(57)【要約】【課題】軌道とプラットホーム端部との距離を精度良く測定でき、かつプラットホーム端部の表面形状も測定できる操作性に優れた測定装置を提供する。【解決手段】  軌道１０上を走行可能な台車５１と、台車５１の走行距離を測定し、一定走行距離毎に電気信号を出力する距離測定手段（走行距離センサ５７、コントローラ６５）と、台車５１上に設置され、前記電気信号が出力される毎にプラットホーム２０の端部の、軌道１０と直交する方向の縦断プロファイルを測定する非接触位置センサ６４と、データ収集装置７０とを具備する。データ収集装置７０は測定データから軌道１０に対する前記端部の距離を算出する手段と、その算出値と管理値とを比較する手段と、比較結果を表示する手段と、測定データ及び比較結果を記憶する手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道上を走行可能な台車と、
その台車の走行距離を測定し、一定走行距離毎に電気信号を出力する距離測定手段と、
前記台車上に設置され、前記電気信号が出力される毎にプラットホームの軌道側端部の、軌道と直交する方向の縦断プロファイルを測定する非接触位置センサと、
その非接触位置センサによって測定された測定データから軌道に対する前記端部の距離を算出する算出手段と、
その算出手段の算出値と予め設定されている管理値とを比較する比較手段と、
その比較手段による比較結果を表示する表示手段と、
前記測定データ及び比較結果を記憶する記憶手段とを具備することを特徴とする鉄道のプラットホーム測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の鉄道のプラットホーム測定装置において、
前記非接触位置センサがレーザ式スキャナとされていることを特徴とする鉄道のプラットホーム測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の鉄道のプラットホーム測定装置において、
前記非接触位置センサは前記台車上に設けられた支柱に取り付けられ、
前記支柱はプラットホーム側の軌道上に位置されていることを特徴とする鉄道のプラットホーム測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の鉄道のプラットホーム測定装置において、
前記比較手段による比較により前記算出値が前記管理値を越えた場合に警報音を発するブザーを備えていることを特徴とする鉄道のプラットホーム測定装置。
【請求項５】
軌道上を走行可能な台車を備えた測定装置によって軌道とプラットホーム端部との距離及びプラットホーム端部の形状を測定する方法であって、
距離測定手段により前記台車の走行距離を測定し、一定走行距離毎に電気信号を出力する過程と、
前記台車上に設置された非接触位置センサにより前記電気信号が出力される毎にプラットホームの軌道側端部の、軌道と直交する方向の縦断プロファイルを測定する過程と、
前記非接触位置センサによって測定された測定データから軌道に対する前記端部の距離を算出する過程と、
その算出された算出値と予め設定されている管理値とを比較する過程と、
その比較した比較結果を表示手段に表示する過程と、
前記測定データ及び比較結果を記憶手段に記憶する過程とを含むことを特徴とする鉄道のプラットホーム測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は鉄道線路の軌道とプラットホームの軌道側端部（上端部）との距離の測定を行うことができ、かつプラットホーム端部の縦断プロファイルを測定することができる鉄道のプラットホーム測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路において、軌道とプラットホームの軌道側端部との距離（高さ、離れ）は走行列車及び乗客の列車乗降時の安全性を考慮して管理値が定められている。しかしながら、建設時において管理値内に設定しても軌道が完全に固定された不動のものではないため、例えば車両走行時の繰り返し荷重を受けることで軌道が漸次移動し、建設時に設定した位置関係を保てなくなるといった状況が起こり得る。また、軌道の線形を整備した際に位置関係がずれることもある。
このようなことから、軌道とプラットホーム端部との距離を常に的確に把握し、不良箇所については機を逸することなく、整備あるいは改良する必要がある。そのため、定期的な測定に加え、軌道整備後においても位置関係を確認するための測定が行われる。
【０００３】
軌道とプラットホーム端部との距離を測定する従来の方法として、例えば特殊な大型直角定規等のスケールを用いた手検測による方法がある。しかるに、この方法では使用するスケールが大型で重いために、測定時における測点間の移動、設置調整に手間がかかり、作業効率が悪いといった問題があった。また、目視による測定のため、誤読等の人的誤差が生じ易いといった問題もあった。
さらに、測定の目的は安全確保であり、安全を確認するためには測定値と管理値とを比較する必要があるものの、例えば曲線区間の場合には曲率による拡大寸法を考慮した管理値となっているために測定しながら管理値との比較を行うことは非常に難しく、作業性も悪くなる。そのため、手検測による方法では測定作業が終了した後で比較作業を行うことが多く、この場合、測定中に安全確認を行うことができないことになる。
【０００４】
一方、このような軌道とプラットホーム端部との距離の測定及び管理値との比較を簡易に行えるようにした測定装置が特許文献１に記載されている。図８はこの特許文献１に記載されている測定装置を示したものであり、図中、１０は軌道を示し、２０はプラットホームを示す。
この測定装置は軌道１０上を手押し（人力）により走行可能な台車３１を備えており、さらにプラットホーム２０の端部に接触しながら軌道１０からの高さ方向（Ｙ方向）及び離れ方向（Ｘ方向）に移動自在に支持された一対のローラ３２，３３を備えている。図中、３１ａは台車３１の走行車輪を示し、３１ｂは脱輪防止用のガイドローラを示す。
【０００５】
ローラ３２，３３は台車３１に設置された棚３４の側方に突出されたフレーム３５の先端部に設けられている。図中、３６はこれらローラ３２，３３によって検出される高さ方向及び離れ方向の変位量を電気信号に変換する一対のセンサが収納されているセンサ収納ボックスを示す。
なお、ローラ３２，３３はセンサ収納ボックス３６を貫通する軸３７の先端に取り付けられており、この軸３７はコンストンバネ３８によりローラ３３をプラットホーム２０の側面に押し当てるように偏倚されている。また、センサ収納ボックス３６はＹレール３９に係合され、上下動できるように支持されており、この支持構造によりセンサ収納ボックス３６は自重により下向きに偏倚され、これによりローラ３２がプラットホーム２０の上面に押し当てられている。
【０００６】
このような構成により、この測定装置では台車３１の走行に伴う軌道１０とプラットホーム２０との間の離れ方向の変位量及び高さ方向の変位量に対応した電気信号を一対のセンサから得られるものとなっている。
各センサの検出値は台車３１が一定距離走行する毎にディジタル信号に変換され、変換された測定値と予め設定されている管理値（計画値）とが逐次比較され、かつ表示されると共に、測定値が測定データとして記憶されるものとなっている。
図中、４１は各センサの検出値をディジタル信号に変換して出力するデータ変換装置を示し、４２は比較、表示、記憶等の手段を構成するコンピュータを示す。これらデータ変換装置４１及びコンピュータ４２は棚３４に搭載されている。
【０００７】
この特許文献１に記載されている測定装置によれば、プラットホーム２０に沿う軌道１０上を測定走行するだけで、その走行中に軌道１０とプラットホーム２０間の距離を測定することができ、また測定しながら管理値と測定値との比較、表示等を行うことができるものとなっている。
【特許文献１】実公平７−２６６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した従来の測定装置ではプラットホーム２０の端部に接触する一対のローラ３２，３３を用いる接触方式の測定装置となっているため、図８に示したようにこれらローラ３２，３３や一対のセンサが収納されているセンサ収納ボックス３６及びこれらを支持する機構は軌道１０上に位置する台車３１に対してプラットホーム２０側に大きくずれた位置に位置することになり、これにより測定装置全体の重心位置が軌道１０の中心（一対のレールの中心）からプラットホーム２０側に大きくずれた状態となってしまうため、走行安定性が極めて悪いといった問題がある。特に、曲線区間において内軌側にプラットホーム２０が位置する場合には設定カント（外軌と内軌の高低差）の影響によりプラットホーム２０側に重心が移動することから、測定走行時において測定装置の転倒、脱輪等の事故が発生する恐れがある。
【０００９】
このような問題に対し、走行安定性を向上させるために、例えば反対側に重量物を載せてバランスを取る方法もあるが、この方法では装置全体の重量が増大し、運搬に支障をきたすことになり、また作業性や操作性も悪化する。
さらに、このようなローラを用いる接触方式の測定では以下のような問題もある。
即ち、プラットホームの端部の多くは、軌道からの高さ及び離れの位置関係を調整するためにコンクリート製のクリーンタイルや切石等を使用して作られているが、旧式のプラットホームの場合にはコンクリートだけによって仕上げられたものもある。
【００１０】
プラットホームの端部は建設時には規定内の仕上がり状態（凹凸状態）で出来上がっているが、乗降客の乗り降りが繰り返されることにより部分的な欠けや変形が生じ易く、また経年による表面の劣化、欠けたコンクリートや小石、汚れの付着等もあり、定期的に補修が行われる。
このようなプラットホーム端部に対し、例えば補修前の状態（補修を必要とするような状態）で測定が行われた場合には、凹凸等の状態に対してローラがうまく追従できずに引っ掛かりや跳ね上がりを起こし、ローラが滑らかに回転走行しないといった状況が生じる。このため、このようなプラットホームを測定する場合にはできるだけゆっくりとした速度でローラとプラットホーム端部との接触状態を確認しながら測定を行うことが必要となり、作業性が低下すると共に測定精度の点でも問題があるものとなる。
【００１１】
加えて、ローラを用いる接触方式の測定ではプラットホーム端部に接触したローラの接触面が測定点となり、つまりローラが接触する１測定点だけの測定値からプラットホーム端部の良否を判断することになる。従って、測定時に不良箇所が発生した場合においてもどれだけの範囲でどのような状態で不良になっているのかを測定者が的確に認識することができない。そのため、改修作業を行う際には作業前に再度、手検測等による測定を行い、不良箇所の状態を確認することが必要となる。
この発明の目的はこのような状況に鑑み、プラットホーム端部の表面状態に影響されず、精度良く測定を行うことができ、かつプラットホーム端部の表面形状も測定することができる操作性に優れた鉄道のプラットホーム測定装置及び測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明によれば、鉄道のプラットホーム測定装置は軌道上を走行可能な台車と、その台車の走行距離を測定し、一定走行距離毎に電気信号を出力する距離測定手段と、台車上に設置され、前記電気信号が出力される毎にプラットホームの軌道側端部の、軌道と直交する方向の縦断プロファイルを測定する非接触位置センサと、その非接触位置センサによって測定された測定データから軌道に対する前記端部の距離を算出する算出手段と、その算出手段の算出値と予め設定されている管理値とを比較する比較手段と、その比較手段による比較結果を表示する表示手段と、前記測定データ及び比較結果を記憶する記憶手段とを具備するものとされる。
【００１３】
請求項２の発明では請求項１の発明において、非接触位置センサがレーザ式スキャナとされる。
請求項３の発明では請求項１の発明において、非接触位置センサが台車上に設けられた支柱に取り付けられ、その支柱はプラットホーム側の軌道上に位置される。
請求項４の発明では請求項１の発明において、比較手段による比較により算出値が管理値を越えた場合に警報音を発するブザーを備える。
請求項５の発明によれば、軌道上を走行可能な台車を備えた測定装置によって軌道とプラットホーム端部との距離及びプラットホーム端部の形状を測定する鉄道のプラットホーム測定方法は、距離測定手段により台車の走行距離を測定し、一定走行距離毎に電気信号を出力する過程と、台車上に設置された非接触位置センサにより前記電気信号が出力される毎にプラットホームの軌道側端部の、軌道と直交する方向の縦断プロファイルを測定する過程と、非接触位置センサによって測定された測定データから軌道に対する前記端部の距離を算出する過程と、その算出された算出値と予め設定されている管理値とを比較する過程と、その比較した比較結果を表示手段に表示する過程と、前記測定データ及び比較結果を記憶手段に記憶する過程とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
この発明による測定装置によれば、非接触方式の測定のため、プラットホーム端部の表面状態の影響を受けることなく、精度良く軌道とプラットホーム端部との距離（高さ、離れ）を測定することができ、かつプラットホーム端部の縦断プロファイル（表面形状）も測定することができる。
また、図８に示した従来の測定装置のように測定装置全体の重心位置が軌道中心から大きくずれるといった状態は構成上、発生せず、良好な走行安定性及び操作性を得ることができる。
【００１５】
なお、プラットホーム端部の表面形状が得られるため、測定時に不良箇所が発生した場合においてもその状態を的確に認識することができ、改修作業を行う際には測定した表面形状を利用することができ、その点で極めて有益なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による測定装置の一実施例の構成を示したものであり、図２は図１に示した測定装置を上から見た状態を示したものである。図１中、１０は軌道を示し、２０はプラットホームを示す。
この例では測定装置は軌道１０上を走行可能な台車５１を備えている。台車５１は左右のレール上に各２輪の車輪（走行車輪）５２を配置した４輪台車となっており、プラットホーム２０側の２つの車輪５２の各側方部及び対側の２つの車輪５２間の中央部には脱輪防止用のガイドローラ５３が設けられている。
【００１７】
対側の車輪５２間の中央部に位置するガイドローラ５３の支持部５４には図３に示したようにガイドローラ５３を軌間面に押し当てるための直動軸５５及びコイルスプリング５６が内蔵されており、この押し当て力の反力で台車５１全体がプラットホーム２０側に移動し、各ガイドローラ５３が軌間面に常に当接した状態が維持されるものとなっている。
台車５１は手押しにより走行できるように作られており、台車５１の走行距離を測定するための走行距離センサ５７が車輪５２に設けられている。走行距離センサ５７は例えばロータリエンコーダによって構成され、車輪５２が回転する毎にパルスを発生するものとされる。走行距離センサ５７はこの例ではプラットホーム２０側の車輪５２の一方に設けられている。
【００１８】
台車５１上には支柱５８が立設され、この支柱５８の上端に水平方向に延びる取り付け台５９が取り付けられている。取り付け台５９の支柱５８に支持される基端部にはストッパピン６１及び一対の固定用ノブ６２が設けられており、支柱５８の側面には取り付け台５９の高さ方向の位置決めを行うための案内板６３が取り付けられている。案内板６３にはストッパピン６１が嵌合する複数の穴６３ａが高さ方向に設けられており、ストッパピン６１を穴６３ａに嵌合し、固定用ノブ６２を締め付けることによって取り付け台５９が支柱５８の所定の高さに位置決め固定される。なお、支柱５８はこの例ではプラットホーム２０側の軌道１０上に位置するように設けられている。
【００１９】
取り付け台５９の先端には非接触位置センサ６４が取り付けられている。非接触位置センサ６４としてこの例ではレーザ式スキャナを用いる。
レーザ式スキャナはレーザ光を測定対象物へ投光し、測定対象物表面で散乱した光を集光レンズによりラインＣＣＤカメラ上に結像させて、その結像位置をカウンタ値として入力し、距離データへ変換するもので、レーザ投受光の光軸をガルバノミラーで高速に連続走査することにより広い視野角で多くの点群データを得られるものである。
この例ではこのようなレーザ式スキャナを非接触位置センサ６４として用いることにより、プラットホーム２０の軌道１０側の端部の、軌道１０と直交する方向の縦断プロファイル（表面形状）を測定することができるものとなっている。
【００２０】
なお、非接触の測定方式としては、例えば台車５１上にレーザ発信器とカメラを設置し、プラットホーム２０の端部に対して帯状に照射したレーザ光線の位置をカメラで検出して各検出位置から台車５１とプラットホーム２０端部との位置関係を測定する、いわゆる光切断法もある。しかしながら、この測定方式の場合、レーザ発信器とカメラを設置する位置関係や角度調整を極めて正確に行うことが必要であり、また測定部が大型化するために人力で運搬・操作できる簡易な構成とすることができない。
これに対し、この例で非接触位置センサ６４として用いるレーザ式スキャナは小型・軽量で設置調整も容易に行えるものとなっている。
【００２１】
台車５１上には非接触位置センサ６４に加え、コントローラ６５とデータ収集装置７０が搭載されている。データ収集装置７０はこの例では台車５１の中央部に設けられた設置台６６上に設置されており、コントローラ６５は台車５１上に直接設置されている。
図４はこの測定装置の電気的な構成を説明するためのブロック図であり、データ収集装置７０はこの例では入出力ポート７１、ＣＰＵ７２、ＨＤＤ（ハードディスク装置）７３、ＲＡＭ７４、キーボード７５、ディスプレイ７６及びブザー７７を具備する構成とされる。このような構成を具備するデータ収集装置７０は例えばパーソナルコンピュータによって構成することができる。なお、図１及び２ではデータ収集装置７０をノート型パソコンとして示している。
【００２２】
データ収集装置７０のＨＤＤ７３には測定時にＣＰＵ７２を所定の順序で動作させ、データ処理させるためのデータ処理プログラムが記憶されており、また各プラットホームにおける軌道とプラットホーム端部との距離（高さ、離れ）の管理値が予め準備されて記憶されている。ＲＡＭ７４には測定時においてデータ処理プログラム及び測定データ等が一時格納される。
次に、この測定装置を用いた測定方法、データ処理について説明する。
測定においては、まずデータ収集装置７０を起動させ、キーボード７５を操作して、これから測定するプラットホームの各諸元を設定し、軌道とプラットホーム端部との距離（高さ、離れ）の管理値をＨＤＤ７３から読み込み、ＲＡＭ７４に取り込む。
【００２３】
次に、測定をスタートさせ、測定走行を行う。走行により車輪５２が回転する毎に走行距離センサ５７から発生するパルスがコントローラ６５に入力される。コントローラ６５に入力されたパルスは内部に設けられた係数手段により累積加算され、走行距離が算出される。この走行距離が所定値（測点間距離）に達する毎に、コントローラ６５内の測定部に検測指令（電気信号）が出力され、これにより非接触位置センサ６４による測定が行われる。
測定されたデータはＣＰＵ７２に送られ、高さ、離れの算出及び管理値との比較が行われる。
【００２４】
図５は軌道１０と非接触位置センサ６４、プラットホーム２０との位置関係及び非接触位置センサ６４の測定範囲を示したものであり、図中、Ｐは非接触位置センサ６４の位置（基準位置）を示し、θ０は非接触位置センサ６４の視野角を示す。ここで、図中に示したように、
Ｗ１：軌道中心から基準位置Ｐまでの離れ
Ｈ１：軌道上面から基準位置Ｐまでの高さ
θ１：非接触位置センサ６４の設定角度
θ２：計測ポイントの測定角度
Ｌ１：計測ポイントの距離測定値
とすると、プラットホーム２０の計測ポイントの軌道上面からの高さＨ及び軌道中心からの離れＷは下式により求めることができる。
【００２５】
Ｈ＝Ｈ１−Ｌ１×cos(θ１−θ２)
Ｗ＝Ｗ１＋Ｌ１×sin(θ１−θ２)
各計測ポイントの測定値に対してそれぞれ高さＨ、離れＷを算出することで、図６に示したようなプラットホーム２０端部の縦断プロファイル（表面形状）を点群データとして得ることができる。なお、例えば視野角θ０を３０°とした場合、２００以上の計測ポイント数が得られ、これによりプラットホーム２０端部の表面形状を的確に把握することができる。
【００２６】
測定走行に伴って測定点毎に得られる点群データ（高さ、離れの算出値）から、管理値と比較する値が抽出される。この場合、高さはプラットホーム２０の端部から離れ方向の所定の抽出範囲内での最大値とし、離れはプラットホーム２０の端部から下方向の所定の抽出範囲内での最小値とする。抽出範囲は一般のプラットホームでは高さ、離れ共、例えば１００ｍｍとされる。
ＣＰＵ７２は抽出した高さ、離れの算出値と管理値との比較を行い、高さについては抽出した算出値が管理値より大きい箇所を不良箇所と判断し、離れについては抽出した算出値が管理値より小さい箇所を不良箇所と判断する。
【００２７】
このようにして、ＣＰＵ７２により比較された比較結果（良否）はディスプレイ７６に表示される。この際、比較された算出値と管理値を同時に表示するようにしてもよい。比較結果が不良の場合（算出値が管理値を越えた場合）は例えば表示を点滅させる等により測定者に注意を促すようにしてもよく、またブザー７７により警報音を発生させるようにしてもよい。
なお、プラットホーム２０の端部の局所的な高さ異常等の要因により、高さ及び離れに対して所定の抽出範囲の点群データが得られなかった場合には測定不能箇所と判断する。この場合はディスプレイ７６に例えば測定不能を表示し、正規の測定が行われなかったことを測定者に知らせると共に、ブザー７７により警報音を発生させる。
【００２８】
高さ、離れの各算出値（点群データ）、管理値との比較結果及び測定不能判断結果はＨＤＤ７３に転送され、記憶される。測定後においては例えば所定の範囲の点群データをＨＤＤ７３から読み込み、ディスプレイ７６に表示させたり、あるいはプリンタ７８によりプリントアウトすることもできる。各測定点で求めた点群データをプラットホームの長手方向に対して連続してディスプレイ７６に表示させることで、図７に示したようにプラットホームの端部形状を表すことができ、プラットホーム形状の確認や補修作業時における施工範囲の確認等に利用することができる。
【００２９】
このように、この測定装置によれば測定時において不良箇所が発生した際にどのような状況になっているのかを測定点の表面形状データを見ながら現場確認することができ、的確な状況判断が可能となる。
また、非接触方式の測定のため、接触方式の測定のようにプラットホーム端部の表面状態の影響を受けるといったことはなく、常に安定した高精度の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明による鉄道のプラットホーム測定装置の一実施例の構成を説明するための正面図。
【図２】図１に示した測定装置の平面図。
【図３】図１においてプラットホームと反対側の車輪間に位置するガイドローラの支持部の構造を説明するための図。
【図４】図１に示した測定装置の電気的な構成を説明するためのブロック図。
【図５】軌道と非接触位置センサ、プラットホームとの位置関係及び非接触位置センサの測定範囲を示す図。
【図６】測定によって得られるプラットホーム端部の縦断プロファイルを示す図。
【図７】測定によって得られるプラットホーム端部の形状を示す図。
【図８】従来の測定装置の構成を説明するための正面図。
【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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