(57)【要約】【課題】閉塞区間を更に細分化した電子マップ上の線路上にＧＰＳ情報を反映させて列車接近の警報を最適に発することのできるようにする。【解決手段】本発明の列車接近警報システムは、列車位置抽出装置１０からの列車６の位置情報と、携帯端末３からの作業員２の位置情報とから列車接近の有無を判断する列車接近警報装置７を有している。該列車接近警報装置７は、一閉塞区間内を複数に細分化した区間に作業員の位置情報を割り当て、該作業員の居る細分化した区間に対する列車の位置情報が所定の範囲内になったとき、すなわち列車見張り距離になったときに作業員２の携帯端末３へ列車接近の警報を発信するようにしている。【選択図】  図５
2005041284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の運行状況を制御する中央列車制御装置から列車の位置情報を抽出する列車位置抽出装置と、ＧＰＳからの電波を受信して作業員の現在位置を検出する携帯端末と、前記列車位置抽出装置からの列車の位置情報及び携帯端末からの作業員の位置情報とから列車接近の有無を判断する列車接近警報装置とから成り、該列車接近警報装置は一閉塞区間内を複数に細分化した区間に作業員の位置情報を割り当て、該作業員の居る細分化した区間に対する列車の位置情報が所定の範囲内になったときに作業員の携帯端末へ列車接近の警報を発信するようにしたことを特徴とする列車接近警報システム。
【請求項２】
ＧＰＳからの電波を受信して作業員の位置を電子マップ上にプロットし、該作業員のプロット点から線路までの距離が一定範囲内であれば作業員が線路に接近した位置に居ると判断して列車が接近した場合には警報を発するようにし、また前記プロット点から電子マップ上の線路の区分点どうしを結んだ直線に対して下ろした垂線との交点を線路キロ程に換算し、作業員の位置としたことを特徴とする線路上の作業員の位置特定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車運行時間帯において、作業員が鉄道線路に接近した位置にいるか否かＧＰＳ情報から判断し、接近した位置に居る場合には列車接近の警報を無駄なく行うことができるようにした線路上の作業員の位置特定方法及び列車接近警報システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、列車の運行時間帯において、鉄道線路内での作業を行う作業員及び鉄道線路に近接した位置で作業を行う作業員に対しては、列車見張り員を立てて列車が接近してきたことを知らせ、退避動作を行わせて列車との接触事故を防止するようにしている。ところが、列車見張り員による場合は、目視によるものであるため、失念などにより、列車接近の情報が遅れることがあり、作業員を重大な危険に陥らせる虞があった。
【０００３】
そのため、従来においては、線路脇の地上に列車を検知するデバイスを仮設又は固定設置し、列車の接近を検知した時点で発光、警報音等により作業員に列車の接近を知らせるようにしている。ところが、この場合には、地上での設置工事、仮設工事及びその復旧工事等が必要であり、使用範囲が限られるという欠点があった。
また従来では線路に設けた信号発信装置からの警報信号を、作業現場で作業員が無線で受信して列車接近情報を取得するようにしたものもあるが、この場合は必要な情報以外の余分な電波（上り側および、下り側に隣接する信号発信装置が共に警報信号を発した場合の両方の電波）をも受信し、列車接近警報の鳴動時間が必要以上に長くなるという欠点があった。
【０００４】
更に、従来においては、特許文献１に示すように、保守作業員の携帯端末へ列車運行管理室のホストコンピュータから必要な列車情報を送信し、保守作業員の携帯端末の画面にビジュアルに列車の接近情報を表示又は警告するようにした技術がある。この先願技術は、先ず、線路で保守作業を行っている作業員が閉塞区間の設定番号を携帯端末でホストコンピュータに送信することで、保守作業員の居る位置を特定するようにしている。そして、列車ダイヤ図を元にしてホストコンピュータに逐次入力されてくる列車の運行状況から保守作業員の居る位置に接近している列車の有無を検索し、保守作業員の携帯端末へ送信し、列車が接近した場合は警告音を発するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２７２８５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１の技術にあっては、保守作業員の位置の特定は、保守作業員自らが携帯端末へ手入力した閉塞区間番号で行っている。保守作業員の手入力であるため、入力ミス等の発生する虞があることは否定できず、保守作業員の列車接触事故を完全に防止できる対策とはなっていなかった。なお、この事に鑑み特許文献１の技術では、保守作業員の手入力に加えて、ＧＰＳを利用した位置情報を併用して両者を比較することで、閉塞区間番号の入力ミスを防止するようにしているが、保守作業員の手入力自体を前提とするものであり、二つの位置情報の処理プログラム及び入力ミスがあった場合にこれを是正のためのプログラムが必要となる等の問題があった。
【０００７】
また特許文献１の技術におけるＧＰＳの利用は、保守作業員の手入力ミスをバックアップするために補助的に利用するものであり、このＧＰＳの位置情報が電子マップ上の線路に具体的に反映されるものではなく、列車接近情報処理の自動化が実現できないでいた。
【０００８】
更に、特許文献１の技術にあっては、保守作業員の居る位置の特定を、線路ごとに区画設定されている閉塞区間を単位として行っている。この閉塞区間は、線路状況によってその長さが異なり、数百メートル〜数キロメートルの広範囲にわたっている。そのため、当該閉塞区間の始端側で保守作業を行っている場合と、終端側で保守作業を行っている場合とでは、列車の接近に対する退避行動を取るべきタイミングが異なるにも拘らず、一律に退避行動及びその復旧行動が行われており、列車接近を退避する一連の動作に無駄な待ち時間が非常に多くなり、効率の悪く、保守作業を完了するまでの時間が長くなるという欠点があった。このことは、保守作業員を列車接触事故が発生する虞のある環境下に長く滞在させることになり、好ましいものではない。
【０００９】
本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、閉塞区間を更に細分化した電子マップ上の線路上にＧＰＳ情報を反映させて列車接近の警報を最適に発することのできる列車接近警報システム及び線路上作業員の位置特定方法を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
而して、前記課題を解決するために本発明が採用した請求項１の手段は、列車の運行状況を制御する中央列車制御装置から列車の位置情報を抽出する列車位置抽出装置と、ＧＰＳからの電波を受信して作業員の現在位置を検出する携帯端末と、前記列車位置抽出装置からの列車の位置情報及び携帯端末からの作業員の位置情報とから列車接近の有無を判断する列車接近警報装置とから成り、該列車接近警報装置は一閉塞区間内を複数に細分化した区間に作業員の位置情報を割り当て、該作業員の居る細分化した区間に対する列車の位置情報が所定の範囲内になったときに作業員の携帯端末へ列車接近の警報を発信するようにしたことを特徴とする列車接近警報システムである。
【００１１】
この発明では、線路上の一閉塞区間を複数に細分化している。そして、この細分化した区間に、ＧＰＳ情報から作業員の居る位置を反映させて特定している。
これにより、作業員が一閉塞区間の始端側にいるときには、当該閉塞区間の一つ前の閉塞区間へ列車が進入したときに、列車接近警報を発しても保守作業員の退避動作を行うことができ、特許文献１の技術の場合に比較して待ち時間が少なくなる。また作業員が当該閉塞区間の終端側にいるときには、当該閉塞区間の二つ前の閉塞区間へ列車が進入したときに、列車接近の警報を発するようにすれば、保守作業員は十分に退避動作を取ることが可能である。
【００１２】
また本発明が採用した請求項２の手段は、ＧＰＳからの電波を受信して作業員の位置を電子マップ上にプロットし、該作業員のプロット点から線路までの距離が一定範囲内であれば作業員が線路に接近した位置に居ると判断して列車が接近した場合には警報を発するようにし、また前記プロット点から電子マップ上の線路の区分点どうしを結んだ直線に対して下ろした垂線との交点を線路キロ程に換算し、作業員の位置としたことを特徴とする線路上の作業員の位置特定方法である。
【００１３】
この発明では、先ず、ＧＰＳからの保守作業員の位置情報を、電子マップ上に反映させるに際し、電子マップ上の線路から一定の距離範囲内であれば、列車が接近すると危険であると判断し、列車接近の警報を発するようにしている。また電子マップ上の線路の区分点どうしを結んだ直線に対して下ろした垂線との交点を線路キロ程に換算し、これを作業員の居る位置と特定することにより、線路上の位置閉塞区間を更に細分化した区間であっても、これに対応して作業員の位置を特定することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成を図面に示す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。図１乃至図６は本発明の一実施の形態に係るものであり、図１は列車接近警報システム全体の構成を示すブロック図、図２は作業員の位置特定方法を説明するための図面、図３は列車の位置情報を得るための構成を示す図面、図４は列車制御装置の情報の一部を出力した図面、図５は列車接近警報の判定要領を説明するための図面、図６は列車接近警報の判定のための列車制御装置からの情報の一部を出力した図面である。
【００１５】
図１に示す如く、この実施の形態にあっては、線路１上の保守点検等を行う作業員２がＧＰＳ受信装置を備えた携帯端末３を保持しており、ＧＰＳ４からの位置情報を電話基地局５を介して列車６の運行状況を管理する中央制御装置７へ送信するようにしている。また列車６の位置情報は、ＣＴＣ（中央列車制御装置）の現場装置８から中央装置９へ送られ運行管理情報として蓄積される。そして、その中から該当する列車の位置情報を抽出装置１０で抽出し、これを中央制御装置７へ送信するようにしている。中央制御装置７は、前記作業員の携帯端末３からのＧＰＳ位置情報と中央列車制御装置７からの列車位置情報とを電子マップ上で照合し、作業員２が居る位置へ接近する列車６がある場合に、作業員の携帯端末３へ警報を発信するようにしている。以下に、作業員２の位置を特定する方法と、列車６の位置を判定する方法と、これらの位置情報から警報を発信する場合の判断要領とを説明する。
【００１６】
作業員２の位置の特定は、先ず、図２に示すように、鉄道線路の一閉塞区間を更に複数の区間に細分化し、それぞれの区間の区分点（位置座標）を鉄道線路上のキロ程で表示するようにしている。そして、作業員の携帯端末３からのＧＰＳ４による位置情報を、電子マップ上にプロットし、このプロットした点から円を描いて所定の距離範囲内に線路１があるか否かを判定する。円が線路１と交差した場合は、作業員２は線路１から所定の距離範囲内に居ると判断し、列車６が接近して来た場合には、警報を発するようにする。作業員２が線路１から所定の距離範囲外にある場合は、列車が接近しても警報を発する必要のない安全な位置に居ると判断する。
【００１７】
次に、作業員２が線路１から所定の距離範囲内に居ると判断された場合は、線路上の一閉塞区間を複数に細分化した区分点どうしを結んだ直線に対してＧＰＳ４からの位置情報に基づいてプロットした点（作業員の居る位置）から垂線を下ろし、前記区分点どうしを結んだ直線と交差した点を線路上のキロ程に換算し、電子マップ上の作業員の位置とする。前記プロットした点から下ろした垂線と、区分点どうしを結んだ直線とが交差する点は一カ所のみであり、前記垂線が他の区分点どうしを結んだ直線と交差することはない。しかも、各区分点どうしのキロ程は予め演算によって求められている。従って、ある隣位の区分点のキロ程の区間内に、作業員の居るキロ程が存在することになり、電子データとしての作業員の位置が特定されることになる。
【００１８】
列車６の位置判定方法は、図３に示す通りである。すなわち、線路１上の信号機１１で区分された一つの閉塞区間へ列車６が進入すると、当該閉塞区間の軌道回路が短絡し、信号機１１が青色表示から赤色表示に切り換えられる。列車６の進入による軌道回路の短絡信号の立ち上がりをＣＴＣ現場装置８が取得することにより、列車６が当該閉塞区間内に進入して来たことを知ることができる。この列車位置情報は、ＣＴＣ中央装置９及び情報抽出装置１０を介して制御装置７へ送られる。これにより、列車６の位置情報が電子データとして特定される。
【００１９】
図４は、列車６がある閉塞区間へ進入して来たときに得られる軌道回路の短絡信号の情報の一部を示すものである。同図において、「受信日時」は、軌道回路からの短絡信号を受信した時刻（数秒ごとに自動更新される）であり、「列車番号」は予め各列車に付与された該当列車番号である。列車番号は、ＣＴＣ中央装置９と接続する運行管理システム（ＰＲＣ、ＳＲＣ装置）等に入力された運行ダイヤ図等から取得することができる。「線別」は、１が上り線、２が下り線である。また「駅番号」は、予め各駅ごとに任意に割り当てられた番号である。「軌道回路番号」は、線路の閉塞区間ごとに予め設定された番号であり、ある列車番号の列車がある閉塞区間へ進入して当該閉塞区間を短絡させているときの当該閉塞区間に付与された番号である。これらの情報は、数秒単位の一定周期ごとに更新され、該当する線区（例えば、ＪＲ宝塚線区、湖西線区、嵯峨野線区、奈良線区など）ごとに、当該線区内の軌道回路を短絡させている列車の全ての情報がＣＴＣ現場装置８からＣＴＣ中央装置９へ出力される。
【００２０】
次に、このようにして得られた作業員２の位置情報と、列車６の位置情報とに基づいて列車接近警報を発する場合の情報処理方法を図５を参照して説明する。同図に示すように、上り線及び下り線ともに、信号機１１ごとに閉塞区間が区分されており、更に各閉塞区間のそれぞれが任意の複数に細分化され、「作業員位置エリア」として連続した番号が付与されている。
【００２１】
今、仮に作業員２が保有する携帯端末３によってＧＰＳから得られる位置情報が、作業員位置エリア「１６」のＡ位置であると特定されたとする。この作業員位置Ａにおいて、進行してくる列車６の接近に際し、作業員２がその退避動作を取り得る距離として予め設定された「列車見通し距離」は、閉塞区間ＣＴ，ＤＴの二区間である。従って、制御装置７は列車６が閉塞区間ＤＴへ進入してきたときの立ち上がり信号（閉塞区間ＤＴの開始位置の軌道回路が短絡したときの信号）を受信したときに、電話局５の通信回線を利用して現場の作業員２が有する携帯端末３へ警報を発信し、その端末画面にこれを表示させ、警報音を発生させる。端末画面には、その他に上り線及び下り線の線別や列車までの距離、接近中等の必要な付属する情報を同時に表示するようにすれば便利である。
【００２２】
一方、作業員２が保有する携帯端末３によってＧＰＳから得られる位置情報が、作業員位置エリア「２０」のＢ位置であると特定されたとする。この場合の作業員位置Ｂにおいて、進行してくる列車６の接近に際し、作業員２がその退避動作を取り得る距離として予め設定された「列車見通し距離」は、閉塞区間ＣＴ，ＤＴ，ＥＴの三区間である。従って、作業員２がＢ位置に居るときは、制御装置７は列車６が閉塞区間ＥＴへ進入してきたときの立ち上がり信号（閉塞区間ＥＴの開始位置の軌道回路が短絡したときの信号）を受信したときに、電話局５の通信回線を利用して現場の作業員２が有する携帯端末３へ警報を発信し、その端末画面にこれを表示させ、警報音を発生させればよい。
【００２３】
このように本実施の形態における列車接近警報システムは、一つの閉塞区間を複数に細区分し、作業員が細区分したどの位置によるかによって、最も適正な「列車見通し距離」が適用される。従って、前記Ａ位置とＢ位置とに作業員が居る場合では、Ａ位置の「列車の見通し距離」がＣＴ，ＤＴであり、Ｂ位置のそれはＣＴ，ＤＴ，ＥＴである。これに対して、特許文献１に記載された技術では、一つの閉塞区間を単位として作業員の居る位置が判断されるため、Ａ位置の場合も、Ｂ位置の場合も同一の位置に居ると判断され、衝突回避のために適用される「列車の見通し距離」は、Ａ位置，Ｂ位置の双方ともに、ＣＴ，ＤＴ，ＥＴの三つの区間が適用されることになる。その結果、Ａ位置に作業員が居る場合は、ＥＴの閉塞区間に列車が進入してＤＴの閉塞区間へ移行するまでの間の時間だけ余分に待ち時間が長くなり、その分だけ保守作業時間が不要に遅れるという欠点があった。
【００２４】
図６は、上述のようにして列車接近の警報を発する中央装置７の具体的な処理を行うためのデータベースの一例を示すものである。同図において、「エリアＣＤ」とは、細区分した区分に付与されたコード番号であり、「キロ程１」と「キロ程２」は、該当するエリアの細区分点の始端と終端の線路上のキロ程を示すものである。また「Ｘ１座標」、「Ｙ１座標」は、「キロ程１」に対応する点のＧＰＳにおける緯度経度座標であり、同様に「Ｘ２座標」、「Ｙ２座標」は、「キロ程２」に対応する点のＧＰＳにおける緯度経度座標である。更に、「上り接近軌道回路リスト」とは、該当する作業員位置エリアコードに作業員が居る場合の上り列車が接近してきたときに警報を発信するタイミングをリストアップしたものであり、四桁の数字の前二桁は駅番号、後二桁は軌道回路番号を示すものである。このように、一つの閉塞区間を複数に細区分したエリアのどの位置に作業員が居るかによって警報を発信するタイミングを変えることにより、安全で且つより適切な警報の発信が可能となり、保守作業の著しい効率アップ並びに作業員の負担軽減が可能である。
【００２５】
ところで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、作業員２が有する携帯端末３は、ＧＰＳ情報を中央装置７へ出力するための測位用携帯端末と、中央装置７からの警報を受信するための警報用携帯端末との分離した二つの専用端末であってもよく、またこれらの機能が一つにまとまった単一の専用端末であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にあっては、列車位置抽出装置からの列車の位置情報と、携帯端末からの作業員の位置情報とから列車接近の有無を判断する列車接近警報装置を有し、該列車接近警報装置は一閉塞区間内を複数に細分化した区間に作業員の位置情報を割り当て、該作業員の居る細分化した区間に対する列車の位置情報が所定の範囲内になったときに作業員の携帯端末へ列車接近の警報を発信するようにしている。これにより、作業員が同じ閉塞区間内に居る場合であっても、当該閉塞区間を更に細分化した区間のどこに居るかによって、列車接近の警報を発信する「列車見通し距離」を適切に変更することができる。そのため、衝突回避のための不要な待ち時間がなくなり、保守作業の効率化並びに作業員の負担軽減を図ることが可能である。
【００２７】
また本発明にあっては、ＧＰＳからの電波を受信して作業員の位置を電子マップ上にプロットし、該作業員のプロット点から線路までの距離が一定範囲内であれば作業員が線路に接近した位置に居ると判断して列車が接近した場合には警報を発するようにし、また前記プロット点から電子マップ上の線路の区分点どうしを結んだ直線に対して下ろした垂線との交点を線路キロ程に換算し、作業員の位置としている。これにより、保守作業員の位置情報を、電子マップ上に自動的に反映させることができ、また当該作業員の居る位置に対する警報の必要の有無を自動的に判定することができる。更に、これらの位置情報に加えて、ＣＴＣ装置からの列車の位置情報を加味することで、自動的に列車接近の警報を発信するシステムの構築が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る列車接近警報システム全体の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るものであり、作業員の位置特定方法を説明するための図面である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るものであり、列車の位置情報を得るための構成を示す図面である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るものであり、列車制御装置の情報の一部を出力した図面である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るものであり、列車接近警報の判定要領を説明するための図面である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るものであり、列車接近警報の判定のための列車制御装置からの情報の一部を出力した図面である。
【符号の説明】
１…線路、２…保守作業員、３…携帯端末、４…ＧＰＳ衛星、５…電話局、６…列車、７…制御装置、８…ＣＴＣ現場装置、９…ＣＴＣ中央装置、１０…Ｃ
ＴＣ情報抽出装置、１１…信号機
【図１】
2005041284.tif 000003
【図２】
2005041284.tif 000004
【図３】
2005041284.tif 000005
【図４】
2005041284.tif 000006
【図５】
2005041284.tif 000007
【図６】
2005041284.tif 000008