JP6494420B2 - 鉄道沿線監視システム、監視装置および鉄道沿線監視方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数のセンサデバイスから受信した情報に基づいて、監視装置で鉄道沿線の環境を監視する鉄道沿線監視システムおよび鉄道沿線監視方法に関するものである。

昨今、地球環境の変化に伴って、深刻な被害をもたらす自然災害の発生が増加してきている。特に、地球温暖化が与える影響は大きく、例えば、積乱雲の発達により、ゲリラ豪雨や台風が頻発することによって、大雨や集中豪雨等が発生する頻度も高くなってきている。

また、大雨によって、川の氾濫や洪水といった水害だけでなく、山間部等では、斜面が崩落することで土砂が崩れ、家屋や鉄道設備の倒壊による交通の麻痺が引き起こされることが大きな問題となっている。そこで、近年、こうした土砂災害に対する予防策や被害軽減策が求められてきており、例えば、鉄道沿線の降雨量や斜面の状況等、環境を監視するために、通信機能を搭載した各種センサが鉄道沿線に配置されることがある。

これらのセンサは、同一能力を有する場合であっても、架線柱や専用柱、沿線との境界の柵上、路面等、様々な場所に取り付けられることが予想される。また、例えば振動を検知するセンサを用いる場合には、センサと線路との距離が短くなる程、列車の通過に伴う振動の検知によって環境監視の目的外の測定データが収集される可能性が高くなるため、誤検知が発生する恐れがある。

そこで、装置本体内部のセンサデバイスが計測した内部環境データとあらかじめ設定された判定データとを比較することによって、装置本体外部に設けられたセンサデバイスが計測した計測データに対する信頼性の度合いを特定するとともに、特定結果および計測データを管理装置に送信する計測装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３０９１４４号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、特許文献１に記載された計測装置では、例えば、センサデバイスが振動センサである場合において、装置本体が振動しているときには、管理装置が、受信した信頼性の度合いの特定結果に基づいて計測データを管理することにより、誤検知の影響が低減される。

一方、鉄道沿線にセンサデバイスを配置した場合に、このセンサデバイスの計測データに影響を与えるのは、装置本体である監視装置内部の振動ではなく、列車の通過に伴う振動である。そのため、このセンサデバイスの計測データに対する信頼性の度合いが得られたとしても、信頼性の度合いには列車の通過に伴う振動の影響は含まれておらず、誤検知を抑制することができないという問題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、誤検知の発生を抑制しながら鉄道沿線の環境を監視することができる鉄道沿線監視システムを得ることを目的とする。

この発明に係る監視装置は、列車の走行位置および通過時刻を管理する運行管理装置からの運行情報と、鉄道沿線に設置された複数のセンサデバイスから収集したセンシング情報とに基づいて、鉄道沿線の環境を監視する鉄道沿線監視システムに適用される監視装置であって、監視装置は、複数のセンサデバイスのうちの任意のセンサデバイスから収集したセンシング情報を解析する際、任意のセンサデバイスからのセンシング情報に基づいて任意のセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定し、任意のセンサデバイスで振動が検知されたと判定された場合、任意のセンサデバイスからのセンシング情報およびあらかじめ設定された任意のセンサデバイスの設置位置情報と、列車の走行位置および通過時刻とを照合して、任意のセンサデバイスで検知された振動が列車の通過に起因するものか否かを判定するものである

この発明に係る鉄道沿線監視システムによれば、監視装置は、センサデバイスから収集したセンシング情報および監視装置にあらかじめ設定された当該センサデバイスの設置位置情報と、運行管理装置からの運行情報である列車の走行位置および通過時刻とを照合して、センシング情報が列車の通過に伴うものであるか否かを判定する。
そのため、誤検知の発生を抑制しながら鉄道沿線の環境を監視することができる。

この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムのセンサデバイスの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムのセンサデバイスにおける測定データ管理フォーマットを例示する説明図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムの監視装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムのセンサデバイスで得られる測定データを例示する説明図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムの監視装置で管理されるセンシング情報を例示する説明図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムの別のセンサデバイスで得られる測定データを例示する説明図である。 この発明の実施の形態２に係る鉄道沿線監視システムのセンサデバイスで得られる測定データを例示する説明図である。 この発明の実施の形態２に係る鉄道沿線監視システムの監視装置で管理されるセンシング情報を例示する説明図である。

以下、この発明に係る鉄道沿線監視システムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムを示す構成図である。この鉄道沿線監視システムは、斜面や防護柵等に設置された複数のセンサデバイスから収集した情報に基づいて、鉄道沿線の環境を監視するシステムである。

図１において、この鉄道沿線監視システムは、監視装置１００、列車の走行位置や通過時刻を管理する運行管理装置１０１、ルータ１０５、センサデバイス１０６〜１１１およびケーブル１１２、１１３を備えている。また、図１には、図の左側から右側に走行する列車１０２、架線柱１０３および防護柵１０４が併せて示されている。

また、この発明の実施の形態１では、センサデバイス１０６〜１０８が斜面に、センサデバイス１０９〜１１１が防護柵１０４に設置されている。また、センサデバイス１０６〜１０８は、それぞれ線路から同じ距離に位置している。また、ケーブル１１２は、監視装置１００とルータ１０５とを接続し、ケーブル１１３は、監視装置１００と運行管理装置１０１とを接続している。なお、図１では、列車のパンタグラフや架線等は図示していない。

ルータ１０５は、Ｗｉ−ＳＵＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｍａｒｔ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格に準拠する無線通信モジュールを備え、センサデバイス１０６〜１１１は、それぞれ加速度センサとＷｉ−ＳＵＮ無線通信モジュールとを備えている。また、ルータ１０５およびセンサデバイス１０６〜１１１は、Ｗｉ−ＳＵＮ規格に準拠するセンサネットワークを構築し、ネットワーク内でマルチホップ通信を行うことで、メッシュ型トポロジを形成している。

また、ルータ１０５は、架線柱１０３に設置され、各センサデバイスから送信されるセンシング情報を監視装置１００へ送信する中継器であり、自らはセンシングを行わない。さらに、ルータ１０５は、監視装置１００と、例えば光ファイバ等のケーブル１１２により有線接続されているため、ルータ１０５は、有線通信モジュールも内部に備えている。なお、図示していないが、一般的に、架線柱は線路に沿って設置されており、例えば、センサデバイスを上記設置位置に加えて、架線柱に設置することも可能である。

図２は、この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムのセンサデバイスの構成を示すブロック図である。ここでは、この発明の実施の形態１の説明に必要な構成のみを示し、電池等は示していない。なお、この構成は、センサデバイス１０６〜１１１のそれぞれに共通の構成である。

図２において、このセンサデバイスは、加速度を測定するセンサ部２００、測定したデータを管理する測定データ管理部２０１、信号の変復調等の送受信処理を行う通信部２０２およびアンテナ２０３を有している。なお、センサ部２００および測定データ管理部２０１がセンサモジュールを構成し、通信部２０２およびアンテナ２０３がＷｉ−ＳＵＮ通信モジュールを構成している。

センサ部２００では、定期的に加速度値が測定され、センサ部２００で測定された加速度値は、測定データ管理部２０１へ送信される。測定データ管理部２０１では、図３に示すフォーマットに従い、測定された加速度値にタイムスタンプを付与して測定データを管理する。なお、図３は一例を示しており、測定データの管理フォーマットはこれに限定されない。また、タイムスタンプは、年／月／日／時刻で表され、１秒毎に測定データが管理されている。

ここで、この発明の実施の形態１における加速度センサは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３方向の加速度値を測定するものであり、測定データ管理部２０１では、各軸で測定された加速度値を同時に管理している。また、測定データ管理部２０１は、管理する測定データをセンシング情報として周期的に通信部２０２に送信する。

ここでは、測定データ管理部２０１が、１０秒周期でセンシング情報を送信するものとし、センシング情報を通信部２０２へ送信すると、管理していた情報は、新しい測定データに随時上書きされる。通信部２０２は、センシング情報をパケット化、フレーム化した後、変調等の送信処理を施し、アンテナ２０３から送信する。

アンテナ２０３から送信されたセンシング情報は、センサデバイス毎にあらかじめ決められた経路でルータ１０５へ中継され、ルータ１０５からケーブル１１２を介して監視装置１００へ送信される。なお、センシング情報には、送信元センサデバイスのノード番号がヘッダ情報として格納されており、これによって、監視装置１００は、受信したセンシング情報の送信元を特定することができる。また、監視装置１００は、各センサデバイスから送信されたセンシング情報を集約し斜面の状況を監視する。

図４は、この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムの監視装置の構成を示すブロック図である。図４において、監視装置１００は、通信部４００、４０１、センシング情報解析部４０２、センシング情報管理部４０３および出力部４０４を有している。

通信部４００は、ケーブル１１２を介してルータ１０５と接続され、通信部４０１は、ケーブル１１３を介して運行管理装置１０１と接続されており、それぞれ信号の変復調等の送受信処理を行う。受信処理が完了したセンシング情報は、センシング情報解析部４０２での解析が完了すると、センシング情報管理部４０３で管理される。また、運行管理装置１０１から送信される運行情報も、センシング情報管理部４０３で管理される。

センシング情報管理部４０３には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により各センサデバイスの設置位置情報があらかじめ設定されており、時間同期がとられている。そのため、センサデバイスのノード番号と設置位置情報とを紐付けて管理することができる。また、出力部４０４は、センシング情報管理部４０３からの各種通知に対応した結果を出力し、監視員に斜面の状況を知らせる。

以下、図１、２、４を参照しながら、監視装置１００における鉄道沿線環境の監視方法について詳細に説明する。図１において、センサデバイス１０９〜１１１は、防護柵１０４に等間隔に設置され、センサデバイス１０６〜１０８は、センサデバイス１０９〜１１１よりも短い間隔で斜面に設置されている。列車１０２は、センサデバイス１１０の傍を通過する直前であり、センサデバイス１１０で振動が検知されている。

このとき、センサデバイス１１０で得られる測定データを図５に示す。センサデバイスの測定データ管理部２０１には、あらかじめ加速度参考値および振動閾値が設定されており、１０秒間の測定データのうち、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の何れかの測定値において、次式（１）が満たされる場合に、センサデバイスで振動が検知される。

｜（加速度の測定値）−（加速度参考値）｜＞振動閾値 ・・・（１）

なお、式（１）は一例であり、また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸すべての測定値が式（１）を満たした場合に振動を検知する等、振動検知の基準も、必ずしも上述のとおりである必要はない。ここで、センサデバイス１１０では、加速度参考値が１００、振動閾値が３００に設定されている。すなわち、図５に従えば、センサデバイス１１０では、１２時２０分３３秒から１２時２０分４０秒までの間で式（１）を満たし、振動が検知されていることが分かる。

センサデバイス１１０は、通信部２０２で上記測定データにデータフレーム化等の送信処理を施し、センシング情報として監視装置１００へ送信する。なお、センサデバイスは、振動を検知した段階でセンシング情報を送信することも可能で、このときは、１０秒分の測定データが得られる前に送信してもよい。

監視装置１００では、受信したデータフレームに対して、通信部４００で受信処理を施しセンシング情報を復調した後、センシング情報をセンシング情報解析部４０２へ送信する。センシング情報解析部４０２は、受信したセンシング情報を解析し、送信元のセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定する。

すなわち、センシング情報解析部４０２は、各センサデバイスに設定されている加速度参考値をノード番号毎に管理しており、上記式（１）に従ってあらかじめ設定された振動閾値と比較することで、振動が検知されたか否かを判定する。

なお、振動閾値は、センサデバイスと監視装置１００とで同じ値に設定しても、それぞれ異なる値に設定してもよいが、この発明の実施の形態１においては、互いに同じ値とする。つまり、センシング情報解析部４０２は、解析の結果、センサデバイス１１０では、１２時２０分３３秒から１２時２０分４０秒までの間で振動が検知されたと判定する。

センシング情報解析部４０２は、振動検知有無の判定が完了すると、センシング情報をセンシング情報管理部４０３へ通知する。このとき、センシング情報に送信元センサデバイスのノード番号と振動検知有無の判定結果とを紐付けて通知する。センシング情報管理部４０３は、通知された内容に基づいて、センシング情報を管理する。

図６は、この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムの監視装置で管理されるセンシング情報を例示する説明図である。また、図６において、センサデバイスのノード番号は、図１に示す符号と対応している。

図６において、振動判定の欄が０であれば振動が検知されていないことを表し、１であれば振動が検知されていることを表す。これにより、センシング情報管理部４０３は、ノード番号１１０のセンサデバイスにおいて、１２時２０分３３秒から１２時２０分４０秒までの間で振動が検知されたことを把握する。なお、センシング情報を管理する方法はこれに限定されるものではない。

しかしながら、上記のセンシング情報のみでは、検知された振動が斜面崩落に起因するものであるか否かを判断することはできない。そこで、センシング情報管理部４０３は、運行情報の取得を試みる。すなわち、この発明の実施の形態１における特徴として、センシング情報管理部４０３は、「運行情報通知要求」を生成し、通信部４０１へ送信する。また、通信部４０１は、「運行情報通知要求」に送信処理を施した後、ケーブル１１３を介して運行管理装置１０１へ送信する。

「運行情報通知要求」を受信した運行管理装置１０１は、過去１０秒間の運行情報を、ケーブル１１３を介して監視装置１００へ送信する。この運行情報には、列車１０２の走行位置の情報とその時々の通過時刻の情報とが含まれている。

監視装置１００では、受信した運行情報に対して、通信部４０１で受信処理を施した後、運行情報をセンシング情報管理部４０３へ送信する。センシング情報管理部４０３は、受信した運行情報を参照し、列車１０２が１２時２０分３３秒から１２時２０分４０秒までの間、センサデバイス１１０の傍を通過していたことを知ることができる。

センシング情報管理部４０３は、収集したセンシング情報およびあらかじめ設定されたセンサデバイスの設置位置情報と、運行管理装置１０１から取得した運行情報とを照合し、センサデバイス１１０が振動を検知した時刻と列車１０２がセンサデバイス１１０の傍を通過した時刻とが一致することを検知して、センサデバイス１１０で検知された振動が、列車１０２の通過に起因するものと判定する。

監視装置１００は、このように運行情報とセンシング情報、センサデバイスの設置位置情報とを照らし合わせることで、センサデバイスが列車の通過に伴う振動を検知した場合の誤検知を防ぐことができる。

ここで、斜面に設置されているセンサデバイス１０８でも振動が検知されており、図７に示す測定データが得られているとする。このとき、センサデバイス１０８の測定データ管理部２０１でも上記式（１）により振動検知の判定を行うが、斜面に設置されているセンサデバイスでは、加速度参考値を５０とする。このように、センサデバイスの設置位置によって加速度参考値の設定を変えることで、センサデバイスによる誤検知の発生を抑えている。なお、振動閾値は、共通の値３００が設定されている。

したがって、センサデバイス１０８では、１２時２０分３５秒から１２時２０分４０秒までの間で振動が検知されたことになる。なお、振動閾値は、センサデバイス毎に値を設定するものであってもよい。センサデバイス１０８は、その後センシング情報を監視装置１００へ送信する。

監視装置１００では、センサデバイス１０８からセンシング情報を受信すると、センシング情報解析部４０２で上述した手順に従って解析を行い、解析結果をセンシング情報管理部４０３で管理する。

続いて、センシング情報管理部４０３は、運行管理装置１０１から運行情報を取得し、運行情報からセンサデバイス１０８で振動が検知された時間帯には、付近を列車が通っていないことを検知する。これにより、センシング情報管理部４０３は、センサデバイス１０８で検知された振動が、斜面崩落に起因するものと判定し、斜面崩落を検知する。

ここで、センシング情報管理部４０３が斜面崩落を検知すると、「斜面崩落検知通知」を生成し、出力部４０４へ送信する。出力部４０４は、「斜面崩落検知通知」を受信すると、斜面崩落が発生したことを監視員に知らせる。なお、出力方法は図示していないが、例えば、「斜面が崩落しました」といった画面表示やアラーム等の出力によって実現することができる。

このように、この発明の実施の形態１に係る鉄道沿線監視システムにおいて、監視装置１００では、センシング情報を解析した際にセンサデバイスで振動が検知されたと判定した場合、収集したセンシング情報およびあらかじめ設定されたセンサデバイスが設置された位置情報と運行管理装置１０１から取得した運行情報とを照らし合わせ、検知された振動が列車の通過に伴うものであるか否かを判定することで、列車通過に伴う振動を検知したことを、斜面崩落と誤検知することを排除することができる。

また、運行管理装置１０１から運行情報を定期的に監視装置１００へ送信することで、監視装置１００がセンサデバイスの設置位置に列車が近づいていることを事前に知ることができるため、監視装置１００が該当するセンサデバイスから送信されたセンシング情報を解析した際に振動が検知されれば、それが列車通過に伴う振動であると判定することも可能である。

なお、この発明の実施の形態１の適用は、加速度センサに限定されるものではなく、例えば、振動センサのように振動を検知できる他のセンサデバイスにも適用できることは明らかである。そのため、監視対象が必ずしも斜面崩落である必要はなく、例えば、地震等の揺れを伴う他の自然災害を監視するシステムに適用することも可能である。また、無線通信のプロトコルもＷｉ−ＳＵＮに限定されるものではなく、例えば、ＺｉｇＢｅｅ等の他のプロトコルを用いてセンサネットワークを構築する場合においても同様に実施することが可能である。

以上のように、実施の形態１によれば、監視装置は、センサデバイスから収集したセンシング情報および監視装置にあらかじめ設定された当該センサデバイスの設置位置情報と、運行管理装置からの運行情報である列車の走行位置および通過時刻とを照合して、センシング情報が列車の通過に伴うものであるか否かを判定する。
そのため、誤検知の発生を抑制しながら鉄道沿線の環境を監視することができる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係る鉄道沿線監視システムについて説明する。なお、この発明の実施の形態２に係る鉄道沿線監視システムの構成は、上記実施の形態１と同様とし、実施の形態１と重複する部分については詳しい説明を省略する。

上記実施の形態１における鉄道沿線監視システムは、監視装置１００でセンシング情報を解析した際にセンサデバイスで振動が検知されたと判定した場合、列車の運行情報と照らし合わせ、検知された振動が列車の通過に起因するか否かを検知することで、斜面崩落の誤検知を抑制するものであった。

具体的には、あらかじめ設定されたセンサデバイスが設置された位置情報とセンシング情報およびセンシング情報に付与されたタイムスタンプとを運行情報と照合し、当該時刻に当該位置を列車が通過していたと判断できる場合には、検知された振動が列車の通過に伴うものと判定することで、列車の通過に起因する振動を検知したことを、斜面崩落と誤検知することを防いでいた。

これに対して、この発明の実施の形態２における鉄道沿線監視システムは、監視装置１００が任意のセンサデバイスから収集した情報を解析する際に、監視装置１００にあらかじめ設定された、センサデバイスが設置された位置情報と、運行管理装置１０１から取得する列車の走行位置、通過時刻等の情報とを照合する。

その結果、列車の通過に伴うセンシング情報が得られたと判断された場合、このときのセンシング情報に基づいて崩落の有無を判定する崩落検知閾値を設定し、センサデバイスは、この崩落検知閾値に基づいて崩落検知を行う。以下、図１、２を参照しながら、監視装置１００における鉄道沿線環境の監視方法について説明する。

監視装置１００は、周期的に任意のセンサデバイスからセンシング情報を収集し、あらかじめ設定されたセンサデバイスの設置位置情報や運行管理装置１０１から取得した運行情報と照合し、列車通過に伴う振動が検知されたか否かを判断する。ここでは、例えば毎日始発列車が出発する時刻から１時間の測定データを収集するものとするが、この発明の実施の形態２に示す周期や収集に要する時間は一例であり、これに限定されるものではない。

また、センシング情報の収集対象を１台とするが、任意の複数台のセンサデバイスからセンシング情報を収集してもよく、センシング情報の収集対象は、１台のみに限定されるものではない。また、例えば、センサデバイス１０６と１０９、センサデバイス１０７と１１０のようにグループ化して、グループ内の任意の台数から収集するものでもよい。

ここで、監視装置１００は、列車通過に伴う振動が検知されたと判断した場合、そのときの加速度値に基づいて崩落検知閾値を設定する。崩落検知閾値は、斜面崩落を検知する際の判定基準とするものであり、斜面崩落に伴う振動は、列車通過に起因する振動以上の加速度値の変動が得られることが期待される。

そのため、例えば、列車通過に伴う振動を検知するときの加速度値の測定値と、加速度参考値との差分の絶対値の平均が、３００程度かつ最大の差分が３６０であったとすると、崩落検知閾値を４５０とすることで、斜面崩落に伴う振動と列車通過に伴う振動とを区別することができる。

また、崩落検知閾値の設定基準は、振動の種類を区別できればよいため、上記に限られたものではなく、システムに応じた設定を行うことが望ましい。また、センサデバイスをグループ化してセンシング情報を収集する場合には、グループ毎に崩落検知閾値を設定することも可能である。

続いて、監視装置１００は、崩落検知閾値の設定が完了すると、すべてのセンサデバイスに対して崩落検知閾値を通知する。これ以降、センサデバイスにおいては、測定された加速度の測定値と加速度参考値との差分の絶対値が崩落検知閾値を超過する場合のみ、センシング情報を監視装置１００へ通知する。なお、センサデバイスをグループ化している場合には、グループ毎に崩落検知閾値が異なっていれば、それぞれのグループに設定した崩落検知閾値を通知する。

また、監視装置１００は、受信したセンシング情報の解析が完了すると崩落の発生を検知し、出力部４０４にて斜面崩落が発生したことを監視員に知らせる。なお、監視装置１００では、事前に運行情報に基づいて崩落検知閾値を設定することで、列車通過に起因する振動検知の可能性を排除している。そのため、センシング情報と運行情報との照合を必要とせず、センシング情報の解析が完了した段階で、斜面崩落が発生したと判断することが可能となる。

このように、この発明の実施の形態２に係る鉄道沿線監視システムにおいて、監視装置１００が、任意のセンサデバイスから収集したセンシング情報に基づいて設定した崩落検知閾値をすべてのセンサデバイスに通知し、センサデバイスでは、加速度の測定値と加速度参考値との差分の絶対値が通知された崩落検知閾を超過する場合のみ、センシング情報を監視装置１００へ通知する。

これにより、列車通過に伴う振動を検知することを防ぐことができるため、センサデバイスで発生する通信の頻度が低くなり、センサネットワークが逼迫するのを抑制することが可能となる。さらに、通信頻度が低くなることで、センサデバイスのバッテリを長寿命化することも可能となる。

また、この発明の実施の形態２における鉄道沿線監視システムが、上記実施の形態１で示した機能を同時に備えてもよい。さらに、この発明の実施の形態２の適用についても、上記実施の形態１と同様に、加速度センサやＷｉ−ＳＵＮのみに限定されないことは明らかであり、監視対象も必ずしも斜面崩落である必要はなく、例えば、地震等の揺れを伴う他の自然災害を監視するシステムに適用することも可能である。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係る鉄道沿線監視システムについて説明する。なお、この発明の実施の形態３に係る鉄道沿線監視システムの構成は、上記実施の形態１、２と同様とし、実施の形態１、２と重複する部分については詳しい説明を省略する。

上記実施の形態１、２における鉄道沿線監視システムは、運行管理装置１０１から取得した運行情報を利用して、列車通過に伴う振動を検知したことを、斜面崩落と誤検知することを防ぐことで、監視システムの信頼性を向上させている。

これに対して、この発明の実施の形態３における鉄道沿線監視システムは、監視装置１００がセンサデバイスから収集した情報を解析する際に、監視装置１００にあらかじめ設定されたセンサデバイスが設置された位置情報と、運行管理装置１０１から取得する列車の走行位置、通過時刻等の情報とを照合することで、期待されるセンシング情報が収集されていないと判定した場合に、センサデバイスの故障を検知する。以下、図１を参照しながら、監視装置１００におけるセンサデバイスの故障検知方法について説明する。

上記実施の形態１と同様に、列車１０２は、防護柵１０４に設置されているセンサデバイス１１０の傍を通過しようとしている。このとき、運行管理装置１０１は、列車１０２の走行位置の情報とその時々の通過時刻の情報とを、運行情報として周期的に監視装置１００へ送信する。

監視装置１００が受信した運行情報は、センシング情報管理部４０３で管理される。そのため、センシング情報管理部４０３は、あらかじめ設定されたセンサデバイスの設置位置情報と随時送信される運行情報とを照合することで、列車１０２がセンサデバイス１１０の設置位置を通過する時刻を予測することができる。なお、列車１０２がセンサデバイス１１０の傍を通過する時刻は、上記実施の形態１と同じく１２時２０分３３秒から１２時２０分４０秒までとする。

このとき、センサデバイス１１０では、図８に示す測定データが得られているとする。なお、加速度参考値および振動閾値は、ともに上記実施の形態１と同じ、すなわち加速度参考値＝１００、振動閾値＝３００とする。ここで、センサデバイス１１０では、１２時２０分３２秒から１２時２０分４１秒までの間で振動が検知されておらず、この測定データをセンシング情報として監視装置１００へ送信する。

監視装置１００は、センサデバイス１１０から受信したセンシング情報を、センシング情報解析部４０２で、上記実施の形態１で示した手順に従って解析し、解析結果をセンシング情報管理部４０３で管理する。このときのセンシング情報の解析結果は、図９に例示する通りであり、これがセンシング情報管理部４０３で把握している情報である。

ここで、上述したように、センシング情報管理部４０３は、あらかじめ設定されたセンサデバイスの設置位置情報と運行管理装置１０１から随時送信される運行情報とを照合することで、１２時２０分３３秒あたりから列車１０２がセンサデバイス１１０の設置位置付近を通過することを予測している。すなわち、１２時２０分３３秒あたりからセンサデバイス１１０で振動が検知されることが期待される。

しかしながら、図９に示した解析結果では、列車１０２がセンサデバイス１１０の傍を通過したと判断できる時刻においても振動が検知されていない。そこで、センシング情報管理部４０３は、期待されるセンシング情報が収集されていないと判断し、センサデバイス１１０の故障を検知する。

また、センシング情報管理部４０３は、期待されるセンシング情報が収集されていないと判断した場合に、運行管理装置１０１に「運行情報通知要求」を送信して取得した運行情報により、センサデバイス１１０の傍を列車１０２が通過したことを確認してから、センサデバイス１１０の故障を検知してもよい。

センシング情報管理部４０３がセンサデバイス１１０の故障を検知すると。「センサデバイス故障検知通知」を生成し、出力部４０４へ送信する。「センサデバイス故障検知通知」には、対象となるセンサデバイスのノード番号１１０が紐付けられている。

出力部４０４は、「センサデバイス故障検知通知」を受信すると、紐づけられたノード番号の情報からセンサデバイス１１０が故障したと判断し、センサデバイス１１０の故障が検知されたことを監視員に知らせる。なお、出力方法は図示していないが、例えば、「センサデバイス１１０が故障しています」といった画面表示やアラーム等の出力によって実現することができる。

このように、この発明の実施の形態３に係る鉄道沿線監視システムにおいて、監視装置１００では、センサデバイスから収集したセンシング情報を解析する際に、センシング情報およびあらかじめ設定されたセンサデバイスの設置位置情報と、運行管理装置１０１から随時取得する運行情報とを照合することで、期待されるセンシング情報が収集されていないと判定した場合に、センサデバイスの故障を検知する。

また、この発明の実施の形態３における鉄道沿線監視システムのもうひとつの特徴として、監視装置１００がセンサデバイスに対してセンシング情報を通知させることによっても、センサデバイスの故障を検知できる。監視装置１００がセンサデバイスにセンシング情報を通知するよう指示し、通知したにも関わらず何のセンシング情報も収集できなかったセンサデバイスがある場合に、監視装置１００は、当該センサデバイスが故障していると判断することができる。

一方、監視装置１００がセンシング情報を収集できた場合には、受信したセンシング情報およびあらかじめ設定されたセンサデバイスの設置位置情報と、運行管理装置１０１から取得した運行情報とを照らし合わせ、当該センサデバイスの傍を列車が通過した時刻において、当該センサデバイスで振動が検知されたか否かを判定する。

このとき、当該時刻において振動が検知されていれば、センサデバイスが正常であると判断することができ、当該時刻において振動が検知されていなければ、センサデバイスが故障していると判断することができる。

そのため、監視装置１００が上記手順をすべてのセンサデバイスに対して周期的に実施することで、すべてのセンサデバイスの故障を検知することができる。これは、特に、鉄道沿線において異常が検知されない場合に、長時間センサデバイスからセンシング情報が通知されないといった状況が起こり得る上記実施の形態２における鉄道沿線監視システムと組み合わせた場合に有効な方法である。また、故障検知であるため、必ずしも短周期で行う必要はなく、周期を長くすることでネットワークの輻輳を抑えることもできる。

このように、この発明の実施の形態３に係る鉄道沿線監視システムでは、監視装置１００がセンシング情報およびセンサデバイス設置位置情報と、運行情報とを照合し、列車が通過すると予測できる、または、列車が通過した時刻においてセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定することにより、センサデバイスの故障を検知する。これにより、センサデバイスの故障が発見されないといった状況が排除されるため、監視システムの信頼性を保つことができる。

なお、この発明の実施の形態３では、対象とするセンサデバイスが１台の場合を例に挙げて説明したが、複数台のセンサデバイスが対象となる場合でも同様に実施することが可能である。このとき、期待されるセンシング情報が収集されなかったセンサデバイスに対しては故障検知を行い、他のセンサデバイスで期待されるセンシング情報が収集されれば、列車の通過に伴い振動が検知されたと判定することができる。

このように、この発明の実施の形態３における鉄道沿線監視システムが、上記実施の形態１で示した機能を同時に備えることも可能である。さらに、この発明の実施の形態３の適用についても、上記実施の形態１、２と同様に、加速度センサやＷｉ−ＳＵＮのみの適用に限られないことは明らかである。

１００ 監視装置、１０１ 運行管理装置、１０２ 列車、１０３ 架線柱、１０４ 防護柵、１０５ ルータ、１０６〜１１１ センサデバイス、１１２、１１３ ケーブル、２００ センサ部、２０１ 測定データ管理部、２０２ 通信部、２０３ アンテナ、４００、４０１ 通信部、４０２ センシング情報解析部、４０３ センシング情報管理部、４０４ 出力部。

Claims (7)

1. 列車の走行位置および通過時刻を管理する運行管理装置からの運行情報と、鉄道沿線に設置された複数のセンサデバイスから収集したセンシング情報とに基づいて、鉄道沿線の環境を監視する鉄道沿線監視システムに適用される監視装置であって、
   前記監視装置は、
   前記複数のセンサデバイスのうちの任意のセンサデバイスから収集したセンシング情報を解析する際、
   前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報に基づいて前記任意のセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定し、
   前記任意のセンサデバイスで前記振動が検知されたと判定された場合、前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報およびあらかじめ設定された前記任意のセンサデバイスの設置位置情報と、前記列車の走行位置および通過時刻とを照合して、前記任意のセンサデバイスで検知された前記振動が前記列車の通過に起因するものか否かを判定する
   監視装置。
2. 列車の走行位置および通過時刻を管理する運行管理装置からの運行情報と、鉄道沿線に設置された複数のセンサデバイスから収集したセンシング情報とに基づいて、鉄道沿線の環境を監視する鉄道沿線監視システムに適用される監視装置であって、
   前記監視装置は、
   前記複数のセンサデバイスのうちの任意のセンサデバイスから収集したセンシング情報を解析する際、
   前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報に基づいて前記任意のセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定し、
   前記任意のセンサデバイスで前記振動が検知されたと判定された場合、前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報およびあらかじめ設定された前記任意のセンサデバイスの設置位置情報と、前記列車の走行位置および通過時刻とを照合して、前記任意のセンサデバイスで検知された前記振動が前記列車の通過に起因するものか否かを判定し、
   前記任意のセンサデバイスで検知された前記振動が前記列車の通過に起因するものと判定された場合には、前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報に基づいて鉄道沿線の環境の異常を検知する閾値を設定し、前記複数のセンサデバイスに対して、前記閾値を超過するセンシング情報のみを通知するように指示し、
   前記閾値を超過するセンシング情報のみを通知するように指示されたセンサデバイスからセンシング情報を受信したときに、鉄道沿線の環境の異常を検知する
   監視装置。
3. 列車の走行位置および通過時刻を管理する運行管理装置からの運行情報と、鉄道沿線に設置された複数のセンサデバイスから収集したセンシング情報とに基づいて、鉄道沿線の環境を監視する鉄道沿線監視システムに適用される監視装置であって、
   前記監視装置は、
   前記複数のセンサデバイスのうちの任意のセンサデバイスから収集したセンシング情報を解析する際、
   あらかじめ設定された前記任意のセンサデバイスの設置位置情報と、前記列車の走行位置および通過時刻とを照合して、前記列車が前記任意のセンサデバイスの傍を通過する時刻を予測し、
   前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報に基づいて前記任意のセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定し、予測した前記時刻においても前記振動が検知されていなければ、前記任意のセンサデバイスの故障を検知する
   監視装置。
4. 請求項１から請求項３までの少なくとも何れか１項に記載された監視装置を備えた
   鉄道沿線監視システム。
5. 列車の走行位置および通過時刻を管理する運行管理装置からの運行情報と、鉄道沿線に設置された複数のセンサデバイスから収集したセンシング情報とに基づいて、鉄道沿線の環境を監視する鉄道沿線監視システムにおける鉄道沿線監視方法であって、
   前記複数のセンサデバイスのうちの任意のセンサデバイスから収集したセンシング情報を解析する際、前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報に基づいて前記任意のセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定するステップと、
   前記任意のセンサデバイスで前記振動が検知されたと判定された場合、前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報およびあらかじめ設定された前記任意のセンサデバイスの設置位置情報と、前記列車の走行位置および通過時刻とを照合して、前記任意のセンサデバイスで検知された前記振動が前記列車の通過に起因するものか否かを判定するステップと、
   を有する鉄道沿線監視方法。
6. 列車の走行位置および通過時刻を管理する運行管理装置からの運行情報と、鉄道沿線に設置された複数のセンサデバイスから収集したセンシング情報とに基づいて、鉄道沿線の環境を監視する鉄道沿線監視システムにおける鉄道沿線監視方法であって、
   前記複数のセンサデバイスのうちの任意のセンサデバイスから収集したセンシング情報を解析する際、前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報に基づいて前記任意のセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定するステップと、
   前記任意のセンサデバイスで前記振動が検知されたと判定された場合、前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報およびあらかじめ設定された前記任意のセンサデバイスの設置位置情報と、前記列車の走行位置および通過時刻とを照合して、前記任意のセンサデバイスで検知された前記振動が前記列車の通過に起因するものか否かを判定するステップと、
   前記任意のセンサデバイスで検知された前記振動が前記列車の通過に起因するものと判定された場合には、前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報に基づいて鉄道沿線の環境の異常を検知する閾値を設定し、前記複数のセンサデバイスに対して、前記閾値を超過するセンシング情報のみを通知するように指示するステップと、
   前記閾値を超過するセンシング情報のみを通知するように指示されたセンサデバイスからセンシング情報を受信したときに、鉄道沿線の環境の異常を検知するステップと、
   を有する鉄道沿線監視方法。
7. 列車の走行位置および通過時刻を管理する運行管理装置からの運行情報と、鉄道沿線に設置された複数のセンサデバイスから収集したセンシング情報とに基づいて、鉄道沿線の環境を監視する鉄道沿線監視システムにおける鉄道沿線監視方法であって、
   前記複数のセンサデバイスのうちの任意のセンサデバイスから収集したセンシング情報を解析する際、あらかじめ設定された前記任意のセンサデバイスの設置位置情報と、前記列車の走行位置および通過時刻とを照合して、前記列車が前記任意のセンサデバイスの傍を通過する時刻を予測するステップと、
   前記任意のセンサデバイスからの前記センシング情報に基づいて前記任意のセンサデバイスで振動が検知されたか否かを判定し、予測した前記時刻においても前記振動が検知されていなければ、前記任意のセンサデバイスの故障を検知するステップと、
   を有する鉄道沿線監視方法。

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