(57)【要約】【課題】人の力を借りずに線路内に侵入する可能性のあるものを区別して検知し、落下した人のときだけ電車を緊急停止する人身事故防止システムを提供する。【解決手段】人身事故防止システムは、電車が進入する線路の両側に配設された送信側漏洩伝送路および受信側漏洩伝送路、送信スペクトル拡散信号を発生し上記送信側漏洩伝送路に送信するＲＦモジュール、受信した漏洩電界の変化を解析して侵入物の位置を特定するセンサーカードを備える人身事故防止システムにおいて、所定の周期の前後する時点で特定された侵入物の位置の差が所定の閾値未満のとき侵入者がいるとして電車を緊急停止するよう指令する。【選択図】図１
2010157045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車が進入する線路の両側に配設された送信側漏洩伝送路および受信側漏洩伝送路、送信スペクトル拡散信号を発生し上記送信側漏洩伝送路に送信するＲＦモジュール、受信した漏洩電界の変化を解析して侵入物の位置を特定するセンサーカードを備える人身事故防止システムにおいて、
所定の周期の前後する時点で特定された侵入物の位置の差が所定の閾値未満のとき侵入者がいるとして電車を緊急停止するよう指令することを特徴とする人身事故防止システム。
【請求項２】
所定の周期の前後する時点で特定された侵入物の位置の差が所定の閾値以上のとき上記電車が進入してきたと判断することを特徴とする請求項１に記載する人身事故防止システム。
【請求項３】
上記送信側漏洩伝送路から上記受信側漏洩伝送路に向かう電気力線は、上記線路が敷設された地面を底とするかまぼこ状の空間内に存在し、上記かまぼこ状の空間の高さはプラットホームの高さよりも低いことを特徴とする請求項１または２に記載する人身事故防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は駅のプラットホームからの人の落下に伴う人身事故を防止する人身事故防止システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人身事故に係る人の侵入を検知する装置として、線路に沿わせてその両側に漏洩同軸ケーブル、漏洩導波管等の漏洩伝送路を布設し、一方の漏洩伝送路より他方の漏洩伝送路へ電波を放射して障害物を検知する。一方の漏洩伝送路の一端にパルス状信号を発生する送信機を接続すると共に他方の漏洩伝送路の同じ側の一端に前記パルス状信号が位置に応じて遅延した信号を受信する受信機を接続し、さらにこの受信機に信号波形から包絡線を取り出すフィルタを接続し、予め障害物がないときの信号波形の包絡線を記憶する記憶装置を設け、この障害物がないときの包絡線とフィルタで取り出した包絡線との差分波形から障害物の位置を検知する演算器を設けた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９５３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電界を乱すものには落下した人以外にも進入してくる電車や保守点検修理のために線路に降りる作業員なども同様に検知してしまうので、落下した人だけを検知して電車を緊急停止することができないという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、人の力を借りずに線路内に侵入する可能性のあるものを区別して検知し、落下した人のときだけ電車を緊急停止する人身事故防止システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る人身事故防止システムは、電車が進入する線路の両側に配設された送信側漏洩伝送路および受信側漏洩伝送路、送信スペクトル拡散信号を発生し上記送信側漏洩伝送路に送信するＲＦモジュール、受信した漏洩電界の変化を解析して侵入物の位置を特定するセンサーカードを備える人身事故防止システムにおいて、所定の周期の前後する時点で特定された侵入物の位置の差が所定の閾値未満のとき侵入者がいるとして電車を緊急停止するよう指令する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る人身事故防止システムの効果は、侵入者を電車や作業者から区別して検知し、落下を発見する人や緊急停止ボタンを探す必要もなく、線路内への侵入を瞬時に確実に検知できるので、侵入事象発生から緊急列車停止指示までの時間が短縮できることである。この時間短縮によって人身事故発生率が低下し人命尊重に繋がるし、ダイヤの乱れも抑止できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明を実施するための最良の形態を図１〜図５により説明する。図１は、人身事故防止システムの概略構成を示す図である。図２は、この発明に係る漏洩電界送受信装置の構成図である。図３は、漏洩電波を受信する様子を示す図である。図４は、この発明に係る侵入位置の検知概念の一例を示す図である。図５は、この発明に係る送信信号の具体例を示す図である。なお、各図中、同一符合は同一部分を示す。
【０００９】
この発明に係る人身事故防止システムは、図１に示すように、プラットホーム１に面する線路２内に入った人、電車などの侵入物を検知する侵入検知装置３、プラットホーム１の所定の位置に配置されたＲＦＩＤタグ４、作業のために線路内に入る作業員５が携行し電波を発信する作業許可発信機６、電車の運行を制御する電車制御装置７を備える。
侵入検知装置３は、漏洩電界を送受信し漏洩電界の変化があるとき変化のあった位置を特定する漏洩電界送受信装置８、特定した位置に基づき異常侵入者、作業員、または電車の侵入を分析し異常侵入者と判断したとき電車の進入を防止する人身事故防止装置９を備える。
ＲＦＩＤタグ４は、プラットホーム１に１０ｍ間隔でプラットホーム１の位置を表す位置情報が記憶されていて、作業許可発信機６からのポーリングに応答して位置情報を作業許可発信機６に送信する。
作業許可発信機６は、周期的に近傍に有るＲＦＩＤタグ４から位置情報を取得して人身事故防止装置９に位置情報で変調された電波を送信する。
【００１０】
漏洩電界送受信装置８は、電車が進入する線路２を両側から挟む２つのプラットホーム１の下または線路２の一方の側に面するプラットホーム１の下と線路２の他方の側の地面に配設された送信側漏洩伝送路１１および受信側漏洩伝送路１２、送信スペクトル拡散信号を発生するＲＦモジュール１３、受信した漏洩電界の変化を解析して位置を特定するセンサーカード１４、送信スペクトル拡散信号の反射によるエラーの発生を防止する送信側ターミネータ１５、送信スペクトル拡散信号を受信した送信スペクトル拡散信号の反射によるエラーの発生を防止する受信側ターミネータ１６を備える。
【００１１】
ペアーを成す送信側漏洩伝送路１１および受信側漏洩伝送路１２は、図３に示すように、それぞれ漏洩伝送路が延在する方向に沿って点在する複数個の漏洩箇所１１ＴＨ、１１ＴＨ、１１ＴＨ、・・・、１２ＴＨ、１２ＴＨ、１２ＴＨ、・・・を有する。そして、送信側漏洩伝送路１１から漏洩する電波は、図１に示すように、かまぼこ状の空間内を伝搬している。この電波が伝搬するかまぼこ状の空間の高さはプラットホーム１の高さ以下であり、プラットホーム１上に居る人間は電波の伝搬に影響を与えない。
【００１２】
また、送信側漏洩伝送路１１および受信側漏洩伝送路１２は、例えば、市販の漏洩同軸ケーブルなどを使用する。送信側漏洩伝送路１１および受信側漏洩伝送路１２の漏洩箇所１１ＴＨ、１１ＴＨ、１１ＴＨ、・・・、１２ＴＨ、１２ＴＨ、１２ＴＨ、・・・は、市販の漏洩同軸ケーブルでは数メートル間隔にその外皮を貫通する貫通スロットである。
【００１３】
ＲＦモジュール１３は、図２に示すように、基準クロック発生手段２１、スイッチ手段２２、制御手段２３、および送信スペクトル拡散信号発生手段２４を有する。
センサーカード１４は、検知手段２５、参照スペクトル拡散信号発生手段２６−１〜２６−２０、および相関手段２７−１〜２７−２０を有する。
例えば１０ｍの精度で２００ｍのプラットホーム１に沿ってケーブル延長方向の検知範囲とする。
【００１４】
送信側漏洩伝送路１１および送信側漏洩伝送路１１と並設され送信側漏洩伝送路１１からの漏洩電波を受信する受信側漏洩伝送路１２が接続され、受信側漏洩伝送路１２で受信した電波が変化すれば侵入物が侵入したと判定する。
【００１５】
ここで、侵入位置の検知概念の一例を説明する。
送信側漏洩伝送路１１および受信側漏洩伝送路１２として市販の漏洩同軸ケーブルを使用し、送信側漏洩伝送路１１および受信側漏洩伝送路１２を線路２に沿って敷設し、図４に示すように、例えば、ＲＦモジュール１３から１個の送信パルスを送信した場合、送信側漏洩伝送路１１の第１番目（最初）の孔（貫通スロット）から漏洩する漏洩電波は受信側漏洩伝送路１２の第１番目（最初）の孔（貫通スロット）を介して受信され、センサーカード１４に受信信号として到達するが、その到達時間は送信信号発信からΔＴ１後である。
同様に、ＲＦモジュール１３から１個の送信パルスを送信した場合、送信側漏洩伝送路１１の第２番目の孔から漏洩する漏洩電波は受信側漏洩伝送路１２の第２番目の孔を介して受信され、センサーカード１４に受信信号として到達するが、その到達時間は送信信号発信からΔＴ２後である。
同様に、第３番目の孔を介して受信された受信信号の到達時間は送信信号発信からΔＴ３後である。
そして、これらΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、・・・、ΔＴ２０、つまり到達時間（遅延時間とも言う）ΔＴは、漏洩伝送路の長さが分かれば、信号の伝播速度が３０万ｋｍ／秒であることから演算により容易に求められる。
【００１６】
従って、センサーカード１４においては、システム構成から事前に演算した到達時間（遅延時間）ΔＴのデータを保存しておくことにより、受信した実受信信号を当該保存データと照合すれば、どの孔（貫通スロット）を経由してきた受信信号であるか判別できる。
また、漏洩電波の存在領域に人が侵入した場合、侵入物により漏洩電波が、形状が変わるなど変化する。
従って、センサーカード１４が受信した信号の変化を検知すれば、送信側漏洩伝送路１１および受信側漏洩伝送路１２に沿ったどの位置に侵入したのか、検知し、報知することができる。
【００１７】
尤も、信号速度は極めて速い、また、センサーカード１４の検出動作速度との関係もあり、実際には、送信信号は単一パルスを数秒に１度程度発信するのではなく、例えば図５に例示するようなＰＮ符号と言われているスペクトル拡散信号、例えば数万個のランダムパルス列からなるコード化信号を使えば、検知精度を上げることができる。同一のＰＮ符号を繰返し発信してもよいし、異なるＰＮ符号を次々に発信してもよい。ＰＮ符号自体は一般的に知られている公知の符号である。
【００１８】
図５に例示のＰＮ符号を使う場合は、センサーカード１４は、スペクトル拡散信号を発生するＲＦモジュール１３の出力で高周波の搬送波を位相変調し、送信側漏洩伝送路１１に対して出力する。送信側漏洩伝送路１１から出力された電波は、受信側漏洩伝送路１２で漏洩箇所を介して受信され、センサーカード１４に入力される。センサーカード１４では、受信電波が、侵入距離に関連した参照スペクトル拡散符号と位相演算され、電界強度の変化により侵入距離を含む侵入物検知が行われる。
【００１９】
センサーカード１４は、基板上に侵入検知機能を搭載してモジュール化したセンサーカード１４の製品形態に構成してあり、検知したい距離、例えば１００ｍ、１５０ｍ、２００ｍ、・・・に応じて、その枚数を増やして（増設して）対応できるようにしてある。
【００２０】
複数の参照スペクトル拡散信号発生手段２６−１〜２６−２０で侵入者の測定距離１０ｍ（±５ｍ）間隔で対応した遅延時間の参照用拡散符号を基準クロック発生手段２１から生成し、参照用拡散符号で拡散変調された参照スペクトル拡散信号を出力し、参照スペクトル拡散信号発生手段２６−１〜２６−２０に対応した２０個の相関手段２７−１〜２７−２０で受信側漏洩伝送路１２が受信した送信スペクトル拡散信号と参照スペクトル拡散信号との相関をとり、位相が一致したときに相関信号を出力し、参照スペクトル拡散信号発生手段２６−１〜２６−２０に設定された固有の各遅延時間に対する相関信号の信号レベルの変動量が設定値以上のときに検知手段２５が線路内の１０ｍ（±５ｍ）間隔のある場所に侵入物が存在することを検知する。
【００２１】
なお、前述の実施の形態１では、測定距離１０ｍ（±５ｍ）間隔で対応した遅延時間を設定した２０個の参照スペクトル拡散信号発生手段２６−１〜２６−２０を実装とそれに対応した２０個の相関手段２７−１〜２７−２０を実装したことで、１台の侵入検知装置３で検知精度±５ｍを維持したまま検知距離を相関数２０個×検知距離１０ｍ（±５ｍ）＝２００ｍにでき、経済的に優れた高範囲の侵入検知装置３を得ることができる。
【００２２】
プラットホーム１に面する線路２内に侵入する物は、電車、作業者、そして誤って落下などした人がある。そして、電車は、時速２０ｋｍ位の速度で進入してくるので、侵入検知装置３で前後２回に亘って検知された位置の差が時速２０ｋｍ位に相当する場合、電車が進入してきたと判断することができる。
一方、誤って落下などした人は落下後殆ど動かないので、侵入検知装置３で前後２回に亘って検知された位置の差が所定の閾値未満であり、人が落下などしたと判断することができる。
作業者は、作業許可発信機６を携行しており、作業許可発信機６がその位置を知らせているので、作業者であれば侵入検知装置３で検知した位置と作業許可発信機６が知らせる位置とが同じくなる。このことを利用して電車、人、作業者を区別して人身事故防止を図る。
【００２３】
図６は、この発明に係る人身事故防止装置９の機能ブロック図である。
人身事故防止装置９は、所定の周期で人身事故防止手順を開始する。そして、人身事故防止装置９は、侵入物の検知の有無を侵入検知装置３に問い合わせ、侵入物が検知されていたとき検出された位置情報を入手する位置情報入手手段３１と、侵入物が検知されていたとき作業許可発信機６からの電波の有無を判断し、電波が発信されているとき受信し、受信した電波から作業許可発信機６の位置情報を読み取り、作業者以外の侵入物が居るか否かを判断する作業者確認手段３２と、作業者以外の侵入物があるとき侵入物の１回目の検知か否かを判断し、１回目の検知のとき位置情報を記憶し人身事故防止手順を終了する位置情報記憶手段３３と、２回目の検知のとき記憶されている位置情報と今回の位置情報との差分が所定の閾値以上か否かを判断する電車・人区別手段３４と、差分が所定の閾値以上のとき電車が進入してきたと判断し人身事故防止手順を終了する電車確認手段３５と、差分が所定の閾値未満のとき人が線路内に侵入したと判断し電車制御装置７に電車を停止するよう指令する電車停止手段３６と、を備える。
【００２４】
図７は、この発明に係る人身事故防止装置９で実行される人身事故防止手順を示すフローチャートである。
次に、人身事故防止手順について説明する。
電車が運行されている間では、所定の周期（例えば、０．５秒）で人身事故防止手順が開始される。
ステップＳ１では、侵入物の検知の有無を侵入検知装置３に問い合わせて判断し、侵入物が検知されていないとき人身事故防止手順を終了し、侵入物が検知されているときステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、侵入物が検出された位置情報を入手する。
ステップＳ３では、作業許可発信機６からの電波の有無を判断し、電波が有るときステップＳ４に進み、電波がないときステップＳ６に進む。
ステップＳ４では、受信した電波から作業許可発信機６の位置情報を解読する。
ステップＳ５では、作業者以外の侵入物が居るか否かを判断し、作業者以外の侵入物が検知されないとき人身事故防止手順を終了し、作業者以外の侵入物が検知されたときステップＳ６に進む。
【００２５】
ステップＳ６では、回数フラグを調べて侵入物の１回目の検知か否かを判断し、１回目の検知のときステップＳ７に進み、２回目の検知のときステップＳ８に進む。
ステップＳ７では、回数フラグに１を設定し、位置情報を記憶し、人身事故防止手順を終了する。
ステップＳ８では、記憶されている位置情報と今回の位置情報との差分が所定の閾値以上か否かを判断し、差分が所定の閾値以上のときステップＳ９に進み、差分が所定の閾値未満のときステップＳ１０に進む。
ステップＳ９では、電車が進入してきたと判断し人身事故防止手順を終了する。
ステップＳ１０では、人が線路内に侵入したと判断し電車制御装置７に電車を停止するよう指令する。
【００２６】
この発明に係る人身事故防止システムは、侵入者を電車や作業者から区別して検知し、落下を発見する人や緊急停止ボタンを探す必要もなく、線路内への侵入を瞬時に確実に検知できるので、侵入事象発生から緊急列車停止指示までの時間が短縮できる。この時間短縮によって人身事故発生率が低下し人命尊重に繋がるし、ダイヤの乱れも抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に係る人身事故防止システムの概略構成を示す図である。
【図２】この発明に係る漏洩電界送受信装置の構成図である。
【図３】漏洩電波を受信する様子を示す図である。
【図４】この発明に係る侵入位置の検知概念の一例を示す図である。
【図５】この発明に係る送信信号の具体例を示す図である。
【図６】この発明に係る人身事故防止装置の機能ブロック図である。
【図７】この発明に係る人身事故防止装置で実行される人身事故防止手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１  プラットホーム、２  線路、３  侵入検知装置、４  ＲＦＩＤタグ、５  作業員、６  作業許可発信機、７  電車制御装置、８  漏洩電界送受信装置、９  人身事故防止装置、１１  送信側漏洩伝送路、１２  受信側漏洩伝送路、１３  ＲＦモジュール、１４  センサーカード、１５  送信側ターミネータ、１６  受信側ターミネータ、２１  基準クロック発生手段、２２  スイッチ手段、２３  制御手段、２４  送信スペクトル拡散信号発生手段、２５  検知手段、２６  参照スペクトル拡散信号発生手段、２７  相関手段、３１  位置情報入手手段、３２  作業者確認手段、３３  位置情報記憶手段、３４  電車・人区別手段、３５  電車確認手段、３６  電車停止手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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