JPH0646503A

JPH0646503A - パンタグラフ支障物検査システム

Info

Publication number: JPH0646503A
Application number: JP21654592A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Takenaka; 泰雄竹中; Takao Yoshizawa; 孝夫吉沢; Toshinobu Miyazaki; 俊宣宮崎; Takeshi Jinbo; 武士神保; Noboru Takada; 登高田; Iwao Kadohira; 巌角平
Original assignee: Central Japan Railway Co; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Central Japan Railway Co; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】電気検測車に搭載し、走行中にパンタグラフ
の支障物を検査する光学式の支障物検査システムを提供
する。【構成】投光部６、受光器７を電気検測車の屋根上に
配設し、車内にデータ処理部とモニタ部を設けて構成さ
れる。【効果】支障物が正確に検出されて正しい検査がなさ
れ、別途考案された光学式の高さ検出装置と併用するこ
とにより、従来使用された測定パンタグラフを不必要と
し、保全作業の簡易化に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電車のパンタグラフ
に支障する、トロリー線の支持物を検査する支障物検査
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５(a) において、１は線路上に架設さ
れたトロリー線、２はトロリー線を支持する電柱、３は
電車、４は電車の屋根上に設けられたパンタグラフ、ま
た４aはパンタグラフの上部に設けられた舟体を示す。
電車３は舟体４a の摺板がトロリー線１に摺動接触して
高電圧を受電し、線路を走行する。摺板の摩耗を均一に
するために、トロリー線１は電柱２ごとに外方に牽引さ
れ、図示のように左右にジグザグに偏位（左右偏位）し
て架設されている。また、図示しないが、トロリー線１
は場所により、その地上高が一定の範囲内で変位（高さ
変位）している。図５(b) は各電柱２におけるトロリー
線の支持方法の一例を示し、碍子２a により絶縁された
ブラケット２b に曲線引き金具２c を取り付け、トロリ
ー線１はその先端に固定して架設される。この場合、
(c) に示すように、曲線引き金具２c は舟体４a に対し
て適当な傾斜角θ、例えば３０°以上となるように設定
される。しかし、もしブラケット２b や曲線引き金具２
c などに不良が発生すると、傾斜角θが小さくなるか、
または甚だしいときは点線のようにパンタグラフ４より
低くなり、曲線引き金具２c は支障物となって走行する
パンタグラフ４に接触して破損する危険があり、電車運
転に対する重大な事故の原因となる。

【０００３】次に、トロリー線１は適当な長さの区間ご
とに電柱により引き止められ、一部がオーバラップして
連続区間が構成される。図６(a) はトロリー線１の引き
止め区間を示すもので、図示左方よりのトロリー線１a
は右方の電柱21の引き止め碍子２d により支持され、か
つ、方向が曲げられて引き止めワイヤ２e により電柱22
に引き止められる。同様に、右方よりのトロリー線１b
は左方の引き止め碍子２d 、引き止めワイヤ２e および
電柱24により支持と引き止めがなされる。ここで、電柱
21,23 においては両トロリー線１a,１b が接近している
ため、これらを支持する碍子２ｄの高さは、隣接する相
手側のトロリー線より適当に高い位置となるように設定
される。(b) は電柱21におけるトロリー線１a と、引き
止め碍子２d の位置関係を示し、碍子２d はトロリー線
１a より、例えば２００ｍｍの高低差ｈを設けて架設さ
れる。しかし、もし引き止めワイヤ２e が弛緩したり碍
子２d に不良が発生すると、碍子２d が垂れ下がって高
低差ｈが小さくなり、やはり支障物となって前記と同様
にパンタグラフの破損や重大事故の原因となる。

【０００４】以上の各支持物を検出し、これがパンタグ
ラフ４に支障するか否かを検査するために、電気検測車
に支障物検出器が設けられている。図７は、従来の支障
物検出器の概略の構成を示すもので、電気検測車に測定
専用の測定パンタグラフ４' を設け、その舟体４a の中
央部を除いた両側に支障物検出器５が取り付けられる。
各支障物検出器５はスイッチ52を有する複数の接触ピン
51が配列されたもので、曲線引き金具２c がいずれかの
接触ピン52に接触すると、そのスイッチ52が動作し、動
作したスイッチ52の位置により傾斜角θが算出され、傾
斜角θが基準角度より小さいとき支障物とされる。また
引き止め碍子２d の場合は、いずれかの接触ピン51のス
イッチ52が動作したとき支障物と判定される。なお、上
記の測定パンタグラフ４' には支障物検出器５のほか、
トロリー線の高さを検出するために機械式の高さ検出器
が設けられており、両検出器により検出された支障物と
高さのデータはデータ処理され、それぞれの検出位置を
示す位置データが付加され、チャート紙に記録されて検
査されている。上記において、従来の支障物検出器５と
高さ検出器はいずれも機械式で、保全に必要な手間と費
用が小さくないので、非接触の光学式のものに取り替え
ることが要望されている。これらの光学式化により測定
パンタグラフ４' が不必要となって保全作業を著しく効
率化することができる。以上に対して、この発明の発明
者によりまず、光学式の高さ測定装置が開発され、「ト
ロリー線の位置測定装置」と「トロリー線高さ測定装
置」の２件が特許出願されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて次の段階として、
支障物検出器の光学式化であるが、ここで、従来の支障
物検出器５についてさらに検討すると、これは支持物の
接触により破損することが多く、前記したように保全に
要する手間と費用は小さくないが、なお図７で判明する
ように、トロリー線１の左右偏位により、同一の傾斜角
θでも接触する接触ピン51が異なり、原理上、曲線引き
金具２c の正しい傾斜角θを算出できないことが基本的
な欠点である。一方、光学式の方法には、例えばビテオ
カメラにより支持物を目視観察する方法が考えられる。
しかし、電柱２の間隔は数十メートルで、電気検測車が
この間を高速で走行する時間は大きくとも１秒間であ
り、このような短時間に支持物の状態を正確に観察する
ことは不可能である。従って、支持物の映像を受像して
一旦メモリに記憶し、データ処理により支障物であるか
否かを判定する方法が適切である。またこのような方法
によれば、傾斜角θや高さｈを高精度で測定して支障物
を正確に判定することが可能である。この発明は、以上
の考えにより考案された光学式の支障物検査システムを
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明はパンタグラフ
支障物検査システムであって、電気検測車の屋根上に、
トロリー線の左右偏位範囲に対して扇状の光束を投光す
る投光器と、トロリー線の高さ変位範囲に対応した複数
の受光素子よりなるリニアセンサを、左右偏位範囲に対
応して複数個配列して構成され、トロリー線およびその
支持物の反射光を受光する受光器とを配設する。電気検
測車の車内に設けられ、その走行に伴って逐次に受光器
に受光された、トロリー線と支持物の受光データをバッ
ファメモリに記憶し、この受光データの処理により、支
持物の傾斜角またはトロリー線に対する高低差をそれぞ
れ算出し、傾斜角または高低差の基準値に比較し、基準
値を越えた支持物を、パンタグラフに対する支障物と判
定し、支障物の位置データを付加して支障物信号をチャ
ート紙に記録するデータ処理部を設ける。さらに、支障
物のパターンをモニタ表示するモニタ部とを設けて構成
される。上記において、支持物の反射光が連続した複数
のリニアセンサに受光されたときは、支持物をトロリー
線の曲線引き金具と判定して、複数のリニアセンサの各
受光素子の位置により曲線引き金具の傾斜角を算出す
る。また、反射光が孤立したリニアセンサに受光された
ときは、支持物をトロリー線の引き止め碍子と判定し
て、孤立したリニアセンサの受光素子の位置により上記
の高低差を算出する。上記において、パンタグラフの舟
体のパターンデータを、予めメモリに記憶し、舟体のパ
ターンデータと、支障物と判定された曲線引き金具およ
び引き止め碍子のパターンデータとをパターン合成回路
により合成して、モニタ表示する。また、上記におい
て、支障物信号に付加する位置データは、電気検測車が
具備する距離パルス発生器が発生する、一定距離間隔の
距離パルスをカウントして作成するものである。

【０００７】

【作用】上記の支障物検査システムにおいては、投光器
よりトロリー線の左右偏位範囲に対して扇状の光束が投
光される。これに対して、受光器にトロリー線およびそ
の支持物の反射光が受光される。受光器は、複数個のリ
ニアセンサがトロリー線の左右偏位に対応して配列さ
れ、各リニアセンサはトロリー線の高さ変位範囲に対応
した複数の受光素子よりなる。電気検測車の走行に伴っ
て逐次に受光器に受光されたトロリー線と支持物の受光
データは、バッファメモリに記憶されてデータ処理部に
より処理され、支持物の傾斜角またはトロリー線に対す
る高低差がそれぞれ算出され、それぞれの基準値に比較
してこれを越えた支持物は、パンタグラフに対する支障
物と判定され、支障物信号に位置データが付加されて出
力され、従来と同様にチャート紙に記録される。さら
に、モニタ部により、支障物のパターンがモニタ表示さ
れる。上記のデータ処理部の処理においては、支持物の
反射光が連続した複数のリニアセンサに受光されたとき
曲線引き金具と判定し、その傾斜角は受光した複数のリ
ニアセンサの各受光素子の位置により算出される。また
反射光が孤立したリニアセンサに受光されたとき引き止
め碍子と判定し、トロリー線に対する高低差は受光した
受光素子の位置により算出される。上記のモニタ表示
は、予めメモリに記憶された舟体のパターンデータと、
判定された支障物のパターンデータとがパターン合成回
路により合成されて表示される。また、支障物信号に付
加する位置データは、電気検測車が具備する距離パルス
発生器が発生する、一定距離間隔の距離パルスをカウン
トして作成される。以上により、電気検測車の走行に伴
って検出された支障物は、その支障物信号に位置データ
が付加されて記録されたチャート紙、またパンタグラフ
の舟体とともにモニタ表示される支障物のパターンによ
り、支障物を正確に検査することができるものである。

【０００８】

【実施例】図１〜図４はこの発明の一実施例を示し、図
１は電気検測車の屋根上に設けられる投光器と受光器の
配置と、受光器の受光範囲を示す図、図２は受光器によ
る支持物の受光状態の説明図、図３は車内に設けられる
データ処理部とモニタ部の概略のブロック構成図、図４
はモニタ部のモニタ表示の一例を示す図である。図１
(a) において、電気検測車３の屋根上に、両端に２個の
投光器６Ａ，６Ｂを有する投光部６を固定する。図示の
ようにＸ，Ｙ，Ｚ方向を定め、両投光器より、ＸＺ面に
含まれる光束をトロリー線１の左右偏位範囲Ｗに対して
扇状に投光する。なお、投光部６は前記した特許出願に
かかる光学式の高さ検出装置の投光器を兼用することが
できる。投光部６の光束に対して受光器７を斜め方向に
設ける。図１(b) はＸＹ面における受光器７を示し、Ｘ
方向にｎ（例えば１０）個のリニアセンサ71が間隔をｄ
として配列され、偏位範囲Ｗをｎ個に区分して受光す
る。(c) はＹＺ面を示し、各リニアセンサ71は、トロリ
ー線１の高さ変位範囲Ｈに対応する複数の受光素子711
を有し、受光レンズ系72により変位範囲Ｈが区分されて
各受光素子に受光される。

【０００９】図２(a) は、トロリー線１と曲線引き金具
２c の反射光に対する受光器７の受光位置を示し、左右
偏位と高さ変位の範囲内の任意の位置にいるトロリー線
１は、リニアセンサｒに受光され、その受光素子711 の
位置により基準面Ｓ（例えば屋根面とする）に対する高
さｈ_T が求められる。またトロリー線１に先端が固定さ
れた曲線引き金具２c は、リニアセンサ(r+1),……(r+
4) に連続して受光され、各受光素子711 の位置により
それぞれの高さｈ_K1, ……ｈ_K4が求められる。リニアセ
ンサセンサの間隔ｄと、いずれかの高さｈ_K により、曲
線引き金具２c の傾斜角θを算出することができる。図
２(b) は、引き止め碍子２d の場合で、トロリー線１は
リニアセンサｓに、また碍子２d は孤立したリニアセン
サ(s+m) に受光され、その高さｈ_G を求めて両者の高低
差（ｈ_G −ｈ_T)＝ｈ_GTを算出することができる。なお、
トロリー線１との間隔Ｄ_G を求めることもできる。

【００１０】図３において、データ処理部８は、アドレ
ス変換回路81(1) 〜81(n) 、バッファメモリ82、マイク
ロプロセッサ（ＭＰＵ）83、レコーダ84、および電気検
測車に具備されている距離パルス発生器85を図示のよう
に接続して構成される。次に、モニタ部９は、ゲート回
路91、メモリ92、パターン合成回路93、コントローラ
（ＣＯＮＴ）94、および表示器95が図示のように接続さ
れて構成される。

【００１１】以下において、データ処理部８による受光
データの処理方法と、モニタ部９による支障物のモニタ
表示方法を説明する。電気検測車の走行に伴って、トロ
リー線１を支持する電柱ごとに、支持物の反射光がいず
れかのリニアセンサ71に受光される。受光したリニアセ
ンサ71は、その番号とともに受光素子711 の位置が、対
応するアドレス変換回路81により、所定のアドレス番号
に変換されてバッファメモリ82の対応するアドレスに記
憶される。ここで、バッファメモリ82のアドレスはトロ
リー線１の左右偏位と高さ変位に対応して設定されてお
り、記憶された受光データはトロリー線と支持物のパタ
ーンを示す。支持物の反射光は電柱ごとに、ほぼ１秒以
内の間隔で受光されるので、この間にＭＰＵ83がバッフ
ァメモリ82の受光データを読出し、前記した方法によ
り、支持物が曲線引き金具２c であるか、または引き止
め碍子２d であるかを判定し、前者の場合は傾斜角θ
を、後者の場合はトロリー線１との高低差ｈ_GTをそれぞ
れ算出する。算出されたデータを基準値に比較し、これ
を越えた支持物はパンタグラフ４に対する支障物と判定
される。以上において、曲線引き金具２c の傾斜角θ
は、トロリー線１の左右偏位には無関係に正確に算出さ
れ、前記した従来の機械式支障物検出器のような測定誤
差を生じない。一方、距離パルス発生器85よりの距離パ
ルスは、ＭＰＵ82によりカウントされて電気検測車の走
行位置がつねにえられており、上記により判定された支
障物に対する支障物信号に、この走行位置が位置データ
として付加され、レコーダ85のチャート紙に、高さなど
の他の測定データとともに記録される。次に、支障物が
判定されたときは、ＭＰＵ83より出力される支障物信号
によりゲート回路91を開き、バッファメモリ82に記憶さ
れた支障物のパターンデータをパターン合成回路93に入
力する。これに対して、メモリ92には予めパンタグラフ
４の舟体４a のパターンデータが記憶されており、これ
をパターン合成回路93に取り込んで支障物のそれと合成
し、ＣＯＮＴ94の制御により表示器95にモニタ表示され
る。図４のモニタ表示においては、舟体４a に対してト
ロリー線１は点ｐ_T 、曲線引き金具２c は複数の点ｐ
_K 、碍子２d は孤立した点ｐ_G のように点表示され、舟
体４a に対する支障物の位置関係を明瞭に観察すること
ができる。なお、モニタ表示にはＭＰＵ83で算出された
傾斜角θ、または高低差ｈ_GTを必要により表示すること
ができる。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による支
障物検査システムは、電気検測車に搭載され、投光器よ
り光束が投光され、検測車の走行に伴って各電柱ごとに
トロリー線の支持物の反射光を受光器に受光し、その受
光データをデータ処理して、支持物の傾斜角またはトロ
リー線に対する高低差をそれぞれ正確に算出し、これら
を基準値に比較してパンタグラフに対する支障物である
か否かを正しく判定し、支障物と判定されたとき位置デ
ータを付加して支障物信号をチャート紙に記録するとと
もに、支障物とパンタグラフの舟体のパターンを、両者
の位置関係を明確に観察できるようにモニタ表示するも
ので、支障物検査が近代化されるとともに、別途考案さ
れた光学式の高さ検出装置と併用することにより測定パ
ンタグラフを不必要とし、保全作業の簡易化に寄与する
効果には大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示し、(a) は投光器と
受光器の配置図、(b),(c) は受光器の受光範囲を示す図
である。

【図２】 (a) はトロリー線と曲線引き金具の反射光に
対する受光器７の受光位置の説明図、(b) は引き止め碍
子２d の場合の説明図である。

【図３】図１に対するデータ処理部とモニタ部の概略
のブロック構成図である。

【図４】図３のモニタ部によるモニタ表示の一例を示
す図である。

【図５】 (a) はトロリー線の架設方法と、これに対す
るパンタグラフの関係を示す図、(b) はトロリー線を支
持する曲線引き金具の説明図、(c) は曲線引き金具がパ
ンタグラフの支障物となる条件の説明図である。

【図６】 (a) はトロリー線に対する引き止め碍子の説
明図、(b) は引き止め碍子が支障物となる条件の説明図
である。

【図７】従来の機械式の支障物検出器とその欠点の説
明図である。

【符号の説明】

１，１a,１b …トロリー線、２，21,22,23,24 …電柱、
２a …碍子、２b …ブラケット、２c …曲線引き金具、
２d …引き止め碍子、２e …引き止めワイヤ、３…電
車、または電気検測車、４…パンタグラフ、４a …舟
体、４' …測定パンタグラフ、５…従来の支障物検出
器、51…接触ピン、52…スイッチ、６…投光部、６Ａ，
６Ｂ…投光器、７…受光器、71、71(1) 〜71(n) …リニ
アセンサ、711 …受光素子、72…受光レンズ系、８…デ
ータ処理部、81、81(1) 〜81(n) …アドレス変換回路、
82…バッファメモリ、83…マイクロプロセッサ（ＭＰ
Ｕ）、84…レコーダ、９…モニタ部、91…ゲート回路、
92…メモリ、93…パターン合成回路、94…コントローラ
（ＣＯＮＴ）、95…表示器、Ｈ…トロリー線の左右偏位
の範囲、Ｗ…高さ変位の範囲、θ…傾斜角、ｈ_T …トロ
リー線の高さ、ｈ_K …曲線引き金具の高さ、ｈ_G …引き
止め碍子の高さ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎俊宣愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者神保武士愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者高田登愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者角平巌愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気検測車の屋根上に、トロリー線の左
右偏位範囲に対して扇状の光束を投光する投光器と、該
トロリー線の高さ変位範囲に対応した複数の受光素子よ
りなるリニアセンサを、前記左右偏位範囲に対応して複
数個配列して構成され、該トロリー線およびその支持物
の反射光を受光する受光器とを配設し、前記電気検測車
の車内に設けられ、その走行に伴って前記受光器に逐次
に受光された、前記トロリー線と前記支持物の受光デー
タをバッファメモリに記憶し、該記憶された受光データ
の処理により、前記支持物の傾斜角または前記架空トロ
リー線に対する高低差をそれぞれ算出して、傾斜角また
は高低差の基準値にそれぞれ比較し、該基準値を越えた
支持物を、パンタグラフに対する支障物と判定し、該支
障物の位置データを付加して支障物信号をチャート紙に
記録するデータ処理部と、該支障物のパターンをモニタ
表示するモニタ部とにより構成されたことを特徴とす
る、パンタグラフ支障物検査システム。
【請求項２】前記支持物の反射光が連続した複数の前
記リニアセンサに受光されたときは、該支持物を前記ト
ロリー線の曲線引き金具と判定して、該複数のリニアセ
ンサの各受光素子の位置により前記傾斜角を算出し、前
記反射光が孤立した前記リニアセンサに受光されたとき
は、該支持物を前記トロリー線の引き止め碍子と判定し
て、該孤立したリニアセンサの受光素子の位置により前
記高低差を算出する、請求項１記載のパンタグラフ支障
物検査システム。
【請求項３】前記パンタグラフの舟体のパターンデー
タを、予めメモリに記憶し、該舟体のパターンデータ
と、前記支障物と判定された曲線引き金具または引き止
め碍子のパターンデータとをパターン合成回路により合
成して、前記モニタ表示する、請求項１または２記載の
パンタグラフ支障物検査システム。
【請求項４】前記支障物信号に付加する位置データ
は、前記電気検測車が具備する距離パルス発生器が発生
する、一定距離間隔の距離パルスをカウントして作成す
る、請求項１または２または３記載のパンタグラフ支障
物検査システム。