(57)【要約】【課題】この発明の課題は、列車の位置を正確に検知する列車位置検出システムを提供することである。【解決手段】電線からパンタグラフを介して電力が供給される列車における前記列車の位置を検知するシステムであって、前記パンタグラフ上に設けられ、前記列車の走行中に前記列車と前記電線間の距離変化に追従して動き、垂直方向加速度を検知する加速度センサと、加速度センサが検知した加速度の大きさと規定値とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記電線の支持点を検知する検知手段と、前記列車が走行する所定区間における前記支持点の位置情報を予め記憶している記憶手段と、前記検知手段により検知された支持点の数及び前記記憶手段に記録された前記位置情報に基づいて前記列車の位置を計算する計算手段とを有する。【選択図】      図５
2008265421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線からパンタグラフを介して電力が供給される列車における前記列車の位置を検知するシステムであって、
前記パンタグラフ上に設けられ、前記列車の走行中に前記列車と前記電線間の距離変化に追従して動き、垂直方向加速度を検知する加速度センサと、
加速度センサが検知した加速度の大きさと規定値とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記電線の支持点を検知する検知手段と、
前記列車が走行する所定区間における前記支持点の位置情報を予め記憶している記憶手段と、
前記検知手段により検知された支持点の数及び前記記憶手段に記録された前記位置情報に基づいて前記列車の位置を計算する計算手段と、
を有することを特徴とする列車位置検知システム。
【請求項２】
前記加速度センサは、前記列車の複数のパンタグラグにそれぞれ設けられ、
前記加速度センサが設けられた前記複数のパンタグラフが前記支持点を通過した時刻に基づいて、前記列車の速度及び加速度を求める手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の列車位置検知システム。
【請求項３】
前記垂直方向加速度に基づいて、前記電線のたるみパターンを計測する計測手段と、
予め求めた前記電線のたるみパターンと、前記計測手段により計測した前記電線のたるみパターンとの比較に基づいて、前記列車の位置を判断する判断手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１記載の列車位置検知システム。
【請求項４】
前記列車の進行方向に直交する横方向の加速度を検知する第２加速度センサと、
前記横方向加速度からレールの曲がりパターンを計測する計測手段と、
予め求めた前記レールの曲がりパターンと、前記計測手段により計測した曲がりパターンとの比較に基づいて、前記列車の位置を判断する判断手段と、
前記列車の進行方向加速度を検知する第３加速度センサと、
前記第３加速度センサにより検知された前記進行方向加速度から前記列車の位置を算出する算出手段とを更に具備し、
前記算出手段、前記判断手段、及び前記計算手段のうち少なくとも１つの手段を用いて、前記列車の位置を求めることを特徴とする請求項１記載の列車位置検知システム。
【請求項５】
列車に設けられた車輪の垂直方向加速度を検知する第２加速度センサと、
加速度センサが検知した加速度の大きさと規定値とを比較する第２比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、レールの継ぎ目を検知する第２検知手段と、
レールの所定区間におけるレールとレールの継ぎ目の位置情報を予め記憶している第２記憶手段と、
前記第２検知手段により検知された継ぎ目の数及び前記記憶手段に記録された前記位置情報に基づいて前記列車の位置を演算する演算手段と、
前記第２検知手段が前記継ぎ目を検知する毎に、前記計算手段により計算された前記列車の位置を、前記演算手段により演算された前記列車の位置に補正する手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１記載の列車位置検知システム。
【請求項６】
電線からパンタグラフを介して電力が供給される列車における前記列車の位置を検知するシステムであって、
走行中に前記パンタグラフが前記電線に常に接触するよう前記パンタグラフ上に設けられたダンパーの伸縮のストロークを検知するストロークセンサと、
前記ストロークセンサが検知したストロークと規定値とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記電線の支持点を検知する検知手段と、
鉄道の所定区間における前記支持点の位置情報を予め記憶している記憶手段と、
前記検知手段により検知された支持点の数及び前記記憶手段に記録された前記位置情報に基づいて前記列車の位置を計算する計算手段と、
を有することを特徴とする列車位置検知システム。
【請求項７】
電線からパンタグラフを介して電力が供給される列車における前記列車の位置を検知する方法であって、
前記パンタグラフ上に設けられ、前記列車の走行中に前記列車と前記電線間の距離変化に追従して動き、垂直方向加速度を検知する工程と、
前記検知された加速度の大きさと規定値とを比較する工程と、
前記比較工程の比較結果に基づいて、前記電線の支持点を検知する工程と、
前記列車が走行する所定区間における前記支持点の位置情報を予め記憶する工程と、
前記検知された支持点の数及び前記予め記録された位置情報に基づいて、前記列車の位置を計算する工程と、
を有することを特徴とする列車位置検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、列車の位置を正確に計測する列車位置検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
列車が正確に運行していることを把握し、列車が遅延した際には、どの位置を走行しているのかを正確に把握することで、乱れたダイヤの正常化および利用客に対して適切な対応をとることができる。そのため、列車を制御する上では、列車の詳細な位置、速度が計測できれば、より正確な制御が可能となる。
【０００３】
従来、列車の位置検出は、列車にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  衛星測位システム）受信機を搭載し、衛星がＧＰＳ情報を受信することで位置を検出する方法がある。また、線路にＡＴＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｉｎ  Ｓｔｏｐ  自動列車停車装置）等を設置することで、ＡＴＳの設置位置を基準位置として、列車の車輪の回転数から走行距離を判断し、列車の位置を検出する方法も用いられている。また、距離センサによって列車の走行距離を、方位センサによって列車の走行方位を時系列的に観測し、列車の走行位置を推測する推測航法も用いられている。
【０００４】
特許文献１には、列車最前部に推測航法演算装置が設置され、列車最前部と列車最後部にはＧＰＳ受信機が搭載されている。推測航法演算装置は、それぞれのＧＰＳ受信機で受信したＧＰＳ情報から得られる位置情報から列車の軌跡を算出し、記憶部が記憶する。そして、列車最前部と列車最後部に搭載されたいずれかのＧＰＳ受信機が通信不能となった場合には、記憶部が記憶している列車の軌跡に基づいて、推測航法演算装置は、通信不能となったＧＰＳ受信機が搭載された位置情報を補正する構成が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、衛星からＧＰＳ情報から受信する受信手段と、緯度、経度と、既知である線路の曲率と、線路長とを関係付けたデータベースを記憶する記憶手段と、情報処理手段とを有し、情報処理手段は、ＧＰＳ情報を受信したときに受信信頼度を演算し、信頼度が高ければ、ＧＰＳ情報により列車走行位置を特定し、それ以外の場合は、車軸の回転数等から曲率を算出し、記憶手段で記憶している曲率と比較し、列車走行位置を特定する構成が開示されている。
【特許文献１】特開平７−２９４６２２号公報
【特許文献２】特開２００３−３９４８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および特許文献２は、ＧＰＳ情報や電波強度による位置検知を用いており、列車に搭載されたＧＰＳ受信機は、常に衛星や電波を捉えている必要がある。そのため、列車がトンネルを通過する場合または地下鉄では、位置を検知することは困難である。また、いずれの場合も、衛星によるＧＰＳ情報が得られない場合は、演算によって位置を算出しているが、測定区間の累積加算により位置を検知しているため累積誤差が生じる可能性がある。
【０００７】
また、衛星からのＧＰＳ情報を用いないＡＴＳ等の補助装置を線路側に設ける方法では、設備を線路側につけるコストの問題がある。ＡＴＳ等の補助装置は、常に列車の位置を検知するための用途ではない。さらに、レールおよび列車の車輪は、金属製である。そのため、車輪が磨耗し、車輪径が変化することや、車輪が空転することが起こり得る。そのため、ＡＴＳを用いた方法では、列車の車輪の回転数から走行距離を判断し、列車の位置、または速度を検知するのは必ずしも正確とはいえない。
【０００８】
この発明の目的は、列車の位置を正確に検知する列車位置検出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
電線からパンタグラフを介して電力が供給される列車における前記列車の位置を検知するシステムであって、前記パンタグラフ上に設けられ、前記列車の走行中に前記列車と前記電線間の距離変化に追従して動き、垂直方向加速度を検知する加速度センサと、加速度センサが検知した加速度の大きさと規定値とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記電線の支持点を検知する検知手段と、前記列車が走行する所定区間における前記支持点の位置情報を予め記憶している記憶手段と、前記検知手段により検知された支持点の数及び前記記憶手段に記録された前記位置情報に基づいて前記列車の位置を計算する計算手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、線路側に専用設備を設けないため、安全性が高く設備投資を低減し、正確な列車の位置が検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、この発明の第１実施例に係る列車位置検知システムについて説明する。図１は、本発明が適用される列車の構造を示す外観図である。列車１は、レール２に沿って走行する。またレール２に沿って、電線３が中空に敷かれている。電線３は、任意の間隔で設置された支持点４によってある程度の張力を有して固定されている。駅と駅との間では、複数の支持点４が設けられている。
【００１２】
列車１の屋根には、パンタグラフ１１が設けられている。パンタグラフ１１は、列車１の走行の動力として、電線３から電力を受け取っている。図２を用いて、パンタグラフ１１の構造について説明する。図２（ａ）は、パンタグラフ１１を列車１の側面側から見た図である。また、図２（ｂ）は、パンタグラフ１１を列車１の正面側から見た図である。パンタグラフ１１は、主として枠１１１、ダンパー１１２、すり板体１１３で構成されている。枠１１１は、すり板体１１３を電線３に接触する位置に上下移動させるものである。枠１１１は、折りたたんだ状態からリンク機構とばねや空気シリンダによってすり板体１１３を上昇させる。パンタグラフ１１を構成する枠１１１は、例えば図２（ａ）に示すように、側面形状が菱形のものである。
【００１３】
すり板体１１３は、枠１１１の上部に設置されている。そして、すり板体１１３は、電線３と接触する位置まで枠１１１によって上昇される。すり板体１１３は、図２（ａ）に示すように、１つのパンタグラフ１１に例えば２つ設けられている。すり板体１１３には、電線３と接触する部分としてすり板が設けられている。すり板体の材料は、磨耗しにくく電気伝導性の良いカーボン系が用いられる。すり板体１１３は、電線３と高速で接触しながら電力を受け取るものである。
【００１４】
ダンパー１１２は、すり板体１１３が自由に上下運動できるように、枠１１１とすり板体１１３の間に設けられている。またダンパー１１２は、上下動を緩和する弾性体（例えば復元バネ）を有している。すり板体１１３は、電線３と常に接触するように押し付けられている。列車１が高速で走行しているときに生じる上下動に対しても、すり板体１１３を電線３から離れないようにダンパー１１２が列車１の上下動に追従して上下動する。つまりダンパー１１２は、電線３と接触するすり板体１１３の平行や円滑な上下動を保ち、すり板体１１３への電線３に対する追従性を向上させる。
【００１５】
支持点４は、電線３を固定するものであるため、電線３とは異なり突き出た硬点である。そのため、列車１の走行に伴って、パンタグラフ１１が、すり板体１１３を電線に対して押し付けた状態で支持点４に差し掛かったとき、支持点４は、パンタグラフ１１を押し付ける。ダンパー１１２は、支持点４による押し付けに追従して縮む。パンタグラフ１１が支持点４を通過すると、縮んだダンパー１１２は元の高さまですり板体１１３を上方向に押し戻す。
【００１６】
ダンパー１１２には、センサ１１４が設けられている。ダンパー１１４に設けられるセンサ１１４としては、例えば３次元加速度センサ（またはジャイロセンサ）もしくはストロークセンサである。センサ１１４が例えば加速センサの場合、パンタグラフ１１が支持点４を通過してダンパー１１２が伸縮すると、センサ１１４は追従して移動し、すり板体１１３の垂直方向加速度を検知する。またセンサ１１４がストロークセンサの場合、ダンパーの伸縮のストロークが検知される。
【００１７】
例えば、Ａ駅からＢ駅の間に、電線３を支える支持点４が８箇所設けられているとする。支持点４の設置位置は固定である。図３は、列車１がＡ駅からＢ駅間を走行する際にセンサ１１４が検知したデータを示す図である。図３の横軸は、駅Ａから駅Ｂ間における支持点４の位置を示している。縦軸は、センサ１１４が検知した加速度またはストロークデータを示している。本実施例のように、パンタグラフ１１のダンパー１１２にセンサ１１４を設けることで、列車１の上下動に追従してセンサ１１４がストロークデータを検知することもある。センサ１１４はパンタグラフ１１が支持点４を通過するときには、支持点４がない電線の直線部を通過しているときよりも突出した加速度またはストロークデータを検知することとなる。
【００１８】
次に、センサ１１４が取得したデータに基づいて、列車１の位置を検知する列車位置検知システムについて説明する。図４は本発明による列車位置検知システムの第１実施例を示すブロック図である。本例では、センサ１１４として加速センサを用いた場合を説明する。
【００１９】
本実施例に係る列車位置検知システムは、センサ１１４、データロガー１００、処理装置１０１、記憶装置１０２を有している。データロガー１００は、センサ１１４が取得した加速度をデジタル値に変換し、時間ごとのデータに変換する。記憶手段としての記憶装置１０２には、駅と駅の間に存在する支持点４の数と、それぞれの支持点４が駅からどの位置に存在するのかを示す情報が予め記録されている。また記憶装置１０２は、各支持点４をパンタグラフ１１が通過する際に、センサ１１４が検知した加速度データの過去の履歴などのデータを記憶する。
【００２０】
処理装置１０１は、計算部１０１１、比較部１０１２、判断部１０１３を有している。計算部１０１１は、データロガー１００を介して得られる加速度を３次元に分解する。比較部１０１２は、センサ１１４が検知した垂直方向加速度の大きさと規定値とを比較する。判断部１０１３は、その比較結果に基づいてパンタグタフ１１が支持点４を通過したか否かを判断する。
【００２１】
ここで、図３のように列車１が駅Ａと駅Ｂ間を走行する場合を例として本実施例の動作を説明する。
【００２２】
はじめに、列車１が駅Ａを出発し、センサ１１４が垂直方向の加速度を検知すると、処理装置１０１の比較部１０１２は、検知した加速度の大きさと規定値とを比較する。この規定値は記憶装置１０２に記憶されている値である。また規定値は、パンタグラフ１１が支持点４を通過するときにセンサ１１４が検知する加速度の大きさ、または加速度を３次元分解したパターンである。判断部１０１３が、センサ１１４が検知した加速度が規定値以上であり、加速度の３次元分解したパターンも所定範囲で照合すると判断すると、パンタグラフ１１が支持点４を通過したと判断する。
【００２３】
記憶装置１０２は、駅Ａと駅Ｂ間の位置情報が予め記憶されている。判断部１０１３は、パンタグラフ１１が支持点４を通過したと判断すると、列車１が駅Ａから１つ目の支持点４の位置を走行している旨を示す情報を出力する。そして、判断部１０１３は、記憶装置１０２に対して、駅Ａから１つ目の支持点４を通過したことを記憶させる。
【００２４】
次に、センサ１１４が垂直方向の加速度を検知して、再び判断部１０１３が、パンタグラフ１１が支持点４を通過したと判断すると、判断部１０１３は、記憶装置１０２から列車１が駅Ａと駅Ｂ間で駅Ａから１つ目の支持点４を通過した旨の情報を読み出し、列車１が駅Ａから２つ目の支持点４の位置を通過した旨を示す情報を出力する。そして判断部１０１３は、記憶装置１０２に対して、駅Ａから２つ目の支持点４を通過した旨を示す情報を記憶させる。
【００２５】
センサ１１４は、上記したように例えば３次元加速度センサであり、列車１が支持点４を通過していないときであっても、進行方向に対して加速度を計測する。そのため、列車１が駅Ｂに到着し、センサ１１４がおおよそゼロの加速度を検知し、列車１の車輪の回転が停止したとき、判断部１０１３は駅Ａと駅Ｂ間の列車位置検知は終了したと判断する。
【００２６】
電線３を支える支持点４の設置位置は既知情報である。そのため本実施例により、支持点４を列車が通過したことが分かれば、どの区間のどの支持点４の位置を列車１が走行しているのか正確に特定することができる。
【００２７】
また計算部１０１１は、センサ１１４が検知した進行方向加速度から、列車の速度を算出する。列車１の先頭車両および後部車両のパンタグラフ１１にセンサ１１４を設けることで、各センサ１１４が支持部４を通過する時刻を用いて、さらに正確な速度を算出することができる。つまり、車輪の空転等が影響し実際の列車１の速度は、速度メータに示される速度とは異なるが、本実施例によれば正確な速度を算出できる。
【００２８】
また、列車１の先頭車両および後部車両のパンタグラフ１１にセンサ１１４を設けることで、列車１の先頭車両は特定の支持点４を通過したが、列車１の後部車両が特定の支持点４を通過していないことも判断部１０１３は判定できる。列車１のすべての車両が支持点４を通過していない旨の情報も得られる。そのため、ダイヤの乱れが生じた場合、列車１がどの位置を通過したのか、どの位置を抜けきっていないのかを正確に判断することができる。
【００２９】
記憶装置１０２は、パンタグラフ１１が支持点４を通過するときに、センサ１１４が検知する加速度の大きさ、または加速度を３次元分解したパターンを記憶している。そして、判断部１０１３が、センサ１１４が検知した加速度と記憶装置１０２に記憶している加速度のパターンとを照合して、パンタグラフ１１が支持点４を通過したかを判断している。さらに、支持点４以外の電線３のたるみや揺らぎによってセンサ１１４が特徴的な加速度パターンを検知する特定ポイントを、実際の駅と駅の区間の各位置に対応付けて予め記憶装置１０２に記憶させてもよい。この場合、実際の走行中に検知した特徴的な加速度パターンに基づいて列車位置を特定できる。このようにして、支持点４以外の箇所でも列車１の位置検知が可能となるため、位置検知ポイントが増えるに従い、正確な列車１の位置を検知することができる。
【００３０】
さらに、駅Ａと駅Ｂ間に例えばカーブのレール２がある場合、支持点４以外でも、どの位置で、どのような加速度パターンかを対応付けて記憶装置１０２に記憶させることができる。列車１がカーブを通過する際には、センサ１１４が列車進行方向に直交する横方向の加速度を検知するので、列車１が支持点４または直線を通過する場合にセンサ１１４が取得する加速度パターンとは異なる加速度パターンが得られる。このような横方向加速度パターンを用いても列車位置を検出できる。このように、支持点４以外の箇所でも列車１の位置検知が可能となり、位置検知ポイントが増えるに従い、正確な列車１の位置を検知することができる。
【００３１】
尚、センサ１１４が電線３の支持点４で加速度を取得し、判断部１０１３が列車の通過した位置を特定したとき、センサ１１４は、加速度を取得した電線３の支持点４で初期化される。このため、センサ１１４の誤差が蓄積されず、センサ１１４の測定精度が落ちるのを防ぐことができる。
【００３２】
次に、図５に示すフローチャートを用いて、上記説明した本実施例に係る列車位置検知システムによる位置情報を取得する方法について説明する。ここで、列車１が駅Ａと駅Ｂ間を走行すると仮定し、センサ１１４は３次元加速度センサとする。そして駅Ａと駅Ｂ間には、８つの支持点４が設置されていると仮定する。
【００３３】
はじめに、列車１が駅Ａを出発し、センサ１１４が縦方向加速度を計測する（ステップＳ１００）。処理装置１０１の比較部１０１１は、検知した縦方向加速度の大きさと規定値を比較する（ステップＳ１０１）。
【００３４】
検知した加速度の大きさが規定値以上である場合（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）、処理装置１０１の判断部１０１３は、電線３の支持点４を通過したと判断する（ステップＳ１０３）。そして判断部１０１３は、センサ１１４を初期化し、加速度センサ１１４は、加速度の測定を継続する（ステップＳ１００）。
【００３５】
処理装置１０１の計算部１０１１は、センサ１１４が検知した進行方向加速度を積分して速度を算出し、更に速度を積分して距離を算出する（ステップＳ１０２）。また計算部１０１１は、算出した距離を累積して、駅Ａからの距離（位置）を計算する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
ステップＳ１０５で計算部１０１１は、先ず記憶装置１０２に記録されている列車１がどの支持点４まで通過したかを示す情報に基づいて位置を計算する。このように計算部１０１１は、支持点４を基準として位置を計算しているため、加速度から距離を算出する場合の累積誤差を抑制し、測定精度を向上させることができる。比較部１０１２は、計算部１０１１が算出した位置と、記憶装置１０２に予め記憶されている駅Ａから１つ目の支持点４までの距離との比較（マッチング）を行う。比較部１０１２は、計算部１０１１が算出した位置が、記憶装置１０２に予め記憶されている駅Ａから１つ目の支持点４までの距離の所定範囲に入っていれば、センサ１１４が規定値以上の加速度を出力した位置が、支持点４であると確認することができる。
【００３７】
判断部１０１３は、列車１の正確な通過位置を取得できるため、予め記憶装置１０２に各支持点４の位置と、列車１のダイヤで決められた通過時間とを対応付けて記録することで、列車１の運行が正常かどうかも判断することができる。ステップＳ１０６で判断部１０１３は、列車１が通過した位置の情報および列車１の運行が正常かどうかの情報を表示部（図示されず）に表示する。
【００３８】
また、例えば地下鉄の場合は、電線３が設置できないため、パンタグラフ１１は設けられていない。しかし、レール２と平行にサードレールが設けられ、列車１には、サードレールから電力を受けるためのパンタグラフ１１と同様の機構が列車１の下部に設けられている。サードレールには、電線３に設けられた支持点４と同様に、サードレールを支持するための支持点が設けられている。そのため、地下鉄等のパンタグラフ１１が設けられていない列車でも、上記説明した場合と同様に位置検出が可能である。またセンサ１１４は列車１に設けているが、支持点４に設けても同様である。
【００３９】
次に本発明の第２実施例を説明する。
【００４０】
第２実施例では、上記実施例のようにパンタグラフ上の加速センサ１１４から得られる加速情報に基づき列車位置を判断すると共に、車輪に設けられた加速センサによりレールの継ぎ目５６を検知し、この継ぎ目５６に基づき列車位置を判断する。パンタグラフ上の加速センサと、車輪上の加速センサの両方の加速情報に基づいて列車位置を判断するので、列車位置検出精度が向上される。
【００４１】
図６は第２実施例に係る列車の台車の構造を示す図である。
【００４２】
列車１はレール２からの振動、車輪６とレールとの左右方向のすべり、駆動系の振動、
風圧などによって、様々な方向から走行中に振動を受ける。列車１には、これらの振動を抑制するために、台車５が設けられている。台車５は、図示しない駆動装置および制動装置、車輪５３、車軸５４を有している。台車５には、レール２および図示しない駆動装置からの振動を抑制するために、車輪５３および車軸５４が、１次緩衝装置(サスペンション）５２を介して設けられている。また台車５は、２次緩衝装置５１を介して列車１に設けられている。２次緩衝装置５１も、車体での乗り心地を良くするためのものである。
【００４３】
ここで、車軸５４にはセンサ５５が設けられている。車軸５４に設けられるセンサ５５としては、例えば３次元加速度センサまたはジャイロセンサが用いられる。車輪５４がレール２とレール２の継ぎ目５６を通過するとき、車軸５４に設けられたセンサ５５は車軸５４の上下運動に追従して移動し、車軸５４の加速度を検知する。センサ５５は、車輪５３がレール２とレール２の継ぎ目５６を通過するとき、継ぎ目５６以外を走行しているときよりも突出した縦(垂直）方向の加速度またはストロークデータを検知することとなる。この加速度に基づいてレールの継ぎ目５６が検出される。レール２の継ぎ目５６の箇所は、レール２を取り替えない限り固定である。
【００４４】
尚、レールの継ぎ目５６を検出するためのセンサとしては、ストロークセンサを用いることもできる。ストロークセンサは一次サスペンション５２に設けられ、一次サスペンション５２の伸縮のストロークを検知する。この場合継ぎ目５６の検出は、ストロークの大きさ、またはストロークを２回微分して得られる加速度の大きさに基づいて行われる。
【００４５】
図７は、第２実施例に係る位置検知システムの構成を示すブロック図である。この位置検知システムは、図４に示した位置検知システムの第１実施例と同様な構成であるが、車輪に設けられたセンサ５５が追加されている。
【００４６】
第２実施例に係る位置検知システムは、パンタグラフ上の加速センサ１１４から得られる加速情報に基づき列車位置を算出する処理と並行して、車輪に設けられた加速センサ５５から得られる加速情報に基づき列車位置を算出する。両センサから得られる加速情報に基づいて算出される列車位置情報を用いて、列車位置をより正確に判断する。
【００４７】
パンタグラフ上に設けられたセンサ１１４の加速データに基づく位置検知処理は、上記第１実施例と同様である。ここでは、車輪に設けられたセンサ５５の加速データに基づく位置検知処理について主に説明する。
【００４８】
計算部１０１１は、センサ５５からデータロガー１００を介して得られる加速度データを３次元に分解する。また計算部１０１１は、センサ５５が検知した列車進行方向加速度から、列車速度及び移動距離を算出する。比較部１０１２は、センサ５５が検知した車輪５３の縦方向加速度の大きさと規定値とを比較する。判断部１０１３は比較部１０１２の比較結果を基に、車輪５３がレール２の継ぎ目５６を通過したか否かを判断する。記憶装置１０２には、列車が駅を出発してからいくつ継ぎ目５６を通過したかの情報が記憶される。
【００４９】
図８Ａ及び８Ｂは第２実施例の動作を示すフローチャートである。
【００５０】
図８Ａ及び８Ｂの処理動作は並行して行われる。ここでは、鉄道にロングレールが設置され、レール継ぎ目５６の間隔が電線の支持点４の間隔より遥かに長い場合について説明する。
【００５１】
はじめに、列車１が駅Ａを出発し、センサ５５が加速度を計測する（ステップＳ２００）。処理装置１０１の比較部１０１１は、計測された加速度の大きさと規定値とを比較する（ステップＳ２０１）。
【００５２】
検知した加速度（縦方向の加速度）の大きさが規定値以上である場合（ステップＳ２０１、ＹＥＳ）、処理装置１０１の判断部１０１３は、レール２の継ぎ目５６であると判断し（ステップＳ２０３）、判断結果を記憶装置１０２に記録する。つまり、記憶装置１０２には列車が駅を出発してからいくつ継ぎ目５６を通過したかの情報が記憶される。判断部１０１３は加速度センサ５５を初期化し、加速度センサ５５は加速度の測定を継続する（ステップＳ２００）。
【００５３】
処理装置１０１の計算部１０１１は、センサ５５が検知した列車進行方向加速度を積分して速度を算出し、更に速度を積分して距離を算出する（ステップＳ２０２）。そして計算部１０１１は、算出した距離を累積して、駅Ａからの距離（位置）を計算する（ステップＳ２０４）。
【００５４】
ステップＳ２０５で計算部１０１１は、先ず記憶装置１０２に記録されている列車１がどのレール２の継ぎ目５６まで通過したかを示す情報に基づいて位置を計算する。このように計算部１０１１は、レール２の継ぎ目５６を基準として位置を計算しているため、ステップＳ２０４のように加速度から距離を算出する場合の累積誤差を抑制し、測定精度を向上させることができる。比較部１０１２は、計算部１０１１が算出した位置と、記憶装置１０２に予め記憶されている駅Ａから１つ目のレール２の継ぎ目５６までの距離とを比較する（ステップＳ２０５）。比較部１０１２は、計算部１０１１が算出した位置が、記憶装置１０２に予め記憶されている駅Ａから１つ目のレール２の継ぎ目５６までの距離の所定範囲に入っていれば、センサ５５が規定値以上の加速度を出力した位置が、レール２の継ぎ目５６であると確認できる。
【００５５】
その後、フローは図８Ｂのステップ３０１に移行する。図８Ｂは図５の第１実施例に係る位置検知フローチャートと同様であるが、ステップＳ１０５がステップＳ３０１に変更されている。以下、図５と同一ステップの説明は割愛し、ステップＳ３０１以降の処理動作についてのみ説明する。
【００５６】
ステップＳ３０１では、検知した支持点４の数及び継ぎ目５６の数に基づいて位置を求める。例えば、レールの継ぎ目５６が検出される毎に、計算部１０１１は列車位置をステップＳ２０５で求めた継ぎ目５６の数に対応する距離（位置）に更新する。また計算部１０１１は、電線の支持点４が検出される毎に、マッチング処理結果（ここでは現在検出した支持点から直前に検出した継ぎ目５６までの距離）を上記継ぎ目５６の数に対応する距離（位置）に加算する。これにより、列車の位置が継ぎ目５６毎に正確な値に補正（更新）され、支持点毎に列車１が通過した位置を確認できる。
【００５７】
ステップＳ１０６では前述したように、列車１が通過した位置および列車１の運行が正常かどうかの情報が表示される。
【００５８】
尚、この発明は前述した実施例の形態に限定されるものではなく、現在または将来の実施段階では、その時点で利用可能な技術に基づき、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係る列車の外観を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る列車のパンタグラフの外観を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係るセンサによる測定データを示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る列車位置検知システムを示すブロック図。
【図５】本発明の一実施形態に係る列車位置検知システムによる位置検知を説明するフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る列車の車輪の外観を示す図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る列車位置検知システムを示すブロック図。
【図８Ａ】本発明の第２の実施形態に係る列車位置検知システムによる位置検知を説明するフローチャート。
【図８Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る列車位置検知システムによる位置検知を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００６０】
１…列車、２…レール、３…電線、４…支持点、５…台車、１１…パンタグラフ、１１４…センサ。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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