(57)【要約】【課題】鉄道線路内に不動点又は目印を設置することなく、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置情報を高精度で取得することができる位置検知方法を提供する。【解決手段】鉄道車両が分岐器を通過する際に、鉄道車両の幅方向における第１の側の車輪２４ａが転動しているレール部２５ａの断面形状２６ａ、及び、鉄道車両の幅方向における第１の側と反対側の車輪２４ｂが転動しているレール部２５ｂの断面形状２６ｂを測定し、測定された断面形状２６ａの測定値、及び、測定された断面形状２６ｂの測定値に基づいて、鉄道車両が分岐器を通過している時の鉄道車両の位置を算出し、算出された位置が分岐器の位置として設定された基準位置に近づくように、鉄道車両の位置を補正する。【選択図】図３
2020172230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知方法において、
前記鉄道線路は、分岐器を有し、
前記分岐器の位置は、第１基準位置として設定されており、
前記位置検知方法は、
（ａ）前記鉄道車両が前記分岐器を通過する際に、前記鉄道車両の幅方向における第１の側の第１車輪が転動している第１レール部の第１断面形状、及び、前記鉄道車両の前記幅方向における前記第１の側と反対側の第２車輪が転動している第２レール部の第２断面形状を測定するステップ、
（ｂ）前記（ａ）ステップにて測定された前記第１断面形状の第１測定値、及び、前記（ａ）ステップにて測定された前記第２断面形状の第２測定値に基づいて、前記鉄道車両が前記分岐器を通過している時の前記鉄道車両の第１位置を算出し、算出された前記第１位置が前記第１基準位置に近づくように、前記鉄道車両の位置を補正するステップ、
を有する、位置検知方法。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検知方法において、
前記（ａ）ステップでは、前記鉄道車両が前記分岐器を通過する際に、前記鉄道車両を移動させながら、前記第１断面形状及び前記第２断面形状を複数回繰り返して測定し、
前記（ｂ）ステップでは、前記（ａ）ステップにて測定された複数の前記第１測定値、及び、前記（ａ）ステップにて測定された複数の前記第２測定値に基づいて、前記第１位置を算出する、位置検知方法。
【請求項３】
請求項２に記載の位置検知方法において、
（ｃ）前記鉄道車両が前記分岐器を通過する際に、前記鉄道線路のうち前記分岐器から離れた部分に設定された第２基準位置から前記鉄道車両の現在位置までの第１距離を、前記鉄道車両を移動させながら複数回繰り返して測定するステップ、
を有し、
前記（ｂ）ステップでは、前記（ａ）ステップにて測定された前記複数の第１測定値、前記（ａ）ステップにて測定された前記複数の第２測定値、前記（ｃ）ステップにて測定された複数の前記第１距離の第３測定値、及び、前記第２基準位置に基づいて、前記第１位置を算出し、算出された前記第１位置が前記第１基準位置に近づくように、前記第２基準位置を補正する、位置検知方法。
【請求項４】
請求項３に記載の位置検知方法において、
（ｄ）前記（ｃ）ステップの前に、衛星測位システムを用いた前記第２基準位置の測位が可能な場合、前記衛星測位システムを用いた測位により前記第２基準位置を設定し、前記衛星測位システムを用いた前記第２基準位置の測位が可能でない場合、前記第２基準位置を仮設定するステップ、
を有する、位置検知方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の位置検知方法において、
前記鉄道線路は、
第１軌道部と、
前記第１軌道部と接続される第２軌道部と、
前記第２軌道部と切り替え可能に、前記第１軌道部と接続される第３軌道部と、
を有し、
前記分岐器は、前記第２軌道部及び前記第３軌道部と、前記第１軌道部との間に設けられ、且つ、前記第１軌道部を前記第２軌道部又は前記第３軌道部と切り替え可能に接続し、
前記（ｂ）ステップでは、前記鉄道車両が前記第１軌道部側から前記分岐器に進入した場合、前記（ａ）ステップにて測定された前記複数の第１測定値、及び、前記（ａ）ステップにて測定された前記複数の第２測定値に基づいて、前記鉄道車両が前記第２軌道部及び前記第３軌道部のいずれに進入するかを検知し、前記鉄道車両が前記第１軌道部側と反対側から前記分岐器に進入した場合、前記（ａ）ステップにて測定された前記複数の第１測定値、及び、前記（ａ）ステップにて測定された前記複数の第２測定値に基づいて、前記鉄道車両が前記第２軌道部及び前記第３軌道部のいずれを通過したかを検知する、位置検知方法。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか一項に記載の位置検知方法において、
前記鉄道線路は、曲線区間を有し、
前記曲線区間の位置は、第３基準位置として設定されており、
前記位置検知方法は、更に、
（ｅ）前記鉄道車両が前記曲線区間を通過する際に、前記鉄道車両を移動させながら、前記鉄道車両のヨー角速度を複数回繰り返して測定するステップ、
を有し、
前記（ｂ）ステップでは、前記（ｅ）ステップにて測定された複数の前記ヨー角速度の第４測定値に基づいて、前記鉄道車両が前記曲線区間を通過している時の前記鉄道車両の第２位置を算出し、算出された前記第２位置が前記第３基準位置に近づくように、前記鉄道車両の位置を補正する、位置検知方法。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか一項に記載の位置検知方法において、
前記（ａ）ステップでは、前記第１断面形状及び前記第２断面形状を断面形状測定部により測定し、
前記断面形状測定部は、
前記第１レール部の第１上部、及び、前記第１レール部の前記第２レール部と対向する側の第１側部に、第１スリット光を照射する第１照射部と、
前記第１レール部のうち前記第１照射部により前記第１スリット光が照射されている部分を撮像して前記第１断面形状を測定する第１撮像部と、
前記第２レール部の第２上部、及び、前記第２レール部の前記第１レール部と対向する側の第２側部に、第２スリット光を照射する第２照射部と、
前記第２レール部のうち前記第２照射部により前記第２スリット光が照射されている部分を撮像して前記第２断面形状を測定する第２撮像部と、
を含む、位置検知方法。
【請求項８】
請求項３又は４に記載の位置検知方法において、
前記（ｃ）ステップでは、前記第１距離を距離測定部により測定し、
前記距離測定部は、ドップラセンサ又は速度発電機を含む、位置検知方法。
【請求項９】
鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知システムにおいて、
前記鉄道線路は、分岐器を有し、
前記分岐器の位置は、第１基準位置として設定されており、
前記位置検知システムは、
前記鉄道車両が前記分岐器を通過する際に、前記鉄道車両の幅方向における第１の側の第１車輪が転動している第１レール部の第１断面形状、及び、前記鉄道車両の前記幅方向における前記第１の側と反対側の第２車輪が転動している第２レール部の第２断面形状を測定する断面形状測定部と、
前記断面形状測定部により測定された前記第１断面形状の第１測定値、及び、前記断面形状測定部により測定された前記第２断面形状の第２測定値に基づいて、前記鉄道車両が前記分岐器を通過している時の前記鉄道車両の第１位置を算出し、算出された前記第１位置が前記第１基準位置に近づくように、前記鉄道車両の位置を補正する位置検知部と、
を有する、位置検知システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の位置検知システムにおいて、
前記断面形状測定部は、前記鉄道車両が前記分岐器を通過する際に、前記鉄道車両を移動させながら、前記第１断面形状及び前記第２断面形状を複数回繰り返して測定し、
前記位置検知部は、前記断面形状測定部により測定された複数の前記第１測定値、及び、前記断面形状測定部により測定された複数の前記第２測定値に基づいて、前記第１位置を算出する、位置検知システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の位置検知システムにおいて、
前記鉄道車両が前記分岐器を通過する際に、前記鉄道線路のうち前記分岐器から離れた部分に設定された第２基準位置から前記鉄道車両の現在位置までの第１距離を、前記鉄道車両を移動させながら複数回繰り返して測定する距離測定部を有し、
前記位置検知部は、前記断面形状測定部により測定された前記複数の第１測定値、前記断面形状測定部により測定された前記複数の第２測定値、前記距離測定部により測定された複数の前記第１距離の第３測定値、及び、前記第２基準位置に基づいて、前記第１位置を算出し、算出された前記第１位置が前記第１基準位置に近づくように、前記第２基準位置を補正する、位置検知システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の位置検知システムにおいて、
衛星測位システムを用いた前記第２基準位置の測位が可能な場合、前記衛星測位システムを用いた測位により前記第２基準位置を設定し、前記衛星測位システムを用いた前記第２基準位置の測位が可能でない場合、前記第２基準位置を仮設定する基準位置設定部を有する、位置検知システム。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の位置検知システムにおいて、
前記鉄道線路は、
第１軌道部と、
前記第１軌道部と接続される第２軌道部と、
前記第２軌道部と切り替え可能に、前記第１軌道部と接続される第３軌道部と、
を有し、
前記分岐器は、前記第２軌道部及び前記第３軌道部と、前記第１軌道部との間に設けられ、且つ、前記第１軌道部を前記第２軌道部又は前記第３軌道部と切り替え可能に接続し、
前記位置検知部は、前記鉄道車両が前記第１軌道部側から前記分岐器に進入した場合、前記断面形状測定部により測定された前記複数の第１測定値、及び、前記断面形状測定部により測定された前記複数の第２測定値に基づいて、前記鉄道車両が前記第２軌道部及び前記第３軌道部のいずれに進入するかを検知し、前記鉄道車両が前記第１軌道部側と反対側から前記分岐器に進入した場合、前記断面形状測定部により測定された前記複数の第１測定値、及び、前記断面形状測定部により測定された前記複数の第２測定値に基づいて、前記鉄道車両が前記第２軌道部及び前記第３軌道部のいずれを通過したかを検知する、位置検知システム。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の位置検知システムにおいて、
前記鉄道線路は、曲線区間を有し、
前記曲線区間の位置は、第３基準位置として設定されており、
前記位置検知システムは、更に、前記鉄道車両が前記曲線区間を通過する際に、前記鉄道車両を移動させながら、前記鉄道車両のヨー角速度を複数回繰り返して測定する角速度測定部を有し、
前記位置検知部は、前記角速度測定部により測定された複数の前記ヨー角速度の第４測定値に基づいて、前記鉄道車両が前記曲線区間を通過している時の前記鉄道車両の第２位置を算出し、算出された前記第２位置が前記第３基準位置に近づくように、前記鉄道車両の位置を補正する、位置検知システム。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の位置検知システムにおいて、
前記断面形状測定部は、
前記第１レール部の第１上部、及び、前記第１レール部の前記第２レール部と対向する側の第１側部に、第１スリット光を照射する第１照射部と、
前記第１レール部のうち前記第１照射部により前記第１スリット光が照射されている部分を撮像して前記第１断面形状を測定する第１撮像部と、
前記第２レール部の第２上部、及び、前記第２レール部の前記第１レール部と対向する側の第２側部に、第２スリット光を照射する第２照射部と、
前記第２レール部のうち前記第２照射部により前記第２スリット光が照射されている部分を撮像して前記第２断面形状を測定する第２撮像部と、
を含む、位置検知システム。
【請求項１６】
請求項１１又は１２に記載の位置検知システムにおいて、
前記距離測定部は、ドップラセンサ又は速度発電機を含む、位置検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知方法及び位置検知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
保守用車両等の鉄道車両を用いて線路に沿って行う測定等の作業において、衛星測位システムを用いて線路上の鉄道車両の位置を検知する位置検知方法が知られている。特開２０１８−２８５１６号公報（特許文献１）には、複数の衛星から測位用電波を受信して列車の位置を検出する列車位置検出装置において、線路の鉄道設計基準を予め記憶する鉄道設計基準記憶部と、列車の位置を自立航法により検出する位置検出部と、を備え、位置検出部は、測位用電波による列車の位置の検出結果が鉄道設計基準を満たしていない場合に、自立航法による位置の検出結果で測位用電波による列車の位置の検出結果を補正する技術が開示されている。
【０００３】
また、ドップラセンサを用いて線路上の鉄道車両の位置を検知する位置検知方法が知られている。特開２０１８−１６０９８号公報（特許文献２）には、鉄道車両位置測定システムにおいて、ドップラーセンサから得られる情報に基づいて、鉄道車両の速度であるドップラー速度を取得するドップラー速度取得手段と、衛星測位システムを用いて、鉄道車両が存在する位置の緯度経度情報である衛星測位位置情報を取得する衛星測位位置情報取得手段と、を備える技術が開示されている。
【０００４】
また、レールにスリット光を照射し、レールのうちスリット光が照射されている部分を撮像してレールの断面形状を測定する技術が知られている。特開２００６−２５８５３１号公報（特許文献３）には、レール断面測定方法において、レールの上方からレールにレーザ光を照射してレール表面にその輪郭線を表示し、レールの幅方向左右の輪郭線を２台のＣＣＤカメラで撮影し、両カメラで撮影された左右の撮影画像を３次元処理してレール断面形状の全体又は一部の合成画像を作成し、その合成画像に基づいてレール断面を測定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−２８５１６号公報
【特許文献２】特開２０１８−１６０９８号公報
【特許文献３】特開２００６−２５８５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の軌道検測車等による位置検知方法では、鉄道線路内に設置された不動点を検知して、検知された不動点の位置を基準位置として設定し、設定された基準位置から鉄道車両の現在位置までの走行距離を、速度発電機で測定された距離を積算することにより測定し、測定された走行距離及び設定された基準位置に基づいて、鉄道車両の位置を検知する。
【０００７】
このような場合、速度発電機で測定された距離を積算することにより走行距離を測定するため、車輪が空転又は滑走すると、測定された走行距離の測定値に誤差が発生し、検知された鉄道車両の位置がずれるという問題がある。また、地方事業者であって軌道検測車が走行していない鉄道事業者については、鉄道線路内に不動点を設置することは困難である。
【０００８】
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知方法において、鉄道線路内に不動点又は目印を設置することなく、位置情報を高精度で取得することができる位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
本発明の一態様としての位置検知方法は、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知方法である。鉄道線路は、分岐器を有し、分岐器の位置は、第１基準位置として設定されている。当該位置検知方法は、鉄道車両が分岐器を通過する際に、鉄道車両の幅方向における第１の側の第１車輪が転動している第１レール部の第１断面形状、及び、鉄道車両の幅方向における第１の側と反対側の第２車輪が転動している第２レール部の第２断面形状を測定する（ａ）ステップと、（ａ）ステップにて測定された第１断面形状の第１測定値、及び、（ａ）ステップにて測定された第２断面形状の第２測定値に基づいて、鉄道車両が分岐器を通過している時の鉄道車両の第１位置を算出し、算出された第１位置が第１基準位置に近づくように、鉄道車両の位置を補正する（ｂ）ステップと、を有する。
【００１１】
また、他の一態様として、（ａ）ステップでは、鉄道車両が分岐器を通過する際に、鉄道車両を移動させながら、第１断面形状及び第２断面形状を複数回繰り返して測定し、（ｂ）ステップでは、（ａ）ステップにて測定された複数の第１測定値、及び、（ａ）ステップにて測定された複数の第２測定値に基づいて、第１位置を算出してもよい。
【００１２】
また、他の一態様として、当該位置検知方法は、鉄道車両が分岐器を通過する際に、鉄道線路のうち分岐器から離れた部分に設定された第２基準位置から鉄道車両の現在位置までの第１距離を、鉄道車両を移動させながら複数回繰り返して測定する（ｃ）ステップを有してもよい。（ｂ）ステップでは、（ａ）ステップにて測定された複数の第１測定値、（ａ）ステップにて測定された複数の第２測定値、（ｃ）ステップにて測定された複数の第１距離の第３測定値、及び、第２基準位置に基づいて、第１位置を算出し、算出された第１位置が第１基準位置に近づくように、第２基準位置を補正してもよい。
【００１３】
また、他の一態様として、当該位置検知方法は、（ｃ）ステップの前に、衛星測位システムを用いた第２基準位置の測位が可能な場合、衛星測位システムを用いた測位により第２基準位置を設定し、衛星測位システムを用いた第２基準位置の測位が可能でない場合、第２基準位置を仮設定する（ｄ）ステップを有してもよい。
【００１４】
また、他の一態様として、鉄道線路は、第１軌道部と、第１軌道部と接続される第２軌道部と、第２軌道部と切り替え可能に、第１軌道部と接続される第３軌道部と、を有し、分岐器は、第２軌道部及び第３軌道部と、第１軌道部との間に設けられ、且つ、第１軌道部を第２軌道部又は第３軌道部と切り替え可能に接続してもよい。（ｂ）ステップでは、鉄道車両が第１軌道部側から分岐器に進入した場合、（ａ）ステップにて測定された複数の第１測定値、及び、（ａ）ステップにて測定された複数の第２測定値に基づいて、鉄道車両が第２軌道部及び第３軌道部のいずれに進入するかを検知し、鉄道車両が第１軌道部側と反対側から分岐器に進入した場合、（ａ）ステップにて測定された複数の第１測定値、及び、（ａ）ステップにて測定された複数の第２測定値に基づいて、鉄道車両が第２軌道部及び第３軌道部のいずれを通過したかを検知してもよい。
【００１５】
また、他の一態様として、鉄道線路は、曲線区間を有し、曲線区間の位置は、第３基準位置として設定されていてもよい。当該位置検知方法は、更に、鉄道車両が曲線区間を通過する際に、鉄道車両を移動させながら、鉄道車両のヨー角速度を複数回繰り返して測定する（ｅ）ステップを有してもよい。（ｂ）ステップでは、（ｅ）ステップにて測定された複数のヨー角速度の第４測定値に基づいて、鉄道車両が曲線区間を通過している時の鉄道車両の第２位置を算出し、算出された第２位置が第３基準位置に近づくように、鉄道車両の位置を補正してもよい。
【００１６】
また、他の一態様として、（ａ）ステップでは、第１断面形状及び第２断面形状を断面形状測定部により測定してもよい。断面形状測定部は、第１レール部の第１上部、及び、第１レール部の第２レール部と対向する側の第１側部に、第１スリット光を照射する第１照射部と、第１レール部のうち第１照射部により第１スリット光が照射されている部分を撮像して第１断面形状を測定する第１撮像部と、第２レール部の第２上部、及び、第２レール部の第１レール部と対向する側の第２側部に、第２スリット光を照射する第２照射部と、第２レール部のうち第２照射部により第２スリット光が照射されている部分を撮像して第２断面形状を測定する第２撮像部と、を含んでもよい。
【００１７】
また、他の一態様として、（ｃ）ステップでは、第１距離を距離測定部により測定し、距離測定部は、ドップラセンサ又は速度発電機を含んでもよい。
【００１８】
本発明の一態様としての位置検知システムは、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知システムである。鉄道線路は、分岐器を有し、分岐器の位置は、第１基準位置として設定されている。当該位置検知システムは、鉄道車両が分岐器を通過する際に、鉄道車両の幅方向における第１の側の第１車輪が転動している第１レール部の第１断面形状、及び、鉄道車両の幅方向における第１の側と反対側の第２車輪が転動している第２レール部の第２断面形状を測定する断面形状測定部と、断面形状測定部により測定された第１断面形状の第１測定値、及び、断面形状測定部により測定された第２断面形状の第２測定値に基づいて、鉄道車両が分岐器を通過している時の鉄道車両の第１位置を算出し、算出された第１位置が第１基準位置に近づくように、鉄道車両の位置を補正する位置検知部と、を有する。
【００１９】
また、他の一態様として、断面形状測定部は、鉄道車両が分岐器を通過する際に、鉄道車両を移動させながら、第１断面形状及び第２断面形状を複数回繰り返して測定し、位置検知部は、断面形状測定部により測定された複数の第１測定値、及び、断面形状測定部により測定された複数の第２測定値に基づいて、第１位置を算出してもよい。
【００２０】
また、他の一態様として、当該位置検知システムは、鉄道車両が分岐器を通過する際に、鉄道線路のうち分岐器から離れた部分に設定された第２基準位置から鉄道車両の現在位置までの第１距離を、鉄道車両を移動させながら複数回繰り返して測定する距離測定部を有してもよい。位置検知部は、断面形状測定部により測定された複数の第１測定値、断面形状測定部により測定された複数の第２測定値、距離測定部により測定された複数の第１距離の第３測定値、及び、第２基準位置に基づいて、第１位置を算出し、算出された第１位置が第１基準位置に近づくように、第２基準位置を補正してもよい。
【００２１】
また、他の一態様として、当該位置検知システムは、衛星測位システムを用いた第２基準位置の測位が可能な場合、衛星測位システムを用いた測位により第２基準位置を設定し、衛星測位システムを用いた第２基準位置の測位が可能でない場合、第２基準位置を仮設定する基準位置設定部を有してもよい。
【００２２】
また、他の一態様として、鉄道線路は、第１軌道部と、第１軌道部と接続される第２軌道部と、第２軌道部と切り替え可能に、第１軌道部と接続される第３軌道部と、を有し、分岐器は、第２軌道部及び第３軌道部と、第１軌道部との間に設けられ、且つ、第１軌道部を第２軌道部又は第３軌道部と切り替え可能に接続してもよい。位置検知部は、鉄道車両が第１軌道部側から分岐器に進入した場合、断面形状測定部により測定された複数の第１測定値、及び、断面形状測定部により測定された複数の第２測定値に基づいて、鉄道車両が第２軌道部及び第３軌道部のいずれに進入するかを検知し、鉄道車両が第１軌道部側と反対側から分岐器に進入した場合、断面形状測定部により測定された複数の第１測定値、及び、断面形状測定部により測定された複数の第２測定値に基づいて、鉄道車両が第２軌道部及び第３軌道部のいずれを通過したかを検知してもよい。
【００２３】
また、他の一態様として、鉄道線路は、曲線区間を有し、曲線区間の位置は、第３基準位置として設定されていてもよい。当該位置検知システムは、更に、鉄道車両が曲線区間を通過する際に、鉄道車両を移動させながら、鉄道車両のヨー角速度を複数回繰り返して測定する角速度測定部を有してもよい。位置検知部は、角速度測定部により測定された複数のヨー角速度の第４測定値に基づいて、鉄道車両が曲線区間を通過している時の鉄道車両の第２位置を算出し、算出された第２位置が第３基準位置に近づくように、鉄道車両の位置を補正してもよい。
【００２４】
また、他の一態様として、断面形状測定部は、第１レール部の第１上部、及び、第１レール部の第２レール部と対向する側の第１側部に、第１スリット光を照射する第１照射部と、第１レール部のうち第１照射部により第１スリット光が照射されている部分を撮像して第１断面形状を測定する第１撮像部と、第２レール部の第２上部、及び、第２レール部の第１レール部と対向する側の第２側部に、第２スリット光を照射する第２照射部と、第２レール部のうち第２照射部により第２スリット光が照射されている部分を撮像して第２断面形状を測定する第２撮像部と、を含んでもよい。
【００２５】
また、他の一態様として、距離測定部は、ドップラセンサ又は速度発電機を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一態様を適用することで、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知方法において、鉄道線路内に不動点又は目印を設置することなく、位置情報を高精度で取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態１の位置検知システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の位置検知システムに備えられた位置検知装置が設けられている鉄道車両が鉄道線路を走行している状態を模式的に示す図である。
【図３】実施の形態１の位置検知システムに備えられた位置検知装置を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態１の位置検知方法の一部のステップを示すフロー図である。
【図５】実施の形態１の位置検知方法を行って鉄道車両が分岐器を通過する際の鉄道車両の状態を模式的に示す図である。
【図６】分岐器の構成を示す平面図である。
【図７】分岐器の構成を示す平面図である。
【図８】断面形状測定部により測定されたレール部の断面形状の測定結果の一例を模式的に示す図である。
【図９】断面形状測定部により測定されたレール部の断面形状の測定結果の一例を模式的に示す図である。
【図１０】実施の形態１の位置検知方法を行って鉄道車両が曲線区間を通過する際の鉄道車両の状態を模式的に示す図である。
【図１１】実施の形態２の位置検知システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
【００３０】
また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００３１】
更に、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見やすくするためにハッチング（網掛け）を省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを付す場合もある。
【００３２】
なお、以下の実施の形態においてＡ〜Ｂとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、Ａ以上Ｂ以下を示すものとする。
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の一実施形態である実施の形態１の位置検知システム及び位置検知方法について説明する。本実施の形態１の位置検知システムは、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知システムであり、本実施の形態１の位置検知方法は、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知方法である。
【００３４】
＜位置検知システム＞
初めに、実施の形態１の位置検知システムについて説明する。図１は、実施の形態１の位置検知システムの構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１の位置検知システムに備えられた位置検知装置が設けられている鉄道車両が鉄道線路を走行している状態を模式的に示す図である。図３は、実施の形態１の位置検知システムに備えられた位置検知装置を模式的に示す図である。なお、図２では、鉄道車両が軌道検測車である場合において、鉄道線路のうち軌道検測車による検測が実施された部分が、検測が実施されていない部分の幅よりも広い幅を有するように表示し、検測が実施された部分にハッチングを付して表示している。
【００３５】
図１及び図２に示すように、本実施の形態１の位置検知システム１は、基準位置設定部２と、距離測定部３と、断面形状測定部４と、位置検知部５と、を有する。また、図２に示すように、本実施の形態１の位置検知システム１に備えられた位置検知装置６が設けられている鉄道車両７が走行する鉄道線路８は、分岐器９を有し、分岐器９の位置は、基準位置ＲＰ１として設定されている。ここで、本実施の形態１の位置検知システム１のうち、鉄道車両７に設けられている部分が位置検知装置６である。なお、後述する図１０を用いて説明するように、位置検知システム１は、好適には、角速度測定部１０を有する。
【００３６】
図２に示すように、鉄道線路８は、軌道部としての線路１１と、鉄道線路８と接続される軌道部としての線路１２と、線路１２と切り替え可能に線路１１と接続される軌道部としての線路１３と、を有する。分岐器９は、線路１２及び線路１３と、線路１１との間に設けられ、且つ、線路１１を線路１２又は線路１３と切り替え可能に接続する。線路１２は、基準線とも称され、線路１３は、分岐線とも称される。
【００３７】
図１及び図２に示すように、基準位置設定部２は、例えば衛星測位システムＧＳ１を用いて、鉄道線路８のうち分岐器９から離れた部分１４に設定された基準位置ＲＰ２の測位を行うものである。
【００３８】
衛星測位システムＧＳ１は、例えばＧＰＳ（Global Positioning Satellite）衛星１５〜１７と、ＧＰＳ衛星１５〜１７の補正情報又は信頼性情報を送信するＳＢＡＳ（Satellite Based Augmentation System）衛星１８と、ＧＰＳ衛星１５〜１７及びＳＢＡＳ衛星１８からの送信信号を受信する全地球航法衛星システム（Global Navigation Satellite System：ＧＮＳＳ）１９と、を含む。全地球航法衛星システム１９として、例えば基地局（又は基準局）と移動局との２つの受信機を使用するＲＴＫ（Real Time Knematic）と呼ばれる相対測位方式を用いる場合、全地球航法衛星システム１９は、地上に設けられた基地局１９ａと、鉄道車両７に設けられた移動局１９ｂと、を含む。なお、基地局１９ａと、移動局１９ｂとにより、基準位置設定部２が構成されるため、基準位置設定部２は、基地局１９ａと、移動局１９ｂと、を含むことになる。また、位置検知システム１に備えられた位置検知装置６は、移動局１９ｂと、距離測定部３と、断面形状測定部４と、位置検知部５と、を有することになる。
【００３９】
詳細な動作は、後述する図４乃至図９を用いて説明するが、基準位置設定部２は、衛星測位システムＧＳ１を用いた基準位置ＲＰ２の測位が可能な場合、衛星測位システムＧＳ１を用いた測位により基準位置ＲＰ２を設定し、衛星測位システムＧＳ１を用いた基準位置ＲＰ２の測位が可能でない場合、基準位置ＲＰ２を仮設定する。
【００４０】
距離測定部３は、基準位置ＲＰ２から鉄道車両７の現在位置までの距離を、測定する。図３に示すように、距離測定部３として、例えば本体部２１と、本体部２１と接続されたパルス変換器２２と、を含むものを用いることができる。パルス変換器２２は、位置検知部５に含まれるコントローラ２３に接続されている。本体部２１として、エンコーダ、ドップラセンサ又は速度発電機を用いることができる。即ち、距離測定部３は、エンコーダ、ドップラセンサ又は速度発電機を含むが、ドップラセンサ又は速度発電機を含むことが好ましい。このうち、ドップラセンサは、ドップラ効果を利用して、レーザにより一定距離間隔のパルスを発生させて取得することにより、鉄道車両７の走行距離及び速度を算出するものである。具体的には、ドップラセンサは、地上施設等広範囲に電磁波としてのレーザを放出し、反射して戻ってくるレーザの周波数変化から速度を取得する。
【００４１】
詳細な動作は、後述する図４乃至図９を用いて説明するが、距離測定部３は、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、鉄道線路８のうち分岐器９から離れた部分１４に設定された基準位置ＲＰ２から鉄道車両７の現在位置までの走行距離である距離ＤＳ１（図５参照）を、鉄道車両７を移動させながら複数回繰り返して測定する。
【００４２】
断面形状測定部４は、鉄道車両７の幅方向における第１の側（図３における左側）の車輪２４ａが転動しているレール部２５ａの断面形状２６ａ、及び、鉄道車両７の幅方向における第１の側と反対側（図３における右側）の車輪２４ｂが転動しているレール部２５ｂの断面形状２６ｂを測定する。
【００４３】
好適には、断面形状測定部４は、二次元センサ２７ａと、二次元センサ２７ｂと、を含み、二次元センサ２７ａは、照射部２８ａと、撮像部２９ａと、を含み、二次元センサ２７ｂは、照射部２８ｂと、撮像部２９ｂと、を含む。照射部２８ａ及び２８ｂの各々として、レーザスリット光源を用いることができ、撮像部２９ａ及び２９ｂの各々として、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラを用いることができる。なお、照射部２８ａ及び２８ｂ並びに撮像部２９ａ及び２９ｂは、鉄道車両７の車体７ａの床下等、車体７ａよりも下方に位置するように設けられればよく、例えば車体７ａと接続された測定用台車７ｂ（図２参照）に設けられた支持体７ｃにより支持されていてもよい。
【００４４】
照射部２８ａは、レール部２５ａの上部２５ｃ、及び、レール部２５ａのレール部２５ｂと対向する側の側部２５ｄに、レーザスリット光源によりスリット光３１ａを照射し、照射されたスリット光３１ａによりレール部２５ａの上部２５ｃ及び側部２５ｄに、レール部２５ａの輪郭線を表示する。撮像部２９ａは、レール部２５ａのうち照射部２８ａによりスリット光３１ａが照射されている部分、即ち輪郭線をＣＣＤカメラにより撮像してレール部２５ａの断面形状２６ａを測定する。このような方法により、レール部２５ａの断面形状２６ａの測定値を精度良く且つ簡便に取得することができる。なお、撮像部２９ａは、後述する測定用ＰＣ３２に接続されており、レール部２５ａの断面形状２６ａの測定値である画像は、測定用ＰＣ３２に保存される。
【００４５】
照射部２８ｂは、レール部２５ｂの上部２５ｅ、及び、レール部２５ｂのレール部２５ａと対向する側の側部２５ｆに、レーザスリット光源によりスリット光３１ｂを照射し、照射されたスリット光３１ｂによりレール部２５ｂの上部２５ｅ及び側部２５ｆに、レール部２５ｂの輪郭線を表示する。撮像部２９ｂは、レール部２５ｂのうち照射部２８ｂによりスリット光３１ｂが照射されている部分、即ち輪郭線をＣＣＤカメラにより撮像してレール部２５ｂの断面形状２６ｂを測定する。このような方法により、レール部２５ｂの断面形状２６ｂの測定値を精度良く且つ簡便に取得することができる。なお、撮像部２９ｂは、後述する測定用ＰＣ３２に接続されており、レール部２５ｂの断面形状２６ｂの測定値である画像は、測定用ＰＣ３２に保存される。
【００４６】
或いは、二次元センサ２７ａ及び２７ｂによる断面形状２６ａ及び２６ｂの測定に代えて、半導体レーザから投光された投光レーザビームがレール表面で反射された受光レーザビームをミラーを介して位置検出素子（Position Sensitive Device：ＰＳＤ）としての受光素子で受光する光切断法による断面形状の測定を行ってもよい。或いは、二次元センサ２７ａ及び２７ｂによる断面形状２６ａ及び２６ｂの測定に代えて、角度検出器に取り付けられた反射鏡を回転させて、レーザがレールを追従するように制御する二軸レール変位検出装置による断面形状の測定を行ってもよい。
【００４７】
詳細な動作は、後述する図４乃至図９を用いて説明するが、断面形状測定部４は、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、鉄道車両７を移動させながら、レール部２５ａの断面形状２６ａ及びレール部２５ｂの断面形状２６ｂを複数回繰り返して測定する。ここで、鉄道車両７を移動させながら、レール部２５ａの断面形状２６ａを複数回繰り返して測定する、とは、好適には、鉄道線路８の長手方向に一定の間隔を空けて配置された複数の位置の各々で、断面形状２６ａを測定して測定値を取得することを意味する。また、レール部２５ｂの断面形状２６ｂについても、同様である。
【００４８】
位置検知部５は、鉄道線路８を走行する鉄道車両７の位置を検知する。図３に示すように、位置検知部５は、コントローラ２３と、測定用パーソナルコンピュータ即ち測定用ＰＣ（Personal Computer）３２と、を含む。コントローラ２３は、パルス変換器２２、二次元センサ２７ａの照射部２８ａ、及び、二次元センサ２７ｂの照射部２８ｂに接続されており、測定用ＰＣ３２は、コントローラ２３、二次元センサ２７ａの撮像部２９ａ、及び、二次元センサ２７ｂの撮像部２９ｂに接続されている。なお、後述するように、位置検知システム１が角速度測定部１０を有する場合には、コントローラ２３及び測定用ＰＣ３２は、角速度測定部１０が有するセンサ１０ａにも接続される。
【００４９】
詳細な動作は、後述する図４乃至図９を用いて説明するが、位置検知部５は、断面形状測定部４により測定された複数の断面形状２６ａの測定値、及び、断面形状測定部４により測定された複数の断面形状２６ｂの測定値に基づいて、鉄道車両７が分岐器９を通過している時の鉄道車両７の位置ＰＳ１（図５参照）を算出し、算出された位置ＰＳ１が基準位置ＲＰ１に近づくように、鉄道車両７の位置を補正する。
【００５０】
鉄道車両７が分岐器９を通過している時に二次元センサ２７ａにより測定値を取得したレール部２５ａの断面形状２６ａ、及び、鉄道車両７が分岐器９を通過している時に二次元センサ２７ｂにより測定値を取得したレール部２５ｂの断面形状２６ｂの少なくともいずれかは、鉄道線路８のうち分岐器９以外の部分である線路１１、線路１２及び線路１３におけるレール部２５ａの断面形状２６ａ又はレール部２５ｂの断面形状２６ｂの少なくともいずれかと異なる。詳細な位置ＰＳ１の算出方法は、後述する図６乃至図９を用いて説明するものの、これにより、鉄道車両７が分岐器９を通過して線路１２即ち基準線に進入したか、又は、鉄道車両７が分岐器９を通過して線路１３即ち分岐線に進入したかを、検知することができる。
【００５１】
詳細な作用効果は、後述する図４乃至図９を用いて説明するが、このような場合、保守用車両を含む鉄道車両全般を用いて鉄道線路８に沿って行う測定作業等において、衛星測位システムＧＳ１を用いた基準位置ＲＰ２の測位が可能でない場合でも、鉄道線路８内に不動点又は目印を設置することなく、位置情報を得ることができる。そのため、図２においてハッチングを付して示しているように、鉄道車両７が例えば軌道検測車である場合において、鉄道線路８のうちいずれの部分に対して軌道検測車による検測が実施されたかを容易に特定することができる。
【００５２】
好適には、本実施の形態１の位置検知システム１は、角速度測定部１０を有する。角速度測定部１０は、鉄道車両７が曲線区間を通過する際に、鉄道車両７を移動させながら、鉄道車両７のヨー角速度を複数回繰り返して測定する。ここで、鉄道車両７を移動させながら、鉄道車両７のヨー角速度を複数回繰り返して測定する、とは、好適には、鉄道線路８の長手方向に一定の間隔を空けて配置された複数の位置の各々で、ヨー角速度を測定して測定値を取得することを意味する。
【００５３】
詳細な動作は、後述する図１０を用いて説明するが、鉄道線路８が曲線区間３３を有し、曲線区間３３の位置が、基準位置ＲＰ３として設定されている場合には、位置検知部５は、角速度測定部１０により測定された複数のヨー角速度の測定値に基づいて、鉄道車両７が曲線区間３３を通過している時の鉄道車両７の位置ＰＳ２を算出し、算出された位置ＰＳ２が基準位置ＲＰ３に近づくように、鉄道車両７の位置を補正する。
【００５４】
詳細な作用効果は、後述する図１０を用いて説明するが、このような場合、鉄道車両７が分岐器９を通過する時の位置ＰＳ１が基準位置ＲＰ１に近づき、且つ、鉄道車両７が曲線区間３３を通過している時の位置ＰＳ２が基準位置ＲＰ２に近づくように、鉄道車両７の位置を補正することができる。そのため、保守用車両を含む鉄道車両全般を用いて鉄道線路に沿って行う測定作業等において、衛星測位システムＧＳ１を用いた基準位置ＲＰ２の測位が可能でない場合でも、鉄道線路８内に不動点又は目印を設置することなく、鉄道車両７の位置を更に精度良く検知することができる。
【００５５】
＜位置検知方法＞
次に、実施の形態１の位置検知方法について説明する。前述した図２に示したように、鉄道線路８が、分岐器９を有し、分岐器９の位置が、基準位置ＲＰ１として設定されているものとする。
【００５６】
図４は、実施の形態１の位置検知方法の一部のステップを示すフロー図である。図５は、実施の形態１の位置検知方法を行って鉄道車両が分岐器を通過する際の鉄道車両の状態を模式的に示す図である。図５（ａ）は、鉄道車両７が基準位置ＲＰ２を通過している時を示し、図５（ｂ）は、鉄道車両７が分岐器９を通過している時を示し、図５（ｃ）は、鉄道車両７が線路１２（基準線）に進入した場合を示し、図５（ｄ）は、鉄道車両７が線路１３（分岐線）に進入した場合を示す。
【００５７】
なお、図４では、ステップＳ１〜ステップＳ４の各ステップを上から下に向かって順次配置し、各ステップの間を下向きの矢印で接続して示しているものの、各ステップは、同時又は逆順に行うことも可能である。
【００５８】
図５（ａ）乃至図５（ｄ）に示すように、また、前述したように、鉄道線路８は、軌道部としての線路１１と、線路１１と接続される軌道部としての線路１２と、線路１２と切り替え可能に線路１１と接続される軌道部としての線路１３と、を有する。分岐器９は、線路１２及び線路１３と、線路１１との間に設けられ、且つ、線路１１を線路１２又は線路１３と切り替え可能に接続する。前述したように、線路１２は、基準線とも称され、線路１３は、分岐線とも称される。
【００５９】
本実施の形態１の位置検知方法では、基準位置からの走行距離を測定する（図４のステップＳ１）。
【００６０】
このステップＳ１では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、鉄道車両７が、鉄道線路８のうち分岐器９から離れた部分１４を通過している時に、鉄道車両７の現在位置を基準位置ＲＰ２として設定し、基準位置ＲＰ２を設定した後、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、鉄道線路８のうち分岐器９から離れた部分１４に設定された基準位置ＲＰ２から鉄道車両７の現在位置までの走行距離である距離ＤＳ１を、距離測定部３により、鉄道車両７を移動させながら複数回繰り返して測定する。
【００６１】
具体的には、ステップＳ１では、まず、図５（ａ）に示すように、鉄道車両７が基準位置ＲＰ２を通過している時に、鉄道線路８のうち分岐器９から離れた部分１４の基準位置ＲＰ２を設定する。例えば、衛星測位システムＧＳ１（図１参照）を用いた基準位置ＲＰ２の測位が可能な場合、衛星測位システムＧＳ１を用いた測位により基準位置ＲＰ２を設定し、衛星測位システムＧＳ１を用いた基準位置ＲＰ２の測位が可能でない場合、基準位置ＲＰ２を仮設定する。
【００６２】
即ち、ＧＰＳ衛星１５（図１参照）等を検知できる場合には、衛星測位システムＧＳ１による信号で鉄道車両７の位置を検知する。また、受信機の下方から上方の画像を撮影して、受信機の情報に衛星からの信号の支障となる建物等がないかを監視し、ある角度内に入っているＧＰＳ衛星１５等を位置検知に利用する。
【００６３】
ステップＳ１では、次に、図５（ｂ）に示すように、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、基準位置ＲＰ２から鉄道車両７の現在位置までの走行距離である距離ＤＳ１を、鉄道車両７を移動させながら複数回繰り返して測定する。このとき、前述した図３を用いて説明したように、距離ＤＳ１を、距離測定部３により測定する。好適には、距離測定部３は、ドップラセンサ又は速度発電機を含む。このとき、ドップラセンサ及び速度発電機のいずれも一定距離間隔でパルス信号が出力されるので、パルスの個数で距離を算出し、パルス間の時間で速度を算出することができる。
【００６４】
また、本実施の形態１の位置検知方法では、一定の間隔でレールの断面形状を測定する（図４のステップＳ２）。
【００６５】
このステップＳ２では、図５（ｂ）に示すように、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、鉄道車両７を移動させながら、鉄道車両７の幅方向における第１の側の車輪２４ａが転動しているレール部２５ａの断面形状２６ａ（図３参照）、及び、鉄道車両７の幅方向における第１の側と反対側の車輪２４ｂが転動しているレール部２５ｂの断面形状２６ｂ（図３参照）を、断面形状測定部４により、複数回繰り返して測定する。なお、前述したように、鉄道車両７を移動させながら、レール部２５ａの断面形状２６ａを複数回繰り返して測定する、とは、好適には、鉄道線路８の長手方向に一定の間隔を空けて配置された複数の位置の各々で、断面形状２６ａを測定して測定値を取得することを意味する。また、レール部２５ｂの断面形状２６ｂについても、同様である。
【００６６】
また、本実施の形態１の位置検知方法では、レールの断面形状の測定値により分岐器の検知と進路の把握を行い、レールの断面形状の測定値に基づいて位置情報を補正する（図４のステップＳ３）。
【００６７】
このステップＳ３では、まず、レールの断面形状の測定値により分岐器の検知と進路の把握を行う（図４のステップＳ４）。
【００６８】
このステップＳ４では、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ａ（図３参照）の測定値、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ｂ（図３参照）の測定値、ステップＳ１にて測定された複数の距離ＤＳ１の測定値、及び、基準位置ＲＰ２に基づいて、図５（ｂ）に示すように、鉄道車両７が分岐器９を通過している時の鉄道車両７の位置ＰＳ１を算出する。
【００６９】
また、ステップＳ４では、鉄道車両７が線路１１側から分岐器９に進入した場合、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ａ（図３参照）の測定値、及び、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ｂ（図３参照）に基づいて、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、鉄道車両７が線路１２及び線路１３のいずれに進入するかを検知することができる。或いは、鉄道車両７が線路１１側と反対側から分岐器９に進入した場合、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ａの測定値、及び、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ｂの測定値に基づいて、鉄道車両７が線路１２及び線路１３のいずれを通過したかを検知することができる。
【００７０】
また、ステップＳ３では、ステップＳ４の後、レールの断面形状の測定値に基づいて位置情報を補正する（図４のステップＳ５）。
【００７１】
このステップＳ５では、算出された位置ＰＳ１が基準位置ＲＰ１に近づくように、鉄道車両７の位置を補正する。好適には、算出された位置ＰＳ１が基準位置ＲＰ１に一致するように、鉄道車両７の位置を補正する。このとき、算出された位置ＰＳ１が基準位置ＲＰ１に近づくか又は一致するように、基準位置ＲＰ２を基準位置ＲＰ１から距離ＤＳ１だけ離れた基準位置ＲＰ２１に補正することになる。
【００７２】
ここで、比較例の位置検知方法として、従来の軌道検測車等での位置検知方法について考える。このような比較例の位置検知方法は、鉄道線路内に設置された不動点又は目印を検知し、検知された不動点又は目印の位置を基準位置として設定し、設定された基準位置から鉄道車両の現在位置までの走行距離を、速度発電機で測定された距離を積算することにより測定し、測定された走行距離及び設定された基準位置に基づいて、鉄道車両の位置を検知するものである。
【００７３】
比較例の位置検知方法では、速度発電機で測定された距離を積算することにより走行距離を測定するため、車輪が空転又は滑走すると、測定された走行距離の測定値に誤差が発生してしまい、検知された鉄道車両の位置がずれるという問題がある。特に、不動点又は目印の設置間隔が広い場合には、車輪の空転又は滑走により発生する誤差が増大し、検知された鉄道車両の位置が数ｍ〜十数ｍ程度ずれる場合がある。
【００７４】
また、日本の鉄道事業者のうち、鉄道線路内への不動点又は目印を設置することが可能な鉄道事業者としては、ＪＲグループに属する旅客鉄道会社、大手民鉄、及び、地方事業者であって軌道検測車が走行している鉄道事業者が挙げられるものの、それ以外の鉄道事業者、即ち例えば地方事業者であって軌道検測車が走行していない鉄道事業者については、鉄道線路内への不動点又は目印を設置することは困難である。また、速度発電機で発生した信号が、運転台のタコメータで発生した信号のみからなり、位置検知に利用できない場合がある。
【００７５】
一方、本実施の形態１の位置検知方法では、一定の間隔でレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂ（図３参照）を測定し、測定されたレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂの測定値に基づいて、位置情報を補正する。鉄道事業者は、通常、分岐器９のキロ程即ち位置を把握して管理している。即ち、分岐器９の位置は、基準位置ＲＰ１として予め設定されている。そのため、基準位置から鉄道車両の現在位置までの走行距離を速度発電機により測定する比較例に比べて、車輪の空転又は滑走により走行距離の測定値に誤差が発生した場合でも、鉄道車両が分岐器を通過する際に、誤差を容易に補正することができ、鉄道車両の位置を精度良く検知することができる。
【００７６】
また、本実施の形態１の位置検知方法によれば、鉄道線路内に不動点又は目印を設置する必要が無い。そのため、例えば地方事業者であって軌道検測車が走行していない鉄道事業者等、鉄道線路内への不動点又は目印を設置することが困難な鉄道事業者であっても、鉄道車両の位置を精度良く検知することができる。また、速度発電機で発生した信号が、位置検知に利用できない場合でも、鉄道車両の位置を精度良く検知することができる。
【００７７】
即ち、本実施の形態１の位置検知方法によれば、例えば衛星測位システム、ドップラセンサ又は速度発電機等により鉄道車両７が走行する際に出力される一定間隔のパルスデータ、並びに、分岐器９におけるレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂ（図３参照）の測定値に基づいて、鉄道線路８内に不動点又は目印を設置することなく、位置情報を高精度で取得することができる。
【００７８】
衛星測位システムによる位置情報は、数ｃｍ〜数ｍの誤差を有する。しかし、本実施の形態１の位置検知方法は、衛星測位システムＧＳ１による測位が、鉄道線路８上で行われる測位であることに着目したものであり、鉄道車両７が走行した走行距離である距離ＤＳ１、並びに、分岐器９におけるレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂ（図３参照）の変化が、鉄道線路８のうち分岐器９以外の部分におけるレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂの変化と全く異なる、という特徴を利用することにより、鉄道車両の位置を精度良く検知することができる。
【００７９】
或いは、本実施の形態１の位置検知方法によれば、トンネル区間又は衛星測位システムの受信状況が悪い環境の場合でも、ドップラセンサ等で得られる走行距離である距離ＤＳ１、並びに、位置検知装置６が有する二次元センサ２７ａ及び２７ｂにより得られる断面形状２６ａ及び２６ｂ（図３参照）の測定値に基づいて、鉄道車両７の位置を精度良く検知することができる。即ち、本発明の技術的意義は、後述する実施の形態２においても説明するが、衛星測位システムＧＳ１を用いずに、鉄道車両７が走行する際にドップラセンサ又は速度発電機等により出力される一定間隔のパルスデータ、並びに、分岐器９におけるレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂの測定値に基づいて、鉄道線路８内に不動点又は目印を設置することなく、位置情報を高精度で取得できることにある。
【００８０】
なお、予め、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、鉄道車両７を移動させながら複数回繰り返して測定された複数の断面形状２６ａの測定値、及び、鉄道車両７を移動させながら複数回繰り返して測定された複数の断面形状２６ｂの測定値が取得されている場合を考える。このような場合には、断面形状測定部４は、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、レール部２５ａの断面形状２６ａ及びレール部２５ｂの断面形状２６ｂを１回のみ測定し、測定された断面形状２６ａの測定値、及び、測定された断面形状２６ｂの測定値を、位置検知部５が、取得されている複数の断面形状２６ａの測定値、及び、取得されている複数の断面形状２６ｂの測定値と比較すればよい。このような方法でも、鉄道車両７が分岐器９を通過している時の鉄道車両７の位置ＰＳ１を算出することができる。
【００８１】
次に、詳細な位置ＰＳ１の算出方法について、説明する。図６及び図７は、分岐器の構成を示す平面図である。図８及び図９は、断面形状測定部により測定されたレール部の断面形状の測定結果の一例を模式的に示す図である。
【００８２】
図６及び図８は、鉄道車両７が分岐器９から線路１２に進入する場合を示し、図７及び図９は、鉄道車両７が分岐器９から線路１３に進入する場合を示す。図８及び図９中、（Ｌ−１）、（Ｌ−２）、（Ｌ−３）、（Ｌ−４）及び（Ｌ−５）の各々は、図６及び図７に示す位置ＰＳ１１、位置ＰＳ１２、位置ＰＳ１３、位置ＰＳ１４及び位置ＰＳ１５の各々におけるレール部２５ａの断面形状２６ａ（図３参照）を示す。図８及び図９中、（Ｒ−１）、（Ｒ−２）、（Ｒ−３）、（Ｒ−４）及び（Ｒ−５）の各々は、位置ＰＳ１１、位置ＰＳ１２、位置ＰＳ１３、位置ＰＳ１４及び位置ＰＳ１５の各々におけるレール部２５ｂの断面形状２６ｂ（図３参照）を示す。
【００８３】
位置ＰＳ１１は、トングレール３４ａ及び３４ｂの線路１１側の端部即ち先端部の位置であり、位置ＰＳ１５は、トングレール３４ａ及び３４ｂの線路１１側と反対側の端部即ち後端部の位置である。また、図６及び図７に示す位置ＰＳ１１、位置ＰＳ１２、位置ＰＳ１３、位置ＰＳ１４及び位置ＰＳ１５の間隔を、例えば０．５ｍとすることができる。また、図８の（Ｌ−１）、（Ｌ−２）及び（Ｌ−３）では、基本レール３４ｃの概略の位置を破線により示し、図８の（Ｒ−１）では、基本レール３４ｄの概略の位置を破線により示している。また、図９の（Ｌ−１）では、基本レール３４ｃの概略の位置を破線により示し、図９の（Ｒ−１）、（Ｒ−２）及び（Ｒ−３）では、基本レール３４ｄの概略の位置を破線により示している。
【００８４】
なお、図８では、符号ＷＤ１以外の符号については、（Ｌ−１）及び（Ｒ−１）のみに付している。また、図９では、符号ＷＤ２以外の符号については、（Ｌ−１）及び（Ｒ−１）のみに付している。
【００８５】
図６及び図７に示すように、また、前述したように、分岐器９は、線路１２及び線路１３と線路１１との間に設けられ、且つ、線路１１を線路１２又は線路１３と切り替え可能に接続する。また、図６及び図７に示す例では、分岐器９は、線路１２が直線であって基準線と称され、線路１３が曲線であって分岐線と称される、所謂片開き分岐器である。
【００８６】
分岐器９は、ポイント部３４と、クロッシング部３５と、リード部３６と、を有する。分岐器９は、分岐器９の前端（ポイント部３４）側から後端（クロッシング部３５）側に向かう方向に、車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）を誘導し、分岐器９の後端側から前端側に向かう方向にも、車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）を誘導する。
【００８７】
例えば、図６に示すように、車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）が方向ＤＲ１に転動するとき、即ち鉄道車両７が分岐器９を通過して線路１２（基準線）に進入する場合、分岐器９は常時開通している方向（定位）である。また、例えば、図７に示すように、車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）が方向ＤＲ２に転動するとき、即ち鉄道車両７が分岐器９を通過して線路１３（分岐線）に進入する場合、分岐器９は常時開通していない方向（反位）である。
【００８８】
ポイント部３４は、分岐器９のうち、軌道が分かれる部分である。ポイント部３４は、先端部を尖らせた転換可能な可動レールであるトングレール３４ａ及び３４ｂと、トングレール３４ａの先端部が密着及び分離する基本レール３４ｃと、トングレール３４ｂの先端部が密着及び分離する基本レール３４ｄと、を含む。
【００８９】
図６に示すように車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）が方向ＤＲ１に転動するときには、トングレール３４ａが基本レール３４ｃと密着し、トングレール３４ｂが基本レール３４ｄから離間している。一方、図７に示すように車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）が方向ＤＲ２に転動するときには、トングレール３４ａが基本レール３４ｃから離間し、トングレール３４ｂが基本レール３４ｄと密着している。なお、図示は省略するが、トングレール３４ａ及び３４ｂは、転換装置につながれている転てつ棒に連結されている。
【００９０】
クロッシング部３５は、分岐器９のうち、軌道が交わる部分である。クロッシング部３５は、軌間を構成する主レール３５ａ及び３５ｂと、クロッシング部３５の前端部分では軌間を構成し後端部分では車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）のフランジ背面を誘導するウィングレール３５ｃ及び３５ｄと、を含む。また、クロッシング部３５は、車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）のフランジ背面を誘導して脱線を防止するガードレール３５ｅ及び３５ｆと、先端が尖ったノーズレール３５ｇと、を含む。
【００９１】
ガードレール３５ｅは、方向ＤＲ２（図７参照）に転動する車輪２４ａ及び２４ｂ（図３参照）を案内するように、分岐器９の線路１３（分岐線）側に配置され、ガードレール３５ｆは、方向ＤＲ１（図６参照）に転動する車輪２４ａ及び２４ｂを案内するように、分岐器９の線路１２（基準線）側に配置されている。
【００９２】
リード部３６は、分岐器９のうち、ポイント部３４とクロッシング部３５とを連絡する部分である。リード部３６は、トングレール３４ａの後端とクロッシング部３５の前端とを繋ぐリードレール３６ａと、トングレール３４ｂの後端とクロッシング部３５の前端とを繋ぐリードレール３６ｂと、を含む。
【００９３】
左右両側のレール部２５ａ及び２５ｂのうちレール部２５ａの断面形状２６ａ（図３参照）による分岐器９の検知方法については、例えば、次のようにすることができる。
【００９４】
レール部２５ａの断面形状２６ａは、一定間隔（０．２５ｍ又は０．５ｍ）で複数回測定される。そして、ある回で測定したレール部２５ａの断面形状２６ａの測定値を、１回前に測定したレール部２５ａの断面形状２６ａの測定値と比較したときに、その回で測定した測定値におけるレール部２５ａの頭部のレール部２５ｂと対向する側の側面が、１回前に測定した測定値におけるレール部２５ａの頭部のレール部２５ｂと対向する側の側面よりも突出している場合、レール部２５ａに含まれるトングレール３４ａが、レール部２５ａに含まれる基本レール３４ｃに接触していると判定する。なお、レール部２５ａの断面形状２６ａを測定する間隔を０．２５ｍよりも更に小さくすることにより、鉄道車両７の位置を更に精度良く検知することができる。鉄道車両７の移動速度が例えば３０ｋｍ／ｈ程度であれば、例えば間隔を０．１ｍ程度に小さくすることができる。また、レール部２５ｂの断面形状２６ｂについても、同様である。
【００９５】
或いは、ある回で測定したレール部２５ａの断面形状２６ａの測定値を、１回前に測定したレール部２５ａの断面形状２６ａの測定値と比較したときに、レール部２５ａの頭部のレール部２５ｂと対向する側の側面の位置に変化がなければ、レール部２５ａに含まれるトングレール３４ａが、レール部２５ａに含まれる基本レール３４ｃに接触していないと判定する。
【００９６】
一方、左右両側のレール部２５ａ及び２５ｂのうちレール部２５ｂの断面形状２６ｂ（図３参照）による分岐器９の検知方法についても、レール部２５ａの断面形状２６ａによる分岐器９の検知方法と同様に、例えば、次のようにすることができる。
【００９７】
レール部２５ｂの断面形状２６ｂも、レール部２５ａの断面形状２６ａと同様に、一定間隔（０．２５ｍ又は０．５ｍ）で複数回測定される。そして、ある回で測定したレール部２５ｂの断面形状２６ｂの測定値を、１回前に測定したレール部２５ｂの断面形状２６ｂの測定値と比較したときに、その回で測定した測定値におけるレール部２５ｂの頭部のレール部２５ａと対向する側の側面が、１回前に測定した測定値におけるレール部２５ｂの頭部のレール部２５ａと対向する側の側面よりも突出している場合、レール部２５ｂに含まれるトングレール３４ｂが、レール部２５ｂに含まれる基本レール３４ｄに接触していると判定する。
【００９８】
或いは、ある回で測定したレール部２５ｂの断面形状２６ｂの測定値を、１回前に測定したレール部２５ｂの断面形状２６ｂの測定値と比較したときに、レール部２５ｂの頭部のレール部２５ａと対向する側の側面の位置に変化がなければ、レール部２５ｂに含まれるトングレール３４ｂが、レール部２５ｂに含まれる基本レール３４ｄに接触していないと判定する。
【００９９】
図６に示すように、例えば鉄道車両７（図５参照）が線路１１側から分岐器９を通過して線路１２に進入する場合を考える。このような場合、図８の（Ｌ−１）乃至（Ｌ−４）に示すように、進行方向である方向ＤＲ１に向かって左側のレール部２５ａの断面形状２６ａにおいて、レール部２５ａの頭部、即ちレール部２５ａに含まれるトングレール３４ａの頭部については、位置ＰＳ１１と位置ＰＳ１４との間では、ある回で測定した測定値におけるレール部２５ａの頭部のレール部２５ｂと対向する側の側面２５ｇが、１回前に測定した測定値におけるレール部２５ａの頭部のレール部２５ｂと対向する側の側面２５ｇよりも突出している。これは、位置ＰＳ１１、位置ＰＳ１２、位置ＰＳ１３、位置ＰＳ１４の順に、トングレール３４ａの頭部の幅ＷＤ１が、増加するためである。このような場合には、レール部２５ａに含まれるトングレール３４ａが、レール部２５ａに含まれる基本レール３４ｃに接触していると判定する。なお、図８の（Ｌ−４）及び（Ｌ−５）に示すように、位置ＰＳ１４と位置ＰＳ１５との間では、レール部２５ａの断面形状２６ａには変化がない。
【０１００】
一方、図８の（Ｒ−１）乃至（Ｒ−５）に示すように、進行方向である方向ＤＲ１に向かって右側のレール部２５ｂの断面形状２６ｂにおいて、レール部２５ｂの頭部のレール部２５ａと対向する側の側面２５ｈの位置には変化がない。このような場合には、トングレール３４ｂが、レール部２５ｂに含まれる基本レール３４ｄに接触していないと判定する。
【０１０１】
また、図７に示すように、例えば鉄道車両７（図５参照）が線路１１側から分岐器９を通過して線路１３に進入する場合を考える。このような場合、図９の（Ｒ−１）乃至（Ｒ−４）に示すように、進行方向である方向ＤＲ２に向かって右側のレール部２５ｂの断面形状２６ｂにおいて、レール部２５ｂの頭部、即ちレール部２５ｂに含まれるトングレール３４ｂの頭部については、位置ＰＳ１１と位置ＰＳ１４との間では、ある回で測定した測定値におけるレール部２５ｂの頭部のレール部２５ａと対向する側の側面２５ｈが、１回前に測定した測定値におけるレール部２５ｂの頭部のレール部２５ａと対向する側の側面２５ｈよりも突出している。これは、位置ＰＳ１１、位置ＰＳ１２、位置ＰＳ１３、位置ＰＳ１４の順に、トングレール３４ｂの頭部の幅ＷＤ２が、増加するためである。このような場合には、レール部２５ｂに含まれるトングレール３４ｂが、レール部２５ｂに含まれる基本レール３４ｄに接触していると判定する。なお、図９の（Ｒ−４）及び（Ｒ−５）に示すように、位置ＰＳ１４と位置ＰＳ１５との間では、レール部２５ｂの断面形状２６ｂには変化がない。
【０１０２】
一方、図９の（Ｌ−１）乃至（Ｌ−５）に示すように、進行方向である方向ＤＲ２に向かって左側のレール部２５ａの断面形状２６ａにおいて、レール部２５ａの頭部のレール部２５ｂと対向する側の側面２５ｇの位置には変化がない。このような場合には、トングレール３４ａが、レール部２５ａに含まれる基本レール３４ｃに接触していないと判定する。
【０１０３】
そして、左右両側のレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂの測定値のいずれにおいても、トングレール３４ａが基本レール３４ｃに接触しておらず、トングレール３４ｂが基本レール３４ｄに接触していなかった場合には、鉄道車両７は分岐器９上を走行していない、即ち鉄道車両７は分岐器９を通過していないと検知する。また、左右両側のレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂの測定値のいずれかにおいて、トングレール３４ａが基本レール３４ｃに接触しているか、又は、トングレール３４ｂが基本レール３４ｄに接触していた場合には、鉄道車両７が分岐器９上を走行している、即ち鉄道車両７は分岐器９を通過していると検知する。
【０１０４】
軌道検測車による軌道変位データを取得する場合、通常、鉄道線路に沿って、０．２５ｍの間隔又は０．５ｍの間隔で測定が行われる。また、例えば図２に示したように、鉄道線路８の幅方向に複数の線路が配置されている区間である複線区間では、軌道部同士即ち線路の中心間距離は、３ｍ以上あり、軌道検測車による軌道変位データを取得する間隔よりも大きい。そのため、本実施の形態１の位置検知方法によれば、複線区間においてどの線路を走行しているかを精度良く検知することができる。
【０１０５】
また、本実施の形態１の位置検知方法では、レール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂの画像を測定値として取得するので、日光などの外乱があると画像内にノイズが含まれることがあり、そのような場合に、分岐器９の誤検知が発生するおそれがある。従って、例えば位置ＰＳ１１、位置ＰＳ１２及び位置ＰＳ１３等、互いに隣り合う３つの位置のいずれのレール部２５ａの断面形状２６ａにおいてもトングレール３４ａが基本レール３４ｃに接触していた場合、又は、互いに隣り合う３つの位置のいずれのレール部２５ｂの断面形状２６ｂにおいてもトングレール３４ｂが基本レール３４ｄに接触していた場合に限って、鉄道車両７が分岐器９上を走行していると検知することが好ましい。
【０１０６】
即ち、１つの位置における断面形状の測定値だけではなく、鉄道線路に沿って互いに隣り合う２つ又は３つの位置における断面形状の測定値において、レール部２５ａ又は２５ｂの頭部の側面２５ｇ又は２５ｈの位置を比較又は確認することにより、鉄道車両７が分岐器９を通過している時の位置ＰＳ１を検知する。これにより、分岐器９の誤検知が発生することを防止することができる。
【０１０７】
前述したように、鉄道車両７が線路１１側と反対側から分岐器９に進入した場合も、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ａの測定値及び複数の断面形状２６ｂの測定値に基づいて、鉄道車両７が線路１２及び線路１３のいずれを通過したかを検知することができる。鉄道車両７が線路１１側と反対側から分岐器９に進入する場合には、レール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂの測定値が、図８及び図９のいずれにおいても、鉄道車両７が線路１１側から分岐器９に進入する場合とは逆順に取得されることになるので、（Ｌ−５）、（Ｌ−４）、（Ｌ−３）、（Ｌ−２）、（Ｌ−１）の順に取得され、（Ｒ−５）、（Ｒ−４）、（Ｒ−３）、（Ｒ−２）、（Ｒ−１）の順に取得されることになる。
【０１０８】
なお、図６乃至図９を用いて説明した例では、トングレール３４ａ及び３４ｂの断面形状を用いて鉄道車両７が分岐器９を通過している時の位置ＰＳ１を検知する例について説明した。しかし、トングレール３４ａ及び３４ｂに代え、クロッシング部３５等の断面形状を用いて鉄道車両７が分岐器９を通過している時の位置ＰＳ１を検知することもできる。
【０１０９】
図１０は、実施の形態１の位置検知方法を行って鉄道車両が曲線区間を通過する際の鉄道車両の状態を模式的に示す図である。図１０（ａ）は、鉄道車両７が基準位置ＲＰ４を通過している時を示し、図１０（ｂ）は、鉄道車両７が曲線区間３３を通過している時を示す。
【０１１０】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、また、前述したように、鉄道線路８は、曲線区間３３を有し、曲線区間３３の位置は、基準位置ＲＰ３として設定されている。
【０１１１】
このような場合、ステップＳ１では、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、鉄道車両７が、鉄道線路８のうち曲線区間３３から離れた部分３７を通過している時に、鉄道車両７の現在位置を基準位置ＲＰ４として設定し、基準位置ＲＰ４を設定した後、鉄道車両７が曲線区間３３を通過する際に、鉄道線路８のうち曲線区間３３から離れた部分３７に設定された基準位置ＲＰ４から鉄道車両７の現在位置までの走行距離である距離ＤＳ２を、距離測定部３により、鉄道車両７を移動させながら複数回繰り返して測定する。
【０１１２】
なお、部分３７の基準位置ＲＰ４の設定方法については、部分１４の基準位置ＲＰ２と同様に、衛星測位システムＧＳ１（図１参照）を用いた測位により設定するか、仮設定することができる。また、部分３７の基準位置ＲＰ４に代えて、部分１４の基準位置ＲＰ２を用いることもできる。
【０１１３】
また、ステップＳ２では、図５（ｂ）に示したように、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、鉄道車両７を移動させながらレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂ（図３参照）を測定する。それに加えて、ステップＳ２では、図１０（ｂ）に示すように、鉄道車両７が曲線区間３３を通過する際に、鉄道車両７を移動させながら、鉄道車両７のヨー角速度を、角速度測定部１０により、複数回繰り返して測定する。なお、前述したように、鉄道車両７を移動させながら、鉄道車両７のヨー角速度を複数回繰り返して測定する、とは、好適には、鉄道線路８の長手方向に一定の間隔を空けて配置された複数の位置の各々で、ヨー角速度を測定して測定値を取得することを意味する。
【０１１４】
また、ステップＳ３では、前述したように、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ａ（図３参照）の測定値、ステップＳ２にて測定された複数の断面形状２６ｂ（図３参照）の測定値、ステップＳ１にて測定された複数の距離ＤＳ１の測定値、及び、基準位置ＲＰ２に基づいて、鉄道車両７が分岐器９を通過している時の鉄道車両７の位置ＰＳ１を算出する。それに加えて、ステップＳ３では、更に、ステップＳ２にて角速度測定部１０により測定された複数のヨー角速度の測定値、及び、ステップＳ１にて測定された複数の距離ＤＳ２の測定値に基づいて、鉄道車両７が曲線区間３３を通過している時の鉄道車両７の位置ＰＳ２を算出する。
【０１１５】
また、ステップＳ４では、前述したように、算出された位置ＰＳ１が基準位置ＲＰ１に近づくように、鉄道車両７の位置を補正する。それに加えて、ステップＳ４では、算出された位置ＰＳ２が基準位置ＲＰ３に近づくように、好適には算出された位置ＰＳ２が基準位置ＲＰ３に一致するように、鉄道車両７の位置を補正する。このとき、算出された位置ＰＳ２が基準位置ＲＰ３に近づくか又は一致するように、基準位置ＲＰ４（又は基準位置ＲＰ２）を基準位置ＲＰ３から距離ＤＳ２だけ離れた基準位置ＲＰ４１（又は基準位置ＲＰ２１）に補正することになる。
【０１１６】
このような場合、即ち、位置ＰＳ１及び位置ＰＳ２を用いて鉄道車両７の位置を補正する場合、位置ＰＳ１のみを用いて鉄道車両７の位置を補正する場合に比べて、保守用車両を含む鉄道車両全般を用いて鉄道線路に沿って行う測定作業等において、衛星測位システムＧＳ１を用いた基準位置ＲＰ２の測位が可能でない場合でも、鉄道線路８内に不動点又は目印を設置することなく、鉄道車両７の位置を更に精度良く検知することができる。
【０１１７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２の位置検知システム及び位置検知方法について説明する。本実施の形態２の位置検知システム及び位置検知方法は、衛星測位システムを用いない点で、実施の形態１の位置検知システム及び位置検知方法と異なる。
【０１１８】
図１１は、実施の形態２の位置検知システムの構成を示すブロック図である。図１１に示すように、本実施の形態２の位置検知システム１は、実施の形態１の位置検知システム１と同様に、距離測定部３と、断面形状測定部４と、位置検知部５と、を有する。一方、本実施の形態２の位置検知システム１は、実施の形態１の位置検知システム１と異なり、基準位置設定部２（図１参照）を有しない。なお、鉄道線路８が分岐器９を有し、分岐器９の位置が基準位置ＲＰ１（図５参照）として設定されていること、並びに、鉄道線路８が線路１１、線路１２及び線路１３を有する点は、実施の形態１と同様である。従って、本実施の形態２の位置検知システム１に備えられた位置検知装置６が設けられている鉄道車両７が鉄道線路８を走行している状態については、図２から移動局１９ｂ及びＧＰＳ衛星１５を除いた図面により模式的に示すことができる。
【０１１９】
なお、図１１に示すように、本実施の形態２の位置検知システム１については、角速度測定部を有しない例を示す。従って、本実施の形態２の位置検知システム１に備えられた位置検知装置６については、図３から角速度測定部１０を除いた図面により模式的に示すことができる。また、本実施の形態２の位置検知方法については、鉄道車両７のヨー角速度を測定しない例を示す。
【０１２０】
本実施の形態２の位置検知方法では、実施の形態１の位置検知方法と異なり、例えば衛星測位システムＧＳ１を利用する基準位置設定部２（図１参照）を用いないので、例えば距離測定部３又は位置検知部５により基準位置ＲＰ２を仮設定する。そして、図４のステップＳ１の一部を行って、図５（ｂ）に示したように、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、基準位置ＲＰ２から鉄道車両７の現在位置までの走行距離である距離ＤＳ１を、距離測定部３により、鉄道車両７を移動させながら複数回繰り返して測定する。
【０１２１】
また、本実施の形態２の位置検知方法では、図４のステップＳ２を行って、図５（ｂ）に示したように、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、鉄道車両７を移動させながら、鉄道車両７の幅方向における第１の側の車輪２４ａが転動しているレール部２５ａの断面形状２６ａ（図３参照）、及び、鉄道車両７の幅方向における第１の側と反対側の車輪２４ｂが転動しているレール部２５ｂの断面形状２６ｂ（図３参照）を、断面形状測定部４により、複数回繰り返して測定する。なお、前述したように、鉄道車両７を移動させながら、レール部２５ａの断面形状２６ａを複数回繰り返して測定する、とは、好適には、鉄道線路８の長手方向に一定の間隔を空けて配置された複数の位置の各々で、断面形状２６ａを測定して測定値を取得することを意味する。また、レール部２５ｂの断面形状２６ｂについても、同様である。
【０１２２】
また、本実施の形態２の位置検知方法では、図４のステップＳ４を行って、鉄道車両７が分岐器９を通過する際に、ステップＳ２にて断面形状測定部４により測定された複数の断面形状２６ａの測定値、ステップＳ２にて断面形状測定部４により測定された複数の断面形状２６ｂの測定値、ステップＳ１にて距離測定部３により測定された複数の距離ＤＳ１の測定値、及び、基準位置ＲＰ２に基づいて、図５（ｂ）に示したように、鉄道車両７が分岐器９を通過している時の鉄道車両７の位置ＰＳ１を算出する。
【０１２３】
また、本実施の形態２の位置検知方法では、図４のステップＳ５を行って、算出された位置ＰＳ１が基準位置ＲＰ１に近づくように、鉄道車両７の位置を補正する。好適には、算出された位置ＰＳ１が基準位置ＲＰ１に一致するように、鉄道車両７の位置を補正する。
【０１２４】
本実施の形態２の位置検知方法は、衛星測位システムＧＳ１（図１参照）を用いず、例えば基準位置ＲＰ２（図５参照）を仮設定し、仮設定された基準位置ＲＰ２から鉄道車両７（図５参照）の現在位置までの走行距離である距離ＤＳ１（図５参照）を、距離測定部３（図５参照）により測定する点で、実施の形態１の位置検知方法と異なる。
【０１２５】
しかし、実施の形態１で説明したように、本発明の技術的意義は、衛星測位システムＧＳ１（図１参照）を用いずに、鉄道車両７が走行する際にドップラセンサ又は速度発電機等により出力される一定間隔のパルスデータ、並びに、分岐器９におけるレール部２５ａ及び２５ｂの断面形状２６ａ及び２６ｂ（図３参照）の測定値に基づいて、鉄道線路８内に不動点又は目印を設置することなく、位置情報を高精度で取得できることにある。従って、本実施の形態２の位置検知方法のように、基準位置ＲＰ２を設定するために衛星測位システムＧＳ１を用いなくてもよく、ドップラセンサ等で得られる走行距離である距離ＤＳ１（図５参照）、並びに、位置検知装置６が有する二次元センサ２７ａ及び２７ｂにより得られる断面形状２６ａ及び２６ｂの測定値に基づいて、鉄道車両７の位置を精度良く検知することができる。
【０１２６】
ただし、ドップラセンサ等で得られる走行距離である距離ＤＳ１（図５参照）、並びに、位置検知装置６が有する二次元センサ２７ａ及び２７ｂにより得られる断面形状２６ａ及び２６ｂ（図３参照）の測定値に基づいて、鉄道車両７の位置を検知する位置検知方法を、衛星測位システムＧＳ１（図１参照）を用いてバックアップするという観点からは、実施の形態１の位置検知システムを用いた位置検知方法は、本実施の形態２の位置検知システムを用いた位置検知方法よりも、鉄道車両７の位置を更に精度良く検知することができる。
【０１２７】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１２８】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１２９】
例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、鉄道線路を走行する鉄道車両の位置を検知する位置検知方法及び位置検知システムに適用して有効である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  位置検知システム
２  基準位置設定部
３  距離測定部
４  断面形状測定部
５  位置検知部
６  位置検知装置
７  鉄道車両
７ａ  車体
７ｂ  測定用台車
７ｃ  支持体
８  鉄道線路
９  分岐器
１０  角速度測定部
１０ａ  センサ
１１〜１３  線路
１４、３７  部分
１５〜１７  ＧＰＳ衛星
１８  ＳＢＡＳ衛星
１９  全地球航法衛星システム
１９ａ  基地局
１９ｂ  移動局
２１  本体部
２２  パルス変換器
２３  コントローラ
２４ａ、２４ｂ  車輪
２５ａ、２５ｂ  レール部
２５ｃ、２５ｅ  上部
２５ｄ、２５ｆ  側部
２５ｇ、２５ｈ  側面
２６ａ、２６ｂ  断面形状
２７ａ、２７ｂ  二次元センサ
２８ａ、２８ｂ  照射部
２９ａ、２９ｂ  撮像部
３１ａ、３１ｂ  スリット光
３２  測定用ＰＣ
３３  曲線区間
３４  ポイント部
３４ａ、３４ｂ  トングレール
３４ｃ、３４ｄ  基本レール
３５  クロッシング部
３５ａ、３５ｂ  主レール
３５ｃ、３５ｄ  ウィングレール
３５ｅ、３５ｆ  ガードレール
３５ｇ  ノーズレール
３６  リード部
３６ａ、３６ｂ  リードレール
ＤＲ１、ＤＲ２  方向
ＤＳ１、ＤＳ２  距離
ＧＳ１  衛星測位システム
ＰＳ１、ＰＳ１１〜ＰＳ１５、ＰＳ２  位置
ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ２１、ＲＰ３、ＲＰ４、ＲＰ４１  基準位置
ＷＤ１、ＷＤ２  幅
【図１】
2020172230.tif 000003
【図２】
2020172230.tif 000004
【図３】
2020172230.tif 000005
【図４】
2020172230.tif 000006
【図５】
2020172230.tif 000007
【図６】
2020172230.tif 000008
【図７】
2020172230.tif 000009
【図８】
2020172230.tif 000010
【図９】
2020172230.tif 000011
【図１０】
2020172230.tif 000012
【図１１】
2020172230.tif 000013