JPH07309238A - 安全確認機能を有する鉄道車両 - Google Patents

安全確認機能を有する鉄道車両

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JPH07309238A
JPH07309238A JP10275394A JP10275394A JPH07309238A JP H07309238 A JPH07309238 A JP H07309238A JP 10275394 A JP10275394 A JP 10275394A JP 10275394 A JP10275394 A JP 10275394A JP H07309238 A JPH07309238 A JP H07309238A
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JP
Japan
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abnormality
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vehicle
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eye
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Application number
JP10275394A
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English (en)
Inventor
Daiji Nishizawa
代治 西沢
Hideo Shibata
秀夫 柴田
Yoichi Kenmochi
庸一 剣持
Takuro Nakajima
卓郎 中島
Takeshi Yokozawa
剛 横沢
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速で正確に安全確認ができ、人体とりわけ
眼に影響を与えない、安全確認機能を有する鉄道車両を
提供する。 【構成】 鉄道車両2にアイセーフレーザを光源とする
レーザレーダを搭載し、このレーザレーダによる車両進
行方向の探知結果から軌道1内または軌道1近傍の異常
を検知する異常検知システム28を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軌道の安全確認を必要
とする鉄道車両に係り、特に、高速で正確に安全確認が
でき、人体とりわけ眼に影響を与えない、安全確認機能
を有する鉄道車両に関するものである。
【0002】
【従来の技術】軌道上を走行する車両は、軌道内やその
周辺に倒木、落石等の障害物、軌道・架線工事の不良箇
所、その他の異常があると危険である。近年の高速鉄道
においては営業運転時に危険が生じないように、定期的
に検査車両を走行させ、こうした軌道内及び軌道近傍の
異常を検査している。例えば新幹線においては、安全確
認のために、毎日始発前に検査車両を走行させ、運転員
又は乗務員が直接又はテレビモニタを通して目視確認し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の安全確認は目視
に頼っている。しかし、検査を行う始発前の時間帯が日
の出時刻以前であるとヘッドライトをつけてはいても昼
間よりは異常の視認が難しい。また、肉眼の分解能には
限界があり、異常の場所が遠いとき、或いは異常のスケ
ールが小さいときには発見できないこともある。また、
異常であるかどうかの判定には熟練を要する。さらに、
安全確認(異常検知)の責任の重大性やもし異常がある
ことと検査車両自体が危険であるから運転員や乗務員は
緊張し、緊張による疲労のため識別能力が低下すること
にもなる。
【0004】このような制約のために、近距離の安全確
認しかできないことになり、制動距離を考慮すると高速
運転できないことになる。従って、所定時間内に検査で
きる距離が短くなり、始発前等の限られた時間内に長い
区間を検査するには運転本数を多くするしかない。その
ためには多数の運転員や乗務員を確保する必要もある。
【0005】また、前記のように緊張を強いられるの
で、運転員や乗務員の精神的負担が大きい。
【0006】一方、目視検査を補助するために赤外線T
Vカメラを用いることが考えられる。しかし、赤外線T
Vカメラで得られるパッシブ画像は解像度が低く、異常
の発見が難しい。解像度を高めるには、レーザ光を照射
して得られるアクティブ画像を用いることが考えられ
る。しかし、通常のレーザ光は人の眼に障害を及ぼす可
能性が高いため、空間に向けて照射することは危険であ
る。尚、眼に安全な程度のレーザ光強度では感度が低
く、遠距離において解像度の高いアクティブ画像を得る
ことはできない。
【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高速で正確に安全確認ができ、人体とりわけ眼に影
響を与えない、安全確認機能を有する鉄道車両を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、鉄道車両にアイセーフレーザを光源とする
レーザレーダを搭載し、このレーザレーダによる車両進
行方向の探知結果から軌道内または軌道近傍の異常を検
知する異常検知システムを設けたものである。
【0009】ここでは、車両の制動距離より離れた前方
位置に軌道を含む検知限界断面を設定し、この検知限界
断面の範囲を上記レーザレーダで走査して検知限界断面
より車両側の異常のみを検知してもよい。
【0010】また、予め景色情報を記憶した記憶装置を
設け、異常検知システムがこの景色情報と上記探知結果
とを照合して異常を判定する方法を用いてもよい。
【0011】
【作用】レーザ光は、人体、特に眼に障害を与えるが、
レーザ光の強度がある値以下では障害が起こらない。こ
れを障害閾値と呼ぶが、波長によって障害閾値は異な
る。波長1.4μm以上のレーザ光は角膜または水晶体
での吸収率が非常に大きいため、眼の網膜に対する障害
閾値が高いことが知られており、その値はそれ以下の波
長のレーザ光の障害閾値より数桁高い。障害閾値が高い
ということは、高い強度のレーザ光を空間中に照射して
使用できることであり、レーザ光の強度を高められれ
ば、そのレーザ光を照射して得られるアクティブ画像の
解像度も向上する。このように、波長1.4μm以上の
レーザ光は眼に優しいことからアイセーフレーザ光と呼
ばれ、近年特に2μm帯の波長で安定発振するレーザ発
振器が開発され、アイセーフレーザとして注目されてい
る。
【0012】本発明は、鉄道車両にアイセーフレーザを
光源とするレーザレーダを搭載したので、眼に安全でし
かも強度の高いレーザ光を一般の空間に向けて照射する
ことができる。このレーザレーダの探知結果から軌道内
または軌道近傍の異常を検知するようにしたので、解像
度の高い探知結果が得られ、正確な異常検知ができる。
探知は車両進行方向だけでよいので、異常検知システム
は高速に探知することができる。
【0013】軌道周辺において最低限安全確認の必要な
範囲は、建築限界と呼ばれる範囲である。レーザ光の走
査範囲を、例えば軌道を含む矩形の範囲(バーティカル
ラスタ方式)とすることで、建築限界内の安全確認が達
成される。この矩形の範囲を車両の進行方向の所定の距
離の位置に設定すれば、レーザ光の走査は角度で制御で
きることになる。ここで、所定の距離の位置の矩形の範
囲を検知限界断面と呼ぶことにする。例えば検知限界断
面の大きさを建築限界と同一サイズに設定すると、検知
限界断面より車両に近い位置では、建築限界より狭い範
囲しか探知できないが、車両は走行しているので、その
走行に伴い走行区間の建築限界内を全て安全確認するこ
とができる。検知限界断面を車両の制動距離より離れた
位置に設定することにより、異常が検知されたとき車両
を制動すれば、異常の発生している位置より手前で停止
することができ、安全である。そして、レーザレーダの
解像度が高いので、検知限界断面を遠いところに設定す
ることができる。従って、制動距離を長くとることがで
き、車両の走行速度を上げることができる。これによ
り、短時間で長い区間の検査ができることになる。この
ように、実用上は検知限界断面より遠方の情報はすべて
無条件に消去し、検知限界断面より車両側(手前側)の
情報(異常)のみを取得、検知してよい。
【0014】尚、レーザレーダの探知結果には、軌道や
架線等の正常な固定物が含まれる。記憶装置に景色情報
を記憶しておき、景色情報と探知結果とを照合すれば、
正常な固定物を除外することができ、正しく異常を判定
することができる。
【0015】
【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。
【0016】図1の安全確認システムは、軌道1を走行
する車両2にアイセーフレーザレーダを搭載し、車両2
の進行方向にアイセーフレーザ光を照射して障害物等か
ら後方反射される光を捕らえて探知を行うものである。
車両2の進行方向の所定の距離に検知限界断面Sが設定
される。検知限界断面Sの設定距離は車両2の制動距離
を越える値に設定される。ここでは、検知限界断面Sは
1Km前方の10m平方の範囲であり、建築限界はこの
範囲に含まれる。アイセーフレーザレーダのレーザ光
は、検知限界断面Sを縦横に走査する(バーティカルラ
スタ方式)ように走査の角度を設定することができる。
アイセーフレーザレーダと検知限界断面Sとで囲まれる
錐状の空間から探知結果が得られる構成となっている。
【0017】ここではアイセーフレーザ(ESL)は2
μm帯で高尖頭出力、高繰返し発振可能なパルスレーザ
で、Tm:YAGレーザ又はTm−Ho:YAGレーザ
またはKTP−光パラメトリック発振器である。
【0018】図2に、アイセーフレーザレーダを含むこ
の異常検知システムの構成を示す。アイセーフレーザレ
ーダは、光源21にはアイセーフレーザ光を出射するE
SL発振器22を備え、受光部23には集光レンズ2
4、フィルタ25及びフォトディテクタ26を備え、受
光部23の後段に出射光と後方反射される光との時間間
隔から探知対象との距離を求めるカウンタ27を備え
る。尚、ESL発振器22は、スキャナー(走査機構)
を内蔵したものである。
【0019】この異常検知システムのコンピュータ29
には、予め景色情報を記憶した記憶装置30である光デ
ィスク31が接続されている。
【0020】景色情報の入力と異常のモニタリングとを
目的で、CCDカメラ32と画像処理装置33とが設け
られている。CCDカメラ32にはテレスコープ35が
装着され、検知限界断面Sの設定に応じて被写界を変え
ることができる。画像処理装置33はCCDカメラ32
で得られた画像をコンピュータ29からの要求に応じて
画像処理するものである。画像処理装置33にはモニタ
34を接続してもよい。
【0021】次に実施例の作用を述べる。
【0022】ESL発振器22から出射されたレーザ光
は、検知限界断面Sを縦横に走査される。後方反射によ
る戻り光は、集光レンズ24で集光され、フィルタ25
で背景ノイズがカットされ、フォトディテクタ26で受
光、検知される。このようにして、受光部23には出射
されたレーザ光の後方反射による戻り光が受光、検知さ
れる。異常検知システム28はレーザ光の出射との検知
の時間間隔をカウンタ27で計数し、探知対象との距離
情報を求める。このとき距離が検知限界断面Sの設定距
離より大きいときは、その情報は一律に捨てる。距離が
検知限界断面Sの設定距離に等しいかそれより近いと
き、探知結果に現れる探知対象はアイセーフレーザレー
ダと検知限界断面Sとで囲まれる錐状の空間に存在する
ことになる。そして、このときアイセーフレーダは、こ
の距離情報とESL発振器内のスキャナーからの角度情
報をもとに空間的処理を行い、障害物などの異常の抽出
をする。
【0023】一方、記憶装置30には予め車両2を走行
させて所定距離毎に撮影した景色情報が記憶されてお
り、検査走行時には所定距離毎に記憶内容が読み出され
る。コンピュータ29は、景色情報と探知結果とを照合
する。この照合により、景色情報と探知結果とが一致す
る部分は、正常な固定物が存在するものと判定できるの
で、除外する。景色情報にない探知対象が残る場合は異
常である。
【0024】以上の安全確認動作を行いながら車両2を
走行させると、走行区間の建築限界内を全て安全確認す
ることができる。検知限界断面Sを車両2の制動距離よ
り離れた位置に設定したので、異常が検知されたとき車
両2を制動すれば、異常の発生している位置より手前で
停止することができ、安全である。そして、レーザレー
ダの解像度が高いので、検知限界断面Sを遠いところに
設定することができる。従って、制動距離を長くとるこ
とができ、車両2の走行速度を上げることができる。こ
れにより、短時間で長い区間の検査ができることにな
る。
【0025】尚、本発明はESL発振器として前述した
3機種以外のレーザ発振器を用いても適用されることは
もちろんであり、同様にレーザ光の走査方式としてスパ
イラル方式、コニカル方式、パルマ方式を用いても同様
に適用されるものである。またアイセーフレーダを塔載
した鉄道車両を使う限り本発明は、前述の実施例で述べ
た方法以外の検知方法を使用する場合も含むことは勿論
である。
【0026】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0027】(1)目視によらないので、精度よく確実
に安全確認ができ、しかも高速に行うことができる。ひ
いては安全確認の自動化も可能である。
【0028】(2)運転員又は乗務員に過度の負担を強
いることなく、またアイセーフレーザを光源としたの
で、眼に障害を与えない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す安全確認システムの斜
視図である。
【図2】本発明のアイセーフレーザレーダを含む異常検
知システムの構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 軌道 2 鉄道車両(車両) 21 光源 23 受光部 27 カウンタ 28 異常検知システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 剣持 庸一 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 中島 卓郎 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 横沢 剛 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄道車両にアイセーフレーザを光源とす
    るレーザレーダを搭載し、このレーザレーダによる車両
    進行方向の探知結果から軌道内または軌道近傍の異常を
    検知する異常検知システムを設けたことを特徴とする安
    全確認機能を有する鉄道車両。
  2. 【請求項2】 車両の制動距離より離れた前方位置に軌
    道を含む検知する限界の断面を設定し、この検知限界断
    面の範囲を上記レーザレーダで走査して検知限界断面よ
    り車両側の異常のみを検知することを特徴とする請求項
    1記載の安全確認機能を有する鉄道車両。
  3. 【請求項3】 予め景色情報を記憶した記憶装置を設
    け、異常検知システムがこの景色情報と上記探知結果と
    を照合して異常を判定することを特徴とする請求項1又
    は2記載の安全確認機能を有する鉄道車両。
JP10275394A 1994-05-17 1994-05-17 安全確認機能を有する鉄道車両 Pending JPH07309238A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014092875A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Toshiba Corp 画像同期装置及びシステム
JP2017084385A (ja) * 2016-12-14 2017-05-18 株式会社東芝 画像同期装置
CN110058239A (zh) * 2019-04-29 2019-07-26 上海保隆汽车科技股份有限公司 一种车载毫米波雷达装置及目标探测方法
JP2019139657A (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 古河電気工業株式会社 トンネル内部状況検知装置およびこれを装備したトンネル並びにトンネル内部状況監視システム
JP2019206318A (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 日本信号株式会社 監視装置

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