(57)【要約】【課題】簡易な構成により車両基地の構内運転士をサポートする。【解決手段】車両基地構内の線路１，２に沿って配置された信号機３の手前の停止エリアＳにループアンテナ１１が配置される。ループアンテナ１１は、停止エリアに位置する車両と電磁結合される。停止エリアＳの手前の位置には車両センサ１２，１３が配置される。信号機３の直前には、信号現示を外部から光学的に検出する信号センサ１４，１５が配置される。監視装置本体１６は、車両センサ１２，１３が車両４を検出した際に、信号機３が停止現示である場合、ループアンテナ１１に停止信号０１を出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両基地構内の線路に沿って配置された信号機の手前の停止エリアに配置されて前記停止エリアに位置する車両と電磁結合されるアンテナと、
前記信号機に向かって前記停止エリアの手前の位置に配置されて前記車両を検出する車両検出器と、
前記信号機の信号現示を外部から光学的に検出する信号検出器と、
前記車両検出器と前記信号検出器の出力に基づいて、前記車両検出器が車両を検出した際に前記信号機が停止現示である場合、停止出力指示信号を出力する監視制御部と、
この監視制御部から停止出力指示信号が出力されたら前記アンテナに停止信号を出力する出力部と、
これら各部に電力を供給するバッテリと
を備えたことを特徴とする構内車両監視装置。
【請求項２】
光を電力に変換するソーラパネルと、
このソーラパネルで変換された電力によって前記バッテリを充電する充電制御部と
を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の構内車両監視装置。
【請求項３】
前記信号検出部は、前記車両検出部で車両が検出された際に前記バッテリからの電力を供給されて前記信号機の信号現示を検出するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の構内車両監視装置。
【請求項４】
前記アンテナはループアンテナであり、
前記監視制御部、出力部、バッテリ及びソーラパネルは、線路脇に添設可能なように一体構造化されていることを特徴とする請求項２記載の構内車両監視装置。
【請求項５】
前記アンテナは多層化された棒状アンテナであり、
前記アンテナ、車両検出器、信号検出器、監視制御部、出力部、バッテリ及びソーラパネルは、線路脇に添設可能なように一体構造化されていることを特徴とする請求項２記載の構内車両監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両基地構内における鉄道車両の冒進を防止する構内車両監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の検査、洗浄、入出庫に伴って、車両を基地構内で入換えする場合、現在は、専ら構内運転士の信号現示確認に頼るのみであるため、信号無視、失念といったヒューマンエラーに起因する冒進（誤出発、分岐器への誤進入）が発生し、車両や軌道に損傷を与えたり、車両の本線での運行にも支障を来たすという問題があった。
【０００３】
一方、本線においては、鉄道車両の自動運行制御を行うものとして、ＡＴＣ装置（自動列車制御装置）が知られている。このＡＴＣ装置は、線路上の各閉塞区間を走行する車両を線路に沿って配置された車両検知装置により検知し、各閉塞区間における車両の在線状況に応じて各車両の運行を制御するものである。ＡＴＣ信号現示には、２種類の停止信号０１，０２が用いられ、停止信号０１が常用ブレーキによる停止、停止信号０２が非常ブレーキによる停止を指示する信号となる。例えば、先行車両の在線する閉塞区間に隣接する進路後方の閉塞区間が停止信号０２の停止区間となり、その進路後方の閉塞区間が０１の停止区間となる。停止信号０１の停止区間の更に後方の閉塞区間は、例えば、走行速度が４０ｋｍ／ｈの現示区間、更にその後方の閉塞区間は、走行速度が６０ｋｍ／ｈの現示区間となるように各車両の運行が制御される（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−０４０２７３号公報  （第２頁、段落０００２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のＡＴＣ装置を本線と同様に、各車両基地における構内運行制御に適用しようとすると、各閉塞区間における列車の在線状況に基づいて各列車の運行速度を制御するため、列車検出装置や各列車への信号出力装置等からの信号線の敷設が必要となり、しかも、その変更の柔軟性に乏しいため、メンテナンスコストがかかり、費用対効果の面から得策でない。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、簡易な構成により車両基地の構内運転士をサポートすることができる構内車両監視装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る構内車両監視装置は、車両基地構内の線路に沿って配置された信号機の手前の停止エリアに配置されて前記停止エリアに位置する車両と電磁結合されるアンテナと、前記信号機に向かって前記停止エリアの手前の位置に配置されて前記車両を検出する車両検出器と、前記信号機の信号現示を外部から光学的に検出する信号検出器と、前記車両検出器と前記信号検出器の出力に基づいて、前記車両検出器が車両を検出した際に前記信号機が停止現示である場合、停止出力指示信号を出力する監視制御部と、この監視制御部から停止出力指示信号が出力されたら前記アンテナに停止信号を出力する出力部と、これら各部に電力を供給するバッテリとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、車両基地構内の線路に沿った信号機の手前の停止エリアに配置されたアンテナと、前記信号機の信号現示を外部から光学的に検出する信号検出器と、車両を検出する車両検出器とが、監視制御部又は出力部にのみ接続され、これらはバッテリで駆動されるので、この監視装置は、あらゆる信号ライン及び電源ラインから分離されており、それ単独で容易に設置可能である。
したがって、本発明によれば、より簡易な方法で、構内運転士をサポートする構内車両監視装置を提供することができる。
【０００９】
なお、本発明は、光を電力に変換するソーラパネルと、このソーラパネルで変換された電力によって前記バッテリを充電する充電制御部とを更に備えることが望ましい。この構成によれば、ソーラパネルからの電力でバッテリを常に充電することができるので、バッテリ交換が不要となり、メンテナンスが更に容易になる。
【００１０】
また、信号検出部が、車両検出部で車両が検出された際にバッテリからの電力を供給されて信号機の信号現示を検出するものであると、信号検出部での電力消費量が抑えられ、バッテリの容量をその分少なくすることができるので、装置の構造をより簡素化することができる。
【００１１】
なお、アンテナは、例えばループアンテナであり、監視制御部、出力部、バッテリ及びソーラパネルは、線路脇に添設可能なように一体構造化されていることが望ましい。このような構成とすれば、装置の設置作業が極めて簡単になる。
また、アンテナが多層化された棒状アンテナであり、このアンテナ、車両検出器、信号検出器、監視制御部、出力部、バッテリ及びソーラパネルが、線路脇に添設可能なように一体構造化されていると、装置の設置作業（特にアンテナ）が更に簡素化される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る構内車両監視装置について説明する。
図１は、本実施形態に係る構内車両監視装置の構成を示す概略図である。
車両基地内の線路１，２の合流点Ｐには、線路１，２に沿って信号機３が配置されている。いま、図示のように、車両４が線路１を図中矢印方向に走行中であるとすると、この進行方向に対して、線路１，２の信号機３よりも手前領域が停止領域Ｓである。本実施形態の構内車両監視装置は、停止領域Ｓ取り囲むように設置されたＡＴＣ信号出力用のループアンテナ１１と、線路１，２の一旦停止標５，６の近辺に設置された車両センサ１２，１３と、信号機３の信号現示を外部から光学的に検出する信号センサ１４，１５と、これらを接続する監視装置本体１６とを備えて構成されている。
【００１３】
ループアンテナ１１は、例えば耐侯性の良い信号ケーブルを、線路１，２の軌条脇に添わせてループ状に配置したもので、アンテナ長は、一旦停止位置から起動直後の全制停止距離を考慮して決定されている。ループアンテナ１１がＡＴＣの停止信号０１を出力している状態で、車両４がループアンテナ１１上を通過すると、車両４内に配置されたＡＴＣ受信器１７が、ループアンテナ１１と電磁結合され、ループアンテナ１１からの停止信号０１を受信するようになっている。
【００１４】
車両センサ１２，１３は、例えば反射型赤外センサにより構成され、一旦停止標５，６から進出した車両４を検出する。車両センサ１２，１３は、他線路の車両や小動物による誤検出を防止するため、例えば高さを約１ｍに設定し、検出距離を軌道中心までとすることにより、進出車両の外板を確実に検知するようにしている。車両センサ１２，１３は、常時通電となるので、信号センサ１４，１５よりも低消費電力タイプとする。
【００１５】
信号センサ１４，１５は、信号機３の赤色灯と黄色灯の点灯状態を光学的に検出し、これを電気信号に変換して監視装置本体１６に出力する。なお、センサ自体は、信号機３の背面の防水箱に設置し、赤色灯と黄色灯からの光を光ファイバでセンサに導くことにより、信号灯の視認性とセンサの防水性とを同時に満足させるようにしても良い。
【００１６】
図２は、監視装置本体１６の更に詳細な構成を示すブロック図である。
監視装置本体１６は、各部に供給する電力を蓄えるバッテリ２１と、電源供給手段であるソーラパネル２２と、夜間、曇天に備えるために、このソーラパネル２２で発電された直流電圧をバッテリ２１に浮動充電する充電制御部２３と、車両センサ１２，１３及び信号センサ１４，１５の出力に基づいて停止出力指示信号を出力する監視制御部２４と、停止出力指示信号により出力部２５からＡＴＣにおける停止信号０１を出力する出力部２５とを備えて構成されている。
【００１７】
図３は、監視制御部２４の更に詳細を示す回路図である。
出力制御部３１は、車両センサ１２，１３から車両検知信号が入力されたら、スイッチ３２，３３をオンにして信号センサ１４，１５に電力を供給する。インバータ３４及びＯＲゲート３５からなるゲート回路の出力は、信号機３の黄色灯がオン、赤色灯がオフとなっているときのみハイレベル（走行可）となり、その他のオン、オフパターンではロウレベル（停止状態）となる。これは、赤、黄共に消灯は、赤信号とみなす運転取扱規定を考慮したものである。出力制御部３１の出力側に抵抗３６を介して接続されたトランジスタ３７は、車両センサ１２，１３がオンになって、信号センサ１４，１５が停止状態を示す場合、出力制御部３１によりベースを駆動され、コイル３８を駆動して、リレースイッチ３９をオン状態にするものである。これにより、リレースイッチ３９を介して停止出力指示信号を出力する。
【００１８】
図４は、出力部２５の構成を示すブロック図である。
監視制御部２４から停止出力指示信号を入力すると、インバータ４１は、例えば直流１２Ｖの電圧を直流±１２Ｖの電圧に変換する。発振回路４２は、ＡＴＣ信号の搬送波となるべき３４５０Ｈｚ又は３７５０Ｈｚの正弦波信号を出力する。変調回路４３は、停止信号０１の主信号周波数である７７±１．３Ｈｚの矩形波で変調する。この変調信号は、パワーアンプ４４で電力増幅され、トランス４５を介してループアンテナ１１に出力される。
【００１９】
このように構成された構内車両監視装置における、車両検知からＡＴＣの停止信号出力までの動作は、次のようになる。
【００２０】
（１）一旦停止標５，６の付近に車両４が進入していない場合、車両センサ１２，１３の電源はオン状態であるが、車両４を検知していないので、信号センサ１４，１５の電源はオフ状態のままである。
【００２１】
（２）一旦停止標５，６より前に車両４が進入し、車両センサ１２，１３が車両４を検知したら、監視制御部２４で信号センサ１４，１５の電源がオンになり、信号機３の信号現示が識別される。
【００２２】
（３）識別された信号現示が「黄」点灯で且つ「赤」消灯ならば、出力部２５の電源はオンにはならず、ＡＴＣ信号は出力されないため、車両４はそのまま通過することができる。
【００２３】
（４）識別された信号現示が上記（３）のパターン以外の場合、リレースイッチ３９がオンになって出力部２５がオン状態となり、ループアンテナ１１に停止信号０１が出力される。なお、消費電力の削減を図るため、この停止信号０１は、車両４の停止までの必要時間を考慮して、約１０〜１５秒間だけオン状態となるようにしても良い。車両４がこの停止信号０１をＡＴＣ受信器１７にて受信すると、ＡＴＣ投入ベルが鳴動すると共に、車両４に全制動がかかり、車両４が停止する。
【００２４】
このように、本実施形態の構内車両監視装置によれば、車両センサ１４，１５及び信号センサの出力の検出条件がオンのときだけ、ＡＴＣ信号を出力するようにしており、必要時以外は消費電力を抑制することができる。
【００２５】
なお、以上の実施形態では、停止信号を出力するアンテナとして、ループアンテナを使用したが、例えば図５に示すように、アンテナとして、多層構造の棒状アンテナ５１を使用して、この棒状アンテナ５１及び車両センサ５２や信号センサ５３を監視装置本体５４と一体化するようにしても良い。この場合、
【００２６】
（１）ＡＴＣループアンテナの多層化により、伝送効率の向上と、高インピーダンス化によるトランスレスを達成し、車両のＡＴＣ信号の受信レベルを維持しつつ、消費電力を１／１０以下とすることができる。
【００２７】
（２）太陽光発電セル（ソーラパネル５５）を単結晶シリコンパネルからＣＩＧＳ化合物半導体太陽電池等、光電変換効率の高いパネルを使用することにより、パネル面積を１／８以下とすることができる。
【００２８】
（３）車両センサ５２として、赤外線センサの代わりに、焦伝センサや軌条に取り付ける近接スイッチを用いることにより、狭隘なスペースにも容易に設置が可能になる。また、信号センサ５３を、近距離センサから遠距離レーザ式や画像処理方式に変更することにより、信号灯表面のセンサ設置を廃止して敷設配線も省略することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、車両基地構内の線路に沿った信号機の手前の停止エリアに配置されたアンテナと、前記信号機の信号現示を外部から光学的に検出する信号検出器と、車両を検出する車両検出器とが、監視制御部又は出力部にのみ接続され、これらはバッテリで駆動されるので、信号ライン及び電源ラインから独立し、それ単独で容易に設置可能になる。これにより、簡易な構成で構内運転士を十分にサポートすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る構内車両監視装置を概略的に示す図である。
【図２】同装置における監視装置本体の詳細を示すブロック図である。
【図３】同監視装置本体における監視制御部の詳細を示す回路図である。
【図４】同監視装置本体における出力部の詳細を示すブロック図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態に係る構内車両監視装置の概観図である。
【符号の説明】
１，２…線路
３…信号機
４…車両
５，６…一旦停止標
１１…ループアンテナ
１２，１３…車両センサ
１４，１５…信号センサ
１６…監視装置本体
１７…ＡＴＣ受信器
２１…バッテリ
２２…ソーラパネル
２３…充電制御部
２４…監視制御部
２５…出力部
【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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