記録領域（図示しない）に蓄積する。

ステップ６０７で、前記障害物判定手段１０４は、ステップ６０６での監視結果を基に、障害物有無を判定する。具体的には、ステップ６０６で蓄積した各検知結果を時間に沿って参照することで、前記障害物候補１０５の形状や位置の時間変化を捉え、前記障害物候補１０５が運行を支障する障害物であるか否かを判定する。

形状の変化を追うことで、前記障害物候補１０５が、前記列車１０２の運行を支障する障害物であるか否かの判断をより確実にすることができる。形状を示す具体的な指標には、大きさ、太さ、高さ等がある。例えば、地面と平行に走査するレーザーレーダで、軌道内で立っている人の脚部を見た場合、横を向いている人の脚部は太さがペットボトルと類似しており区別がつきにくいが、時間の経過とともに人が９０度向きを変えた場合、２本の足の観測によって人であることが判断できる。

また、前記障害物候補１０５の位置の時間変化を追うことでも、前記障害物候補１０５が、前記列車１０２の運行を支障する障害物であるか否かの判断をより確実にすることができる。例えば、地面と平行に走査するレーザーレーダで、軌道内で立っている人の脚部とカラスなどの鳥の胴体とは類似して見えるが、両者の動き方には明らかな違いがあるため、位置の時間変化を追うことで、人か鳥かの区別をすることができる。

ステップ３０８とステップ３０９は実施例１と同一である。

以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。
本実施例によれば、列車の位置情報および運行方向情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている
場合に、時間的な余裕を活用して障害物候補の挙動を監視し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、列車の位置情報だけでなく運行方向情報を活用することで、障害物候補に接近する列車のみを対象に、前記の時間的な余裕を把握できるため、検知率維持と誤検知率低減の効果が大きくなる。以上が、実施例４の説明である。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に、前記障害物候補の形状や位置の時間的な変化の情報を加味することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの別の例を示す。

まず、本実施例における障害物検知システムの全体構成を説明する。図１は、本実施例における障害物検知システムの全体構成を示す図である。全体構成は、実施例２と同一である。

次に、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理について説明する。図７は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。ステップ３０１は実施例１と同一である。ステップ４０２は実施例２と同一である。ステップ３０３は実施例１と同一である。ステップ４０４とステップ４０５は実施例２と同一である。ステップ６０６とステップ６０７は実施例４と同一である。ステップ３０８とステップ３０９は実施例１と同一である。
以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。

本実施例によれば、列車の位置情報、運行方向情報、及び速度情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている場合に、時間的な余裕を活用して障害物候補の挙動を監視し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、列車の位置情報、運行方向情報だけでなく速度情報を活用することで、前記の時間的な余裕を精度よく把握できるため、検知率維持と誤検知率低減の効果が大きくなる。以上が、実施例５の説明である。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に、前記障害物候補の形状や位置の時間的な変化の情報を加味することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの更なる別の例を示す。

次に、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理について説明する。図８は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。ステップ３０１からステップ３０３は実施例１と同一である。ステップ５０４は実施例３と同一である。ステップ６０６とステップ６０７は実施例４と同一である。ステップ３０８とステップ３０９は実施例１と同一である。

以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。
本実施例によれば、列車の位置情報と運行方向情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている場合に、時間的な余裕を活用して障害物候補の挙動を監視し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、障害物候補と該障害物候補に接近する最寄りの列車が同一駅間にあるか否かの判定結果を利用することで、障害物有りであった場合に列車を発駅で延発させることができ、駅間での停車による乗客閉じ込めを防ぐことができる。以上が、実施例６の説明である。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に、前記障害物候補に対する第二の検知手段による検知結果を加味することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの一例を示す。

まず、本実施例における障害物検知システムの全体構成を説明する。図９は、本実施例における障害物検知システムの全体構成を示す図である。実施例１の全体構成（図１）との差異がない部分については説明を省略する。

実施例１との差異は、第二の検知手段９０１が付加されている点である。前記第二の検知手段９０１は、前記第一の検知手段１０１が監視可能な領域を監視できるセンサである。前記第二の検知手段９０１の例として、レーザを用いたセンサ、ミリ波を用いたセンサ、カメラを用いたセンサ、超音波を用いたセンサが挙げられるが、前記第二の検知手段９０１は、これらに限定されず、前記列車１０２が通行する軌道１０３の上部を監視可能であればよい。

前記第一の検知手段１０１と前記第二の検知手段９０１のセンシング方法は同じでもよいし、異なっても良い。前者の場合は、前記第一の検知手段１０１と前記第二の検知手段９０１が異なる角度から軌道面上を監視することが望ましい。後者の場合は、検知手段特有の不良の発生や、検知限界に対して冗長性を高めることができる。

前記第二の検知手段９０１は、前記第一の検知手段１０１と同様に、前記軌道１０３に沿って並べられている固定のセンサか、あるいは、前記軌道１０３に沿って移動可能なセンサであってもよい。前者の場合、第一の検知手段の検知結果をもとに、起動すべき第二の検知手段の範囲を限定すれば、省エネとなる。後者の場合、前記第一の検知手段１０１によって前記障害物候補１０５を検知された際に、前記第二の検知手段９０１は、前記障害物候補１０５を検知できる場所まで移動する。移動可能な前記第二の検知手段９０１として、飛行監視ロボット（ＵＡＶ、ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ）が挙げられる。

以上が本実施例における障害物検知システムの全体構成の説明である。次に、前記障害物判定手段１０４における判定処理について説明する。図１０は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。ステップ３０１からステップ３０５は実施例１と同一である。ただし、ステップ３０５の判定でＮＯとなった場合の遷移先がステップ３０９である点のみ実施例１と異なる。

ステップ１００６で、前記障害物判定手段１０４は、前記第二の検知手段９０１による前記障害物候補１０５の検知結果を取得する。

ステップ１００７で、前記障害物判定手段１０４は、前記第一の検知手段１０１による検知結果と前記第二の検知手段９０１による検知結果を照合し、両者の整合性を確認する。両検知手段の検知結果がともに、前記障害物候補１０５は前記列車１０２の運行を支障する障害物であるという結果であれば整合性ありとする。前記第一の検知手段１０１の検知結果が、前記障害物候補１０５は前記列車１０２の運行を支障する障害物であるという結果であっても、前記第二の検知手段９０１による検知結果が、前記障害物候補１０５は前記列車１０２の運行を支障する障害物ではない、という結果であれば整合性なしとする。

ステップ１００８では、ステップ１００７の整合性確認の結果に基づき、整合性ありの場合はステップ３０９へ移行し、整合性なしの場合は処理を終える。

ステップ３０９は実施例１と同一である。

以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。
本実施例によれば、列車の位置情報および運行方向情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている
場合に、時間的な余裕を活用して複数の検知手段による検知結果を照合し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、列車の位置情報だけでなく運行方向情報を活用することで、障害物候補に接近する列車のみを対象に、前記の時間的な余裕を把握できるため、検知率維持と誤検知率低減の効果が大きくなる。以上が、実施例７の説明である。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に、前記障害物候補に対する第二の検知手段による検知結果を加味することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの別の例を示す。

まず、本実施例における障害物検知システムの全体構成を説明する。図９は、本実施例における障害物検知システムの全体構成を示す図である。実施例７との差異がない部分については説明を省略する。

実施例７との差異は、前記運行情報統合手段１０６が前記列車１０２から取得する前記各列車の運行情報１２２の内容と、前記運行情報統合手段１０６が統合して出力する前記列車群の運行情報１２３の内容である。図１４に前記各列車の運行情報１２２および前記列車群の運行情報１２３のデータ内容を示す。本実施例では、前記各列車の運行情報１２２と前記列車群の運行情報１２３には、各列車の位置情報と運行方向情報が含まれるだけでなく、各列車の速度情報が含まれる。速度情報が使用できることにより、検知された障害物候補１０５の位置に、前記障害物候補１０５に接近する最寄りの列車が到達するまでの想定走行時分が精度良く推定できる。

以上が本実施例における障害物検知システムの全体構成の説明である。次に、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理について説明する。図１１は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。

ステップ３０１は実施例１と同一である。ステップ４０２は実施例２と同一である。ステップ３０３は実施例１と同一である。ステップ４０４とステップ４０５は実施例２と同一である。ただし、ステップ４０５の判定でＮＯとなった場合の遷移先がステップ３０９である点のみ実施例２と異なる。ステップ１００６からステップ１００８は実施例７と同一である。ステップ３０９は実施例１と同一である。
以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。

本実施例によれば、列車の位置情報、運行方向情報、及び速度情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている場合に、時間的な余裕を活用して複数の検知手段による検知結果を照合し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、列車の位置情報、運行方向情報だけでなく速度情報を活用することで、前記の時間的な余裕を精度よく把握できるため、検知率維持と誤検知率低減の効果が大きくなる。以上が、実施例８の説明である。

本実施例では、第一の検知手段によって検知された障害物候補と、前記障害物候補に接近する最寄りの列車との位置関係に応じて、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定に、前記障害物候補に対する第二の検知手段による検知結果を加味することで、検知率の維持と誤検知率の低減を可能とする障害物検知システムの更なる別の例を示す。

まず、本実施例における障害物検知システムの全体構成を説明する。図９は、本実施例における障害物検知システムの全体構成を示す図である。全体構成は、実施例７と同一である。

次に、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理について説明する。図１２は、前記障害物判定手段１０４における判定処理例を示すフローチャートである。ステップ３０１からステップ３０３は実施例１と同一である。ステップ５０４は実施例３と同一である。ただし、ステップ５０４の判定でＮＯとなった場合の遷移先がステップ３０９である点のみ実施例３と異なる。ステップ１００６からステップ１００８は実施例７と同一である。ステップ３０９は実施例１と同一である。

以上が、本実施例における前記障害物判定手段１０４の判定処理例の説明である。
本実施例によれば、列車の位置情報と運行方向情報を用いることによって、検知された障害物候補と、該障害物候補に接近する最寄りの列車との距離が十分に離れている場合に、時間的な余裕を活用して複数の検知手段による検知結果を照合し、前記障害物候補が運行を支障する障害物であるか否かの判定を高精度に実施できるため、検知率の維持と誤検知率の低減が可能となる。特に、障害物候補と該障害物候補に接近する最寄りの列車が同一駅間にあるか否かの判定結果を利用することで、障害物有りであった場合に列車を発駅で延発させることができ、駅間での停車による乗客閉じ込めを防ぐことができる。以上が、実施例９の説明である。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明する為に詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置換することも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。各構成を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。また、実施例中の列車１０２は、複数の車両が連結したものに限定されるものではなく、一両編成のような車両にも適用可能である。

１０１：第一の検知手段
１０２：列車
１０３：軌道
１０４：障害物判定手段
１０５：障害物候補
１０６：運行情報統合手段
１０７：停止指令出力手段
１０８：駅
１２１：検知結果
１２２：各列車の運行情報
１２３：列車群の運行情報
１２４：障害物位置情報
１２５：停止指令
１３１：停止指令内容駅案内手段
１３２：停止指令内容地上案内手段
１３３：運転制御装置
１３４：停止指令内容乗務員案内手段
１３５：停止指令内容乗客案内手段
９０１：第二の検知手段

Claims

軌道に沿って並べられ、前記軌道上の物体を検知する複数の第一の検知手段と、
前記軌道上を走行する列車の位置情報および運行方向情報を取得する運行情報統合手段と、
前記第一の検知手段の位置情報および検知結果と、前記運行情報統合手段から取得する前記列車の位置情報および運行方向情報を基に、前記第一の検知手段で検知された物体が前記軌道上を走行する列車の運行を支障する障害物であるか否かを判定する障害物判定手段と、
前記障害物判定手段の判定結果に基づいて、前記列車に停止指令を出力する停止指令出力手段と、
を備える障害物検知システム。
請求項１記載の障害物検知システムであって、
前記障害物判定手段は、
前記物体と前記軌道上を走行する列車との距離が、所定の余裕距離よりも大きいか否か、あるいは、前記物体が検出された前記軌道上の区間が、前記列車の走行する区間に含まれるか否かに基づいて、前記物体が前記障害物であるか否かを判定する障害物検知システム。
請求項１記載の障害物検知システムであって、
前記運行情報統合手段は、前記軌道上を走行する列車の速度情報を取得し、
前記障害物判定手段は、
前記運行情報統合手段を介して取得する前記列車の前記位置情報、前記運行方向情報、前記速度情報と、前記物体の位置情報とから前記列車が前記物体の位置に到達するまでにかかる想定到達時間を算出し、
前記想定到達時間が所定の余裕時間よりも大きいか否かに基づいて、前記物体が前記障害物か否かを判定する障害物検知システム。
請求項３記載の障害物検知システムであって、
前記物体と前記軌道を走行する列車との距離が前記所定の余裕距離よりも大きい場合、あるいは、前記物体が検出された前記軌道上の区間が前記列車の走行する区間外である場合、あるいは、前記想定到達時間が前記所定の余裕時間よりも大きい場合、前記第一の検知手段の検知結果を蓄積する記録領域を備え、
前記障害物判定手段は、前記記録領域に蓄積される前記第一の検知手段による検知結果の履歴に基づいて、前記障害物であるか否かを判定する障害物検知システム。
請求項４記載の障害物検知システムであって、
前記障害物判定手段は、前記第一の検知手段からの検知結果を所定の間隔で受信し、
前記物体と前記軌道を走行する列車との距離が前記所定の余裕距離以下となった場合、あるいは、前記物体が検出された前記軌道上の区間が前記列車の走行する区間と一致した場合、あるいは、前記想定到達時間が前記所定の余裕時間以下となった場合、前記履歴に基づいて、前記障害物であるか否かを判定し、
前記障害物であると判定した場合、前記障害物の位置情報を前記停止指令出力手段へ伝達する障害物検知システム。
請求項５記載の障害物検知システムであって、
前記障害物判定手段は、前記記録領域に蓄積された、前記物体が検知された割合が所定割合以上である場合、前記物体は前記障害物であると判定する障害物検知システム。
請求項４記載の障害物検知システムであって、
前記複数の第一の検知手段は、前記軌道上の物体の形状または位置を検知し、
前記障害物判定手段は、前記履歴に蓄積された前記物体の形状または位置の時間変化に基づいて、前記障害物であるか否かを判定する障害物検知システム。
請求項３記載の障害物検知システムであって、さらに
前記軌道上の物体を検知する第二の検知手段を備え、
前記障害物判定手段は、前記物体と前記軌道を走行する列車との距離が前記所定の余裕距離よりも大きい場合、あるいは、前記物体が検出された前記軌道上の区間が前記列車の走行する区間外である場合、あるいは、前記想定到達時間が前記所定の余裕時間よりも大きい場合、前記第二の検知手段による検知結果を取得し、
前記第一の検知手段による検知結果と前記第二の検知手段による検知結果とに基づいて、前記障害物であるか否かを判定する障害物検知システム。
請求項８記載の障害物検知システムであって、
前記障害物判定手段は、前記第一の検知手段による前記物体の検知結果と前記第二の検知手段による前記物体の検知結果との整合性がある場合、前記物体は前記障害物であると判定し、前記障害物の位置情報を前記停止指令出力手段へ伝達する障害物検知システム。
請求項８または請求項９記載の障害物検知システムであって、
前記第二の検知手段は、前記軌道に沿って並べられている障害物検知システム。
請求項８または請求項９記載の障害物検知システムであって、
前記第二の検知手段は、前記第一の検知手段で検知された前記物体の位置情報に基づいて移動して検知する障害物検知システム。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の障害物検知システムであって、
前記軌道上の列車に乗車している乗務員に対し、前記停止指令の内容に基づく列車操作を、
画面表示と音声案内の少なくともいずれかによって案内する停止指令内容乗務員案内手段を備える障害物検知システム。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の障害物検知システムであって、
前記軌道上の各列車に乗車している乗客に対し、前記停止指令の内容に基づく列車運行情報を、
画面表示と音声案内の少なくともいずれかによって案内する停止指令内容乗客案内手段を備える障害物検知システム。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の障害物検知システムであって、
前記軌道上の列車の運行を監視可能な地上側の監視装置に対し、
前記軌道上の列車に対する前記停止指令の内容を、
画面表示と音声案内の少なくともいずれかによって案内する停止指令内容地上案内手段を備える障害物検知システム。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の障害物検知システムであって、
前記軌道上の列車が発着する駅の案内設備に対し、前記軌道上の列車に対する前記停止指令の内容を、
画面表示と音声案内の少なくともいずれかによって案内する停止指令内容駅案内手段を備える障害物検知システム。