(57)【要約】【課題】簡単な構成で乗務員の異常状態を容易に検出し安全性を向上させることができる異常状態検出装置及び異常状態検出プログラムを提供する。【解決手段】状態変化検出装置５は、乗務員Ｍが着席する座席４Ａの前後方向及び左右方向の傾斜を検出する。異常状態検出装置６は、乗務員Ｍを支持する座席４Ａの傾斜角度に基づいて乗務員Ｍの異常状態を検出し、乗務員Ｍが業務を継続不可能であると判断したときには、警告を発生して乗務員Ｍの異常状態を知らせるとともに車両を安全に停止させる。異常状態判定部１４は、状態変化検出装置５の検出結果に基づいて、乗務員Ｍの異常状態を判定する。異常状態判定部１４は、座席４Ａの傾斜角度が基準経過時間以上継続して基準傾斜角度を超えたときには、乗務員Ｍが異常状態であると判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗務員の異常状態を検出する異常状態検出装置であって、
前記乗務員を支持する支持体の状態の変化を検出する状態変化検出装置の検出結果に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する異常状態判定部を備えること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の異常状態検出装置において、
前記異常状態判定部は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が着席する座席の前後方向及び／又は左右方向の傾斜に基づいて、この乗務員の異常状態を判定すること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の異常状態検出装置において、
前記異常状態判定部は、前記座席の傾斜角度が所定角度を越えているか否かを判定すること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の異常状態検出装置において、
前記異常状態判定部は、前記傾斜角度が所定時間以上継続して前記所定角度を越えているときには、前記乗務員が異常状態であると判定すること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の異常状態検出装置において、
前記異常状態判定部は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が着席する座席の座部及び／又は背もたれ部の圧力に基づいて、この乗務員の異常状態を判定すること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の異常状態検出装置において、
前記異常状態判定部は、前記座部及び／又は前記背もたれ部の圧力分布が所定範囲内であるか否かを判定すること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項７】
請求項１に記載の異常状態検出装置において、
前記異常状態判定部は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が踏む床部の圧力に基づいて、この乗務員の異常状態を判定すること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の異常状態検出装置において、
前記異常状態判定部は、前記床部の圧力分布が所定範囲内であるか否かを判定すること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項９】
請求項６又は請求項８に記載の異常状態検出装置において、
前記異常状態判定部は、前記圧力分布が所定時間以上継続して前記所定範囲外であるときには、前記乗務員が異常状態であると判定すること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の異常状態検出装置において、
前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定部が判定したときには、ブレーキ装置にブレーキ動作を指令するブレーキ動作指令部を備えること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の異常状態検出装置において、
前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定部が判定したときには、中央指令装置にこの乗務員の異常状態を送信する異常状態送信部を備えること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の異常状態検出装置において、
前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定部が判定したときには、この乗務員の異常状態を警告する異常状態警告部を備えること、
を特徴とする異常状態検出装置。
【請求項１３】
乗務員の異常状態を検出する異常状態検出プログラムであって、
前記乗務員を支持する支持体の状態の変化を検出する状態変化検出装置の検出結果に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する異常状態判定手順をコンピュータに実行させること、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記異常状態判定手順は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が着席する座席の前後方向及び／又は左右方向の傾斜に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記異常状態判定手順は、前記座席の傾斜角度が所定角度を越えているか否かを判定する手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記異常状態判定手順は、前記傾斜角度が所定時間以上継続して前記所定角度を越えているときには、前記乗務員が異常状態であると判定する手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項１７】
請求項１３に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記異常状態判定手順は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が着席する座席の座部及び／又は背もたれ部の圧力に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記異常状態判定手順は、前記座部及び／又は前記背もたれ部の圧力分布が所定範囲内であるか否かを判定する手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項１９】
請求項１３に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記異常状態判定手順は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が踏む床部の圧力に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記異常状態判定手順は、前記床部の圧力分布が所定範囲内であるか否かを判定する手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項２１】
請求項１８又は請求項２０に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記異常状態判定手順は、前記圧力分布が所定時間以上継続して前記所定範囲外であるときには、前記乗務員が異常状態であると判定する手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項２２】
請求項１３から請求項２１までのいずれか１項に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定手順において判定されたときには、ブレーキ装置にブレーキ動作を指令するブレーキ動作指令手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項２３】
請求項１３から請求項２２までのいずれか１項に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定手順において判定されたときには、中央指令装置にこの乗務員の異常状態を送信する異常状態送信手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【請求項２４】
請求項１３から請求項２３までのいずれか１項に記載の異常状態検出プログラムにおいて、
前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定手順において判定されたときには、この乗務員の異常状態を警告する異常状態警告手順を含むこと、
を特徴とする異常状態検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、乗務員の異常状態を検出する異常状態検出装置及び異常状態検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道、自動車又は航空機などの交通機関の乗務員の身体にセンサを貼り付けたり乗務員をカメラで撮影して撮影画像を画像処理したりして、この乗務員の異常状態を検出していた。しかし、乗務員の身体にセンサを貼り付ける場合には、乗務員の身体に外部から刺激が加えられてしまうため侵襲性の問題点があり、乗務員をカメラで撮影する場合には頭部が動いてしまうと乗務員を正確に検出できない問題点があった。このような問題点を解決するために、車両の乗員検出装置が提案されている。
【０００３】
従来の車両の乗員検出装置は、車両の乗員の頭部の左右の目、鼻、口及び左右の耳などの構成要素を撮影する２つのステレオカメラと、この乗員の頭部を複数の異なるポーズで予め撮影したときにこれらの複数の異なる頭部の画像を記憶するデータベースと、２つのステレオカメラが撮影した撮影画像情報とデータベースが記憶する画像情報とを照合して、乗員が存在するか否かを判断するプロセッサなどを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の車両の乗員検出装置では、２つのステレオカメラが撮影した撮影画像情報とデータベースが記憶する画像情報とが一致するまでステレオマッチングを繰り返して、乗員の頭部の構成要素の位置を検出することによって、乗員が存在するか否かを検出し、乗員の居眠りや運転能力喪失に対して警報を発している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-169958号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の車両の乗員検出装置では、乗員が存在するか否かを検出するために、この乗員の頭部を複数の異なるポーズで予め撮影しておき、複数の異なる頭部の画像をデータベースに記憶する必要がある。このため、従来の車両の乗員検出装置では、乗員毎に多量の頭部の画像を記憶するだけではなく、頭部の構成要素以外の画像も記憶しており、データベースの容量が大規模になり装置のコストが高くなってしまう問題点がある。また、従来の車両の乗員検出装置では、２つのステレオカメラが撮影した撮影画像情報とデータベースが記憶する画像情報とが一致するまでステレオマッチングを繰り返す必要があり、乗員の頭部の構成要素の位置を簡単に検出することができず、装置が複雑になってしまう問題点がある。
【０００６】
この発明の課題は、簡単な構成で乗務員の異常状態を容易に検出し安全性を向上させることができる異常状態検出装置及び異常状態検出プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１、図７及び図１２に示すように、乗務員（Ｍ）の異常状態を検出する異常状態検出装置であって、前記乗務員を支持する支持体（４Ａ；４Ｂ）の状態の変化を検出する状態変化検出装置（５）の検出結果に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する異常状態判定部（１４；２７）を備えることを特徴とする異常状態検出装置（６）である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の異常状態検出装置において、図１及び図２に示すように、前記異常状態判定部（１４）は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が着席する座席（４Ａ）の前後方向及び／又は左右方向の傾斜に基づいて、この乗務員の異常状態を判定することを特徴とする異常状態検出装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載の異常状態検出装置において、図５に示すように、前記異常状態判定部は、前記座席の傾斜角度（±θFR，±θRL）が所定角度（±θth）を越えているか否かを判定することを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載の異常状態検出装置において、前記異常状態判定部は、前記傾斜角度が所定時間（ΔＴth）以上継続して前記所定角度を越えているときには、前記乗務員が異常状態であると判定することを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１に記載の異常状態検出装置において、図７及び図８に示すように、前記異常状態判定部（２７）は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が着席する座席（４Ａ）の座部（４ａ）及び／又は背もたれ部（４）の圧力に基づいて、この乗務員の異常状態を判定することを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載の異常状態検出装置において、図１０に示すように、前記異常状態判定部は、前記座部及び／又は前記背もたれ部の圧力分布（ＰS，ＰB）が所定範囲（Ｐth）内であるか否かを判定することを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１に記載の異常状態検出装置において、図１２及び図１３に示すように、前記異常状態判定部は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が踏む床部（４Ｂ）の圧力に基づいて、この乗務員の異常状態を判定することを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の異常状態検出装置において、図１５に示すように、前記異常状態判定部は、前記床部の圧力分布（ＰF）が所定範囲（Ｐth）内であるか否かを判定することを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項６又は請求項８に記載の異常状態検出装置において、図１０及び図１５に示すように、前記異常状態判定部は、前記圧力分布が所定時間（ΔＴth）以上継続して前記所定範囲外であるときには、前記乗務員が異常状態であると判定することを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の異常状態検出装置において、図１、図７及び図１２に示すように、前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定部が判定したときには、ブレーキ装置にブレーキ動作を指令するブレーキ動作指令部（１５）を備えることを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の異常状態検出装置において、図１、図７及び図１２に示すように、前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定部が判定したときには、中央指令装置（２０）にこの乗務員の異常状態を送信する異常状態送信部（１６）を備えることを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の異常状態検出装置において、図１、図７及び図１２に示すように、前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定部が判定したときには、この乗務員の異常状態を警告する異常状態警告部（１７）を備えることを特徴とする異常状態検出装置である。
【００１９】
請求項１３の発明は、図１、図６、図７、図１１、図１２及び図１６に示すように、乗務員（Ｍ）の異常状態を検出する異常状態検出プログラムであって、前記乗務員を支持する支持体（６Ａ；６Ｂ）の状態の変化を検出する状態変化検出装置（５）の検出結果に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する異常状態判定手順（Ｓ１４０〜Ｓ１６０；Ｓ３４０〜Ｓ３６０；Ｓ５４０〜Ｓ５６０）をコンピュータに実行させることを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載の異常状態検出プログラムにおいて、図１、図２及び図６に示すように、前記異常状態判定手順は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が着席する座席（４Ａ）の前後方向及び／又は左右方向の傾斜に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する手順（Ｓ１４０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２１】
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の異常状態検出プログラムにおいて、図５及び図６に示すように、前記異常状態判定手順は、前記座席の傾斜角度（±θFR，±θRL）が所定角度（±θth）を越えているか否かを判定する手順（Ｓ１４０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２２】
請求項１６の発明は、請求項１５に記載の異常状態検出プログラムにおいて、前記異常状態判定手順は、前記傾斜角度が所定時間（ΔＴth）以上継続して前記所定角度を越えているときには、前記乗務員が異常状態であると判定する手順（Ｓ１６０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２３】
請求項１７の発明は、請求項１３に記載の異常状態検出プログラムにおいて、図７、図８及び図１１に示すように、前記異常状態判定手順は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が着席する座席（４Ａ）の座部（４ａ）及び／又は背もたれ部（４ｂ）の圧力に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する手順（Ｓ３４０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２４】
請求項１８の発明は、請求項１７に記載の異常状態検出プログラムにおいて、前記異常状態判定手順は、前記座部及び／又は前記背もたれ部の圧力分布（ＰS，ＰB）が所定範囲（Ｐth）内であるか否かを判定する手順（Ｓ３４０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２５】
請求項１９の発明は、請求項１３に記載の異常状態検出プログラムにおいて、図１２、図１３及び図１６に示すように、前記異常状態判定手順は、前記状態変化検出装置が検出する前記乗務員が踏む床部（６Ｂ）の圧力に基づいて、この乗務員の異常状態を判定する手順（Ｓ５４０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２６】
請求項２０の発明は、請求項１９に記載の異常状態検出プログラムにおいて、前記異常状態判定手順は、前記床部の圧力分布（ＰF）が所定範囲（Ｐth）内であるか否かを判定する手順（Ｓ５４０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２７】
請求項２１の発明は、請求項１８又は請求項２０に記載の異常状態検出プログラムにおいて、図１０、図１１、図１５及び図１６に示すように、前記異常状態判定手順は、前記圧力分布が所定時間（ΔＴth）以上継続して前記所定範囲外であるときには、前記乗務員が異常状態であると判定する手順（Ｓ３６０；５６０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２８】
請求項２２の発明は、請求項１３から請求項２１までのいずれか１項に記載の異常状態検出プログラムにおいて、図６、図１１及び図１６に示すように、前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定手順において判定されたときには、ブレーキ装置にブレーキ動作を指令するブレーキ動作指令手順（Ｓ１７０；Ｓ３７０；Ｓ５７０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００２９】
請求項２３の発明は、請求項１３から請求項２２までのいずれか１項に記載の異常状態検出プログラムにおいて、図６、図１１及び図１６に示すように、前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定手順において判定されたときには、中央指令装置にこの乗務員の異常状態を送信する異常状態送信手順（Ｓ１８０；Ｓ３８０；Ｓ５８０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【００３０】
請求項２４の発明は、請求項１３から請求項２３までのいずれか１項に記載の異常状態検出プログラムにおいて、図６、図１１及び図１６に示すように、
前記乗務員が異常状態であると前記異常状態判定手順において判定されたときには、この乗務員の異常状態を警告する異常状態警告手順（Ｓ１９０；Ｓ３９０；Ｓ５９０）を含むことを特徴とする異常状態検出プログラムである。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によると、簡単な構成で乗務員の異常状態を容易に検出し安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の第１実施形態に係る異常状態検出装置の構成図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る異常状態検出装置によって異常状態が検出される乗務員が着席する座席を模式的に示す斜視図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る異常状態検出装置によって異常状態が検出される乗務員が着席する座席の連結部材の構造を模式的に示す断面図であり、（Ａ）は座席が傾斜する前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は座席が傾斜した状態を示す断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る異常状態検出装置によって異常状態が検出される乗務員が着席する座席の状態を示す模式図であり、（Ａ）は乗務員の姿勢が正常の状態であるときの模式図であり、（Ｂ）は乗務員の姿勢が前側に傾いた状態であるときの模式図であり、（Ｃ）は乗務員の姿勢が後側に傾いた状態であるときの模式図であり、（Ｄ）は乗務員の姿勢が右側に傾いた状態であるときの模式図であり、（Ｅ）は乗務員の姿勢が左側に傾いた状態であるときの模式図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る異常状態検出装置の異常状態判定部の判定動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】この発明の第１実施形態に係る異常状態検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の第２実施形態に係る異常状態検出装置の構成図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る異常状態検出装置によって異常状態が検出される乗務員が着席する座席を模式的に示す斜視図である。
【図９】この発明の第２実施形態に係る異常状態検出装置によって異常状態が検出される乗務員が着席する座席の圧力分布を示す模式図であり、（Ａ）は乗務員の姿勢が正常の状態であるときの模式図であり、（Ｂ）は乗務員の姿勢が前側に傾いた状態であるときの模式図であり、（Ｃ）は乗務員の姿勢が後側に傾いた状態であるときの模式図であり、（Ｄ）は乗務員の姿勢が右側に傾いた状態であるときの模式図であり、（Ｅ）は乗務員の姿勢が左側に傾いた状態であるときの模式図である。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る異常状態検出装置の異常状態判定部の判定動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】この発明の第２実施形態に係る異常状態検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明の第３実施形態に係る異常状態検出装置の構成図である。
【図１３】この発明の第３実施形態に係る異常状態検出装置によって異常状態が検出される乗務員が立つ床部を模式的に示す斜視図である。
【図１４】この発明の第３実施形態に係る異常状態検出装置によって異常状態が検出される乗務員が立つ床部の圧力分布を示す模式図であり、（Ａ）は乗務員の姿勢が通常の状態であるときの模式図であり、（Ｂ）は乗務員の姿勢が倒れた状態であるときの模式図である。
【図１５】この発明の第３実施形態に係る異常状態検出装置の異常状態判定部の判定動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１６】この発明の第３実施形態に係る異常状態検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１に示す乗務員Ｍは、異常状態検出装置６によって異常状態が検出される検出対象者である。乗務員Ｍは、例えば、動力発生装置を有する機関車、電動車又は内燃動車などの鉄道車両を操縦するために、この鉄道車両に常務する動力車乗務員（運転士）である。
【００３４】
運転操作装置１は、乗務員Ｍが車両を運転操作するための装置である。運転操作装置１は、乗務員Ｍが車両を制御するときに操作する主幹制御器（マスターコントローラ）であり、車両の運転室内の運転台に設置されている。運転操作装置１は、乗務員Ｍの手動操作によって前後方向にスライドするマスコンハンドル部１ａを備えており、ワンハンドルマスコンの場合には速度制御又は加速度制御するときには後方にスライド操作され、ブレーキ制御するときには前方にスライド操作される。
【００３５】
ブレーキ装置２は、車両を制動させる装置である。ブレーキ装置２は、例えば、駆動力発生装置が発生する駆動力をてこの原理によって制輪子に伝達して車両の車輪の踏面又はブレーキディスクに制輪子を押し付け、踏面又はブレーキディスクと制輪子との間に発生する摩擦力によって車輪の回転を抑える基礎ブレーキ装置である。ブレーキ装置２は、制御装置３からの指令に基づいて動作する。
【００３６】
制御装置３は、車両の種々の動作を制御する装置である。制御装置３は、例えば、運転操作装置１のマスコンハンドル部１ａを乗務員Ｍが操作してブレーキ動作させたときには、車輪の踏面又はブレーキディスクに制輪子が押し付けられるようにブレーキ装置２に制動動作を指令する。一方、制御装置３は、例えば、運転操作装置１のマスコンハンドル部１ａを乗務員Ｍが操作してブレーキ解除動作させたときには、車輪の踏面又はブレーキディスクから制輪子が離れるようにブレーキ装置２に緩解動作を指令する。制御装置３には、運転操作装置１及びブレーキ装置２が相互に通信可能なように接続されている。
【００３７】
図１及び図２に示す座席４Ａは、乗務員Ｍが着席するための設備である。座席４Ａは、乗務員Ｍが腰を掛ける腰掛として機能し、車両の運転室内の床部４Ｂ上に設置されている。座席４Ａは、図１及び図２に示す座部４ａと、背もたれ部４ｂと、図２及び図３に示す支持部材４ｃ〜４ｆと、図３に示す連結部材４ｇと、図２及び図３に示す復心部材４ｈなどを備えている。図１及び図２に示す座部４ａは、乗務員Ｍが着席する座ぶとんであり、背もたれ部４ｂは乗務員Ｍの背中をもたせかける背ずりふとんである。座部４ａ及び背もたれ部４ｂは、例えば、ポリウレタンフォームなどを発泡させて形成した難燃性の詰物と、この詰物の表面に多層積層によって一体成形された純毛又はナイロンなどの難燃性の表生地と、この詰物の裏面に多層積層によって一体成形された金属板（裏当金）などを備えている。支持部材４ｃは、座部４ａを支持する部材であり、支持部材４ｄは背もたれ部４ｂを支持する部材である。支持部材４ｃ，４ｄは、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）成形又は金属板プレス成形によってフレーム状に形成されている。支持部材４ｅ，４ｆは、支持部材４ｃを支持する部材である。支持部材４ｅ，４ｆは、金属製のフレーム状の部材であり支柱として機能する。支持部材４ｅ，４ｆは、図２及び図３に示すように、この支持部材４ｅ，４ｆの中心軸を回転中心として、支持部材４ｃと一体となって回転可能なように運転室内の床部４Ｂ上に固定されている。
【００３８】
図３に示す連結部材４ｇは、支持部材４ｅと支持部材４ｆを連結する部材である。連結部材４ｇは、支持部材４ｆに対して支持部材４ｅを任意の角度で接合する自在継手である。連結部材４ｇは、図３に示すように、支持部材４ｆ側の球面状の凸部４ｉと、この凸部４ｉと嵌合する支持部材４ｅ側の球面状の凹部４ｊとを有するボールジョイントである。連結部材４ｇは、図３（Ｂ）に示すように、支持部材４ｆの中心線に対して支持部材４ｅの中心線が任意の角度で傾斜するように、支持部材４ｅと支持部材４ｆとを連結することによって、図２に示すように前後方向及び左右方向への座席４Ａの傾斜を許容している。
【００３９】
図２及び図３に示す復心部材４ｈは、支持部材４ｅ側の中心線と支持部材４ｆ側の中心線とが一致するように、支持部材４ｅに復元力を作用させる部材である。復心部材４ｈは、支持部材４ｅと支持部材４ｆとを連結する板ばね４ｋなどを備えている。復心部材４ｈは、支持部材４ｅ，４ｆの周方向に間隔をあけて、支持部材４ｅ，４ｆの外側に板ばね４ｋを配置している。復心部材４ｈは、板ばね４ｋの一方の端部を支持部材４ｅの外周面に固定し、板ばね４ｋの他方の端部を支持部材４ｆの外周面に固定している。復心部材４ｈは、図３（Ａ）に示すように、支持部材４ｅ側の中心線と支持部材４ｆ側の中心線とが一致し座席４Ａが傾斜していない状態では、支持部材４ｅ，４ｆの外側に板ばね４ｋの中央部が僅かに突出するように、この板ばね４ｋを予め撓ませた状態で支持部材４ｅ，４ｆに固定されている。復心部材４ｈは、図３（Ｂ）に示すように、支持部材４ｅ側の中心線と支持部材４ｆ側の中心線とが一致せず座席４Ａが傾斜している状態では、支持部材４ｅが傾斜する方向の板ばね４ｋが外側に撓み、支持部材４ｅが傾斜する方向とは反対側の板ばね４ｋが内側に撓む。このため、復心部材４ｈは、座席４Ａが前後方向及び左右方向に傾斜したときには、支持部材４ｅ側の中心線と支持部材４ｆ側の中心線とが一致するように、板ばね４ｋが弾性変形することによって発生する復元力を支持部材４ｅに作用させる。
【００４０】
図１〜図３に示す床部４Ｂは、乗客及び荷物の重量を支える鉄道車両の基本構造部（床構造）である。床部４Ｂは、鉄道車両の車体の前後の荷重及びねじりに対する強度を負担するとともに、車両内の遮音及び断熱などの機能を備えている。床部４Ｂは、多層に構成されており表面がエポキシ樹脂などの上塗り材を塗布して形成されている。
【００４１】
図１に示す状態変化検出装置５は、乗務員Ｍを支持する支持体の状態の変化を検出する装置である。状態変化検出装置５は、乗務員Ｍを支持する支持体の状態の変化を検出することによってこの乗務員Ｍの姿勢を検出して、この乗務員Ｍの姿勢に応じた状態変化検出信号（状態変化検出情報）を異常状態検出装置６の情報入力部７に出力する。状態変化検出装置５は、図２に示すように、乗務員Ｍが着席する座席４Ａの前後方向及び左右方向の傾斜を検出する。状態変化検出装置５は、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLを検出する加速度センサ又はひずみゲージのような傾斜角度検出部５ａを備えており、この傾斜角度検出部５ａが座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLに応じた電気信号を出力する。状態変化検出装置５は、傾斜角度検出部５ａが加速度センサの場合には支持部材４ｅの外周面に着脱自在に装着されており、傾斜角度検出部５ａがひずみゲージの場合には板ばね４ｋに着脱自在に装着されている。
【００４２】
図１に示す異常状態検出装置６は、乗務員Ｍの異常状態を検出する装置である。異常状態検出装置６は、乗務員Ｍを支持する座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLに基づいて乗務員Ｍの異常状態を検出する。異常状態検出装置６は、乗務員Ｍが業務を継続不可能であると判断したときには、警告を発生して乗務員Ｍの異常状態を知らせるとともに車両を安全に停止させる。異常状態検出装置６は、図１に示すように、情報入力部７と、傾斜角度演算部８と、基準傾斜角度設定部９と、基準傾斜角度情報記憶部１０と、経過時間計測部１１と、基準経過時間設定部１２と、基準経過時間情報記憶部１３と、異常状態判定部１４と、ブレーキ動作指令部１５と、異常状態送信部１６と、異常状態警告部１７と、プログラム記憶部１８と、制御部１９などを備えている。異常状態検出装置６は、例えば、パーソナルコンピュータなどによって構成されており、異常状態検出プログラムに従って所定の処理を実行する。
【００４３】
情報入力部７は、種々の情報を入力させる手段である。情報入力部７は、状態変化検出装置５が出力する状態変化検出情報が入力し、この状態変化検出情報を制御部１９に出力する。情報入力部７は、状態変化検出装置５と制御部１９とを接続してこれらの間で種々の情報を入出力させるインタフェース(I/O)回路である。情報入力部７は、状態変化検出装置５からの出力信号（電気信号）を増幅する増幅回路と、この増幅回路が出力する電気信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換するA/D変換回路などを備えている。
【００４４】
傾斜角度演算部８は、状態変化検出装置５の検出結果に基づいて、座席４Ａの前後方向及び左右方向の傾斜角度±θFR，±θRLを演算する手段である。傾斜角度演算部８は、情報入力部７が出力する状態変化検出情報に基づいて、座席４Ａの前後方向及び左右方向の傾斜角度±θFR，±θRLを演算する。ここで、図２及び図４（Ｂ）に示す傾斜角度＋θFRは、乗務員Ｍ側から見て座席４Ａが前側に傾いたときの角度である。図２及び図４（Ｃ）に示す傾斜角度−θFRは、乗務員Ｍ側から見て座席４Ａが後側に傾いたときの角度である。図２及び図４（Ｄ）に示す傾斜角度＋θRLは、乗務員Ｍ側から見て座席４Ａが右側に傾いたときの角度である。図２及び図４（Ｄ）に示す傾斜角度−θRLは、乗務員Ｍ側から見て座席４Ａが左側に傾いたときの角度である。傾斜角度演算部８は、例えば、図４（Ａ）に示すように、乗務員Ｍが通常の姿勢であるときには、座席４Ａが床部４Ｂの床面に対して略平行であり、傾斜角度±θFR，±θRLがゼロであると演算する。傾斜角度演算部８は、例えば、図４（Ｂ）に示すように、乗務員Ｍが突っ伏して前側に傾いた姿勢になって座席４Ａが前側に向かって下方に傾斜したときの傾斜角度＋θFRを演算する。傾斜角度演算部８は、例えば、図４（Ｃ）に示すように、乗務員Ｍが仰け反り後側に傾いた姿勢になって座席４Ａが後側に向かって下方に傾斜したときの傾斜角度−θFRを演算する。傾斜角度演算部８は、例えば、図４（Ｄ）に示すように、乗務員Ｍが右側に倒れ込み右側に傾いた姿勢になって座席４Ａが右側に向かって下方に傾斜したときの傾斜角度＋θRLを演算する。傾斜角度演算部８は、例えば、図４（Ｅ）に示すように、乗務員Ｍが左側に倒れ込み左側に傾いた姿勢になって座席４Ａが左側に向かって下方に傾斜したときの傾斜角度−θRLを演算する。傾斜角度演算部８は、座席４Ａの前後方向及び左右方向の傾斜角度±θFR，±θRLの演算結果を傾斜角度信号（傾斜角度情報）として制御部１９に出力する。
【００４５】
図１に示す基準傾斜角度設定部９は、乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの基準傾斜角度±θthを設定する手段である。基準傾斜角度設定部９は、例えば、図４（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、乗務員Ｍが異常状態になったときの座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLを、この乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの判定基準となる基準傾斜角度（しきい値）±θthとして設定する。基準傾斜角度設定部９は、例えば、異常状態検出装置６の管理者が任意の基準傾斜角度±θthを設定するときに、この基準傾斜角度±θthを管理者が入力するための入力装置などである。基準傾斜角度設定部９は、管理者によって設定される基準傾斜角度±θthを基準傾斜角度信号（基準傾斜角度情報）として制御部１９に出力する。
【００４６】
図１に示す基準傾斜角度情報記憶部１０は、基準傾斜角度設定部９によって設定される基準傾斜角度±θthを基準傾斜角度情報として記憶する手段である。基準傾斜角度情報記憶部１０は、例えば、図２及び図４に示す前側の傾斜角度＋θFR、後側の傾斜角度−θFR、右側の傾斜角度＋θRL及び左側の傾斜角度−θRLにそれぞれ対応する基準傾斜角度情報を記憶するメモリなどである。
【００４７】
図１に示す経過時間計測部１１は、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度θthを超えてからの経過時間ΔＴを計測する手段である。経過時間計測部１１は、例えば、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度θthを超えていると異常状態判定部１４が判定してからの経過時間ΔＴを計測するタイマなどである。経過時間計測部１１は、経過時間ΔＴの計測結果を経過時間信号(経過時間情報)として制御部１９に出力する。
【００４８】
基準経過時間設定部１２は、乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの基準経過時間ΔＴthを設定する手段である。基準経過時間設定部１２は、乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの判定基準となる基準経過時間（しきい値）ΔＴthとして設定する。基準経過時間設定部１２は、基準経過時間ΔＴthを短時間に設定すると乗務員Ｍが一時的に姿勢を変更しただけで異常状態であると誤って判定されてしまう問題点があり、基準経過時間ΔＴthを長時間に設定すると乗務員Ｍが異常状態になっても車両を迅速に停止させることができない問題点がある。このため、基準経過時間設定部１２は、基準経過時間ΔＴthを十数秒間程度に設定することが好ましい。基準経過時間設定部１２は、例えば、異常状態検出装置６の管理者が任意の基準経過時間ΔＴthを設定するときに、この基準経過時間ΔＴthを管理者が入力するための入力装置などである。基準経過時間設定部１２は、管理者によって設定される基準経過時間ΔＴthを基準経過時間信号（基準経過時間情報）として制御部１９に出力する。
【００４９】
基準経過時間情報記憶部１３は、基準経過時間設定部１２によって設定される基準経過時間ΔＴthを基準経過時間情報として記憶する手段である。基準経過時間情報記憶部１３は、例えば、図２及び図４に示す前側の傾斜角度＋θFR、後側の傾斜角度−θFR、右側の傾斜角度＋θRL及び左側の傾斜角度−θRLにそれぞれ対応する基準傾斜角度情報を記憶するメモリなどである。
【００５０】
図１に示す異常状態判定部１４は、状態変化検出装置５の検出結果に基づいて、乗務員Ｍの異常状態を判定する手段である。異常状態判定部１４は、状態変化検出装置５が検出する座席４Ａの前後方向及び左右方向の傾斜に基づいて、乗務員Ｍの異常状態を判定する。異常状態判定部１４は、図２及び図４に示す座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを超えているか否かを判定する。以下では、図５に示すように、乗務員Ｍ側から見て右斜め前方にこの乗務員Ｍが倒れ込んだ場合を例に挙げて説明する。ここで、図５に示す縦軸は座部４ａ及び背もたれ部４ｂの傾斜角度±θFR，±θRLであり、横軸は時間である。異常状態判定部１４は、例えば、図５に示すように時間Ｔ13，Ｔ15，Ｔ17において座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを超えたときには、傾斜角度超過信号（傾斜角度超過情報）を制御部１９に出力する。
【００５１】
図１に示す異常状態判定部１４は、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準経過時間ΔＴth以上継続して基準傾斜角度±θthを超えたときには、乗務員Ｍが異常状態であると判定する。異常状態判定部１４は、例えば、図５に示す時間Ｔ17以降のように座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを超えている経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴth以上であるときには、乗務員Ｍが座席４Ａに着席後に倒れ込み業務を継続不可能な状態であり、乗務員Ｍが異常状態であると判定する。一方、異常状態判定部１４は、例えば、図５に示す時間Ｔ13〜Ｔ14，Ｔ15〜Ｔ16において座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを超えている時間が基準経過時間ΔＴth未満であるときには、乗務員Ｍが座席４Ａに着席後に座席４Ａ上で座り直し一時的に姿勢を変更しているような状態であり、乗務員Ｍが異常状態ではないと判定する。異常状態判定部１４は、乗務員Ｍが異常状態であると判定したときには、異常状態判定信号（異常状態判定情報）を制御部１９に出力する。
【００５２】
図１に示すブレーキ動作指令部１５は、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、ブレーキ装置２にブレーキ動作を指令する手段である。ブレーキ動作指令部１５は、例えば、図５に示すように、乗務員Ｍが異常状態になる時間Ｔ17から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ18において、車両が安全に停止するようにブレーキ装置２にブレーキ動作を指令する。ブレーキ動作指令部１５は、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、ブレーキ動作指令信号を制御装置３に出力する。
【００５３】
図１に示す異常状態送信部１６は、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、乗務員Ｍの異常状態を中央指令装置２０に送信する手段である。異常状態送信部１６は、例えば、図５に示すように、乗務員Ｍが異常状態になる時間Ｔ17から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ18において、乗務員Ｍが異常状態であることを中央指令装置２０に送信する。異常状態送信部１６は、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、異常状態判定信号を中央指令装置２０に無線で送信する。
【００５４】
図１に示す異常状態警告部１７は、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、乗務員Ｍの異常状態を警告する手段である。異常状態警告部１７は、例えば、図５に示すように、乗務員Ｍが異常状態になる時間Ｔ17から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ18において、乗務員Ｍが異常状態であることを警告する。異常状態警告部１７は、例えば、乗務員Ｍが運転士であるときには、列車防護及びブレーキ操作などを行う列車乗務員（車掌）が乗務する鉄道車両の車掌室内に設置されている。異常状態警告部１７は、例えば、乗務員Ｍの異常状態を表示画面上に文字、図形、記号又はこれらの組み合わせによって表示する表示装置又は音声で告知する音声発生装置などである。
【００５５】
図１に示すプログラム記憶部１８は、乗務員Ｍの異常状態を検出する異常状態検出プログラムを記憶する手段である。プログラム記憶部１８は、情報記録媒体から読み取った情報提供プログラム又は電気通信回線を通じて取り込まれた情報提供プログラムなどを記憶するメモリなどである。
【００５６】
制御部１９は、異常状態検出装置６に関する種々の動作を制御する手段(中央処理部(CPU))である。制御部１９は、例えば、情報入力部７が出力する状態検出情報を傾斜角度演算部８に出力したり、傾斜角度演算部８に傾斜角度±θFR，±θRLの演算を指令したり、傾斜角度演算部８が出力する傾斜角度情報を異常状態判定部１４に出力したり、基準傾斜角度設定部９が出力する基準傾斜角度情報を基準傾斜角度情報記憶部１０に出力したり、基準傾斜角度情報の記憶を基準傾斜角度情報記憶部１０に指令したり、基準傾斜角度情報記憶部１０から基準傾斜角度情報を読み出して異常状態判定部１４に出力したり、経過時間計測部１１に経過時間ΔＴの計測を指令したり、経過時間計測部１１が出力する経過時間情報を異常状態判定部１４に出力したり、基準経過時間設定部１２が出力する基準経過時間情報を基準経過時間情報記憶部１３に出力したり、基準経過時間情報の記憶を基準経過時間情報記憶部１３に指令したり、基準経過時間情報記憶部１３から基準経過時間情報を読み出して異常状態判定部１４に出力したり、傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを超えているか否かの判定を異常状態判定部１４に指令したり、異常状態判定部１４が出力する傾斜角度超過情報を経過時間計測部１１に出力したり、異常状態判定部１４に乗務員Ｍが異常状態であるか否かの判定を指令したり、異常状態判定部１４が出力する異常状態判定情報をブレーキ動作指令部１５、異常状態送信部１６及び異常状態警告部１７に出力したり、ブレーキ動作指令信号の送信をブレーキ動作指令部１５に指令したり、異常状態判定信号の送信を異常状態送信部１６に指令したり、乗務員Ｍの異常状態の警告を異常状態警告部１７に指令したりする。制御部１９は、図１に示すように、情報入力部７、傾斜角度演算部８、基準傾斜角度設定部９、基準傾斜角度情報記憶部１０、経過時間計測部１１、基準経過時間設定部１２、基準経過時間情報記憶部１３、異常状態判定部１４、ブレーキ動作指令部１５、異常状態送信部１６、異常状態警告部１７及びプログラム記憶部１８などが相互に通信可能に接続されている。
【００５７】
図１に示す中央指令装置２０は、車両の運行状況を管理する装置である。中央指令装置２０は、車両の運行を円滑に進めるための運転指令及び業務指令を行う。中央指令装置２０は、例えば、各路線を走行する車両の運転状況を常時把握してダイヤの乱れを正常に戻すために、この各路線の駅又はこの路線を走行する車両に運転整理判断又は伝達業務を指令する。中央指令装置２０は、中央制御所などに設置されており、交通機関の運行状況に関する運行管理情報を車両に送信する。中央指令装置２０は、異常状態警告部２０ａなどを備えている。
【００５８】
異常状態警告部２０ａは、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、乗務員Ｍの異常状態を警告する手段である。異常状態警告部２０ａは、例えば、図５に示す時間Ｔ17において乗務員Ｍが異常状態になってから基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ18において、乗務員Ｍが異常状態であることを警告する。異常状態警告部２０ａは、例えば、列車の運転に関する統制権限が与えられている運転指令員が乗務する中央制御所内に設置されている。異常状態警告部２０ａは、異常状態検出装置６の異常状態警告部１７と同一構造であり、乗務員Ｍの異常状態を表示画面上に表示する表示装置又は音声で告知する音声発生装置などである。
【００５９】
次に、この発明の第１実施形態に係る異常状態検出装置の動作について説明する。
以下では、図１に示す制御部１９の動作を中心として説明する。
図６に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、図１に示すプログラム記憶部１８から異常状態検出プログラムを制御部１９が読み込む。車両が運行を開始して異常状態検出装置６に電源装置から電力が供給されて異常状態検出装置６が起動すると、プログラム記憶部１８から異常状態検出プログラムを制御部１９が読み出して、一連の異常状態検出処理を制御部１９が実行する。
【００６０】
Ｓ１１０において、状態変化検出情報が情報入力部７から入力したか否かを制御部１９が判断する。例えば、図５に示す時間Ｔ12において図２に示す状態変化検出装置５が座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLの検出を開始すると、異常状態検出装置６の情報入力部７に状態変化検出情報を状態変化検出装置５が出力する。状態変化検出情報が情報入力部７から入力したと制御部１９が判断したときにはＳ１２０に進み、状態変化検出情報が情報入力部７から入力していないと制御部１９が判断したときにはＳ２００に進む。
【００６１】
Ｓ１２０において、基準傾斜角度情報記憶部１０から基準傾斜角度情報を制御部１９が読み込む。基準傾斜角度情報記憶部１０から基準傾斜角度情報を制御部１９が読み出して、この基準傾斜角度情報を異常状態判定部１４に制御部１９が出力する。
【００６２】
Ｓ１３０において、基準経過時間情報記憶部１３から基準経過時間情報を制御部１９が読み込む。基準傾斜角度情報記憶部１０から基準経過時間情報を制御部１９が読み出して、この基準経過時間情報を異常状態判定部１４に制御部１９が出力する。
【００６３】
Ｓ１４０において、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを超えているか否かの判定を異常状態判定部１４に制御部１９が指令する。情報入力部７が状態変化検出情報を制御部１９に出力すると、この状態変化検出情報を制御部１９が異常状態判定部１４に出力して、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLと基準傾斜角度±θthとを異常状態判定部１４が比較する。例えば、図５に示す時間Ｔ12〜Ｔ13，Ｔ16〜Ｔ17では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍが通常の状態である。このような場合には、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θth以下であると異常状態判定部１４が判定する。一方、例えば、図５に示す時間Ｔ13〜Ｔ14，Ｔ15〜Ｔ16では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍが着席姿勢を一時的に変更している。また、時間Ｔ17以降では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍに何らかの異常が発生している。このような場合には、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを超えていると異常状態判定部１４が判定する。傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを超えているときには、傾斜角度超過情報を異常状態判定部１４が制御部１９に出力する。
【００６４】
Ｓ１５０において、経過時間ΔＴの計測を経過時間計測部１１に制御部１９が指令する。異常状態判定部１４から傾斜角度超過情報が制御部１９に入力すると、経過時間ΔＴの計測を経過時間計測部１１に制御部１９が指令する。その結果、図５に示す時間Ｔ13，Ｔ15，Ｔ17において経過時間計測部１１が経過時間ΔＴの計測を開始する。
【００６５】
Ｓ１６０において、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴthを超えているか否かの判定を異常状態判定部１４に制御部１９が指令する。基準経過時間情報を基準経過時間情報記憶部１３から制御部１９が読み出して、基準経過時間情報を制御部１９が異常状態判定部１４に出力する。例えば、図５に示す時間Ｔ13〜Ｔ16では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍが着席姿勢を一時的に変更しているため、時間Ｔ13，Ｔ15から基準経過時間ΔＴthを超える前の時間Ｔ14，Ｔ16において、座席４Ａに着席している乗務員Ｍの姿勢が通常の状態に復帰している。このような場合には、経過時間ΔＴと基準経過時間ΔＴthとを異常状態判定部１４が比較して、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴth以下であると異常状態判定部１４が判定する。一方、図５に示す時間Ｔ17以降では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍに何らかの異常が発生しており、時間Ｔ17から基準経過時間ΔＴthを超えた時間Ｔ18においても、乗務員Ｍの姿勢が通常の状態に復帰せず異常な状態が継続している。このような場合には、経過時間ΔＴと基準経過時間ΔＴthとを異常状態判定部１４が比較して、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴthを超えていると異常状態判定部１４が判定する。経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴthを超えているときには、異常状態判定情報を異常状態判定部１４が制御部１９に出力する。
【００６６】
Ｓ１７０において、ブレーキ動作指令部１５にブレーキ動作を制御部１９が指令する。異常状態判定情報が異常状態判定部１４から制御部１９に入力すると、ブレーキ動作指令部１５にブレーキ動作を制御部１９が指令する。例えば、図５に示す時間Ｔ18においてブレーキ動作指令部１５がブレーキ動作指令信号を制御装置３に出力し、制御装置３がブレーキ装置２をブレーキ動作させて、ブレーキ装置２が車両を安全に停止させる。
【００６７】
Ｓ１８０において、異常状態送信部１６に異常状態判定情報の送信を制御部１９が指令する。異常状態判定情報が異常状態判定部１４から制御部１９に入力すると、異常状態送信部１６に異常状態判定情報の送信を制御部１９が指令する。その結果、例えば、図５に示す時間Ｔ18において異常状態送信部１６が異常状態判定信号を中央指令装置２０に送信し、中央指令装置２０の異常状態警告部１７が中央制御所内の運転指令員などに乗務員Ｍが異常状態であることを告知する。
【００６８】
Ｓ１９０において、異常状態警告部１７に乗務員Ｍの異常状態の警告を制御部１９が指令する。異常状態判定情報が異常状態判定部１４から制御部１９に入力すると、異常状態警告部１７に乗務員Ｍの異常状態の警告を制御部１９が指令する。その結果、例えば、図５に示す時間Ｔ18において異常状態警告部１７が車両内の列車乗務員に乗務員Ｍが異常状態であることを告知する。
【００６９】
Ｓ２００において、乗務員Ｍの異常状態の検出を終了するか否かを制御部１９が判断する。車両が運行を終了したと制御部１９が判断したときには、一連の異常状態検出処理を制御部１９が終了する。一方、車両が運行を継続していると制御部１９が判断したときにはＳ１４０に戻り、Ｓ１４０以降の異常状態検出処理を制御部１９が繰り返す。
【００７０】
この発明の第１実施形態に係る異常状態検出装置及び異常状態検出プログラムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、乗務員Ｍを支持する支持体の状態の変化を検出する状態変化検出装置５の検出結果に基づいて、この乗務員Ｍの異常状態を異常状態判定部１４が判定する。このため、乗務員Ｍが失神などによって業務を正常に継続不可能になったときに、乗務員Ｍを支持する支持体の状態の変化を検出することによって、乗務員Ｍの異常状態を簡単に検出し、車両を安全に停止させることができる。
【００７１】
(2) この第１実施形態では、状態変化検出装置５が検出する乗務員Ｍが着席する座席４Ａの前後方向及び左右方向の傾斜に基づいて、乗務員Ｍの異常状態を異常状態判定部１４が判定する。このため、例えば、乗務員Ｍが倒れ込んだり仰け反ったりして座席４Ａが傾いたときに、この座席４Ａの傾斜を簡単な構造の状態変化検出装置５によって検出して、乗務員Ｍの異常状態を容易に判定することができる。
【００７２】
(3) この第１実施形態では、座席４Ａの傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを越えているか否かを異常状態判定部１４が判定する。このため、例えば、座席４Ａの可動範囲内における任意の傾斜角度±θFR，±θRLを、乗務員Ｍの異常状態を判定する際のしきい値として設定し、このしきい値を超えたときには乗務員Ｍが異常状態であると容易に判定することができる。
【００７３】
(4) この第１実施形態では、傾斜角度±θFR，±θRLが基準傾斜角度±θthを基準経過時間ΔＴth以上継続して越えているときには、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定する。このため、例えば、乗務員Ｍが座席４Ａに着席し直して一時的に姿勢を変化させたような場合に、乗務員Ｍが異常状態であると誤って判定されてしまうのを防ぐことができる。
【００７４】
(5) この第１実施形態では、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、ブレーキ装置２にブレーキ動作をブレーキ動作指令部１５が指令する。このため、乗務員Ｍが業務を継続できないような異常な状態になったときに、車両を安全に停止させることができる。
【００７５】
(6) この第１実施形態では、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、中央指令装置２０にこの乗務員Ｍの異常状態を異常状態送信部１６が送信する。このため、車両の運行を管理する中央制御所内の運転指令員などに乗務員Ｍが異常状態であることを簡単に知らせることができる。
【００７６】
(7) この第１実施形態では、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４が判定したときには、この乗務員Ｍの異常状態を異常状態警告部１７が警告する。このため、例えば、乗務員Ｍが乗務する車両内の車掌などにこの乗務員Ｍが異常状態であることを簡単に知らせることができる。
【００７７】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図５に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図８に示す座席４Ａは、図２に示す座席４Ａと異なり、支持部材４ｅと支持部材４ｆとが一体に形成されており、この支持部材４ｅ，４ｆの中心軸を回転中心として、支持部材４ｃと一体となって回転可能なように運転室内の床部４Ｂ上に固定されている。
【００７８】
図７に示す状態変化検出装置５は、図１に示す状態変化検出装置５とは異なり、乗務員Ｍが着席する座席４Ａの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力を検出する。状態変化検出装置５は、図７及び図８に示すように、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布（座圧分布）ＰS，ＰBを検出する圧力センサのような圧力検出部５ｂを備えている。状態変化検出装置５は、乗務員Ｍが座席４Ａに着席したときに、この乗務員Ｍの臀部及び背部と圧力検出部５ｂの検出面とが座部４ａ及び背もたれ部４ｂを通じて面接触する。状態変化検出装置５は、圧力検出部５ｂの検出面に作用する圧力に応じた電気信号を出力する。状態変化検出装置５は、支持部材４ｃ，４ｄの表面に圧力検出部５ｂを縦横に複数配列することによって、圧力検出部５ｂを隙間なく平面状に敷き詰めて形成されており、この圧力検出部５ｂの表面が座部４ａ及び背もたれ部４ｂによって被覆されている。状態変化検出装置５は、各圧力検出部５ｂに作用する圧力を検出することによって、座部４ａ及び背もたれ部４ｂに作用する圧力分布ＰS，ＰBを検出可能である。状態変化検出装置５は、各圧力検出部５ｂに作用する圧力を圧力検出信号（圧力検出情報）として制御部２８に出力する。
【００７９】
図７に示す異常状態検出装置６は、図１に示す異常状態検出装置６とは異なり、図９に示すように乗務員Ｍを支持する座席４Ａの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBに基づいて乗務員Ｍの異常状態を検出する。異常状態検出装置６は、図７に示すように、情報入力部７と、ブレーキ動作指令部１５と、異常状態送信部１６と、異常状態警告部１７と、プログラム記憶部１８と、圧力分布演算部２１と、基準圧力分布設定部２２と、基準圧力分布情報記憶部２３と、経過時間計測部２４と、基準経過時間設定部２５と、基準経過時間情報記憶部２６と、異常状態判定部２７と、制御部２８などを備えている。
【００８０】
圧力分布演算部２１は、状態変化検出装置５の検出結果に基づいて、乗務員Ｍが着席する座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBを演算する手段である。圧力分布演算部２１は、情報入力部７が出力する状態変化検出信号（状態変化検出情報）に基づいて、図９に示すような座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBを演算する。ここで、図９に示す圧力分布ＰSは、座席４Ａの座部４ａの圧力分布であり、圧力分布ＰBは座席４Ａの背もたれ部４ｂの圧力分布である。
【００８１】
圧力分布演算部２１は、例えば、図９（Ａ）に示すように、乗務員Ｍが通常の姿勢であるときには、座部４ａの圧力値がこの座部４ａの略中央部で高くなるような圧力分布ＰSを演算するとともに、背もたれ部４ｂの圧力値がこの背もたれ部４ｂの略中央部で高くなるような圧力分布ＰBを演算する。圧力分布演算部２１は、例えば、図９（Ｂ）に示すように、乗務員Ｍが突っ伏して前側に傾いた姿勢になったときには、座部４ａの中央部よりも前側の圧力値が高くなるような圧力分布ＰSを演算するとともに、背もたれ部４ｂの圧力値が略ゼロになるような圧力分布ＰBを演算する。圧力分布演算部２１は、例えば、図９（Ｃ）に示すように、乗務員Ｍが仰け反り後側に傾いた姿勢になったときには、座部４ａの中央部よりも後側の圧力値が高くなるような圧力分布ＰSを演算するとともに、背もたれ部４ｂの中央部よりも上側の圧力値が高くなるような圧力分布ＰBを演算する。圧力分布演算部２１は、例えば、図９（Ｄ）に示すように、乗務員Ｍが右側に倒れ込み右側に傾いた姿勢になったときには、座部４ａの中央部よりも右側の圧力値が高くなるような圧力分布ＰSを演算するとともに、背もたれ部４ｂの中央部よりも右側の圧力値も高くなるような圧力分布ＰBを演算する。圧力分布演算部２１は、例えば、図９（Ｅ）に示すように、乗務員Ｍが左側に倒れ込み左側に傾いた姿勢になったときには、座部４ａの中央部よりも左側の圧力値が高くなるような圧力分布ＰSを演算するとともに、背もたれ部４ｂの中央部よりも左側の圧力値が高くなるような圧力分布ＰBを演算する。圧力分布演算部２１は、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBの演算結果を圧力分布信号（圧力分布情報）として制御部２８に出力する。
【００８２】
図７に示す基準圧力分布設定部２２は、乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの基準圧力分布Ｐthを設定する手段である。基準圧力分布設定部２２は、乗務員Ｍが正常状態であるときの座席４Ａの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBを、この乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの判定基準となる基準圧力分布（しきい値）Ｐthとして設定する。基準圧力分布設定部２２は、例えば、異常状態検出装置６の管理者が任意の基準圧力分布Ｐthを設定するときに、この基準圧力分布Ｐthを管理者が入力するための入力装置などである。基準圧力分布設定部２２は、例えば、図１０に示すように、乗務員Ｍが僅かに姿勢変更しただけで異常状態であると誤判定されるのを防止するために、乗務員Ｍの姿勢が正常な状態であるときの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBよりも僅かに広い圧力分布を基準圧力分布Ｐthとして設定する。基準圧力分布設定部２２は、管理者によって設定される基準圧力分布Ｐthを基準圧力分布信号（基準圧力分布情報）として制御部２８に出力する。
【００８３】
図７に示す基準圧力分布情報記憶部２３は、基準圧力分布設定部２２によって設定される基準圧力分布Ｐthを基準圧力分布情報として記憶する手段である。基準圧力分布情報記憶部２３は、例えば、座部４ａ側の圧力分布ＰS及び背もたれ部４ｂ側の圧力分布ＰBにそれぞれ対応する基準圧力分布情報を記憶するメモリなどである。
【００８４】
経過時間計測部２４は、座席４Ａの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth外になってからの経過時間ΔＴを計測する手段である。経過時間計測部２４は、例えば、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth外であると異常状態判定部２７が判定してから、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth内であると異常状態判定部２７が判定するまでの経過時間ΔＴを計測するタイマなどである。経過時間計測部２４は、経過時間ΔＴの計測結果を経過時間信号（経過時間情報）として制御部２８に出力する。
【００８５】
基準経過時間設定部２５は、乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの基準経過時間ΔＴthを設定する手段である。基準経過時間設定部２５は、乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの判定基準となる基準経過時間（しきい値）ΔＴthとして設定する。基準経過時間設定部２５は、例えば、異常状態検出装置６の管理者が任意の基準経過時間ΔＴthを設定するときに、この基準経過時間ΔＴthを管理者が入力するための入力装置などである。基準経過時間設定部２５は、図１に示す基準経過時間設定部１２と同様に、基準経過時間ΔＴthを十数秒間程度に設定することが好ましい。基準経過時間設定部２５は、管理者によって設定される基準経過時間ΔＴthを基準経過時間信号（基準経過時間情報）として制御部２８に出力する。
【００８６】
基準経過時間情報記憶部２６は、基準経過時間設定部２５によって設定される基準経過時間ΔＴthを基準経過時間情報として記憶する手段である。基準経過時間情報記憶部２６は、例えば、座部４ａ側の圧力分布ＰS及び背もたれ部４ｂ側の圧力分布ＰBにそれぞれ対応する基準経過時間情報を記憶するメモリなどである。
【００８７】
異常状態判定部２７は、状態変化検出装置５の検出結果に基づいて、乗務員Ｍの異常状態を判定する手段である。異常状態判定部２７は、状態変化検出装置５が検出する座席４Ａの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力に基づいて、乗務員Ｍの異常状態を判定する。以下では、図１０に示すように、乗務員Ｍ側から見て右斜め前方にこの乗務員Ｍが倒れ込んだ場合を例に挙げて説明する。ここで、図１０に示す縦軸は座部４ａ上及び背もたれ部４ｂ上の位置であり、横軸は時間である。異常状態判定部２７は、図１０に示すように、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth内であるか否かを判定する。異常状態判定部２７は、例えば、図１０に示すように時間Ｔ23，Ｔ24，Ｔ25において座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth外になったときには、圧力分布超過信号（圧力分布超過情報）を制御部２８に出力する。
【００８８】
図７に示す異常状態判定部２７は、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準経過時間ΔＴth以上継続して基準圧力分布Ｐth外であるときには、乗務員Ｍが異常状態であると判定する。異常状態判定部２７は、例えば、図１０に示す時間Ｔ25以降のように座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth外である時間が基準経過時間ΔＴth以上であるときには、乗務員Ｍが座席４Ａに着席後に倒れ込み業務を継続不可能な状態であり、乗務員Ｍが異常状態であると判定する。一方、異常状態判定部２７は、例えば、図１０に示す時間Ｔ23〜Ｔ24において座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth外である時間が基準経過時間ΔＴth未満であるときには、乗務員Ｍが座席４Ａに着席後に座席４Ａ上で座り直し一時的に姿勢を変更しているような状態であり、乗務員Ｍが異常状態ではないと判定する。異常状態判定部２７は、乗務員Ｍが異常状態であると判定したときには、異常状態判定信号（異常状態判定情報）を制御部２８に出力する。
【００８９】
制御部２８は、異常状態検出装置６に関する種々の動作を制御する手段(中央処理部(CPU))である。制御部２８は、例えば、情報入力部７が出力する状態変化検出情報を圧力分布演算部２１に出力したり、圧力分布演算部２１に圧力分布ＰS，ＰBの演算を指令したり、圧力分布演算部２１が出力する圧力分布情報を異常状態判定部２７に出力したり、基準圧力分布設定部２２が出力する基準圧力分布情報を基準圧力分布情報記憶部２３に出力したり、基準圧力分布情報の記憶を基準圧力分布情報記憶部２３に指令したり、基準圧力分布情報記憶部２３から基準圧力分布情報を読み出して異常状態判定部２７に出力したり、経過時間計測部２４に経過時間ΔＴの計測を指令したり、経過時間計測部２４が出力する経過時間情報を異常状態判定部２７に出力したり、基準経過時間設定部２５が出力する基準経過時間情報を基準経過時間情報記憶部２６に出力したり、基準経過時間情報の記憶を基準経過時間情報記憶部２６に指令したり、基準経過時間情報記憶部２６から基準経過時間情報を読み出して異常状態判定部２７に出力したり、圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐthを超えているか否かの判定を異常状態判定部２７に指令したり、異常状態判定部２７が出力する圧力分布超過情報を経過時間計測部２４に出力したり、異常状態判定部２７に乗務員Ｍが異常状態であるか否かの判定を指令したり、異常状態判定部２７が出力する異常状態判定情報をブレーキ動作指令部１５、異常状態送信部１６及び異常状態警告部１７に出力したりする。制御部２８は、図７に示すように、情報入力部７、ブレーキ動作指令部１５、異常状態送信部１６、異常状態警告部１７、プログラム記憶部１８、圧力分布演算部２１、基準圧力分布設定部２２、基準圧力分布情報記憶部２３、経過時間計測部２４、基準経過時間設定部２５、基準経過時間情報記憶部２６及び異常状態判定部２７などが相互に通信可能に接続されている。
【００９０】
次に、この発明の第２実施形態に係る異常状態検出装置の動作について説明する。
以下では、図６に示すステップと対応するステップについては、対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
図１１に示すＳ３００において、図７に示すプログラム記憶部１８から異常状態検出プログラムを制御部２８が読み込み、Ｓ３１０において状態変化検出情報が情報入力部７から入力したか否かを制御部２８が判断する。例えば、図１０に示す時間Ｔ22において図７に示す状態変化検出装置５が座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBの検出を開始すると、異常状態検出装置６の情報入力部７に状態変化検出情報を状態変化検出装置５が出力する。状態変化検出情報が情報入力部７から入力したと制御部２８が判断したときにはＳ３２０に進み、状態変化検出情報が情報入力部７から入力していないと制御部２８が判断したときにはＳ４００に進む。
【００９１】
Ｓ３２０において、基準圧力分布情報記憶部２３から基準圧力分布情報を制御部２８が読み込む。基準圧力分布情報記憶部２３から基準圧力分布情報を制御部２８が読み出して、この基準圧力分布情報を異常状態判定部２７に制御部２８が出力する。
【００９２】
Ｓ３３０において、基準経過時間情報記憶部２６から基準経過時間情報を制御部２８が読み込む。基準圧力分布情報記憶部２３から基準経過時間情報を制御部２８が読み出して、この基準経過時間情報を異常状態判定部２７に制御部２８が出力する。
【００９３】
Ｓ３４０において、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth内であるか否かの判定を異常状態判定部２７に制御部２８が指令する。情報入力部７が状態変化検出情報を制御部２８に出力すると、この状態変化検出情報を制御部２８が異常状態判定部２７に出力して、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBと基準圧力分布Ｐthとを異常状態判定部２７が比較する。例えば、図１０に示す時間Ｔ22〜Ｔ23では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍが通常の状態である。このような場合には、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが座部４ａ及び背もたれ部４ｂの略中央部に形成されており、圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐthと略一致している。このため、圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth内（基準圧力分布Ｐthの範囲内）であると異常状態判定部２７が判定する。一方、例えば、図１０に示す時間Ｔ23〜Ｔ24では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍが着席姿勢を一時的に変更している。また、時間Ｔ25以降では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍに何らかの異常が発生している。このような場合には、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが座部４ａ及び背もたれ部４ｂの中央部からずれており、圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐthと一致していない。このため、圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth外（基準圧力分布Ｐthの範囲外）であると異常状態判定部２７が判定する。圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth外であるときには、圧力分布超過情報を異常状態判定部２７が制御部２８に出力する。
【００９４】
Ｓ３５０において、経過時間ΔＴの計測を経過時間計測部２４に制御部２８が指令する。異常状態判定部２７から圧力分布超過情報が制御部２８に入力すると、この圧力分布超過情報を経過時間計測部２４に制御部２８が出力する。その結果、図８に示す時間Ｔ23，Ｔ24，Ｔ25において経過時間計測部２４が経過時間ΔＴの計測を開始する。
【００９５】
Ｓ３６０において、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴthを超えているか否かの判定を異常状態判定部２７に制御部２８が指令する。基準経過時間情報を基準経過時間情報記憶部２６から制御部２８が読み出して、基準経過時間情報を制御部２８が異常状態判定部２７に出力する。例えば、図１０に示す時間Ｔ23，Ｔ24では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍが着席姿勢を一時的に変更しているため、時間Ｔ23，Ｔ24から基準経過時間ΔＴthを超える前に、座席４Ａに着席している乗務員Ｍの姿勢が通常の状態に復帰している。このような場合には、経過時間ΔＴと基準経過時間ΔＴthとを異常状態判定部２７が比較して、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴth以下であると異常状態判定部２７が判定する。一方、図１０に示す時間Ｔ25以降では、座席４Ａに着席している乗務員Ｍに何らかの異常が発生しており、時間Ｔ25から基準経過時間ΔＴthを超えた時間Ｔ26においても乗務員Ｍの姿勢が通常の状態に復帰せず異常な状態が継続している。このような場合には、経過時間ΔＴと基準経過時間ΔＴthとを異常状態判定部２７が比較して、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴthを超えていると異常状態判定部２７が判定する。経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴthを超えているときには、異常状態判定情報を異常状態判定部２７が制御部２８に出力する。
【００９６】
Ｓ３７０において、ブレーキ動作指令部１５にブレーキ動作を制御部２８が指令する。例えば、図１０に示す時間Ｔ25から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ26において、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部２７が判定して、車両が安全に停止するようにブレーキ動作指令部１５がブレーキ動作指令信号を制御装置３に出力する。その結果、制御装置３がブレーキ装置２をブレーキ動作させて、ブレーキ装置２が車両を安全に停止させる。
【００９７】
Ｓ３８０において、異常状態送信部１６に異常状態判定情報の送信を制御部２８が指令する。例えば、図１０に示す時間Ｔ25から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ26において、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部２７が判定し、異常状態送信部１６が異常状態判定信号を中央指令装置２０に送信する。その結果、中央指令装置２０の異常状態警告部１７が中央制御所内の運転指令員などに乗務員Ｍが異常状態であることを告知する。
【００９８】
Ｓ３９０において、異常状態警告部１７に乗務員Ｍの異常状態の警告を制御部２８が指令する。例えば、図１０に示す時間Ｔ25から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ26において、異常状態警告部１７が車両内の列車乗務員に乗務員Ｍが異常状態であることを警告する。
【００９９】
この発明の第２実施形態に係る異常状態検出装置及び異常状態検出プログラムには、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、状態変化検出装置５が検出する乗務員Ｍが着席する座席４Ａの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力に基づいて、乗務員Ｍの異常状態を異常状態判定部２７が判定する。このため、例えば、乗務員Ｍが倒れ込んだり仰け反ったりして座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力が変化したときに、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力を簡単な構造の状態変化検出装置５によって検出して、乗務員Ｍの異常状態を容易に判定することができる。
【０１００】
(2) この第２実施形態では、座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐthを超えているか否かを異常状態判定部２７が判定する。このため、例えば、乗務員Ｍが正常な状態で座席４Ａに着席しているときの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBを、乗務員Ｍの異常状態を判定する際のしきい値として設定し、このしきい値を超えたときには乗務員Ｍが異常状態であると容易に判定することができる。
【０１０１】
(3) この第２実施形態では、圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐthを基準経過時間ΔＴth以上継続して越えているときには、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部２７が判定する。このため、例えば、乗務員Ｍが座席４Ａに着席し直して一時的に姿勢を変化させたような場合に、乗務員Ｍが異常状態であると誤って判定されてしまうのを防ぐことができる。
【０１０２】
（第３実施形態）
図１２に示す乗務員Ｍは、例えば、鉄道車両のドアの開閉を操作するために、この鉄道車両に常務する列車乗務員（車掌）である。戸閉め装置２９は、鉄道車両のドアを開閉する装置である。戸閉め装置２９は、鉄道車両のドアを開閉するときに乗務員Ｍが操作する戸閉め操作部（車掌スイッチ）２９ａを備えている。戸閉め装置２９は、戸閉め操作部（車掌スイッチ）２９ａが乗務員Ｍに操作されると戸閉め機械がドアを開閉駆動し、戸閉めスイッチがドアの閉鎖を検出すると車両を起動させる戸閉め回路を切断状態から接続状態に戸閉め連動継電器が切り替える。戸閉め装置２９は、乗務員Ｍが乗務する鉄道車両の車掌室内に設置されている。
【０１０３】
図１２に示す状態変化検出装置５は、図１及び図７に示す状態変化検出装置５とは異なり、乗務員Ｍが踏む床部４Ｂの圧力を検出する。図１２に示す状態変化検出装置５は、図１２及び図１３に示すように、床部４Ｂの圧力分布（足圧分布）ＰFを検出する圧力検出部５ｂを備えている。状態変化検出装置５は、乗務員Ｍが床部４Ｂ上に存在するときにこの乗務員Ｍの足裏部と圧力検出部５ｂの検出面とが面接触する。状態変化検出装置５は、図１３に示すように、床部４Ｂの表面又は裏面に圧力検出部５ｂを縦横に複数配列することによって、この複数の圧力検出部５ｂを隙間なく平面状に敷き詰めて形成されている。状態変化検出装置５は、各圧力検出部５ｂに作用する圧力を検出することによって、床部４Ｂに作用する圧力分布ＰFを検出可能である。
【０１０４】
図１２に示す圧力分布演算部２１は、状態変化検出装置５の検出結果に基づいて、乗務員Ｍが踏む床部４Ｂの圧力分布ＰFを演算する。圧力分布演算部２１は、図１４に示すように、情報入力部７が出力する状態変化検出信号（状態変化検出情報）に基づいて、床部４Ｂの圧力分布ＰFを演算する。圧力分布演算部２１は、例えば、図１４（Ａ）に示すように、乗務員Ｍが通常の姿勢であるときには、乗務員Ｍの足裏部に対応するような圧力分布ＰFを演算する。圧力分布演算部２１は、例えば、図１４（Ｂ）に示すように、乗務員Ｍが倒れて寝た姿勢になったときには、乗務員Ｍの足裏部よりも大きい乗務員Ｍの全身に相当するような圧力分布ＰFを演算する。圧力分布演算部２１は、床部４Ｂの圧力分布ＰFの演算結果を圧力分布信号（圧力分布情報）として制御部２８に出力する。
【０１０５】
図１２に示す基準圧力分布設定部２２は、乗務員Ｍが正常状態であるときの床部４Ｂの圧力分布ＰFを、この乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの判定基準となる基準圧力分布（しきい値）Ｐthとして設定する。基準圧力分布設定部２２は、例えば、図１５に示すように、乗務員Ｍが僅かに姿勢変更しただけで異常状態であると誤判定されるのを防止するために、乗務員Ｍの姿勢が正常な状態であるときの床部４Ｂの圧力分布ＰFよりも僅かに広い圧力分布を基準圧力分布Ｐthとして設定する。
【０１０６】
図１２に示す経過時間計測部２４は、床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth外になってからの経過時間ΔＴを計測する。経過時間計測部２４は、例えば、床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth外であると異常状態判定部２７が判定してから、床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth内であると異常状態判定部２７が判定するまでの経過時間ΔＴを計測するタイマなどである。基準経過時間設定部２５は、乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定するときの判定基準となる基準経過時間（しきい値）ΔＴthとして設定する。
【０１０７】
図１２に示す異常状態判定部２７は、状態変化検出装置５が検出する乗務員Ｍが踏む床部４Ｂの圧力分布ＰFに基づいて、乗務員Ｍの異常状態を判定する。異常状態判定部２７は、図１５に示すように、床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth内であるか否かを判定する。異常状態判定部２７は、例えば、図１５に示すように時間Ｔ33，Ｔ34において床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth外になったときには、圧力分布超過信号（圧力分布超過情報）を制御部２８に出力する。
【０１０８】
異常状態判定部２７は、床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準経過時間ΔＴth以上継続して基準圧力分布Ｐth外であるときには、乗務員Ｍが異常状態であると判定する。異常状態判定部２７は、例えば、図１５示す時間Ｔ34以降のように床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth外である時間が基準経過時間ΔＴth以上であるときには、乗務員Ｍが床部４Ｂ上で倒れ込み業務を継続不可能な状態であり、乗務員Ｍが異常状態であると判定する。一方、異常状態判定部２７は、例えば、図１５に示す時間33において床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth外である時間が基準経過時間ΔＴth未満であるときには、乗務員Ｍが床部４Ｂ上で膝をつき一時的に姿勢を変更しているような状態であり、乗務員Ｍが異常状態ではないと判定する。
【０１０９】
制御部２８は、例えば、圧力分布演算部２１に圧力分布ＰFの演算を指令したり、圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐthを超えているか否かの判定を異常状態判定部２７に指令したりする。
【０１１０】
次に、この発明の第３実施形態に係る異常状態検出装置の動作について説明する。
以下では、図６及び図１１に示すステップと対応するステップについては、対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
図１６に示すＳ５００において、図１２に示すプログラム記憶部１８から異常状態検出プログラムを制御部２８が読み込み、Ｓ５１０において状態変化検出情報が情報入力部７から入力したか否かを制御部２８が判断する。例えば、図１５に示す時間Ｔ31において図１２に示す状態変化検出装置５が床部４Ｂの圧力分布ＰFの検出を開始すると、異常状態検出装置６の情報入力部７に状態変化検出情報を状態変化検出装置５が出力する。状態変化検出情報が情報入力部７から入力したと制御部２８が判断したときにはＳ５２０に進み、状態変化検出情報が情報入力部７から入力していないと制御部２８が判断したときにはＳ６００に進む。Ｓ５２０において、基準圧力分布情報記憶部２３から基準圧力分布情報を制御部２８が読み込み、Ｓ５３０において基準経過時間情報記憶部２６から基準経過時間情報を制御部２８が読み込む。
【０１１１】
Ｓ５４０において、床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth内であるか否かの判定を異常状態判定部２７に制御部２８が指令する。情報入力部７が状態変化検出情報を制御部２８に出力すると、この状態変化検出情報を制御部２８が異常状態判定部２７に出力して、床部４Ｂの圧力分布ＰFと基準圧力分布Ｐthとを異常状態判定部２７が比較する。例えば、図１５に示す時間Ｔ32では、床部４Ｂ上に立つ乗務員Ｍが通常の状態である。このような場合には、床部４Ｂの圧力分布ＰFが乗務員Ｍの足裏部に対応しており、圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐthと略一致している。このため、圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth内（基準圧力分布Ｐthの範囲内）であると異常状態判定部２７が判定する。一方、例えば、図１５に示す時間Ｔ33では、床部４Ｂ上に立っていた乗務員Ｍが一時的に膝をつき乗務員Ｍが姿勢を一時的に変更している。また、時間Ｔ34以降では、床部４Ｂ上の乗務員Ｍに何らかの異常が発生している。このような場合には、床部４Ｂの圧力分布ＰFが乗務員Ｍの足裏部に対応しておらず、圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐthと一致していない。このため、圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth外（基準圧力分布Ｐthの範囲外）であると異常状態判定部２７が判定する。圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth外であるときには、圧力分布超過情報を異常状態判定部２７が制御部２８に出力する。
【０１１２】
Ｓ５５０において、経過時間ΔＴの計測を経過時間計測部２４に制御部２８が指令する。その結果、図１５に示す時間Ｔ33，Ｔ34において経過時間計測部２４が経過時間ΔＴの計測を開始する。
【０１１３】
Ｓ５６０において、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴthを超えているか否かの判定を異常状態判定部２７に制御部２８が指令する。例えば、図１５に示す時間Ｔ33では、床部４Ｂ上の乗務員Ｍが姿勢を一時的に変更しているため、時間Ｔ33から基準経過時間ΔＴthを超える前に、床部４Ｂ上の乗務員Ｍの姿勢が通常の状態に復帰している。このような場合には、経過時間ΔＴと基準経過時間ΔＴthとを異常状態判定部２７が比較して、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴth以下であると異常状態判定部２７が判定する。一方、図１５に示す時間Ｔ34以降では、床部４Ｂ上の乗務員Ｍに何らかの異常が発生しており、時間Ｔ34から基準経過時間ΔＴthを超えた時間Ｔ35においても乗務員Ｍの姿勢が通常の状態に復帰せず異常な状態が継続している。このような場合には、経過時間ΔＴと基準経過時間ΔＴthとを異常状態判定部２７が比較して、経過時間ΔＴが基準経過時間ΔＴthを超えていると異常状態判定部２７が判定する。
【０１１４】
Ｓ５７０において、ブレーキ動作指令部１５にブレーキ動作を制御部２８が指令する。その結果、例えば、図１５に示す時間Ｔ34から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ35において、車両が安全に停止するようにブレーキ動作指令部１５がブレーキ動作指令信号を制御装置３に出力する。Ｓ５８０において、異常状態送信部１６に異常状態判定情報の送信を制御部２８が指令する。その結果、例えば、図１５に示す時間Ｔ34から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ35において、異常状態送信部１６が異常状態判定信号を中央指令装置２０に送信する。Ｓ５９０において、異常状態警告部１７に乗務員Ｍの異常状態の警告を制御部２８が指令する。その結果、例えば、図１５に示す時間Ｔ34から基準経過時間ΔＴth経過した時間Ｔ35において、異常状態警告部１７が車両内の列車乗務員に乗務員Ｍが異常状態であることを警告する。
【０１１５】
この発明の第３実施形態に係る異常状態検出装置及び異常状態検出プログラムには、第１実施形態〜第２実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第３実施形態では、状態変化検出装置５が検出する乗務員Ｍが踏む床部４Ｂの圧力に基づいて、この乗務員Ｍの異常状態を異常状態判定部２７が判定する。このため、例えば、乗務員Ｍが倒れたりして床部４Ｂの圧力が変化したときに、この床部４Ｂの圧力を簡単な構造の状態変化検出装置５によって検出して、乗務員Ｍの異常状態を容易に判定することができる。
【０１１６】
(2) この第３実施形態では、床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth内であるか否かを異常状態判定部２７が判定する。このため、例えば、乗務員Ｍが正常な状態で床部４Ｂ上に立位姿勢でいるときの床部４Ｂの圧力分布ＰFを、乗務員Ｍの異常状態を判定する際のしきい値として設定し、このしきい値を超えたときには乗務員Ｍが異常状態であると容易に判定することができる。
【０１１７】
(3) この第３実施形態では、圧力分布ＰFが基準経過時間ΔＴth以上継続して基準圧力分布Ｐth外であるときには、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部２７が判定する。このため、例えば、乗務員Ｍが床部４Ｂ上に膝をついて一時的に姿勢を変化させたような場合に、乗務員Ｍが異常状態であると誤って判定されてしまうのを防ぐことができる
【０１１８】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、鉄道車両の乗務員Ｍの異常状態を検出する場合を例に挙げて説明したが自動車、航空機又は船舶などの交通機関の乗務員の異常状態を検出する場合についてもこの発明を適用することができる。例えば、航空機の場合に操縦士が異常状態であるときには機内の副操縦士や航空管制司令室の航空管制官などに警告したり、バスやタクシーの場合に運転士が異常状態であるときには運転指令所の司令員などに警告したりすることもできる。また、この実施形態では、ブレーキ動作の指令、異常状態の送信及び異常状態の警告を同一の時間Ｔ18，Ｔ26，Ｔ35に実施する場合を例に挙げて説明したが、異なる時間に実施することもできる。例えば、ブレーキ動作の指令の前に異常状態の警告を実施することもできる。さらに、この実施形態では、傾斜角度±θFR，±θRLが基準経過時間ΔＴth以上継続して基準傾斜角度±θthを超えたときや、圧力分布ＰS，ＰB，ＰFが基準経過時間ΔＴth以上継続して基準圧力分布Ｐth外であるときには、乗務員Ｍが異常状態であると異常状態判定部１４，２７が判定しているが、このような判定方法に限定するものではない。例えば、ある時間よりも所定時間前の傾斜角度±θFR，±θRL又は圧力分布ＰS，ＰB，ＰFの平均値の偏差に基づいて乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定したり、傾斜角度±θFR，±θRL又は圧力分布ＰS，ＰB，ＰFが急激な変化に基づいて乗務員Ｍが異常状態であるか否かを判定したりすることもできる。
【０１１９】
(2) この実施形態では、中央指令装置２０に異常状態送信部１６が乗務員Ｍの異常状態を送信する場合を例に挙げて説明したが、周辺の列車を緊急停止させるために各列車に搭載されている防護無線装置に乗務員Ｍの異常状態を無線で送信することもできる。また、この実施形態では、異常状態警告部１７が乗務員Ｍの異常状態を警告する場合を挙げて説明したが、鉄道車両の場合にはパンタグラフを強制的に降下又は信号煙管を点火させたり、自動車の場合にはブレーキ動作と同時にハザードランプを点灯させたりすることもできる。さらに、この第１実施形態及び第２実施形態では、鉄道車両の床面に座席４Ａが固定されている場合を例に挙げて説明したが、鉄道車両の側面に座席４Ａが固定されている場合についてもこの発明を適用することができる。
【０１２０】
(3) この第１実施形態では、座席４Ａの前後方向及び左右方向の傾斜に基づいて乗務員Ｍの異常状態を異常状態判定部１４が判定する場合を例に挙げて説明したが、座席４Ａの前後方向又は左右方向のいずれか一方の傾斜に基づいて乗務員Ｍの異常状態を判定することもできる。同様に、この第２実施形態では、座席４Ａの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力に基づいて乗務員Ｍの異常状態を異常状態判定部２７が判定する場合を例に挙げて説明したが、座部４ａ又は背もたれ部４ｂのいずれか一方の圧力に基づいて乗務員Ｍの異常状態を判定することもできる。また、この第２実施形態では、座席４Ａの座部４ａ及び背もたれ部４ｂの圧力分布ＰS，ＰBが基準圧力分布Ｐth内であるか否かを異常状態判定部２７が判定する場合に、圧力分布ＰS，ＰBと基準圧力分布Ｐthとの面積又は形状を比較する例を挙げて説明したが、面積又は形状以外の要素を比較して判定することもできる。
【０１２１】
(3) この第３実施形態では、床部４Ｂの圧力分布ＰFが基準圧力分布Ｐth内であるか否かを異常状態判定部２７が判定する場合に、圧力分布ＰFと基準圧力分布Ｐthとの面積又は形状を比較する例に挙げて説明したが、面積又は形状以外の要素を比較して判定することもできる。また、この第３実施形態では、乗務員Ｍが車掌である場合を例に挙げて説明したが、乗務員Ｍが車両を立位姿勢で運転する運転士である場合についても、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１  運転操作装置
２  ブレーキ装置
３  制御装置
４Ａ  座席（支持体）
４Ｂ  床部（支持体）
４ａ  座部
４ｂ  背もたれ部
５  状態変化検出装置
５ａ  傾斜角度検出部
５ｂ  圧力検出部
６  異常状態検出装置
７  情報入力部
８  傾斜角度演算部
９  基準傾斜角度設定部
１０  基準傾斜角度情報記憶部
１１，２４  経過時間計測部
１２，２５  基準経過時間設定部
１３，２６  基準経過時間情報記憶部
１４，２７  異常状態判定部
１５  ブレーキ動作指令部
１６  異常状態送信部
１７  異常状態警告部
１８  プログラム記憶部
１９，２８  制御部
２０  中央指令装置
２０ａ  異常状態警告部
２１  圧力分布演算部
２２  基準圧力分布設定部
２３  基準圧力分布情報記憶部
２９  戸閉め装置
２９ａ  戸閉め操作部
Ｍ  乗務員
±θFR，＋θRL  傾斜角度
±θth  基準傾斜角度（所定角度）
ΔＴ  経過時間
ΔＴth  基準経過時間（所定時間）
ＰS，ＰB，ＰF  圧力分布
Ｐth  基準圧力分布（所定範囲）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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