(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転する回転子を有する風速計と、
前記回転子の回転速度に基づき風速値を演算して出力する監視装置と、を備える風速監視システムであって、
前記風速計と前記監視装置とは、光ファイバによって接続され、
前記監視装置は、
前記光ファイバと接続する発光素子および受光素子と、
前記風速値を演算する演算手段と、
前記受光素子からの信号に基づいて、前記光ファイバの断線の有無を判定する判定手段と、を備え、
前記風速計は、
前記回転子と回転軸が共通であるスリット板と、
前記光ファイバを介して入力された前記発光素子からの連続光を、前記スリット板の回転によって前記回転子の回転速度に応じた周波数のパルス光に変換し、前記光ファイバを介して前記受光素子に出力する第１エンコーダ及び第２エンコーダと、を備え、
前記演算手段は、前記受光素子からの信号に基づいて、前記風速値を演算し、
前記風速計と前記監視装置とを接続する前記光ファイバは、第１エンコーダ側光ファイバと第２エンコーダ側光ファイバとであり、
前記第１エンコーダは、前記第１エンコーダ側光ファイバを介して入力された前記発光素子からの連続光を、第１パルス光に変換し、前記第１エンコーダ側光ファイバを介して前記受光素子に出力するよう構成され、
前記第２エンコーダは、前記第２エンコーダ側光ファイバを介して入力された前記発光素子からの連続光を、前記第１パルス光とは逆位相の第２パルス光に変換し、前記第２エンコーダ側光ファイバを介して前記受光素子に出力するよう構成され、
前記判定手段は、前記受光素子からの信号に基づいて、前記第１エンコーダおよび前記第２エンコーダのうちの一方からはパルス光の入力があり他方からはパルス光の入力がないと判断した場合と、前記第１エンコーダおよび前記第２エンコーダの双方から光の入力がないと判断した場合と、に前記光ファイバが断線していると判定することを特徴とする風速監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風を受けて回転する回転子を有する風速計と、回転子の回転速度に基づき風速値を演算して出力する監視装置と、を備える風速監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道等の交通機関の運行制御に用いられる風速監視システムとして、風を受けて回転する回転子を有する風速計と、回転子の回転速度に基づき風速値を演算して出力する監視装置と、を備えたものが知られている。
一般的に、風速計と監視装置とは設置場所が離れていることが多い。例えば、鉄道の運行制御に用いられる風速監視システムでは、風速計は、河川敷やトンネル出口付近などに設置され、監視装置は、各駅の機器室に設置される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８５４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、鉄道の運行制御に用いられる風速監視システムにおいては、風速計と監視装置とは鉄道用レールに沿って設置されたメタルケーブルで接続されているため、風速計から監視装置へと送信される情報が、鉄道用レールに流れる帰線電流に起因する電磁誘導等による電磁ノイズの影響を受けるという問題がある。しかも、監視装置は、風速計との間の距離、すなわちケーブルの長さが長くなるほど、電磁ノイズによって誤った情報を受信する可能性が高くなる。
【０００５】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、電磁ノイズの影響を受けない風速監視システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の風速監視システムは、
風を受けて回転する回転子を有する風速計と、
前記回転子の回転速度に基づき風速値を演算して出力する監視装置と、を備える風速監視システムであって、
前記風速計と前記監視装置とは、光ファイバによって接続され、
前記監視装置は、
前記光ファイバと接続する発光素子および受光素子と、
前記風速値を演算する演算手段と、
前記受光素子からの信号に基づいて、前記光ファイバの断線の有無を判定する判定手段と、を備え、
前記風速計は、
前記回転子と回転軸が共通であるスリット板と、
前記光ファイバを介して入力された前記発光素子からの連続光を、前記スリット板の回転によって前記回転子の回転速度に応じた周波数のパルス光に変換し、前記光ファイバを介して前記受光素子に出力する第１エンコーダ及び第２エンコーダと、を備え、
前記演算手段は、前記受光素子からの信号に基づいて、前記風速値を演算し、
前記風速計と前記監視装置とを接続する前記光ファイバは、第１エンコーダ側光ファイバと第２エンコーダ側光ファイバとであり、
前記第１エンコーダは、前記第１エンコーダ側光ファイバを介して入力された前記発光素子からの連続光を、第１パルス光に変換し、前記第１エンコーダ側光ファイバを介して前記受光素子に出力するよう構成され、
前記第２エンコーダは、前記第２エンコーダ側光ファイバを介して入力された前記発光素子からの連続光を、前記第１パルス光とは逆位相の第２パルス光に変換し、前記第２エンコーダ側光ファイバを介して前記受光素子に出力するよう構成され、
前記判定手段は、前記受光素子からの信号に基づいて、前記第１エンコーダおよび前記第２エンコーダのうちの一方からはパルス光の入力があり他方からはパルス光の入力がないと判断した場合と、前記第１エンコーダおよび前記第２エンコーダの双方から光の入力がないと判断した場合と、に前記光ファイバが断線していると判定するように構成されている。
【０００７】
したがって、風速計と監視装置とは光ファイバによって接続されているため、電磁ノイズの影響を受けない風速監視システムを提供することができる。
【０００９】
また、風速値の演算に用いる信号を用いて、光ファイバの断線の有無を判定することができる。
【００１１】
また、光ファイバの断線の有無を精度よく判定することができる。
また、第１エンコーダ側光ファイバが断線しても、第２エンコーダからの光に基づき風速値を演算することができ、第２エンコーダ側光ファイバが断線しても、第１エンコーダからの光に基づき風速値を演算することができるため、耐久性の高い風速監視システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電磁ノイズの影響を受けない風速監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の風速監視システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の風速監視システムが有する風速計の全体構成の一例を示す正面図である。
【図３】第１実施形態の風速監視システムが有する風速計の要部構成の一例を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態におけるパルス光について説明するための図である。
【図５】第２−１実施形態の風速監視システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図６】第２−１実施形態の風速監視システムが有する風速計の要部構成の一例を示す斜視図である。
【図７】第２−１実施形態におけるパルス光について説明するための図である。
【図８】第２−２実施形態の風速監視システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図９】第２−２実施形態および第２−３実施形態におけるパルス光について説明するための図である。
【図１０】第２−３実施形態の風速監視システムの構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照しつつ、本発明にかかる風速監視システムの実施形態について説明する。なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。
【００１９】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態の風速監視システム１について説明する。
図１は、第１実施形態の風速監視システム１の構成の一例を示すブロック図である。
風速監視システム１は、鉄道の運行制御に用いられるものであり、風を受けて回転する回転子１１を有する風速計１０と、回転子１１の回転速度に基づき風速値を演算して出力する監視装置２０と、風速計１０と監視装置２０とを接続する２本の光ファイバ３１，３２と、を備えて構成される。なお、図１では回転子１１の図示を省略している。
【００２０】
風速計１０は、風速計側第１光コネクタＣ１１を介して第１光ファイバ３１と接続されているとともに、風速計側第２光コネクタＣ１２を介して第２光ファイバ３２と接続されている。なお、光コネクタＣ１１，Ｃ１２は、防水光コネクタが好ましい。
また、監視装置２０は、監視装置側第１光コネクタＣ２１を介して第１光ファイバ３１と接続されているとともに、監視装置側第２光コネクタＣ２２を介して第２光ファイバ３２と接続されている。
そして、風速監視システム１においては、第１光ファイバ３１によって監視装置２０からの光を風速計１０へと伝送し、第２光ファイバ３２によって風速計１０からの光を監視装置２０へと伝送する。
【００２１】
光ファイバ３１，３２としては、鉄道用レール等に沿って設置された既設の光ケーブルを構成する複数の光ファイバのうち未使用の光ファイバを用いてもよいし、風速監視システム１のために新設した光ケーブルを構成する光ファイバを用いてもよいし、あるいは、これらを組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
本実施形態の場合、風速計１０は、河川敷やトンネル出口付近などに設置され、監視装置２０は、ターミナル駅等の通信機器室に設置されている。
従来の風速監視システムにおいて、風速計と監視装置とはメタルケーブルで接続されているため、電磁ノイズの影響を受け難くするためにケーブルの長さを短くするという観点から、監視装置は、風速計の設置場所に近い駅の通信機器室に設置されていた。しかし、監視装置から出力（表示等）される風速値をチェックする必要があるため、監視装置が設置されている駅が駅員の少ない駅である場合には特に、駅員に負担がかかるという問題があった。
これに対し、本実施形態の風速監視システム１のように、風速計１０と監視装置２０とを光ケーブルで接続することによって、電磁ノイズの発生を抜本的になくすことができるため、風速計１０と監視装置２０との間の伝送距離を従来よりも飛躍的に長くすることができる。したがって、監視装置２０の設置場所の選択肢が広がるため、監視装置２０をターミナル駅等の駅員の多い駅に設置して、駅員にかかる負担を軽減することが可能となる。なお、風速計１０と監視装置２０とは、１：１で接続されていてもよいし、複数：１で接続されていてもよい。
【００２３】
図２は、第１実施形態の風速監視システム１が有する風速計１０の全体構成の一例を示す正面図であり、図３は、第１実施形態の風速監視システム１が有する風速計１０の要部構成の一例を示す斜視図である。
風速計１０は、風杯型風速計であり、複数個（本実施形態の場合、３個）の風杯１１１を有する回転子１１と、回転子１１に接続され、当該回転子１１とともに回転する回転軸１２と、円板状をなし、中心に回転軸１２が貫通して当該回転軸１２とともに回転するスリット板１３と、スリット板１３の回転によって連続光をパルス光に変換するエンコーダ１４と、を備えて構成される。
【００２４】
スリット板１３は、透光性を有さない円板の周縁部に、当該円板の周方向に沿って等間隔に複数個のスリット１３１を設けることによって形成された部材である。すなわち、スリット板１３は、図３に示すように、当該スリット板１３の周縁部に、当該スリット板１３の周方向に沿って等間隔に複数個のスリット１３１を有している。
なお、本実施形態では、スリット１３１の形状を円形状としたが、これに限定されるものではなく、スリット１３１の形状は適宜変更可能である。
【００２５】
エンコーダ１４は、図１および図３に示すように、発光側伝送路１４１と受光側伝送路１４２とを有している。
発光側伝送路１４１は、例えば光ファイバであり、風速計側第１光コネクタＣ１１を介して第１光ファイバ３１と接続している。具体的には、発光側伝送路１４１においては、当該発光側伝送路１４１の入光端が風速計側第１光コネクタＣ１１と接続しており、当該発光側伝送路１４１の出光端からは第１光ファイバ３１によって伝送された監視装置２０からの光が出射されるようになっている。
受光側伝送路１４２は、例えば光ファイバであり、風速計側第２光コネクタＣ１２を介して第２光ファイバ３２と接続している。具体的には、受光側伝送路１４２においては、当該受光側伝送路１４２の出光端が風速計側第２光コネクタＣ１２と接続しており、当該受光側伝送路１４２の入光端に入射した光（風速計１０からの光）は第２光ファイバ３２によって監視装置２０へと伝送されるようになっている。
【００２６】
そして、図３に示すように、発光側伝送路１４１の出光端と受光側伝送路１４２の入光端とは、スリット板１３の周縁部を挟んで対向している。
したがって、発光側伝送路１４１の出光端から出射された光が、スリット板１３の周縁部に設けられているスリット１３１を通過して、受光側伝送路１４２の入光端に一定値以上の強度の光が入射される状態（以下「通過状態」という。）と、発光側伝送路１４１の出光端から出射された光が、スリット板１３（具体的には、スリット１３１同士の間の部分）に遮断されて、受光側伝送路１４２の入光端に一定値以上の強度の光が入射されない状態（以下「遮断状態」という。）と、が生じる。スリット板１３が回転している場合には、通過状態と遮断状態とが交互に繰り返されるため、発光側伝送路１４１の出光端から連続光を出射すると、当該連続光は、例えば図４に示すように、スリット板１３の回転によってパルス光に変換される。スリット板１３は、回転子１１と回転軸が共通であるため、スリット板１３の回転によって生成されたパルス光の周波数は、回転子１１の回転速度に応じた周波数となる。
すなわち、エンコーダ１４は、光ファイバ（第１光ファイバ３１）を介して入力された発光素子２１（後述）からの連続光を、スリット板１３の回転によって回転子１１の回転速度に応じた周波数のパルス光に変換し、光ファイバ（第２光ファイバ３２）を介して受光素子２２（後述）に出力するように構成されている。
【００２７】
例えばスリット板１３が６０個のスリット１３１を有する場合、エンコーダ１４は、回転子１１が一回転する毎に６０パルスを生成することができる。なお、スリット板１３が有するスリット１３１の個数は６０個に限定されるものではなく、複数個であれば適宜変更可能であるが、スリット板１３が有するスリット１３１の個数が多いほど、回転子１１が一回転する毎に生成できるパルス数が増加するため、回転子１１の回転が低速である際、すなわち風速が小さい際の分解能が向上し、好ましい。
【００２８】
監視装置２０は、風速警報器であり、図１に示すように、監視装置側第１光コネクタＣ２１を介して第１光ファイバ３１と接続する発光素子２１と、監視装置側第２光コネクタＣ２２を介して第２光ファイバ３２と接続する受光素子２２と、監視装置２０全体を統括的に制御する制御部２３と、風速値を出力する風速値出力部２４と、警報を出力する警報出力部２５と、を備えて構成される。
【００２９】
発光素子２１は、連続光を発する光源である。発光素子２１としては、例えば半導体レーザ（ＬＤ）を用いることができる。
受光素子２２は、受光した光の強度を電気信号に変換する受光器である。受光素子２２としては、例えばフォトダイオード（ＰＤ）を用いることができる。
【００３０】
制御部２３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるコンピュータである。ＲＯＭには、各種データおよびプログラムが記憶されている。ＣＰＵが指定されたプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムとＣＰＵとの協働によって、制御部２３が各種処理を行う。
【００３１】
制御部２３は、例えば、信号処理および演算処理を行って、受光素子２２からの信号に基づき風速値を演算する風速値演算機能を有する。
具体的には、制御部２３は、例えば、受光素子２２が受光した光の単位時間あたりのパルス数をカウントし、当該カウントしたパルス数を風速値に換算する。
すなわち、制御部２３が、風速値を演算する演算手段をなす。
【００３２】
また、制御部２３は、例えば、演算した風速値を風速値出力部２４から出力する風速値出力制御機能を有する。
本実施形態において、風速値出力部２４は、監視装置２０の筐体の正面部等に配設された７セグメント型の表示器を有しており、制御部２３からの指示に従って表示器に風速値を表示する。
なお、風速値出力部２４は７セグメント型の表示器で構成されたものに限定されず、風速値出力部２４によって、制御部２３が演算した風速値を、駅員等に報知することができるのであれば、風速値出力部２４の構成は適宜変更可能である。
【００３３】
また、制御部２３は、例えば、演算した風速値が所定の風速閾値以上である場合に、警報を警報出力部２５から出力する警報出力制御機能を有する。
本実施形態において、警報出力部２５は、監視装置２０の筐体の正面部等に配設された複数の警報灯を有しており、制御部２３からの指示に従って対応する警報灯を点灯（あるいは点滅）させる。具体的には、警報出力部２５は、例えば、風速１５ｍ／ｓ以上に対応する第１警報灯、風速２０ｍ／ｓ以上に対応する第２警報灯、および風速２５ｍ／ｓ以上に対応する第３警報灯を有しており、制御部２３によって演算された風速値が１５ｍ／ｓ以上である場合には第１警報灯を、演算された風速値が２０ｍ／ｓ以上である場合には第２警報灯を、演算された風速値が２５ｍ／ｓ以上である場合には第３警報灯を点灯（あるいは点滅）させる。
なお、警報出力部２５は複数の警報灯で構成されたものに限定されず、警報出力部２５によって、制御部２３が演算した風速値が所定の風速閾値以上であることを、駅員等に報知することができるのであれば、警報出力部２５の構成は適宜変更可能である。
【００３４】
ここで、風速監視システム１による風速監視の流れの具体例を説明する。
発光素子２１が発した連続光は、第１光ファイバ３１を介して風速計１０に伝送され、スリット板１３の回転によって回転子１１の回転速度に応じた周波数のパルス光に変換される。回転子１１の回転が高速である、すなわち風速が大きいほど、パルス光の周波数は高くなる。
そして、当該パルス光は、第２光ファイバ３２を介して監視装置２０に伝送され、受光素子２２によって受光される。
制御部２３は、受光素子２２によって受光されたパルス光に基づいて風速値を演算し、その結果を風速値出力部２４から出力する。また、制御部２３は、演算した風速値が所定の風速閾値以上である場合には、警報を警報出力部２５から出力する。
【００３５】
以上説明した第１実施形態の風速監視システム１によれば、風を受けて回転する回転子１１を有する風速計１０と、回転子１１の回転速度に基づき風速値を演算して出力する監視装置２０と、を備える風速監視システムであって、風速計１０と監視装置２０とは、光ファイバ３１，３２によって接続され、監視装置２０は、光ファイバ３１，３２と接続する発光素子２１および受光素子２２と、風速値を演算する演算手段（制御部２３）と、を備え、風速計１０は、回転子１１と回転軸が共通であるスリット板１３と、光ファイバ（第１光ファイバ３１）を介して入力された発光素子２１からの連続光を、スリット板１３の回転によって回転子１１の回転速度に応じた周波数のパルス光に変換し、光ファイバ（第２光ファイバ３２）を介して受光素子２２に出力するエンコーダ１４と、を備え、演算手段は、受光素子２２からの信号に基づいて、風速値を演算するように構成されている。
【００３６】
したがって、風速計１０と監視装置２０とは光ファイバ３１，３２によって接続されているため、電磁ノイズの影響を受けず、正確な風速値を出力（表示等）することができる。
なお、本実施形態では、風速計１０と監視装置２０とを２本の光ファイバ３１，３２によって接続したが、これに限定されるものではなく、例えば、監視装置２０から風速計１０へと伝送される光の波長と、風速計１０から監視装置２０へと伝送される光の波長と、を異ならせるための機能を備えれば、風速計１０と監視装置２０とを１本の光ファイバによって接続することが可能である。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の風速監視システム２Ａ，２Ｂ，２Ｃについて説明する。
第２実施形態の風速監視システム２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、監視装置２０が当該監視装置２０と風速計１０とを接続する光ファイバの断線の有無を判定する断線判定機能を有する点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。したがって、第１実施形態と同様の構成を有する部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【００３８】
ここで、第１実施形態の風速監視システム１においては、無風時（すなわち、スリット板１３が回転しない時）には、受光素子２２がパルス光を受光しないため、制御部２３によって演算される風速値は０ｍ／ｓとなる。また、第１光ファイバ３１の断線時（すなわち、監視装置２０からの光が風速計１０へと伝送されない時）および／または第２光ファイバ３２の断線時（すなわち、風速計１０からの光が監視装置２０へと伝送されない時）にも、受光素子２２がパルス光を受光しないため、制御部２３によって演算される風速値は０ｍ／ｓとなる。よって、駅員等は、監視装置２０から出力された風速値だけでは、無風なのか光ファイバが断線しているのかを判断できず、光ファイバの断線の有無を確認するためには風速計１０まで調べに行く必要がある。
【００３９】
そこで、第２実施形態の風速監視システム２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおいては、監視装置２０によって、受光素子からの信号に基づき風速値を演算することに加えて、受光素子からの信号に基づき光ファイバの断線の有無を判定し、監視装置２０から出力される情報を見るだけで、光ファイバの断線の有無を確認できるように構成した。その具体例を、以下の第２−１実施形態、第２−２実施形態、および第２−３実施形態にて説明する。
【００４０】
＜第２−１実施形態＞
図５は、第２−１実施形態の風速監視システム２Ａの構成の一例を示すブロック図であり、図６は、第２−１実施形態の風速監視システム２Ａが有する風速計１０の要部構成の一例を示す斜視図である。
【００４１】
図５に示すように、第２−１実施形態の風速監視システム２Ａは、風速計１０と監視装置２０とが４本の光ファイバ３１，３２，３６，３７によって接続されている点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
風速監視システム２Ａにおいて、風速計１０は、風速計側第３光コネクタＣ１６を介して第３光ファイバ３６と接続されているとともに、風速計側第４光コネクタＣ１７を介して第４光ファイバ３７と接続されている。なお、光コネクタＣ１６，Ｃ１７は、光コネクタＣ１１，Ｃ１２と同様、防水光コネクタが好ましい。
また、風速監視システム２Ａにおいて、監視装置２０は、監視装置側第３光コネクタＣ２６を介して第３光ファイバ３６と接続されているとともに、監視装置側第４光コネクタＣ２７を介して第４光ファイバ３７と接続されている。
そして、風速監視システム２Ａにおいては、第１光ファイバ３１によって監視装置２０からの光を風速計１０へと伝送し、第２光ファイバ３２によって風速計１０からの光を監視装置２０へと伝送するとともに、第３光ファイバ３６によって監視装置２０からの光を風速計１０へと伝送し、第４光ファイバ３７によって風速計１０からの光を監視装置２０へと伝送する。
【００４２】
また、第２−１実施形態の風速監視システム２Ａは、風速計１０が、２つのエンコーダ１４，１５を備えている点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
エンコーダ１５は、エンコーダ１４と同様、発光側伝送路１５１と受光側伝送路１５２とを有している。
発光側伝送路１５１は、例えば光ファイバであり、風速計側第３光コネクタＣ１６を介して第３光ファイバ３６と接続している。具体的には、発光側伝送路１５１においては、当該発光側伝送路１５１の入光端が風速計側第３光コネクタＣ１６と接続しており、当該発光側伝送路１５１の出光端からは第３光ファイバ３６によって伝送された監視装置２０からの光が出射されるようになっている。
受光側伝送路１５２は、例えば光ファイバであり、風速計側第４光コネクタＣ１７を介して第４光ファイバ３７と接続している。具体的には、受光側伝送路１５２においては、当該受光側伝送路１５２の出光端が風速計側第４光コネクタＣ１７と接続しており、当該受光側伝送路１５２の入光端に入射した光（風速計１０からの光）は第４光ファイバ３７によって監視装置２０へと伝送されるようになっている。
そして、図６に示すように、発光側伝送路１５１の出光端と受光側伝送路１５２の入光端とは、スリット板１３の周縁部を挟んで対向している。
【００４３】
風速監視システム２Ａにおいては、図７に示すように、エンコーダ１４によって生成されるパルス光（第１パルス光Ｐ１）と、エンコーダ１５によって生成されるパルス光（第２パルス光Ｐ２）と、は逆位相となるように構成されている。
すなわち、風速監視システム２Ａが有する風速計１０は、エンコーダとして、第１エンコーダ側光ファイバ（第１光ファイバ３１）を介して入力された発光素子２１からの連続光を、第１パルス光Ｐ１に変換し、第１エンコーダ側光ファイバ（第２光ファイバ３２）を介して受光素子２２に出力する第１エンコーダ（エンコーダ１４）と、第２エンコーダ側光ファイバ（第３光ファイバ３６）を介して入力された発光素子２６（後述）からの連続光を、第１パルス光Ｐ１とは逆位相の第２パルス光Ｐ２に変換し、第２エンコーダ側光ファイバ（第４光ファイバ３７）を介して受光素子２７（後述）に出力する第２エンコーダ（エンコーダ１５）と、を備えている。
【００４４】
具体的には、発光側伝送路１４１，１５１の出光端と受光側伝送路１４２，１５２の入光端とは、図６に示すように、第１エンコーダ（エンコーダ１４）が通過状態である場合に、第２エンコーダ（エンコーダ１５）が遮断状態となり、第１エンコーダ（エンコーダ１４）が遮断状態である場合に、第２エンコーダ（エンコーダ１５）が通過状態となる位置に配設されている。
【００４５】
また、図５に示すように、第２−１実施形態の風速監視システム２Ａは、監視装置２０が、２つの発光素子２１，２６と２つの受光素子２２，２７とを備えている点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
発光素子２６は、発光素子２１と同様、連続光を発する光源である。発光素子２６は、監視装置側第３光コネクタＣ２６を介して第３光ファイバ３６と接続している。
受光素子２７は、受光素子２２と同様、受光した光の強度を電気信号に変換する受光器である。受光素子２７は、監視装置側第４光コネクタＣ２７を介して第４光ファイバ３７と接続している。
【００４６】
また、第２−１実施形態の風速監視システム２Ａは、監視装置２０が、光ファイバの断線を報知する断線報知部２８を備えている点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
また、第２−１実施形態の風速監視システム２Ａは、監視装置２０の制御部２３が、風速値演算機能、風速値出力制御機能、および警報出力制御機能に加えて、監視装置２０と風速計１０とを接続する光ファイバの断線の有無を判定する断線判定機能を有する点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
【００４７】
例えば、第１光ファイバ３１、第２光ファイバ３２、第３光ファイバ３６、および第４光ファイバ３７の全てが断線していない場合、有風時には、スリット板１３が回転するため、監視装置２０に対し、第１エンコーダ（エンコーダ１４）からも第２エンコーダ（エンコーダ１５）からもパルス光の入力がある。
一方、第１光ファイバ３１および第２光ファイバ３２の双方が断線しておらず、第３光ファイバ３６および第４光ファイバ３７のうちの少なくとも一方が断線している場合、有風時には、監視装置２０に対し、第１エンコーダ（エンコーダ１４）からのパルス光の入力はあるが、第２エンコーダ（エンコーダ１５）からのパルス光の入力はない。
また、第３光ファイバ３６および第４光ファイバ３７の双方が断線しておらず、第１光ファイバ３１および第２光ファイバ３２のうちの少なくとも一方が断線している場合、有風時には、監視装置２０に対し、第２エンコーダ（エンコーダ１５）からのパルス光の入力はあるが、第１エンコーダ（エンコーダ１４）からのパルス光の入力はない。
したがって、第１エンコーダ（エンコーダ１４）および第２エンコーダ（エンコーダ１５）のうちの一方からはパルス光の入力があり、他方からはパルス光の入力がない場合には、光ファイバが断線していると判定できる。
【００４８】
また、例えば、第１光ファイバ３１、第２光ファイバ３２、第３光ファイバ３６、および第４光ファイバ３７の全てが断線していない場合、無風時には、スリット板１３が回転しないため、監視装置２０に対し、第１エンコーダ（エンコーダ１４）および第２エンコーダ（エンコーダ１５）のうちの少なくとも一方から連続光の入力がある。
したがって、第１エンコーダ（エンコーダ１４）および第２エンコーダ（エンコーダ１５）の双方から光の入力がない場合には、光ファイバが断線していると判定できる。
【００４９】
制御部２３は、例えば、受光素子２２，２７からの信号に基づいて、第１エンコーダ（エンコーダ１４）および第２エンコーダ（エンコーダ１５）のうちの一方からはパルス光の入力があり、他方からはパルス光の入力がない状態が所定期間継続したと判断した場合に、光ファイバが断線していると判定して、断線報知部２８からアラームを出力する。
また、制御部２３は、例えば、受光素子２２，２７からの信号に基づいて、第１エンコーダ（エンコーダ１４）および第２エンコーダ（エンコーダ１５）の双方から光の入力がない状態が所定期間継続したと判断した場合に、光ファイバが断線していると判定して、断線報知部２８からアラームを出力する。
本実施形態において、断線報知部２８は、監視装置２０の筐体の正面部等に配設された警報灯を有しており、制御部２３からの指示に従って警報灯を点灯（あるいは点滅）させる。
なお、断線報知部２８は、警報灯で構成されたものに限定されず、断線報知部２８によって、光ファイバが断線していることを、駅員等に報知することができるのであれば、断線報知部２８の構成は適宜変更可能である。
【００５０】
以上説明した第２−１実施形態の風速監視システム２Ａによれば、監視装置２０は、受光素子２２，２７からの信号に基づいて、光ファイバ３１，３２，３６，３７の断線の有無を判定する判定手段（制御部２３）を備えるように構成されている。
【００５１】
したがって、風速値の演算に用いる信号を用いて、光ファイバ３１，３２，３６，３７の断線の有無を判定することができる。
【００５２】
具体的には、第２−１実施形態の風速監視システム２Ａによれば、風速計１０は、エンコーダとして、第１エンコーダ（エンコーダ１４）と第２エンコーダ（エンコーダ１５）とを備え、風速計１０と監視装置２０とは、光ファイバとして、第１エンコーダ側光ファイバ（光ファイバ３１，３２）と第２エンコーダ側光ファイバ（光ファイバ３６，３７）とによって接続され、第１エンコーダ（エンコーダ１４）は、第１エンコーダ側光ファイバ（第１光ファイバ３１）を介して入力された発光素子２１からの連続光を、第１パルス光Ｐ１に変換し、第１エンコーダ側光ファイバ（第２光ファイバ３２）を介して受光素子２２に出力するよう構成され、第２エンコーダ（エンコーダ１５）は、第２エンコーダ側光ファイバ（第３光ファイバ３６）を介して入力された発光素子２６からの連続光を、第１パルス光Ｐ１とは逆位相の第２パルス光Ｐ２に変換し、第２エンコーダ側光ファイバ（第４光ファイバ３７）を介して受光素子２７に出力するよう構成され、判定手段（制御部２３）は、受光素子２２，２７からの信号に基づいて、第１エンコーダ（エンコーダ１４）および第２エンコーダ（エンコーダ１５）のうちの一方からはパルス光の入力があり他方からはパルス光の入力がないと判断した場合と、第１エンコーダ（エンコーダ１４）および第２エンコーダ（エンコーダ１５）の双方から光の入力がないと判断した場合と、に光ファイバが断線していると判定するように構成されている。
【００５３】
したがって、光ファイバの断線の有無を精度よく判定することができるため、無風なのか光ファイバが断線しているのかを区別可能な、信頼性の高い風速監視システムを提供することができる。
また、第１エンコーダ側光ファイバである第１光ファイバ３１および第２光ファイバ３２のうちの少なくとも一方が断線しても、第２エンコーダ（エンコーダ１５）からの光に基づき風速値を演算することができ、第２エンコーダ側光ファイバである第３光ファイバ３６および第４光ファイバ３７のうちの少なくとも一方が断線しても、第１エンコーダ（エンコーダ１４）からの光に基づき風速値を演算することができるため、耐久性の高い風速監視システムを提供することができる。
なお、本実施形態では、第１エンコーダ側光ファイバとして２本の光ファイバ３１，３２を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、監視装置２０（発光素子２１）から風速計１０（エンコーダ１４）へと伝送される光の波長と、風速計１０（エンコーダ１４）から監視装置２０（受光素子２２）へと伝送される光の波長と、を異ならせるための機能を備えれば、１本の光ファイバを第１エンコーダ側光ファイバとして用いることが可能である。
同様に、本実施形態では、第２エンコーダ側光ファイバとして２本の光ファイバ３６，３７を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、監視装置２０（発光素子２６）から風速計１０（エンコーダ１５）へと伝送される光の波長と、風速計１０（エンコーダ１５）から監視装置２０（受光素子２７）へと伝送される光の波長と、を異ならせるための機能を備えれば、１本の光ファイバを第２エンコーダ側光ファイバとして用いることが可能である。
【００５４】
＜第２−２実施形態＞
図８は、第２−２実施形態の風速監視システム２Ｂの構成の一例を示すブロック図である。
【００５５】
第２−２実施形態の風速監視システム２Ｂは、風速計１０が、透光性を有さないスリット板１３に代えて、透光性を有し、光透過率が所定値以下であるスリット板１３Ｂを備えている点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
また、第２−２実施形態の風速監視システム２Ｂは、監視装置２０が、光ファイバの断線を報知する断線報知部２８を備えている点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
また、第２−２実施形態の風速監視システム２Ｂは、監視装置２０の制御部２３が、風速値演算機能、風速値出力制御機能、および警報出力制御機能に加えて、監視装置２０と風速計１０とを接続する光ファイバの断線の有無を判定する断線判定機能を有する点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
【００５６】
本実施形態の場合、スリット板１３Ｂが透光性を有しているため、第１光ファイバ３１および第２光ファイバ３２の双方が断線していない場合には、エンコーダ１４が透過状態である場合だけでなく、遮断状態である場合にも、受光素子２２は受光する。スリット板１３の光透過率が所定値以下に設定されているため、受光素子２２は、有風時である場合には、例えば図９（ａ）に示すようなパルス光を受光し、無風時であってエンコーダ１４が透過状態である場合には、例えば図９（ｂ）に示すような連続光Ｒ１を受光し、無風時であってエンコーダ１４が遮断状態である場合には、例えば図９（ｂ）に示すような連続光Ｒ２を受光する。
一方、第１光ファイバ３１および第２光ファイバ３２のうちの少なくとも一方が断線している場合には、エンコーダ１４の状態にかかわらず、受光素子２２は受光しない。
したがって、受光素子２２が受光していない場合には、光ファイバが断線していると判定できる。
【００５７】
制御部２３は、例えば、受光素子２２からの信号に基づいて、当該受光素子２２が受光していない状態が所定期間継続したと判断した場合に、光ファイバが断線していると判定して、断線報知部２８からアラームを出力する。
【００５８】
以上説明した第２−２実施形態の風速監視システム２Ｂによれば、監視装置２０は、受光素子２２からの信号に基づいて、光ファイバ３１，３２の断線の有無を判定する判定手段（制御部２３）を備えるように構成されている。
【００５９】
したがって、風速値の演算に用いる信号を用いて、光ファイバ３１，３２の断線の有無を判定することができる。
【００６０】
具体的には、第２−２実施形態の風速監視システム２Ｂによれば、スリット板１３Ｂは、透光性を有し、光透過率が所定値以下であり、判定手段（制御部２３）は、受光素子２２からの信号に基づいて、当該受光素子２２が受光していないと判断した場合に、光ファイバが断線していると判定するように構成されている。
【００６１】
したがって、透光性を有し、光透過率が所定値以下であるスリット板１３Ｂを用いるという簡単な構成で、光ファイバの断線の有無を正確かつ高精度に判定することができる。
また、光ファイバの断線の有無を正確かつ高精度に判定することができるため、無風なのか光ファイバが断線しているのかを区別可能な、信頼性の高い風速監視システムを提供することができる。
【００６２】
＜第２−３実施形態＞
図１０は、第２−３実施形態の風速監視システム２Ｃの構成の一例を示すブロック図である。
【００６３】
第２−３実施形態の風速監視システム２Ｃは、監視装置２０が、光ファイバの断線を報知する断線報知部２８を備えている点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
また、第２−３実施形態の風速監視システム２Ｃは、監視装置２０の制御部２３が、風速値演算機能、風速値出力制御機能、および警報出力制御機能に加えて、監視装置２０と風速計１０とを接続する光ファイバの断線の有無を判定する断線判定機能を有する点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
また、第２−３実施形態の風速監視システム２Ｃは、風速計１０に、光ファイバ（第１光ファイバ３１）を介して入力された発光素子２１からの連続光の一部と、エンコーダ１４によって生成されたパルス光と、を合波し、光ファイバ（第２光ファイバ３２）を介して受光素子２２に出力する光合分波器４０が取り付けられている点が、第１実施形態の風速監視システム１と異なる。
【００６４】
光合分波器４０は、分波部４１と、合波部４２と、を有している。
分波部４１は、第１光ファイバ３１を介して入力された発光素子２１からの連続光を分波して、一部を合波部４２に出力し、残りを風速計１０に出力するように構成されている。なお、本実施形態では、図１０に示すように、分波部４１の分波比率を９０：１０とした、具体的には分波部４１によって発光素子２１からの連続光の１０％を合波部４２に出力し残りの９０％を風速計１０に出力するようにしたが、これに限定されるものではなく、分波部４１の分波比率は適宜変更可能である。
合波部４２は、エンコーダ１４からの光と、分波部４１からの光と、を合波し、第２光ファイバ３２を介して受光素子２２に出力するように構成されている。なお、本実施形態では、図１０に示すように、合波部４２の合波比率を５０：５０としたが、これに限定されるものではなく、合波部４２の合波比率は適宜変更可能である。
【００６５】
本実施形態の場合、第１光ファイバ３１および第２光ファイバ３２の双方が断線していない場合には、光合分波器４０によって連続光が常に監視装置２０へと出力されるため、エンコーダ１４の状態にかかわらず、受光素子２２は受光する。具体的には、受光素子２２は、有風時である場合には、例えば図９（ａ）に示すようなパルス光を受光し、無風時であってエンコーダ１４が透過状態である場合には、例えば図９（ｂ）に示すような連続光Ｒ１を受光し、無風時であってエンコーダ１４が遮断状態である場合には、例えば図９（ｂ）に示すような連続光Ｒ２を受光する。
一方、第１光ファイバ３１および第２光ファイバ３２のうちの少なくとも一方が断線している場合には、エンコーダ１４の状態にかかわらず、受光素子２２は受光しない。
したがって、受光素子２２が受光していない場合には、光ファイバが断線していると判定できる。
【００６６】
制御部２３は、例えば、受光素子２２からの信号に基づいて、当該受光素子２２が受光していない状態が所定期間継続したと判断した場合に、光ファイバが断線していると判定して、断線報知部２８からアラームを出力する。
【００６７】
以上説明した第２−３実施形態の風速監視システム２Ｃによれば、監視装置２０は、受光素子２２からの信号に基づいて、光ファイバ３１，３２の断線の有無を判定する判定手段（制御部２３）を備えるように構成されている。
【００６８】
したがって、風速値の演算に用いる信号を用いて、光ファイバ３１，３２の断線の有無を判定することができる。
【００６９】
具体的には、第２−３実施形態の風速監視システム２Ｃによれば、風速計１０には、光ファイバ（第１光ファイバ３１）を介して入力された発光素子２１からの連続光の一部と、エンコーダ１４によって生成されたパルス光と、を合波し、光ファイバ（第２光ファイバ３２）を介して受光素子２２に出力する光合分波器４０が取り付けられており、判定手段（制御部２３）は、受光素子２２からの信号に基づいて、当該受光素子２２が受光していないと判断した場合に、光ファイバが断線していると判定するように構成されている。
【００７０】
したがって、風速計１０に光合分波器４０を取り付けるだけの簡単な構成で、光ファイバの断線の有無を正確かつ高精度に判定することができる。
また、光ファイバの断線の有無を正確かつ高精度に判定することができるため、無風なのか光ファイバが断線しているのかを区別可能な、信頼性の高い風速監視システムを提供することができる。
【００７１】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。また、前述の実施形態の各構成を組み合わせて適用しても良い。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７２】
例えば、風速監視システム１，２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、鉄道の運行制御に用いられるものに限ることはなく、風速監視システム１，２Ａ，２Ｂ，２Ｃの用途は適宜変更可能である。
また、例えば、風速計１０は、風杯型風速計に限定されるものではなく、風を受けて回転する回転子を有するものであれば適宜変更可能であり、例えばプロペラ型の回転子を有する風速計であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  風速監視システム
１０  風速計
１１  回転子
１３，１３Ｂ  スリット板
１４  エンコーダ（第１エンコーダ）
１５  エンコーダ（第２エンコーダ）
２０  監視装置
２１，２６  発光素子
２２，２７  受光素子
２３  制御部（演算手段、判定手段）
３１  第１光ファイバ（光ファイバ、第１エンコーダ側光ファイバ）
３２  第２光ファイバ（光ファイバ、第１エンコーダ側光ファイバ）
３６  第３光ファイバ（第２エンコーダ側光ファイバ）
３７  第４光ファイバ（第２エンコーダ側光ファイバ）
４０  光合分波器
Ｐ１  第１パルス光
Ｐ２  第２パルス光
【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】
0006521755.tif 000008
【図８】
0006521755.tif 000009
【図９】
0006521755.tif 000010
【図１０】
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