(57)【要約】【課題】誤検知のおそれがないとともに、踏切バックアップ装置のない踏切制御子にも適用することができる列車情報判定装置を実現する。【解決手段】列車の進入から進出までの間で規則的な変化を示す信号を出力する踏切制御子もしくは踏切制御子（２０）に対応して設けられた機器（３０）から前記信号を列車検知信号として取得する信号取得手段（４２）と、予め列車正常走行時の列車検知信号波形情報を記憶する記憶手段（４１）と、前記信号取得手段により取得された列車検知信号と前記記憶手段に記憶されている波形情報とを比較して列車か否かを判定する判定手段（４３）とを備えるように構成した。そして、信号取得手段は、制御区間長を測定する電気検測車へ列車検知信号を送信する機能を備えた検測アダプタから前記列車検知信号を取得するように構成した。【選択図】図３
2019108059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の進入から進出までの間で規則的な変化を示す信号を出力する踏切制御子もしくは踏切制御子に対応して設けられた機器から前記信号を列車検知信号として取得する信号取得手段と、
予め列車正常走行時の列車検知信号波形情報を記憶する記憶手段と、
前記信号取得手段により取得された前記列車検知信号の波形と前記記憶手段に記憶されている波形情報とを比較し波形の形状の差異に基づいて列車か否かを判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする列車情報判定装置。
【請求項２】
前記信号取得手段は、制御区間長を測定する電気検測車へ列車検知信号を送信する機能を備えた検測アダプタから前記列車検知信号を取得するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の列車情報判定装置。
【請求項３】
前記判定手段による判定結果を監視装置へ送信する通信手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の列車情報判定装置。
【請求項４】
前記記憶手段には、監視対象の制御区間を走行する列車の構成に関する車両情報を記憶されており、
前記信号取得手段により取得された前記列車検知信号の波形を解析する信号解析手段と、
前記信号解析手段による解析結果と前記記憶手段に記憶されている車両情報とに基づいて、前記制御区間に進入した列車の速度および列車長を算出する演算処理手段と、
前記演算処理手段による算出情報を、踏切遮断機および踏切警報機を制御する踏切制御装置へ送信する送信手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の列車情報判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の列車情報判定装置と、前記踏切制御子からの信号に基づいて踏切近傍に設置された踏切遮断機および踏切警報機を制御する踏切制御装置と、備えた踏切制御システムであって、
前記踏切制御装置は、前記列車情報判定装置から送られてきた前記算出情報と前記踏切制御子からの信号とに基づいて、前記踏切遮断機および踏切警報機のそれぞれ動作開始タイミングと動作停止タイミングを決定し、制御するように構成されていることを特徴とする踏切制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切における列車情報判定装置および踏切制御システムに関し、例えば踏切制御子または踏切制御子に設けられている検測アダプタを利用した列車情報判定装置および踏切制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
列車が踏切を通過する際に踏切遮断機や踏切警報機などの踏切機器を動作させる踏切制御装置として、例えば、踏切を挟んだ所定の区間の両端に配設された踏切制御子が列車を検知したときに出力される電圧の変化に応じて踏切機器の制御を行うものがある。
上記踏切制御子には列車検知範囲があり、この列車検知範囲に列車が進入したときに踏切制御子が出力する電圧の変化によって、踏切の近傍に設置されている制御子反応リレーを落下させて踏切制御装置が踏切機器を動作させて踏切警報を開始し、踏切制御子の列車検知範囲から列車が進出したときに出力される電圧が元に戻り、制御子反応リレーが扛上して踏切制御装置が踏切警報を終了するという制御を行なっている。
【０００３】
列車の進入または進出を検知する踏切制御子は、軌道回路の一種であり、例えば８．５ｋＨｚ〜１０．５ｋＨｚの信号を一方のレールに印加し、列車が踏切制御子の列車検知範囲内に存在するときには、列車の車軸によって踏切制御子の軌道回路が短絡されて閉回路が形成されるという原理を用いて、列車検知範囲内への列車の進入または列車検知範囲外への列車の進出を検知し、踏切の近傍に設置されているリレーを作動させる電圧を出力するように構成されている。なお、踏切制御子には、閉回路形（ＨＣ形）と開回路形（ＨＯ形）がある。
【０００４】
具体的には、所定区間の始点（踏切から６００〜１２００ｍ手前）に配設された踏切制御子（ＨＣ形）の列車検知範囲（制御区間）内に列車が進入して軌道回路が短絡されると、始動点反応リレーを動作（リレー接点を落下）させる。また、列車が所定区間の終点（踏切の内方２０ｍ以上離れた地点）に配設された踏切制御子（ＨＯ形）の列車検知範囲内に進入すると、これを検知して終止点反応リレーを逆の状態に動作（リレー接点を扛上）させるように構成されているものがある。
【０００５】
上記のような制御子を用いた踏切制御システムでは、列車検知範囲の幅（以下、「制御区間長」という）について、所定の距離（例えば３０ｍ）が規定されており、踏切制御子の性能が落ちてくると、その制御区間長が短くなり列車を検知しにくくなる。そのため、踏切制御子による列車の検知性能の低下に伴う踏切制御装置の動作不良を防止するために、踏切制御子の制御区間長を定期的に測定する点検作業が実施されている。かかる点検は、一般に電気検測車によって行われているが、電気検測車が走行しない路線では、レール短絡器等を使用して人手で行われている。
しかし、踏切制御子は故障すると列車検知状態となり、踏切を警報制御してしまうことがある。また、外的要因により列車進入と同等の条件が成立しても踏切制御子は列車検知状態となり警報制御する。そのため、踏切制御装置による警報持続が発生した場合に列車か否かを独自で判断することが難しいという課題がある。
【０００６】
一方、従来、電気検測車による制御区間長の測定を可能にするため、踏切制御子に併設されて踏切制御子の入出力信号を利用して列車検知信号を生成し出力する検測アダプタがある。また、検測アダプタに関する発明としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
特許文献１に記載されている検測アダプタは、閉電路形踏切制御子がレールへ信号を出力し、レールから入力される信号を検出する信号検出手段と、検知信号から列車なしの状態の基準レベルを設定する基準レベル設定手段と、検知信号が前記基準レベルより所定値以上変化したときに列車検知と判定する判定手段と、列車検知と判定されたときに検知リレー接点を開く検知リレーとを備えており、この検知リレー接点が閉電路形踏切制御子のリレー接点と直列に接続されるように構成したものである。
【０００７】
また、踏切制御子をバックアップする踏切バックアップ装置を設け、踏切制御子の列車検知信号と踏切バックアップ装置の列車検知信号出力とを常時比較し、検出出力の不一致が発生したときに不一致検知情報を生成し伝送する故障検知アダプタと、故障検知アダプタから伝送されて来た不一致検知情報から、踏切制御子又は踏切バックアップ装置に不具合が生じたと判断して不具合の検知情報を集中監視装置に通報する故障検知受信部とからなる列車検知装置の故障検知装置に関する発明も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１５１０４４号公報
【特許文献２】特開平１１−３１０１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の発明は、１つの検知信号の波形に着目し該検知信号と基準レベルとを比較して検知信号が所定値以上変化したときに列車検知と判定するものである。そのため、制御区間（列車検知範囲）内でレール上に導電体が落下あるいは移動してレール間が短絡されたような場合にも、列車進入時と似たような検知信号が生成されて踏切制御子が誤検知することがあるという課題がある。
また、特許文献２の発明は、踏切バックアップ装置が設けられていることを前提とするものであるため、踏切バックアップ装置のない踏切制御子には適用できないとともに、条件によってそれぞれ変化する踏切制御子と踏切バックアップ装置からの出力パルスを比較して判定するため回路が複雑であるという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、誤検知のおそれがないとともに、踏切バックアップ装置のない踏切制御子にも使用することができる列車情報判定装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、踏切制御子もしくは踏切制御子に対応して設けられた検測アダプタのような機器から取得した信号波形を解析して、制御区間への列車の進入、進出を正確に検知するとともに、列車速度、列車長をも把握して踏切遮断機や踏切警報機を制御することができる踏切制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明に係る列車情報判定装置は、
列車の進入から進出までの間で規則的な変化を示す信号を出力する踏切制御子もしくは踏切制御子に対応して設けられた機器から前記信号を列車検知信号として取得する信号取得手段と、
予め列車正常走行時の列車検知信号波形情報を記憶する記憶手段と、
前記信号取得手段により取得された前記列車検知信号の波形と前記記憶手段に記憶されている波形情報とを比較し波形の形状の差異に基づいて列車か否かを判定する判定手段と、
を備えるようにしたものである。
【００１２】
上記のように構成された列車情報判定装置によれば、列車通過以外の原因による検知信号と列車検知信号の波形が明確に異なることを利用して、波形に基づいて踏切制御子の制御区間への列車の進入を判定することができるため、誤検知のおそれがないとともに、踏切バックアップ装置のない踏切制御子にも使用することができる。また、検知信号の１つの波の波形に着目するのではなく、連続した複数の波の波形を見て判定するため、より正確に列車の進入を検知することができる。さらに、検知信号が列車によるものか否かの判定が行えることで、効率的に動作確認検査を行うことができる。また、踏切制御子の故障や外部要因による電気回路の不正短絡等の障害が発生した場合に様々なデータとの組み合わせで原因究明に活用することが可能となる。
【００１３】
ここで、望ましくは、前記信号取得手段は、制御区間長を測定する電気検測車へ列車検知信号を送信する機能を備えた検測アダプタから前記列車検知信号を取得するように構成する。
かかる構成によれば、既に設置されている検測アダプタを利用して踏切制御子の列車検知信号を取得することができるため、列車情報判定装置を備えた踏切制御システムを安価に構築することができる。
【００１４】
また、望ましくは、前記判定手段による判定結果を監視装置へ送信する通信手段を備えるように構成する。
かかる構成によれば、監視装置が指令所等監視対象の踏切から離れた場所に設置されている場合にも、わざわざ現地に赴くことなく踏切制御子の異常の発生を把握することができる。
【００１５】
さらに、望ましくは、前記記憶手段には、監視対象の制御区間を走行する列車の構成に関する車両情報を記憶されており、
前記信号取得手段により取得された前記列車検知信号の波形を解析する信号解析手段と、
前記信号解析手段による解析結果と前記記憶手段に記憶されている車両情報とに基づいて、前記制御区間に進入した列車の速度および列車長を算出する演算処理手段と、
前記演算処理手段による算出情報を、踏切遮断機および踏切警報機を制御する踏切制御装置へ送信する送信手段と、
を備えるように構成する。
【００１６】
上記のような構成によれば、信号解析手段による解析結果と記憶手段に記憶されている列車情報とに基づいて制御区間に進入した列車の速度および列車長を算出する演算処理手段と、演算処理手段による算出情報を踏切制御装置へ送信する送信手段とを備えるため、踏切制御装置は制御区間に進入した列車に応じた踏切制御が可能になる。
【００１７】
また、本出願の他の発明は、上記のような構成を有する列車情報判定装置と、前記踏切制御子からの信号に基づいて踏切近傍に設置された踏切遮断機および踏切警報機を制御する踏切制御装置と、備えた踏切制御システムであって、
前記踏切制御装置は、前記列車情報判定装置から送られてきた前記算出情報と前記踏切制御子からの信号とに基づいて、前記踏切遮断機および踏切警報機のそれぞれ動作開始タイミングと動作停止タイミングを決定し、制御するように構成したものである。
【００１８】
上記のような踏切制御システムによれば、踏切制御子もしくは踏切制御子に対応して設けられた検測アダプタのような機器から取得される信号波形を解析して、制御区間への列車の進入、進出を正確に検知するとともに、列車速度、列車長をも把握して踏切遮断機や踏切警報機を制御することができ、それによって踏切が遮断されている時間を短縮することが可能になり、踏切を利用する歩行者や車両の利便性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の列車情報判定装置によれば、誤検知のおそれがないとともに、踏切バックアップ装置のない踏切制御子にも使用することができる。また、本発明の踏切制御システムによれば、踏切制御子もしくは踏切制御子に対応して設けられた検測アダプタのような機器から取得した信号波形を解析して、制御区間への列車の進入、進出を正確に検知するとともに、列車速度、列車長をも把握して踏切遮断機や踏切警報機を制御することができ、それによって踏切が遮断されている時間を短縮することが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る列車情報判定装置が適用される踏切制御システムの構成を示した概略図である。
【図２】検測アダプタから取得される検知信号の例を示した波形図である。
【図３】本発明の実施形態における列車情報判定装置の構成例を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係る列車情報判定装置が適用される踏切制御システムの概略構成を示す。
図１に示すように、踏切制御システムは、踏切に設置された踏切遮断機や踏切警報機を制御する踏切制御装置１０と、踏切を挟んで当該踏切からそれぞれ所定距離を置いて配設されている踏切制御子２０Ａおよび踏切制御子２０Ｂと、これらの踏切制御子２０Ａ，２０Ｂに対応して設けられ列車検知信号（アナログ信号）を取得し制御区間長を測定する電気検測車へ無線で送信する検測アダプタ３０などから構成されている。既設の踏切制御子には検測アダプタが併設されているものがあり、既に検測アダプタが設置されている踏切においては、既設の検測アダプタを利用することができる。
【００２２】
本発明に係る列車情報判定装置４０は、上記検測アダプタ３０に対応して設けられている。図１においては、図示の都合で、踏切制御子２０Ａに対応する検測アダプタ３０と列車情報判定装置４０のみが示されているが、踏切制御子２０Ｂに対応する検測アダプタとこの検測アダプタに対応する列車情報判定装置も設けられる。なお、列車の進入から進出までの間で規則的な変化を示す信号を出力する機能を有する踏切制御子であれば、踏切制御子から信号を取得するようにしても良い。以下の実施例では、検測アダプタから信号を取得する場合を説明する。
【００２３】
踏切制御子２０Ａ，２０Ｂのリレー出力は、ケーブル２１Ａ，２１Ｂを介して踏切制御装置１０へ伝達され、内部のリレーが落下または扛上動作される。
具体的には、踏切制御子２０Ａ，２０Ｂが電圧帰還式の閉電路形踏切制御子の場合、踏切制御子の出力端子から出力される信号（発振出力）がレールＲを経て入力端子に帰還され、列車が接近していない状態では踏切制御子に内蔵される発振器（不図示）が発振を行い、その発振出力を整流して内蔵するリレーの接点が閉じているため、踏切制御装置１０内のリレーを扛上させる。列車が接近すると、列車の車軸及び車輪によりレールの間が短絡されるので、入力端子に入力する信号が減少し、発振出力が低下し、発振出力が所定値以上減少すると、内蔵のリレーの接点が開いて、踏切制御装置１０内のリレーを落下させる。
列車情報判定装置４０は、例えば検測アダプタ３０内の信号線（もしくは端子）から列車検知信号を取得して判定を行うように構成される。
【００２４】
ここで、検測アダプタ３０によって検出される列車検知信号の波形の特徴について、図２を用いて説明する。
図２において、符号Ａが付されているのは列車の通常走行時の検知信号の波形、符号Ｂが付されているのは列車が制御区間に進入した後途中で停止した際の検知信号の波形、符号Ｃが付されているのは例えばレール短絡器を用いて作業員がレール間を短絡し移動しない際の検知信号の波形、符号Ｄが付されているのはレール短絡器を用いて作業員がレール間を短絡しながら移動した際の検知信号の波形をそれぞれ示している。図２のグラフにおいて、横軸は時間（単位は秒）、縦軸は電流値（単位はｍＡ）である。
【００２５】
また、図２に示されている波形Ａ、Ｂの急峻な立ち上がり（１ｓ）は列車が制御区間に進入したタイミング、波形Ａの急峻な立ち下がりは列車が制御区間から進出したタイミング、波形Ｃの立ち上がりは制御区間内でレール短絡器によってレール間を短絡したタイミング、波形Ｃの立ち下がりはレール短絡器をレール間から外したタイミング、波形Ｄの立ち上がりはレール短絡器が制御区間に進入したタイミング、波形Ｄの立ち下がりはレール短絡器が制御区間から進出したタイミングである。
【００２６】
図２より、列車の進入とそれ以外の原因によりレール短絡が発生した際の検知信号の波形は全く異なるので、波形を解析することで踏切制御子に異常が発生した際の原因を検出できることが分かる。また、列車が走行する際の波形Ａにおいて、短い間隔の三角波が連続しているのは、車両の複数の車軸が、踏切制御子からの信号をレールにのせるためのケーブルを接続するボンド打込み点を順次通過することに伴い発生するものである。そして、１車両当たりの車軸の数や軸間距離は車種にかかわらずほぼ同一である一方、列車の長さは編成によって決まる。
【００２７】
これより、波形Ａの山の数から車軸の数すなわち列車編成さらには列車の長さが分かり、波形Ａの山と山の時間間隔もしくは波形Ａの立ち上がりから立下りまでの所要時間を測定すれば列車速度を知ることができ、さらに列車速度と列車編成が分かれば、踏切に到達するまでの時間および踏切を通過するのに要する時間も算出できることが分かる。本実施形態の列車情報判定装置４０は、上記の知見に基づいて案出されたものである。
【００２８】
図３は本発明に係る列車情報判定装置４０の一実施形態の概略構成を示す。
本実施形態の列車情報判定装置４０は、図３に示すように、予め計測された列車走行時の正常な検知信号波形等の情報を記憶した半導体メモリのような記憶装置４１Ａと、検出対象の踏切制御子が設置されている軌道を走行する列車に関する車軸間距離や編成、車両長さ等の情報が記憶されている記憶装置４１Ｂと、検測アダプタ３０から取得した列車検知信号が入力される信号入力回路４２を備える。
【００２９】
また、列車情報判定装置４０は、記憶装置４１Ａに記憶されている正常波形と信号入力回路４２により取り込まれた列車検知信号の波形とを比較して、波形（山）の形から列車の車軸による短絡を検知したのか列車以外の原因による短絡を検知したのか判定する信号判定部４３と、判定結果を指令室等に設置されている監視装置５０へ無線によって送信する通信回路４４を備える。なお、信号入力回路４２へ入力される列車検知信号がアナログ信号である場合には、信号入力回路４２内にアナログ−デジタル変換回路が設けられていても良い。通信回路４４から監視装置５０へは、判定結果の他、信号波形情報も送信するようにしても良い。
【００３０】
監視装置５０は、列車情報判定装置４０から送信されてきた判定結果または判定結果および信号波形情報を記憶装置に記憶するとともに、受信した信号波形から異常の原因を検査する機能を備える。また、監視装置５０は、列車情報判定装置４０から異常を示す判定結果や制御区間で列車が停止したことを知らせる情報が送られてきた場合に、アラームを出力する機能を有するように構成されていても良い。なお、通信回路４４から監視装置５０へのデータの送信は有線であっても良い。
【００３１】
さらに、列車情報判定装置４０は、信号入力回路４２により取り込まれた列車検知信号の波形を解析し信号波形の変化時間や山と山の間隔等の特徴を抽出する信号解析部４５と、信号波形の変化時間や間隔から車軸間距離、車両編成を検出し記憶装置４１Ｂに記憶されている情報に基づいて列車速度、列車長や制御区間長を演算によって求める演算処理部４６と、検出された列車速度や算出された列車長等の情報を踏切制御装置１０へ送信する送信回路４７を備える。信号判定部４３や信号解析部４５、演算処理部４６は、マイクロプロセッサとプログラムとによって実現することができる。
本実施形態の踏切制御システムにおいては、踏切制御装置１０が、列車情報判定装置４０から送信されて来た列車速度や列車長等の情報に基づいて、踏切警報機の鳴り始めのタイミングや鳴り止めのタイミングを決定し、決定したタイミングに従って踏切警報機および踏切遮断機の動作を制御する機能を有するように構成されている。
【００３２】
上記のように、本実施形態の列車情報判定装置４０によれば、検測アダプタからの列車検知信号波形を予め記憶されている波形と比較することで、踏切制御システムの異常を検出することができる。また、列車検知信号の波形を解析することで、制御区間に進入した列車の速度や列車長を演算により求め、その情報を踏切制御装置１０へ送信して、踏切制御装置１０が、進入した列車の速度や列車長等の情報に基づいて踏切警報機および踏切遮断機の動作を制御するため、踏切遮断機が下りている時間を短縮することができ、踏切を横断する歩行者や車両の利便性を向上させることができる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態の列車情報判定装置４０にあっては、記憶装置４１Ａと４１Ｂを別々の記憶装置として設けているが、１つの記憶装置として構成されていても良い。
また、上記実施形態においては、信号判定部４３の判定結果および信号波形情報を、通信回路４４によって指令室等に設置されている監視装置５０へ無線によって送信すると説明したが、判定結果および信号波形情報を一旦記憶装置４１Ａに記憶し、監視装置５０から要求に応じて送信するように構成しても良い。これにより、列車通過により通信環境が劣化した状態でのデータ送信を回避し、確実にデータを送信することができる。
【００３４】
なお、上記信号判定部４３の判定結果および信号波形情報を半導体メモリに記憶しておいて、メモリを回収して監視装置で読み出したり解析したりしても良い。さらに、信号判定部４３の判定結果を踏切制御装置１０へ送信して、踏切制御に利用するように構成することも可能である。
また、上記実施形態では、検測アダプタ３０からの列車検知信号を取り込むようにしているが、検測アダプタ３０を備えていない踏切制御装置１０に関しては、検測アダプタ３０に設けられている信号取り込み技術を利用して踏切制御装置１０から信号を取り込むように構成することで、検測アダプタ３０を備えていない踏切制御システムに対しても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  踏切制御装置
２０Ａ，２０Ｂ  踏切制御子
３０  検測アダプタ
４０  列車情報判定装置
４１  記憶装置
４２  信号入力回路
４３  信号判定部
４４  通信回路（通信手段）
４５  信号解析部
４６  演算処理部
４７  送信回路（送信手段）
５０  監視装置
【図１】
2019108059.tif 000003
【図２】
2019108059.tif 000004
【図３】
2019108059.tif 000005