JPH11314569A - 列車接近の警報方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 列車の接近に応じて列車接近の警報を行うこ
とができる列車接近の警報方法および装置を提供する。 【解決手段】 列車３２の走行によって発生した振動が
レールを伝搬して加速度センサ１２に検出される。加速
度検出信号Ｓ１が加速度センサ１２によって検出される
と、この加速度検出信号Ｓ１は、増幅器１６によって増
幅され、絶対値回路１８に入力されて絶対値信号Ｓ２に
変換されて積分回路２０で積分される。列車走行によっ
て発生する振動は連続的であるため、積分回路２０から
出力される積分信号Ｓ３は、閾値ＳＬを上回り、判定回
路２２の判定信号Ｓ４はＨレベルとなる。制御回路２４
は、回転灯２８と音声増幅器２６に指示を与えて作動状
態とする。回転灯２８が警報を行い、かつ、音声増幅器
２６によって加速度検出信号Ｓ１に対応する音声がスピ
ーカ３０から出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は保線現場で作業中の
保線作業員などに対して列車の接近を示す警報を行う列
車接近の警報方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、列車が走行する線路の保守や点検
を行う保線現場では、保線作業員の安全を図るために、
監視員が、保線現場に対する列車の接近の有無を監視す
るとともに、保線現場への列車接近を確認したときに保
線作業員に対して線路からの待避を指示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように列車接近を
監視して保線作業員に指示を与える作業は、精神的及び
肉体的に大きな負担を監視員に与えている。また、保線
作業にあたっては、保線作業員のほかにこのような作業
を行う監視員を必ず確保しなくてはならず人手がかかる
問題がある。本発明は前記事情に鑑み案出されたもので
あって、本発明の目的は、列車の接近の有無を正確に判
定し、その判定結果に応じて列車接近の警報を行うこと
ができる列車接近の警報方法および装置を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、レールに伝搬される振動が所定値以上の値で
連続しているときに列車が接近していると判定し、前記
振動が断続的な値のときに列車が接近していないと判定
し、この判定結果に基づいて列車接近の警報を行うよう
にしたことを特徴とする。また、本発明は、レールに設
置され列車の走行に伴って伝搬されるレールの振動に対
応する加速度検出信号を出力する加速度検出手段と、前
記加速度検出信号に基づいて積分信号を出力する積分手
段と、前記積分信号に基づいて列車接近の有無を判定す
る判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて列車
接近の警報を行う警報手段とを備えることを特徴とす
る。また、本発明は、前記積分手段は、プラスとマイナ
スの双方の極性を有する両極性信号である前記加速度検
出信号をいずれか一方の極性のみを有する片極性信号に
変換する変換回路と、前記片極性信号を積分して前記積
分信号を出力する積分回路とを備えることを特徴とす
る。また、本発明は、前記変換回路は、前記加速度検出
信号の絶対値を示す絶対値信号を前記片極性信号として
出力する絶対値回路であることを特徴とする。また、本
発明は、前記積分回路は、一対の入力端子間に抵抗及び
コンデンサを直列に接続し、前記コンデンサの両端のそ
れぞれに出力端子を設けて構成されることを特徴とす
る。また、本発明は、前記判定手段は、前記積分信号の
値と所定の閾値との比較結果に基づいて列車接近の有無
を判定し、前記所定の閾値は列車が前記加速度検出手段
の設置箇所に所定距離まで接近したときにおける前記積
分信号の実測値に基づいて設定されることを特徴とす
る。また、本発明は、前記警報手段は回転灯を有し、前
記警報手段による列車接近の警報は前記回転灯の作動に
よって行われることを特徴とする。また、本発明は、前
記警報手段は前記加速度検出信号を音声に変換して出力
する音声出力部を有し、前記警報手段による列車接近の
警報は前記音声出力部による音声出力によって行われる
ことを特徴とする。また、本発明は、前記加速度検出手
段は磁石部を備え、前記磁石部によってレールに着脱自
在に取り付けられることを特徴とする。

【０００５】本発明方法では、レールに伝搬される振動
が所定値以上の値で連続しているときに列車が接近して
いると判定し、前記振動が断続的な値のときに列車が接
近していないと判定し、この判定結果に基づいて列車接
近の警報を行うようにしたので、列車が接近していると
きに伝搬される連続的な振動と、保線作業などによって
伝搬される断続的な振動とを区別して正確に列車の接近
を判定し警報を行うことができる。本発明装置では、列
車の走行に伴って生じレールに伝搬される振動が加速度
検出手段によって加速度検出信号として検出され、積分
手段によって前記加速度検出信号に基づいた積分信号が
出力される。判定手段により前記積分信号に基づいて列
車接近の有無が判定され、警報手段により前記判定結果
に基づいて列車接近の警報が行われる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明方法を装置とともに
図面を参照して説明する。図１は本発明に係る列車接近
警報装置の実施の形態の構成を示すブロック図、図２は
上記列車接近警報装置の設置状態を示す説明図、図３は
各信号を説明する波形図、図４は積分回路の具体例を示
す回路図、図５は加速度センサによって検出される加速
度検出信号の説明図、図６は絶対値信号と積分信号の波
形図、図７は加速度センサの設置箇所及び列車通過位置
の間の距離に対する積分回路からの出力電圧の特性例を
示す説明図である。

【０００７】図２を参照して列車接近警報装置の概略構
成について説明する。列車接近警報装置１０は、列車３
２の走行するレール３４に設置される加速度センサ（特
許請求の範囲の加速度検出手段に相当）１２と、列車接
近の警報を行うための回転灯２８と、列車接近の警報を
行うためのスピーカ３０と、上記加速度センサ１２、回
転灯２８、スピーカ３０と接続された装置本体１４とを
備えている。

【０００８】加速度センサ１２は、保線作業が行われて
いる作業領域Ａ内のレール１２に設置されており、レー
ル３４を走行する列車３２によって生じ矢印Ｖ方向に伝
搬される振動を検出し、加速度検出信号を出力するよう
になっている。また、加速度センサ１２は、不図示の磁
石部を備えており、この磁石部によってレール３４に着
脱自在に取り付けられるように構成されている。

【０００９】次に、図１を参照して列車接近警報装置の
構成について説明する。列車接近警報装置１０は、先に
説明したように、加速度センサ１２、回転灯２８、スピ
ーカ３０、装置本体１４を備えている。装置本体１４
は、増幅器１６、絶対値回路１８、積分回路２０、判定
回路２２、制御回路２４、音声増幅器２６を備えてい
る。

【００１０】増幅器１６は、加速度センサ１２から出力
される加速度検出信号Ｓ１を増幅して絶対値回路１８と
音声増幅器２６に入力するものである。なお、加速度セ
ンサ１２はプリアンプを内蔵しており、加速度センサ１
２によって検出された微弱な加速度検出信号は、このプ
リアンプによって増幅され加速度検出信号Ｓ１として加
速度センサ１２と装置本体１４の間を接続するケーブル
１２Ａを経由して増幅器１６に入力されるようになって
いる。図３（Ａ）に示すように、加速度検出信号Ｓ１
は、ゼロを中心にしてプラスとマイナスの双方の極性を
有する両極性信号である。

【００１１】図３（Ｂ）に示すように、絶対値回路１８
は、加速度検出信号Ｓ１の絶対値を示す絶対値信号（特
許請求の範囲の片極性信号に相当）Ｓ２を出力するもの
である。この絶対値回路１８は、プラスとマイナスの双
方の極性を有する両極性信号である加速度検出信号をい
ずれか一方の極性のみを有する片極性信号に変換する変
換回路を構成している。なお、上記絶対値回路１８は、
次に述べる積分回路２０によって加速度検出信号に基づ
いた積分信号Ｓ３を出力するために必要な回路である。
この理由は、積分回路２０に入力する信号がプラスとマ
イナスの双方の極性を有する両極性信号であると、積分
回路２０から出力される積分信号Ｓ３の成分がゼロとな
ってしまうからである。

【００１２】積分回路２０は、絶対値回路１８から入力
される絶対値信号Ｓ２を積分して積分信号Ｓ３を出力す
るものである。図４は積分回路２０の一例を示す回路図
である。一対の入力端子Ｔ１−Ｔ１間に抵抗Ｒ及びコン
デンサＣを直列に接続し、このコンデンサＣの両端のそ
れぞれに出力端子Ｔ２−Ｔ２を設けて構成されている。
このような積分回路２０の入力端子Ｔ１−Ｔ１間に図３
（Ｂ）に示すような絶対値信号Ｓ２を入力すると、出力
端子Ｔ２−Ｔ２間には図３（Ｃ）に示すような積分信号
Ｓ３が出力される。なお、積分回路２０は、図４に示す
構成に限定されるものではなく、任意の構成の積分回路
を採用することができる。

【００１３】判定回路２２は、積分回路２０から入力さ
れる積分信号Ｓ３と所定の閾値とを比較し、その比較結
果に基づいて列車接近の有無を判定し、その判定結果を
示す判定信号Ｓ４を出力するものである。図３（Ｃ）、
（Ｄ）に示すように、積分信号Ｓ３が所定の閾値（スラ
イスレベル）ＳＬを超えていないときは判定信号Ｓ４が
Ｌレベルとなり、所定の閾値ＳＬを超えたときは判定信
号Ｓ４がＨレベルとなるようになっている。

【００１４】制御回路２４は、例えばマイクロコンピュ
ータによって構成されており、この制御回路２４に入力
される判定信号Ｓ４がＨレベルとなっていることに応じ
て、回転灯２８に指示を与えて作動させるとともに、音
声増幅器２６に指示を与えて増幅動作を実行させるよう
になっている。

【００１５】音声増幅器２６は、制御回路２４からの指
示に基づいて増幅器１６から入力される加速度検出信号
Ｓ１を増幅してスピーカ３０に入力することで、加速度
検出信号Ｓ１に対応する音声を出力させ、保守作業員な
どに聴取させるものである。

【００１６】次に、図５、図６を参照して、加速度セン
サ１２によって検出される加速度検出信号Ｓ１について
説明する。図５（Ａ）は列車走行時における加速度検出
信号Ｓ１を示し、図５（Ｂ）は保線作業時における加速
度検出信号Ｓ１を示している。図６（Ａ）は絶対値信号
Ｓ２を示し、図６（Ｂ）は積分信号Ｓ３を示している。

【００１７】図５（Ａ）に示すように、列車走行時に
は、列車の走行によって時間的に連続した振動が発生す
るため、加速度検出信号Ｓ１も時間軸に沿って連続する
連続信号として検出される。したがって、図６（Ａ）に
示すように、絶対値回路１８で変換された絶対値信号Ｓ
２も時間軸に沿って連続した信号となり、この結果、図
６（Ｂ）に示すように、積分回路２０から出力される積
分信号Ｓ３は絶対値信号Ｓ２の継続されている期間上昇
して大きな値となる。なお、積分回路２０は、それに入
力される入力される絶対値信号Ｓ２がゼロとなれば、積
分信号Ｓ３も積分回路２０の時定数に応じた速度で低下
してゼロに至る。

【００１８】図５（Ｂ）に示すように、保線作業時に
は、作業に伴って単発的な振動が発生するにとどまるた
め、加速度検出信号Ｓ１も時間軸に沿って離散的に発生
する単発信号として検出される。したがって、図６
（Ａ）に示すように、絶対値回路１８で変換された絶対
値信号Ｓ２も時間的に短い単発信号となり、この結果、
図６に示すように、積分回路２０から出力される積分信
号Ｓ３は小さな値となる。したがって、積分信号Ｓ３の
値の大小によって、その振動が保守作業などに伴って生
じる振動なのか、列車走行によって生じる振動なのかを
判別することができる。

【００１９】次に、図７を参照して閾値ＳＬの設定につ
いて説明する。図７は、加速度センサ１２が設置された
レール３４の箇所とこのレール３４上を加速度センサ１
２の設置箇所に接近する方向に走行する電車３２との間
の距離をＬＮとし、積分回路２０から出力される積分信
号Ｓ３の出力電圧の実測値の平均値をＥとした場合にお
ける、距離ＬＮと出力電圧の平均値Ｅの特性を示してい
る。上記出力電圧の平均値Ｅは、積分信号Ｓ３の実測値
を一定時間（例えば２乃至３秒）毎に平均化して求めら
れる値である。

【００２０】図７からわかるように、距離ＬＮが短いほ
ど出力電圧の平均値Ｅが大きく、距離ＬＮが長いほど出
力電圧の平均値Ｅが小さくなっている。すなわち、距離
ＬＮと出力電圧平均値Ｅはほぼ反比例の関係にあること
がわかる。図７に示す距離ＬＮと出力電圧の平均値Ｅの
特性が既知であれば、警報を行うべき列車の距離ＬＮ１
を決定すれば、この距離Ｌ１に対応する出力電圧の平均
値Ｅ１を特定することができる。この特定した出力電圧
の平均値Ｅ１が判定回路２２の閾値ＳＬとして設定され
ている。また、上記出力電圧の平均値Ｅ１は、保守作業
時の振動に対応する積分信号Ｓ３の出力電圧よりも大で
あることはいうまでもない。

【００２１】次に、以上のように構成された列車接近警
報装置の作用効果について説明する。図２に示すよう
に、加速度センサ１２は、保線作業が行われている作業
領域Ａ内のレール１２に設置されている。ここで、保線
作業に伴って、図５（Ｂ）に示すような加速度検出信号
Ｓ１が加速度センサ１２によって検出されると、この加
速度検出信号Ｓ１は、増幅器１６によって増幅され、次
いで絶対値回路１８に入力されて絶対値信号Ｓ２に変換
されて積分回路２０で積分される。

【００２２】先に述べたように、保線作業に伴って発生
する振動は単発的であるため、積分回路２０から出力さ
れる積分信号Ｓ３は、閾値ＳＬを下回っており、判定回
路２２の判定信号Ｓ４はＬレベルに維持されている。し
たがって、制御回路２４は、回転灯２８と音声増幅器２
６を非作動状態とし、回転灯２８とスピーカ３０による
警報は行われない。

【００２３】一方、列車３２が作業領域Ａに近づく方向
に走行してくると、列車３２の走行によって発生した振
動が矢印Ｖ方向で示す方向にレール３４上を伝搬して加
速度センサ１２に検出される。図５（Ａ）に示すような
加速度検出信号Ｓ１が加速度センサ１２によって検出さ
れると、この加速度検出信号Ｓ１は、増幅器１６によっ
て増幅され、次いで絶対値回路１８に入力されて絶対値
信号Ｓ２に変換されて積分回路２０で積分される。

【００２４】先に述べたように、列車走行によって発生
する振動は連続的であるため、図３（Ｃ）に示すよう
に、積分回路２０から出力される積分信号Ｓ３は、閾値
ＳＬを上回り、図３（Ｄ）に示すように、判定回路２２
の判定信号Ｓ４はＨレベルとなる。したがって、制御回
路２４は、回転灯２８と音声増幅器２６の双方に指示を
与えてそれぞれ作動状態とする。この結果、回転灯２８
が警報を行い、かつ、音声増幅器２６によって加速度検
出信号Ｓ１に対応する音声信号がスピーカ３０に入力さ
れ、振動検出信号に対応する音声による警報が行われ
る。この結果、作業領域Ａにいる保守作業員などは、回
転灯２８の作動を視認することで、あるいはスピーカ３
０から出力される音声を聴取することで、列車３２の接
近を認知して速やかに安全な場所に待避することができ
る。したがって、保線作業員は、回転灯２８の警報によ
って列車接近を知ることができ、かつ、スピーカ３０か
ら出力される加速度検出信号Ｓ１に対応する音声によっ
て列車接近を知ることができる。

【００２５】以上詳述したように、本実施の形態によれ
ば、列車接近が正確に判定され、この判定結果に応じ
て、回転灯２８の作動とスピーカー３０からの音声出力
による列車接近の警報が行われるので、従来と違って、
列車の接近を監視する監視員が不要となり、保線作業に
要する人員を削減することができる。また、本実施の形
態では、回転灯２８による警報に加えてスピーカ３０に
よる音声の出力による警報を行うことでより確実に保線
作業員に警報を伝えることができる。また、回転灯２８
が故障などにより作動しない場合にも、スピーカ３０に
よる音声の出力による警報を行うことで保線作業員に警
報を伝えることができ、安全性を確保することができ
る。

【００２６】本実施の形態では、制御回路２４、音声増
幅器２６、スピーカ３０、回転灯２８によって警報手段
が構成されている。

【００２７】次に、図８を参照して、作業エリアＡに接
近してくる列車の方向を判定する必要がある場合につい
て説明する。この場合には、２つの加速度センサ１２
１、１２２を設けるとともに、各加速度センサ１２１、
１２２の夫々に対応して増幅器１６、絶対値回路１８、
積分回路２０、回転灯２８を夫々設ける。レール３４上
において作業エリアＡを挟むような箇所にそれぞれ加速
度センサ１２１、１２２を取り付け、加速度センサ１２
１、１２２に対応する２つの回転灯２８をそれぞれ作業
エリアＡから視認可能な位置に設置する。そして、各加
速度センサ１２１、１２２から装置本体１４に入力され
る各加速度検出信号Ｓ１に基づいて各積分回路２０から
出力される積分信号Ｓ３の大きさを判定回路２２で比較
し、この比較結果に基づいて積分信号Ｓ３がより大きな
値となっている側の加速度センサ１２１または１２２が
設置されている方向から列車３２が接近していると判定
し、列車３２が接近している側の回転灯２８を作動させ
るように制御回路２４を構成すれば、回転灯２８のいず
れが作動しているかによって列車３２の接近方向を確実
に識別することが可能となる。また、加速度センサ１２
１、１２２に対応する積分信号Ｓ３がほぼ同一である場
合には、作業エリアＡの両側から列車が接近してきたと
判定して、両方の回転灯２８を作動させるようにするこ
とも可能である。なお、列車の接近方向を表示する任意
の表示手段を別途設けることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明方法
は、レールに伝搬される振動が所定値以上の値で連続し
ているときに列車が接近していると判定し、前記振動が
断続的な値のときに列車が接近していないと判定し、こ
の判定結果に基づいて列車接近の警報を行うようにし
た。そのため、列車が接近しているときに伝搬される連
続的な振動と、保線作業などによって伝搬される断続的
な振動とを区別して正確に列車の接近を判定し、その判
定結果に基づいて警報を行うことができる。

【００２９】また、本発明装置は、レールに設置され列
車の走行に伴って伝搬されるレールの振動に対応する加
速度検出信号を出力する加速度検出手段と、前記加速度
検出信号に基づいて積分信号を出力する積分手段と、前
記積分信号に基づいて列車接近の有無を判定する判定手
段と、前記判定手段の判定結果に基づいて列車接近の警
報を行う警報手段とを備える構成とした。そのため、列
車の走行に伴って生じレールに伝搬される振動が加速度
検出手段によって加速度検出信号として検出され、積分
手段によって前記加速度検出信号に基づいた積分信号が
出力される。判定手段により前記積分信号に基づいて列
車接近の有無が判定され、警報手段により前記判定結果
に基づいて列車接近の警報が行われる。したがって、列
車接近が正確に判定され、その判定結果に応じて列車接
近の警報が行われるので、従来と違って、列車の接近を
監視する監視員が不要となり、保線作業に要する人員を
削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る列車接近警報装置の実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図２】この列車接近警報装置の設置状態を示す説明図
である。

【図３】各信号を説明する波形図である。

【図４】積分回路の具体例を示す回路図である。

【図５】加速度センサによって検出される加速度検出信
号の説明図である。

【図６】絶対値信号と積分信号の波形図である。

【図７】加速度センサの設置箇所及び列車通過位置の間
の距離に対する積分回路からの出力電圧の特性例を示す
説明図である。

【図８】他の実施の形態における列車接近警報装置の設
置状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 列車接近警報装置 １２ 加速度センサ（加速度検出手段） １８ 絶対値回路（変換回路） ２０ 積分回路（積分手段） ２２ 判定回路（判定手段） ２４ 制御回路 ２６ 音声増幅回路 ２８ 回転灯 ３０ スピーカ Ｓ１ 加速度検出信号 Ｓ２ 絶対値信号（片極性信号） Ｓ３ 積分信号

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールに伝搬される振動が所定値以上の
   値で連続しているときに列車が接近していると判定し、
   前記振動が断続的な値のときに列車が接近していないと
   判定し、 この判定結果に基づいて列車接近の警報を行うようにし
   た、 ことを特徴とする列車接近の警報方法。
2. 【請求項２】 レールに設置されレールに伝播される振
   動に対応する加速度検出信号を出力する加速度検出手段
   と、 前記加速度検出信号に基づいて積分信号を出力する積分
   手段と、 前記積分信号に基づいて列車接近の有無を判定する判定
   手段と、 前記判定手段の判定結果に基づいて列車接近の警報を行
   う警報手段と、 を備えることを特徴とする列車接近警報装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段は、前記積分信号の値と所
   定の閾値との比較結果に基づいて列車接近の有無を判定
   し、前記所定の閾値は列車が前記加速度検出手段の設置
   箇所に所定距離まで接近したときにおける前記積分信号
   の実測値に基づいて設定されることを特徴とする請求項
   ２記載の列車接近警報装置。
4. 【請求項４】 前記積分手段は、プラスとマイナスの双
   方の極性を有する両極性信号である前記加速度検出信号
   をいずれか一方の極性のみを有する片極性信号に変換す
   る変換回路と、前記片極性信号を積分して前記積分信号
   を出力する積分回路とを備えることを特徴とする請求項
   ２または３記載の列車接近警報装置。
5. 【請求項５】 前記変換回路は、前記加速度検出信号の
   絶対値を示す絶対値信号を前記片極性信号として出力す
   る絶対値回路であることを特徴とする請求項４記載の列
   車接近警報装置。
6. 【請求項６】 前記積分回路は、一対の入力端子間に抵
   抗及びコンデンサを直列に接続し、前記コンデンサの両
   端のそれぞれに出力端子を設けて構成されることを特徴
   とする請求項４または５記載の列車接近警報装置。
7. 【請求項７】 前記警報手段は回転灯を有し、前記警報
   手段による列車接近の警報は前記回転灯の作動によって
   行われることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに
   記載の列車接近警報装置。
8. 【請求項８】 前記警報手段は前記加速度検出信号を音
   声に変換して出力する音声出力部を有し、前記警報手段
   による列車接近の警報は前記音声出力部による音声出力
   によって行われることを特徴とする請求項２乃至７のい
   ずれかに記載の列車接近警報装置。
9. 【請求項９】 前記加速度検出手段は磁石部を備え、前
   記磁石部によってレールに着脱自在に取り付けられるこ
   とを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の列車
   接近警報装置。