WO2007119642A1 - 電車線離線検知装置及び電車線離線検知方法 - Google Patents

電車線離線検知装置及び電車線離線検知方法 Download PDF

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WO2007119642A1
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train
detection
separation
line
detecting
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Inventor
Hiroki Andou
Satoshi Wakui
Daisuke Murata
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Hitachi Plant Technologies, Ltd.
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/24—Pantographs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/38—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles for collecting current from conductor rails
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the present invention relates to maintenance and inspection work on a train line installed to supply power to a vehicle along a track such as a monorail or an electric railway, and in particular, a current collector and a train line having a pantograph.
  • the present invention relates to a train line disconnection detection device and a train line disconnection detection method for checking a contact state and detecting a disconnection position.
  • an ammeter such as a clamp meter is installed in the power cable coming out of the pantograph, and the instantaneous drop in the current value is also detected.
  • the high-pressure bus as described above Even if the is passed, detection is possible by installing an ammeter on the pantograph side of the bus.
  • the current value becomes extremely low, making detection difficult in this section.
  • a camera is installed on the side of the route, and it is photographed while taking a long exposure at night and passing through the vehicle, and it is detected from the fact that the arc generation point is a light spot near the train line.
  • This method makes it easy to identify the location of the arc, but it must be performed under certain conditions, such as the surrounding lighting being an obstacle, and it is difficult to install cameras in mountainous areas or bridges. Can not. Furthermore, since the range that can be photographed at one time is limited, it is not suitable for detection across all lines.
  • an illuminance sensor and a light sensor are installed on the car in the direction of the contact point between the pantograph and the train line, and detection is performed from the sensor output using arc light.
  • This method is difficult to detect unless the surroundings are sufficiently dark, such as driving at night or tunnel sections.
  • This method also has the problem that, as in c), a certain level of ambient darkness is required to enable comparative analysis, and detection is difficult when ambient illuminance changes continuously.
  • the position is related to the arc detection point based on the time from the starting point and speed of the traveling vehicle.
  • a suspended train line it is installed at a certain interval to count the struts and specify the range of the arc detection point.
  • the overhead wire struts are installed at an interval of approximately 10m, so that the position of the separation line can be specified in a relatively narrow range, but it is detected when the shape of the struts and the installation distance are different.
  • problems such as difficulty. Also, it cannot be applied to tunnel sections or monorails where direct wall force is suspended.
  • Patent Document 1 discloses a detection device that detects the amount of wear of a trolley wire. This detector pays attention to the fact that the trolley wire is made of copper-coated steel, and wavelength-disperses the arc discharge light generated by the sliding of the trolley wire and the pantograph with a spectroscope, and has a wavelength unique to iron. When the light with a is detected, it detects that the wear has reached the copper core wire. Although this detector can detect the wear of the trolley wire, it does not have a means for specifying the position of all the wires. Further, Patent Document 2 discloses a pantograph arc detecting device. This also does not have means for specifying the position of the whole line.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9 5035
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 11-46402
  • An object of the present invention is to overcome a problem in each of the above-mentioned separation line detection methods, and to easily detect the position where the train pantograph rubbing plate is separated from the train line force. It is another object of the present invention to provide a method for detecting separation of train lines.
  • the first aspect of the present invention includes a detector that is mounted on a train and detects that a rubbing plate of an electric vehicle pantograph is separated from the train line.
  • a positioning receiver that obtains the current train position based on position information from an artificial satellite and a train received by the positioning receiver when the detector detects a separation line.
  • a control unit for recording the current position in the recording unit.
  • the control unit when a separation line is detected by the detection unit, the control unit records position information from the artificial satellite received by the positioning receiver at that time in the recording unit. Therefore, the separation line position can be easily specified by reading the position information recorded in the recording unit. Since the position information from the satellite has an error of about 2 to 3 mm, it does not take time to detect the actual separation position at the specified separation line position.
  • a second aspect of the present invention is the image processing apparatus according to the first aspect, further comprising an imaging unit that images a contact point between the rubbing plate and the train line, and the control unit detects a separation line by the detection unit.
  • separation detection information is added to the image picked up by the image pickup means and recorded in a recording unit.
  • the separation part detection information is added to the image captured by the imaging unit and recorded in the recording unit. This makes it easy to search for images when disconnected. In addition, by reading out the image, it is possible to visually confirm the state of separation at the separation point. In addition, by photographing the same part after inspection and repair, those images become comparative verification materials. Based on the position information received by the positioning receiver, the image at the same location after inspection and repair can be easily obtained by imaging the contact point with the imaging means when positioned at the separation line. it can.
  • a third aspect of the present invention is the image of the second aspect according to the second aspect, wherein the control unit continuously captures latitude and longitude information of the current position acquired by the positioning receiver by the imaging unit. It is characterized in that it is recorded in a recording unit corresponding to the above.
  • the control unit records the latitude and longitude information of the current position acquired by the positioning receiver in the recording unit in association with the images continuously captured by the imaging unit. Let In this way, by continuously capturing images with the image capturing means, it is possible to easily confirm the state of the train line at an arbitrary position that is located at a predetermined distance of all the routes that are not separated from each other.
  • the control unit outputs a position obtained by the positioning receiver as a signal output for detecting a separation line of the detection unit.
  • the information is output to the display unit in association with the display unit, and the display unit superimposes and displays the separation line detection position on the map information stored in advance.
  • the display unit superimposes and displays the separation line detection position on the map information that has been stored in advance, so that the operator can easily identify the separation line part. In addition, it is possible to confirm the part of the separation line in real time.
  • the detection unit is a light source such as two illuminance detectors or a spectral altimeter with respect to one off-line observation point.
  • a detecting means for detecting the brightness according to the intensity wherein one detecting means is installed at a position for detecting the brightness of the contact point between the rubbing plate and the power line, and the other detecting means is It is installed at a position that does not directly accept arc light caused by the separation line emitted from the separation line observation point and detects the brightness around it, and the detection unit compares the brightness or light intensity detected by both detection units.
  • a separation detection signal is output when there is a certain difference or more.
  • the invention relating to the detection unit of the fifth aspect of the present invention focuses on the arc light generated by the separation line, and includes one detection means for detecting the brightness of the arc light, and does not directly accept the arc light. Compare the brightness or light intensity detected by the other detection means and the other detection means to detect the surrounding brightness, and output a separation detection signal when there is a certain difference (experience value) in the output. Comparing means. As a result, the arc light can be discriminated from the ambient light even if the illuminance change occurs in the surroundings, so that the separation line can be detected reliably.
  • a sixth aspect of the present invention is the fifth aspect according to the fifth aspect, wherein the train is a straddle-type monorail or a suspended monorail, and the detection means is arranged inside a cover that covers the pantograph. ! Characterized by scolding.
  • the detection means is a 1S detection installed inside a carriage power bar (commonly called skirt) covering a pantograph unique to a monorail, that is, in a dark environment.
  • the illuminance detector can detect ultraviolet light in an ambient illuminance environment of, for example, about ⁇ , and therefore can sufficiently discriminate and detect the intensity of ultraviolet light and arc light even in the environment.
  • the detection means in such a dark environment, fluctuations in the output value of the other detection means for detecting ambient light can be suppressed, so the design of the comparison control algorithm circuit in the comparison means can be suppressed. Becomes easier.
  • the separation line position can be detected even when the ambient illuminance changes, and the separation line position can be determined even during coasting, regardless of the vehicle power supply type. It can be detected and the location of the separation line can be easily specified regardless of the suspension form of the train line or the shape of the column. Can be done on the stool.
  • the method invention of the seventh aspect of the present invention uses one of the train line departure detection devices of any of the first to sixth aspects to rub a pantograph on a train. It is characterized by detecting the position where the board is separated from the power line.
  • the position of the disconnection can be detected even when the ambient illuminance changes, and the position of the disconnection can be detected even during coasting regardless of the vehicle power supply type. It is easy to specify the location of the occurrence regardless of the form of suspension on the train line or the shape of the column.
  • FIG. 1 Device configuration diagram of a preferred embodiment of a train line separation detector according to the present invention.
  • FIG. 2 An explanatory diagram showing an example of the electronic map and GPS data on the PC screen of the train line separation detector in Fig. 1
  • FIG. 3 (A), (B), and (C) are explanatory diagrams of the straddle-type monorail, showing the mounting positions of the camera and the illuminance sensor with respect to the cover.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a train line separation / separation detection apparatus 10 according to the embodiment.
  • This train line departure detection device 10 is intended for detection of train line separation in straddle-type monorail traffic.
  • the pantograph 14A rubbing is detected.
  • a camera (imaging means) 18A and an illuminance sensor (detection unit: detection means) 20A are installed toward the contact point (separation observation point) between the board 16A and the train line 12A.
  • An illuminance sensor 24A that does not capture 22A directly and captures the illuminance around the pantograph 14A is installed.
  • a camera (imaging means) 18B and an illumination sensor (detection means) 20B are installed toward the contact point between the rubbing plate 16B of the pantograph 14B and the train line 12B.
  • an illuminance sensor 24B that does not directly capture the arc light 22B emitted from the contact point and captures the illuminance around the pantograph 14B is installed.
  • a comparator (comparison means) 26A is connected to the two illuminance sensors 20A and 24A on the + side, which compares the output values and outputs an alarm when the output difference (experience value) exceeds a certain value.
  • a comparator (comparison means) 26B that compares the output values and outputs an alarm when the output difference (experience value) is greater than or equal to a certain value is connected to the two negative illumination sensors 20B and 24B.
  • the alarm outputs from these comparators 26A and 26B are output to a personal computer (control unit) 34, and the personal computer 34 has a recording device 30 for continuously recording images of the cameras 18A and 18B and the vehicle window camera 28.
  • a GPS device (positioning receiver) 32 is connected.
  • the vehicle window camera 28 is installed in the driver's seat so as to capture the scenery in front of the monorail.
  • the GPS device 32 includes a GPS antenna 36 and a GPS unit 38. Based on the position information received from the artificial satellite (not shown) received by the GPS antenna 36, the GPS unit 38 is connected to the current position of the GPS antenna 36 ( It is a well-known global positioning system that calculates latitude and longitude.
  • the GPS antenna 36 is preferably placed close to the rubbing plates 16A and 16B in order to detect the position of the separation line, but in order to receive the position information of the satellite power without any obstacles, and to specify the position of the rubbing plates 16A and 16B Therefore, it is preferable to install it on the ceiling of the vehicle and directly above the scraping plates 16A, 16B.
  • the personal computer 34 to which the GPS device 32 is connected contains a program that can take in an electronic drawing file (map) representing a monorail route in a plane. Further, the program has a function of recognizing each point on the route as a coordinate by inputting latitude / longitude coordinate data acquired from the GPS device 32 in advance to an arbitrary point on the electronic map. The program also uses the location information obtained from the GPS device 32 to Displayed as a point O on the map 34B in Fig. 2 displayed on the spray 34A, and linked to the alarm signals output from the comparators 26A and 26B in Fig. 1 to record and manage the coordinates of the off-line position. The map can be displayed on 34B. In addition to the map 34B, the display 34A displays the latitude / longitude, date, time, and monorail speed of the point O.
  • the image P1 including the map 34B displayed on the display 34A of the personal computer 34 is transferred to the recording device 30 together with the images of the cameras 18A and 18B and the vehicle window camera 28. Then, on the display 40A of the monitor 40 connected to the recording device 30, the image P2 of the contact point between the rubbing plate 16A and the train line 12A and the image P3 of the contact point between the rubbing plate 16B and the train line 12B are displayed and operated. Along with the landscape image P4 from the seat, 4 screens are displayed simultaneously, and 4 screens are simultaneously recorded in the recording device 30 simultaneously. This landscape image P4 can be used for approximate position recognition.
  • Reference numeral 42 in the display 40A of the monitor 40 is a traveling rail (girder), and reference numerals 44A and 44B are traveling tires.
  • the monorail pantographs 14A and 14B are installed inside the bogie covers 52A and 52B under the floor of the vehicle 50 shown in FIGS. 3 (A), (B), and (C).
  • the illuminance sensors 20A and 20B can detect UV light in an ambient illuminance environment of about 1 OOOlx, it is possible to sufficiently detect and detect arc light 22A and 22B with strong ultraviolet rays even in such an environment. It is. In the unlikely event that the illuminance sensors 20A and 20B mistakenly recognize a disconnection, it can be easily determined by visually observing the images P2 and P3 captured by the cameras 18A and 18B on the monitor 40.
  • the PC 34 in FIG. 1 can record the disconnection point as a point 0 (point) on the map 34B, the number of meters the GPS device 32 has when going to repair work on the disconnection point later. (2 to 3m) It is easy to get to the site with accuracy, and since the coordinates are electronically managed, the coordinates are transferred to a handy type GPS device (not shown) and the operator carries the GPS device. This makes it easy to get to the site without a map.
  • the train line separation line detection device 10 of the embodiment when the alarm signal from the comparator 26A and Z or the comparator 26B is output to the personal computer 34, the personal computer 34 Position information from satellites received by device 32 Is recorded in the recording device 30. Therefore, the separation line position can be easily identified by reading the position information recorded in the recording device 30.
  • the personal computer 34 adds the separation line detection information to the contact point images P2 and P3 imaged by the cameras 18A and 18B, and sends it to the recording device 30. Since it is recorded, it is easy to search for an image at the time of subsequent separation. In addition, by reading out the image, it is possible to visually confirm the state of separation at the separation point. In addition, by photographing the same part after inspection and repair, these images become comparative verification materials. Based on the position information received by the GPS device 32, the image at the same location after inspection and repair can be easily obtained by capturing the contact point with the cameras 18A and 18B when positioned at the separation line. it can.
  • the personal computer 34 records the latitude and longitude information of the current position acquired by the GPS device 32 on the recording device 30 in association with images continuously captured by the cameras 18A and 18B, It is possible to easily check the status of the electric lines 12A and 12B at arbitrary positions that are located at predetermined distances on the entire line that connects only the points.
  • the display 34A of the personal computer 34 is pre-stored and displayed by superimposing the disconnection detection position (point O) on the map information, the operator can easily identify the disconnection point and the disconnection point. Can be confirmed in real time.
  • the separation line position can be detected even when the ambient illuminance changes, and the inertial traveling can be performed regardless of the power supply type of the vehicle. It is possible to detect the position of the separation line even at any time, and to easily identify the position where the separation line occurs regardless of the form of suspension of the train line or the shape of the support column.
  • the illuminance sensors 20A and 20B are used for detecting the arc light 22A and 22B, but a spectrophotometer or the like is used to detect ultraviolet rays or copper. You may make it detect the light wavelength peculiar to a spark.
  • the lighting of the degree is applied to the contact portions of the rubbing plates 16A and 16B and the train lines 12A and 12B without obstructing the detection of the arc light so that the ambient illuminance is stable.
  • the accuracy of arc light detection can be improved.
  • the force described for the straddle-type monorail is limited to this.
  • the train line separation detector 10 of the embodiment can also be applied to a suspended monorail that is not a thing.
  • a current collector including a pantograph is installed in a cylindrical cover that covers the traveling rail. 20B, 24A, 24B can be installed

Abstract

　本発明は、電車のパンタグラフの擦り板が電車線から離線した位置を容易に検出することができる電車線離線検知装置及び電車線離線検知方法を提供する。本発明の電車線離線検知装置（１０）は、＋側の電車線（１２Ａ）側において、パンタグラフ（１４Ａ）の擦り板（１６Ａ）と電車線（１２Ａ）の接触点に向けてカメラ（１８Ａ）と照度センサ（２０Ａ）が、さらに接触点から発光するアーク光（２２Ａ）を直接捉えず、かつパンタグラフ（１４Ａ）の周囲の照度を捉えるようにした照度センサ（２４Ａ）が設置される。またこれと同様に、－側の電車線（１２Ｂ）においても、パンタグラフ（１４Ｂ）の擦り板（１６Ｂ）と電車線（１２Ｂ）の接触点に向けてカメラ（１８Ｂ）と照度センサ（２０Ｂ）が、さらに接触点から発光するアーク光（２２Ｂ）を直接捉えず、かつパンタグラフ（１４Ｂ）の周囲の照度を捉えるようにした照度センサ（２４Ｂ）が設置される。照度センサ（２０Ａ、２４Ａ）には、出力値を比較し、出力差が一定以上の場合に警報出力するコンパレータ（２６Ａ）が接続され、同様に－側の照度センサ（２０Ｂ、２４Ｂ）にも、出力値を比較し、出力差が一定以上の場合に警報出力するコンパレータ（比較手段）（２６Ｂ）が接続される。

Description

明 細 書
電車線離線検知装置及び電車線離線検知方法
技術分野
[0001] 本発明は、モノレールや電気鉄道などの軌道に沿って、車輛に電力を供給するた めに設置される電車線における保守や点検作業に関し、特にパンタグラフを有する 集電装置と電車線の接触状態を点検し、離線位置を検出するための電車線離線検 知装置及び電車線離線検知方法に関する。
背景技術
[0002] 鉄道やモノレールなどの車輛に電力を供給する電車線は、新規敷設時及び日常 的な摩耗や腐食による、集電装置を構成するパンタグラフの擦り板に対する離線の 有無について点検が行われる。例えば、擦り板の離線は次の事象を引き起こす。
[0003] A)離線するとその瞬間にアークが発生し、このアーク持続時間によっては硬銅製 の電車線を軟化させ、局所的な異常摩耗や、上空架線においては破断に至る。
[0004] B)集電不良により車輛の瞬間的な停電が起こり、車輛内電子機器などに動作不良 が起きる。
[0005] C)アーク発生時のスパーク音が周辺への騒音となる。
[0006] 以上のことから走行区間の電車線全線にぉ 、て、離線を低減するように保守、是正 を行う必要があるため、離線箇所を特定する必要がある。下記に、従来の離線検知 方法とその問題点について述べる。
[0007] a)パンタグラフ側電圧降下の検出による離線検知方法
離線により瞬間的に車輛側のパンタグラフ電圧が降下する現象を捉え、正常に集 電している他車輛との電圧差により検出する方法である。この方法では、集電不良を 補うため複数パンタグラフ間を高圧母線で繋いでいる最近の車輛には用いることが できない。
[0008] b)パンタグラフ側電流値降下の検出による離線検知方法
パンタグラフから出る給電ケーブルにクランプメータなどの電流計を設置し、電流値 の瞬時低下力も離線を検知する方法である。この方法では、前述のような高圧母線 が通されている場合でも母線よりもパンタグラフ側に電流計を設置すれば検出が可 能である。しかし、電車がモータによらず惰性で走行しているときは電流値が極度に 低くなるため、この区間では検出が困難になる。
[0009] c)地上から夜間写真撮影により検出する離線検知方法
路線側方にカメラを設置し夜間に長時間露光で車輛通過の間撮影し、アーク発生 箇所が電車線近傍の光の点となることから検知する方法である。この方法では、ァー ク発生場所の特定が一目瞭然であるが、周囲の照明が障害となること、山間部や橋 梁部などではカメラ設置が困難であることなど特定の条件下でなければ実施できな い。更に、一度に撮影できる範囲も限られていることから全線に渡る検知には向いて いない。
[0010] d)照度センサや光センサを用いた明るさ検出による離線検知方法
車上にパンタグラフと電車線の接触箇所の方向へ向けた照度センサや光センサを 設置し、アーク光によるセンサの出力から検知する方法である。この方法では、 と 同様に夜間走行又はトンネル区間など周囲が十分に暗い状況でなければ検出は困 難である。
[0011] e)ビデオカメラ撮影と画像解析による離線検知方法
パンタグラフと電車線の接触点を車輛に搭載したカメラにより連続的にビデオ撮影 及び記録し、その画像を明るさあるいは色合いを基準に連続的に比較分析すること によりアークを検知する方法である。この方法においても、 c)と同様に比較分析可能 となる一定以上の周囲の暗さが必要であり、周囲照度が連続的に変化する場合など は検出が難 、という問題がある。
[0012] 以上の検出方法では、 c)の地上から観察する場合を除き、そのままではアーク発 生箇所の特定が難しいので、走行車輛の始点と速度から時間を基準にアーク検知 箇所と関連づけて位置を特定したり、懸垂式の電車線では、その間隔をおいて設置 されて 、る支柱をカウントしアーク検知箇所の範囲を特定したりして 、る。
[0013] 前者の位置特定方法では、車輛力 速度信号を取り出す必要があり、速度と時間 の演算により正確な位置特定を行うことができる力 線路設備には 100m単位の路線 距離表示しかな!/、ため、作業者が現地で巻き尺等により正確な位置を計測しなけれ ばならず、離線位置の特定には手間がかかる。
[0014] 後者の方法では、架線支柱はほぼ 10m間隔で設置されて 、るため比較的狭 、範 囲で離線発生位置の特定が可能であるが、支柱の形状や設置距離が異なる場合に 検出困難となる場合があるなどの問題がある。また、直接壁面力も懸架されているトン ネル区間やモノレールなどには適用することができない。
[0015] なお、特許文献 1には、トロリ線の摩耗量を検知する検知装置が開示されている。こ の検知装置は、トロリ線が銅被覆鋼製であることに着目し、トロリ線とパンタグラフとが 摺動して生起されたアーク放電の光を分光器により波長分散し、鉄に固有な波長を 持つ光を検出した際に摩耗が銅芯線にまで到達したことを検知する。この検知装置 は、トロリ線の摩耗は検出できるものの、その位置を全線において特定する手段を有 していない。また、特許文献 2には、パンタグラフのアーク検出装置が開示されている 力 これもまた、その位置を全線において特定する手段を有していない。
特許文献 1：特開平 9 5035号公報
特許文献 2：特開平 11—46402号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0016] 本発明の目的は、上記のような各離線検出方法における問題点を克服し、電車の パンタグラフの擦り板が電車線力 離線した位置を容易に検出することができる電車 線離線検知装置及び電車線離線検知方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0017] 本発明の第 1態様は、前記目的を達成するために、電車に搭載されるとともに、電 車のパンタグラフの擦り板が電車線から離線することを検知する検知部と、前記電車 に搭載されるとともに、人工衛星からの位置情報に基づき電車の現在位置を取得す る測位用受信機と、前記検知部によって離線を検知した際に、前記測位用受信機に よって受信された電車の現在位置を記録部に記録させる制御部と、を備えることを特 徴としている。
[0018] 本発明の第 1態様によれば、検知部によって離線を検知すると、その時に測位用受 信機によって受信された人工衛星からの位置情報を、制御部が記録部に記録する。 よって、離線位置は、記録部に記録された位置情報を読み出すことにより容易に特 定できる。なお、人工衛星からの位置情報は、誤差が 2〜3mm程度なので、特定さ れた離線位置において、実際の離線位置の検出に手間取ることはない。
[0019] 本発明の第 2態様は、第 1態様において、前記擦り板と前記電車線との接触点を撮 像する撮像手段を備え、前記制御部は、前記検知部によって離線を検知した際に、 前記撮像手段によって撮像された画像に離線検知情報を付加して記録部に記録さ せることを特徴とする。
[0020] 本発明の第 2態様によれば、検知部によって離線を検知した際に、撮像手段によつ て撮像された画像に離線検知情報を付加して記録部に記録させたので、後で行う離 線時の画像検索が容易になる。また、その画像を読み出すことにより、その離線箇所 の離線状況を視覚的に確認できる。また、点検補修後に同箇所を撮影することにより 、それらの画像が比較検証資料となる。点検補修後の同箇所の画像は、測位用受信 機によって受信されている前記位置情報に基づき、その離線位置に位置した際に撮 像手段で前記接触点を撮像することにより容易に得ることができる。
[0021] 本発明の第 3態様は、第 2態様において、前記制御部は、前記測位用受信機が取 得した現在位置の緯度経度情報を、前記撮像手段によって連続的に撮像された画 像に対応させて記録部に記録させることを特徴とする。
[0022] 本発明の第 3態様によれば、測位用受信機が取得した現在位置の緯度経度情報 を、撮像手段によって連続的に撮像された画像に対応させて制御部が記録部に記 録させる。このように、撮像手段によって画像を連続的に撮像することにより、離線箇 所だけではなぐ路線全線の所定間距離毎に位置する任意の位置の電車線の状態 を容易に確認することができる。
[0023] 本発明の第 4態様は、第 1、第 2、又は第 3態様において、前記制御部は、前記検 知部の離線検知の信号出力に、前記測位用受信機で得られた位置情報を対応させ て表示部に出力し、該表示部は、あら力じめ記憶されている地図情報に離線検知位 置を重畳して表示することを特徴とする。
[0024] 本発明の第 4態様によれば、表示部は、あら力じめ記憶されている地図情報に離線 検知位置を重畳して表示するので、オペレータは離線箇所を容易に特定できるととも に、離線箇所をリアルタイムに確認することができる。
[0025] 本発明の第 5態様は、第 1、第 2、第 3又は第 4態様において、前記検知部は、 1箇 所の離線観測点に対し 2つの照度検出器又は分光高度計などの光または明るさをそ の強度に応じて検出する検出手段を備え、一方の検出手段は、前記擦り板と前記電 車線の接触点の明るさを検出する位置に設置され、他方の検出手段は、離線観測 点から発せられる離線によるアークの光を直接受け入れず、かつその周囲の明るさを 検出する位置に設置され、前記検知部は、双方の検出手段が検出した明るさ又は光 強度を比較手段により比較させ、一定以上の差がある時に離線検知信号を出力する ことを特徴とする。
[0026] 本発明の第 5態様の検知部に係る発明は、離線によって発生するアーク光に着目 し、アーク光の明るさを検出する一方の検出手段と、アーク光を直接受け入れず、か つその周囲の明るさを検出する他方の検出手段と、双方の検出手段が検出した明る さ又は光強度を比較して、その出力に一定以上の差 (経験値）がある時に離線検知 信号を出力する比較手段とを有している。これにより、周囲に照度変化が生じてもァ 一ク光を周囲の光から判別できるので、離線を確実に検知することができる。
[0027] 本発明の第 6態様は、第 5態様において、前記電車は、跨座式モノレール、又は懸 垂式モノレールであり、前記検出手段は、前記パンタグラフを覆うカバーの内側に配 置されて!ヽることを特徴とする。
[0028] 本発明の第 6態様によれば、検出手段は、モノレール特有のパンタグラフを覆う台 車力バー（通称:スカート）の内側に、すなわち、明るさの暗い環境に設置されている 1S 検出手段として照度検出器を使用すると、照度検出器は例えば ΙΟΟΟΙχ程度の 周囲照度環境で紫外光を検知できるため、喑 、環境下でも紫外線の強 、アーク光を 十分に識別検知することができる。また、このような暗い環境下に検出手段を配置す ることにより、周囲の光を検出する他方の検出手段の出力値の変動を抑えることがで きるので、比較手段における比較制御アルゴリズム回路の設計が容易になる。
[0029] 以上の如ぐ本発明に係る電車線離線検知装置によれば、周囲照度が変化する場 合にも離線位置を検出でき、車輛の給電形式に依らず、惰性走行時でも離線位置を 検出でき、かつ離線発生位置の特定を電車線懸架形態や支柱形状などによらず簡 便に行うことができる。
[0030] 本発明の第 7態様の方法発明は、前記目的を達成するために、第 1〜第 6態様のう ち ヽずれか一つの電車線離線検知装置を用いて、電車のパンタグラフの擦り板が電 車線から離線した位置を検知することを特徴とする。
発明の効果
[0031] 本発明に係る電車線離線検知装置によれば、周囲照度が変化する場合にも離線 位置を検出でき、車輛の給電形式に依らず、惰性走行時でも離線位置を検出でき、 かつ離線発生位置の特定を電車線懸架形態や支柱形状などによらず簡便に行うこ とがでさる。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1]本発明による電車線離線検知装置の好ましい実施例の機器構成図
[図 2]図 1の電車線離線検知装置の電子地図及び GPSデータのパソコン画面表示 例を示した説明図
[図 3] (A)、（B)、（C)は跨座式モノレールの説明図であってカバーに対するカメラ及 び照度センサの取付位置を示した説明図
符号の説明
[0033] 10…電車線離線検知装置、 12Α、 12Β· ··電車線、 14A、 14B…パンタグラフ、 16 Α、 16Β· ··擦り板、 18Α、 18Β· ··カメラ、 20Α、 20Β· ··照度センサ、 22Α、 22Β· ··ァ ーク光、 24Α、 24Β· ··照度センサ、 26Α、 26Β· ··コンパレータ、 28· ··車窓用カメラ、 3 0· ··記録装置、 32- GPS装置、 34· ··ノ ソコン、 40…モニタ、 50· ··車輛、 52A、 52B …台車カバー
発明を実施するための最良の形態
[0034] 以下添付図面に従って、本発明に係る電車線離線検知装置の好ましい実施の形 態について詳説する。
[0035] 図 1は、実施の形態の電車線離線検知装置 10の全体構成を示すブロック図が示さ れている。この電車線離線検知装置 10は、跨座式モノレール交通の電車線離線検 知を目的としたものであり、 +側の電車線 12A側において、パンタグラフ 14Aの擦り 板 16Aと電車線 12Aの接触点 (離線観測点）に向けてカメラ (撮像手段） 18Aと照度 センサ (検知部:検出手段） 20Aが設置されるとともに、前記接触点力 発光するァー ク光 22Aを直接捉えず、かつパンタグラフ 14Aの周囲の照度を捉えるようにした照度 センサ 24Aが設置される。またこれと同様に、一側の電車線 12Bにおいても、パンタ グラフ 14Bの擦り板 16Bと電車線 12Bの接触点に向けてカメラ (撮像手段） 18Bと照 度センサ (検出手段） 20Bが設置されるとともに、前記接触点から発光するアーク光 2 2Bを直接捉えず、かつパンタグラフ 14Bの周囲の照度を捉えるようにした照度セン サ 24Bが設置される。
[0036] 更に、 +側の 2台の照度センサ 20A、 24Aには、出力値を比較し、出力差 (経験値 )が一定以上の場合に警報出力するコンパレータ (比較手段） 26Aが接続され、同様 に-側の 2台の照度センサ 20B、 24Bにも、出力値を比較し、出力差 (経験値）がー 定以上の場合に警報出力するコンパレータ (比較手段） 26Bが接続される。これらの コンパレータ 26A、 26Bからの警報出力は、パソコン (制御部） 34に出力され、またこ のパソコン 34には、カメラ 18A、 18B及び車窓用カメラ 28の画像を連続記録する記 録装置 30と GPS装置 (測位用受信機) 32とが接続されている。
[0037] 車窓用カメラ 28は、モノレール前方の景色を撮像するように運転席に設置されてい る。また、 GPS装置 32は、 GPSアンテナ 36と GPSユニット 38とから構成され、 GPS アンテナ 36で受信した人工衛星 (不図示)からの位置情報に基づき、 GPSユニット 3 8が GPSアンテナ 36の現在位置 (緯度経度）を算出する周知の全地球測位システム である。 GPSアンテナ 36は、離線位置を検出するために、擦り板 16A、 16Bに近接 配置することが好ましいが、人工衛星力もの位置情報を障害なく受信するため、及び 擦り板 16A、 16Bの位置を特定するために、車輛の天井部であって擦り板 16A、 16 Bの真上に設置することが好まし 、。
[0038] GPS装置 32が接続されたパソコン 34には、モノレール路線を平面的に表した電子 図面ファイル（地図）を取り込むことができるプログラムが内包されている。更に、その プログラムには、電子地図上の任意点に予め GPS装置 32から取得した緯度経度の 座標データを入力することで、路線上の各点を座標として認識できる機能を備えて ヽ る。また、そのプログラムは、 GPS装置 32から得た自位置情報を、パソコン 34のディ スプレイ 34Aに表示された、図 2の地図 34B上に点 Oとして表し、さらに図 1のコンパ レータ 26A、 26Bから出力された警報信号にリンクして離線位置の座標を記録、管理 し、ディスプレイ 34Aの地図 34B上に表示することができる。なお、ディスプレイ 34A には、地図 34Bの他、点 Oの緯度経度、日付、時間、モノレール速度が表示される。
[0039] このパソコン 34のディスプレイ 34Aに表示された地図 34Bを含む画像 P1は、カメラ 18A、 18B、車窓用カメラ 28の画像とともに記録装置 30に転送される。そして、記録 装置 30に接続されたモニタ 40のディスプレイ 40Aに、擦り板 16Aと電車線 12Aの接 触点の画像 P2、擦り板 16Bと電車線 12Bの接触点の画像 P3にカ卩え、運転席からの 景観画像 P4と併せて 4画面同時に表示されるとともに、 4画面同時に記録装置 30に 連続記録される。この景観画像 P4は、おおよその位置認識に役立たせることができ る。なお、モニタ 40のディスプレイ 40A中の符号 42は走行レール (桁）であり、符号 4 4A、 44Bは、走行タイヤである。
[0040] モノレールのパンタグラフ 14A、 14Bは、図 3の（A)、（B)、（C)で示す車輛 50の床 下の台車カバー 52A、 52Bの内側に設置されており、ある程度の暗さ環境にあるが、 台車カバー 52A、 52Bと走行レール 42との間には隙間があり走行区間の外光の入 光度合いにより照度は常に変化する環境にある。し力 照度センサ 20A、 20Bは、 1 OOOlx程度の周囲照度環境で UV光を検知できるものであるため、このような環境で も紫外線の強いアーク光 22A、 22Bを十分に識別検知することが可能である。また 万が一、照度センサ 20A、 20Bが離線を誤認した場合でもカメラ 18A、 18Bにて撮 像された画像 P2、 P3をモニタ 40で目視することにより容易に判断が可能である。
[0041] 更に、図 1のパソコン 34では地図 34B上に点 0 (ポイント）として離線地点を記録す ることができるので、後に離線箇所の補修作業へ向かう際も、 GPS装置 32の持つ数 メートル (2〜3m)精度で容易に現地へたどり着くことができ、さらに座標を電子管理 しているため、ハンディタイプの GPS装置（不図示）に座標を受け渡し、その GPS装 置を作業者が携帯することで、地図なしでも現地にたどり着くことが容易となる。
[0042] 繰り返し説明すると、実施の形態の電車線離線検知装置 10によれば、コンパレー タ 26A、及び Zまたはコンパレータ 26Bからの警報信号がパソコン 34に出力されると 、パソコン 34は、その時に GPS装置 32によって受信された人工衛星からの位置情報 を、記録装置 30に記録する。よって、離線位置は、記録装置 30に記録された位置情 報を読み出すことにより容易に特定できる。
[0043] また、コンパレータ 26A、及び/またはコンパレータ 26Bによって離線を検知すると 、パソコン 34は、カメラ 18A、 18Bによって撮像された接触点の画像 P2、 P3に離線 検知情報を付加して記録装置 30に記録させたので、後に行う離線時の画像検索が 容易になる。また、その画像を読み出すことにより、その離線箇所の離線状況を視覚 的に確認できる。また、点検補修後に同箇所を撮影することにより、それらの画像が 比較検証資料となる。点検補修後の同箇所の画像は、 GPS装置 32によって受信さ れている位置情報に基づき、その離線位置に位置した際にカメラ 18A、 18Bで前記 接触点を撮像することにより容易に得ることができる。
[0044] 更に、 GPS装置 32が取得した現在位置の緯度経度情報を、カメラ 18A、 18Bによ つて連続的に撮像された画像に対応させてパソコン 34が記録装置 30に記録させれ ば、離線箇所だけではなぐ路線全線の所定間距離毎に位置する任意の位置の電 車線 12A、 12Bの状態を容易に確認することができる。
[0045] また、パソコン 34のディスプレイ 34Aは、あらかじめ記憶されて 、る地図情報に離 線検知位置（点 O)を重畳して表示するので、オペレータは離線箇所を容易に特定 できるとともに、離線箇所をリアルタイムに確認することができる。
[0046] 以上の如ぐ実施の形態の電車線離線検知装置 10及び離線検知方法によれば、 周囲照度が変化する場合にも離線位置を検出でき、車輛の給電形式に依らず、惰 性走行時でも離線位置を検出でき、かつ離線発生位置の特定を電車線懸架形態や 支柱形状などによらず簡便に行うことができる。
[0047] なお、実施の形態の電車線離線検知装置 10では、アーク光 22A、 22Bの検知用と して照度センサ 20A、 20Bを用いていたが、分光光度計などを使用し、紫外線や銅 火花特有の光線波長を検出するようにしても良い。
[0048] また、照度センサ 20A、 20Bを用いる場合にも、アーク光検出を阻害しな 、程度の 照明を擦り板 16A、 16Bと電車線 12A、 12Bの接触部に当て、周囲照度の安定ィ匕を 図ることで、アーク光検知精度の向上を図ることができる。
[0049] 更に、実施の形態では、跨座式モノレールについて説明した力 これに限定される ものではなぐ懸垂式モノレールについても、実施の形態の電車線離線検知装置 10 を適用することができる。懸垂式モノレールの場合は、走行レールを覆う筒状のカバ 一内にパンタグラフを含む集電装置が設置されて 、るので、このカバーの内側に実 施の形態のカメラ 18A、 18B、照度センサ 20A、 20B、 24A、 24Bを設置すればよい

Claims

請求の範囲
[1] 電車に搭載されるとともに、電車のパンタグラフの擦り板が電車線力 離線すること を検知する検知部と、
前記電車に搭載されるとともに、人工衛星力ゝらの位置情報に基づき電車の現在位 置を取得する測位用受信機と、
前記検知部によって離線を検知した際に、前記測位用受信機によって受信された 電車の現在位置を記録部に記録させる制御部と、
を備えることを特徴とする電車線離線検知装置。
[2] 前記擦り板と前記電車線との接触点を撮像する撮像手段を備え、
前記制御部は、前記検知部によって離線を検知した際に、前記撮像手段によって 撮像された画像に離線検知情報を付加して記録部に記録させることを特徴とする請 求項 1に記載の電車線離線検知装置。
[3] 前記制御部は、前記測位用受信機が取得した現在位置の緯度経度情報を、前記 撮像手段によって連続的に撮像された画像に対応させて記録部に記録させることを 特徴とする請求項 2に記載の電車線離線検知装置。
[4] 前記制御部は、前記検知部の離線検知の信号出力に、前記測位用受信機で得ら れた位置情報を対応させて表示部に出力し、該表示部は、あら力じめ記憶されてい る地図情報に離線検知位置を重畳して表示することを特徴とする請求項 1、 2又は 3 のうちいずれか一つに記載の電車線離線検知装置。
[5] 前記検知部は、 1箇所の離線観測点に対し 2つの照度検出器又は分光高度計など の光または明るさをその強度に応じて検出する検出手段を備え、前記検出手段のう ち一方の検出手段は、前記擦り板と前記電車線の接触点の明るさを検出する位置に 設置され、他方の検出手段は、離線観測点力 発せられる離線によるアークの光を 直接受け入れず、かつその周囲の明るさを検出する位置に設置され、
前記検知部は、双方の検出手段が検出した明るさ又は光強度を比較手段により比 較させ、一定以上の差がある時に離線検知信号を出力することを特徴とする請求項 1、 2、 3又は 4のうちいずれか一つに記載の電車線離線検知装置。
[6] 前記電車は、跨座式モノレール、又は懸垂式モノレールであり、 前記検出手段は、前記パンタグラフを覆うカバーの内側に配置されていることを特 徴とする請求項 5に記載の電車線離線検知装置。
請求項 1〜6のうち 、ずれか一つの電車線離線検知装置を用いて、電車のパンタ グラフの擦り板が電車線力ゝら離線した位置を検知することを特徴とする電車線離線検 知方法。
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