JP7435655B2 - 乗客コンベアの自動発停止運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、乗り口にセンサーを配置し、センサーの検知結果に基づいて自動発停運転を行なう乗客コンベアの制御方法に関するものである。

エスカレーターや動く歩道のような乗客コンベアでは、乗り口に利用者を検知するセンサーを具え、自動発停止するものが知られている（たとえば特許文献１参照）。自動発停止運転では、乗り口の利用者を検知して、踏み段とハンドレールを自動的に起動又は加速して定格速度で運転する定格運転モードと、最後の利用者が検知されてから所定条件を満たすと停止或いは低速運転させる省エネ運転モードを切り替えて実行する。自動運転機能を具えることで、利用者がいない間の消費電力を抑え、乗客コンベアの省エネを図ることができる。

特開２００３－１０４６８０号公報

乗り口におけるセンサーの検知エリアは、ポールレス式の場合、幅が乗客コンベアの幅程度、長さはハンドレールの周回端より約６００ｍｍ～８００ｍｍ程度と狭い範囲である。乗客コンベアは、検知エリアに利用者が侵入したことを検知してから、停止又は低速運転状態から起動又は加速するため、検知エリアが狭いと、歩行速度が速い利用者では、十分に加速しないまま踏み段に乗車することになる。

また、乗車しようと近づいたタイミングで、たまたま省エネ運転モードに切り替わった場合、再度定格運転モードに移行するが、このように、省エネ運転モードと定格運転モードの切り替え間隔が短いと、起動電力或いは加速時の消費電力が大きくなって、省エネ効果も低下してしまう。

そこで、検知エリアを拡大することが考えられるが、センサーが検知エリアに侵入した乗客コンベアへの乗車意思のある利用者（乗車意思有利用者）だけでなく、乗客コンベアへの乗車意思のない単なる通行者（乗車意思無通行者）も検知してしまい、無駄に定格運転モードに移行して省エネ効果が低下する。

本発明の目的は、検知エリアに侵入した人のうち、乗車意思有利用者を識別し、自動発停止運転を行なうことができる乗客コンベアの制御方法を提供する。

本発明の乗客コンベアの自動発停止運転方法は、
踏み段とハンドレールを循環駆動させるモーターと、
乗り口に設置され、前記乗り口を含む検知エリアにおける人の位置を検知するセンサーと、を具え、
前記モーターを定格速度で運転する定格運転モードと、前記モーターを停止又は低速運転する省エネ運転モードとを切り替えて運転する乗客コンベアの自動発停止運転方法であって、
前記センサーにより、前記検知エリアの所定高さを平面スキャンし、前記乗り口に存する個々の人を検知する検知ステップと、
前記検知エリアで検知された人の内、乗客コンベアに向かう人が検知されると、前記乗客コンベアを前記定格運転モードへ移行又は継続する運転モード制御ステップ、
を含む。

前記検知ステップは、
前記検知エリアに存在する個々の人の距離データを連続的に逐次取得するデータ取得ステップ、
逐次取得された前記個々の人の前記距離データの重心位置を時系列順に算出する特定ステップ、
前記個々の人の前記重心位置の移動方向を算出する重心移動算出ステップと、
を含み、
前記運転モード制御ステップは、前記個々の人の移動方向のうち、前記移動方向が、前記乗客コンベアに向かう方向の人を乗車意思有利用者とし、前記乗車意思有利用者が存在する場合に前記定格運転モードへ移行又は継続することができる。

前記重心移動算出ステップは、前記乗車意思有利用者の移動速度を算出し、
前記運転モード制御ステップは、前記乗車意思有利用者の前記移動速度が、所定値以上の場合、前記モーターの加速度を大きくすることが望ましい。

前記検知エリアは、幅方向は、前記乗客コンベアの幅よりも長く、長さ方向は、前記ハンドレールの周回先端から１４００ｍｍ以上とすることができる。

本発明の乗客コンベアの自動発停止運転方法によれば、検知エリアに侵入する人のうち、乗車意思有利用者、すなわち、乗客コンベアに向かって移動する利用者を検知して、定格運転モードへの移行又は継続を行なうことで、運転モードの切り替えから、検知エリアに侵入した乗車意思無通行者を排除できる。これにより、乗車意思無通行者によって、定格運転モードに移行又は継続することを防止でき、省エネを達成できる。

乗車意思無通行者を排除できることから、検知エリアを拡大することができる。また、検知エリアを拡大することで、乗車意思有利用者を早期に検知できるから、定格運転モードへの移行を早めることができ、省エネ運転モードと定格運転モードの切り替え回数を減らして、省エネを達成できる。

歩行速度が速い利用者であっても、早期に定格運転モードに移行することで、十分に加速した状態の踏み段に乗車させることができる。また、乗車意思有利用者の歩行速度が、所定値以上の場合、モーターの加速度を大きくすることで、十分加速した状態の踏み段に乗車させることができる。

図１は、本発明を適用できるエスカレーターの概略構成図である。 図２は、乗り口近傍の斜視図である。 図３は、乗り口近傍の平面模式図である。 図４は、本発明のエスカレーターの制御システムの一実施形態を示すブロック図である。 図５は、本発明のエスカレーターの自動発停止運転の一実施形態の制御の流れを示すフローチャートである。 図６は、図５のサブルーチンを示す。

図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、乗客コンベアとしてエスカレーター１０を例に挙げるが、乗客コンベアは、所謂動く歩道などであっても構わない。

本発明の一実施形態に係るエスカレーター１０は、図１に示すように、昇降口となる下階側階床２０と上階側階床２１の間で踏み段１１をハンドレール１２と共に循環させて構成される。

エスカレーター１０の骨組みを形成するトラス１３には、上下にスプロケット１４，１５を具え、これらスプロケット１４，１５間に踏み段１１を多数連結して循環させるステップチェーン１６が掛けられている。一方のスプロケット１４は、モーター１７に減速機１８を介して動力伝達可能に連繋されている。また、トラス１３には、図示しないレールが上下の階床間に配設されており、踏み段１１は、ステップチェーン１６に牽引されて図示しないレール上を走行する。

本実施形態では、エスカレーター１０は上り運転するものとし、乗り口２０ａを下階側階床２０、降り口２１ａを上階側階床２１として説明するが、下り運転であってもよく、この場合、下階側階床２０が降り口になる。

図１乃至図３に示すように、本発明の一実施形態に係るエスカレーター１０は、乗り口２０ａの近傍にセンサー４０を配備している。センサー４０として、ＴｏＦ（Time of Flight）センサーの如きエリア型センサーを例示できる。ＴｏＦセンサーは、レーザー光の投光部と受光部を回転させながら、投光部から発せられたレーザー光が物体（人５０）に反射して受光部に戻ってくるまでの時間を計測し、回転角度毎に人５０までの距離データを出力するセンサーである。なお、センサー４０は、ＴｏＦセンサーに限定されるものではない。

本実施形態では、図２に示すように、内デッキボード１９の端縁を通常よりも長く形成し、突出した内デッキボード１９の下面にセンサー４０を配置している。これにより、センサー４０は、利用者の足元近傍の高さを平面スキャンすることができる。なお、センサー４０の設置位置は、これに限定されるものではなく、スカートガードやニューエルカバーに設置、或いは、別途ポールを乗り口２０ａに立設してセンサー４０を装着することもできる。望ましくは、センサーは、図３に符号４０Ｒ，４０Ｌで示すように、乗り口２０ａの左右に配置する。

図３は、乗り口２０ａを上方向から見た模式図である。乗り口２０ａには、エスカレーター１０の手前方向（紙面上方向）から踏み段１１に向かう人の乗車方向を矢印方向で示すＹ軸とし、Ｙ軸と平面内で直交する水平方向をＸ軸とする検知エリアαが形成される。検知エリアαは、たとえば、センサー４０Ｒ，４０Ｌの中間をゼロ点（０，０）としている。検知エリアαは、左右に配置されたセンサー４０Ｒ，４０Ｌによって平面スキャンされ、夫々が取得した距離データを制御装置３１に出力する。たとえば、センサー４０Ｒ，４０Ｌは、所定時間毎（たとえば２５ｍｓｅｃ毎）に乗り口２０ａを平面スキャンし、検知エリアα内の人５０の距離データを連続的に逐次検知し続ける構成とすることができる。

検知エリアαの幅は、図３に示すように、エスカレーター１０の幅、具体的には、ハンドレール１２，１２の外法よりも広く採ることができる。たとえば、検知エリアαの幅は、ハンドレール１２，１２の外法の３倍、たとえば、一人乗り用の場合、約２４００ｍｍ、二人乗り用の場合、約３０００ｍｍとすることができる。また、検知エリアαの長さは、ハンドレール１２，１２の周回先端（反転位置）から１４００ｍｍ以上に設定できる。検知エリアαを広くすることで、早期に利用者を検知することができる。

エスカレーター１０は、制御装置３１によって制御される。図４は、本発明に係る制御に関連する要部構成を示すエスカレーター１０の制御システム３０のブロック図である。制御システム３０は、制御装置３１を具え、センサー４０Ｒ，４０Ｌから受信するデータに基づいて、エスカレーター１０の運転モードを定格運転モードと省エネ運転モードで切り替え、モーター１７を駆動させる。

ここで、省エネ運転モードとは、センサー４０Ｒ，４０Ｌが、最後の利用者を検知してから所定条件を満たしたときに、モーター１７を停止又は低速運転することで、消費電力を低減する運転モードである。所定条件として、最後の利用者を検知してから踏み段１１が１周半循環に要する時間（たとえば９０秒）が経過することを例示できる。

定格運転モードは、センサー４０Ｒ，４０Ｌが利用者（本発明では乗車意思のある利用者５０Ａ）を検知したときに、定格速度でモーター１７を駆動する運転モードである。

本発明では、制御装置３１は、検知エリアαに侵入する人５０のうち、エスカレーター１０に乗車する意思のある利用者（乗車意思有利用者）５０Ａを識別する。乗車意思有利用者５０Ａとは、検知エリアα内で、エスカレーター１０に向かう利用者である。そして、乗車意思有利用者５０Ａが存在する場合に、エスカレーター１０の運転モードを定格運転モードに移行、或いは、定格運転モードに滞在している場合では定格運転モードを継続する。

一方、検知エリアαに人５０が存在していても、乗車意思有利用者５０Ａでない、すなわち、検知エリアαを通過するに過ぎない利用者は、乗車意思のない通行者（乗車意思無通行者）５０Ｂとして識別する。そして、乗車意思無通行者５０Ｂを運転モードの制御から排除することで、無駄に運転モードが変更されることを防止する。

上記制御を行なうために、制御装置３１は、センサー４０Ｒ，４０Ｌから検知結果を受信し、検知エリアαに存在する人５０が、図３に示すように、乗車意思有利用者５０Ａであるか、乗車意思無通行者５０Ｂであるかを判定する判定手段３２を具える。また、図４に示すように、制御装置３１には、判定手段３２で判定された利用者情報に基づいて、エスカレーター１０の運転モードを切り替えて、モーター１７の速度指令を発する運転モード切替手段３３と、当該速度指令に基づいてモーター１７をインバーター制御するインバーター制御手段３４を具える構成とすることができる。なお、モーター１７の速度制御は、インバーター制御に限るものではない。

判定手段３２は、図４に示すように、データ取得部３２ａ、特定部３２ｂ、重心移動算出部３２ｃ、判定部３２ｄを具える。

データ取得部３２ａは、センサー４０Ｒ，４０Ｌから距離データを取得する。

特定部３２ｂは、データ取得部３２ａから距離データを得て、検知エリアα内で塊となって検出される距離データを一人の人５０とみなし、個々の人５０の重心位置（座標）を算出する。図３は、検知エリアαで検知された人５０とその重心位置５１を示す。図を参照すると、検知エリアαには、３人の人５０が検知されていることがわかる。

重心移動算出部３２ｃは、個々の人５０の重心位置の移動方向を算出する。具体的には、算出された人５０の重心位置と、所定時間ｔ後の重心位置の差分から、移動方向を算出できる。なお、重心移動算出部３２ｃは、重心位置の移動速度を算出し、移動速度から移動方向を抽出してもよい。図３は、検知エリアαで検知された人５０の重心位置の移動方向と移動速度をベクトル（矢印ｖ１、ｖ２，ｖ３）で示している。なお、測定誤差等の影響を抑えるために、重心位置の移動方向や移動速度は、たとえば、移動平均とすることで算出データの微小変化を平滑化することができる。

判定部３２ｄは、算出された個々の人５０の重心位置５１の移動方向のうち、エスカレーター１０に向かう方向の人の有無を判定し、エスカレーター１０に向かう人を乗車意思有利用者５０Ａ、それ以外を乗車意思無通行者５０Ｂと判定する。たとえば、エスカレーター１０に向かうとは、図３の検知エリアαの座標系におけるゼロ点に向かうと見なすことができる。図３を参照すると、検知エリアαで観測された３人利用者５０のうち、符号５０Ａで示す人は移動方向がエスカレーター１０に向かう乗車意思有利用者、符号５０Ｂの２人は、エスカレーター１０以外の方向に移動する乗車意思無通行者（単なる通過者）である。判定部３２ｄは、乗車意思有利用者の有無を運転モード切替手段３３に送信する。

運転モード切替手段３３は、判定部３２ｄから乗車意思有利用者５０Ａがありとの情報を受信すると、モーター１７を定格速度で駆動させるべく、モーター１７への回転速度の指令値を生成する。そして、運転モード切替手段３３により生成された速度指令に基づいて、省エネ運転モードから、インバーター制御手段３４がモーター１７を加速し、定格運転の回転速度となるように制御する。すでに定格運転モードに滞在している場合には、定格速度を維持する。これにより、乗車意思有利用者５０Ａが乗り口２０ａに到着したときに、定格速度で走行している踏み段１１に乗車できる。なお、運転モード切替手段３３は、判定部３２ｄから乗車意思有利用者ありの情報を受信してから所定条件（たとえば、最後の利用者を検知してから踏み段１１が１周半循環に要する時間（たとえば９０秒）が経過）を満たしたときに、省エネ運転モードに移行するよう制御すればよい。

本発明によれば、検知エリアαに侵入した人５０のうち、エスカレーター１０への乗車意思有利用者５０Ａのみに基づいて、エスカレーター１０の自動発停止を行なうことができる。すなわち、検知エリアαを単に通過するに過ぎない乗車意思無通行者５０Ｂは排除でき、乗車意思無通行者５０Ｂによりエスカレーター１０が定格運転モードに切り替わることはないから、省エネを達成できる。

また、乗車意思無通行者５０Ｂを排除できるから、検知エリアαを広く採ることができ、早期に乗車意思有利用者５０Ａを検知して、エスカレーター１０を定格運転モードに切り替えることができる。さらに、乗車意思有利用者５０Ａを早期に検知できるから、定格運転モードへの移行も早めることができ、省エネ運転モードと定格運転モードの切り替え回数を減らして、省エネを達成できる。

加えて、歩行速度が速い乗車意思有利用者５０Ａであっても、早期に定格運転モードに移行することで、十分に加速した状態の踏み段１１に乗車させることができる。

なお、上記説明では、人の移動方向のみに基づいて、運転モードの切替えを行なっているが、さらに、省エネ運転モードから定格運転モードへ移行する際のモーター１７の加速度を、乗車意思有利用者５０Ａの移動速度（歩行速度）に応じて変更するようにしてもい。乗車意思有利用者５０Ａの歩行速度が所定値以上の場合、モーター１７の加速度を大きくして、歩行速度が速い乗車意思有利用者５０Ａが十分加速した状態の踏み段１１に乗車できるようにすればよい。

また、変形例として、歩行速度が遅い乗車意思有利用者５０Ａの場合、モーター１７の回転速度を遅くして、歩行速度が遅い乗車意思有利用者５０Ａが無理なく踏み段１１に乗車できるようにしてもよい。

以下、本発明の自動発停運転を行なうエスカレーター１０の具体的な動作フローについてフローチャート図５を参照しながら説明する。

まず、制御装置３１は、センサー４０Ｒ，４０Ｌの検知エリアαを初期設定する（ステップＳ１）。たとえば、図３に符号αで示す乗り口２０ａを含む領域が検知エリアとなる。続いて、センサー４０Ｒ，４０Ｌを作動させる（ステップＳ２）。なお、この状態では、省エネ運転モードにあり、モーター１７は停止（或いは定速運転）している。

ステップＳ３にて、サブルーチン図６に移行する。サブルーチン図６では、センサー４０Ｒ，４０Ｌで検知された検知エリアαの距離データをデータ取得部３２ａが逐次取得する（ステップＳＲ１）。特定部３２ｂは、距離データに基づいて、検知エリアα内で塊となって検出される距離データを１人の人５０とみなし、個々の人５０の重心位置５１（座標）を時系列順に算出する（ステップＳＲ２）。そして、重心移動算出部３２ｃは、図３に示すように、個々の人５０の重心位置５１の移動方向を算出する（ステップＳＲ３）。次に、判定部３２ｄは、算出された個々の人５０の重心位置５１の移動方向のうち、エスカレーター１０（たとえば、図３のゼロ点）に向かう方向の人の有無を判定し、エスカレーター１０に向かう人５０を乗車意思有利用者５０Ａ、それ以外を乗車意思無通行者５０Ｂと判定し（ステップＳＲ４）、フローチャート図５に戻る。

ステップＳ４では、サブルーチンのステップＳＲ４で、乗車意思有利用者５０Ａがあった場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、続くステップＳ５に移動する。これは、判定部３２ｄで乗車意思有利用者５０Ａありと判断された場合であるから、運転モード切替手段３３は、モーター１７を定格速度で駆動させるべく、モーター１７への回転速度の指令値を生成する。そして、運転モード切替手段３３により生成された速度指令に基づいて、省エネ運転モードから定格運転モードに移行する（ステップＳ５）。具体的には、インバーター制御手段３４がモーター１７を加速し、定格運転の回転速度となるように制御する。なお、すでにモーター１７が定格速度で駆動している場合にはスキップしてもよい。そして、ステップＳ６に示すように、自動停止までのタイマー時間Ｔをセットし、カウントダウンを開始させる（ステップＳ６）。なお、タイマー時間Ｔは、最後の利用者を検知してから踏み段１１が１周半循環に要する時間（たとえば９０秒）とすることができる。

ステップＳ４で、乗車意思有利用者５０Ａがない場合、つまり、検知エリアαに人５０がいない場合や乗車意思無利用者Ｂのみの場合には（ステップＳ４のＮＯ）、タイマーが作動しており、タイマー時間Ｔ＝０でない場合にはステップＳ３のサブルーチン図６に戻る（ステップＳ７のＮＯ）。Ｔ＝０の場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、運転モード切替手段３３は、モーター１７が定格速度で駆動している場合には省エネ運転モードに移行し、モーター１７を停止又は低速運転させる（ステップＳ８）。すでにモーター１７が停止又は低速運転している場合にはスキップする。

上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１０ エスカレーター
１７ モーター
２１ａ 乗り口
３０ 速度制御システム
３１ 制御装置
３２ 判定手段
３２ａ データ取得部
３２ｂ 特定部
３２ｃ 重心移動算出部
３３ 運転モード切替手段
４０（４０Ｒ，４０Ｌ） センサー
５０ 人
５０Ａ 乗車意思有利用者
５０Ｂ 乗車意思無通行者

Claims (1)

1. 踏み段とハンドレールを循環駆動させるモーターと、
   乗り口の左右に設置され、前記乗り口を含む検知エリアにおける人の位置を検知する２つのセンサーと、を具え、
   前記モーターを定格速度で運転する定格運転モードと、前記モーターを停止又は低速運転する省エネ運転モードとを切り替えて運転する乗客コンベアの自動発停止運転方法であって、
   
   前記２つのセンサーにより、前記検知エリアの所定高さを所定時間毎に平面スキャンし、前記乗り口に存する個々の人を検知する検知ステップと、
   前記検知エリアで検知された人の内、前記２つのセンサーの中間点に向かう人が検知されると、前記乗客コンベアを前記定格運転モードへ移行又は継続する運転モード制御ステップと、を含み、
   前記検知ステップは、前記２つのセンサーにより取得された前記検知エリアの距離データを連続的に逐次取得するデータ取得ステップ、逐次取得された前記距離データに基づいて、前記検知エリア内で塊として検知される距離データを１人の人とみなし、個々の人の重心位置を時系列順に算出する特定ステップ、前記個々の人の前記重心位置の移動方向を算出する重心移動算出ステップと、を含み、
   前記運転モード制御ステップは、前記個々の人の移動方向のうち、前記移動方向が、前記中間点に向かう方向の人を乗車意思有利用者とし、前記乗車意思有利用者が存在する場合に前記定格運転モードへ移行又は継続し、
   前記重心移動算出ステップは、前記乗車意思有利用者の移動速度を算出し、
   前記運転モード制御ステップは、前記乗車意思有利用者の前記移動速度が、所定値以上の場合、前記モーターの加速度を大きくし、
   前記検知エリアは、幅方向は、前記乗客コンベアの前記ハンドレールの外法の３倍、長さ方向は、前記ハンドレールの周回先端から１４００ｍｍ以上に設定される、
   乗客コンベアの自動発停止運転方法。

Images