(57)【要約】【課題】  運転状況をリアルタイムで把握することができると共に、不適切な運転時等には運転手等に警告を発することで、安全、確実、快適な運転の励行および運転手の運転技術向上を図る。また車軸系や車両の軌道等の異常を発生とほぼ同時に発見し、故障や事故等の発生を未然に防止する。【解決手段】  列車の各車両の運行時における各方向の加速度(G)、車速および現在位置を検出するセンサ部(12)と、該センサ部で検出した信号を解析する解析部(14)と、その車両の運行状態を表示する表示設定部(16)と、前記解析部からの指令信号により運転者や車掌に警告を発する警報部(18)と、前記解析部で解析したデータを車両の運行を監視する監視センタ(22)に無線送信する通信部(24)と、を含み、前記解析部は、前記センサ部で検出した加速度または車速が、現在の運行地点について予め設定された上限値または下限値を超えた場合に、前記警報部に指令信号を送信する。【選択図】  図１
2006327551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の各車両の運行時における各方向の加速度（Ｇ）、車速および現在位置を検出するセンサ部（１２）と、該センサ部で検出した信号を解析する解析部（１４）と、その車両の運行状態を表示する表示設定部（１６）と、前記解析部からの指令信号により運転者や車掌に警告を発する警報部（１８）と、前記解析部で解析したデータを車両の運行を監視する監視センタ（２２）に無線送信する通信部（２４）と、を含み、
前記解析部は、前記センサ部で検出した加速度または車速が、現在の運行地点について予め設定された上限値または下限値を超えた場合に、前記警報部に指令信号を送信する、ことを特徴とする車両運行管理システム。
【請求項２】
前記センサ部（１２）は、各車両の前後方向の加速度（前後Ｇ）、車両の左右方向の加速度（横Ｇ）および車両の上下方向の加速度（縦Ｇ）の検出を行うＧセンサ（１２ａ）と、車速の検出を行う車速センサと、車両の現在位置の検出を行う位置センサ（１２ｂ）と、からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の車両運行管理システム。
【請求項３】
前記位置センサ（１２ｂ）はＧＰＳ受信機である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両運行管理システム。
【請求項４】
予め設定された加速度または車速の上限値および下限値の設定基準となる基準値は、ベテラン運転手の実際の走行データから採取したものである、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両運行管理システム。
【請求項５】
前記警報部（１８）から発せられた音声による警告の内容および運転手および／または車掌の発言内容を記録するボイスレコーダ（２６）を更に備える、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両運行管理システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両運行管理システム（１０）を用いた車両および軌道異常診断方法であって、
（イ）車速が高速時には左右の揺れ（横Ｇ）が大きい、
（ロ）車速が高速時には上下の揺れ（縦Ｇ）が小さい、
（ハ）車速が低速になると上下の揺れ（縦Ｇ）が大きくなる、
（ニ）上記（イ）〜（ハ）の現象の発生状況が各車両ごとに異なり、この現象が特定の車両について継続して発生する、
傾向にある場合には、その特定の車両について車軸やサスペンションからなる車軸系に異常があるものと判断する、ことを特徴とする車両運行管理システムを用いた車両および軌道異常診断方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両運行管理システム（１０）を用いた車両および軌道異常診断方法であって、
（イ）車速が高速時には左右の揺れ（横Ｇ）が大きい、
（ロ）車速が低速時には左右の揺れ（縦Ｇ）が小さくなるが発生する、
（ハ）上記（イ）および（ロ）の現象の発生状況が各車両ともほぼ同一である、
傾向にある場合には、車両の軌道に異常があるものと判断する、ことを特徴とする車両運行管理システムを用いた車両および軌道異常診断方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両運行管理システム（１０）を用いた車両および軌道異常診断方法であって、
（イ）車速が低速時には特に上下の揺れ（縦Ｇ）が大きく、
（ロ）先頭車両には大きな上下の揺れが発生する一方、最後尾車両には大きな上下の揺れが発生しない、
場合には、置石があったものと判断する、ことを特徴とする車両運行管理システムを用いた車両および軌道異常診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の車両の速度および加速度等からなる車両運行情報を収集し、その情報の解析を行うことにより列車の運行状況をリアルタイムで把握し、その安全、確実、快適な運行の確保、運転手の運転技術向上に資することができる車両運行管理システム及びこれを用いた車両および軌道異常診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旅客や貨物の輸送を行う列車に代表される公共交通機関において、安全で確実な輸送や運行はこれらの事業を行う事業者の社会的責務であり、また最重要課題でもある。事業者は車両の運行状況を把握するために、随時運転手や車掌からその管理者への運行報告を義務付けている。
この運行報告については、従来から運行報告書として書類で提出されるか、口頭によってなされるのが一般的である。口頭による運行報告では、直接管理者に対面して報告する他に、電話又は無線機により行われることもあった。
【０００３】
しかしながら書類による運行報告は、その書類作成に手数を要し、更にその書類を手渡す必要があった。また口頭による運行報告は、報告者の手数は軽減されるが、運転者たる報告者と、事業者における管理者の二者が対面して対話しないと正確に伝達できない場合が多く、またどのような報告がされたかについての記録がなされないといった問題があった。さらに運行報告書および口頭による報告のいずれの場合にも、報告の内容が確実性に欠けることがあり、その内容の信憑性を担保することはできなかった。
【０００４】
そこで、輸送用トラックなどでは運行記録計を車両に設置し、機械的記録によってその運行・運転状況を管理することも行われている。このような車両の運行管理を行う装置としては、従来から図６に示すようなタコグラフが知られている。このタコグラフは円盤状のチャート紙のラジアル方向に速度軸を、この速度軸の周囲方向に時間軸をとり、例えば２４時間で１周するようになっている。チャート紙上には時間に対応した速度が記録されるので、その速度記録から当該車両の速度違反や運行計画からの遅れの有無を知ることができる。
【０００５】
このような記録は、安全運行管理の資料として用いることができるがその報告に即時性はなく、実際に事故等の問題が起きた後にその運行・運転状況を解析するために用いられることがほとんどであった。すなわち、車両運行中にスピード違反や急発進・急停止等・急なハンドル操作があったとしても、直ちに運転手等に安全運転を励行させるよう指導することはできないといった問題があった。
【０００６】
そこで本願出願人は特許文献１に記載の発明において、運行中の車両の現在の状況を知り得ると共に、車両そのものに加わる衝撃を連続的に検知し、それを記録することにより、無謀運転の把握、安全運転の指導、事故状況を分析することを目的とした「車両運行管理システム及びこれを用いた車両および軌道異常診断方法」を創案している。
【特許文献１】特開２０００−１９４８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の車両運行管理システム及びこれを用いた車両および軌道異常診断方法は、主として一般道を走行する自動車等の車両を対象としたものであり、敷設されたレールの上を時刻表通りに運行する列車に直ちにこれを適用することができるものではなかった。
【０００８】
すなわち一般道を走行する自動車等の車両では、時々刻々と変化する交通状況、運搬・配送ルートの変化、天候や道路工事などで変化する道路の路面状況など変化する要素が多く、それゆえ予めこれらを全て把握することはできず、最適な運転を細かく画定することが困難なことが多かった。そのためこのシステムにより把握・警告することができる事項も、車両の速度超過の他、急発進、急加速、急停止、衝突など、大きな力が車両に作用する場合に限定されていた。
【０００９】
一方、列車は敷設されたレールの上をアクセル操作とブレーキ操作のみによって走行し、また、原則として時刻表通りに運行するものであるためその最適な運転状態を画定することができるといった特徴がある。また列車は一度に多くの乗客を運搬するため、運行の確実性、安全性、快適性等も自動車に比してより強く求められるといった特徴がある。
【００１０】
そこで本発明は、このような列車の軌道運行の特殊性を利用し、列車の車両の速度、加速度および位置情報からなる車両運行情報を収集し、その情報の解析を行うことにより運転状況をリアルタイムで把握することができると共に、加速度または車速が、現在の運行地点における予め設定された上限値または下限値を超えた場合には、前記警報部に指令信号を送信して運転手等に警告を発することで、安全、確実、快適な運転の励行および運転手の運転技術向上を図ることができる車両運行管理システムを提供することを目的とする。
【００１１】
また事故の未然防止を図るべく、通常夜間などに列車の車両の検査や軌道（レール）の検査が行われているが、かかる検査は定期的なものであり、異常が発生した場合に直ちにこれに対処できる即時性は全くなかった。また車両の検査には多くの手間と時間を要し、また、軌道検査には専用の高額な検査車両を使用する必要があった。
【００１２】
そこで本発明は列車の車両の速度、加速度および位置情報からなる車両運行情報を収集し、その情報の解析を行う車両運行管理システムを用い、車軸系や車両の軌道等の異常を発生とほぼ同時に発見し、かかる異常に早期に対応可能とすることで、故障や事故等の発生を未然に防止することを目的とした車両運行管理システムを用いた車両および軌道異常診断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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両運行管理システムは、列車の各車両の運行時における各方向の加速度（Ｇ）、車速および現在位置を検出するセンサ部（１２）と、該センサ部で検出した信号を解析する解析部（１４）と、その車両の運行状態を表示する表示設定部（１６）と、前記解析部からの指令信号により運転者や車掌に警告を発する警報部（１８）と、前記解析部で解析したデータを車両の運行を監視する監視センタ（２２）に無線送信する通信部（２４）と、を含み、前記解析部は、前記センサ部で検出した加速度または車速が、現在の運行地点について予め設定された上限値または下限値を超えた場合に、前記警報部に指令信号を送信する、ことを特徴とする。
【００１４】
上記構成の車両運行管理システムによれば、列車の各車両の運行時における各方向の加速度および車速を検出し、これを解析するとともに、車両の加速度または車速が、現在の運行地点における予め設定した上限値または下限値を超えた場合には、警報部から警告を発することで、運転手は運転が不適切であったことを認識することができ、これにより安全、確実、快適な運転を励行するようになることが期待される。またかかる心掛けは、運転手の運転技術の向上にもつながることとなる。
さらに本システムによれば後述する車両および軌道異常診断方法により、車両の車軸系や軌道（レール）の異常を、一般に夜間等に行われる定期検査によることなく、車両の走行中にリアルタイムに発見することが可能となる。
なお本発明では、解析部で解析されたデータは通信部から車両の運行を監視する監視センタに無線送信されるため、監視センタでは車両の運転・運行状況・異常の発生をリアルタイムに把握することができる。
【００１５】
ここで前記センサ部（１２）は、各車両の前後方向の加速度（前後Ｇ）、車両の左右方向の加速度（横Ｇ）および車両の上下方向の加速度（縦Ｇ）の検出を行うＧセンサ（１２ａ）と、車速の検出を行う車速センサと、車両の現在位置の検出を行う位置センサ（１２ｂ）と、からなる、ことを特徴とする。
【００１６】
列車の各車両に車速センサの他に、前後、左右、上下方向の加速度を検出するＧセンサおよび車両の現在位置の検出を行う位置センサを備え、現在運行している区間の各方向における加速度の変化を解析してやることで、肌理細やかな警告を発することができ、より安全、確実、快適な列車運行を達成することが可能となる。また運転手の運転特性をより細かく把握することができるとともに、車両の異常個所や軌道の異常個所なども特定することが可能となる。
【００１７】
また前記位置センサ（１２ｂ）はＧＰＳ受信機である、ことが好ましい。
【００１８】
車両の現在の運行地点を把握するための手法としては走行距離を計測するトリップメータによる方法などもあるが、始動位置からの計算が面倒であると共に、走行距離が長くなるにつれて誤差が累積されていくといった不都合もあるため、近年急速に普及したＧＰＳ（Global Positioning System）を用いることにより、簡易かつ正確に車両の運行地点を把握することが可能となる。これにより車両の現在の運行地点における最適な速度や加速度の基準値をより細かく画定することができ、各地点における列車運行の最適化を図ることができる。
なおＧＰＳ受信機により取得した位置情報と時刻情報から、計算により車速を求めることも可能であるため、これをもって速度センサとすることも可能であり、かかる場合にはシステムの簡素化による低コスト化を達成することができる。
【００１９】
ここで予め設定された加速度または車速の上限値および下限値の設定基準となる基準値は、ベテラン運転手の実際の走行データから採取したものである、ことが好ましい。
【００２０】
安全、確実、快適な運行を達成した最適運行の基準データに、ベテラン運転手の実際の走行データから採取した実データを用いることで、ベテラン運転手の優れた技能や技量を後輩の運転手に引き継ぐことが可能となる。
なおこの基準データには様々な種類のデータが用意されている。例えば、通勤時間帯用・日中用・夜間用の基準データが、晴天・雨天・積雪などの各天候について用意されており、これらの中から自動又は手動により現状に最適な基準データが選択されて用いられることになる。
【００２１】
さらに本発明の車両運行管理システムに、前記警報部（１８）から発せられた音声による警告の内容および運転手および／または車掌の発言内容を記録するボイスレコーダ（２６）を更に備える、ことも好ましい。
【００２２】
これは航空機におけるフライトレコーダのような証拠保全を図るためのものであり、異常が発生した場合にあとからその記録内容を分析することによって異常の発生原因究明等に役立てることを目的としている。
【００２３】
また、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両運行管理システム（１０）を用いた車両および軌道異常診断方法であって、
（イ）車速が高速時には左右の揺れ（横Ｇ）が大きい、
（ロ）車速が高速時には上下の揺れ（縦Ｇ）が小さい、
（ハ）車速が低速になると上下の揺れ（縦Ｇ）が大きくなる、
（ニ）上記（イ）〜（ハ）の現象の発生状況が各車両ごとに異なり、この現象が特定の車両について継続して発生する、傾向にある場合には、その特定の車両について車軸やサスペンションからなる車軸系に異常があるものと判断する。
【００２４】
また、
（イ）車速が高速時には左右の揺れ（横Ｇ）が大きい、
（ロ）車速が低速時には左右の揺れ（縦Ｇ）が小さくなるが発生する、
（ハ）上記（イ）および（ロ）の現象の発生状況が各車両ともほぼ同一である、
傾向にある場合には、車両の軌道に異常があるものと判断する。
【００２５】
さらに、
（イ）車速が低速時には特に上下の揺れ（縦Ｇ）が大きく、
（ロ）先頭車両には大きな上下の揺れが発生する一方、最後尾車両には大きな上下の揺れが発生しない、
場合には、置石があったものと判断する。
【００２６】
本願出願人は上記車両運行管理システムを用いて精力的に研究を行い多くのデータを収集した結果、車速および各方向の揺れ（加速度Ｇ）との間に上述した関係がある場合には、車両の車軸系や軌道に異常があるものと類推できることを発見し、上記車両および軌道異常診断方法を発見するに至った。
本発明によれば、車軸系や車両の軌道の異常を発生とほぼ同時に発見することができ、かかる異常に早期に対応することで、故障や事故等の発生を未然に防止することができる。これにより事業者の社会的責務である安全で確実な輸送や運行が達成されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る車両運行管理システム及びこれを用いた車両および軌道異常診断方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２８】
図１は本発明に係る車両運行管理システムの概要を示すブロック図である。本発明に係る車両運行管理システム１０は、主に各車両の運行時における各方向の加速度（Ｇ）、車速および現在位置を検出するセンサ部１２と、センサ部１２で検出した信号を解析する解析部１４と、その車両の運行状態を表示し、また、タッチパネル式で各種設定事項を入力可能な表示設定部１６と、解析部１４からの指令信号により運転者や車掌に警告を発する警報部１８と、解析部１４で解析したデータを無線送信する通信部２４と、通信部２４からのデータ送信を受けて車両の運行を監視する監視センタ２２からなり、車両の運行状態の記録、表示、解析および警告を行う。
【００２９】
各車両に設けられるセンサ部１２は、各車両の各車軸の上部位置に取り付けられるＧセンサ１２ａと、先頭車両（最後尾車両）の屋根部に取り付けられたＧＰＳ受信機である位置センサ１２ｂからなる。
Ｇセンサ１２ａは、車両運行中に車両に作用する前後方向の加速度（前後Ｇ）、左右方向の加速度（横Ｇ）および上下方向の加速度（縦Ｇ）の検出を例えば１秒間に５回程度行い、そのデータ（Ｇデータ）を後述する解析部１４に伝送する。ここでＧセンサ１２ａを各車軸の上方位置に取り付けることとしたのは、かかる位置が車軸からの振動を最も敏感に検知することができる位置であるためである。
位置センサ１２ｂはＧＰＳ衛星からの電波を受信することで運行中の車両の現在位置のデータ（位置データ）を取得（例えば１秒毎）するとともに、ＧＰＳ衛星に搭載された原子時計による正確な現在時刻のデータ（時刻データ）を取得する。位置センサ１２ｂで取得された位置データおよび時刻データは後述する解析部１４に伝送される。なおトンネル等、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することができない場所では電子コンパスやジャイロ、車両搭載時計による補完が行われることとなるが、かかる補完はＧＰＳにおいては一般的な技術であるためその説明は省略する。
【００３０】
列車の先頭車両および最後尾車両の操縦室に設けられる解析部１４は、Ｇセンサ１２ａから伝送されたＧデータおよび位置センサ１２ｂから伝送された位置データおよび時刻データを取得し、その解析を行う。
図２は解析部１４の構成を示したブロック図である。この図に示したように解析部１４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３１を中心に、各センサから伝送されるデータを受信するインターフェイス３３と、理想的な運行を行うための基準データ等を格納した運行データベース３５と、データ解析や各種出力装置に出力するための処理等を行うアプリケーションプログラムを格納したプログラム格納部３７と、時刻データ、位置データ、Ｇデータ、速度データをリンクして記録する記録媒体を着脱可能なデータロガー３９と、バックアップバッテリ、内部時計等（図示せず）を備えている。なお本実施例では速度データはＧＰＳ受信機により検出した位置データと時刻データから、計算により求められが、車両の車輪の回転速度に連動しパルスを検出し、走行速度を測定するようにすることも勿論可能である。
【００３１】
またこの解析部１４は図１に示しように、操縦席の表示設定部１６とスピーカーである警報部１８、警報部１８から発せられた音声による警告の内容および運転手および車掌の発言内容を記録するマイクを備えたボイスレコーダ２６と、解析部１４で解析したデータを車両の運行を監視する監視センタ２２に無線送信する通信部２４に接続されている。
【００３２】
解析部１４の運行データベース３５には、ベテラン運転手の実際の走行データから採取した基準データが格納されている。この基準データは列車が定期運行する全区間について、各地点における理想的な速度および加速度を記録したものであり、晴天・雨天・積雪などの各天候の別だけでなく、各天候について通勤時間帯用・日中用・夜間用の基準データが用意されて格納されている。列車の運行前には天候および時間帯に応じて最適な基準データが自動又は手動により選択されるようになっている。
また運行データベース３５には、列車が運行する全区間を複数の小区間に細分化し、各小区間について基準値から許容可能な許容ずれ量が設定され格納されている。
具体的には例えば、
［停車駅の１００ｍ前後の直線の小区間の場合］
車速の基準値が３０ｋｍ／ｈに対し、車速の許容ずれ量が±５ｋｍ／ｈ
前後Ｇの基準値が０．１５Ｇに対し、前後Ｇの許容ずれ量が±０．０５Ｇ
横Ｇ（右Ｇおよび左Ｇ）の基準値が０Ｇに対し、横Ｇの許容ずれ量が±０．０１Ｇ
縦Ｇの基準値が０Ｇに対し、縦Ｇの許容ずれ量が±０．０１Ｇ
［停車駅中間の直線の小区間の場合］
車速の基準値が９０ｋｍ／ｈに対し、車速の許容ずれ量が±１０ｋｍ／ｈ
前後Ｇの基準値が０Ｇに対し、前後Ｇの許容ずれ量が±０．０１Ｇ
横Ｇ（右Ｇおよび左Ｇ）の基準値が０Ｇに対し、横Ｇの許容ずれ量が±０．０２Ｇ
縦Ｇの基準値が０Ｇに対し、縦Ｇの許容ずれ量が±０．０１Ｇ
［停車駅中間の回転半径が２００ｍ程度の右カーブに進入する小区間の場合］
車速の基準値が６０ｋｍ／ｈに対し、車速の許容ずれ量が±５ｋｍ／ｈ
前後Ｇの基準値が０．０２Ｇに対し、前後Ｇの許容ずれ量が±０．０１Ｇ
横Ｇ（左Ｇ）の基準値が０．１Ｇ（右Ｇは−０．１Ｇ）に対し、横Ｇの許容ずれ量が±０．０３Ｇ
縦Ｇの基準値が０Ｇに対し、縦Ｇの許容ずれ量が±０．０１Ｇ
といった具合に各小区間の状況に合わせて基準値に対する許容ずれ量の設定が予め行われ運行データベースに格納される。
なお列車が長くなる場合には同じ地点を通過する各車両の車速や加速度も当然に異なってくることも多いが、かかる場合には既知の補正計算による補正を行うことで、各車両の車速や加速度を類推してやってもよいし、先頭車両の各地点の通過速度および加速度をその地点の列車の速度および加速度としてやってもよい。その意味では位置センサ１２ｂたるＧＰＳ受信機は先頭車両にのみ設けられればよいことになる。しかしながらＧセンサ１２ａについては後述する方法によって各車両の異常や軌道の異常を検知する上で各車両に取り付けられる必要がある。本実施例の列車では図３に示したような構成とした。
【００３３】
解析部１４は、表示設定部１６に基準データからのずれの度合いを目視により認識可能な形態、例えば基準データからの速度および加速度のずれ量（割合）に対応して段階的に増減する画面表示によって表示してやる。また解析部１４は、車両の速度や加速度が、その運行地点における運行データベースに格納された基準データからの許容ずれ量の範囲を外れるとき、すなわち現在の運行地点について予め設定された上限値または下限値を超えた場合に、警報部１８に指令信号を送信するとともに、通信部２４にそのデータを送信する。なお諸般の事情により列車が徐行運転しなければならないこと等もあるため、解析部１４は下限値を超える（下回る）場合のみ、設定表示からの入力により警報部１８に指令信号を送信しないように設定することができるようになっている。
またデータロガー３９は、運行中の全てのまたは速度及び加速度の上限値または下限値を超えた時点の時刻データ、位置データ、Ｇデータ、速度データを関連付けて記録する。
【００３４】
通信部２４は速度及び加速度の上限値または下限値を超えた時点の時刻データ、位置データ、Ｇデータ、速度データを関連付け、これを列車の運行を監視する監視センタ２２に送信し、監視センタ２２ではその内容を監視・記録する。監視センタ２２は必要な場合には運転手や車掌に無線電話等により指示を与える。
【００３５】
また指令信号を受信した警報部１８は、その指令信号の内容によって例えば、「スピードの出し過ぎです。安全運転をしてください。」、「○○番のＧセンサが異常を検出しました。至急点検してください。」、「軌道が異常です。位置の確認をして下さい。」といった内容の音声ガイダンスを流すことにより運転手に不適切な運転がなされていることを自認させ、または車両や軌道の不具合を告知する。
【００３６】
解析部１４に接続されたボイスレコーダ２６は、警報部１８から発せられた音声による警告の内容および運転手および／または車掌の発言内容など操縦室内の音声の記録を行う。
【００３７】
本車両運行管理システム１０によれば、列車の車両の速度および加速度等からなる車両運行情報を収集し、その情報の解析を行うことにより列車の運行状況を運転手や車掌、管理センタがリアルタイムで把握することができ、これにより列車の安全、確実、快適な運行に資することができる。
さらに本システムによれば後述する車両および軌道異常診断方法により、車両の車軸系や軌道（レール）の異常を、一般に夜間等に行われる定期検査によることなく、車両の走行中にリアルタイムに発見することが可能となる。
【００３８】
次に、上述した車両運行管理システム１０を用いた車両および軌道異常診断方法について説明する。以下、最初に車軸系に異常がある場合の診断方法を、次に軌道に異常がある場合の診断方法を、最後に置石があった場合の診断方法について順に説明する。
【００３９】
図４および図５に列車の先頭車両（最後尾車両）に設けた位置センサ１２ｂから求めた車速の時間的変化と、各車両の各車軸の上方位置に設けたＧセンサ１２ａにより検出した各車両の前後方向の加速度（前後Ｇ）の時間的変化、車両の左右方向の加速度（横Ｇ）の時間的変化および車両の上下方向の加速度（縦Ｇ）の時間的変化の一例を示した。
これらのデータは直線区間を通過する車両から収集したものであるが、基準値からの差分の各加速度を、この図と同じように車速との変化に対応させて表示し、また所定の値を超える場合には警報の対象としてやれば、カーブする小区間においても以下の診断方法を適用することができる。またカーブする小区間のみならず全区間において、基準値からの差分の各加速度をこの図と同じように車速との変化に対応させて表示等してやることも好ましい。かかる場合には、レールの敷設状況やその他の諸般の状況を考慮して、本発明の診断方法により全区間において車軸系および軌道の異常診断を行うことができるようになる。
【００４０】
図に示したようにこの車両は高速走行をする区間と低速走行をする区間およびこれらの区間の間で加速または減速をする区間を有しており、各車両の前後Ｇは車速の時間的変化から計算される前後方向の加速度（前後Ｇ）と一致している。
なお直線区間の横Ｇおよび縦Ｇは理想的には０であるが、実際には車軸系に異常がない場合でも、軌道（レール）の微妙な湾曲や凹凸、レールのつなぎ部分などの存在により列車が揺れ、そのため、横Ｇおよび縦Ｇも若干量Ｇセンサ１２ａによって検出される。
【００４１】
［車軸系に異常がある場合（図４）］
車速および各方向の揺れ（加速度Ｇ）との間に以下の関係がある場合には、車軸やサスペンションの車軸系に異常があるものと類推できる。
（イ）車速が高速時には左右の揺れ（横Ｇ）が大きくなる（図の（ａ）部分）。
（ロ）車速が高速時には車速による戻し（上下方向のＧの相殺）により上下の揺れ（縦Ｇ）が小さくなる（図の（ｂ）部分）。
（ハ）車速が低速になると上下の揺れ（縦Ｇ）が大きくなる（図の（ｃ）部分）。
（ニ）上記（イ）〜（ハ）の現象の発生状況が各車両ごとに異なり、この現象が特定の車両について継続して発生する。
上記の顕著な傾向が解析部１４によって特定の車両について発見された場合には、解析部１４はその情報を表示設定部１６に表示し、運転手等に警報を発し、また、データロガー３９に記録するとともに、通信部２４に送り、通信部はその情報を監視センタ２２に送信する。なお基準値からの差分の各加速度を用いて上記診断方法を実施する場合、前記許容量の範囲内での車両の揺れは、診断の対象から除外することもできる。
【００４２】
［軌道に異常がある場合（図５）］
車速および各方向の揺れ（加速度Ｇ）との間に以下の関係がある場合には、列車の軌道（レール）に異常があるものと類推できる。
（イ）車速が高速時には左右の揺れ（横Ｇ）が大きい（図の（ｄ）部分）、
（ロ）車速が低速時には左右の揺れ（縦Ｇ）が小さくなるが発生する（図の（ｅ）部分）、
（ハ）上記（イ）および（ロ）の現象の発生状況が各車両ともほぼ同一である、
上記の顕著な傾向が解析部１４によって全ての車両について発見された場合には、解析部１４はその情報を表示設定部１６に表示し、運転手等に警報を発し、また、データロガー３９に記録するとともに、通信部２４に送り、通信部はその情報を監視センタ２２に送信する。なお基準値からの差分の各加速度を用いて上記診断方法を実施する場合、前記許容量の範囲内での車両の揺れは、診断の対象から除外することもできる。
【００４３】
［置石があった場合（図５）］
車速および各方向の揺れ（加速度Ｇ）との間に以下の関係がある場合には、列車の軌道（レール）に置石があったものと類推できる。
（イ）車速が低速時には特に上下の揺れ（縦Ｇ）が大きく表れ、
（ロ）先頭車両には大きな上下の揺れが発生する一方、最後尾車両には大きな上下の揺れが発生しない、
場合には、置石があったものと判断する。
上記現象が解析部１４によって発見された場合には、解析部１４はその情報を表示設定部１６に表示しデータロガー３９に記録するとともに、通信部２４に送り、通信部２４はその情報を監視センタ２２に送信する。
【００４４】
本発明の車両運行管理システムを用いた車両および軌道異常診断方法によれば、車両の車軸系や軌道等の異常を発生とほぼ同時に発見することができ、かかる異常に早期に対応することで、故障や事故等の発生を未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
なお本システムを発展させることにより基準データを用いた車両の自動運転をすることも可能であり、運転手は基本的に緊急ブレーキをかけることや、ドアの開け閉め、乗降車の完了のチェック等をすることをその主な職務とし、これにより人為的ミスによる事故の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る車両運行管理システムの概要を示すブロック図である。
【図２】解析部の構成を示したブロック図である。
【図３】列車の各車両に設けられる装置の構成図である。
【図４】本発明による車軸系異常の診断方法を説明するための速度データおよびＧデータを対応させた表である。
【図５】本発明による軌道異常（置石を含む）の診断方法を説明するための速度データおよびＧデータを対応させた表である。
【図６】従来から用いられているタコグラフを示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  車両運行管理システム
１２  センサ部
１２ａ  Ｇセンサ
１２ｂ  位置センサ
１４  解析部
１６  表示設定部
１８  警報部
２２  監視センタ
２４  通信部
２６  ボイスレコーダ
【図１】
2006327551.tif 000003
【図２】
2006327551.tif 000004
【図３】
2006327551.tif 000005
【図４】
2006327551.tif 000006
【図５】
2006327551.tif 000007
【図６】
2006327551.tif 000008