JPS63154465A - レールの伝達音判別による列車接近警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、鉄道線路の沿線作業において使用され、列
車の進来を検知し、Ｗ報する列車接近警報装置に関する
。

「発明の背景」 鉄道線路の沿線作業においては、列車が通過後、次の列
車が通過するまでの間合に、種々の検査及び保守作業な
どを行う。この場合、列車通過時の事故防止対策として
、−流に列車見張員を作業現場附近に配置し、列車の進
来を常時監視させる方法が採られている。

列車見張員は列車が進来してくることを視認すると、関
係者に連絡し、施工中の作業を一時中断させて建築限界
内の支障物を除去すると共に沿線作業員には列車が通過
し終るまで待避させ、作業員及び列車走行の安全を確保
するようにしている。

しかし現実の問題として、鉄道沿線作業に係わる事故原
因の中で、列車見張員に係わるものが少なくない０列車
見張員は列車見張りに専任することが義務づけられてい
る。見張員の責任は重いが、その仕事は単調であり、禁
じられてはいるが、作業の手伝いをしたり、定位置を離
れたり、注意を怠ったりして事故の原因を作っている。

また、長時間連続して緊張状態を維持させることは生理
的にも無理があり、列車本数が比較的少ない区間では当
該区間に列車が進入する予定時刻が近づいた時点で全神
経を列車進来方向に向けるというのが一般的である。し
かし列車ダイヤの変更を知らなかったり、連絡を怠った
り、失念、錯覚等、安全教育だけでは解決、できない点
もあることも現実の状況である。

「従来の技術」 従来においても、このような心理的、生理的な原因から
くる事故の発生を防止する目的で、列車見張員の見張り
義務の補助手段として列車接近警報装置が用いられてい
る。

従来の列車接近警報装置としては、 ｆｉｌ　　沿線電話口ｌ　（ＴＢ）弐 （沿線の通信回路を利用） （２）　　軌道回路式 （自動信号区間における信号電圧の変化を利用） （３）有線式 （作業現場から所定の距離に設置した検知器と作業現場
近くに設置した警ｆｇ器主体部間を、電気信号ケーブル
で接続し、列車通過を予知する。） （４）　　無線式 （有線式における接続ケーブルを省き、その間を電波に
したもの、） （５）定置式 （見通しが悪く列車本数が比較的多い区間に予じめ設置
しておき、使用に際して電源を入れる。） 等があり、作業種別や沿線作業をする地点の軌道構造、
軌道回路方式等により適合する装置を選択している。

列車接近警報装置は、工期が数ケ月以上に亘るような比
較的大規模な鉄道線路の近接工事現場においてはほぼ使
われているが、短期間の工事・作業区域が毎日移動する
ような工事においては（５）の定置式を除いて余り使わ
れていないのが現状である。

その理由と思われる点を各方式について以下に記す。

（１１沿線電話回線式 可聴周波領域を外した１８ｋＨｚ〜２２ｋｌｌｚを搬送
波としているため、通信回線の使用区間内に装荷コイル
が挿入されていると使用できない。

事前に回線管理者への使用申し込みを要し、一般の工事
業者へまでは開放されていない。

ＴＢ（端子箱）の標準設置間隔は５００ｍであり、２０
０ｍ程度のケーブル敷設（作業後の撤去）作業を要する
。

多言地帯ではＴＢが電柱等高所に設備してあり、通信業
務関係者以外にとっては使いに（い。

（２）軌道回路式 自動信号区間に限られ、その中で更に軌道回路方式によ
って使用可能区間が限定される。駅構内及びその付近や
、車線区間での使用には注意を要する。当該閉塞区間に
列車が進入することにより警報を発する方式なので、作
業現場によってはケーブルを数１００ｍ敷設することを
要する。

（３）　　有線式 最もオーツドックスな方式で、列車検知器の種別、フェ
ールセーフの方式等により方式は細分されるが、ケーブ
ルの敷設を要するということで工期が１ケ月未満の作業
においては敬遠されがちである。

（４）無線式 約４００ｍ程度を無線で伝送しているが、地形によって
は到達距離が不足したり他の無線電話による誤動作があ
ること、及び使用に際して通信関係管理所の使用申し込
みを要し、一般の工事業者へまでは開放されていない。

（５）定置式 設置ケ所すなわち使用可能区間が限定されている。

このような理由により、短期間の工事、作業区間が移動
する工事等においては、警報器の設置・撤去が大きな負
担となり実用的でない欠点を存している。

この発明の目的は従来の列車接近警報装置の以上のよう
な欠点に鑑み、検知器は作業現場近くに設置し、その検
知器の設置及び撤去が簡便である。

こと、全器材の持ち運びが容易なように小型軽量化する
こと、しかも機能動作が確実な列車接近警報装置を提供
しようとするものである。

この発明では列車の走行速度よりもレール内を伝搬する
振動の速度の方がはるかに速いことを利用し、作業地点
より遠方にある列車の進来によるレール振動を、作業地
点にに設置した検知器により電気量に変換し、人力し、
列車の接近を知らせる装置を提供しようとするものであ
る。

レールを伝わって来る音（４ｉ動）の要因としては、下
記のように種々のものが混在している。

（１）列車が作業地点に近づいてくることによるもの （２）　　列車が作業地点から遠ざかることによるもの （３）付近の踏切りを自動車等が通過することによるも
の （４）　　タイタンパ−使用等振動を伴う工事施工によ
るもの （５）　　隣接する軌道の列車走行によるもの等がある
が列車近接警報装置では（１）の列車が作業地点に近づ
いてくる場合のみ警報を発するようにしなければならな
い、そのために本願発明者はレールに伝播される振動の
周波数、振幅、これらの時間的な変化を分析した。その
結果次のような特徴が有ることが解かった。

ｆｉｌの列車が近づいてくる場合には、列車の進来と共
に振動レベルは増加し、その振動は連続している。

（２）の場合は列車が遠ざかると共に振動レベルは減少
する。

（３）の場合は振動が断片的である。

（４）の場合は振動レベルがほぼ一定である。

（５）の場合は振動レベルが小さい。

またレールを伝播する振動の中で１０００〜１１００Ｈ
ｚ程度の周波数の振動が最も速く伝播することも解かっ
た。

「問題点を解決するための手段」 この発明では＋１１の特徴となる「列車の進来と共に振
動レベルが増大して来る」現象を利用して列車の進来を
検出しようとするものである。

このためにこの発明では、 Ａ、　列車め走行時に発生するレールの振動を検知する
振動検知器と、 Ｂ、　この振動検知器から供給された信号を濾波する帯
域濾波器と、 Ｃ０濾波された特定の周波数帯域に入る信号を時系列積
算分析し、列車の進来を判断する処理装置と、 Ｄ、　その判断により表示、発生等により警報を発する
警報装置と、 によって列車接近警報装置を構成したものである。

「作　用」 この発明の構成によれば振動のレベルが瀬次上昇し連続
的に至来する信号をとらえて列車の進来を検出する。こ
の場合、この発明によればレールを伝播して来る振動を
検出するものであるから比較的遠方にある列車の進来を
検出することができる。

よって振動検知器と、帯域濾波器、時系列積算及び分析
手段、列車の進来を判断する処理装置等を収納した装置
本体を極く近接して設けることができる。

よってこの発明によれば設置及び撤去がＲ単となり実用
に充分耐え得る列車近接警報装置を提供することができ
る。

「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１０１は複線
の一方の線路、例えば下り線、１０２は複線の他方の線
、例えば上り線を示す６点線で囲った部分１０３は作業
現場を示す。

１０４．１０５はこの作業現場１０３に向って進来して
来る列車を示す。作業現場１０３の範囲内の上り及び下
り線路１０１，１０２に振動検知器１０７．ｉｏｓを装
着し、ケーブル１０９で本体１１１に接続する。

第２図に主に本体１１１の内部構造をブロック図で示す
、図中１０７，１０８は振動検知器を示す。振動検知器
１０７，１０８はレールを伝播して来る振動を電気信号
に変換する。この電気信号は増幅器２０１で増幅され、
帯域濾波器２０２に与える。

帯域濾波器２０２は１０００〜１１００Ｈｚの信号を通
過させる特性に選定される。その理由としてはレールを
伝播する振動の中でこの周波数帯域の振動が最も速く伝
播することが確かめられたからである。

帯域濾波器２０２で濾波して得られた特定帯域の信号を
整流回路２０３で整流平滑し、その整流平滑した直流信
号を直流増幅器２０４に与え直流増幅器２０４で所定の
レベルに増幅する。尚この直流増幅器２０４にはレベル
調整器２１１からレベル制御信号が与えられ、利得が制
御される。

増幅器２０４で増幅された直流信号はサンプルホールド
回路２０５に与えられ、このサンプルホールド回路２０
５で直流信号を所定の周期でサンプリングし、そのサン
プリングしたサンプルホールド信号をＡＤ変換器２０６
に与えＡＤ変換する。

ＡＤ変換したディジタル信号をマイクロコンピュータに
よって構成される処理装置２０７に入力し、処理装置２
０７で時系列積算し第３図に示すレベル変化曲線Ａを得
て列車の進来か否かを判定させる。

この判定の方法は第３図に示すように二つのレベル例え
ばＥｌ　とＥ２を設定し、レベルＥｌに達した時点から
一定の時間ΔＴの範囲内でレベルＥ２を越えるか否かを
判定し、ΔＴの範囲内でレベルＥ２を越えたとき列車の
進来と判定し、警報装置２０８を作動させる。設定レベ
ルＥ１とＥ２は線路の状況に応じてＥｏとＥｌ、Ｅｌ　
とＥｚ−Ｅ２とＥ、のように適宜選定できるようにレベ
ル設定手段２０９を設けている。このレベル設定によっ
て例えばＥｏとＥｌを選択した場合は列車の進来を検出
する振動検知器１０７，１０８からの距＃Ｌが最も長く
なり、Ｅ２とＥ３を選択すると距ＭＬは最も短くなる。

この設定電圧の選択は例えばロングレールの場合は振動
の減衰が少ないため設定電圧Ｅ、ｔとＥ３を選択しても
距離りを長くすることができる。つまりかなり遠方から
でも列車の進来を検出することができる。これに対して
定尺レールの場合は継目部分で振動が減衰する。従って
このような場合設定レベルはＥｏとＥｌのように小さい
値に設定すれば待避に充分な距離をおいて列車の進来を
検出することができる。

２１２はクロック発振器を示す、このクロック発振器２
１２から出力されるクロックパルスを分周器２１３に与
え、分周器２１３から例えば時間ΔＴを規定する時間間
隔のパルスを出力させ、このパルスを処理装置２０７に
与えて下限設定値例えばＥｏから所定の時間ΔＴの経過
中に入力信号のレベルが上限設定値例えばＥｌを越える
か否かを判定することに用いる。

警報装置２０８は例えばランプの点灯による目視的な警
報器を用いるか、或いはブザー、ヘル等の音響警報器を
用いるか、史にはこれらの双方を併用することも考えら
れる。

２１４は液晶表示器を示し、この液晶表示器２１４に設
定値Ｅ０〜Ｅ、を表示させたり列車の入来を表示するこ
とに用いる。

２１５は振動検知器１０７．１０８がレールに対して正
しく設置されたか否かを判定する脱落検知器を示す。

この脱落検知器は例えば第４図に示すように押釦スイッ
チ３００によって構成することができる。

つまり絶縁体によって形成された支持体３０１に加速度
センサから成る振動検知器１０７　（又は１０８）を支
持させる。支持体３０１の側面に切欠を形成し、この切
°欠をレールの底部に係合させる。切欠の奥に押釦スイ
ッチ３００を装着する。

押釦スイッチ３００の操作子を切欠に突出させ、その状
態テ締付具３０２で支持体３０１を締付け、支持体３０
１をレールに取付ける。このとき押釦スイッチ３００が
レールによって押圧されて操作され、その接点信号を処
理装置２０７に入力し、表示器２１４に振動検知器１０
７．１０８が正常にレールに取付られているか否かを表
示させる。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によればレールを伝播する
振動の中の最も速く伝播する周波数帯域の振動をとらえ
て、その振動が所定時間ΔＴの間に所定レベル以上増加
したか否かを判定し、時間ΔＴの間に所定レベル以上増
加したことを検出すると「列車の進来」と判定し、警報
を発するように構成したから、遠方の列車の進来を精度
よく検出することができる。

この結果レールに取付ける振動検知器を遠方まで延長し
て設置しなくてもよいから、設置及び撤去を簡単に行な
うことができる。よって日々移動して使用するのに便利
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全体の構成を説明するための配置図
、第２図はこの発明の要部の実施例を説明するためのブ
ロック図、第３図はこの発明の要部の動作を説明するた
めのグラフ、第４図はこの発明に用いた振動検知器の一
例を示す断面図である。 １０１．１０２：線路、１０３：工事現場、１０４．１
０５：列車、１０７．ｔｏａ：振動検知器、１０９：ケ
ーブル、１１１：装置本体、２０１：増幅器、２０２：
帯域濾波器、２０３：整流器、２０４：直流増幅器、２
０５：サンプルホールド回路、２０６：ＡＤ変換器、２
０７：処理装置、２０８：警報装置、２１２：クロソク
発振器、２１３：分周器、２１５：脱落検知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａ、列車の走行時に発生するレールの振動を検知する振
   動検知器と、 Ｂ、この検知器から供給された信号を濾波する帯域濾波
   器と、 Ｃ、この濾波された特定の周波数帯域に入る信号を時系
   列積算分析し、列車の進来を判断する処理装置と、 Ｄ、その判断により表示、発音等により警報を発する警
   報装置と、 から成る列車接近警報装置。