(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行する保守用車の後端側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、後続の保守用車に取り付けた前記可視光又は熱線の受光器と、後続の保守用車の受光信号から先行する保守用車との離隔距離を演算し、演算された距離によって制動信号及び／又は警報を出力するコントローラとから成り、該コントローラは、先行する保守用車の二つの発光器がなす角度を検出することにより、離隔距離を演算するものであり、上り線を走行する保守用車と下り線とを走行する保守用車とで可視光又は熱線の使用周波数を異ならせたことを特徴とする保守用車の事故防止装置。
【請求項２】
先行する保守用車の後端側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、後続の保守用車に取り付けた前記可視光又は熱線の受光器と、後続の保守用車の受光信号から先行する保守用車との離隔距離を演算し、演算された距離によって制動信号及び／又は警報を出力するコントローラとから成り、該コントローラは、先行する保守用車の二つの発光器がなす角度を検出することにより、離隔距離を演算するものであり、使用する可視光又は熱線を変調し且つ上り線を走行する保守用車と下り線とを走行する保守用車とで変調周波数を異ならせたことを特徴とする保守用車の事故防止装置。
【請求項３】
作業区間の端部側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、保守用車に設置した前記可視光又は熱線の受光器と、保守用車の制動信号及び／又は警報を出力するコントローラとから成り、該コントローラは前記受光器が受光した二つの発光器がなす角度を検出することにより保守用車と作業区間までの離隔距離を演算し、演算された距離によって保守用車へ制動信号及び／又は警報を出力するものであり、上り線と下り線とで可視光又は熱線の使用周波数を異ならせたことを特徴とする保守用車の事故防止装置。
【請求項４】
作業区間の端部側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、保守用車に設置した前記可視光又は熱線の受光器と、保守用車の制動信号及び／又は警報を出力するコントローラとから成り、該コントローラは前記受光器が受光した二つの発光器がなす角度を検出することにより保守用車と作業区間までの離隔距離を演算し、演算された距離によって保守用車へ制動信号及び／又は警報を出力するものであり、使用する可視光又は熱線を変調し且つ上り線と下り線とで変調周波数を異ならせたことを特徴とする保守用車の事故防止装置。
【請求項５】
前記コントローラは、先行する保守用車又は線路側作業区間までの離隔距離と、自らの保守用車の速度及びブレーキ曲線とを照合し、制動信号を出力する請求項１乃至４のいずれかに記載する保守用車の事故防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道線路や架線等の工事及び保守点検作業等に用いる保守用車の走行中に、先行する保守用車との離隔距離又は作業区間までの距離を正確に測定し、保守用車どうしの衝突又は作業区間への進入を阻止するようにした保守用車の事故防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、列車の場合は左右の二本のレールどうしを当該列車が電気的に短絡させるので、信号機相互間の１閉塞区間内における抵抗値を測定することで、ある１閉塞区間内へ列車が進入したか否かを検知することが可能である。つまり、列車の位置検知を、１閉塞区間ごとに自動的に行うことが可能である。そして、ある１閉塞区間内へ列車が進入した場合は、後続の列車が進入しないように信号機及び分岐器等が自動的に切り換えられ、列車の衝突事故を自動的に防止するようにその運行が管理されている。
【０００３】
ところが、鉄道線路のレールやマクラギ交換、バラストの突き固め作業、架線の点検及び張り替え作業等の保守用車を用いる場合は、複数台の保守用車が同時に１閉塞区間内へ進入して目的とする作業を行う場合も多い。また、基地及び作業を行う場所との関係上、保守用車が列車の進行方向とは逆向きに線路上を走行（逆線走行）する場合があり、列車で使用している短絡走行による衝突防止の方法は利用することができない。
【０００４】
従って、保守用車どうしの衝突を回避するためや作業区間への進入を防止するためには、列車自動停止装置を用いることができず、オペレータのブレーキ操作に任されているのが現状である。
またオペレータの操作を補助する装置として、他の保守用車に接近したときに自動的に警報音が鳴動するようにした保守用車接近警報装置や、３０秒毎に警報音を鳴動させ、確認扱いをしない場合には非常制動がかかるようにした居眠り防止装置等が公知である。保守用車接近警報装置は、先行車両に搭載した発信機から発信される電波を後続車両に搭載した受信機で受信し、後続車両が先行車両へ接近したことを知るようにしている。
一方、従来では、先行車両との離隔距離を後続車両からレーザー光を発し、先行車両に当たって反射したレーザー光を後続車両が受信して発信光と受信光との位相差により車両間の離隔距離を測定し、車両の接近を知るようにしたものも公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
オペレータによる場合は、人間系のチエックのみに依存した取扱い手続きにより管理されているだけであり、取扱い失念や間違い等の人的ミスにより、保守用車どうしの衝突事故又は作業区間への誤った進入事故を引き起こすおそれがあった。特に、保守用車による作業は、列車の運転間隔の空いた夜間に行われることが多く、疲労し易い条件下にあり、人的ミスが生じ易く、また作業現場での状況確認もし難いことから、何らかの対策を講じることが叫ばれていた。
【０００６】
また保守用車接近警報装置の場合は、無線を使用していることから、その検知範囲がトンネル等の環境条件により変化したり、同一線の後方から接近して来る保守用車によっても鳴動するため、ブレーキ操作ミスの防止に必要な先行車両までの距離を正確に検出できないという欠点があった。
一方、居眠り防止装置については、３０秒毎に警報鳴動、確認扱いを繰り返すなかでも３０秒間の空白時間があるため、衝突する手前又は進入禁止区間の手前で確実に停止させる装置にはなっていなかった。
更に、レーザー光線の先行車両からの反射波を受信して離隔距離を測定する方法にあっては、先行車両が上り線にいるのか、下り線にいるのかの判別ができず、反対側の線路上の保守用車を測定して非常制動がかかる等の不要動作が発生するという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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、発光器から照射された可視光又は熱線を、保守用車で受光することで離隔距離を測定し、衝突する前に確実に停止できるようにした保守用車の事故防止装置を提供せんとするものである。
【０００８】
本発明が採用した請求項１の手段は、先行する保守用車の後端側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、後続の保守用車に取り付けた前記可視光又は熱線の受光器と、後続の保守用車の受光信号から先行する保守用車との離隔距離を演算し、演算された距離によって制動信号及び／又は警報を出力するコントローラとから成り、該コントローラは、先行する保守用車の二つの発光器がなす角度を検出することにより、離隔距離を演算するものであり、上り線を走行する保守用車と下り線とを走行する保守用車とで可視光又は熱線の使用周波数を異ならせたことを特徴とする保守用車の事故防止装置である。
先行する保守用車の所定距離離れた二つの発光器がなす角度は、後続の保守用車との離隔距離によって変化する。従って、前記角度を検出することにより、両車両間の離隔距離を正確に演算することが可能である。また可視光又は熱線の投受光であり、電波のようにトンネル内で干渉を起こしたりすることがなく、正確に離隔距離を測定することが可能である。
しかも、上り線と下り線とで可視光又は熱線の使用周波数を異ならせることにより、上下線間で干渉することがなく、無駄な制動等が働くことはない。
【０００９】
また請求項２の手段は、先行する保守用車の後端側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、後続の保守用車に取り付けた前記可視光又は熱線の受光器と、後続の保守用車の受光信号から先行する保守用車との離隔距離を演算し、演算された距離によって制動信号及び／又は警報を出力するコントローラとから成り、該コントローラは、先行する保守用車の二つの発光器がなす角度を検出することにより、離隔距離を演算するものであり、使用する可視光又は熱線を変調し且つ上り線を走行する保守用車と下り線とを走行する保守用車とで変調周波数を異ならせたことを特徴とする保守用車の事故防止装置である。
可視光又は熱線を変調して用いることにより、可視光又は熱線の信号と、可視光又は熱線のノイズとを識別することができ、ノイズによる誤作動を防止することが可能である。また可視光又は熱線の変調周波数を変更することで、上り線と下り線等の識別が可能である。
【００１０】
請求項３の手段は、作業区間の端部側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、保守用車に設置した前記可視光又は熱線の受光器と、保守用車の制動信号及び／又は警報を出力するコントローラとから成り、該コントローラは前記受光器が受光した二つの発光器がなす角度を検出することにより保守用車と作業区間までの離隔距離を演算し、演算された距離によって保守用車へ制動信号及び／又は警報を出力するものであり、上り線と下り線とで可視光又は熱線の使用周波数を異ならせたことを特徴とする保守用車の事故防止装置である。
この発明は、発光器が、線路の作業区間端部側へ設置され、受光器が保守用車に設置されたものであることを除けば、その構成並びに作用効果は前記請求項１の発明と同じである。
【００１１】
請求項４の手段は、作業区間の端部側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、保守用車に設置した前記可視光又は熱線の受光器と、保守用車の制動信号及び／又は警報を出力するコントローラとから成り、該コントローラは前記受光器が受光した二つの発光器がなす角度を検出することにより保守用車と作業区間までの離隔距離を演算し、演算された距離によって保守用車へ制動信号及び／又は警報を出力するものであり、使用する可視光又は熱線を変調し且つ上り線と下り線とで変調周波数を異ならせたことを特徴とする保守用車の事故防止装置である。
この発明は、発光器が、線路の作業区間端部側へ設置され、受光器が保守用車に設置されたものであることを除けば、その構成並びに作用効果は前記請求項２の発明と同じである。
【００１２】
請求項５の手段は、前記コントローラが、先行する保守用車又は線路側作業区間までの離隔距離と、自らの保守用車の速度及びブレーキ曲線とを照合し、制動信号を出力する請求項１乃至４のいずれかに記載する保守用車の事故防止装置である。
先後の保守用車の離隔距離又は線路側設置機器との離隔距離と、自らの保守用車の速度及びブレーキ曲線とを照合することにより、離隔距離と速度とに応じて無警報域、警報域、ブレーキ制御域等に区分けし、警報域へ進入した場合に予め警報を発すると共に速度を落とすように警告し、ブレーキ制御域では非常ブレーキをかけることで保守用車どうしの衝突又は作業区間への進入を確実に回避することができる。
【００１３】
【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７は本発明の第１の実施の形態に係るものであり、図１は保守用車の事故防止装置の構成を示すブロック図、図２は先行する保守用車（以下は、先行車という）１と後続の保守用車（以下は、後続車という）２との離隔距離を測定している状態を示す図面、図３は先行車１と後続車２との離隔距離を測定する原理を説明するための図面である。図４の図（Ａ）は先行車１と後続車２との離隔距離が遠い場合を後続車２から見た図面であり、図（Ｂ）は同離隔距離が近い場合の図面である。図５は本実施の形態に係る保守用車の事故防止装置のフローチャート図、図６は後続車２の制御パターンを示す図面、図７は上り線と下り線の保守用車の区別を説明するための図面である。
【００１４】
図１に示す如く、本実施の形態に係る保守用車の事故防止装置は、先行車１の後部側に、例えば２ｍ等の一定距離だけ離れた発光器３Ａ，３Ｂを後続車２に向けて発光するよう配置し、発光器３Ａ，３Ｂ間に受光器４を同様に後続車２側に向けて配置している。これらの発光器３Ａ，３Ｂ及び受光器４は、コントローラ５に接続されており、コントローラ５から発光器３Ａ，３Ｂに発光信号が出力されると共に、受光器４からの受光信号がコントローラ５に入力されるようになっている。コントローラ５は、電源、速度発電機、進行方向（前進、後進）出力装置等に接続されて速度情報及び進行方向情報等が入力されると共に、ブレーキ制御装置に接続されており、必要に応じて減速（制動をかける）するようになっている。またコントローラ５は、操作・表示盤６に接続されており、該操作・表示盤６を通じて先行車１の操作条件をコントローラ５へ入力したり、コントローラ５に入力された情報を表示するようになっている。
【００１５】
一方、後続車２はその前面側に発光器７Ａ，７Ｂ及び受光器８が配置されている以外は前記先行車１の場合と同じ構成である。説明の都合上、後続車２のコントローラには符号９を、操作・表示盤には符号１０を付すものとする。なお、本実施の形態においては、説明の都合上、保守用車の事故防止装置の構成を、先行車１の後部側と、後続車２の前部側とに配置した場合を説明したが、実際の保守用車にあっては、前進及び後進をも行うものであり、それぞれの各保守用車にはその前後に上述した保車用車の事故防止装置が組み込まれている。
【００１６】
次に、このように構成された保守用車の事故防止装置の動作態様を、図５のフローチャート及び図６の制御パターンに基づいて説明する。先ず、後続車２のオペレータは、イグニッションキーをＯＮにし、後続車２を起動させる。これにより、ブザーがＯＮとなり、次の作業を忘れないように喚起する。すなわち、当該後続車２が上下線のいずれに進入するか又は存在しているかの設定を操作・表示盤１０において手動で行う。この設定は、コントローラ９に反映され、操作・表示盤１０に表示される。これにより、ブザーがＯＦＦとなる。
【００１７】
このような状態から、図２に示すように、先行車１が停止している状態で後続車２がこれに対して近づいていくと、いずれは衝突することになる。そこで、後続車２は、先行車１との離隔距離を絶えず測定する。測定方法は、図３に示す通りであり、後続車２の受光器８で先行車１の発光器３Ａ，３Ｂから照射される可視光又は熱線等（例えば、近赤外光）のなす角度θを測定する。可視光又は熱線等の角度θを測定する方法であれば、保守用車がトンネル内に進入しているときであっても検知範囲が変化したりすることはなく、また後方からの保守用車によって干渉を受ける等の問題はなく、確実な検知が可能である。
【００１８】
先行車１の発光器３Ａ，３Ｂ間の距離は、例えば、２ｍで一定であり、前記角度θとから、先行車１までの離隔距離Ｌを次式により演算することができる。
すなわち、離隔距離Ｌは、発光器３Ａ，３Ｂ間の距離２ｍをＭとすると、
Ｌ＝（Ｍ／２）／Ｔａｎ（θ／２）
で求められる。後続車２のコントローラ９は、受光器８からの角度θの信号を絶えず監視して先行車１までの離隔距離Ｌを算出し、操作・表示盤１０へ表示している。なお、角度θは、図４の図（Ａ）に示すように、離隔距離Ｌが遠い場合は狭くなり、図（Ｂ）に示すように、離隔距離Ｌが近い場合は広くなる。
【００１９】
コントローラ９は、このようにして算出された離隔距離Ｌと、速度発電機から入力される速度と、当該後続車２のブレーキ性能曲線とを連続的に照査し、警報や非常ブレーキをかけるようにしている。例えば、離隔距離Ｌが５００ｍ〜３００ｍの範囲では、後続車２が先行車１に対して３０ｋｍ／ｈで接近していてもブレーキ扱いをしないが、３００ｍ以内に入ると、速度を３０ｋｍ／ｈ以下に減速するよう操作・表示盤１０を通じてオペレータに通知する。減速しない場合は、強制的にブレーキ制御を行い、数秒以上の停止を確認する。
また離隔距離Ｌが３００ｍ以内でオペレータが３０ｋｍ／ｈ以下に減速した後は、一旦停止を確認する。そして、１５ｋｍ／ｈ未満で先行車１に接近する場合は、最徐行で近づいており、いつでも非常停止操作が可能であると判断して警報及びブレーキ出力はしないものとする。
【００２０】
離隔距離Ｌが３００ｍ以内で一旦停止をしないか又は一旦停止をしたが、１５ｋｍ／ｈ未満に減速しない場合は、衝突回避動作が必要であると判断する。そして、更に警報域（例えば、離隔距離Ｌが１８５ｍ以内のとき）である場合には、アラームによる警報鳴動を行い、続いてブレーキ制御域（例えば、離隔距離Ｌが１４５ｍ以内のとき）に近づいたときには、ブレーキ制御を行い、非常ブレーキを自動的に出力させる。そして、数秒以上の停車を確認する。これは数秒以上の停車が確認されるまで反復して行われる。
このように本実施の形態にあっては、離隔距離Ｌを確実且つ精度よく、算出することができるので、警報鳴動や非常ブレーキをかける等の制御を自動的に行うことが可能であり、後続車２が先行車１に衝突するのを確実に防止することができる。
【００２１】
ところで、図７に示すように、上り線にいる保守用車１１の発光器から発光される可視光又は熱線を、下り線にいる後続車２の受光器８が受光し、干渉する虞れがある。本実施の形態では、このようなことに鑑み、上下線間における発光器の使用周波数を異ならせ、相互に干渉しないようにしている。
また上下線間における発光器の可視光又は熱線の使用周波数を変調した上、上下線間で変調周波数を異ならせて用いるようにすることによっても、上下線間での干渉を避けることも可能である。加えて、この場合は、可視光又は熱線のノイズによる誤作動を防止することも可能である。
【００２２】
図８は本発明の第２の実施の形態に係る装置の構成を示す図面である。同図に示す如く、この実施の形態にあっては、発光器１３を作業区間Ｓの両端側に設置し、受光器１４を保守用車１２に設置している。尚、保守用車１２の機器構成は、図１に示す先行車１又は後続車２の場合と同じである。この第２の実施の形態では、保守用車１２に搭載したコントローラが、受光器１４の信号を処理して作業区間Ｓまでの距離を演算し、制動信号等を出力することによって保守用車１２が作業区間Ｓへ進入するのを確実に防止している。その他の作用効果は前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１又は２に記載した保守用車の事故防止装置は、先行する保守用車の後端側に所定距離離れて取り付けた可視光又は熱線の二つの発光器と、後続の保守用車に取り付けた前記可視光又は熱線の受光器と、後続の保守用車の受光信号から先行する保守用車との離隔距離を演算し、演算された距離によって制動信号等を出力するコントローラとから成る。そして、前記コントローラは、先行する保守用車の二つの発光器がなす角度を検出することにより、離隔距離を演算している。先行する保守用車の所定距離離れた二つの発光器がなす角度は、後続の保守用車との離隔距離によって変化する。従って、前記角度を検出することにより、両車両間の離隔距離を正確に演算することが可能である。また可視光又は熱線の投受光であり、電波のようにトンネル内で干渉を起こしたりすることがなく、正確に離隔距離を測定することが可能である。
しかも、上り線と下り線とを走行する保守用車の可視光又は熱線の使用周波数又は変調周波数を異ならせている。上り線と下り線とで可視光又は熱線の使用周波数又は変調周波数を異ならせることにより、上下線間で干渉することがなく、無駄な制動等が働くことはない。なお、変調周波数を用いるようにした場合は、可視光又は熱線のノイズの影響を受けることがないという利点もある。
【００２４】
また本発明の請求項３又は４に記載した発明にあっては、発光器が、線路の作業区間端部側へ設置され、受光器が保守用車に設置されたものであることを除けば、その構成並びに作用効果は前記請求項１又は２の発明の場合と同じである。請求項３又は４の発明では、保守用車が作業区間内へ進入するのを確実に防止することが可能である。
【００２５】
そして、請求項５に係る本発明によれば、コントローラが、先行する保守用車又は作業区間との離隔距離と、自らの保守用車の速度及びブレーキ曲線とを照合し、制動信号を出力している。前記離隔距離と、保守用車の速度及びブレーキ曲線とを照合することにより、離隔距離と速度とに応じて無警報域、警報域、ブレーキ制御域等に区分けし、警報域へ進入した場合に予め警報を発すると共に速度を落とすように警告し、ブレーキ制御域では非常ブレーキをかけることで確実に衝突を回避することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る衝突防止装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る先行する保守用車と後続の保守用車離隔距離を測定している状態を示す図面である。
【図３】本発明の第１実施の形態に係る先行する保守用車と後続の保守用車との離隔距離を測定する原理を説明するための図面である。
【図４】本発明の第１実施の形態に係るものであり、図（Ａ）は先行する保守用車と後続の保守用車との離隔距離が遠い場合を後続の保守用車から見た図面であり、図（Ｂ）は同離隔距離が近い場合の図面である。
【図５】本発明の第１実施の形態に係る衝突防止装置のフローチャート図である。
【図６】本発明の第１実施の形態に係る制御パターンを示す図面である。
【図７】本発明の第１実施の形態に係るものであり、上り線と下り線の保守用車の区別を説明するための図面である。
【図８】本発明の第２実施の形態に係るものであり、作業区間と保守用車との関係を示す図面である。
【符号の説明】
１…先行する保守用車、２…後続の保守用車、３Ａ，３Ｂ…発光器、４…受光器、５…コントローラ、６…操作・表示盤、７Ａ，７Ｂ…発光器、８…受光器、９…コントローラ、１０…操作・表示盤
【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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