(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線の上方から下方を観察して、直下トロリ線の枕木長手方向の振動（左右振動）を把握するとともに、通過するパンタグラフ摺り板の摺動面の形状を把握する摺り板形状・トロリ線位置把握手段と、
把握した前記摺り板の摺動面形状に局所摩耗が存在するか否かを判定する局所摩耗判定手段と、
把握した前記トロリ線の左右振動が所定程度を超えるか否かを判定するトロリ線振動判定手段と、
前記局所摩耗判定手段と前記トロリ線振動判定手段の判定結果を受けてパンタグラフの異状の程度を総合判定する総合判定手段と、
を具備し、
前記摺り板形状・トロリ線位置把握手段が、前記トロリ線及び前記パンタグラフ摺り板の摺動面を撮影するカメラを含み、
前記摺り板形状把握手段で把握したすり板摺動面の形状に加えて、同じカメラで把握可能な前記トロリ線の左右振動を加味して、パンタグラフ異状の程度の自動判定を行うことを特徴とするパンタグラフの異状検出装置。
【請求項２】
前記摺り板形状・トロリ線位置把握手段が、
枕木長手方向に沿う面状照明ビームを前記摺り板摺動面に当てるスリット光源と、
前記照明ビームの当たった前記摺り板摺動面を、レール長手方向に傾いた角度で撮影す
るカメラと、
を有することを特徴とする請求項１記載のパンタグラフの異状検出装置。
【請求項３】
トロリ線の上方から下方を観察して、直下トロリ線の枕木長手方向の振動（左右振動）を把握するとともに、通過するパンタグラフ摺り板の摺動面の形状を把握する摺り板形状・トロリ線位置把握手段と、
把握した前記摺り板の摺動面形状に局所摩耗が存在するか否かを判定する局所摩耗判定手段と、
把握した前記トロリ線の左右振動が所定程度を超えるか否かを判定するトロリ線振動判定手段と、
前記局所摩耗判定手段と前記トロリ線振動判定手段の判定結果を受けてパンタグラフの異状の程度を総合判定する総合判定手段と、
を具備するパンタグラフの異状検出装置であって、
前記総合判定手段が、
ア）トロリ線左右振動が閾値を超過せず、かつ、摺り板摺動面の左右偏位の中央に局所摩耗ありの場合に、「列車の継続運行を行いながら目視点検要」の異状判定を行い、
イ）トロリ線左右振動が閾値を超過、かつ、局所摩耗なし、又は、ウ）トロリ線左右振動が閾値を超過せず、かつ、偏位の中央以外の部分に局所摩耗ありの場合に、「列車の即時抑止不要ながら早期目視点検要」の異状判定を行い、
エ）トロリ線左右振動が閾値を超過、かつ、局所摩耗ありの場合に、「列車の即時抑止要」の異状判定を行うことを特徴とするパンタグラフの異状検出装置。
【請求項４】
トロリ線の上方から下方をカメラ撮影により観察して、該トロリ線の枕木長手方向の左右振動を把握するとともに、通過するパンタグラフ摺り板の摺動面の形状を把握し、
把握した前記摺り板の摺動面形状に所定程度を超える局所摩耗があるか否かを判定し、
把握した前記トロリ線の左右振動が所定程度を超えるか否かを判定し、
摺り板摺動面の局所摩耗判定とトロリ線の左右振動の判定結果を受けて前記パンタグラフの異状の有無を総合判定し、その際、把握したすり板摺動面の形状に加えて、同じカメラで把握可能な前記トロリ線の左右振動を加味して、パンタグラフ異状の程度の自動判定を行うことを特徴とするパンタグラフの異状検出方法。
【請求項５】
トロリ線の上方から下方を観察して、該トロリ線の枕木長手方向の左右振動を把握するとともに、通過するパンタグラフ摺り板の摺動面の形状を把握し、
把握した前記摺り板の摺動面形状に所定程度を超える局所摩耗があるか否かを判定し、
把握した前記トロリ線の左右振動が所定程度を超えるか否かを判定し、
ア）トロリ線左右振動が閾値を超過せず、かつ、摺り板摺動面の左右偏位の中央に局所摩耗ありの場合に、「列車の継続運行を行いながら目視点検」の要請を、電車運行指令、電車、駅及び／又は車両基地（以下「電車運行指令等」という）に行い、
イ）トロリ線左右振動が閾値を超過、かつ、局所摩耗なし、又は、ウ）トロリ線左右振動が閾値を超過せず、かつ、偏位の中央以外の部分に局所摩耗ありの場合に、「列車の即時抑止不要ながら早期目視点検」の要請を電車運行指令等に行い、
エ）トロリ線左右振動が閾値を超過、かつ、局所摩耗ありの場合に、「列車の即時抑止」の要請を電車運行指令等に行うことを特徴とするパンタグラフ異状検出時の列車運転規制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カテナリ式電車線区間を走行する車両のパンタグラフの異状を検出する装置や、異状検出時の列車運転規制方法などに関する。特には、パンタグラフ摺り板の局所摩耗や荒れの状態や深刻度をより的確に検出できる装置や、その検出結果に基づいて多段階の適切な処置を選択可能な列車運転規制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、図８を参照しつつ、電気鉄道のカテナリ式電車線の一例として、シンプルカテナリ式の電車線の設備概要を説明する。図８（Ａ）には、電気鉄道車両２の走行するレール５や、車両２に電力供給するシンプルカテナリ式の電車線１が、模式的に、図の左右に延びるように示されている。レール５は軌道の枕木６上に固定されている。なお、本明細書・図面中において、レール５の長手方向を前後方向ともいい、レール５の長手方向に直交する水平方向を枕木長手方向又は左右方向という。
【０００３】
レール５の上を走行する車両２の車体29上には、集電装置としてのパンタグラフ20が搭載されている。パンタグラフ20の最上部の摺り板21の上面は、電車線１の最下部のトロリ線11の下面を摺動して、トロリ線11から車両２に電力が受け渡される。
【０００４】
シンプルカテナリ式電車線１は、上記のトロリ線11と、トロリ線11をあるピッチで上に吊るハンガー（線）13と、ハンガー13の上端を吊るとともに電柱３などの支持点に支持された横線である吊架線15などからなる。一例として、ハンガー13のピッチは５ｍ、電柱３などの支持点の間隔は５０ｍである。
【０００５】
ここで、図９を参照して、電柱３における電車線１の支持構造の一例を説明する。図の左端部に示す電柱３には、バンド状などのアーム止め具31により、架線支持アーム33が取り付けられている。架線支持アーム33の根元部には電気絶縁碍子32が設けられている。架線支持アーム33の先端は、左右方向（枕木方向）に延びて軌道の上部に達している。架線支持アーム33の先端部の上部には、吊架線止め具35を介して吊架線15が支持されている。吊架線止め具35の下方の、架線支持アーム33の先端部の下部には、振止金具又は曲線引金具37が取り付けられている。振止金具又は曲線引金具37の先端部は、トロリ線11に接続されており、トロリ線11を左右方向に引く。
【０００６】
図８（Ｂ）を参照して、トロリ線11の左右偏位について説明する。トロリ線11は、平面視で、軌道中心線の左右にジグザグを描くように配置されている。すなわち、図８（Ｂ）の例において、図において電柱3-1及び電柱3-3では、振止金具又は曲線引金具37がトロリ線11を電柱３に寄る方向に引っ張っており、電柱3-2では、振止金具又は曲線引金具37がトロリ線11を電柱３から遠ざかる方向に引っ張っている。この構成の繰り返しにより、トロリ線11のジグザグ（左右偏位）を実現している。これにより、摺り板とトロリ線との摺動位置を左右方向に分散させて、摺り板の減りを左右に分散・均一化させている。左右偏位の具体的寸法例は幅±250mm、一周期100mである（ＪＲ在来線）。なお、図８(Ｂ)のような左右偏位（ジグザグ）の構成の他に、例えば、電柱3-1で電柱３に寄る方向に、電柱3-3では電柱３から遠ざかる方向にトロリ線11を引っ張り、中央の電柱3-2には振止金具又は曲線引金具37を設けずに、吊架線15を吊っているだけの構成のものもある。
【０００７】
図１０を参照しつつパンタグラフの構造の概要例を説明する。パンタグラフ20は、電車車両の車体29の屋根上に碍子27を介して設置された台枠26上に搭載されている。パンタグラフ20は、台枠26に搭載された昇降可能な枠組25を有する。枠組25の上端部は舟支え24に接続されており、この舟支え24上に、復元バネ23を介して舟体22が支持されている。この舟体22の上表面には、摺り板21が取り付けられている。舟体22・摺り板21は、この例では前後に２組設けられている。摺り板21は、炭素系や銅系・鉄系の材料からなる。
【０００８】
上述のように、トロリ線11の左右偏位により摺り板とトロリ線との摺動位置を左右方向に分散させて、摺り板の減りも分散・均一化させている。しかしながら、トロリ線とパンタグラフ摺り板の摺動中に、アーク発生などの何らかの原因により、摺り板に局所的な摩耗が発生する場合がある。このような摩耗が進むと、摺り板の表面に局所的な凹部や段付摩耗が形成され、摩耗部にトロリ線が嵌り込んで、トロリ線のスムーズな左右移動を阻害する。この状態が継続すると、摺り板の破損やトロリ線の切断などの事故につながるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、パンタグラフ摺り板の局所摩耗や荒れの状態や深刻度をより的確に検出できる方法や、その検出結果に基づいて多段階の適切な処置を選択可能な列車運転規制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】
【００１０】
本発明のパンタグラフの異状検出装置は、  トロリ線の上方から下方を観察して、直下トロリ線の枕木長手方向の振動（左右振動）を把握するとともに、通過するパンタグラフ摺り板の摺動面の形状を把握する摺り板形状・トロリ線位置把握手段と、  把握した前記摺り板の摺動面形状に局所摩耗が存在するか否かを判定する局所摩耗判定手段と、  把握した前記トロリ線の左右振動が所定程度を超えるか否かを判定するトロリ線振動判定手段と、  前記局所摩耗判定手段と前記トロリ線振動判定手段の判定結果を受けて前記パンタグラフの異状の程度を総合判定する総合判定手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明のパンタグラフの異状検出方法は、  トロリ線の上方から下方を観察して、該トロリ線の枕木長手方向の左右振動を把握するとともに、通過するパンタグラフ摺り板の摺動面の形状を把握し、  把握した前記摺り板の摺動面形状に所定程度を超える局所摩耗があるか否かを判定し、  把握した前記トロリ線の左右振動が所定程度を超えるか否かを判定し、  摺り板摺動面の局所摩耗判定とトロリ線の左右振動の判定結果を受けて前記パンタグラフの異状の有無を総合判定することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、カメラなどによる摺り板形状・トロリ線位置把握手段で把握したすり板摺動面の形状に加えて、トロリ線の左右振動を加味して、パンタグラフ異状の程度・重大度の自動判定を行う。
【００１３】
本発明は、カテナリ式の電車線に適用できる。なお、カテナリ式の電車線は、支持点間に掛け渡した吊架線から、ハンガー・ドロッパーなどの縦線を介してトロリ線を吊る形式の架空電車線である（剛体架線式は含まない）。シンプルカテナリ式やコンパウンドカテナリ式、その変形例（ツイン・ダブルメッセンジャー・合成コンパウンドなど）を含むものである。
【００１４】
本発明のパンタグラフ異状検出時の列車運転規制方法は、  トロリ線の上方から下方を観察して、該トロリ線の枕木長手方向の左右振動を把握するとともに、通過するパンタグラフ摺り板の摺動面の形状を把握し、  把握した前記摺り板の摺動面形状に所定程度を超える局所摩耗があるか否かを判定し、  把握した前記トロリ線の左右振動が所定程度を超えるか否かを判定し、  ア）トロリ線左右振動が閾値を超過せず、かつ、摺り板摺動面の左右偏位の中央に局所摩耗ありの場合に、「列車の継続運行を行いながら目視点検」の要請を電車運行指令に行い、  イ）トロリ線左右振動が閾値を超過し、かつ、局所摩耗なし、又は、ウ）トロリ線左右振動が閾値を超過せず、かつ、偏位の中央以外の部分に局所摩耗ありの場合に、「列車の即時抑止不要ながら早期目視点検」の要請を電車運行指令に行い、  エ）トロリ線左右振動が閾値を超過し、かつ、局所摩耗ありの場合に、「列車の即時抑止」の要請を電車運行指令に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パンタグラフ摺り板の局所摩耗や荒れの状態や深刻度をより的確に検出できるパンタグラフの異状検出装置などを提供できる。また、その検出結果に基づいて多段階の適切な処置を選択可能な、パンタグラフ異状検出時の列車運転規制方法を提供することができる。そして、過剰反応となるような列車運行抑止を減らし安全安定輸送を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る一実施形態の全体概要を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態における照明・カメラ配置と、撮影されたパンタグラフ摺り板及びトロリ線の画像を模式的に示す図である。
【図３】図１・図２の実施形態で把握される摺り板の局所摩耗の形態例を模式的に示す図である。
【図４】走行中のパンタグラフから見たトロリ線の左右動を模式的に示す平面図である。
【図５】段付摩耗が発生した摺り板におけるトロリ線の挙動を説明する図であり、（Ａ）はトロリ線が平坦部から局所摩耗部へ移行した状態を示す。（Ｂ）はトロリ線が局所摩耗部から平坦部へ移行した状態を示す。（Ｃ）は、片側がなだらで、片側が段付きの局所摩耗部における挙動を示す。
【図６】カメラ等の設置位置、並びに、電車線（トロリ線）の揺れ易さを概念的に示す平面図である。
【図７】パンタグラフ異状時の対処例のフローチャートである。
【図８】電気鉄道のカテナリ式電車線の一例として、シンプルカテナリ式の電車線の設備概要を模式的に説明する図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図９】電柱における電車線の支持構造の一例を示す模式的正面図である。
【図１０】パンタグラフの構造の概要例を示す模式的側面図である。
【００１７】
１；電車線、２；電気鉄道車両、３；電柱、５；レール、６；枕木、
11；トロリ線、13；ハンガー（線）、15；吊架線
20；パンタグラフ、21；摺り板、21a；摺動面、21b；局所摩耗部、21c；段部
21d；局所摩耗のなだらかな斜面
22；舟体、23；復元バネ、24；舟支え、25；枠組
26；台枠、27；碍子、29；車体、
31；アーム止め具、32；電気絶縁碍子、33；架線支持アーム、35；吊架線止め具、
37；振止金具又は曲線引金具
40；摺り板形状・トロリ線位置把握手段、
41；スリット光源、43；カメラ、45；画像処理部
51；摺り板局所摩耗判定部、53；トロリ線振動判定部、55；総合判定部、
57；電車運行指令、59；各電車・駅・車両基地
61；測定区間の電車線偏位、63；左右振動しやすい範囲、65；左右振動しづらい範囲、
111；電車線偏位、111´；パンタグラフから見たトロリ線11の位置
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明の１実施形態に係るパンタグラフの異状検出装置は、以下の主要部を備える。
摺り板形状・トロリ線位置把握手段40；
トロリ線11の上方から下方を観察するカメラ43や画像処理部45を有しており、直下トロリ線11の枕木長手方向の振動（左右振動）を把握するとともに、通過するパンタグラフ摺り板21の摺動面の形状を把握する。
【００１９】
摺り板局所摩耗判定部51；
把握した摺り板21の摺動面形状に局所摩耗が存在するか否かを判定する。
トロリ線振動判定部53；
把握したトロリ線11の左右振動が所定程度を超えるか否かを判定する。
総合判定部55
局所摩耗判定部51とトロリ線振動判定部53の判定結果を受けてパンタグラフの異状の程度を総合判定する。
なお、これらの判定部51・53・55や前述の画像処理部45は、画像入力機能を備えた電子計算機上に構成されている。
【００２０】
総合判定部55で判定した結果は、電車運行指令57に送られる。そして、詳しくは図７を参照しつつ後述するが、電車運行指令57から各電車・駅・車両基地59に、「列車の継続運行を行いながら早期に途中駅又は車両基地においてパンタグラフ摺り板の目視点検を行え」との指令、あるいは、「列車の即時抑止不要ながら次駅などでパンタグラフ摺り板の目視点検を行え」、「列車の即時抑止」などの指令を発する。ただし、電車運行指令
57を介さず、各電車・駅・車両基地59に直接指令を送ってもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、電車運行指令57と各電車・駅・車両基地59に同時に指令を送ってもよい。さらに、図５（Ｃ）に示すように、各電車・駅・車両基地59に先に指令を送り、それらから電車運行指令57に指令を転送するようにしてもよい。
【００２１】
図２（Ａ）を参照しつつ、摺り板形状・トロリ線位置把握手段における画像取得機器（スリット光源41・カメラ43）の配置の例を説明する。トロリ線11の上には、スリット光源41が配置されている。このスリット光源41は、枕木長手方向（左右方向）に沿って延びる面状照明ビームLB（図２（Ｂ）のLB１〜3参照）を摺り板21の摺動面21aに当てる。なお、測定したい摺り板摺動面21aの長さと、一個のスリット光源41の射出可能なビームの幅とに応じて、左右方向に複数のスリット光源41を並べることができる。
【００２２】
トロリ線11上の、スリット光源41から前後方向に少し隔たった位置には、カメラ43が配置されている。このカメラ43は、線状照明ビームLBの当たった摺り板摺動面21aを、レール長手方向に傾いた位置から斜めに撮影するものである。カメラ43の垂直線からの傾き角θは、計測上必要な上下方向の視野幅とその分解能等から適切な値に設定する。
なお、測定したい摺り板摺動面21aの長さと、一個のカメラ43の視野角、カメラ43と摺り板摺動面21aとの距離に応じて、左右方向に複数のカメラ43を並べてもよい。また、カメラ43をスリット光源41の前後方向両側に設置して、取得画像の時間分解能を向上させることもできる。
【００２３】
図２（Ｂ）は、カメラ43で撮影した摺り板21の画像を模式的に示す。ここで、摺り板21の摺動面21aには、局所摩耗部21bが存在するものとする。真上から当たった線状照明ビームLBは、一本の線LB1となって画像に写り込む。ここで、ある時間間隔で線状照明ビームLBを、複数回、摺り板摺動面21aに当てて撮影すると、列車が進行しているため、摺り板摺動面21aを前後方向にある間隔でビーム走査することとなる。図２（Ｂ）では、三本のビームの線LB1・LB2・LB3が、模式的に示されている。これらの線LB1・LB2・LB3は、局所摩耗部21bにおいて窪んだ形になっている。このようになるのは、カメラ43が前後の斜めうえから摺り板摺動面21aを見ているからである。
【００２４】
この画像を処理すると、図３に示すような局所摩耗部21bの幾何形状と深さが分かる。この形状把握技術は、「光切断法」を応用したものである。この技術により、実際の営業区間で、通過する全車両の全パンタグラフ摺り板の連続測定が可能である。現在の工業的に入手可能な機器（スリット光源やカメラなど）を用いて、100km ／hで走行中のパンタグラフ摺り板の摺動面21aを、1.4mmピッチで撮影可能である。なお、一般的な摺り板の幅は33mm程度である。
【００２５】
カメラ43の撮影する画像には、当然、カメラ43の下に存在するトロリ線11も写り込む。トロリ線11が左右に振動している場合、図２（Ｃ）に示すように、トロリ線11の撮影時の位置と、設備配置上の規定位置との間には差Ｂが存在する。この位置差Ｂを、パンタグラフ通過時の前後において把握することにより、パンタグラフがトロリ線11を揺らす振動を把握できる。
【００２６】
図３は、図１・図２の摺り板形状把握手段によって把握される摺り板の局所摩耗の形態例を模式的に示す図である。（Ａ）は深く急峻な局所摩耗の例であり、（Ｂ）は深いが端がなだらかな局所摩耗の例であり、（Ｃ）は浅いが急峻な局所摩耗の例である。なお、図は模式的なものであって定量的なものではない。一例として、摺り板21の厚さは24mm程度、摺り板摺動面の摩耗が進んで摺り板が寿命となる限界の厚さは11mm程度、発生する局所摩耗のうちで問題になりうるものの深さは3mm程度である。
【００２７】
図３のような局所摩耗が検知された場合において、（Ａ）のような深く急峻な局所摩耗の場合、電車の即時あるいは速やかな抑止（停車・点検・該当パンタグラフの不使用など）が必要となるであろう。しかし、（Ｂ）のような深いが端がなだらかな局所摩耗の場合や、（Ｃ）のような浅いが急峻な局所摩耗の場合、電車の抑止をどのようにすべきか、あるいは車両基地まで通常の運行を続けてから点検したのでよいか、判断が困難である。
【００２８】
本発明では、これまで述べた摺り板形状把握手段で把握したすり板摺動面の形状に加えて、同じカメラ43で把握可能なトロリ線11の左右振動を加味して、パンタグラフ異状の程度・重大度とその対処方法の自動判定を行う。ここが本実施形態の要点である。
【００２９】
次に、図４を参照して、摺り板摺動面21aにおける局所摩耗が有るときと無いときの、トロリ線11の挙動・振動について説明する。図４（Ａ）・（Ｂ）において、左側の線図は、パンタグラフ摺り板から直下のトロリ線11を見た位置をプロットした線111´の図である。横軸はレール長手方向、縦軸は枕木長手（左右）方向であり、ジグザグの実線111´はトロリ線の位置をプロットした線である。図の右側のポンチ絵は、トロリ線11が、パンタグラフ20の摺り板摺動面21aに沿って、相対的に左右に往復移動している様子を模式的に示した正面図である。
【００３０】
摺り板摺動面21aに局所摩耗がない図４（Ａ）の場合は、パンタグラフから見るとトロリ線11は左右偏位に応じて左右に動き、トロリ線位置をプロットした線111´は、図８に示すトロリ線11の左右偏位の平面図と同じ形態である。
【００３１】
一方、急峻な段状の局所摩耗がある図４（Ｂ）の場合は、様子が大きく異なっている。すなわち、図４（Ｂ）の左側の線図において、破線111はトロリ線11の左右偏位のジグザグ形態を表すが、パンタグラフ20からトロリ線11を見たプロット実線111´は、大きく波打って、破線111から随所で離れている。これは、摺り板摺動面21aの局所摩耗の端（段部）にトロリ線11が引っ掛かるため、トロリ線11が局所摩耗への引っ掛かりと抜け出しを繰り返して左右動するためである。そのため、パンタグラフから見るとトロリ線11の軌跡111´は電車線偏位111と一致しない左右動を含むものとなる。
【００３２】
ここで、図５を参照して、摺り板に段付摩耗が発生した場合のトロリ線の挙動を説明する。図５（Ａ）に示すように、トロリ線11が摺り板21の摺動面21aの平坦部から局所摩耗部（段付き凹部）21bへ移行する場合には、トロリ線11の左右方向の動きはスムーズである。すなわち、トロリ線11は、その本来の左右偏位と同じようにスムーズに（引っ掛かりなく）動く。
【００３３】
一方、図５（Ｂ）に示すように、トロリ線11が、摺り板21の局所摩耗部（段付き凹部）21bから平坦な摺動面21aへ移行しようとする際には、まずトロリ線11が段部21cに引っ掛かって、トロリ線11のスムーズな左右方向移動が妨げられる。この状態がある程度続くと、摺り板21がレール長手方向に進んでトロリ線11の本来の左右偏位は、図５（Ｂ）のより右側になる。すると、段部21cがトロリ線11を押さえられなくなって、トロリ線11が局所摩耗部21bの段部21cを乗り越える。すると、弦が弾かれたような状態となり、トロリ線11に左右方向の自由振動が発生する。
【００３４】
上記の局所摩耗が重度の段付き摩耗形態となってトロリ線が局所摩耗に引っ掛かるような状態になると、その部分でしゅう動時間が長くなるため、局所摩耗部の摩耗が進行し、最悪の場合はパンタグラフ舟体が破断するとともに、これに伴う電車線の断線などが生じ、被害が広範囲に及ぶ可能性がある。なお、図５（Ｃ）は、局所摩耗の斜面がなだらかな場合のトロリ線の挙動を模式的に示す。トロリ線11が、なだらかな斜面21dを図の左から右に進むとき、トロリ線11の引っ掛かり・左右振動は起こらず、したがって斜面21d側では局所摩耗の進展もない。
【００３５】
図４（Ｂ）にもどって説明する。図４（Ｂ）の左端部において、摺り板摺動面の局所摩耗の位置にトロリ線が引っ掛かると、線111´-1のように、パンタグラフ20からトロリ線11を見たプロット実線111´は、左右偏位が一定の直線となる。これは、摺り板・パンタグラフがレール長手方向に進んでも、トロリ線11は摺り板摺動面の局所摩耗の位置に引っ掛かって、トロリ線の左右方向位置が変わらないからである。この状態から、トロリ線11が局所摩耗部21bの段部21c（図５参照）を這い上がって局所摩耗部21bから抜け出すと、前述の弦が弾かれたような状態となって、プロット実線111´は線111´-2のように自由振動する。
【００３６】
その後、左右偏位の線111とほぼ同じ線111´-3を辿って、再び摺り板摺動面21aの局所摩耗部21bにトロリ線11が入り、その段部21cでトロリ線11の左右偏位が抑制され、トロリ線11のプロット実線111´は線111´-4のように左右偏位が一定の直線になる。その後、トロリ線11が局所摩耗部21bから外れると、プロットの線111´-5は、さっと左右偏位の破線111に寄る。その後、プロットの線111´-6は、小さな振動はあるが、すぐに左右偏位の線111と重なる。このように同じ局所摩耗部21bからトロリ線11が外れても、トロリ線11の振動が極めて小さいのは、局所摩耗部21bからトロリ線11が外れたところが、トロリ線左右偏位の端に近い場所だからである。トロリ線左右偏位の端に近い場所は、図９に示すように、左右方向にはトロリ線11は振止金具又は曲線引金具37に押えられており（引っ張られており）、トロリ線11は、左右方向にほとんど自由振動不能なのである。
【００３７】
図６は、電車線（トロリ線）が左右振動しづらい範囲と左右振動しやすい範囲を概念的に示す平面図である。図中の真っ直ぐな一点鎖線は、軌道のセンターラインである。ジグザグの実線111はトロリ線の左右偏位を示す。図中の符号37は、振止金具又は曲線引金具を示す。
【００３８】
振止金具又は曲線引金具37に近い部分（軌道の左右両端近くの部分）65のトロリ線11は、振止金具又は曲線引金具37の左右方向拘束が比較的強く、左右振動しづらい範囲65である。一方、振止金具又は曲線引金具37から遠い部分（軌道の中央近くの部分）63のトロリ線11は、振止金具又は曲線引金具37の左右方向拘束が比較的弱いので、左右振動しやすい範囲63である。
【００３９】
スリット光源41やカメラ43を配置するのは、軌道の中央近くの左右振動しやすい範囲63である。この位置に設置したカメラ43で、パンタグラフがカメラ43の下を通過するときだけではなく、通過前後の数秒間の撮影を行い、トロリ線の左右振動を計測する。そして、摺り板形状把握手段で把握したすり板摺動面の形状に加えて、同じカメラで把握可能なトロリ線の左右振動を加味して、パンタグラフ異状の程度・重大度とその対処方法の自動判定を行う。
【００４０】
図７は、パンタグラフ異状時の対処例のフローチャートである。最初のステップＳ１では、摺り板形状・トロリ線位置把握手段40（図１）のカメラ43で、常時、摺り板摺動面21aの形状、及び、トロリ線11の位置（振動）を測定している。そして、Ｓ２では、トロリ線左右振動が閾値（例えば30mm）を超過しているか否かを判断し、超過している（ＹＥＳの）場合はＳ３に進み、ＮＯの場合はＳ１１に進む。Ｓ３では、摺り板摺動面に局所摩耗が生じているか否かを判定し、局所摩耗なし（ＮＯ）の場合はＳ４に進み、局所摩耗あり（ＹＥＳ）の場合はＳ５に進む。なお、局所摩耗と判定するのは、例えば、通常摩耗部に比べて深さ３mm程度以上の局所摩耗がある場合である。
【００４１】
Ｓ４は、トロリ線の左右振動は大きいものの、摺り板摺動面の局所摩耗を摺り板形状把握手段から認識できない場合であるが、この場合、摺り板摺動面が荒れている可能性がある。この場合は、電車の即時抑止ではなく、徐行や次駅ホームからの目視点検の指示を行う。Ｓ５は、トロリ線の左右振動が大きく、かつ、摺り板摺動面の局所摩耗が観測された場合であるが、この場合、局所摩耗が進展する可能性があるため、列車の即時抑止を行う。
【００４２】
Ｓ２でトロリ線左右振動が閾値を超過していない（ＮＯ）と判定され、Ｓ１１に進むと、Ｓ１１では、摺り板摺動面に局所摩耗が生じているか否かを判定し、ＹＥＳの場合はＳ１３に進み、局所摩耗なし（ＮＯ）の場合はＳ１２に進む。Ｓ１２は、トロリ線左右振動なし、かつ局所摩耗もなしであるから、異状なしであり、各電車などへの指令・要請は行わない。
【００４３】
Ｓ１３は、トロリ線の左右振動はないが、摺り板摺動面の局所摩耗はある状況である。このようになる場合は、二つの可能性が考えられる。一つは局所摩耗の位置がトロリ線の振動を誘発しづらい位置にある場合であり、もう一つは斜面がなだらかで進展の可能性が低い局所摩耗の場合である。どちらかの判断は、局所摩耗の発生箇所（左右方向位置）を基に行う。局所摩耗が電車線の左右偏位の端にある場合は、前者の（局所摩耗の位置がトロリ線の振動を誘発しづらい位置にある）可能性がある（図６の「電車線が振動しづらい範囲」参照）。局所摩耗の位置が摺り板摺動面の左右偏位中央付近では、後者（なだらかで進展の可能性が低い局所摩耗）の可能性が高い。
【００４４】
そこで、Ｓ１３では、摺り板摺動面の局所摩耗の発生箇所が中央部（例えば軌道中心から±100mm）か否かを判定し、ＹＥＳの場合はＳ１５に進み、局所摩耗発生箇所が中央でない（ＮＯ）の場合はＳ１４に進む。Ｓ１５の場合、局所摩耗の進展の可能性が低いので、目視点検や列車の即時抑止を行わず、営業運用終了後に車両基地等で確認を行うなどの判断が可能である。Ｓ１４の場合は、次駅ホームからの目視点検の指示を行う。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、パンタグラフ摺り板の局所摩耗・荒れの状態や深刻度をより的確に検出できる。そして、重大事故につながる可能性のある局所摩耗を確実に把握しパンタグラフおよび電車線の損傷を防ぐことができる。また、検出したパンタグラフ異状結果に基づいて、列車運転規制を、多段階の適切な処置を選択可能なものとできる。これにより、過剰反応となるような列車運行抑止を減らし安全・安定輸送を実現できる。
【００４６】
なお、左右偏位の向きが異なる２箇所（連続する2径間、図６の黒丸41・43と白丸41´・43´）で測定することで、片側がなだらかで片側が急峻な形状の局所摩耗でも検知することができる。なお、符号41はスリット光源、43はカメラである。
【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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