(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯受信機が携帯される作業区間の路線および位置を含む作業区間情報と、鉄道線路側に配置された線路閉鎖装置に対する前記携帯受信機の相対的位置とを、当該携帯受信機に登録する登録手段を備え、
車両に搭載される車載装置に、当該車両の位置および速度を含む値を検出するセンサ手段と、当該車両の路線情報を提供する車両用データベースとを備え、前記センサ手段の検出結果と前記車両用データベースの路線情報とから車両状態情報を設定し、この車両状態情報を前記携帯受信機に送信し、
前記携帯受信機は、前記車載装置から受信した前記車両状態情報と、登録された前記作業区間情報および前記線路閉鎖装置に対する相対的位置とに基づいて、前記車両との距離を算出し、算出された前記車両との距離に基づいて、警報の要否を判定する、
ことを特徴とする鉄道用警報発生システム。
【請求項２】
前記線路閉鎖装置は、前記作業区間情報を生成する手段を備え、生成した前記作業区間情報を前記携帯受信機に送信し、
前記携帯受信機は、受信した前記作業区間情報を登録する、
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道用警報発生システム。
【請求項３】
前記線路閉鎖装置は、前記作業区間情報を前記携帯受信機に送信する際に、当該線路閉鎖装置の識別情報を送信し、
前記携帯受信機は、当該携帯受信機に予め登録された線路閉鎖装置の識別情報と、前記作業区間情報を受信した際の線路閉鎖装置の識別情報とが一致する場合に、前記作業区間情報を登録する、
ことを特徴とする請求項２に記載の鉄道用警報発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、新幹線などの鉄道線路の作業区間において、保守用車両が接近した場合に警報を発する鉄道用警報発生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路で作業する際には、地上側の作業区間に線路閉鎖装置を配置し、保守用車両に車載装置を搭載し、車載装置からの信号・電波を受信することで、線路閉鎖装置から警報音を鳴動させている。このとき、保守用車両の走行方向や速度、保守用車両と線路閉鎖装置との距離などに応じて、警報音を鳴動させるようにした警報発生方式が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この警報発生方式は、車両において、車両の位置、速度、進行方向と路線情報とから自己状態情報を設定し、この自己状態情報を線路閉鎖装置に向けて送信するとともに、線路閉鎖装置から状態情報を受信する。同様に、線路閉鎖装置において、線路閉鎖装置の設置位置と路線情報とから自己状態情報を設定し、この自己状態情報を車両に向けて送信するとともに、車両から状態情報を受信する。そして、車両および線路閉鎖装置において、自己状態情報と受信した状態情報とに基づいて、接近警報条件を判定することで、衝突のおそれがある場合に誤りなく、かつ確実に接近警報を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４７９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、鉄道線路で作業する場合、作業者は、警報音が鳴動する携帯受信機を携帯している。しかしながら、この携帯受信機は、自機の位置情報を取得する機能を有さないため、車載装置から信号を受信すると、無条件に警報音が鳴動してしまう。すなわち、接触のおそれがない十分遠方に車両が位置する場合や、車両が作業区間を通り過ぎて遠ざかっている場合、さらには、作業区間（作業対象）の路線とは異なる路線を車両が走行している場合であっても、警報音が鳴動してしまう。このため、作業者に対して不要な注意を喚起したり、作業を中断させたりして、作業者に負担を与える場合があった。また、頻繁に警報音が鳴動してしまうため、実際に接触等のおそれがある状態にあっても、作業者への注意喚起が損なわれるおそれがあった。
【０００６】
そこでこの発明は、実際に接触等のおそれがある場合に、携帯受信機から警報を発することが可能な鉄道用警報発生システム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】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、携帯受信機が携帯される作業区間の路線および位置を含む作業区間情報と、鉄道線路側に配置された線路閉鎖装置に対する携帯受信機の相対的位置とを当該携帯受信機に登録する登録手段を備え、車両に搭載される車載装置に、当該車両の位置および速度を含む値を検出するセンサ手段と、当該車両の路線情報を提供する車両用データベースとを備え、前記センサ手段の検出結果と前記車両用データベースの路線情報とから車両状態情報を設定し、この車両状態情報を前記携帯受信機に送信し、前記携帯受信機は、前記車載装置から受信した前記車両状態情報と、登録された前記作業区間情報および前記線路閉鎖装置に対する相対的位置とに基づいて、前記車両との距離を算出し、算出された前記車両との距離に基づいて、警報の要否を判定する、ことを特徴とする鉄道用警報発生システムである。
【０００８】
この発明によれば、まず、登録手段によって、作業区間の路線や位置などが携帯受信機に登録される。続いて、車両の走行中などに、車載装置において、車両の位置や速度などと車両の路線情報とから車両状態情報が設定され、この車両状態情報が携帯受信機に送信される。そして、携帯受信機において、受信した車両状態情報と登録された作業区間情報とに基づいて、警報の要否が判定される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鉄道用警報発生システムにおいて、前記線路閉鎖装置は、作業区間情報を生成する手段を備え、生成した前記作業区間情報を前記携帯受信機に送信し、前記携帯受信機は、受信した前記作業区間情報を登録する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の鉄道用警報発生システムにおいて、前記線路閉鎖装置は、前記作業区間情報を前記携帯受信機に送信する際に、当該線路閉鎖装置の識別情報を送信し、前記携帯受信機は、当該携帯受信機に予め登録された線路閉鎖装置の識別情報と、前記作業区間情報を受信した際の線路閉鎖装置の識別情報とが一致する場合に、前記作業区間情報を登録する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、作業区間の路線や位置などの作業区間情報と、線路閉鎖装置に対する携帯受信機の相対的位置と、車両の位置や速度などによる車両状態情報とに基づいて、車両との距離を算出し、算出された車両との距離に基づいて、携帯受信機で警報の要否が判定されるため、実際に接触等のおそれがある場合に、携帯受信機から警報を発することが可能となる。すなわち、作業区間の位置や車両の位置、速度などに基づいて警報の要否が判定されるため、接触等のおそれがない十分遠方に車両が位置する場合や、車両が作業区間を通り過ぎて遠ざかっている場合、あるいは作業区間とは異なる路線を車両が走行している場合などには、携帯受信機で警報を発することがない。
【００１２】
このため、作業者に対して不要な注意を喚起したり、作業を中断させたりすることがなく、作業者への負担を軽減することができる。さらに、実際に接触等のおそれがある場合に警報を発するため、作業者に適正・効果的に注意喚起することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、線路閉鎖装置で生成した作業区間情報を携帯受信機に送信することで、携帯受信機に作業区間情報が登録されるため、携帯受信機に入力機能やデータベースを備えていなくても、作業区間情報を登録することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、携帯受信機に予め登録された線路閉鎖装置の識別情報と、作業区間情報の送信元の線路閉鎖装置の識別情報とが一致する場合に、携帯受信機に作業区間情報が登録される。つまり、携帯受信機と線路閉鎖装置とがグループ化され、同じグループの線路閉鎖装置からの作業区間情報のみを登録して、警報の要否を適正に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態に係る鉄道用警報発生システムを示す概略構成図である。
【図２】図１のシステムの車載用送受信装置の構成ブロック図である。
【図３】図１のシステムの線路閉鎖装置の構成ブロック図である。
【図４】図１のシステムにおける無線通信データ例を示す図である。
【図５】図１のシステムの携帯受信機の構成ブロック図である。
【図６】図１のシステムにおける携帯受信機の処理、動作を示すブロック図である。
【図７】図１のシステムの作用などを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態に係る鉄道用警報発生システム１を示す概略構成図である。この鉄道用警報発生システム１は、新幹線などの鉄道線路の作業区間Ｗにおいて、保守用車両２が接近した場合に警報を発するシステムであり、車両２に搭載された車載用送受信装置（車載装置）３と、作業区間Ｗの端部に配置された線路閉鎖装置４と、作業者（人）Ｍが携帯する携帯受信機５とを備えている。なお、鉄道線路には、キロ程を示すサインポストである地上子が、所定距離間隔で配置されている。
【００１８】
車載用送受信装置３は、図２に示すように、車載用送受信機３１と、ＧＰＳアンテナ３２と、無線機アンテナ装置３３と、地点センサ（センサ手段）３４と、速度センサ（センサ手段）３５とを備えている。
【００１９】
車載用送受信機３１のＧＰＳ受信機３１１は、ＧＰＳアンテナ３２で受信したＧＰＳ信号を受けて、ＧＰＳ信号から生成したＰＰＳ（Ｐｕｌｓｅ  Ｐｅｒ  Ｓｅｃｏｎｄ）信号を基準信号として制御部３１２に伝送するとともに、必要に応じて他の位置信号などを制御部３１２に伝送する。なお、このＰＰＳ信号は１秒ごとに得られるため、基準信号を例えば２秒ごとに与える必要がある場合には、ＧＰＳデータから同時に得られる時刻データを利用して奇数秒ごと，あるいは偶数秒ごとにＰＰＳ信号を得るようにする。また、表示操作部３１３は、テンキーやＬＥＤ表示器などを備え、入力された操作に基づく操作信号を制御部３１２に伝送するものである。
【００２０】
業務用無線機３１４は、無線機アンテナ装置３３を介して、車載用送受信機３１からのデータを外部に送信するとともに、外部の他の車載用送受信装置３や線路閉鎖装置４からデータを受信し、制御部３１２に伝送するものである。ここで、無線機アンテナ装置３３は、主として、アンテナ３３１と、アンテナ共用器３３２と、フィルタ３３３とから構成されている。また、業務用無線機３１４にはスピーカ３１５が接続され、業務用無線機３１４から警報信号を伝送することで、スピーカ３１５から警報音が発せられる。
【００２１】
制御部３１２は、鉄道線路の各路線、路線毎の上り下り別の地上子のキロ程などの路線情報を記憶した車両用データベース３１６を有しており、この車両用データベース３１６から車両２の状況が抽出されて利用される。すなわち、表示操作部３１３からの操作信号や、後述するような地点センサ３４や速度センサ３５などの検出信号と、車両用データベース３１６のデータとに基づいて、自車両２の走行している路線や、位置、速度、方向などのデータ（車両状態情報）を生成する。また、制御部３１２は、業務用無線機３１４を介して、外部の他の車載用送受信装置３や線路閉鎖装置４との送受信によって、時分割多重通信に必要な通信処理を行う。さらに、他の車両２や線路閉鎖装置４と接近した場合に、スピーカ３１５から警報音を発するための指令信号や、ブレーキを作動させて車両２を停止させるための指令信号が、制御部３１２から出力される。
【００２２】
地点センサ３４は、車両２の線路上の地点を地上子からの信号に基づいて検出し、制御部３１２に伝送するものであり、速度センサ３５は、車両２の車輪の回転に伴う検出パルスを検出して、制御部３１２に伝送するものである。
【００２３】
線路閉鎖装置（線路閉鎖用送受信装置）４は、線路の特定区間を区切って、車両２の進入を禁止するためのものであり、図３に示すように、線路閉鎖用送受信機４１と、ＧＰＳアンテナ４２と、無線機アンテナ４３とを備えている。
【００２４】
線路閉鎖用送受信機４１のＧＰＳ受信機４１１は、ＧＰＳアンテナ４２で受信したＧＰＳ信号を受けて、ＧＰＳ時刻信号から生成したＰＰＳ信号を基準信号として制御部４１２に伝送するとともに、必要に応じて他の位置信号などを制御部４１２に伝送する。また、表示操作部４１３は、テンキーやＬＥＤ表示器などを備え、入力された操作に基づく操作信号を制御部４１２に伝送するものである。
【００２５】
業務用無線機４１４は、無線機アンテナ４３を介して、この線路閉鎖用送受信機４１からのデータを外部に送信するとともに、外部の車載用送受信装置３や線路閉鎖装置４からデータを受信し、制御部４１２に伝送する。具体的には、後述する制御部４１２で生成された作業区間情報を携帯受信機５に送信したり、車載用送受信装置３からの車両状態情報を受信したりする。また、業務用無線機４１４にはスピーカ４１５が接続され、業務用無線機４１４から警報信号を伝送することで、スピーカ４１５から警報音が発せられる。
【００２６】
制御部４１２は、表示操作部４１３から入力された路線情報やキロ程情報などの操作信号に基づいて、線路閉鎖装置４が設置されている路線や位置などのデータを生成する。すなわち、携帯受信機５が携帯される作業区間Ｗの路線や、線別、番線、キロ程（位置）などの作業区間情報を生成し、この作業区間Ｗ内で作業者Ｍが携帯受信機５を携帯して、作業を行う。また、制御部４１２は、業務用無線機４１４を介して、外部の車載用送受信装置３や他の線路閉鎖装置４との送受信によって、時分割多重通信に必要な通信処理を行う。さらに、車両２と接近した場合に、業務用無線機４１４に対して、スピーカ４１５から警報音を発するための指令信号を出力する。
【００２７】
図４は、車載用送受信装置３や線路閉鎖装置４から、ある通信スロットＳ（ｉ）を使用して送信される無線通信データ例を示し、通信データとして、システムＩＤ、基地ＩＤ、路線ＩＤ、車両ＩＤのほか、位置情報、速度情報、方向情報および通信ステータスが送信される。ここで、通信ステータスは、その時点で受信できている通信スロット番号と、自己が送信する通信スロット番号とを表している。また、このような無線通信データは、時分割多重通信方式によって送受信され、通信サイクル間隔を２秒間とする。そして、分割された車両用の通信スロットに対して、その空き状況に応じて車両２が空きスロットを取得し、線路閉鎖装置用の通信スロットに対しては、線路閉鎖装置４の設置時に通信スロットが割り当てられるようになっている。
【００２８】
携帯受信機５は、図５に示すように、携帯アンテナ５１と携帯受信部５２とを備え、送信機能はなく、所定の受信エリアにおいて、車載用送受信装置３や線路閉鎖装置４からの電波を受信する機能のみを有している。そして、後述するように、車載用送受信装置３から電波（車両状態情報）を受信することで、スピーカ５３から警報音を発して、車両２が接近したことを作業者Mに注意喚起するものである。
【００２９】
また、表示操作部５４とメモリ５５とを備え、後述するようにして線路閉鎖装置４から作業区間情報を受信すると、作業区間情報がメモリ５５に登録・記憶される。また、制御部５６は、車載用送受信装置３から受信した車両状態情報とメモリ５５に登録された作業区間情報とに基づいて、警報の要否を判定し、警報を要する場合に、スピーカ５３から警報音を鳴動させるものである。
【００３０】
具体的には、図６に示すように、自己状態取得手段５６１は、メモリ５５から作業区間情報を取得し、自己の位置情報を距離計算手段５６２に供給するとともに、自己の位置情報と路線ＩＤ等を警報条件判定手段５６３に供給する。
【００３１】
データ受信手段５６４は、車載用送受信装置３からの車両状態情報を受信する。この車両状態情報は、通信サイクル毎に取得され、各車両２の位置、速度、進行方向、路線ＩＤ等のデータが含まれている。そして、受信した車両２毎の車両状態情報に対して、位置情報を距離計算手段５６２に供給し、速度、進行方向、路線ＩＤ等を警報条件判定手段５６３に供給する。
【００３２】
距離計算手段５６２は、自己状態取得手段５６１からの自己位置情報と、データ受信手段５６４からの車両２の位置情報とから、作業区間Ｗと車両２との距離を計算し、警報条件判定手段５６３に距離情報を供給する。
【００３３】
警報条件判定手段５６３は、自己状態取得手段５６１からの作業区間情報と、データ受信手段５６４からの車両２の速度、進行方向、路線ＩＤと、距離計算手段５６２からの車両間距離とに基づいて、警報の要否を判定し、警報を要する場合に警報オン指令を警報出力手段５６５に供給する。
【００３４】
ここで、警報の要否判定は、車両間距離（車両２の作業区間Ｗへの接近距離）や車両２の速度、進行方向などのほか、路線の区別や、上り線・下り線の区別などをも利用して行われる。また、車両２毎の速度に対応したブレーキ制動距離など、停止に必要となる条件を考慮して判定される。なお、上り線、下り線で別々の周波数を使用した時分割多重通信方式で通信する場合には、上り線・下り線の区別は判定条件から除外される。
【００３５】
また、警報オン指令を供給した後に、警報を要する状態が解除された場合には、警報オフ指令を警報出力手段５６５に供給する。ここで、警報の解除判定も、上記の警報判定と同様に、車両間距離や車両２の速度、進行方向などに基づいて行われる。
【００３６】
警報出力手段５６５は、警報条件判定手段５６３からの警報オン指令を受けて、スピーカ５３から警報音を鳴動させ、同様に、警報条件判定手段５６３からの警報オフ指令を受けて、スピーカ５３から警報音を停止させるものである。
【００３７】
次に、このような構成の鉄道用警報発生システム１の作用などについて、図７に基づいて説明する。
【００３８】
まず、作業区間Ｗの端部に線路閉鎖装置４が配置され、この線路閉鎖装置４の表示操作部４１３での操作に基づいて、作業区間Ｗの路線や位置などの作業区間情報が生成される（ステップＳ１）。次に、生成された作業区間情報が、この作業区間Ｗ内で作業を行う各作業者Ｍの携帯受信機５に送信され（ステップＳ２）、各携帯受信機５に登録、記憶される（ステップＳ３）。このように、この実施の形態では、線路閉鎖装置４で生成した作業区間情報を携帯受信機５に送信して、作業区間情報を携帯受信機５に登録することを、登録手段としている。
【００３９】
ここで、特定の線路閉鎖装置４のＩＤ（識別情報）を予め携帯受信機５に登録、記憶し、登録されたＩＤの線路閉鎖装置４から作業区間情報を受信した場合にのみ、作業区間情報を携帯受信機５に登録するようにしてもよい。つまり、線路閉鎖装置４と携帯受信機５とをグループ化してもよい。この際、線路閉鎖装置４のＩＤを作業区間情報に含めて携帯受信機５に送信してもよいし、作業区間情報に線路閉鎖装置４のＩＤを付加して送信してもよい。そして、このようなグループ化により、同じグループの線路閉鎖装置４からの作業区間情報のみを登録して、警報の要否を適正に判定することが可能となる。例えば、作業区間が異なり、同じグループではない線路閉鎖装置４からの作業区間情報は登録されないため、警報の要否も判定されず、作業者に対して不要な注意を喚起したり、作業を中断させたりすることがない。
【００４０】
このようにして、作業区間Ｗ内の各携帯受信機５に作業区間情報が登録された状態で、各車両２の車載用送受信装置３で定期的に車両状態情報が生成され、線路閉鎖装置４や携帯受信機５に向けて車両状態情報が送信される。例えば、遠方の車両２や、作業区間Ｗとは異なる路線を走行する車両２から車両状態情報１が送信されると（ステップＳ４）、携帯受信機５において、上記のようにして警報を要しないと判定され、警報音は鳴動されない（ステップＳ５）。
【００４１】
一方、作業区間Ｗに接近している車両２から車両状態情報２が送信されると（ステップＳ６）、携帯受信機５において警報を要すると判定され、警報音が鳴動される（ステップＳ７）。続いて、作業区間Ｗを通過して遠ざかった車両２から車両状態情報３が送信されると（ステップＳ８）、携帯受信機５において警報を要する状態が解除されと判定され、警報音が停止される（ステップＳ９）ものである。
【００４２】
以上のように、この鉄道用警報発生システム１によれば、作業区間Ｗの路線や位置などの作業区間情報と、車両２の位置や速度などによる車両状態情報とに基づいて、携帯受信機５で警報の要否が判定され、実際に接触等のおそれがある場合にのみ、携帯受信機５から警報音が鳴動する。すなわち、作業区間Ｗの位置や車両２の位置、速度などに基づいて警報の要否が判定されるため、接触等のおそれがない十分遠方に車両２が位置する場合や、作業区間Ｗとは異なる路線を車両２が走行している場合、あるいは車両２が作業区間Ｗを通り過ぎて遠ざかっている場合などには、携帯受信機５で警報音が鳴動することがない。
【００４３】
このため、作業者Ｍに対して不要な注意を喚起したり、作業を中断させたりすることがなく、作業者Ｍへの負担を軽減することができる。さらに、実際に接触等のおそれがある場合にのみ警報音が鳴動するため、作業者Ｍに適正・効果的に注意喚起することが可能となる。
【００４４】
しかも、携帯受信機５にＧＰＳや速度センサなどの位置検出機能を備えなくても、適正に警報音を鳴動させることができる。また、線路閉鎖装置４で生成した作業区間情報を携帯受信機５に送信することで、携帯受信機５に作業区間情報が登録されるため、携帯受信機５に入力機能やデータベースを備えていなくても、作業区間情報を登録することができる。
【００４５】
さらに、作業区間Ｗ内における各作業者Ｍの位置、つまり、作業区間Ｗの端部に配置された線路閉鎖装置４に対する携帯受信機５の相対的位置を、予め各携帯受信機５に登録することで、各携帯受信機５において、車両２と作業者Ｍとの距離を算出することができる。この結果、線路閉鎖装置４に車両２が接近している場合であっても、線路閉鎖装置４から遠方で作業をしている作業者Ｍに対しては、その携帯受信機５で警報音が鳴動しない。このため、このような作業者Ｍに不要な注意喚起を与えずに、作業者Ｍへの負担を軽減することが可能となる。
【００４６】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、線路閉鎖装置４で生成した作業区間情報を携帯受信機５に送信して登録しているが、次のようにしてもよい。すなわち、携帯受信機５に、鉄道線路の各路線、路線毎の上り下り別の地上子のキロ程などの路線情報を記憶したデータベースを備える。そして、このデータベースのデータや表示操作部５４からの操作信号に基づいて、この携帯受信機５が携帯される作業区間Ｗの作業区間情報を生成、登録するようにしてもよい。また、携帯受信機５に警報の要否を判定する機能を備えているが、車載用送受信装置３および線路閉鎖装置４にも同機能を備え、携帯受信機５による判定、警報発信のバックアップとして利用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１        鉄道用警報発生システム
２        保守用車両
３        車載用送受信装置（車載装置）
３４      地点センサ（センサ手段）
３５      速度センサ（センサ手段）
３１６    車両用データベース
４        線路閉鎖用送受信装置（線路閉鎖装置、登録手段）
５        携帯受信機
Ｍ        作業者（人）
Ｗ        作業区間
【図１】
0005868607.tif 000002
【図２】
0005868607.tif 000003
【図３】
0005868607.tif 000004
【図４】
0005868607.tif 000005
【図５】
0005868607.tif 000006
【図６】
0005868607.tif 000007
【図７】
0005868607.tif 000008