(57)【要約】【課題】専用走行路を車両が走行する場合において、簡易な構成で設置や保守のコストを抑えつつ、障害物の的確な監視を行うことができる障害物監視装置及び障害物監視装置を備える車両運行管理システムを提供すること。【解決手段】車両側監視部２００によって障害物を監視するに際して、地上側監視部３００によって監視を補う構成としていることで、地上側監視部３００の設置数を抑えた簡易な構成で設置や保守のコストを低減させつつ、車両側監視部２００と地上側監視部３００とが協働して障害物の的確な監視を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
専用走行路を走行する車両に設けられて、障害物を監視する車両側監視部と、
前記専用走行路に沿って設けられて、障害物を監視し、前記車両側監視部による監視を補う地上側監視部と
を備える障害物監視装置。
【請求項２】
前記地上側監視部は、前記車両側監視部の障害物監視不能範囲について、前記専用走行路における障害物を監視する、請求項１に記載の障害物監視装置。
【請求項３】
前記車両側監視部による監視と、前記地上側監視部による監視とを、前記専用走行路上の位置に応じて切り替える監視切替部を備える、請求項１及び２のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項４】
前記車両側監視部による監視結果の情報と、前記地上側監視部による監視結果の情報とのうち、採用すべき監視結果を選択する情報選択部を備える、請求項１及び２のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項５】
前記車両側監視部による監視と前記地上側監視部による監視とに関する処理を行う監視処理部を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項６】
前記地上側監視部は、物体の有無を検知する地上側センサー部と、前記地上側センサー部での検知結果を前記車両側監視部に送信する地上側送信部とを有し、
前記車両側監視部は、物体の有無を検知する車両側センサー部と、前記地上側送信部から送信される検知結果を受信する車両側受信部とを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項７】
前記地上側監視部は、前記地上側センサー部において検知された物体が障害物であるか否かを判定する判定部を有し、前記判定部での判定結果を前記地上側センサー部での検知結果として、前記地上側送信部により前記車両側監視部に送信する、請求項６に記載の障害物監視装置。
【請求項８】
前記地上側監視部は、前記専用走行路のうち、曲線状の区間を監視可能に配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項９】
前記地上側監視部は、前記専用走行路のうち、上り勾配の終点を含む区間を監視可能に配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項１０】
前記地上側監視部は、前記車両側監視部の障害物監視可能範囲と各走行区間における車両の走行限界速度とに応じて、当該走行区間の前方の所定位置に配置されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項１１】
前記地上側監視部は、前記専用走行路の一端側と他端側との両側に一対で設けられている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項１２】
前記車両側監視部及び前記地上側監視部は、建築限界内を監視する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の障害物監視装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の障害物監視装置と、
前記障害物監視装置での監視結果に基づいて障害物を監視するとともに、前記専用走行路の全区間における車両運行の制御をする車両運行管理制御部と
を備える車両運行管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する専用走行路における障害物を監視する障害物監視装置及び障害物監視装置を備える車両運行管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサーを用いて軌道上の障害物を検知するものとして、誤検知を低減するために、列車の位置情報等を利用するものや（特許文献１参照）、センサーの故障を検知するもの（特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１、２に開示の技術では、前提として走行する全区間に亘ってセンサーを設置する必要があるため、センサーの数が膨大になる。この場合、例えば設置や保守のコストも増大することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１９３６６９号公報
【特許文献２】特開２０１６−４３９０３号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、専用走行路を車両が走行する場合において、簡易な構成で設置や保守のコストを抑えつつ、障害物の的確な監視を行うことができる障害物監視装置及び障害物監視装置を備える車両運行管理システムを提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る障害物監視装置は、専用走行路を走行する車両に設けられて、障害物を監視する車両側監視部と、専用走行路に沿って設けられて、障害物を監視し、車両側監視部による監視を補う地上側監視部とを備える。
【０００７】
上記障害物監視装置では、地上側監視部によって車両側監視部による監視を補う構成としていることで、地上側監視部の設置数を抑えた簡易な構成で設置や保守のコストを低減させつつ、車両側監視部と地上側監視部とが協働して障害物の的確な監視を行うことができ、例えば、専用走行路を走行する車両（例えば列車やバス）の自動運転化における安全性を図ることも可能になる。
【０００８】
本発明の具体的な側面では、地上側監視部は、車両側監視部の障害物監視不能範囲について、専用走行路における障害物を監視する。この場合、車両側監視部の障害物監視不能範囲を、地上側監視部によって補うことができる。
【０００９】
本発明の別の側面では、車両側監視部による監視と、地上側監視部による監視とを、専用走行路上の位置に応じて切り替える監視切替部を備える。この場合、監視切替部での切替えによって、障害物の監視を適切な状態に維持できる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面では、車両側監視部による監視結果の情報と、地上側監視部による監視結果の情報とのうち、採用すべき監視結果を選択する情報選択部を備える。この場合、情報選択部での選択により、監視結果について、より適した判断ができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、車両側監視部による監視と地上側監視部による監視とに関する処理を行う監視処理部を備える。この場合、監視処理部において、各監視部における監視結果について、適正に取り扱えるようにできる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、地上側監視部は、物体の有無を検知する地上側センサー部と、地上側センサー部での検知結果を車両側監視部に送信する地上側送信部とを有し、車両側監視部は、物体の有無を検知する車両側センサー部と、地上側送信部から送信される検知結果を受信する車両側受信部とを有する。この場合、車両側監視部は、車両側センサー部での検知結果と、地上側センサー部での検知結果とを取得できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、地上側監視部は、地上側センサー部において検知された物体が障害物であるか否かを判定する判定部を有し、判定部での判定結果を地上側センサー部での検知結果として、地上側送信部により車両側監視部に送信する。この場合、判定部での判定結果に基づき地上側についての監視を行うことができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、地上側監視部は、専用走行路のうち、曲線状の区間を監視可能に配置されている。この場合、曲線状の区間での監視について、地上側監視部により車両側監視部での監視を補って、障害物の的確な監視を行うことができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、地上側監視部は、専用走行路のうち、上り勾配の終点を含む区間を監視可能に配置されている。この場合、上り勾配の終点を含む区間での監視について、地上側監視部により車両側監視部での監視を補って障害物の的確な監視を行うことができる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、地上側監視部は、車両側監視部の障害物監視可能範囲と各走行区間における車両の走行限界速度とに応じて、当該走行区間の前方の所定位置に配置されている。この場合、上記前方の所定位置に地上側監視部を設けておくことで、車両の走行限界速度に応じた監視の補助が可能になる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、地上側監視部は、専用走行路の一端側と他端側との両側に一対で設けられている。この場合、例えば車両の通過により一端側の地上側監視部による監視範囲が制限されても、他端側の地上側監視部による監視によって補うことができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、車両側監視部及び地上側監視部は、建築限界内を監視する。この場合、建築限界内にある障害物を確実に監視する一方、不要な検出を抑制できる。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明に係る車両運行管理システムは、上記いずれかの障害物監視装置と、障害物監視装置での監視結果に基づいて障害物を監視するとともに、専用走行路の全区間における車両運行の制御をする車両運行管理制御部とを備える。
【００２０】
上記車両運行管理システムでは、上記いずれかの障害物監視装置を有することで、専用走行路における障害物の的確な監視を行うことができ、車両運行管理制御部において専用走行路の全区間における車両運行の制御をすることで、例えば、専用走行路を走行する車両（例えば列車やバス）の自動運転化における安全性を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る障害物監視装置を備える車両運行管理システムの一例について説明するための概念図である。
【図２】障害物監視装置の一例について説明するための概念図である。
【図３】（Ａ）は、車両側監視部の一構成例について説明するためのブロック図であり、（Ｂ）は、車両側監視部の他の一構成例について説明するためのブロック図である。
【図４】専用走行路のうち、曲線状の区間を監視する場合について説明するための概念的な平面図である。
【図５】（Ａ）は、曲線状の区間における車両側監視部と地上側監視部との様子について説明するための概念的な平面図であり、（Ｂ）は、一の地上側監視部による監視範囲について示すための平面図であり、（Ｃ）は、他の一の地上側監視部による監視範囲について示すための平面図であり、（Ｄ）は、（Ｂ）及び（Ｃ）に示した一対の地上側監視部が重畳的に監視する範囲について示すための平面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、曲線状の区間を車両が通過する際の監視の様子について説明するための図である。
【図７】専用走行路のうち、上り勾配の終点を含む区間を監視する場合について説明するための側面図である。
【図８】（Ａ）は、上り勾配の終点を含む区間における車両側監視部と地上側監視部との様子について説明するための概念的な平面図であり、（Ｂ）は、側面図である。
【図９】（Ａ）は、車両側監視部の障害物監視可能範囲及び車両の走行限界速度に対する走行前方での地上側監視部の配置の様子について説明するための概念的な平面図であり、（Ｂ）は、側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１等を参照して、一実施形態に係る障害物監視装置及び障害物監視装置を備える車両運行管理システムの一例について説明する。図１は、本実施形態に係る障害物監視装置１００を備える車両運行管理システム５００の一例について示す概念図である。なお、ここでの障害物については、典型的には、車や人、落石や動物といったある程度以上の大きさの物体が考えられる。
【００２３】
図示のように、本実施形態に係る車両運行管理システム５００は、障害物監視装置１００のほか、車両運行管理制御部５００Ａを備え、車両運行の全体を統括管理する。
【００２４】
本実施形態の一態様として、図示の車両運行管理システム５００では、障害物監視装置１００は、列車ＴＲと列車ＴＲが走行する線路ＲＬの周辺に取り付けられているものとする。より具体的に説明すると、まず、障害物監視装置１００は、障害物を監視する車両側監視部２００と、車両側監視部２００による監視を補う地上側監視部３００とを備えて構成されている。これらのうち、車両側監視部２００は、専用走行路としての線路ＲＬを走行する車両としての列車ＴＲに設けられている。地上側監視部３００は、線路ＲＬに沿って設けられて、障害物を監視している。障害物監視装置１００を構成する車両側監視部２００と地上側監視部３００とが通信可能となっていることで、障害物監視装置１００は、車両側監視部２００による監視を地上側監視部３００によって補うことを可能な構成となっている。
【００２５】
なお、車両運行管理システム５００のうち、統括管理部である車両運行管理制御部５００Ａは、障害物監視装置１００を構成する車両側監視部２００、すなわち線路ＲＬを走行する各列車ＴＲや、複数の地上側監視部３００とそれぞれ通信可能となっており、これらを統括制御して、専用走行路である線路ＲＬの全区間における車両運行の制御をする。
【００２６】
なお、以上は、一例であり、線路を走行する列車のほかに、例えば、専用走行路としての軌道（新設軌道、併用軌道）を走行する車両である路面電車、専用走行路としての専用道路を走行する車両であるバスについての監視のために、同様の障害物監視装置を設けることも可能である。
【００２７】
ここで、列車が走行する線路やバスが走行する専用道路等については、その軌道（通る位置）が予め定まっている。したがって、走行上において障害物の監視を行うべき範囲についても予め定まっている。例えば列車であれば、建築限界が定められており、典型的には、当該建築限界内について監視を行うように監視システムを構築することが考えられる。この場合、車両側のみに監視部を設けて予め定まっている建築限界内を監視できれば、地上側において隈なく監視部を設ける場合に比べてはるかに簡易な構成とすることができる。しかしながら、監視範囲が予め定まってはいても、軌道上における曲線の部分や上り勾配の終点の部分といった箇所には、車両側からのみでは監視できないような範囲が走行前方側に不可避的に存在する可能性がある（例えば図４や図７参照）。そこで、本実施形態の障害物監視装置１００では、車両すなわち列車ＴＲ側に車両側監視部２００を搭載して障害物監視をするとともに、これだけでは不足する箇所での監視を補うべく予め軌道が定まっている線路ＲＬに沿ってその形状等によって必要性の生じる箇所を考慮して地上側監視部３００を敷設することで、かかる問題点を解消しつつ、設置や保守のコストを低減可能なものとしている。特に、在来線において自動運転化を実現しようとした場合、現在自動運転化がなされている交通システムと同様の設備を設けるとなると莫大に費用を要し、現実的ではない。本実施形態では、安全性を図りつつ、設備の簡易化を図ることができる。
【００２８】
以下、図２等を参照して、本実施形態に係る障害物監視装置１００についてのより具体的な一構成例について、詳細に説明する。
【００２９】
既述のように、障害物監視装置１００は、車両側監視部２００と、地上側監視部３００とを備えて構成され、車両側監視部２００による監視を地上側監視部３００により補うものとなっている。特に、ここでは、図示のように、地上側監視部３００から送信された監視結果を、車両側監視部２００側すなわち列車ＴＲ側で受信する構成となっている。
【００３０】
まず、障害物監視装置１００のうち、車両側監視部２００は、進行方向前方に配置されて物体の有無を検知する車両側センサー部２１０と、地上側監視部３００や車両運行管理制御部５００Ａとの無線通信を行うための車両側アンテナ部２２０と、障害物監視を含めた各種車両制御を行う車両制御装置２３０とを備える。ここでは、車両制御装置２３０は、各種車両制御を行うために、各部と接続されている。例えば、車両制御装置２３０は、車両を停止させるためのブレーキ装置２４０や、車内の乗客等に向けて各種情報を伝達するための報知手段であるスピーカーや表示部（電光掲示板等）といった車内出力部２５０と接続されている。
【００３１】
車両側センサー部２１０は、走行する列車ＴＲの周辺側、特に前方側についての画像情報を取得可能とするよう走行方向先頭側に向けて配置されたセンサー機構となっており、典型的には、ミリ波レーダーや、距離画像装置等のレーザーを利用するもの、あるいは、撮像素子（カメラ）等で構成することが想定できる。すなわち、車両側センサー部２１０は、画像データを取得することで、物体の有無を検知可能にしている。ここで、車両側センサー部２１０は、画像データをそのまま検知結果として車両制御装置２３０に送信し、画像の解析については、車両制御装置２３０において一括して行うものとしてもよいが、例えば画像の解析処理についてもある程度行った上で検知結果（監視結果）を車両制御装置２３０に送信するものとしてもよい。例えば、画像データ中から物体として検知される領域画像の画像データを車両側センサー部２１０において抽出してから、車両制御装置２３０に送信し、車両制御装置２３０は、物体として検知された当該領域画像の画像データからその大きさ等を判断して、検知された物体が、障害物であるか否かを判定する、といった態様とすることが考えられる。
【００３２】
車両側アンテナ部２２０は、地上側監視部３００や車両運行管理制御部５００Ａとの無線による信号の送受信を可能とするためのアンテナである。特に、ここでは、地上側監視部３００から送信される検知結果を受信する車両側受信部として機能する。
【００３３】
車両制御装置２３０は、ＣＰＵ等の各種演算回路や、データ記憶部等を有して構成されるとともに、車両を構成する各装置と接続されることで、障害物監視のための各種処理動作等を含めた各種車両制御を行う。
【００３４】
車両制御装置２３０は、車両側監視部２００を構成するものとして、車両側センサー部２１０や車両側アンテナ部２２０を介して取得した（入力された）情報について、画像処理等の各種必要な処理を施すことで、これらの情報に基づいて障害物の有無についての判断をし、判断結果に基づく動作制御を行う。より具体的には、車両側センサー部２１０により取得した画像データに基づく物体の有無の検知結果や車両側アンテナ部２２０により取得した検知結果から、進行方向前方に障害物があると判断されると、車両制御装置２３０は、ブレーキ装置２４０を動作させて車両を減速させたり停止させたりするとともに、車内出力部２５０により、乗客に対して急ブレーキによる停止を行う旨の報知等を行う。すなわち、車両制御装置２３０は、車両側センサー部２１０において検知された物体が障害物であるか否かを判定する判定部として機能し、さらに、判定部での判定結果に基づく動作制御を行うものとして機能する。
【００３５】
さらに、詳細な図示等を省略するが、ここでは、車両制御装置２３０は、マスコン（主幹制御器）の操作等の各部の動作制御までも可能なものとなっており、上記のような障害物監視における障害物の有無の判断を含めた外環境の把握をしつつ運転制御を行うことで、列車ＴＲの線路ＲＬ上での自動運転を可能としている。なお、ここでの自動運転については、運転士（見張り役）を乗せた状態で行う場合のほか、運転士がいない完全無人の自動運転も含み得るものとする。
【００３６】
次に、障害物監視装置１００のうち、地上側監視部３００は、線路ＲＬに沿って必要な位置に配置されて物体の有無を検知する地上側センサー部３１０と、車両側監視部２００や車両運行管理制御部５００Ａとの無線通信を行うための地上側アンテナ部３２０と、障害物監視を含めた各種制御を行う地上側制御装置３３０とを備える。
【００３７】
地上側センサー部３１０は、線路ＲＬに沿って、列車ＴＲの走行のために必要な位置に配置されている。すなわち、車両側監視部２００を構成する車両側センサー部２１０では、監視が行き届かない範囲について補うべく適所に設けられている。なお、具体的な地上側センサー部３１０の設置箇所の例については、後述する。
【００３８】
地上側センサー部３１０は、車両側センサー部２１０と同様に、画像情報を取得可能とするセンサー機構になっており、典型的には、撮像素子（カメラ）や距離画像装置やミリ波レーダー等で構成されている。すなわち、地上側センサー部３１０は、画像データを取得することで、物体の有無を検知可能にしている。
【００３９】
地上側アンテナ部３２０は、車両側監視部２００や車両運行管理制御部５００Ａとの無線による信号の送受信を可能とするためのアンテナである。特に、ここでは、地上側センサー部３１０での検知結果を車両側監視部２００に送信する地上側送信部として機能する。
【００４０】
地上側制御装置３３０は、ＣＰＵ等の各種演算回路や、データ記憶部等を有して構成されるとともに、各装置と接続されることで、各種制御を行う。
【００４１】
ここで、地上側センサー部３１０や地上側制御装置３３０の構成について、例えば、地上側センサー部３１０で取得した画像データをそのまま検知結果として車両側監視部２００に送信し、画像の解析については、車両側監視部２００の車両制御装置２３０において一括して行うものとしてもよいが、例えば画像の解析処理についてもある程度行った上で検知結果（監視結果）を車両側監視部２００に送信するものとしてもよい。また、例えば、地上側センサー部３１０あるいは地上側制御装置３３０において、地上側センサー部３１０で取得される画像データ中から物体として検知される領域画像の画像データを抽出し、抽出したデータを、地上側アンテナ部３２０を介して車両側監視部２００に送信し、車両側監視部２００の車両制御装置２３０は、物体として検知された当該領域画像の画像データからその大きさ等を判断して、障害物があるか否かを判定する、といった態様とすることが考えられる。
【００４２】
さらに、別の一態様として、地上側制御装置３３０が、地上側センサー部３１０において検知された物体が障害物であるか否かを判定する判定部として機能し、判定部としての地上側制御装置３３０での判定結果を地上側センサー部３１０での検知結果（監視結果）として、地上側送信部である地上側アンテナ部３２０により車両側監視部２００に送信する、といったものとすることも考えられる。
【００４３】
以下、図３（Ａ）等を参照して、車両側監視部２００の具体的構成の一例についてさらに詳細に説明する。
【００４４】
既述のように、車両側監視部２００は、列車ＴＲに搭載され、障害物の監視に対する種々の処理を行うものであり、上記の例では、車両制御装置２３０が、各種動作制御を担っており、障害物監視に関する各種処理についても行っている。これを可能とするための車両制御装置２３０の構成としては、種々の態様が考えられる。
【００４５】
例えば、図３（Ａ）に示す一例では、車両制御装置２３０は、各種制御回路やプログラム等で構成され、車両側センサー部２１０や車両側アンテナ部２２０からの情報を取得する主制御部２３１を有する。
【００４６】
主制御部２３１は、列車ＴＲの位置を検知する位置検知部２３２として機能するとともに、車両側センサー部２１０や車両側アンテナ部２２０から取得した情報についての選択を行う情報選択部２３３として機能する。これにより、主制御部２３１は、位置検知部２３２として、取得した列車ＴＲの現在位置の情報に基づいて、その位置において列車ＴＲに搭載された車両側センサー部２１０によって検知可能な事項と検知不能な事項とについて把握する。さらに、主制御部２３１は、把握した事項に基づき、情報選択部２３３として、車両側センサー部２１０での物体の検知結果の情報と車両側アンテナ部２２０から取得した物体の検知結果の情報とについて取捨選択を行う。すなわち、車両側センサー部２１０によって検知可能な事項については、車両側センサー部２１０での検知結果を採用しつつ、検知不能な事項、すなわち地上側監視部３００によって補う必要のある事項については、車両側アンテナ部２２０から取得した検知結果を採用することで、外部状況の的確な把握を可能にしている。言い換えると、主制御部２３１は、情報選択部２３３として、車両側監視部２００による監視結果の情報と、地上側監視部３００による監視結果の情報とのうち、採用すべき監視結果を選択することで、上記のような動作制御を可能としている。
【００４７】
なお、位置検知部２３２における列車ＴＲの位置検知すなわち位置に関する情報取得の方法については、例えば、車両運行管理制御部５００Ａとの通信を利用する場合のほか、地上に設けた地上子と車上に設けた車上子との結合（図示略）、あるいは走行距離からの算出、各種センサーを設けて線路ＲＬの勾配や傾斜角度の変化等外部環境に関する変化を随時読み取る等、種々の方法が考えられる。
【００４８】
また、例えば、図３（Ｂ）に示す他の一例では、車両制御装置２３０は、車両側センサー部２１０や車両側アンテナ部２２０からの情報を取得する主制御部２３１を有し、主制御部２３１は、上記と同様の位置検知部２３２として機能することに加え、図３（Ａ）に示した情報選択部２３３に代えて、監視先を切り替える監視切替部２３４として機能する。
【００４９】
図３（Ｂ）に例示する構成の場合では、車両制御装置２３０における監視についての情報の取得先である車両側センサー部２１０と車両側アンテナ部２２０とを切り替えるための切り替えスイッチ部ＳＷを、主制御部２３１の前段に設けている。以上のような構成において、主制御部２３１は、まず、位置検知部２３２として、取得した位置情報に基づいて、その位置において列車ＴＲに搭載された車両側センサー部２１０によって検知可能な事項と検知不能な事項とについて把握する。さらに、主制御部２３１は、把握した事項に基づき、監視切替部２３４として、車両側監視部２００による監視と、地上側監視部３００による監視とを、線路ＲＬ上における現在位置の情報に応じて、適宜切り替える。この場合も、車両側センサー部２１０によって検知可能な事項については、車両側センサー部２１０での検知結果を採用しつつ、検知不能な事項、すなわち地上側監視部３００によって補う必要のある事項については、車両側アンテナ部２２０から取得した検知結果を採用することで、外部状況の的確な把握が可能となる。
【００５０】
なお、図３（Ａ）に示す一例の場合においても、図３（Ｂ）に示す一例の場合においても、車両制御装置２３０は、車両側監視部２００による監視と地上側監視部３００による監視とに関する各種処理を行う監視処理部として機能していることになる。
【００５１】
以下、図４等を参照して、本実施形態に係る障害物監視装置１００による障害物監視の一例について説明する。具体的には、専用走行路としての線路ＲＬのうち、曲線状の区間を監視する場合について説明する。図４は、曲線状の区間についての一例を示す平面図である。また、図５（Ａ）は、図４に示す曲線状の区間において設置する複数の地上側監視部３００，３００，…の様子について一例を示している。なお、図中では、地上側監視部３００に関して簡略化のため、地上側センサー部３１０のみで示している。
【００５２】
図４に例示するように、曲線状の区間では、破線で示される建築限界内ＰＰの領域ＤＩの外側直近において、看板や樹木等が存在することで、建築限界内ＰＰの領域ＤＩのうち走行方向ＡＲの前方側の一部が遮られ、車両側監視部２００による監視が不能となる場合がある。つまり、図示のように、車両側監視部２００の車両側センサー部２１０による監視範囲ＭＲ（通常動作において障害物を監視している範囲）のうち、看板や樹木等で遮られていない見通しの取れる障害物監視可能範囲ＭＲ１と、看板や樹木等で遮られて見通しの取れない障害物監視不能範囲ＭＲ２とが存在することになる。
【００５３】
これに対して、図５（Ａ）に例示するように、障害物監視装置１００について、線路ＲＬの曲線状の区間に沿って複数の地上側センサー部３１０，３１０，…（地上側監視部３００，３００，…）が設置されている。図示の例では、線路ＲＬの一端側と他端側との両側に一対で設けられている第１地上側センサー部３１０Ａ及び第２地上側センサー部３１０Ｂと、もう一対の第３地上側センサー部３１０Ｃ及び第４地上側センサー部３１０Ｄとの合計４つの地上側センサー部３１０Ａ〜３１０Ｄが配置されている。また、ここでは、各地上側センサー部３１０Ａ〜３１０Ｄによる監視範囲を、それぞれ監視範囲ＲＡ〜ＲＤとする。各地上側センサー部３１０Ａ〜３１０Ｄによって、線路ＲＬの曲線状の区間における建築限界内ＰＰの確実な監視が可能となっていることで、車両側監視部２００において障害物監視不能範囲（図４の障害物監視不能範囲ＭＲ２参照）があっても、これを補うように地上側監視部３００で監視を行って、専用走行路である線路ＲＬの全体についての障害物監視を可能にしている。
【００５４】
特に、図５の例では、例えば、一対の第１地上側センサー部３１０Ａ及び第２地上側センサー部３１０Ｂによって建築限界内ＰＰの領域ＤＩを両側から重複して監視を行っている。具体的には、まず、図５（Ｂ）に示すように、一の地上側監視部３００を構成する第１地上側センサー部３１０Ａによって領域ＤＩのうち領域ＡＡが監視可能となる。同様に、図５（Ｃ）に示すように、他の一の地上側監視部３００を構成する第２地上側センサー部３１０Ｂによって領域ＤＩのうち領域ＢＢが監視可能となる。結果として、図５（Ｄ）に示すように、図５（Ｂ）の領域ＡＡと図５（Ｃ）の領域ＢＢとの重畳領域である領域ＡＢが、重複して監視されることになる。同様に、図５（Ａ）に示す一対の第３地上側センサー部３１０Ｃ及び第４地上側センサー部３１０Ｄによっても、重複して監視される重畳領域が形成される。これらの重畳領域を繋ぐと、曲線状の区間全体について、重畳的に監視をおこなうことが可能となっている。
【００５５】
ここで、例えば図６（Ａ）に示すように、曲線状の区間を列車ＴＲが通過する際に、第１地上側センサー部３１０Ａによって監視される領域ＡＡのうちの一部である領域ＡＰが、列車ＴＲの存在によって第１地上側センサー部３１０Ａでは監視不能となってしまう。これに対して、上記のような重複的な監視が地上側でなされていることで、図６（Ｂ）に示すように、第２地上側センサー部３１０Ｂによって領域ＡＰのうち、列車ＴＲの進行方向の主要な範囲及び側方側について監視可能となる。さらに、第２地上側センサー部３１０Ｂに隣接する第４地上側センサー部３１０Ｄまでも考慮すれば、領域ＡＰのうち列車ＴＲの進行方向の全てについて監視可能となっている。以上のように、建築限界内ＰＰの領域ＤＩを両側から重複して監視を行うことで、列車ＴＲが通過する際に監視の死角が生じることを極力抑制できる。
【００５６】
上記のような一対構成の重複的な監視を行うものとした場合、特に、例えば双方向から通過する可能性がある等の複線の線路において、両方向から列車が来てすれ違うといった状況になっても、各列車の進行方向前方において監視の死角が生じることを低減できる。
【００５７】
以下、図７、図８を参照して、本実施形態に係る障害物監視装置１００による障害物監視の他の一例について説明する。具体的には、専用走行路としての線路ＲＬのうち、上り勾配ＳＣの終点ＥＰを含む区間ＥＳを監視する場合について説明する。図７は、上り勾配ＳＣの終点ＥＰを含む区間ＥＳについての一例を示す側面図である。また、図８（Ａ）及び８（Ｂ）は、上り勾配ＳＣの終点ＥＰを含む区間ＥＳにおいて設置する一対の地上側監視部３００，３００の様子について一例を示している。図７に例示するように、上り勾配ＳＣの終点ＥＰを含む区間ＥＳでは、車両側監視部２００による監視において、走行方向の前方のうち上り勾配ＳＣの終点ＥＰよりも前方側の一部が遮られて監視不能となる場合がある。つまり、図示のように、車両側監視部２００の車両側センサー部２１０による監視範囲ＭＲのうち、見通しの取れる障害物監視可能範囲ＭＲ１と、遠方下方側の見通しの取れない障害物監視不能範囲ＭＲ２とが存在することになる。障害物監視不能範囲ＭＲ２のうち監視が必要となる典型的な箇所の例として、上記のような区間ＥＳが考えられる。
【００５８】
これに対して、図８（Ａ）及び８（Ｂ）に例示するように、上り勾配ＳＣの終点を含む区間ＥＳの終端側の一部とさらにその前方側とを含む領域ＸＹを重畳的な監視範囲とするように、一対の地上側センサー部３１０Ｘ，３１０Ｙ等（図１等に示した地上側監視部３００，３００，…を構成する地上側センサー部３１０，３１０，…のいずれかに相当するものを簡略化して示している）が設置されている。この場合、一対の地上側センサー部３１０Ｘ，３１０Ｙ等によって、線路ＲＬの上り勾配ＳＣの終点ＥＰ側における建築限界内ＰＰの確実な監視が可能となっていることで、車両側監視部２００において障害物監視不能範囲（図７の障害物監視不能範囲ＭＲ２参照）があっても、これを補うように地上側監視部３００で監視を行って、専用走行路である線路ＲＬの全体についての障害物監視を可能にしている。
【００５９】
以下、図９を参照して、本実施形態に係る障害物監視装置１００による障害物監視のさらに別の一例について説明する。上記の例では、曲線や上り勾配の終点といった軌道の形状上発生する障害物監視不能範囲に対してこれを補う例について説明した。ここでは、他の一例として、列車（車両）ＴＲの走行速度との関係で車両側監視部２００のみでの監視では不十分となり地上側監視部３００を設ける場合について説明する。
【００６０】
図９（Ａ）及び９（Ｂ）は、車両側監視部２００の障害物監視可能範囲及び車両の走行限界速度に対する走行前方での地上側監視部３００の配置の様子についての一例を説明するための概念的な平面図及び側面図である。なお、図中では、地上側監視部３００に関して、簡略化のため、地上側センサー部３１０のみで示している。
【００６１】
一般に、列車ＴＲの走行速度が上がるほど、制動距離が大きくなる。したがって、図示のような見通しの良い地点Ａから先が、勾配の無い直線区間となっているようなところであっても、地点Ａにおいて許容される限界速度である最高速度Ｖｍの値が大きい場合には、車両側監視部２００の性能では賄えない範囲が生じ、このような範囲について、別途監視が必要となる可能性がある。すなわち、車両側監視部２００における障害物監視可能範囲である監視範囲ＭＲについて、より具体的には監視範囲ＭＲのうち前方方向について監視可能な距離（以下、監視可能距離Ｌ１とする）が、最高速度Ｖｍで地点Ａを通過する列車ＴＲが停止するまでの距離（以下、停止距離Ｌ２とする）よりも短くなる、といった場合が生じる可能性がある。このような場合には、停止距離Ｌ２のうち監視可能距離Ｌ１を超える範囲については、地点Ａにいる時点での車両側監視部２００では監視不能であり、別途監視が必要となる。
【００６２】
図示の例では、以上のような観点から、地点Ａの前方に、複数の地上側監視部３００，３００…を設置している。一般化して言い換えると、地上側監視部３００，３００…は、車両側監視部２００の障害物監視可能範囲（図示の例では監視可能距離Ｌ１）と、各走行区間における車両の走行限界速度（図示の例では最高速度Ｖｍ）とに応じて、当該走行区間の前方の所定位置（図示の例では監視可能距離Ｌ１を超えた範囲から停止距離Ｌ２の終わりまで）に配置されている。以上により、車両の走行限界速度に応じた監視の補助が可能になる。
【００６３】
上記の場合、見方を変えると、元々地点Ａにおいて定められている最高速度Ｖｍに応じて地上側監視部３００を配置することで、地点Ａにおける最高速度Ｖｍを変更することなく、自動運転化における安全基準の確保を図ることが可能になる。例えば、在来線において、既に定まっている各区間での制限最高速度の設定を維持させたまま監視設備を導入できる。
【００６４】
なお、以上において、地上側監視部３００の設置に関する基準となる監視可能距離Ｌ１や停止距離Ｌ２等は例示であり、他の基準に従って、同様の目的を達するように地上側監視部３００を設けることが可能である。
【００６５】
以上のように、本実施形態に係る障害物監視装置１００及び障害物監視装置１００を備える車両運行管理システム５００では、障害物監視装置１００において、車両側監視部２００によって障害物を監視するに際して、曲線の区間といった必要な箇所で地上側監視部３００によって監視を補う構成としていることで、地上側監視部３００の設置数を抑えた簡易な構成で設置や保守のコストを低減させつつ、車両側監視部２００と地上側監視部３００とが協働して障害物の的確な監視を行うことができる。また、これにより、障害物監視装置１００を備える車両運行管理システム５００では、例えば、専用走行路を走行する車両（例えば列車やバス）の自動運転化を図り、さらに、自動運転化における安全性を図ることも可能になる。
【００６６】
〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００６７】
まず、上記では、車両運行管理システム５００において、列車ＴＲの自動運転を可能としており、自動運転については、運転士を乗せた状態で行う場合のほか、運転士がいない完全無人の自動運転も含み得るものとしているが、これについては、種々の態様が考えらえられる。すなわち、車両運行管理システム５００によって運行区間の全体を運転士がいない完全無人の自動運転とする場合のほか、運行区間の一部を、運転士を乗せた状態で自動運転とする場合や、運行区間の一部については、自動運転とせず、運転士による通常運転とすることも考えられる。例えば、専用走行路としての専用道路を走行するバスについて本願発明の監視を利用する場合、バスが専用道路の区間を走行する場合には、運転士がいない完全無人の自動運転あるいは運転士を乗せた状態で行う自動運転とする一方、バスが専用道路の区間以外の区間を走行する場合には、運転士による通常運転とする、といったことが考えられる。
【００６８】
また、上記では、例えば車両側監視部２００の車両制御装置２３０において、監視における画像処理等の各種処理を行って障害物の有無を判断しているものとしているが、障害物の有無の判断については、種々の箇所で行うことが可能であり、例えば、地上側での障害物の有無の判断については、全て地上側監視部３００において行い、障害物の有無についての判断結果を、地上側監視部３００からの監視結果として車両側監視部２００に対して送信し、車両側監視部２００においては、地上側監視部３００からの監視結果をそのまま適用するという態様とすることも考えられる。また、各種情報について、全て車両運行管理制御部５００Ａに対して送受信し、判断処理については車両運行管理制御部５００Ａ側で一括して行い、列車ＴＲは、車両側監視部２００において車両運行管理制御部５００Ａの指示指令を受け、これに従って障害物の認知やこれに伴う運転制御を行うものとしてもよい。さらに、上記では、車両側監視部２００と地上側監視部３００との間で直接的に情報の通信を行っているが、直接には通信せず、常に車両運行管理制御部５００Ａを介して通信を行うものとしてもよい。また、例えば地上側監視部３００と車両運行管理制御部５００Ａとの通信については、有線とすることも考えられる。また、通信可能な距離の設定も、使用する通信方法によって様々に設定可能であり、例えば車両側監視部２００と地上側監視部３００との間で１ｋｍ先から通信可能とする、といった場合には、落石等の連絡をある程度以上障害物の位置から離れた時点で監視できるので、急ブレーキを要することなく、通常のブレーキで当該障害物（落石）の位置より手前で列車を停止させる、といったこともできる。
【００６９】
また、車両側監視部２００の車両側センサー部２１０による監視範囲ＭＲについて、監視角度範囲については、種々の態様が考えられ、例えば１０°程度とすることが想定される。なお、この角度については、車両側センサー部２１０を、例えばカメラで構成する場合にはカメラの画角が相当し、光走査型の距離画像を取得するタイプの場合には操作のための振り角が相当する。監視範囲ＭＲについては、一般的に前方についてできるだけ遠くまで見通せることが望ましいと考えられるが、建築限界の範囲を考慮して最低限度の角度幅を維持する必要がある。なお、角度範囲を大きくし過ぎると、建築限界から外れた検知の必要のない箇所にある物体を検知してしまう、すなわち検知ノイズが大きくなりあまり好ましくない。以上のようなことを考慮して監視範囲ＭＲを適宜定めることができる。
【００７０】
また、上記のように、監視においては、建築限界から外れた箇所にある物体を検知する検知ノイズが大きくならないように、車両側センサー部２１０や地上側センサー部３１０の検知範囲を予め設定しておくことが考えられる。すなわち、車両側監視部２００及び地上側監視部３００は、建築限界内ＰＰを監視するように設計されていてもよい。例えば、距離情報を含んだ撮像（距離画像の撮像）が可能な距離画像装置を適用した場合、予め使用するデータ範囲を距離や位置等によって設定しておくことが考えられる。
【符号の説明】
【００７１】
１００…障害物監視装置、２００…車両側監視部、２１０…車両側センサー部、２２０…車両側アンテナ部、２３０…車両制御装置、２３１…主制御部、２３２…位置検知部、２３３…情報選択部、２３４…監視切替部、２４０…ブレーキ装置、２５０…車内出力部、３００…地上側監視部、３１０，３１０Ａ−３１０Ｄ，３１０Ｘ，３１０Ｙ…地上側センサー部、３２０…地上側アンテナ部、３３０…地上側制御装置、５００…車両運行管理システム、５００Ａ…車両運行管理制御部、Ａ…地点、ＡＡ，ＡＢ，ＡＰ，ＢＢ，ＤＩ，ＸＹ…領域、ＡＲ…走行方向、ＥＰ…終点、ＥＳ…区間、Ｌ１…監視可能距離、Ｌ２…停止距離、ＭＲ…監視範囲、ＭＲ１…障害物監視可能範囲、ＭＲ２…障害物監視不能範囲、ＰＰ…建築限界内、ＲＡ−ＲＤ…監視範囲、ＲＬ…線路、ＳＣ…勾配、ＳＷ…スイッチ部、ＴＲ…列車、Ｖｍ…最高速度
【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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【図８】
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【図９】
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