JPH09156501A - 軌道走行車両搭載型超音波検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軌道走行車両のドアー開放操作ミスを防止する
と共に、乗降時の乗降客のホーム下への転落、挟まれ事
故を逐次検知できるようにすること。 【解決手段】80kHz〜150kHzの中心周波数及び５°〜15
°の指向性をもつ一対の超音波センサーが、各車両の各
ドアの開口部に関連させて、プラットホームとの間でド
アの開口部の幅にわたって画定された平面状検知領域内
において各平面状検知領域の車両側一端からプラットホ
ーム側中央部へ向けて斜めに超音波信号を送信し、平面
状検知領域のプラットホーム側中央部でプラットホーム
の垂直縁面で反射した超音波信号を平面状検知領域の車
両側他端で受信するように設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各軌道走行車両と
プラットホームとの間の障害物及び車両とプラットホー
ムとの位置関係を検知する軌道走行車両搭載型超音波検
知装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】

従来技術の概要 利用客の増大や乗客の効率的な輸送のため近年一列車を
編成している車両数は益々増えており、それと共に駅プ
ラットホームも長くなり、車掌が目視や監視テレビモニ
タ装置により安全確認を行なっていても各乗降口の乗降
状態を常に把握することは困難となってきている。一
方、駅員や車掌による注意喚起にかかわらずホームと車
両との隙間に足を滑らして挟まれたり転落する事故がし
ばしば起きている。またラッシュアワー時にように乗客
数の増減のよる列車重量の変動や運転手の操作ミスによ
り列車を駅プラットホームの予定の位置に停止させるこ
とができず、オーバーランさせてしまい、うっかのその
まま各ドアーを開放してしまい、乗客が転落するという
危険もある。さらに、車掌の操作ミスによりプラットホ
ームのない位置でのドアーの開放やプラットホームと反
対側のドアーを開放してしまうという事故も報告されて
いる。このような転落事故や乗員の操作ミスによる事故
を未然に防ぐため、従来、車両の乗降口とプラットホー
ムとの間の隙間を超音波センサー等を用いて計測し、そ
の計測値が予定の値以上の時すなわち車両の乗降口とプ
ラットホームとの間の隙間が開きすぎている時には乗降
者に注意を促す警報を発すると共にドアーの開放を阻止
するようにし、また車両の乗降口とプラットホームとの
間の隙間が乗降に適さない程大きいときや車両がプラッ
トホームから外れていたりプラットホームのない位置で
はドアーの開放を阻止して乗降者の転落事故を防止でき
るようにした車両乗降口安全装置が提案されている（特
開昭64−47669号公報参照）。

【０００３】従来技術の欠点 上記のような安全装置によれば、車両の乗降口とプラッ
トホームとの間の隙間に挟まれたり転落したりする事故
を即時に確認して適切な処置を施すことができるような
り、また乗員の操作ミスも未然に防ぐことができるよう
になった。しかしながら上記のような従来装置では、セ
ンサーはもっぱら車両の各ドアーの乗降口とプラットホ
ームとの間の隙間を計測するものであり、転落や挟まれ
た状態を直接検知するものではなく、そして転落や挟ま
れた状態をセンサー手段で直接検知できるようにしたと
しても、センサー手段は乗降口の全幅のうちの一部のみ
を検知できるだけであり、乗降口の全幅に亘って検知で
きるようにするためには各乗降口に対して複数のセンサ
ー手段を設ける必要がある。このことは、最近の乗降時
間の短縮の観点から各乗降口の幅を大きく取ったり、一
車両当たりの乗降口の数を増やしているので、全体とし
て設けるセンサー手段の数が非常に多くなるだけでなく
それに伴う回路装置も多くなり、コストの面でも問題と
なる。また通常この種の装置に用いられるセンサーはセ
ンサーから放出され、プラットホームの上部の垂直縁面
部で反射された信号を受信することにより検知するよう
に構成されており、しかも既存の駅プラットホームの上
部の垂直縁面部は必ずしも一様で平坦な面とはなってな
い実情であり、そのためノイズが伴い必ずしも正確に検
知することができないことがある。さらに、車両に取付
けられたセンサーは機械的な騒音や風圧、温度変動の影
響を受けやすく、また石はねによる衝撃、鉄粉や泥等の
付着等のため、長期間に亘って安定して作動できないな
どの問題もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記に示したごとく、
従来の装置では車両の各ドアーの乗降口とプラットホー
ムとの間の隙間が所定の範囲内にあるか否かを検知して
ドアーの不適切な開放操作を未然に防ぐように構成され
ているが、ドアーの開放後の乗客の乗降中におけるホー
ムと車両との隙間に体が挟まったり転落したり、或いは
鞄や靴等の身の回りの物品の落下等を適確に検知するこ
とは困難である。また各センサーを各車両とプラットホ
ームとの間の障害物の検知に利用するには指向性の広い
センサーを用いて検知可能領域が各ドアーの開口部の全
幅をカバーできるようにすることが考えられるが、車両
の床下等の不要な部位にも応動してしまい、検知誤差が
生じるので、適切な指向性をもったセンサーを数多く設
置する必要があり、装置のコストが高くなってはしま
う。さらに、列車の長編成化と共に車両の大型化に伴い
特に駅プラットホームがカーブしている場合には車両と
ホームとの隙間が大きくあいてしまう場所がしばしば生
じ、乗降時の乗降客の転落や挟まれ事故の発生の危険が
高いことが指摘されており、係員の増員やより効果的な
安全性の確認手段の設置等が要望されてきている。そこ
で、本発明は、上述のような従来技術に伴う問題点を解
決して、ドアーの不適切な開放操作の防止と共に乗降時
における乗降客の車両の各ドアーの乗降口とプラットホ
ームとの間の隙間への乗降客の挟まりや転落事故、及び
乗降客の手回り品の落下事故等を監視できる軌道走行車
両搭載型超音波検知装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、車両の各ドアの開口部の幅にわたって
画定された平面状領域のほぼ全体をカバーできる超音波
センサーを設けて、通常の乗降状態における乗降客の転
落や挟まれ、身の回り品の落下等を確実に検知すること
ができるようにする。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明による超音波検知装置は、
プラットホームとの間で各車両の各ドアの開口部の幅に
わたって画定された平面状検知領域内において各平面状
検知領域の車両側一端からプラットホーム側中央部へ向
けて斜めに超音波信号を送信する送信部と、送信センサ
ーから送信され、上記平面状検知領域のプラットホーム
側中央部でプラットホームの垂直縁面で反射した超音波
信号を平面状検知領域の車両側他端で受信する受信部と
から成り、80kHz〜150kHzの中心周波数及び５°〜15°
の指向性をもつ一対の超音波センサーを、各車両の各ド
アの開口部より下方のプラットホームの垂直縁面と相対
する位置に設けたものである。好ましくは、各超音波セ
ンサーの送信部及び受信部は、送信部及び受信部の信号
通路の軸線が車両の軸線方向に対してほぼ11°〜35°の
角度をなすように方向決めされ得る。また、使用する超
音波センサーとしては、センサー本体をプラスチック製
のケーシング内に密封的に収納したものが好ましい。更
に、最先端車両の最先端ドアー開口部及び最後端車両の
最後端ドアー開口部に関連して設けた超音波センサー
は、車両とプラットホームとの間の障害物検知と共に車
両とプラットホームとの位置関係を検知するのにも用い
られ得る。また、本発明の別の特徴によれば、各車両と
プラットホームとの間の障害物の検知と共に車両とプラ
ットホームとの位置関係を検知するために、プラットホ
ームとの間で各車両の各ドアの開口部の幅にわたって画
定された平面状検知領域内において各平面状検知領域の
車両側一端からプラットホーム側中央部へ向けて斜めに
超音波信号を送信する送信部と、送信センサーから送信
され、上記平面状検知領域のプラットホーム側中央部で
プラットホームの垂直縁面で反射した超音波信号を平面
状検知領域の車両側他端で受信する受信部とから成り、
80kHz〜150kHzの中心周波数及び５°〜15°の指向性を
もつ一対の超音波センサーとは別個に、最先端車両の最
先端及び最後端車両の最後端部に、車両とプラットホー
ムとの位置関係を検知する別の超音波センサーがそれぞ
れ設けられる。

【０００７】上記のように構成した本発明による装置に
よれば、車両の各ドアに関連して設けた一つの超音波セ
ンサーは、ドアの開口部の幅にわたって画定された平面
状領域のほぼ全体をカバーでき、従って通常の乗降状態
における乗降客の転落や挟まれ、身の回り品の落下等を
確実に検知することができるようになる。また使用する
超音波センサーは80kHz〜150kHzの中心周波数及び５°
〜15°の指向性をもっているので、機械騒音等によるノ
イズの影響や風圧またはプラットホームの側壁面の凹凸
による乱反射の影響、温度差による干渉の影響、車両の
床下等の不要部位の検知等を防止でき、正確な検知が可
能となる。また、各超音波センサーの送信部及び受信部
の信号通路の軸線が車両の軸線方向に対してほぼ11°〜
35°の角度を成すように構成した場合には、検出感度レ
ベルを一定のレベル以上に保つことができ、それにより
安定した検知動作ができるようになる。センサー本体を
プラスチック製のケーシング内に密封的に収納した超音
波センサーを使用することにより、列車の走行時の石は
ねによる衝撃や鉄粉、泥等の付着による影響を低減で
き、長期間安定して作動させることができるようにな
る。さらに、最先端車両の最先端ドアー開口部及び最後
端車両の最後端ドアー開口部に関連して設けた超音波セ
ンサー、または最先端車両の最先端及び最後端車両の最
後端部に別個に設けた別の超音波センサーにより、車両
とプラットホームとの位置関係を検知できるので、車掌
の誤操作によるドアーの開放を未然に防ぐことができる
と共に、列車が駅プラットホームの所定の位置に停止し
てない限りはドアー開放操作は防止でき、乗客の安全輸
送の確度を高めることができるようになる。

【０００８】

【実施例】以下、添附図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１、図２には本発明の一実施例によ
る車両搭載型超音波検知装置の構成を示す。図１及び図
２において１は車両、２はプラットホーム、３は車両１
に取付けられた一対の超音波センサーである。一対の超
音波センサー３は図１に示すように車両１とプラットホ
ーム２との間で車両１のドアの開口部すなわち乗降口の
幅にわたって画定される平面状検知領域４内においてこ
の平面状領域の車両側一端からプラットホーム側中央部
へ向けて斜めに超音波信号を送信する送信部3aと、送信
部3aから送信され、上記平面状検知領域４のプラットホ
ーム側中央部でプラットホームの垂直縁面2aで反射した
超音波信号を平面状検知領域４の車両側他端で受信する
受信部3bとから成っており、すなわち送信部3aと受信部
3bは車両１の軸線方向に対して角度θを成すように配列
されている。この角度θはドアの開口部の幅や車両１と
プラットホーム２との設定間隔に応じてきめられ、好ま
しくはほぼ11°〜35°の範囲に設定され得る。また図１
において、５は図３のａに示すような一定の周期で基準
信号を発生する基準信号発生回路、６は基準信号発生回
路５からの基準信号に応じてセンサー３の送信部3aを駆
動して超音波信号（図３のｂ）を送出させる送信回路、
７はセンサー３の受信部3bからの信号を受ける受信回
路、８は基準信号発生回路５からの基準信号より予定の
時間遅延してゲート制御信号を発生する遅延回路、９は
信号処理回路で、遅延回路８からのゲート制御信号によ
り受信回路７で受信した信号のうちセンサー３の送信部
3aから出てプラットホーム２の垂直縁面2aで反射してき
た超音波信号（図３のｃ）のみを取りだし、この反射し
てきた超音波信号の有無に基づき車両１とプラットホー
ム２との間に画定される平面状検知領域４内に障害物
（すなわち、乗降客の挟まりや転落、或るいは乗降客の
手回り品の落下等）があるか否か、及びその車両１の側
方にプラットホーム２があるか否かを検出し、障害物が
存在したり（図３のｄ）車両がプラットホームから外れ
ている（図３のｅ）際（以下単に異常状態時と記載す
る）には出力回路10へ検出信号を供給する。なお図１に
おいて11は車掌や運転手等の乗員室に設けられ得る警報
装置（例えばモニター用表示器、警報ブザー、警報ラン
プ等）、12はドアー開閉制御装置、13は運転操作制御装
置、14は車両１の側外壁に設けられ得る表示装置（例え
ば警報ブザー、警報ランプ等）であり、これらの各装置
は、出力回路10が信号処理回路９からの検出信号を受け
た時すなわち異常状態時に出力回路10からの出力信号に
より作動され、異常状態の発生を乗員に知らせると同時
にドアー開放操作や列車発進操作を阻止させる。また車
両１の側外壁に設けられ得る表示装置14の作動により乗
降客及びプラットホーム２上に居る係員は即座に異状状
態の発生を知ることができ、適切なかつ迅速な事故処理
を可能とし、大きな事故の誘発を未然に防ぐことができ
る。この場合、車掌や運転手等の乗員室に設けられ得る
警報装置11及び車両１の側外壁に設けられ得る表示装置
14により異常状態の発生した位置がわかるように構成す
るのが有利である。なお図１及び図２に示す実施例で
は、最先端車両の最先端ドアー開口部及び最後端車両の
最後端ドアー開口部に関連して設けた各対の超音波セン
サー３は、車両１とプラットホーム２との間の障害物検
知と共にその列車がプラットホームの所定の位置にある
か否かを検知するのにも用いることができる。

【０００９】図４には本発明において使用できる超音波
センサーの一例を示し、図示超音波センサーはプラスチ
ック材料から成る円筒状のケース15の内底面に、上下両
面にそれぞれ電極17を備えた円盤状の圧電素子16を取付
け、この圧電素子16の両電極17を接続端子17aに接続し
てケース15の外部へ導き、またこの圧電素子16とケース
15の内周面との間で圧電素子16を囲んで、内側に絶縁体
層を外側に導体層をそれぞれ備えたフレキシブル基板か
ら成るシールド部材18を挿置し、このシールド部材18の
導体層をアース端子18aに接続し、内部を弾性の充填材1
9で密封して構成されている。そしてこのように構成し
たセンサーは、ケース本体がプラスチック材料から成っ
ているので、高い音響減衰効果が得られ、動作時の残響
の影響が実質的に防止されると共に、防蝕性、防水性、
耐衝撃性に優れており、車両の下部のような過酷な環境
のもとでも長期間安定して機能させることができる。

【００１０】図５には本発明の別の実施例を示し、この
場合には各ドアー毎のセンサーとは別個にその列車がプ
ラットホーム２の所定の位置にあるか否かを検知するた
め、最先端車両20の最先端及び最後端車両21の最後端部
の左右両側にそれぞれ別の超音波センサー22が設けられ
ており、各超音波センサー22の取付け向きは車両の軸線
方向に垂直な方向に設定されている。すなわちこれらの
各超音波センサー22はプラットホーム２の垂直縁面2aへ
ほぼ垂直に超音波信号を送信しその反射信号を受信する
ように構成されている。センサー自体の構成は図４に示
すような構造のものであってもよい。この実施例では、
図５のａに示すように、列車がプラットホーム２の所定
の位置にある時にはプラットホーム２の側の前後二つの
超音波センサー22からは正常な反射信号が得られるので
車両とプラットホームとの位置関係に関して異常状態を
表す検知信号は発生されず、プラットホーム２の側のド
アーの開放は可能であるが、プラットホーム２と反対の
側の前後二つの超音波センサー22からは正常な反射信号
が得られないので、車掌や運転手等の乗員室に設けられ
得る警報装置及びドアー開閉制御装置へ出力信号が供給
され、プラットホーム２と反対の側のドアーの誤った開
放操作を阻止することができる。図５のｂは、列車の一
部がプラットホーム２から外れて停止した場合を示し、
この場合には前方の超音波センサー22が正常な反射信号
を受けないため、プラットホーム２の側のドアーの開放
も阻止される。また図５のｃは、列車がプラットホーム
のない位置で停止した場合であり、この場合も当然両側
のドアーの通常の開放操作は阻止される。

【００１１】図６は、図１及び図２に示す実施例におい
て各超音波センサーの取付け角度θと感度電圧との関係
を示し、ａは対のセンサー間の距離Ｗを1300mmに設定し
た場合のホーム・車両間の距離Ｌを変化させた時の測定
例を示し、ｂは対のセンサー間の距離Ｗを1500mmに設定
した場合の測定例を示し、またｃは対のセンサー間の距
離Ｗを1700mmに設定した場合の測定例を示している。

【００１２】ところで、１及び図２に示す実施例では各
対の超音波センサーは一方から送信し他方で受信するよ
うに構成しているが、両方から送信し、両方で受信する
双方向透過型方式で実施することもでき、その場合には
プラットホームの反射面の凹凸によるノイズの影響を低
減でき、誤検出をなくしてより確実な検知動作を保証す
ることができる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
軌道走行車両搭載型超音波検知装置においては、一対の
超音波センサーを、各車両の各ドアの開口部に関連させ
て、プラットホームとの間でドアの開口部の幅にわたっ
て画定された平面状検知領域内において各平面状検知領
域の車両側一端からプラットホーム側中央部へ向けて斜
めに超音波信号を送信し、平面状検知領域のプラットホ
ーム側中央部でプラットホームの垂直縁面で反射した超
音波信号を平面状検知領域の車両側他端で受信するよう
に配列しているので、ドアの開口部の幅にわたって画定
された平面状領域のほぼ全体をカバーして検知すること
ができ、従って通常の乗降状態における乗降客の転落や
挟まれ、身の回り品の落下等を確実に検知することがで
き、乗降客の安全を確保することができるようになる。
また使用する超音波センサーは80kHz〜150kHzの中心周
波数及び５°〜15°の指向性をもっているので、機械騒
音等によるノイズの影響や風圧またはプラットホームの
側壁面の凹凸による乱反射の影響、温度差による干渉の
影響、車両の床下等の不要部位の検知等を防止でき、正
確な検知が可能となり、信頼性の高い検知装置を提供す
ることができる。また、センサー本体をプラスチック製
のケーシング内に密封的に収納した超音波センサーを使
用することにより、列車の走行時の石はねによる衝撃や
鉄粉、泥等の付着による影響を低減でき、長期間安定し
て作動できる検知装置を提供することができる。さら
に、本発明による装置は、最先端車両の最先端ドアー開
口部及び最後端車両の最後端ドアー開口部に関連して設
けた超音波センサー、または最先端車両の最先端及び最
後端車両の最後端部に別個に設けた別の超音波センサー
により、車両とプラットホームとの位置関係を検知でき
るので、車掌の誤操作によるドアーの開放を未然に防ぐ
ことができると共に、列車が駅プラットホームの所定の
位置に停止してない限りはドアー開放操作は防止でき、
乗客の安全輸送の観点からきわめて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による装置の構成を示す概
略線図。

【図２】 図１の装置の一部分の拡大側面図。

【図３】 図１に示す装置の動作を説明するグラフ。

【図４】 本発明において使用できる超音波センサーの
一例を示す断面図。

【図５】 本発明の別の実施例を示す概略線図。

【図６】 図１に示す装置における超音波センサーの取
付け角度θと感度電圧との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１：車両 ２：プラットホーム 2a：プラットホーム２の垂直縁面 ３：一対の超音波センサー ４：平面状検知領域 22：別の超音波センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 壽一 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 笹本 潔 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 太田 勝 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 岡 明彦 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18 号 川崎重工業株式会社兵庫工場内 (72)発明者 伊藤 利治 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各車両とプラットホームとの間の障害物
   及び車両とプラットホームとの位置関係を検知する超音
   波検知装置において、プラットホームとの間で各車両の
   各ドアの開口部の幅にわたって画定された平面状検知領
   域内において各平面状検知領域の車両側一端からプラッ
   トホーム側中央部へ向けて斜めに超音波信号を送信する
   送信部と、送信センサーから送信され、上記平面状検知
   領域のプラットホーム側中央部でプラットホームの垂直
   縁面で反射した超音波信号を平面状検知領域の車両側他
   端で受信する受信部とから成り、80kHz〜150kHzの中心
   周波数及び５°〜15°の指向性をもつ一対の超音波セン
   サーを、各車両の各ドアの開口部より下方のプラットホ
   ームの垂直縁面と相対する位置に設けたことを特徴とす
   る軌道走行車両搭載型超音波検知装置。
2. 【請求項２】 各超音波センサーの送信部及び受信部の
   信号通路の軸線が車両の軸線方向に対してほぼ11°〜35
   °の角度をなすように各超音波センサーの送信部及び受
   信部の向きを設定した請求項１に記載の軌道走行車両搭
   載型超音波検知装置。
3. 【請求項３】 各超音波センサーが、本体をプラスチッ
   ク製のケーシング内に密封的に収納した請求項１に記載
   の軌道走行車両搭載型超音波検知装置。
4. 【請求項４】 最先端車両の最先端ドアー開口部及び最
   後端車両の最後端ドアー開口部に関連して設けた超音波
   センサーが、車両とプラットホームとの間の障害物検知
   と共に車両とプラットホームとの位置関係を検知するよ
   うにされている請求項１に記載の軌道走行車両搭載型超
   音波検知装置。
5. 【請求項５】 各車両とプラットホームとの間の障害物
   及び車両とプラットホームとの位置関係を検知する超音
   波検知装置において、プラットホームとの間で各車両の
   各ドアの開口部の幅にわたって画定された平面状検知領
   域内において各平面状検知領域の車両側一端からプラッ
   トホーム側中央部へ向けて斜めに超音波信号を送信する
   送信部と、送信センサーから送信され、上記平面状検知
   領域のプラットホーム側中央部でプラットホームの垂直
   縁面で反射した超音波信号を平面状検知領域の車両側他
   端で受信する受信部とから成り、80kHz〜150kHzの中心
   周波数及び５°〜15°の指向性をもつ一つの超音波セン
   サー、及び最先端車両の最先端及び最後端車両の最後端
   部にそれぞれ設けられ、車両とプラットホームとの位置
   関係を検知する別の超音波センサーとを有することを特
   徴とする軌道走行車両搭載型超音波検知装置。