JPH07246863A - 鉄道におけるテンションバランサの重錘位置検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄道におけるトロリー線に張力を与えるテン
ションバランサの重錘位置検知装置に関し、テンション
バランサの番号、重錘位置を自動的に検知する。 【構成】 支柱１にはブラケット１３を介して滑車１１
が取付けられ、トロリー線１２が巻かれており、ブラケ
ット３，４を介して振止ロット間に重錘２があり、重錘
吊りワイヤ１４で滑車１１に懸吊している。支柱１には
テンションバランサ番号マーク５、ブラケット３，４に
は移動限界基線マーク７が上下に設けられ、重錘２には
重錘上下端マーク６が、重錘２の直前には画像メモリマ
ーカ１６が設けられる。鉄道車両８にはＩＴＶカメラ１
０、画像処理部２０を設け、これらのマーク５，６，
７，１６を取込み、画像処理部１６でバランサ番号を識
別し、重錘２のマーク７間での位置を自動的に読取るの
で保守管理が合理化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道におけるトロリー線
に張力を与えるテンションバランサの重錘位置検知装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道におけるトロリー線に張力を与える
テンションバランサの構成を図７に示す。図において、
線路に沿って、１km前後の間隔で２台のテンションバラ
ンサが１対で中間のトロリー支柱４１に支えられて架線
４２を吊っており、前後の重錘２で滑車１１を介してト
ロリー線１２に両側に張力を与えている。

【０００３】図６はテンションバランサの詳細を示す斜
視図であり、支柱１に滑車ブラケット１３により、滑車
１１が取付けられ、滑車１１にはトロリー線１２の一端
が巻き付けられており、滑車１１が回転することにより
トロリー線１２に張力を与えたり、ゆるめたりする構成
である。支柱１には更に、上部振止ブラケット３と下部
振止ブラケット４が固定され、両ブラケットの間に２本
の振止ロット１７が張られ、この間に重錘１４がアイロ
ット１８によって摺動自在に取付けられ、重錘１４は重
錘吊りワイヤ１４で滑車１１から懸吊されており、滑車
１１の回転により上下に移動する。

【０００４】このような構成のテンションバランサにお
いて、重錘位置は列車通過時の列車パンダグラフと架線
４２との摩擦力により列車の走行方向に引っぱられた
り、四季の気温変化によるトロリー線１２の熱膨張など
によって上・下変位が生ずるが、いづれか一方のテンシ
ョンバランサの重錘２の底部が図６の重錘揚程Ａとして
示す間で下部振れ止めブラケット１４に当るまで下ると
トロリー線１２の所定張力が得られなくなり、架線巻込
みなどのトラブルを発生する原因となるため、従来から
保守員により定期的に重錘揚程Ａの確認を目視、或いは
巻尺などにより測寸して管理されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが前述のような
従来法の目視や簡易測長により重錘揚程Ａを確認する方
法では、保守員がテンションバランサの現場近傍まで行
って確認測寸する必要があるため、次に列挙するような
問題点があった。

【０００６】（１）１km前後の間隔で多数あるテンショ
ンバランサを目視や測長確認する場合、調査対象が広範
囲にわたるため多大の労力と時間を要し人為的ミスの発
生する可能性もある。

【０００７】（２）軌道近傍にテンションバランサが設
置されているために列車の通過により常に危険性があ
る。

【０００８】（３）また新幹線では益々高速化の傾向に
あり保守員による現物確認は危険性が高くて実施出来な
くなる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、鉄道におけるテンションバランサの
重錘には同重錘の上部端マーク、支柱には同重錘の移動
の上限、下限を示す基線マーク及びこの移動範囲内にテ
ンションバランサ番号マーク、更にこの支柱及び重錘の
近傍に画像メモリマーカを設ける。一方、鉄道車両には
ＴＶカメラと画像処理部を設置し、鉄道車両が走行中に
これらの各種マーク及び画像メモリマーカをＴＶカメラ
で取込み、画像処理部で画像処理することにより、上
限、下限を示す基線マーク内での重錘の上下端マークの
位置を算出して重錘位置を検知する装置とする。

【００１０】即ち、本発明は、鉄道のレールに沿った支
柱間に保持されたトロリー線に滑車を介して張力を与え
るテンションバランサの重錘位置検知装置であって、前
記重錘の上端、下端に設けた重錘マークと、前記支柱に
固定され、同重錘の上下動範囲の上限及び下限に設けた
基線マークと、前記支柱に設けられ、同基線マーク間で
複数本配置されたテンションバランサ番号マークと、前
記支柱の近傍で前記支柱及び重錘の直前に設けられた画
像メモリマーカと、鉄道車両内に設けられたＴＶカメラ
と、同ＴＶカメラからの画像を記憶する画像メモリ、同
画像メモリを制御する画像メモリコントローラ及び演算
装置からなる画像処理部とから構成され、同画像処理部
は前記ＴＶカメラから前記画像メモリマーカを検出する
と前記画像メモリコントローラの指令に基づいて前記Ｔ
Ｖカメラからの前記重錘マーク、前記基線マーク及び前
記テンションバランサ番号マークを前記画像メモリに記
憶すると共に、前記演算装置で前記テンションバランサ
番号に対応する前記基線マーク間での重錘マークの位置
を算出して前記重錘の位置を検知することを特徴とする
鉄道におけるテンションバランサの重錘位置検知装置を
提供する。

【００１１】

【作用】本発明は前述の手段により、鉄道車両に設置し
たＴＶカメラにより車両走行中に支柱に設けたテンショ
ンバランサ番号マーク、重錘の上下端マーク及び重錘の
移動限界を示す基線マークを取込み、更に、画像メモリ
マークを検出し、画像処理部に入力する。画像処理部の
演算装置ではこの画像メモリマークを照合し、確認する
と画像メモリコントローラからの指令により、これらの
テンションバランサ番号マーク、重錘の上下端マーク及
び移動限界の基線マークの信号を画像メモリ内に記憶す
る。演算装置はこの画像メモリに記憶した情報から重錘
の移動限界基線マーク内での重錘の上下端マークの位置
を算出して重錘の位置を検知する。この算出は、移動限
界基線マーク間の距離及び重錘の上下端マーク間の距離
（重錘の寸法）が既知であるので演算装置による走査の
画素数からその位置は容易に算出できる。従って、ＴＶ
カメラで読取ったテンションバランサ番号に対応する重
錘の位置が鉄道車両の走行中に自動的に検知することが
できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明の一実施例に係る鉄道にお
けるテンションバランサの重錘位置検知装置の全体の構
成を示す図で、レール１５の側面に立てた支柱１には滑
車ブラケット１３により滑車１１が取付けられ、滑車１
１にはトロリー線１２が巻かれている。支柱１には更
に、上部振止ブラケット３と下部振止ブラケット４との
間で振止ロット１７に導かれて上下摺動する重錘２が取
付けられ、更に重錘２は重錘吊りワイヤ１４で滑車１１
より懸吊している。これまでの構成は従来のテンション
バランサと同じ構成である。

【００１３】５はテンションバランサ番号マークで支柱
１に表示され、路線の各場所にある複数のテンションバ
ランサをコード化して識別している。６は重錘上下端マ
ークで、重錘２の上・下端に表示されている。７は移動
限界基線マークで、上部振止ブラケット３及び下部振止
ブラケット４の揚程Ａ，Ｂの限界基線位置に表示されて
いる。

【００１４】１６は画像メモリマーカでテンションバラ
ンサの手前に設置された白板で中央部に「×」印を表示
してある。

【００１５】８は鉄道車両で運転席９にＩＴＶカメラ１
０が設置されている。２０は画像処理部でＩＴＶカメラ
１０の信号を入力して画像処理する装置である。このＩ
ＴＶカメラ１０はテンションバランサ支柱１の軸方向に
走査線を合わせて映像撮影するために鉄道車両８への設
置は９０°近く倒した状態としている。

【００１６】画像メモリマーカ１６はテンションバラン
サの手前に設置し、ＩＴＶカメラ１０の映像信号を画像
処理部１７に記憶し、画像処理させるトリガ信号とする
ためのもので、そのマーク認識の信頼性を高くするため
に白板の中央部に「×」印を標してある。

【００１７】図２は画像処理部１７の内部構成を示すブ
ロック図である。図において、２１は画像メモリで、２
２は画像メモリコントローラ、２３が画像モニタであ
る。２４，２５，２６は演算部としてのパソコンとその
モニタおよびプリンタであり、ＩＴＶカメラ１０の映像
を一時記憶して記憶画像を解析、処理によりテンション
バランサの重錘位置を検知するものである。ＩＴＶカメ
ラ１０の映像信号は、画像メモリコントローラ２２と画
像メモリ２１に供給され、ＩＴＶカメラ１０が画像メモ
リマーカ１６を撮えた時に、画像メモリマーカの「×」
印の映像をあらかじめパソコン２４に記憶しておき、パ
ソコン２４はこの記憶したバターンとＩＴＶカメラ１０
からの映像パターンとを主軸の傾き、重心位置および面
積などで比較、照合を行ない、確かに画像メモリマーカ
であることを認識すれば、画像メモリコントローラ２２
から画像メモリ信号を発生して指示し、画像メモリ２１
はＩＴＶカメラ１０の映像を記憶し、画像モニタ２３に
記憶画像を表示すると同時にパソコン２５において画像
の解析処理を行なう。

【００１８】画像モニタマーカ１６の設置位置はテンシ
ョンバランサの手前の特定間隔Ｅの距離を設けてあり、
鉄道車両の走行速度からテンションバランサの映像を正
確に画像メモリ２２に撮えることができる。

【００１９】図３は各マークの位置関係を示す図で、テ
ンションバランサ支柱１や、上・下振止ブラケット３，
４および重錘２の上・下端に設けたテンションバランサ
番号マーク５、重錘２の移動限界基線マーク７_U （上
部）、７_L （下部）と重錘上下端マーク６の位置関係を
示しており、テンションバランサ番号は２進コードでコ
ード化して６９番の例を示し、テンションバランサを識
別している。またＡ，Ｂは重錘位置の検知間隔を示すも
のでＡが下部側Ｂが上部側の間隔である。

【００２０】図４は、画像メモリ２１が記憶したテンシ
ョンバランサの画像情報に基づいて画像モニタ２３に表
示するパターンを示した図である。画面は縦（Ｙ軸）４
８０画素、横（Ｘ軸）５１２画素内に撮え、テンション
バランサ番号は、番号マーク５の存在する図中走査線
ａ、重錘位置は移動限界素線マーク７_U ，７_L 、重錘上
下端マーク６の存在する走査線ｂにおける映像アナログ
信号を抽出して，各マーク部分の黒色レベルのみを映像
信号の二値化処理などにより特徴抽出する。

【００２１】図５は、前述の図４に示す情報に基づいて
映像信号の二値化による特徴抽出処理によってテンショ
ンバランサ番号および重錘位置検知の画像解析処理によ
る判定、認識の図である。（ａ）図の３２は重錘位置映
像アナログ信号で、図４の走査線ｂの移動限界基線マー
ク７_U 、２個の重錘上下端マーク６及び移動限界基線マ
ーク７_L に対応して発生したアナログ信号である。

【００２２】（ｂ）の３４は（ａ）の重錘位置映像アナ
ログ信号３２に対応した二値化信号である。

【００２３】（ｃ）の３１はテンションバランサ番号映
像アナログ信号で、図４の走査線ａのテンションバラン
サ番号マークに対応して発生したアナログ信号である。

【００２４】（ｄ）は（ｃ）のテンションバランサ番号
映像アナログ信号３１に対応した二値化信号である。

【００２５】下に示す数字（ｅ）はテンションバランサ
番号二値化数値３５、（ｆ）はその２進値３６で（ｄ）
の信号に対応して「１０１０００１」と表示している。

【００２６】（ｇ）は１０進値３７を示し、（ｄ）の二
値化信号に対応して「１，４，６４」と表示でき、テン
ションバランサ番号「６９」が識別できる。

【００２７】図中Ａ，Ｂは前述の通りＡが重錘下部の間
隔でＢが重錘上部の間隔である。またＣは重錘２の長さ
（既知）であり、Ｄは重錘２の移動限界値（既知）であ
る。

【００２８】従って、重錘位置の既知は、このＡ，Ｂ値
を求めるものであるが、Ａ，Ｂの実際の間隔寸法は既知
であるＣ，Ｄの画素数から１画素当りの長さ情報が得ら
れるため、Ａ，Ｂそれぞれの画素数がわかればＡ，Ｂの
間隔が容易に求められる。

【００２９】次に、このような実施例の作用をまとめて
説明する。ＩＴＶカメラ１０により支柱１のテンション
バランサ番号マーク５、重錘マーク６及び移動限界基線
マーク７_U ，７_L を取込み、パソコン２４はＩＴＶカメ
ラ１０が画像メモリマーカ１６を検出すると、あらかじ
めパソコン２４に記憶してあったパターンと比較、照合
して画像メモリマーカを確認する。マーカが正しく確認
されると画像メモリコントローラ２２からの指令により
これらのマーク５，６，７_U ，７_L を画像メモリ２１に
図４に示すように記憶すると共に画像モニタ２３に表示
する。

【００３０】この画像メモリ２１の画像をパソコン２４
により図４，図５に示すように走査線で走査し、走査線
ａでテンションバランサ番号マーク５の二値化信号３３
を検出し、前述のように「６９番」を識別する。次に走
査線ｂで重錘上下端マーク６の二値化信号３４を得る。

【００３１】これらの二値化信号３３，３４により、パ
ソコン２４はテンションバランサ番号を検出すると共に
既知の値であるＤ（重錘の移動限界値）及びＣ（重錘の
長さ）よりＡ，Ｂを求め、これらをパソコンモニタ２５
に表示すると共にプリンタ２６にプリントアウトする。

【００３２】このように鉄道車両８の運転席９にＩＴＶ
カメラ１０を設置し、画像処理部１０で前述のように、
テンションバランサの番号を識別して、更にＡ，Ｂの値
を求めて表示するようにしたので、鉄道車両の通過と共
に車両内でテンションバランサの識別と重錘２の位置が
自動的に検知されるので線路の沿線に沿って設置されて
いる多数のテンションバランサの保守管理が大幅に合理
化される。

【００３３】

【発明の効果】以上具体的に説明したように、本発明に
よれば、テンションバランサの重錘位置を走行中鉄道車
両からＩＴＶカメラにより映像として撮えて、画像メモ
リに一旦記憶して画像処理を行なって自動検知するた
め、トロリ線張力管理上次に列挙するとおり従来法に較
べて著しい効果が得られる。

【００３４】（１）路線上でのテンションバランサの設
置位置及びその重錘位置検知とデータ記録が鉄道車両の
通過により自動的に行われるためテンションバランサの
保守管理が大幅に合理化される。

【００３５】（２）保守員による確認、測寸が不要とな
り大幅な合理化、保守費用の低減と効率的な管理ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る鉄道におけるテンショ
ンバランサの重錘位置検知装置の構成図である。

【図２】図１の実施例における画像処理部の構成を示す
ブロック図である。

【図３】図１の実施例におけるマークの位置関係を示す
配置図である。

【図４】本発明の一実施例における画像モニタの表示パ
ターンの図である。

【図５】本発明の一実施例における画像信号の解析を示
す図で、（ａ）は重錘位置映像アナログ信号、（ｂ）は
その二値化信号、（ｃ）はテンションバランサ番号映像
アナログ信号、（ｄ）はその二値化信号、（ｅ）はテン
ションバランサ番号二値化数値、（ｆ）はその二進値、
（ｇ）はその１０進値をそれぞれ示す。

【図６】従来のテンションバランサの斜視図である。

【図７】従来のテンションバランサの設置を示す正面図
である。

【符号の説明】

１ 支柱 ２ 重錘 ３ 上部振止ブラケット ４ 下部振止ブラケット ５ テンションバランサ番号マーク ６ 重錘上下端マーク ７ 移動限界基線マーク ８ 鉄道車両 ９ 運転席 １０ ＩＴＶカメラ １１ 滑車 １２ トロリー線 １４ 重錘吊りワイヤ １５ レール １６ 画像メモリマーカ １７ 振止ロット ２０ 画像処理部 ２１ 画像メモリ ２２ 画像メモリコントローラ ２３ 画像モニタ ２４ パソコン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道のレールに沿った支柱間に保持され
   たトロリー線に滑車を介して張力を与えるテンションバ
   ランサの重錘位置検知装置であって、前記重錘の上端、
   下端に設けた重錘マークと、前記支柱に固定され、同重
   錘の上下動範囲の上限及び下限に設けた基線マークと、
   前記支柱に設けられ、同基線マーク間で複数本配置され
   たテンションバランサ番号マークと、前記支柱の近傍で
   前記支柱及び重錘の直前に設けられた画像メモリマーカ
   と、鉄道車両内に設けられたＴＶカメラと、同ＴＶカメ
   ラからの画像を記憶する画像メモリ、同画像メモリを制
   御する画像メモリコントローラ及び演算装置からなる画
   像処理部とから構成され、同画像処理部は前記ＴＶカメ
   ラから前記画像メモリマーカを検出すると前記画像メモ
   リコントローラの指令に基づいて前記ＴＶカメラからの
   前記重錘マーク、前記基線マーク及び前記テンションバ
   ランサ番号マークを前記画像メモリに記憶すると共に、
   前記演算装置で前記テンションバランサ番号に対応する
   前記基線マーク間での重錘マークの位置を算出して前記
   重錘の位置を検知することを特徴とする鉄道におけるテ
   ンションバランサの重錘位置検知装置。