JP6952929B2 - 列車監視システム - Google Patents

Description

本発明は、列車の運行上の状況を監視する列車監視システムに関する。

列車の運行上の安全を確保するために、監視カメラ（カメラ）を用いた監視システムが用いられている。特に、駅のプラットフォームにおける安全確保は列車運行において重要である。

特許文献１には、列車側に固定された監視カメラを用いる場合において、進行方向の両側に設けられた列車のドアに対応させて監視カメラを複数設け、列車に搭載されたモニタの画面表示を複数に分割し、ドア開閉時の安全確認のために各監視カメラの映像を分割された領域で表示する監視システムが記載されている。ここで映像が表示される監視カメラは、列車が停車する駅のプラットフォーム側において開閉するドアに対応したものとなるように、自動的に制御される。この場合、各監視カメラが撮像する領域は、死角が形成されないように最適に設定される。

また、プラットフォームには、非常事態が発生したことを列車の乗務員や駅職員に通知するための非常停止ボタンも設けられる。例えば列車が侵入前の線路にプラットフォームから人が落下した場合には、この状況を視認した他の人（駅員等）がこの非常停止ボタンを押すことにより、このプラットフォーム侵入前に、この列車を停止させることができる。

特開２０１８−１１３６０２号公報

例えば、プラットフォームで停車した列車が動き出した直後において、列車の直後の部分でプラットフォームから線路に人が落下した場合、あるいは、プラットフォームで人が転倒した場合、もしくは、プラットフォームで人が列車と接触した場合には、安全のためには後続の列車の侵入を抑制することが必要である。しかしながら、プラットフォーム側に設けられた監視カメラからこの状況を認識することが困難である場合がある。

また、非常停止ボタンを操作することによって、後続の列車の乗務員に異常が発生した旨を認識させ、後続の列車を停止させることができるが、この状況が駅員等に視認されなければ、異常の発生を後続の列車等に認識させることができない。さらに、列車の車掌が目視で確認することも考えられるが、ワンマン運転や自動運転の車両では車掌が居ないため、異常の発生を認識することができない。

このように、従来の技術においては、列車の後方側（側方も含む）において列車周囲で発生した異常を速やかに列車運行の関係者に周知させることができない場合があった。

本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。

本発明は、列車に搭載され、当該列車の周囲を異なる側から撮像する複数のカメラが用いられた列車監視装置が用いられた列車監視システムであって、前記列車監視装置は、前記列車が駅に停車する際に、複数の前記カメラのうちのいずれかを、前記列車の進行方向における後方を撮像する後方撮像カメラとして選定し、前記列車が前記駅から発車した後において、前記後方撮像カメラによって撮像した映像データを入手し、当該映像データを外部に送信させる動作をする制御部を具備する。
また、前記列車監視装置は、前記映像データに基づいて異常を認識する映像解析部と、前記映像データを表示する表示部とを具備し、前記制御部は、前記映像解析部が異常を認識すると前記表示部または外部に警報を通知してもよい。
また、前記列車において、前記列車において、前記進行方向に沿った一方の端部側において前記一方の側を撮像する前記カメラである第１先頭カメラと、他方の端部側において前記他方の側を撮像する前記カメラである第２先頭カメラと、が設けられ、前記列車監視装置において、前記制御部は、前記第１先頭カメラ、前記第２先頭カメラのうちのいずれかを、前記進行方向に応じて前記後方撮像カメラとして設定してもよい。
また、前記列車における、前記進行方向からみた一方の側面、他方の側面の両方において、前記進行方向に沿った一方の側を撮像する前記カメラである第１側面カメラと、他方の側を撮像する前記カメラである第２側面カメラと、が共に設けられ、前記列車監視装置において、前記制御部は、前記一方の側面、前記他方の側面における前記第１側面カメラ、前記第２側面カメラのうちのいずれかを、前記進行方向、及び前記列車とプラットフォームの位置関係に応じて、前記後方撮像カメラとして設定してもよい。
また、各前記列車監視装置は、前記列車の速度を認識する速度認識部を具備し、前記列車監視装置において、前記制御部は、前記速度認識部によって認識された前記速度が予め設定された第１速度に達した際に前記後方撮像カメラによる撮像を開始し、前記速度が予め設定されかつ前記第１速度よりも大きな第２速度に達した際に前記後方撮像カメラによる撮像を停止して前記映像データを入手してもよい。
また、前記列車監視装置は前記映像データを地上に固定された中央局に送信し、前記中央局は、前記映像データに基づき異常を認識する映像解析部を備え、当該映像解析部が異常を認識すると他の列車に警報を送信してもよい。

本発明によると、列車の後方側において列車周囲で発生した異常を列車運行の関係者に速やかに周知させることができる。

実施の形態に係る列車監視システムが用いられる列車の構成を示す図である。 実施の形態に係る列車監視システム、列車監視装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る列車監視システム、列車監視装置によって撮像を行なう場合の構成を示す図である。 実施の形態に係る列車監視システムで用いられる列車監視装置の動作を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を図面を参照して具体的に説明する。本発明の実施の形態に係る列車監視システムにおいては、複数の列車の各々において列車監視装置が搭載され、各々がネットワークを介して接続されている。図１は、この列車監視システム（列車監視装置）が用いられる単一の列車Ｔの構成を簡略化して示す図である。図１においては、この列車Ｔを上方から見た構成が模式的に示されている。ここでは、列車Ｔは、１号車Ｔ１と２号車Ｔ２とが連結されて構成され、図中の上側又は下側に向けて進行するものとする。乗客の乗降の際に開閉するドアとしては、図１において１号車Ｔ１の図中左側のドアＤ１１、Ｄ１２、図中右側のドアＤ１３、Ｄ１４と、２号車Ｔ２の図中左側のドアＤ２１、Ｄ２２、図中右側のドアＤ２３、Ｄ２４がある。この列車Ｔが停車する駅のプラットフォームＰが図中の左右どちら側にあるかに応じて、停車の際にはドアＤ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、Ｄ２２の組み合わせ、ドアＤ１３、Ｄ１４、Ｄ２３、Ｄ２４の組み合わせ、のうちのプラットフォームＰ側にある一方が選択されて開閉動作をし、他方は閉状態が保たれる。

また、この列車Ｔの進行方向は図１における矢印Ａ（図中上側）、矢印Ｂ（図中下側）のいずれかに設定され、列車乗務員は１号車Ｔ１又は２号車Ｔ２における先頭となる側の先頭部に搭乗している。図１においては、駅のプラットフォームＰは、進行方向がＡの場合における右側にある。この場合においては、停車の際に開閉するのはドアＤ１３、Ｄ１４、Ｄ２３、Ｄ２４の組み合わせとなる。

図１においては、この列車監視装置において用いられる複数の監視カメラ（カメラ）の列車Ｔにおける配置が記載されている。図１においては、上面からみた平面図が示されているが、実際には各監視カメラは車両における上部付近に設置されている。１号車Ｔ１においては、図中左側側面（一方の側面）の監視カメラ（カメラ）Ｃ１１、Ｃ１２、図中右側側面（他方の側面）の監視カメラＣ１３、Ｃ１４が設けられている。同様に、２号車Ｔ２側においても図中左側側面の監視カメラＣ２１、Ｃ２２、図中右側の監視カメラＣ２３、Ｃ２４が設けられている。これらの監視カメラは、図１中上側（一方の側）を下側（他方の側）から撮像する第１側面カメラとなる監視カメラＣ１２、Ｃ１４、Ｃ２２、Ｃ２４と、図１中下側を上側から撮像する第２側面カメラとなる監視カメラＣ１１、Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ２３に大別される。

図１の状態においては、監視カメラＣ１３、Ｃ１４によって、図１における１号車Ｔ１と点字ブロックＷとの間における乗降客の有無等を認識することができる。同様に、監視カメラＣ２３、Ｃ２４によって、２号車Ｔ２と点字ブロックＷとの間における乗降客の有無等を認識することができる。プラットフォームＰが左側にある場合には、同様に左側の監視カメラを用いて同様に安全確認をすることができる。この際、例えば列車乗務員が１号車Ｔ１の先頭側にいる場合には、第２側面カメラ（監視カメラＣ１１、Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ２３）を用いた場合には、列車乗務員と同じ視点からみた映像データが得られるため、プラットフォームＰ上等の状況の認識が特に容易となる。

また、１号車Ｔ１の図中上側（先頭）には図中上側を撮像する監視カメラ（第１先頭カメラ））Ｃ０１が、２号車Ｔ２の図中下側（先頭）には図中下側を撮像する監視カメラ（第２先頭カメラ）Ｃ０２が、それぞれ設けられている。列車が進行方向Ａで走行中においては監視カメラＣ０１によって、列車が進行方向Ｂで走行中においては監視カメラＣ０２によって、前方を撮像することができ、この映像データを一定期間の間だけ記憶させることができる。このため、例えば列車Ｔが踏切で衝突事故等を起こした場合にはこの映像データを参照して事故原因等の究明に役立てることができる。

図２は、この列車監視装置１が用いられる列車監視システム全体の構成を示す図である。この列車監視装置１は列車Ｔに搭載され、列車監視装置１全体の制御を行う制御部１０（コンピューター）が用いられる。制御部１０は、操作部１１の列車乗務員による操作により各種の動作を行うため、実際には各種の構成要素が接続されているが、図２においては、本願発明に関連する構成要素のみが記載されている。

制御部１０には、列車の運行装置（図示せず）も接続されるため、列車の状況、例えば停車している駅、この駅のプラットフォームＰがどちら側にあるか、現在の各ドアの開閉の状況等を認識することができる。前記の通り、ドアＤ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、Ｄ２２の組み合わせ、ドアＤ１３、Ｄ１４、Ｄ２３、Ｄ２４の組み合わせ、の一方が停車する駅に応じて選択され、一方のみが開閉動作をし、他方は閉状態が保たれるように制御されるが、制御部１０は、こうした状況を認識することができる。

また、列車Ｔの運行に際しての各種の情報を表示するディスプレイである表示部１２が用いられる。表示部１２で表示される画像の中には、前記の監視カメラによって撮像された映像も含まれる。このため、制御部１０には、前記の全ての監視カメラ（監視カメラ群Ｃ）が接続される。制御部１０は、この監視カメラのうちの選択されたものが撮像した映像を表示部１２で表示させることができる。また、制御部１０が以下に説明する動作を行う際に必要となる情報や、撮像によって得られた映像データや、他の列車監視システム１から受信した映像データを記憶する記憶部１３も用いられる。記憶部１３は、ハードディスクや不揮発性メモリ等で構成される。

また、制御部１０には、上記の監視カメラで得られた映像データを含む各種の情報を無線通信を用いてネットワークＮを介して外部の機器に送信する、あるいは同様の情報を外部の機器から受信する無線通信部１４が接続される。

また、制御部１０には、列車の速度を認識する速度認識部１５も接続される。これによって、制御部１０は、列車の現時点での速度、あるいは列車が停止しているか否かを認識することができる。

上記のようにネットワークＮを介してこの列車監視装置１と接続され、情報を共有できるのは、中央局１００、複数の移動局１１０である。移動局１１０は、実際には列車Ｔと同一路線を走行する他の列車に搭載された前記の列車監視装置１である。この列車の中には、列車Ｔの後続の列車が含まれる。すなわち、この列車監視システムにおいては、複数の異なる列車にそれぞれ搭載された複数の列車監視装置１が用いられる。移動局１１０は各列車と共に移動するのに対して、中央局１００は地上において固定されたサーバであり、この列車の路線全体を管理する。移動局１１０同士で情報の直接の授受は行わず、これらは中央局１００を介してのみ情報の授受を行う設定としてもよい。

この列車監視装置１は、図１中で示された監視カメラの中から、列車の進行方向に対して後方側あるいは斜め後方側を撮像するための監視カメラ（後方撮像カメラ）を選択し、この監視カメラで撮像された映像を無線通信部１５により外部に送信する。図３は、この場合における撮像の状況を図１に対応させて示す図である。ここでは、列車は図１における進行方向はＡであるものとする。このため、使用される監視カメラとしては、２号車Ｔ２に設置されたものが用いられ、図３においては、２号車Ｔ２のみが示されている。

ここでは、２号車Ｔ２から後方（図中下方）を撮像できる後方監視カメラとして、監視カメラＣ０２、Ｃ２３が選択される。図３において、平面視における視野の範囲は、監視カメラＣ０２においてはＶ１、監視カメラＣ２３においてはＶ２となる。図３においては平面視が示されているが、実際にはこれらの監視カメラは２号車Ｔ２における上部付近に固定され、その視野は実際には鉛直方向で僅かに下向きとされ、監視カメラＣ０２によって線路上、監視カメラＣ２３によって点字ブロックＷを含むプラットフォームＰ上をそれぞれ撮像することができる。また、列車Ｔが図中上側に走行するに従って、監視カメラＣ０２、監視カメラＣ２３が撮像する領域は図中上側に移動する。２号車Ｔ２は停車時にはプラットフォームＰにおける最後方近くに位置するために、これによって、列車の後方側の線路上、列車近くにおけるプラットフォームＰ上を、進行方向に沿ってプラットフォームＰの長さのほぼ全域において、撮像することができる。

特に列車Ｔの後方側における線路上やプラットフォームＰ上において異常が発生した場合、例えば線路上や点字ブロックＷよりも列車側に落下した物体が発生した場合には、上記のように監視カメラから得られた画像データ内に、こうした状況が撮像される。こうした状況を認識することは、特に後続の列車にとっては重要である。

このため、制御部１０は、このように入手した映像データを、無線通信部１４を用い、ネットワークＮを介して中央局１００、移動局１１０に送信する。これによって、中央局１００、後続の列車に対応する移動局１１０等がこの映像を同様に認識することができる。後続の列車においては、列車乗務員がこの状況を自身に搭載された表示部１２で確認することができる。

図４は、このような撮像を行なう場合における列車監視装置１（制御部１０）の動作を示すフローチャートの一例である。まず、制御部１０は、この列車監視装置１が搭載された列車Ｔが駅で停車したか否かを、速度認識部１５によって認識する（Ｓ１）。停車したと認識された場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）には、現在停車している駅において、どちらの側のドアが開閉するか（開くか）、すなわち、プラットフォームＰがある側を、駅の指令センター等からの情報あるいは列車乗務員による操作部１１に対する操作によって認識する（Ｓ２）。ここで、プラットフォームＰが図１、３に示されたように右側である場合には、ドアＤ１３、Ｄ１４、Ｄ２３、Ｄ２４側が選択され（Ｓ２）、これに応じて監視カメラが選択され（Ｓ３）、ここでは図３に示されたように監視カメラＣ０２，Ｃ２３が後方監視カメラとして選択される。

その後、制御部１０が上記で認識されたドア（Ｓ２）が開いたことを認識し（Ｓ４：Ｙｅｓ）、かつその後にこのドアが閉まったことを認識した（Ｓ５：Ｙｅｓ）場合には、その後に列車Ｔが発車すると推定される。制御部１０は、その後で列車Ｔの速度が零よりも僅かに大きな第１速度に達したことを速度認識部１６により認識した場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）に、列車Ｔが動き出したと判断することができる。このため、前記の監視カメラＣ０２、Ｃ２３によるモニター（撮像）をこの時点から開始させることができる（Ｓ７）。

その後、列車Ｔは徐々に加速をし、その速度が上昇する。この速度が第２速度（＞第１速度）まで達したと制御部１０が認識した場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）に、列車Ｔが発車してから所定の距離だけ移動したと推定される。列車Ｔにおける速度の変遷は、一般的には同一路線においては大差がないため、この第２速度は、例えば最後列側の車両がプラットフォームＰの先端付近を通過する際の速度として定めることができる。この時点において、モニター（撮像）を終了させる（Ｓ９）ことにより、前記のように、列車Ｔの後方側の線路上、列車近くにおけるプラットフォームＰ上を、進行方向に沿ってプラットフォームＰの長さの全域において撮像して得られた映像データを得ることができる。制御部１０は、この映像データを記憶部１３に記憶させると共に、列車Ｔの識別情報、駅の識別情報と共に、無線通信部１４によって外部に送信し（Ｓ１０）、中央局１００、複数の移動局１１０がこれを速やかに入手することができる。

移動局１１０のうち、特に後続の列車に対応する移動局１１０においては、この列車の乗務員は、図２における表示部１２によって、上記のように入手した画像データを確認することができる。これによって、列車の後部側で異常が発生した場合に、後続の列車側がこれを迅速に認識することができる。このように認識される異常としては、異常が除去されない間は後続の列車を侵入させるべきでないと認識されるもの（線路上に落下物が存在するような場合）がある。一方、異常が発生したことを後続の列車側で認識することが好ましいが、後続の列車を停車させる必要性は低いような異常事態（例えばプラットフォームＰの表面が漏水で濡れているような場合等）がある。前者の場合には、例えば非常停止スイッチを押すことによっても同様の対処をすることが可能であるが、後者の場合には、上記の構成によって後続の列車Ｔ側でこの異常事態の認識が可能となる。また、どちらの場合においても、異常事態の内容を、後続の列車Ｔ側、あるいは中央局１００側で速やかに認識することができる。

なお、上記の例においては、映像データは、撮像の開始時点が列車Ｔの速度が第１速度に達した時点（Ｓ６）であり、撮像の停止時点が列車Ｔの速度が第２速度に達した時点（Ｓ８）として得られたものであったが、撮像の開始、停止のタイミングは、この他にも適宜設定することができる。例えば、列車ＴのプラットフォームＰに対する位置関係が正確に認識される場合には、撮像の開始、停止のタイミングを、この位置に応じて定めてもよい。あるいは、列車が発車してから、あるいはドアが閉まってから一定時間だけ撮像を行なわせる設定とすることもできる。

また、例えば、入手した映像データを中央局１００側で解析し、重大な異常が認識された場合に非常停止スイッチが操作された場合と同様の措置、すなわち、他の列車Ｔへ警報を送信、または、路線上の全てあるいは一部の列車Ｔを停止させる指示を送信することができる。この際、例えば、線路上に発生した異常を周知のパターン認識手法や予め作成した異常判断の学習モデルを用いた推定によって認識することができる。特に、上記の例においては、監視カメラＣ０２によって線路上、監視カメラＣ２３によって点字ブロックＷを含むプラットフォームＰ上が撮像され、これらの背景画像は予め定まっているため、パターン認識手法を用いた異常の発生の有無の認識は容易である。こうした判定を、撮像を行なった側の列車監視装置１側、この撮像データを受信した列車監視装置１側で行ってもよい。どの場合においても、列車Ｔを停止させる旨の情報は、中央局１００、全ての列車Ｔ（列車監視装置１）の間で共有することが好ましい。

つまり、中央局１００または列車監視装置１は、映像データに基づいて、線路上に人や物が落下した、あるいは、プラットフォームＰ上で人が転倒した、もしくは、プラットフォームＰ上で人が列車と接触した、といった異常を画像処理により認識する映像解析部を備えることが好ましい。列車監視装置１が映像解析部を有する場合、映像解析部が異常を認識した場合は、制御部１０は無線通信部１４を制御して中央局１００に異常を検出したことを示す警報を直ちに通知する。その際、異常を検出した映像データも送信することが好ましい。これにより、中央局１００は非常停止スイッチが操作された場合と同様の措置を取ることができる。また、列車監視装置１の映像解析部が異常を認識した場合は、制御部１０が表示部１２に異常が検出されたことを知らせる警報を出力し、さらに、その映像データ表示部１２を表示させ、列車Ｔの運転士に異常を知らせることが好ましい。これにより、運転士が非常停止スイッチが操作された場合と同様の処置をとることができる。

上記の例においては、後方撮像カメラとして、列車Ｔの後端部側の監視カメラと、列車ＴのプラットフォームＰ側の側面の後端部側に設けられた監視カメラとが用いられた。しかしながら、列車の後方側で発生した異常の状況が十分に撮像できる限りにおいて、これらのうちで一方のみを用いてもよい。あるいは、図１に示された箇所以外に設けられた監視カメラを後方撮像カメラとしてもよい。この際、例えば本来はドア周囲のプラットフォーム上における乗降客を監視するために設けられた監視カメラを適宜選択して、上記の後方撮像カメラとして用いれば、新たなカメラを設置することは不要である。あるいは、こうした場合において、後方撮像カメラとして選択された場合には、本来の目的として使用する場合とは視野範囲を変えることができるように、各監視カメラを設定してもよい。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１ 列車監視装置１０ 制御部１１ 操作部１２ 表示部１３ 記憶部１４ 無線通信部１５ 速度認識部１００ 中央局１１０ 移動局Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ２３ 第２側面カメラ（監視カメラ：カメラ）Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ２２、Ｃ２４ 第１側面カメラ（監視カメラ：カメラ）Ｃ０１ 第１先頭カメラ（監視カメラ：カメラ）Ｃ０２ 第２先頭カメラ（監視カメラ：カメラ）Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４ ドアＮ ネットワークＰ プラットフォームＴ 列車Ｔ１ １号車Ｔ２ ２号車Ｗ 点字ブロック

Claims (6)

1. 列車に搭載され、当該列車の周囲を異なる側から撮像する複数のカメラが用いられた列車監視装置が用いられた列車監視システムであって、
   前記列車監視装置は、
   前記列車が駅に停車する際に、複数の前記カメラのうちのいずれかを、前記列車の進行方向における後方を撮像する後方撮像カメラとして選定し、
   前記列車が前記駅から発車した後において、前記後方撮像カメラによって撮像した映像データを入手し、
   当該映像データを外部に送信させる動作をする制御部を具備することを特徴とする列車監視システム。
2. 前記列車監視装置は、前記映像データに基づいて異常を認識する映像解析部と、前記映像データを表示する表示部とを具備し、
   前記制御部は、前記映像解析部が異常を認識すると前記表示部または外部に警報を通知することを特徴とする請求項１に記載の列車監視システム。
3. 前記列車において、前記進行方向に沿った一方の端部側において前記一方の側を撮像する前記カメラである第１先頭カメラと、他方の端部側において前記他方の側を撮像する前記カメラである第２先頭カメラと、が設けられ、
   前記列車監視装置において、
   前記制御部は、前記第１先頭カメラ、前記第２先頭カメラのうちのいずれかを、前記進行方向に応じて前記後方撮像カメラとして設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の列車監視システム。
4. 前記列車における、前記進行方向からみた一方の側面、他方の側面の両方において、前記進行方向に沿った一方の側を撮像する前記カメラである第１側面カメラと、他方の側を撮像する前記カメラである第２側面カメラと、が共に設けられ、
   前記列車監視装置において、
   前記制御部は、前記一方の側面、前記他方の側面における前記第１側面カメラ、前記第２側面カメラのうちのいずれかを、前記進行方向、及び前記列車とプラットフォームの位置関係に応じて、前記後方撮像カメラとして設定することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の列車監視システム。
5. 各前記列車監視装置は、前記列車の速度を認識する速度認識部を具備し、
   前記列車監視装置において、
   前記制御部は、前記速度認識部によって認識された前記速度が予め設定された第１速度に達した際に前記後方撮像カメラによる撮像を開始し、前記速度が予め設定されかつ前記第１速度よりも大きな第２速度に達した際に前記後方撮像カメラによる撮像を停止して前記映像データを入手することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の列車監視システム。
6. 前記列車監視装置は前記映像データを地上に固定された中央局に送信し、前記中央局は、前記映像データに基づき異常を認識する映像解析部を備え、当該映像解析部が異常を認識すると他の列車に警報を送信することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の列車監視システム。

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