(57)【要約】【課題】安価で、信頼性が高く、かつ保守が容易な移動体検出システムを提供する。【解決手段】設置場所を識別可能な所定の配置パターンで設置された複数の磁気部材と、磁気部材の外部磁界を検知可能な磁気センサを備え、磁気部材が設置された場所を通過する移動体とを備える移動体検出システムであって、移動体が、磁気部材が設置された場所を通過したときに、磁気センサによって検出される磁気部材の外部磁界から求められた配置パターンに基づき、通過した磁気部材の設置場所を識別することを特徴とする。さらに、磁気部材が設置された場所を通過したときの、移動体の通過速度と通過時間との決定、および移動体の特定を行うことが可能である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置場所を識別可能な所定の配置パターンで設置された複数の磁気部材と、前記磁気部材の外部磁界を検知可能な磁気センサを備え、前記磁気部材が設置された場所を通過する移動体とを備える移動体検出システムであって、
前記移動体が、前記磁気部材が設置された場所を通過したときに、前記磁気センサによって検出される前記磁気部材の外部磁界から求められた配置パターンに基づき、通過した前記磁気部材の設置場所を識別することを特徴とする移動体検出システム。
【請求項２】
前記磁気部材の配置パターンが、前記移動体の移動方向に所定距離だけ離間した２つの磁気部材を含み、
前記移動体が、前記磁気部材が設置された場所を通過したときに、前記２つの磁気部材の外部磁界を前記磁気センサが検出する時間間隔に基づき、前記２つの磁気部材間を通過したときの前記移動体の通過速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の移動体検出システム。
【請求項３】
前記移動体が、さらに時計手段と前記移動体を特定できる情報を含む記憶手段とを備え、
前記移動体が、前記時計手段の時刻情報に基づき、前記磁気部材が設置された場所を通過したときの前記移動体の通過時刻を決定し、かつ前記記憶手段に含まれた情報に基づき、前記磁気部材が設置された場所を通過した前記移動体を特定することを特徴とする、請求項１または２に記載の移動体検出システム。
【請求項４】
前記各磁気部材が、一直線状に配置された複数の磁石を含み、該磁石が、配置される直線方向に対してほぼ垂直な所定方向に所定の同一極を向けて、互いに隣接して設置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気センサを備える移動体が、通過した磁気部材が設置された場所を識別する移動体検出システムに関し、特に移動体が、磁気部材が設置された場所を通過したときに、磁気センサによって検出される磁気部材の外部磁界から求められた配置パターンに基づき、通過した磁気部材の設置場所を識別することを特徴とする移動体検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の列車検知システムの一例として、レールを２００ｍから１０００ｍの間隔で区切って絶縁し、その区切られたレールに信号電流を流して、列車の存在を検知するシステムが知られている。この列車検知システムは、軌道回路とも呼ばれている。この列車検知システムの原理は、列車が存在しない場合には、信号電流が区切られたレールの両端間を流れるが、列車が存在する場合には、列車の車輪および車軸によるレール間の短絡によって、信号電流が区切られたレールの両端間には流れないことに基づくものである。信号電流を監視することで、軌道回路内の列車の有無を検知するというものである。
【０００３】
その他の列車検知システムの一例として、駅や線路沿いに複数の無線装置を設置し、かつ列車に車上装置を搭載し、無線装置から送信される信号に対する車上装置からの応答を監視することによって、無線装置から送信される信号に対して送受信可能な範囲にある列車の存在を検知するシステムが知られている。この列車検知システムは、無線装置と車上装置との間で行われる無線信号の送受信に必要な時間を測定して、無線信号の伝搬速度から、車上装置を有する列車と無線装置との間の距離を決定することもできるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の軌道回路を用いる列車検知システムは、信号電流が流される軌道回路内の列車の有無を確認することはできるが、軌道回路内の列車の場所を知ることはできないものであった。また軌道回路内に存在する列車の台数を識別することができないために、列車の運行間隔が短く、軌道回路内に複数の列車が存在する可能性がある区間への適用はできないものであった。さらに、天候変化（降雨、積雪など）による、レールを流れる信号電流強度などへの影響を考慮する必要があった。加えて、軌道回路に信号電流を供給する装置および軌道回路内の信号電流を検知する装置の保守を行う必要があり、しかもこのような保守は、列車が通過しない夜間に作業しなければならないという問題もあった。
【０００５】
一方、無線装置と車上装置とを用いる列車検知システムは、駅や線路沿いに高価な複数の無線装置を設置しなければならなかった。加えて、設置される無線装置は、車上装置との無線信号の送受信のために電力を供給されなければならず、このような無線装置の設置および保守のために多額の費用が必要であるという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動体検出システムは、上述のような課題を解決するものであって、より安価で、信頼性が高く、かつ保守が容易な移動体検出システムを提供するものである。
【０００７】
本発明の移動体検出システムは、設置場所を識別可能な所定の配置パターンで設置された複数の磁気部材と、磁気部材の外部磁界を検知可能な磁気センサを備え、磁気部材が設置された場所を通過する移動体とを備える移動体検出システムであって、移動体が、磁気部材が設置された場所を通過したときに、磁気センサによって検出される磁気部材の外部磁界から求められた配置パターンに基づき、通過した磁気部材の設置場所を識別することを特徴とする。
【０００８】
本発明の移動体検出システムに用いる磁気部材は、例えば永久磁石である。そのため磁気部材は、価格が安価であり、またその設置も容易である。またエネルギーを供給する必要がなく、さらに永久磁石である磁気部材を一旦設置すれば保守は不必要である。また、磁気部材および磁気センサの性能は、降雨や積雪などの天候の影響をほとんど受けないものである。
【０００９】
また、本発明の移動体検出システムは、磁気部材の配置パターンが、移動体の移動方向に所定距離だけ離間した２つの磁気部材を含み、移動体が、磁気部材が設置された場所を通過したときに、２つの磁気部材の外部磁界を磁気センサが検出する時間間隔に基づき、２つの磁気部材間を通過したときの移動体の通過速度を決定することを特徴とする。
【００１０】
磁気部材の配置パターンが、移動体の移動方向に所定距離だけ離間した２つの磁気部材を含むことで、移動体が通過した磁気部材の設置された場所の識別と、その設置場所を通過したときの移動体の通過速度の決定とが可能である。
【００１１】
また、本発明の移動体検出システムは、移動体が、さらに時計手段と移動体を特定できる情報を含む記憶とを備え、移動体が、時計手段の時刻情報に基づき、磁気部材が設置された場所を通過したときの移動体の通過時刻を決定し、記憶手段に含まれた情報に基づき、磁気部材が設置された場所を通過した移動体を特定することを特徴とする。
【００１２】
移動体が、時計手段の時刻情報に基づき、磁気部材が設置された場所を通過したときの移動体の通過時刻を決定することができ、また記憶手段に含まれた情報に基づき、移動体を特定することができるため、移動体が通過した場所の識別と、その場所を通過したときの移動体の通過時刻の決定および移動体の特定とが可能である。
【００１３】
また、本発明の移動体検出システムは、各磁気部材が、一直線状に配置された複数の磁石を含み、該磁石が、配置される直線方向に対してほぼ垂直な所定方向に所定の同一極を向けて、互いに隣接して設置されることを特徴とする。
【００１４】
このように構成された磁石を磁気部材として用いることによって、通常のホール素子などの磁気センサで、磁気部材の外部磁界を検知することができる距離を長くすることができる。例えば、このような磁気部材を用いることで、磁気部材の外部磁界を検知することができる距離を、６０ｃｍから９０ｃｍ程度まで長くすることができ、例えば、枕木に設置したこのような磁気部材の外部磁界を検知するのに、磁気センサを列車の底部に備える構成で可能となる。
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の移動体検出システムの一実施形態を示す。
【００１７】
図１には、２本のレール１があり、このレール１上を列車４が走行する。レール１は、枕木２の上に載置されている。枕木２には、磁気部材３が設置されている。図１の例では、磁気部材３は、２本のレール１の両側で枕木２上に、所定の配置パターンに基づいて設置されている。この磁気部材３の外部磁界を検出する２個の磁気センサ５、６が、列車４に設けられている。磁気センサ５、６は、磁気部材３が設置された枕木２上を列車４が通過するときに、磁気センサ５、６が磁気部材３の上を通過するような位置で列車４の底部に配置される。
【００１８】
次に、磁気部材が設置される所定の配置パターンについて説明する。
【００１９】
図１の例では、レール１の両側で枕木２上に、複数の磁気部材３が所定の配置パターンに基づいて設置されている。配置パターンにおける特定の場所に磁気部材３が存在するか否かで、２つの情報を表すことができる。図１の例では、１本の枕木２で２ヵ所の磁気部材３の設置場所を有することができるので、１本の枕木２で、２×２の４つの情報を表すことができる。このような枕木２が、列車４の移動方向に、所定の距離間隔で離間されて、配置パターンに基づいて設置されている。
【００２０】
図１の例では、磁気部材の配置パターンは、矢印Ｔで示される列車４の進行方向に沿って、配置パターンの検知の開始を認識し、通過時間の決定および列車４の特定とともに、列車４の通過速度を検知するための領域３１と、通過場所を識別するため領域３２とを備える。
【００２１】
磁気部材３が設置された枕木２が、同じ距離間隔に配置され、列車４がこのような磁気部材３が設置された枕木２上を同じ通過速度で走行すれば、列車４が、枕木２間を通過するために要する時間間隔は同一となる。磁気部材３が設置されていれば外部磁界を検出するはずである時間間隔で、磁気センサ５、６が、磁界の検出に基づく磁界検出信号を生成するか否かに基づいて、磁気部材３の配置パターンを検知することができる。
【００２２】
しかしながら、列車４が、このような磁気部材３が設置された場所を通過するときの列車４の速度は、必ずしも一定ではなく変ることが考えられる。そのために、通過場所を識別するための領域３２の前方に、配置パターンの検知の開始を認識し、通過時間の決定および列車４の特定とともに、列車４の通過速度を検知するための領域３１を設けて、列車４が２つの枕木２に設置された磁気部材３の外部磁界を検知する時間間隔、すなわち列車４が磁気部材３が設置された場所を通過するときの通過速度を決定することが必要である。
【００２３】
列車４の通過場所を識別すべき場所が、例として２０万ヵ所あるとすれば、４９＝２６２１４４であるから、９本の枕木２を用いればこのような場所の識別が可能となる。すなわち、それぞれ１本の枕木２の２ヵ所に磁気部材３を配置する、２×９のマトリクス状の磁気部材３の配置パターンを用いれば、２０万ヵ所の設置場所を識別できることになる。これに加えて、列車の通過速度を決定するために、さらに２本の枕木２が必要になり、合計で１１本の枕木２となる。一例として、枕木２の間隔が約５０ｃｍであれば、１１本の枕木２で合計約５ｍの距離になる。このように比較的短い距離範囲にわたって、磁気部材３を設置することで、列車４が通過する２０万ヵ所の通過場所を識別することと、列車４の通過速度を決定することとができることになる。
【００２４】
磁気部材３は、後で詳細に説明するように、一直線状に配置された複数の磁石を含むものである。この磁気部材は、安価であるとともに、枕木への設置が容易である。またこの磁石は、エネルギーを供給しなくとも永続して作用するものであり、保守を必要とするものではない。また、天候や温度などにほとんど影響されないものである。
【００２５】
磁気センサ５、６は、通常のホール素子を使用したセンサでよい。
【００２６】
図２に、本発明の移動体検出システムと、中央制御装置とを備える移動体制御システムの一例を示す。
【００２７】
列車４は、磁気センサ５、６と、処理手段７と、記憶手段８と、時計手段９と、無線送受信手段１０とを備える。
【００２８】
磁気センサ５、６は、処理手段７に接続され、磁界を検出して磁界検出信号を送出する。処理手段７は、さらに記憶手段８、時計手段９、および無線送受信手段１０に接続される。
【００２９】
記憶手段８には、磁気部材３が設置された場所に関するデータと、その設置場所に対応する磁気部材３の配置パターンとが記憶されている。更に、記憶手段８は、列車４を特定することができるＩＤ情報を記憶することができる。その他に、記憶手段８は、列車の整備記録や事故記録などの履歴や、運転手の情報や、貨車であれば積載する貨物に関する情報なども記憶することができる。特に列車４が貨車である場合に、途中の駅で降ろした貨物の情報と、まだ積載している貨物の情報とを記憶し、無線送受信手段１０を介してそれらの情報を、中央処理装置１１に送信することも可能である。
【００３０】
処理手段７は、磁気センサ５、６から出力される磁界検出信号に基づいて、磁気部材３が設置された場所を通過したときの列車４の通過速度を決定し、記憶手段８に記憶されている磁気部材３の配置パターンを参照して、列車４が通過した磁気部材３が設置されている場所を識別することができる。
【００３１】
処理手段７は、さらに時計手段９に接続され、時計手段の時刻情報に基づき、列車４が、磁気部材３が設置された場所を通過したときの時刻を決定することができる。
【００３２】
処理手段７は、さらに、外部と無線信号を送受信するための無線送受信手段１０に接続される。この無線送受信手段１０は、無線ネットワークを介して、中央制御装置１１の無線送受信手段１２と通信することができる。
【００３３】
中央制御装置１１は、無線送受信手段１２、中央処理手段１３、および記憶手段１４を備え、複数の列車４から送信される、列車の特定情報、通過場所、通過速度、および通過時刻に基づき、列車４の走行を制御するものである。中央制御装置１１の中央処理手段１３は、列車４から送信されたこれらの情報を、記憶しかつ所定の処理を実行し、必要があれば列車４の処理手段７に対して、無線送受信手段１２、１０を介して、停止、減速、または加速などの指令を送信することができる。
【００３４】
次に、列車４の通過速度の決定、および通過場所の識別を行う方法について図３および図４を参照して説明する。
【００３５】
図３に、列車４に搭載された磁気センサによって検出される磁界検出信号の一例を示す。
【００３６】
図４に、図３に示される磁気センサによって検出された磁界検出信号を用いて、列車の通過速度の決定および通過位置の識別を行う方法を示す。
【００３７】
まず、列車４がレール１上を進行して、磁気部材３が設置された領域に近づく。
【００３８】
次に、ステップＳ１で、所定範囲の時間間隔Ａ内で、２回の磁界検出信号が生成されたかどうかが判断される。これは、磁気部材３が設置された場所を通過する列車４の速度が、通常の範囲内にあるかどうかを判断するためである。すなわち、列車４が停止直前のような非常に低速度で走行しているときには、磁気部材３の外部磁界を所定の時間間隔で検出するのに、誤りが発生する可能性があるため、このような場合を除くためである。
【００３９】
ステップＳ１で、２回の磁界検出信号が、所定範囲の時間間隔Ａを越えていれば、以降の処理を行わず、所定範囲の時間間隔Ａ内にあれば、次の処理ステップＳ２へ進み、列車の通過速度を求める。
【００４０】
このステップＳ１は、配置パターン検知の開始を認識し、列車の通過速度を検知する領域３１に列車４が入り、列車４に搭載された２つの磁気センサ５、６が、最初の２つの磁気部材３の外部磁界を時刻ＴｓとＴ０とで検出して、この時刻ＴｓとＴ０との差、すなわちＴ０−Ｔｓが、所定の値Ａ以下であるかどうかを判断するステップである。
【００４１】
ステップＳ２で、２回の磁界検出の時間間隔（Ｔ０−Ｔｓ）を、記憶手段８に記憶し、列車の通過速度を求める。これは、磁気部材３同士の間隔をＤ、すなわち枕木２の間隔をＤとすれば、Ｄ／（Ｔ０−Ｔｓ）により列車４の通過速度が求められることになる。
【００４２】
次に、列車４は、列車の通過速度を検出する領域３１から、列車の通過場所を識別する領域３２に入る。
【００４３】
ステップＳ３で、列車の通過場所を識別するための領域３２に設置された磁気部材３の配置パターンを求める。これは、磁気センサ５、６が、Ｔ０から検出された時間間隔（Ｔ０−Ｔｓ）の整数倍のタイミングＴ１、Ｔ２、…、Ｔ９で、磁界を検知するか否かを調べることによって、磁気部材３の配置パターンを求めるものである。
【００４４】
次に、ステップＳ４で、ステップＳ３で求められた配置パターンに基づき、記憶手段８に記憶された設置位置に対応する配置パターンを参照して通過場所を識別する。
【００４５】
次に、ステップＳ５で時計手段９からの時刻情報に基づき、列車４が、磁気部材３が設置された場所を通過したときの通過時刻を決定する。また、記憶手段８に記憶されている列車４を特定できるＩＤ情報に基づき、磁気部材が設置された場所を通過した、列車を特定する。さらに、それぞれの貨車または客車などの車両のＩＤ情報が、記憶手段８に記憶されている場合は、磁気部材３が設置された場所を通過した、各車両を特定する。
【００４６】
次に、ステップＳ６で、ステップＳ２、Ｓ４、およびＳ５で決定した、列車４の通過位置、通過速度、および通過時刻の情報を、記憶手段８に記憶するとともに、無線送受信手段１０を介して、これらの情報と列車特定情報とを中央制御装置１１に送信する。
【００４７】
最後に、ステップＳ７で、適切な手段により、列車４が走行中か否かが判断される。列車４が走行中でなく停車していれば、処理を終了する。列車４が、まだ走行中であれば、上述のステップＳ１に戻り処理を繰り返す。
【００４８】
図５に、本発明の移動体検出システムにおける磁気部材３に用いることができる、磁気部材の磁石構成の例を示す。
【００４９】
図５に示される例では、複数の磁石２０は、図５においてＬで示される方向に一直線状に配置され、磁石２０が、配置される直線方向Ｌに対してほぼ垂直な所定方向に所定の同一極（Ｓ極）を向けて、互いに隣接して設置される。このように配置することで、特に、同一極同士が隣接する境界付近からの磁束を遠方まで延ばすことが可能となり、例えば、枕木２に設置される磁気部材３と列車４に搭載される磁気センサ５、６との距離を、６０ｃｍから９０ｃｍ程度にすることができる。
【００５０】
磁石２０として、例えば、ネオジウム磁石を用いることができる。このような磁石２０を例えば鉄などの基材２１上に配置し、図示していないゴム製の被覆でその全体を覆うことができる。磁気部材３の全体としての大きさは、数ｍｍから数ｃｍ角にすることができる。
【００５１】
上述の実施形態例では、磁気センサ５、６を列車４に搭載し、磁気部材３を枕木２に設置する例で説明したが、これに限るものではない。列車４に搭載された磁気センサ５、６で外部磁界を検知できれば、磁気部材３はどこに設置してもよい。また、磁気部材３の配置は、列車の移動方向を横切る方向に２個ずつ配置するのではなく、任意の配置が可能である。また、移動体も列車に限るものではなく、任意の移動体が可能である。例えば、移動体としてバスを用いて、磁気センサをバスの車体に設け、磁気部材を停留所などの所定の場所に設置するなどの変形例も可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の移動体検出システムは、設置場所を識別可能な所定の配置パターンで設置された複数の磁気部材と、磁気部材の外部磁界を検知可能な磁気センサを備え、磁気部材が設置された場所を通過する移動体とを備える移動体検出システムであって、移動体が、磁気部材が設置された場所を通過したときに、磁気センサによって検出される磁気部材の外部磁界から求められた配置パターンに基づき、通過した磁気部材の設置場所を識別することで、より安価で、信頼性が高く、かつ保守が容易な移動体検出システムを提供する。さらに、本発明の移動体検出システムは、磁気部材が設置された場所を通過したときの、移動体の通過速度と通過時間との決定、および移動体の特定を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の移動体検出システムの一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の移動体検出システムと中央制御装置とを備える移動体制御システムの一例を示す図である。
【図３】磁気センサによって検出される磁界検出信号の一例を示す図である。
【図４】列車の通過速度の決定および通過位置の識別を行う方法を示す図である。
【図５】磁気部材の磁石構成の例を示す図である。
【符号の説明】
１　レール
２　枕木
３　磁気部材
４　列車
５、６　磁気センサ
７　処理手段
８、１４　記憶手段
９　時計手段
１０、１２　無線送受信手段
１１　中央制御装置
１３　中央処理手段
２０　磁石
２１　基材
３１　配置パターンの検知の開始を認識し、通過時間の決定および列車の特定とともに、列車の通過速度を検知するための領域
３２　列車の通過場所を識別する領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004074876.tif 000006
【図５】
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