(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車上無線装置と、無線中継装置と、無線拠点装置と、接近警報装置とを含む列車接近警報装置であって、
前記車上無線装置は、列車に搭載されており、
前記無線中継装置は、複数備えられ、前記無線中継装置のそれぞれは前記列車の走行する線路に沿い互いに距離をおいて地上に順次に配置され、前記車上無線装置との間で無線通信を行なうものであり、
前記拠点装置は、無線通信機能を有し、地上に設置され、前記無線中継装置の複数個を含む制御エリアを管理し、自己の管理に属する制御エリアに含まれる前記無線中継装置を経由して、前記車上無線装置及び前記接近警報装置と無線通信を行ない、前記無線通信によって得られる情報から列車位置及び接近警報装置の位置を確定し、確定された列車位置情報を、前記無線中継装置を経由して、前記車上無線装置に無線通信し、
前記接近警報装置は、可搬装置であって、無線通信機能を有し、前記無線中継装置から送信される前記列車位置情報を受信するとともに、前記拠点装置から自己の位置情報が与えられ、前記列車位置情報と自己の位置情報とから列車位置と自己の位置の距離差を求め、得られた前記距離差を、予め与えられた許容限界の接近距離と比較して、列車接近警報を出力するものであり、
前記各無線中継装置から前記車上無線装置への呼出時点と、前記車上無線装置から前記無線中継装置への応答時点との間の時間差である遅延時間情報を、前記各無線中継装置から前記拠点装置に無線通信し、
前記拠点装置は、前記各無線中継装置から無線通信された遅延時間情報を受信し、前記各無線中継装置と、前記車上無線装置との間の遅延時間情報から、列車位置を確定し、
更に、前記拠点装置は、前記無線中継装置を経由して、前記接近警報装置と無線通信を行ない、無線通信によって得られる情報から前記接近警報装置の位置を確定する
列車接近警報装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車接近警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、線路沿線における保守作業等に際しては、列車見張り員をおき、列車見張り員の注意力により列車接近を監視していたが、最近は、列車接近を自動的に検知して、線路沿線で作業を行なう作業者に列車接近を通告し、作業者の安全を確保する列車接近警報装置が用いられるようになっている。列車接近警報装置は、一般的に言って、列車位置と作業位置が把握できること、列車の接近を検知したら接近警報を出力できること、及び、接近してくる列車のみを対象とした警報を出力すること等の機能を持たなければならない。また、不特定の場所で行なわれる線路沿線作業に対応できるようにするため、可搬性に優れていること、バッテリで動作するできること、取り扱いが簡単であること等が要求される。
【０００３】
従来より知られた列車接近警報装置の具体例としては、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて、列車位置、列車進行方向及び作業位置を検知し、一定時間毎に、列車進行方向と、ＧＰＳを用いて車上無線装置で検知した列車位置とを、列車から地上装置に通報するシステムが提案されている。地上装置は、列車位置を、列車番号等のＩＤ番号を付した上で管理する。そして、列車進行方向及び列車位置と作業位置とから、列車が接近距離以内に接近したことを検知し、列車接近の警報を発する、列車が作業位置に最も接近した距離から、ある距離だけはなれたことを検知したときは、警報を停止する。
【０００４】
上述した列車接近警報装置の問題点は、列車位置や作業位置の検知にＧＰＳを利用するため、ＧＰＳ対応の特殊な車上無線装置が必要であること、ＧＰＳを利用できないトンネル内では、位置検知を行なうことができないこと、車上無線装置と地上装置との間の通信が、オープンループシステムとなっていて、クローズドループシステムではないため、車上無線装置及び地上装置のそれぞれに、故障監視システムを付加する必要があり、列車接近警報システムが複雑化することである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、一般的な機器構成で実現可能な列車接近警報装置を提供することである。
【０００６】
本発明のもう一つの課題は、トンネル内でも使用できる列車接近警報装置を提供することである。
【０００７】
本発明の更にもう一つの課題は、安全性の高いクローズドループシステムの列車接近警報装置を提供することである。
【０００８】
本発明の更にもう一つの課題は、任意の作業箇所において使用可能な列車接近警報装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る列車接近警報装置は、車上無線装置と、無線中継装置と、拠点装置と、接近警報装置とを含む。前記車上無線装置は、列車に搭載されている。前記無線中継装置は、複数備えられ、各無線中継装置は前記列車の走行する線路に沿い互いに距離をおいて地上に順次に配置され、前記車上無線装置との間で無線通信を行なう。
【００１０】
前記拠点装置は、無線通信機能を有し、地上に設置され、前記無線中継装置の複数個を含む制御エリアを管理する。前記拠点装置は、自己の管理に属する制御エリアに含まれる前記無線中継装置を経由して、前記車上無線装置及び前記接近警報装置と無線通信を行ない、前記無線通信によって得られる情報から列車位置及び前記接近警報装置の位置を確定し、確定された列車位置情報を、前記無線中継装置を経由して、前記車上無線装置に無線通信する。
【００１１】
前記接近警報装置は、可搬装置であって、無線通信機能を有し、前記拠点装置から送信される前記列車位置情報を受信するとともに、前記拠点装置から自己の位置が与えられる。そして、前記列車位置と自己の位置との距離差、及び、予め与えられた許容限界の接近距離を比較して接近警報を出力する。
【００１２】
本発明に係る列車接近警報装置において、地上に設置された拠点装置は、自己の管理に属する制御エリアに含まれる無線中継装置を経由して、車上無線装置と無線通信を行ない、無線通信によって得られる情報から列車位置を確定し、確定された列車位置情報を、無線中継装置を経由して、車上無線装置に無線通信する。
【００１３】
ここで、無線中継装置は、複数備えられ、それぞれは、列車の走行する線路に沿い互いに距離をおいて地上に順次に配置されているから、各無線中継装置と、列車（車上無線装置）との間の距離は、無線中継装置毎に異なる。従って、各無線中継装置から車上無線装置への呼出時点と、車上無線装置から無線中継装置への応答時点との間の時間差（遅延時間）は、各無線中継装置毎に異なる。この遅延時間情報は各無線中継装置から拠点装置に無線通信される。
【００１４】
拠点装置は、各無線中継装置から無線通信された遅延時間情報を受信する。そして、各無線中継装置と、車上無線装置との間の遅延時間情報から、列車位置を確定し、確定された列車位置情報を、無線中継装置を経由して、車上無線装置に無線通信する。この構成によれば、車上無線装置が自己列車の位置情報を受信しているときのみ、列車を運行し、車上無線装置が自己列車の位置情報を受信できないときは、列車運転を停止するような構成を採用することが可能である。車上無線装置が自己列車の位置情報を受信できない場合には、車上無線装置、無線中継装置及び拠点装置に故障が発生した場合が含まれる。従って、このような場合、列車運転を停止し、線路沿線で作業する作業者の安全を確保することができる。
【００１５】
拠点装置から、無線中継装置を経由して送信される列車位置情報は、接近警報装置によっても受信される。更に、拠点装置は無線中継装置を経由して、接近警報装置と無線通信を行ない、無線通信によって得られる情報から接近警報装置の位置を確定する。このようにして確定された接近警報装置の位置情報は、無線中継装置を介して、接近警報装置に供給される。接近警報装置は、列車位置情報と自己の位置との差、及び、予め与えられた許容限界の接近距離を比較して接近警報を出力する。
【００１６】
上述した説明から理解されるように、本発明に係る列車接近警報装置は、車上無線装置、無線中継装置、拠点装置及び接近警報装置は、無線機能を含む極めて一般的な機器構成で実現でき、ＧＰＳ対応機器等の特殊な機器は不要である。
【００１７】
しかも、情報伝送が無線によって行なわれるため、トンネル内でも使用することができる。
【００１８】
また、本発明に係る列車接近警報装置では、車上無線装置、無線中継装置、拠点装置及び接近警報装置の相互間において、拠点装置をセンターとして、呼出ー応答のクローズドループが構成される。従って、安全性の極めて高い列車接近警報装置を実現できる。
【００１９】
更に、接近警報装置は、可搬装置であり、任意の作業箇所で、自由に用いることができる。
【００２０】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、以下に説明する。図面は、単なる実施例を示すに過ぎない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る列車接近警報装置を概略的に示す図である。本発明に係る列車接近警報装置は、車上無線装置１と、無線中継装置２１〜２ｎと、拠点装置３と、接近警報装置４とを含む。車上無線装置１は、列車５に搭載されている。無線中継装置２１〜２ｎは、複数ｎ備えられる。各無線中継装置２１〜２ｎは列車５の走行する線路６に沿い、互いに距離Ｄ１をおいて、地上に順次に配置され、車上無線装置１との間で、呼出Ｓ１１〜Ｓ１ｎ及び応答Ｓ２１〜Ｓ２ｎの双方向無線通信を行なう。各無線中継装置２１〜２ｎと車上無線装置１との間の双方向無線通信は、拠点装置３から無線通信によって供給される指令信号Ｓ０１〜Ｓ０ｎによって開始される。指令信号Ｓ０１〜Ｓ０ｎは、無線中継装置２１〜２ｎのそれぞれ毎に、例えば異なる周波数信号として、時分割に与えられる。従って、拠点装置３と無線中継装置２１〜２ｎとの間では、無線中継装置２１〜２ｎのそれぞれ毎に、無線通信に関して、時間的タイミングの異なるタイムスロットを持つことになる。
【００２２】
拠点装置３は、無線通信機能を有し、地上に設置され、無線中継装置２１〜２ｎの複数個ｎを含む制御エリアＡ１を管理する。拠点装置３は、自己の管理に属する制御エリアＡ１に含まれる無線中継装置２１〜２ｎを経由して、車上無線装置１及び接近警報装置４と無線通信を行なう。そして、この無線通信によって得られる情報から、列車位置及び接近警報装置４の位置を確定する。確定された列車位置情報は、無線中継装置２１〜２ｎを経由して、車上無線装置１に無線通信される。
【００２３】
接近警報装置４は、可搬装置であって、無線通信機能を有し、拠点装置３から送信される列車位置情報を受信するとともに、拠点装置３から自己位置が与えられる。そして、列車位置と自己位置との距離差△Ｄ、及び、予め与えられた許容限界の接近距離ＬＤを比較して列車接近警報を出力する。具体的には、△Ｄ≦ＬＤの条件が成立したときに、接近警報を出力する。接近警報は、接近警報装置４の付近で作業する作業者が確実に確認することができるような手段、例えば、警報音等によって行なう。
【００２４】
上述したように、本発明に係る列車接近警報装置において、地上に設置された拠点装置３は、自己の管理に属する制御エリアＡ１に含まれる無線中継装置２１〜２ｎを経由して、車上無線装置１と無線通信を行ない、無線通信によって得られる情報から列車位置を確定し、確定された列車位置情報を、無線中継装置２１〜２ｎを経由して、車上無線装置１に無線通信する。従って、車上無線装置１は、自己の列車位置情報を持つことになる。
【００２５】
ここで、無線中継装置２１〜２ｎは、複数ｎ備えられ、それぞれは、列車５の走行する線路６に沿い、互いに距離Ｄ１をおいて、地上に順次に配置されているから、各無線中継装置２１〜２ｎと、車上無線装置１を有する列車５との間の距離は、無線中継装置２１〜２ｎ毎に異なる。従って、各無線中継装置２１〜２ｎから車上無線装置１へ呼出信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎを与えた時点と、車上無線装置１から無線中継装置２１〜２ｎへ返送される応答信号Ｓ２１〜Ｓ２ｎが、各無線中継装置２１〜２ｎによって受信される時点との間の時間差（遅延時間）は、各無線中継装置２１〜２ｎ毎に異なる。この遅延時間情報は各無線中継装置２１〜２ｎから拠点装置３に無線通信される。
【００２６】
拠点装置３は、各無線中継装置２１〜２ｎから無線通信された遅延時間情報を受信する。そして、各無線中継装置２１〜２ｎと、車上無線装置１との間の遅延時間情報から、列車位置を確定し、確定された列車位置情報を、無線中継装置２１〜２ｎを経由して、車上無線装置１に無線通信する。従って、無線中継装置２１〜２ｎから車上無線装置１に送信される呼出信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎには列車位置情報が含まれることになる。
【００２７】
このように、車上無線装置１は自己の位置情報を受信して走行することになる。自己の位置情報が受信できない時は、列車運転を停止するような構成を採用することが可能である。このため、車上無線装置１、無線中継装置２１〜２ｎ及び拠点装置３に故障が発生した場合、列車運転を停止することが可能であり、これによって、線路沿線で作業する作業者の安全が確保される。
【００２８】
車上無線装置１は、更に、無線中継装置２１〜２ｎから供給される呼出信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎに応答して、応答信号Ｓ２１〜Ｓ２ｎを返送する。この応答信号Ｓ２１〜Ｓ２ｎには、列車番号及び運転方向の情報が含まれている。無線中継装置２１〜２ｎは応答信号２１〜Ｓ２ｎを受信すると共に、この応答信号２１〜Ｓ２ｎに対応する信号Ｓ３１〜Ｓ３ｎを拠点装置３に送信する。従って、拠点装置４では、接近している列車５の列車番号及び運転方向の情報が受信される。
【００２９】
拠点装置３から、無線中継装置２１〜２ｎを経由して送信される列車位置情報は、接近警報装置４によっても受信される。更に、拠点装置３は無線中継装置２１〜２ｎを経由して、接近警報装置４と無線通信を行ない、無線通信によって得られる情報から接近警報装置４の位置を確定する。このようにして確定された接近警報装置４の位置情報は、無線中継装置２１〜２ｎを介して、接近警報装置４に供給される。
【００３０】
接近警報装置４は、列車位置情報と自己の位置との距離差△Ｄ、及び、予め与えられた許容限界の接近距離を比較して接近警報を出力する。拠点装置３から接近警報装置４への呼出信号Ｓ４１は、無線中継装置２１〜２ｎの何れかを経由して送信される。この呼出信号Ｓ４１には、接近警報装置４の位置情報が含まれている。
【００３１】
接近警報装置４の位置情報は、無線中継装置２１〜２ｎの何れかを経由して、接近警報装置４と拠点装置３との間で、呼出ー応答の双方向通信を行ない、呼出ー応答の時間差（遅延時間）を、拠点装置３において算出することにより、確定できる。接近警報装置４は呼出信号Ｓ４１に応答して、応答信号Ｓ４２を返送する。応答信号Ｓ４２は無線中継装置２１〜２ｎの何れかを経由して拠点装置３によって受信される。応答信号Ｓ４２にはメッセージ情報が含まれる。メッセージ情報には接近警報装置４の動作電源となるバッテリ電圧情報等が含まれる。
【００３２】
上述した説明から理解されるように、本発明に係る列車接近警報装置は、車上無線装置１、無線中継装置２１〜２ｎ、拠点装置３及び接近警報装置４は、無線機能を含む極めて一般的な機器構成で実現でき、ＧＰＳ対応機器等の特殊な機器は不要である。しかも、情報伝送が無線によって行なわれるため、トンネル内でも使用することができる。また、本発明に係る列車接近警報装置では、車上無線装置１、無線中継装置２１〜２ｎ、拠点装置３及び接近警報装置４の相互間において、拠点装置３をセンターとして、呼出ー応答のクローズドループが構成されている。従って、安全性の極めて高い列車接近警報装置を実現できる。
【００３３】
更に、接近警報装置４は、可搬装置であり、拠点装置３との無線通信が可能な領域であれば、任意の作業箇所であれば、自由に用いることができる。
【００３４】
図２は接近警報装置４に含まれるディスプレイ（表示画面）の平面図を示している。ディスプレイは例えば液晶画面等でなる。ディスプレイの表示は、キーボードもしくはマウス等を用いた入力操作により、接近警報装置４に内蔵されたＣＰＵの働きにより、制御できるものとする。
【００３５】
接近警報装置４の入力操作は、作業現場において、作業員が行なう。まず、ディスプレイ上に、作業現場の状況等を勘案した許容限界の接近距離を入力する。この入力操作により、ディスプレイ上の「接近距離を設定して下さい」と表示された部分に、接近距離が表示される。
【００３６】
拠点装置３から、無線中継装置２１〜２ｎの何れかを経由して受信された自己位置情報を、ディスプレイ上に表示する。ディスプレイ上の「あなたの位置は〜ｋｍです」となる。
【００３７】
次に、作業者は、自己の位置を確認する。ディスプレイ上には「位置を確認して下さい」と表示され、それと同じラインに「ＯＫ」及び「ＮＧ」と表示されている。作業者は表示された「位置」が正しければ「ＯＫ」を、また、間違っていれば「ＮＧ」を、マウス操作によってクリックする。
【００３８】
作業者は、作業開始に当たり、ディスプレイ上の「作業開始／終了」の欄において、「開始」をマウスによってクリックする。
【００３９】
作業者が「ＯＫ」及び「開始」をクリックした場合、その確認の信号は、接近警報装置４から、無線中継装置２１〜２ｎの何れかを経由して、拠点装置３に無線通信される。
【００４０】
ディスプレイ上には、「接近列車及び最終通過列車について、「上り」、「下り」の別、列車番号（列車ＩＤ）及び通過時間（００Ｈ００Ｍ００Ｓ）が表示されている。更に、臨時速度指示入力の欄も表示されている。
【００４１】
接近警報装置４では、上述したように、拠点装置３から供給される列車位置と自己位置との距離差△Ｄ、及び、予め与えられた許容限界の接近距離ＬＤを比較し、△Ｄ≦ＬＤの条件が成立したときに、警報音等により、接近警報を発する。
【００４２】
接近警報装置４は、また、列車の通過判定を行なう。列車の通過判定は、列車ＩＤ及び運転方向に基づいて行なう。接近警報装置４に対しては、拠点装置３から、接近列車の列車ＩＤ、運転方向の情報が与えられているので、接近警報装置４において列車ＩＤ及び運転方向から、列車の通過判定を行なうことができる。通過判定を行なった列車については、ディスプレイ上に、列車ＩＤ、運転方向及び通過時刻を表示する。通過判定をしていない列車ＩＤ及び運転方向の列車が接近したときは、接近警報を出力する。作業が終了したときは、ディスプレイ上の「終了」をクリックする。
【００４３】
更に、接近警報装置４では、その正常動作を確保するため、バッテリ電圧のチェック及び故障自己診断が行なわれる。これらのチェックは定周期で行なう。バッテリ電圧のチェックの結果、バッテリ電圧が基準値以下に落ち込んでいる場合は、そのメッセージ情報を、拠点装置３に送信する。故障自己診断の結果、故障と判定された場合は、故障メッセージ」を拠点装置３に送信するか、またはメッセージ情報の送信を停止する。
【００４４】
接近警報装置４のディスプレイ上で設定され、または変更された情報は、無線中継装置２１〜２ｎの何れかを経由して、拠点装置３に無線通信される。
【００４５】
拠点装置３では、接近警報装置４から送信された「作業開始」及び「作業終了」の情報を受信した場合、その情報を運行管理系（図示しない）に送信する。また、拠点装置３は、接近警報装置４のバッテリ電圧情報、回路故障情報を受信するので、接近警報装置４の正常及び異常を把握し、必要名運行管理制御を行なうことができる。例えば、接近警報装置４からメッセージ情報が送信されてこなかった場合、線路上に支障ありと判断し、接近列車に対して、運行管理系を介して、速度制限等の指示を与えることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）一般的な機器構成で実現可能な列車接近警報装置を提供することができる。
（ｂ）トンネル内でも使用できる列車接近警報装置を提供することができる。
（ｃ）安全性の高いクローズドループシステムの列車接近警報装置を提供することができる。
（ｄ）任意の作業箇所において使用可能な列車接近警報装置を提供することができる。
【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構成を示すブロック図である。
【図２】接近警報装置に含まれるディスプレイの平面図を示している。
【符号の説明】
１                    車上無線装置
２１〜２ｎ            無線中継装置
３                    拠点装置
４                    接近警報装置
【図１】
0003547072.tif 000002
【図２】
0003547072.tif 000003