JPH09282581A - トンネル内車両事故検知方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トンネル内における車両同士の衝突又は車両の
側壁への衝突等の事故を早期に検知して、事故発生の警
報を速やかにトンネル管理部署に出力する装置を提供す
る。 【解決手段】トンネル内の走行路に沿って所定の間隔に
設置した監視ポイントでの音響検出手段２１０ａ−２１
０Ｎ，速度監視ポイントでの車両速度検出手段２００ａ
−２００Ｍ，この手段から取り込んだ情報に基づいた車
両走行速度急変検出手段３５０，走行速度の急変を検出
してから所定時間内に速度の急変を検出した場所近辺の
音響監視ポイントで検出した音響信号から衝撃音発生の
有無の判定手段３２０ａ−３２０Ｎ，走行速度の急変の
検出手段３５０と衝撃音発生の有無を判定する手段から
得た情報に基づいた衝突事故発生判定手段３６０，車両
事故の発生の警報出力手段３７０よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばトンネル
内における車両同士の衝突又は車両の側壁への衝突等の
事故を早期に検知して、事故発生の警報を速やかにトン
ネル管理部署に出力する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトンネル内の車両の事故の発生を
知る通報設備としては、火炎報知器，手動通報器及び非
常電話が設置されている。又、最近ではテレビカメラの
設置もなされているが、火災に至らない事故の場合には
通報が遅れ、二次災害の恐れがある。このため、トンネ
ル内での車両事故を一早く検知する手段として、特開昭
58−155495号公報に示されているように、トンネル内に
設置したマイクロフォンで検出した音響信号の音響パタ
ーンと予め記憶した急ブレーキ音，衝突音及び爆発音の
音響パターンとを比較して車両の衝突音響を検知して警
報を発する方法が考案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、予め記
憶した急ブレーキ音，衝突音及び爆発音の音響パターン
とトンネル内で検出した音響のパターンを比較する方法
では、まず第一に、トンネル内を走行する車両は多種多
様であり、全ての車種のブレーキ音や衝突音あるいは爆
発音を収録して音響パターンとして記憶しておくことは
事実上不可能に近いと判断される。また、かなり多数の
車種の上記音響パターンが集録でき、同音響パターンを
準備できたとしても、トンネル内で検出した音響には各
種車両の走行に伴う音騒音が存在するので、このパター
ンとこの基準音響パターンとの比較のみによって音源の
同定をしても、確実な判定をするのがかなり困難と判断
される。

【０００４】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、トンネル内の走行車両の衝突事故を
確実に事故発生の瞬間に検知して、早期の救急措置を可
能にする方法及び装置を提供することにある。

【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、第一にトンネル内の車両走行路に沿って所定の距離
間隔で設置した音響監視ポイントで音響を検出する手段
及び車両速度監視ポイントで車両速度を検出する手段を
設け、車両速度検出手段から取り込んだ情報に基づいて
車両走行速度の急変を検出する。車両走行速度の急変が
あった場合には、車両走行速度の急変を検出してから所
定時間内に車両速度の急変を検出した場所近辺の音響監
視ポイントで検出した音響信号から衝撃音発生の有無を
判定し、車両走行速度の急変の発生と衝撃音の発生がほ
ぼ同時であるか否かを判定する手段を設けて車両事故の
発生の有無を判定する。

【０００６】また、トンネル内の走行路に沿って温度を
検出する手段を設けることによって、車両事故の発生の
検知による第一警報の出力に引き続いて、温度検出手段
からの情報に基づいて火災の発生の有無を判定し、火災
発生有無判定手段で火災の発生を検出した時点で火災発
生を第二警報として出力する。

【０００７】また、車両走行速度の急変を検出する手段
に各車両速度監視ポイントの車両速度とその車両速度監
視ポイント近傍の一カ所以上の車両速度監視ポイントで
同時刻に検出した速度の差が所定の値以上になったこと
から車両速度の急変を検出する手段を用いる。

【０００８】また、衝撃音発生の有無を判定する手段と
して各音響監視ポイントで検出した音響信号に対して包
絡線検波処理した信号が所定の値を超えると同時に上記
信号の周波数スペクトル内の所定周波数帯内のスペクト
ル強度が所定の値以上の音を衝撃音として検出する手段
を用いる。

【０００９】また、トンネル内の車両走行路に沿って所
定の距離間隔で設置した音響監視ポイントで音響を検出
する手段を設け、その音響検出手段からの音響信号を所
定の時間間隔でサンプリングし、そのサンプリングして
得た信号を周波数分析する。その周波数分析手段で得ら
れたスペクトルと同一の音響監視ポイントで一回前にサ
ンプリングした信号のスペクトルとの差を演算する手段
と、その差のスペクトルの所定の周波数帯に所定の強度
以上のスペクトルが有るか否かの判定をする手段を設
け、その判定手段で所定の周波数帯に所定の強度以上の
スペクトル検出された時点で車両事故の発生と判定して
警報を出力する。

【００１０】また、車両事故発生警報の出力と同時に、
トンネル内の走行路に沿って設置したレールの一端に待
機する無線式カメラを事故発生場所に高速で移動し、事
故の状況を映像として伝送する手段を設ける。

【００１１】上記のように構成したトンネル内車両事故
検知装置では、トンネル内の車両走行路に沿って所定の
距離間隔で設置した音響監視ポイントで音響を検出する
手段及び車両速度監視ポイントで車両速度を検出する手
段を設け、車両速度検出手段から取り込んだ情報に基づ
いて車両走行速度の急変を検出すると同時に音響監視ポ
イントで検出した音響信号から衝撃音発生の有無を検出
して、車両走行速度の急変の発生と衝撃音の発生がほぼ
同時であるか否かを判定するので、車両の衝突と関係の
ない車両から発生されるクラクション音やブレーキ音等
の音を車両衝突音と誤判定して警報を出すことがない。

【００１２】また、トンネル内の走行路に沿って温度を
検出する手段を設けることによって、車両事故の発生の
検知による第一警報の出力に引き続いて、温度検出手段
からの情報に基づいて火災の発生の有無を判定し、火災
発生有無判定手段で火災の発生を検出した時点で火災発
生を第二警報として出力するので、衝突事故と火災発生
に対する適切な対応がはかれる。

【００１３】また、車両走行速度の急変を検出する手段
に各車両速度監視ポイントの車両速度とその車両速度監
視ポイント近傍の一カ所以上の車両速度監視ポイントで
同時刻に検出した速度の差が所定の値以上になったこと
から車両速度の急変を空間的な速度分布の変化として捉
えるので、時間的な速度の変化として捉えるよりも車両
走行速度の急変を早い応答で検知することができる。

【００１４】また、衝撃音発生の有無を判定する手段と
して各音響監視ポイントで検出した音響信号に対して包
絡線検波処理した信号が所定の値を超えると同時に上記
信号の周波数スペクトル内の所定周波数帯内のスペクト
ル強度が所定の値以上の音を衝撃音として検出する手段
を用いることにより、予めブレーキ音，衝突音や爆発音
等の膨大な周波数スペクトルデータの基準音響パターン
を記憶する必要がない。これら各種突発音は、包絡線検
波処理した信号の持続時間や信号の立ち上がりに特徴が
あり、包絡線検波信号の周波数スペクトルの違いとして
分類できる。

【００１５】また、トンネル内の車両走行路に沿って所
定の距離間隔で設置した音響監視ポイントで音響を検出
し、その音響検出手段からの音響信号を周波数分析手段
で得られたスペクトルと同一の音響監視ポイントで一回
前にサンプリングした信号のスペクトルとの差を演算す
る手段を設けるので、その差のスペクトルは実際の車両
のブレーキ音や衝突音の周波数で特徴を良く捉えること
ができる。よって、予め、上記の突発音の周波数的特徴
を調べておけば、車両の衝突音を判別できる。また、車
両事故発生警報の出力と同時に、トンネル内の走行路に
沿って設置したレールの一端に待機する無線式カメラを
事故発生場所に高速で移動し、事故の状況を映像として
伝送するので、車両の衝突事故発生時以外はテレビカメ
ラ等のセンサを環境の良い場所に待機させておくことが
できる。よって、現状設置して有るカメラ等で発生する
排ガスによる視界不良等の不具合が発生しない。かつ、
一台のセンサでトンネル内の全域がカバーできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、第一の実施例を図１から図
５を用いて説明する。図１は本発明のトンネル内車両事
故検知方法の処理概要を示す。図２および図３は、本発
明でのトンネル内での監視対象である車両，車両の衝突
等を検出する音響センサおよび車両の走行状態を監視す
るための車両監視用センサの配置の一例で、図２はトン
ネル内の平面図、図３は側面図をそれぞれ示す。図４
は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示す。

【００１７】まず、最初に図２および図３から説明す
る。同図において、２００ａから200dはトンネル内の走
行路に沿って設置した車両監視ポイントの車両速度検出
用のセンサ、２１０ａおよび２１０ｂは音響監視ポイン
トに設置した音響センサ、220aおよび２２０ｂは監視対
象の車両である。車両監視ポイントや音響監視ポイント
の距離的な間隔Ｌｕｐはトンネルが通常の道路か高速道
路かによって異なると想定されるが、本発明では車両事
故の早期検知のニーズが高い高速道路を想定して説明す
る。高速道路の場合、車両の走行速度は１００ｋｍ／ｈ
を超える。このため、車両監視ポイントの間隔は、５０
ｍから１００ｍ程度が適切と判断される。車両監視ポイ
ントに設置する車両走行速度検出用センサの設置場所
は、トンネル内の走行車線の数によってかえる必要があ
るが、図２および図３に示すような２車線の場合にはト
ンネルの側壁に設置することが可能である。３車線以上
の場合には、トンネルの天井部分の各車線に沿って設置
することになる。音響センサ２１０ａ，２１０ｂは設置
した音響センサ周辺の音響を感度よく検出するという観
点からトンネルの天井部分に設置することが望ましい。

【００１８】図２および図３で説明した条件の下で、本
発明の概略を図１のフローチャートに沿って説明する。
監視を開始すると、まず、データサンプリングステップ
Ｋを１に設定する（処理ステップ１０）。次に、各音響
監視ポイントＩでの音響情報Ａ（Ｋ，Ｉ）を取込む（処
理ステップ２０）。ここで、トンネルに沿って設定した
全音響監視ポイントの数をＮとし、音響監視ポイント番
号１からＮまでの音響情報を取り込む。次に、各車両監
視ポイントＪでの車両走行情報Ｃ（Ｋ，Ｊ）を取り込む
（処理ステップ３０）。ここで、全車両監視ポイントの
数をＭとする。次に、処理ステップ２０で取り込んだ音
響情報から突発音の有無を抽出し、たとえば、突発音
“有”の場合“１”，突発音“無”の場合“０”をＰＩ
（Ｋ，Ｉ）に記憶する（処理ステップ４０）。さらに、
各車両監視ポイントＪで取り込んだ車両走行情報Ｃ
（Ｋ，Ｊ）から、所定の監視時間内に各車両監視ポイン
トＪを通過した車両の平均速度Ｖａ（Ｋ，Ｊ）を演算す
る（処理ステップ５０）。この平均速度の演算結果か
ら、車両監視ポイントＪとＪの近傍の監視ポイントでの
車両の平均速度の差を演算して車両走行速度の急変を抽
出し（処理ステップ６０）、車両走行速度急変の有無を
判定する(処理ステップ７０)。次に、もし車輌速度の急
変があった場合、その速度の急変が発生した車両監視ポ
イント番号ＬをＰ(Ｋ)に記憶する（処理ステップ８
０）。次に、この車両監視ポイントＬの近傍で突発音の
発生があるか否かの判定を行い（処理ステップ９０）、
さらにこの突発音が衝突音であるか否かを判定し（処理
ステップ１００）、衝突音であれば車両事故が発生した
としてトンネル管理部署に警報を出力する（処理ステッ
プ１１０）。この後、車両事故の発生した箇所を集中的
に監視する（処理ステップ１２０）。車両事故の発生が
なければ、継続して監視を続けるか否かの判定を実施し
（処理ステップ１４０）、監視を続ける場合には、監視
ステップを“１”加算し（処理ステップ１３０）、そう
でなければ監視を終了する。

【００１９】図４は、以上説明した本特許の概略を具体
的な車両事故検知装置として構成するシステムの１例で
ある。同図において、２００Ｍ（実際には２００ａから
200MのＭ個設置されている）は車両走行速を検出するセ
ンサで、たとえば超音波プローブである。２１０ａから
２１０Ｎは音響センサで、たとえばマイクロフォンであ
る。２２０ａおよび２２０ｂはトンネル内の車両、３０
０ａから３００Ｎは音響信号増幅器、３１０ａから３１
０Ｎは包絡線検波装置、３２０ａから３２０Ｎは突発音
検出装置、３３０ａから３３０Ｍは超音波送受信器、３
４０ａから340Mは車両平均速度演算装置、３５０ａから
３５０Ｍは平均速度急変検出装置、360は車両事故発生
の有無および事故発生箇所判定装置、３７０は車両事故
発生警報出力装置、３８０は車両事故表示装置、３６５
は音響および車両速度に関連する信号取り込みタイミン
グを制御する信号である。

【００２０】トンネル内の走行路に沿って設置された音
響センサであるマイクロフォン210aおよび２１０ｂから
の信号は、３００ａから３００ＮのＮ台の音響信号増幅
器によって所定の信号レベルまで増幅される。これらの
信号は、包絡線検波装置310aから３１０Ｎによって、
０.１ Ｈｚから１０Ｈｚ程度の低周波信号成分の信号が
抽出され、所定のレベル以上の信号から突発音の有無を
抽出する。これらの信号の波形の一例を示したのが、図
５である。同図において、音響信号２１１が図４の音響
信号増幅器の出力信号である。図４の包絡線検波装置の
中では、この音響信号２１１は、絶対値信号２１２に変
換され、更に、包絡線処理によって包絡線信号２１３が
得られる。このような処理によって、音響信号の低周波
成分のみが抽出され、その信号の周波数分析結果はたと
えば図５の下に示すような周波数スペクトル２１４を示
す。

【００２１】一方、車両センサであるＭ個の超音波プロ
ーブと超音波送受信器の構成で、所定の時間の内に車両
監視ポイントを通過する車両からの超音波エコーを受信
する。この場合、車両に向かって発信された超音波は、
超音波プローブの前面を通過する車両の車体表面で反射
され、再びこの超音波プローブで受信される。超音波
は、空気中を約３００ｍ／ｓの速度で伝搬するので、短
い幅の超音波パルスを発信して所定の時間以内に受信さ
れる超音波を車両からのエコーとして受信するように構
成する必要がある。この時の各部の信号波形の一例を図
６を用いながら説明する。超音波送受信器３３０ａから
３３０ｂからは、超音波プローブに対して高圧パルス信
号２０１が印加される。この電圧パルス信号により、超
音波プローブからは所定の周波数（５０−６０ｋＨｚ）
の超音波が放出される。この超音波は、超音波プローブ
の全面を通過する車両で反射され、超音波が発信されて
から超音波が空気中を伝搬するのに要する時間だけ遅れ
て再び超音波プローブで受信される。

【００２２】図４の車両平均速度演算装置３４０ａから
３４０Ｍでは、所定の監視時間の間（図６のサンプリン
グ時間間隔Ｔに相当)一定の時間間隔(２ｍ前方の車両を
検出する場合、約１５ｍｓ；図６の高電圧パルス信号２
０１におけるパルス２０１ａと２０１ｂの時間間隔に相
当）で連続的に発信して得た超音波エコー列から、所定
の時間内に通過した複数の通過車両の平均速度を演算す
る。この車両の平均速度を演算するに至る信号処理の一
例を図６を用いて説明する。超音波送受信器で受信され
た超音波信号は、音響信号と同様に包絡線検波処理して
超音波信号の包絡線検波信号２０３を得る。この信号
は、監視対象とする車線に車両が存在しない場合、隣の
車線を通過する車両からの超音波反射波を検出してしま
う恐れがある。このため、この超音波エコーを検出する
回路に超音波を発信してから所定の時間以上遅い超音波
エコーを検出しないようにするため、ゲート信号２０２
を設け、このゲート信号が存在する間だけ超音波エコー
を検出するようにすれば良い。更に、この超音波エコー
の包絡線検波信号２０３に対して、閾値電圧２０３ａを
設定して目的の時間帯以外タイミングで受信されるノイ
ズ的な超音波エコー信号の検出を回避する。このように
して得られた監視対象車線を通過する車両のみからの超
音波エコーに対応して、車両検出パルス信号２０４を得
る。車両監視ポイントを通過する車両の平均速度を演算
するため、更に包絡線処理を施して包絡線信号２０５を
得る。この包絡線信号２０５に対して、所定の閾値電圧
２０５ａを設定して、各通貨車両の走行速度に反比例し
た時間幅の車両速度検出用信号２０６を得る。通過する
車両の速度が速い場合、所定の時間内に受信される超音
波エコー（図６の車両検出パルス信号２０４）の数が少
ないのに対して、速度が遅い場合は所定の時間内に受信
される超音波エコーの数が多いことに着目したものであ
る。車両監視ポイントを通過する車両の平均速度は、車
両速度検出信号２０６の方形波信号２０６ａ，２０６ｂ
および２０６ｃの時間幅Δｔ１，Δｔ２およびΔｔ３か
ら演算する。この場合の通過車両からの超音波エコーを
受信する時間間隔(図６のサンプリング時間間隔Ｔに相
当)は、通過車両の平均速度によって可変にすることが
望ましいが、高速道路の場合、車両の平均的な速度は１
００ｋｍ／ｈ程度と推定されるので、約１秒から２秒程
度が適当と判断される。

【００２３】平均速度急変検出装置３５０では、Ｍ台の
車両平均速度演算装置から取り込んだ各車両監視ポイン
トでの車両平均速度から車両速度の急変を検出する。こ
の平均速度の急変を検出する具体的な方法を図７を用い
て説明する。図７において、まず、車両監視ポイント番
号の初期化を行うため、車両監視ポイント変数Ｉを
“１”に設定する（処理ステップ４１０）。次に、車両
監視ポイントＩでの超音波エコー受信時間幅Δｔｋ（ｋ
＝１−Ｎｃ）によって車両平均速度Ｖａ（Ｉ）をＶａ
（Ｉ）＝Ｎｃ・Ｌｃ／（Δｔ１＋Δｔ２＋・・・・＋Δ
ｔＮｃ）で演算する（処理ステップ４２０）。ここで、
Ｌｃは、車両監視ポイントを通過する車両の平均的な車
体の長さである。この演算を全車両監視ポイントの数だ
け実施したか否かをチェックし（処理ステップ４３
０）、この演算によって求めた各車両監視ポイントを通
過する車両の平均速度Ｖａ（Ｉ）から、注目する車両監
視ポイントＩの平均速度Ｖａ（Ｉ）と１カ所前方の車両
監視ポイントでの平均速度Ｖａ（Ｉ＋１）との差を演算
し（処理ステップ４５０）、この速度差が所定の閾値Ｖ
ｔｈより大きかった場合に、速度の急変が発生したと判
断する。

【００２４】図４の車両事故発生の有無および事故発生
箇所判定装置３６０では、ある車両監視ポイントでの平
均速度急変の急変があったか否かをチェックし、もし速
度の急変した箇所があったらその車両監視ポイント近傍
での突発音の発生の有無をチェックして、ほぼ同一箇所
での車両の速度急変と突発音の同時発生があった場合、
車両事故発生警報出力装置３７０に指令信号を出力す
る。車両事故発生警報出力装置３７０では、トンネル管
理部署に接続された信号線に警報信号を出力すると同時
に、高速道路に沿って設置された情報表示装置３８０に
トンネル内での事故の発生の情報を出力する。

【００２５】図８は本発明の他の実施例を示す。この実
施例では、図４に示す実施例にトンネル内の車両事故で
発生する可能性のある火災を検知する手段を付加したも
のである。同図においては、トンネル内の火災を検知す
るための手段として光ファイバーを用いた例を示してい
る。この場合、トンネル内の車両走行路に沿って敷設さ
れた１本の光ファイバの一端からレーザ光パルスを入射
し、ファイバの各位置から散乱されるラマン散乱の２種
類の波長の光の強度比から、反射位置での温度を計測す
ることができるものである。この方式を用いれば、トン
ネル内の走行路に沿った１ｍ程度の位置間隔での温度を
即座に計測することが可能であり、車両の事故に伴う火
災の発生の有無をこの火災発生検知装置３９０で検知
し、車両事故の第一警報に続いて、火災の発生を知らせ
る第二の警報を出力できるようになる。

【００２６】図９は車両事故検知装置の更に他の一実施
例を示すものである。この実施例では、トンネル内の車
両走行路に沿って設置した２１０ａから２１０ＮのＮ個
の音響センサから検出した音響信号を３００ａから３０
０ＮのＮ個の音響信号増幅器で増幅し、これらの信号を
音響信号周波数スペクトル分析装置５００に入力する。
この音響信号周波数スペクトル分析装置５００では、こ
れらの音響信号を所定のサンプリング周期でディジタル
変換し、高速で周波数スペクトルを分析し、周波数スペ
クトルの差演算装置５１０に出力する。周波数スペクト
ルの差演算装置５１０では、１ステップ前に同一音響監
視ポイントで周波数分析された周波数スペクトルを周波
数スペクトル記憶装置５２０から読み取り、各分析周波
数でのスペクトル強度の差を演算し、演算した周波数ス
ペクトルの所定の周波数帯に車両の衝突に伴うスペクト
ルが存在することをもって車両の事故発生と判定して、
これらの情報を車両事故発生の有無および事故発生箇所
判定装置３６０に出力する。

【００２７】図１０はトンネル内の車両事故を検知した
場合の事故発生場所の事故の様子を監視する装置の一実
施例を示す。この例では、車両事故発生警報出力装置３
７０が事故の発生信号を受け取ると、事故発生場所と自
走式監視カメラ６００の出動指令を自走式カメラ走行制
御装置５５０に出力する。この指令信号を受けた自走式
カメラ走行制御装置５５０は、自走式カメラを所定の場
所へ急行する制御信号を自走式カメラに出力して、自走
式カメラの走行が開始される。この実施例では、自走式
カメラはリニア方式の軌道６１０に沿って高速で所定の
場所まで移動し、事故発生場所の映像を無線で映像表示
装置５６０に伝送し、映像が表示される。

【００２８】図１１はトンネル内車両走行状態の異常を
車両監視ポイントで検出した車両速度情報のみで検知す
る方法の実施例を示す。図４，図８および図１０に示す
実施例では、車両監視ポイントに設置した超音波送受信
センサ等の手段で各車両監視ポイントでの通過車両の有
無と同ポイントを通過する車両の平均速度を計測するこ
とができる。この場合、各車両監視ポイントでの車両速
度と車両の有無情報をトンネル内の各監視ポイント番号
を横軸して表示した例を、正常時車両走行パターンと異
常時車両走行パターンについて示すと図１１の様にな
る。同図において、７００ａ，７００ｂが正常時の車両
走行速度、７１０ａ，７１０ｂが正常時の車両“有”、
７００ｃ，７００ｄが異常時の車両走行速度、７１０
ｃ，７１０ｄが異常時の車両“有”の状態をそれぞれ示
している。トンネル内で車両の走行異常が発生すると、
このパターン表示例にみられるように、明らかなパター
ンの差が認められる。つまり、トンネル内で停止してい
る車両が存在するにもかかわらず、その停止車両の最前
線より前に車両が存在しないか又はかなりの速度で走行
している車両が存在する場合には、トンネル内で何らか
の車両のトラブルが発生したと判断できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の請求項１および請求項８によれ
ば、車両速度検出手段から取り込んだ情報に基づいて車
両走行速度の急変を検出すると同時に音響監視ポイント
で検出した音響信号から衝撃音発生の有無を検出して、
車両走行速度の急変の発生と衝撃音の発生がほぼ同時で
あるか否かを判定するので、車両の衝突と関係のない車
両から発生されるクラクション音やブレーキ音等の音を
車両衝突音と誤判定して警報を出すことがなく、確実に
車両の衝突時事故のみを検知することができる。また、
トンネル内の走行路に沿って温度を検出する手段を設け
ることによって、車両事故の発生の検知による第一警報
の出力に引き続いて、温度検出手段からの情報に基づい
て火災の発生の有無を判定し、火災発生有無判定手段で
火災の発生を検出した時点で火災発生を第二警報として
出力するので、衝突事故と火災発生に対する適切な対応
がはかれる。

【００３０】また、車両走行速度の急変を検出する手段
に各車両速度監視ポイントの車両速度とその車両速度監
視ポイント近傍の一カ所以上の車両速度監視ポイントで
同時刻に検出した速度の差が所定の値以上になったこと
から車両速度の急変を空間的な速度分布の変化として捉
えるので、時間的な速度の変化として捉えるよりも車両
走行速度の急変を早い応答で検知することができる。

【００３１】また、衝撃音発生の有無を判定する手段と
して各音響監視ポイントで検出した音響信号に対して包
絡線検波処理した信号が所定の値を超えると同時に上記
信号の周波数スペクトル内の所定周波数帯内のスペクト
ル強度が所定の値以上の音を衝撃音として検出する手段
を用いることにより、予めブレーキ音，衝突音や爆発音
等の膨大な周波数スペクトルデータの基準音響パターン
を記憶する必要がない。これら各種突発音は、包絡線検
波処理した信号の持続時間や信号の立ち上がりに特徴が
あり、包絡線検波信号の周波数スペクトルの違いとして
分類できる。

【００３２】また、トンネル内の車両走行路に沿って所
定の距離間隔で設置した音響監視ポイントで音響を検出
し、その音響検出手段からの音響信号を周波数分析手段
で得られたスペクトルと同一の音響監視ポイントで一回
前にサンプリングした信号のスペクトルとの差を演算す
る手段を設けるので、その差のスペクトルは実際の車両
のブレーキ音や衝突音の周波数で特徴を良く捉えること
ができる。よって、予め、上記の突発音の周波数的特徴
を調べておけば、車両の衝突音を判別できる。また、車
両事故発生警報の出力と同時に、トンネル内の走行路に
沿って設置したレールの一端に待機する無線式カメラを
事故発生場所に高速で移動し、事故の状況を映像として
伝送するので、車両の衝突事故発生時以外はテレビカメ
ラ等のセンサを環境の良い場所に待機させておくことが
できる。よって、現状設置してあるカメラ等で発生する
排ガスによる視界不良等の不具合が発生しない。かつ、
一台のセンサでトンネル内の全域がカバーできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１によるトンネル内車両事故検
知方法を説明する概略フローチャート。

【図２】本発明の実施例を説明する音響センサ，車両速
度検出用センサおよび走行車両の具体的な位置関係を示
すトンネル内の平面図。

【図３】本発明の実施例を説明する音響センサ，車両速
度検出用センサおよび走行車両の具体的な位置関係を示
すトンネル内の側面図。

【図４】本発明の第一の実施例の装置のブロック図。

【図５】本発明の図４，図８および図１０における音響
信号の処理の一実施例を示す特性図。

【図６】本発明の図４，図８および図１０における超音
波送受信器および平均速度演算装置における信号処理の
一実施例を示すタイミングチャート。

【図７】本発明の図４，図８および図１０における速度
急変を検出する処理の一実施例を示すフローチャート。

【図８】本発明によるトンネル内車両事故検知装置に温
度計測装置を付加した場合の装置のブロック図。

【図９】音響信号の周波数スペクトルの時系列的データ
の差から車両衝突事故を検知する装置の一実施例のブロ
ック図。

【図１０】本発明による事故発生箇所を監視する自走式
カメラを備えたトンネル内車両事故監視装置の一実施例
のブロック図。

【図１１】本発明による車両監視ポイントでの車両の速
度情報と通過車両の有無情報だけから車両走行異常を検
知する方法の説明図。

【符号の説明】

２００ａ,２００ｂ,２００Ｍ…車両速度センサ、２１０
ａ,２１０ｂ,２１０Ｎ…音響センサ、２２０ａ，２２０
ｂ…走行車両。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富取 治郎 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 柳橋 実 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 米山 隆雄 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 中島 修二 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル内の車両の事故を早期に検知する
   方法において、トンネル内の車両走行路に沿って所定の
   距離間隔で設置した音響監視ポイントの音響センサ及び
   車両速度監視ポイントの車両速度センサからの情報を取
   り込んで、車両走行速度の急変を検出してから所定時間
   内に車両速度の急変を検出した場所の近辺で音響情報か
   ら衝撃音を抽出した時に車両事故の発生と判定して警報
   を出力することを特徴とするトンネル内車両事故検知方
   法。
2. 【請求項２】トンネル内の車両の衝突事故を早期に検知
   する方法において、トンネル内の車両走行路に沿って所
   定の距離間隔で設置した音響監視ポイントの音響センサ
   と温度センサ及び複数の車両速度監視ポイントの車両検
   出センサからの情報を取り込んで、車両走行速度の急変
   を検出してから所定時間内に車両速度の急変を検出した
   場所の近辺で音響情報から衝撃音を抽出した時に車両衝
   突事故の発生と判定して第一警報を出力すると同時に、
   温度センサからの情報により火災の発生を検知した場合
   に火災の発生を知らせる第二の警報を出力することを特
   徴とするトンネル内車両事故検知方法。
3. 【請求項３】請求項１または２において、各車両速度監
   視ポイントの車両速度と上記車両速度監視ポイント近く
   の一カ所以上の車両速度監視ポイントで同時刻に検出し
   た速度との差が所定の値以上になったことから車両速度
   の急変を検出するトンネル内車両事故検知方法。
4. 【請求項４】請求項１，２または３において、各音響監
   視ポイントで検出した音響信号に対して包絡線検波処理
   した信号レベルが所定の値を超えると同時に信号の周波
   数スペクトル内の所定周波数帯内のスペクトル強度が所
   定の値以上の音を衝撃音として検出するトンネル内車両
   事故検知方法。
5. 【請求項５】トンネル内の車両の事故を早期に検知する
   方法において、トンネル内の車両走行路に沿って所定の
   距離間隔で設置した音響監視ポイントの音響センサから
   の音響信号を所定の時間間隔でサンプリングし、信号の
   周波数分析の結果得られたスペクトルと同一の音響監視
   ポイントで一回前にサンプリングした信号のスペクトル
   との差を演算し、差のスペクトルの所定の周波数帯に所
   定の強度以上のスペクトルが検出された時点で車両事故
   の発生と判定して警報を出力することを特徴とするトン
   ネル内車両事故検知方法。
6. 【請求項６】請求項１，２，３，４または５において、
   車両事故発生警報の出力と同時に、トンネル内の走行路
   に沿って設置したレールの所定の場所に待機する無線式
   カメラを事故発生場所に高速で移動し、事故の状況を映
   像として伝送するトンネル内車両事故監視方法。
7. 【請求項７】請求項１，２，３または４において、車両
   速度の急変及び衝撃音の発生の検出がない場合でも、車
   両速度監視ポイントの車両速度センサからの情報を取り
   込んで得たトンネル内の走行路に沿った各車両速度監視
   ポイントでの車両速度パターン又は車両の有無のパター
   ンから車両走行状態の異常を検出して、トンネル内の走
   行路に沿って設置したレールの所定の場所に待機する無
   線式カメラを事故発生場所に高速で移動し、車両走行状
   態の異常を映像として伝送するトンネル内車両事故監視
   方法。
8. 【請求項８】トンネル内の車両の事故を早期に検知する
   装置において、トンネル内の車両走行路に沿って所定の
   距離間隔で設置した音響監視ポイントで音響を検出する
   手段及び車両速度監視ポイントで車両速度を検出する手
   段，上記車両速度検出手段から取り込んだ情報に基づい
   て車両走行速度の急変を検出する手段，上記車両走行速
   度の急変を検出してから所定時間内に車両速度の急変を
   検出した場所近辺の音響監視ポイントで検出した音響信
   号から衝撃音発生の有無を判定する手段，車両走行速度
   の急変を検出する手段と衝撃音発生の有無を判定する手
   段から得た情報に基づいて車両の衝突事故発生を判定す
   る手段，車両事故の発生を警報として出力する手段より
   なることを特徴とするトンネル内車両事故検知装置。
9. 【請求項９】トンネル内の車両の事故を早期に検知する
   装置において、トンネル内の車両走行路に沿って所定の
   距離間隔で設置した音響監視ポイントで音響を検出する
   手段，車両速度監視ポイントで車両速度を検出する手段
   及び温度を検出する手段，上記車両速度検出手段から取
   り込んだ情報に基づいて車両走行速度の急変を検出する
   手段，上記車両走行速度の急変を検出してから所定時間
   内に車両速度の急変を検出した場所近辺の音響監視ポイ
   ントで検出した音響信号から衝撃音発生の有無を判定す
   る手段，車両走行速度の急変を検出する手段と衝撃音発
   生の有無を判定する手段から得た情報に基づいて車両の
   衝突事故発生を判定する手段，車両事故の発生を第一警
   報として出力する手段，温度検出手段からの情報に基づ
   いて火災の発生の有無を判定する手段，上記火災発生有
   無判定手段で火災の発生を検出した時点で火災発生を第
   二警報として出力する手段よりなるトンネル内車両事故
   検知装置。
10. 【請求項１０】請求項７または８において、車両走行速
    度の急変を検出する手段に各車両速度監視ポイントの車
    両速度と上記車両速度監視ポイント近傍の一カ所以上の
    車両速度監視ポイントで同時刻に検出した速度の差が所
    定の値以上になったことから車両速度の急変を検出する
    手段を用いるトンネル内車両事故検知装置。
11. 【請求項１１】請求項８，９または１０において、衝撃
    音発生の有無を判定する手段として各音響監視ポイント
    で検出した音響信号に対して包絡線検波処理した信号が
    所定の値を超えると同時に上記信号の周波数スペクトル
    内の所定周波数帯内のスペクトル強度が所定の値以上の
    音を衝撃音として検出する手段を用いたトンネル内車両
    事故検知装置。
12. 【請求項１２】トンネル内の車両の事故を早期に検知す
    る装置において、トンネル内の車両走行路に沿って所定
    の距離間隔で設置した音響監視ポイントで音響を検出す
    る手段，上記音響検出手段からの音響信号を所定の時間
    間隔でサンプリングする手段，上記サンプリング手段で
    得た信号を周波数分析する手段，上記周波数分析手段で
    得られたスペクトルと同一の音響監視ポイントで一回前
    にサンプリングした信号のスペクトルとの差を演算する
    手段，上記差のスペクトルの所定の周波数帯に所定の強
    度以上のスペクトルの有無を判定する手段，上記判定手
    段で所定の周波数帯に所定の強度以上のスペクトル検出
    された時点で車両事故の発生と判定して警報を出力する
    手段よりなることを特徴とするトンネル内車両事故検知
    装置。
13. 【請求項１３】請求項８，９，１０，１１または１２に
    おいて、車両事故発生警報の出力と同時に、トンネル内
    の走行路に沿って設置したレールの一端に待機する無線
    式カメラを事故発生場所に高速で移動し、事故の状況を
    映像として伝送する手段を設けたトンネル内車両事故監
    視装置。
14. 【請求項１４】請求項８，９，１０または１１におい
    て、車両速度監視ポイントの車両速度センサからの情報
    を取り込んで得たトンネル内の走行路に沿った車両速度
    パターン又は車両有無のパターンから車両走行状態の異
    常を検出する手段を設けトンネル内の走行路に沿って設
    置したレールの所定の場所に待機する無線式カメラを事
    故発生場所に高速で移動し、車両速度の急変及び衝撃音
    の発生の検出がない場合でも、車両走行状態の異常を映
    像として伝送するトンネル内車両事故監視装置。