(57)【要約】      （修正有）【課題】通過する鉄道車両をタイミングよく撮影する列車検知システムを提供する。【解決手段】列車検知システム１は、鉄道線路の進行方向に互いに離間して鉄道線路の脇に設置され、鉄道車両が鉄道線路を走行する際に発生する地盤振動または構造物振動を計測し、その計測結果を示すデータを出力する複数の振動センサ１０と、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影するために鉄道線路に設置され、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングに撮影を行う画像撮影システム２０と、振動センサ１０が出力した計測結果に基づいて振動センサ１０の設置位置を鉄道車両が通過したことを振動センサ１０ごとに検出し、その検出結果に基づきタイミングを算出する検知ユニット３０と、を備える。【選択図】図１
2016203854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道線路の進行方向に互いに離間して前記鉄道線路の脇に設置され、鉄道車両が前記鉄道線路を走行する際に発生する地盤振動または構造物振動を計測し、その計測結果を示すデータを出力する複数の振動センサと、
前記鉄道線路を走行する前記鉄道車両の特定部位を撮影するために前記鉄道線路に設置され、前記鉄道線路を走行する前記鉄道車両の前記特定部位を撮影可能となるタイミングに撮影を行う画像撮影システムと、
前記振動センサが出力した計測結果に基づいて前記振動センサの設置位置を前記鉄道車両が通過したことを前記振動センサごとに検出し、その検出結果に基づき前記タイミングを算出する検知ユニットと、
を備えることを特徴とする列車検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の列車検知システムにおいて、
前記検知ユニットは、前記タイミングになったら前記画像撮影システムに信号を出力し、
前記画像撮影システムは、前記検知ユニットが出力した信号が入力されたら撮影を行うこと
を特徴とする列車検知システム。
【請求項３】
請求項１に記載の列車検知システムにおいて、
前記検知ユニットは、前記タイミングを示す情報を前記画像撮影システムに出力し、
前記画像撮影システムは、前記検知ユニットが出力した前記情報が示すタイミングに撮影を行うこと
を特徴とする列車検知システム。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の列車検知システムにおいて、
前記複数の振動センサそれぞれは、センサ本体と、防水性能を有し、前記センサ本体を収納する収納ケースと、を備えること
を特徴とする列車検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通過する鉄道車両を撮影する列車検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通過する鉄道車両を撮影する列車検知システムが知られている。
この種の列車検知システムにおいては、通過する鉄道車両を検知するために、レーザ方式や赤外線方式、超音波方式などを採用するのが一般的である。例えば、レーザ方式の列車検知システムにおいては、当該線近傍に送信側のレーザセンサを設置するとともに、反対線側に受信側のレーザセンサを設置し、レーザ光線が途切れたタイミングを列車通過と判定するといった具合である。
【０００３】
また、その他にも、特許文献１に例示するような鉄道車両の通過により発生した地盤振動を計測する手法が、鉄道車両の検知に適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９４０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のような、レーザ方式や赤外線方式、超音波方式などを採用した列車検知システムにおいては、次のような問題があった。
すなわち、降雪時などの荒天時や鳥などの飛来時に誤作動を起こすことがあり、通過する鉄道車両をタイミングよく撮影することができない。
【０００６】
また、対象とする方向以外に通過する鉄道車両も検知するために誤作動を起こすことがあり、通過する鉄道車両をタイミングよく撮影することができない。
また、測定地点でデータを取り続けたためにデータ量が大きくなると、記録装置への転送に時間がかかり、撮影タイミングに間に合わず、通過する鉄道車両をタイミングよく撮影することができないおそれがある。
【０００７】
なお、鉄道車両により発生した地盤振動を独立した複数のセンサによって検知されたデータの連携を取らずに計測する手法を鉄道車両の検知に適用した場合でも、対象とする方向以外に通過する鉄道車両も検知するために誤作動を起こすことがあり、通過する鉄道車両をタイミングよく撮影することができない。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、通過する鉄道車両をタイミングよく撮影する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る列車検知システムは、鉄道線路の進行方向に互いに離間して前記鉄道線路の脇に設置され、鉄道車両が前記鉄道線路を走行する際に発生する地盤振動または構造物振動を計測し、その計測結果を示すデータを出力する複数の振動センサと、前記鉄道線路を走行する前記鉄道車両の特定部位を撮影するために前記鉄道線路に設置され、前記鉄道線路を走行する前記鉄道車両の前記特定部位を撮影可能となるタイミングに撮影を行う画像撮影システムと、前記振動センサが出力した計測結果に基づいて前記振動センサの設置位置を前記鉄道車両が通過したことを前記振動セン
サごとに検出し、その検出結果に基づき前記タイミングを算出する検知ユニットと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明の列車検知システムによれば、鉄道線路脇の複数の振動センサが出力した計測結果に基づいて振動センサの設置位置を鉄道車両が通過したことを振動センサごとに検出し、その検出結果に基づき、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出し、その算出したタイミングに鉄道車両の特定部位の撮影を行うので、通過する鉄道車両をタイミングよく撮影することができる。
【００１１】
また、本発明の列車検知システムによれば、複数の振動センサそれぞれを鉄道車両が通過したことを検出するので、これら検出結果を比較することで、対象とする方向の通過列車と反対方向の通過列車の区別を正確に行うことができる。
【００１２】
また、本発明の列車検知システムによれば、誤検知による無駄な撮影が無くなるため、画像撮影システムが処理したり記録装置へ転送したりするデータを最小限に限定することができる。
【００１３】
また、本発明の列車検知システムによれば、複数の振動センサそれぞれを鉄道車両が通過するタイミングと複数の振動センサの間の距離とを用いて鉄道車両の走行速度を算出することができる。
【００１４】
この場合、検知ユニットが、前記タイミングになったら画像撮影システムに信号を出力し、画像撮影システムが、検知ユニットが出力した信号が入力されたら撮影を行うことが考えられる（請求項２）。
【００１５】
また、検知ユニットが、前記タイミングを示す情報を画像撮影システムに出力し、画像撮影システムが、検知ユニットが出力した前記情報が示すタイミングに撮影を行うことが考えられる（請求項３）。
【００１６】
また、振動センサについては、防水性能を有する収納ケースに収納されることが考えられる。具体的には、複数の振動センサそれぞれが、センサ本体と、防水性能を有し、センサ本体を収納する収納ケースと、を備えることが考えられる（請求項４）。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は第一実施形態の列車検知システム１の各部構成を示すブロック図であり、（ｂ）はタイムチャートである。
【図２】（ａ）は振動センサ１０の平面図であり、（ｂ）はＡＡ断面図であり、（ｃ）はＢＢ断面図である。
【図３】（ａ）はＣＣ断面図であり、（ｂ）はＤＤ断面図であり、（ｃ）はＥ部拡大図である。
【図４】（ａ）は第二実施形態の列車検知システム２の各部構成を示すブロック図であり、（ｂ）はタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
［第一実施形態］
第一実施形態の列車検知システム１の構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１９】
［１．列車検知システム１の構成］
列車検知システム１は、図１に示すように、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位（例えば車両床下）を撮影するシステムである。
【００２０】
具体的には、列車検知システム１は、二つの振動センサ１０，１０と、画像撮影システム２０と、検知ユニット３０と、を備える。
［１．１．振動センサ１０の構成］
二つの振動センサ１０は、鉄道線路の進行方向に互いに離間して鉄道線路の脇に設置される。各振動センサ１０は、鉄道車両が鉄道線路を走行する際に発生する地盤振動や構造物振動などを計測し、その計測結果を示すデータを出力する。
【００２１】
各振動センサ１０は、図２および図３に示すように、センサ本体１１と、防水性能を有し、センサ本体１１を収納する収納ケース１２と、を備える。
センサ本体１１は、加速度ピックアップ１１ａと、プリアンプ１１ｂと、コネクタ１１ｃと、を備える。センサ本体１１は、加速度ピックアップ１１ａが計測した地盤振動や構造物振動などをプリアンプ１１ｂで増幅し、コネクタ１１ｃに接続される電線（図示省略）を介して外部の検知ユニット３０に出力する。
【００２２】
収納ケース１２は、略方形の底面プレート１２ａと、底面プレート１２ａの上方に底面プレート１２ａと平行となる姿勢で配置された略方形の蓋１２ｂと、底面プレート１２ａおよび蓋１２ｂの周囲を囲むように立設する四枚の側面板１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆと、を備える。底面プレート１２ａと、蓋１２ｂと、四枚の側面板１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆとは、互いに接触する部分同士が密着するように連結されている。なお、蓋１２ｂと、四枚の側面板１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆとの間にはパッキン１２ｉが介在する状態となっている。また、収納ケース１２の内部に形成された空間は、センサ本体１１の加速度ピックアップ１１ａ、プリアンプ１１ｂおよびこれらを接続するためのケーブル１１ｄを収納するためのスペースとなっている。
【００２３】
また、蓋１２ｂは、四枚の側面板１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆに対してボルト１２ｈを用いて取り付けられており、蓋１２ｂが取り外し可能になっており、加速度ピックアップ１１ａ、プリアンプ１１ｂなどを出し入れすることができる。なお、四枚の側面板１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの何れかに扉を設け、その扉から加速度ピックアップ１１ａ、プリアンプ１１ｂなどを出し入れするように構成してもよい。
【００２４】
また、底面プレート１２ａには、加速度ピックアップ１１ａが固定ブラケット１２ｊを介して取り付けられている。
また、収納ケース１２の内部空間には、ブロック状のスポンジ（緩衝材）１２ｋが配置されている。加速度ピックアップ１１ａおよびプリアンプ１１ｂは、スポンジ１２ｋと、底面プレート１２ａ、蓋１２ｂおよび四枚の側面板１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆとの間に形成される空間に収容される状態となる。
【００２５】
［１．２．画像撮影システム２０の構成］
画像撮影システム２０は、図１に示すように、鉄道線路の進行方向に振動センサ１０から離間して鉄道線路の一対のレールの間に設置され、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を下方から撮影する。画像撮影システム２０は、検知ユニット３０が出力した情報が示すタイミングに撮影を行う。
【００２６】
［１．３．検知ユニット３０の構成］
検知ユニット３０は、フィルタ３１および演算回路３２を備える。検知ユニット３０は、振動センサ１０が出力した計測結果に基づいて振動センサ１０の設置位置を鉄道車両が通過したことを振動センサ１０ごとに検出し、その検出結果に基づき、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出する。具体的には、一番目の振動センサ１０（図１（ａ）中の「振動センサＡ」）の出力（図１（ｂ）中の「ａ」）をフィルタ３１で整形し（図１（ｂ）中の「ａ´」参照）、演算回路３２が、整形後の出力値
が閾値を超えた時刻を、一番目の振動センサ１０を鉄道車両が通過したタイミングとして算出する。同様に、二番目の振動センサ１０（図１（ａ）中の「振動センサＢ」）の出力（図１（ｂ）中の記号「ｂ」）をフィルタ３１で整形し（図１（ｂ）中の「ｂ´」参照）、演算回路３２が、整形後の出力値が閾値を超えた時刻を、二番目の振動センサ１０を鉄道車両が通過したタイミングとして算出する。なお、閾値については、各振動センサ１０ごとに周囲環境等に応じて設定される。そして、演算回路３２は、その算出した振動センサ１０ごとの通過タイミングに基づき、鉄道車両が画像撮影システム２０の設置位置を通過する際に鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出する（図１（ｂ）中の「ｏｕｔ」参照）。
【００２７】
具体的には、まず、演算回路３２が、鉄道車両が二番目の振動センサ１０を通過してから画像撮影システム２０に到達して鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングまでの間の時間を、例えば次の式（１）を用いて算出する。
【００２８】
Ｔ＝（Ｌ´／Ｌ）×ｔ＋Ｃ
・・・式（１）
但し、「Ｔ」は、鉄道車両が二番目の振動センサ１０を通過してから画像撮影システム２０に到達して鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングまでの間の時間である。また、「Ｌ」は、一番目の振動センサ１０の設置位置と二番目の振動センサ１０の設置位置との間の距離である。また、「Ｌ´」二番目の振動センサ１０の設置位置と画像撮影システム２０の設置位置との間の距離である。また、「ｔ」は、鉄道車両が一番目の振動センサ１０を通過してから二番目の振動センサ１０を通過するまでの間の時間である。また、「Ｃ」は、画像撮影システム２０の動作までの遅延時間などの補正値である。
【００２９】
そして、演算回路３２が、鉄道車両が二番目の振動センサ１０を通過したタイミングに、算出した「Ｔ」を加算することで、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出する。
【００３０】
さらに、演算回路３２は、算出したタイミングになったら画像撮影システム２０に信号を出力する。
［２．効果］
このように第一実施形態の列車検知システム１によれば、鉄道線路脇の二つの振動センサ１０，１０それぞれが出力した計測結果に基づいて振動センサ１０の設置位置を鉄道車両が通過したことを振動センサ１０ごとに検出し、その検出結果に基づき、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出し、その算出したタイミングに鉄道車両の特定部位の撮影を行うので、通過する鉄道車両をタイミングよく撮影することができる。
【００３１】
また、第一実施形態の列車検知システム１によれば、二つの振動センサ１０，１０それぞれを鉄道車両が通過したことを検出するので、これら検出結果を比較することで、対象とする方向の通過列車と反対方向の通過列車の区別を正確に行うことができる。
【００３２】
また、第一実施形態の列車検知システム１によれば、誤検知による無駄な撮影が無くなるため、画像撮影システム２０が処理したり記録装置へ転送したりするデータを最小限に限定することができる。
【００３３】
また、第一実施形態の列車検知システム１によれば、二つの振動センサ１０，１０それぞれを鉄道車両が通過するタイミングと二つの振動センサ１０，１０の間の距離とを用い
て鉄道車両の走行速度を算出することができる。
【００３４】
［第二実施形態］
上述の第一実施形態の列車検知システム１は、鉄道線路脇の二つの振動センサ１０，１０それぞれが検知した鉄道車両の通過タイミングに基づき、鉄道車両が画像撮影システム２０の設置位置を通過する際に鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出することを特徴とする。
【００３５】
これに対して、第二実施形態の列車検知システム２は、鉄道線路脇の三つの振動センサ１０，１０，１０それぞれが検知した鉄道車両の通過タイミングに基づき、鉄道車両が画像撮影システム２０の設置位置を通過する際に鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出することを特徴とする。
【００３６】
第二実施形態の列車検知システム２の構成について図４を参照しながら説明する。
［１．列車検知システム２の構成］
第二実施形態の列車検知システム２は、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影するシステムである。
【００３７】
列車検知システム２は、図４に示すように、三つの振動センサ１０，１０，１０と、画像撮影システム２０と、検知ユニット３０と、を備える。
なお、各振動センサ１０の構成、画像撮影システム２０の構成および検知ユニット３０の構成については、第一実施形態の列車検知システム１が備える各構成と同一であるので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００３８】
但し、列車検知システム２は、三つの振動センサ１０，１０，１０を備えるので、検知ユニット３０の処理内容が第一実施形態の列車検知システム１とは異なる。すなわち、検知ユニット３０は、振動センサ１０が出力した計測結果に基づいて振動センサ１０の設置位置を鉄道車両が通過したタイミングを振動センサ１０ごとに算出するが、一番目の振動センサ１０および二番目の振動センサ１０と同様に、三番目の振動センサ１０についても、通過タイミングを算出する。一番目の振動センサ１０および二番目の振動センサ１０の通過タイミングの算出については第一実施形態と同様である。そして、三番目の振動センサ１０（図４（ａ）中の「振動センサＣ」）の出力（図４（ｂ）中の記号「ｃ」）をフィルタ３１で整形し（図４（ｂ）中の「ｃ´」参照）、演算回路３２が、整形後の出力値が閾値を超えた時刻を、三番目の振動センサ１０を鉄道車両が通過したタイミングとして算出する。なお、閾値については、各振動センサ１０ごとに周囲環境等に応じて設定される。そして、演算回路３２は、その算出した振動センサ１０ごとの通過タイミングに基づき、鉄道車両が画像撮影システム２０の設置位置を通過する際に鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出する（図４（ｂ）中の「ｏｕｔ」参照）。
【００３９】
具体的には、まず、演算回路３２が、鉄道車両が三番目の振動センサ１０を通過してから画像撮影システム２０に到達して鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングまでの間の時間を、例えば次の式（２）を用いて算出する。
【００４０】
Ｔ＝Ｌ／（（Ｌ２／ｔ２）−Ｐ（Ｌ１／ｔ１−Ｌ２／ｔ２））＋Ｑ
・・・式（２）
但し、「Ｔ」は、鉄道車両が三番目の振動センサ１０を通過してから画像撮影システム２０に到達して鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングまでの間の時間である。また、「Ｌ１」は、一番目の振動センサ１０の設置位置と二番目の振動センサ１０の設置
位置との間の距離である。また、「Ｌ２」は、二番目の振動センサ１０の設置位置と三番目の振動センサ１０の設置位置との間の距離である。また、「Ｌ」は、三番目の振動センサ１０の設置位置と画像撮影システム２０の設置位置との間の距離である。また、「ｔ１」は、鉄道車両が一番目の振動センサ１０を通過してから二番目の振動センサ１０を通過するまでの間の時間である。また、「ｔ２」は、鉄道車両が二番目の振動センサ１０を通過してから三番目の振動センサ１０を通過するまでの間の時間である。また、「Ｐ」および「Ｑ」は、画像撮影システム２０の動作までの遅延時間や鉄道車両の加減速などの補正値である。
【００４１】
そして、演算回路３２が、鉄道車両が三番目の振動センサ１０を通過したタイミングに、算出した「Ｔ」を加算することで、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出する。
【００４２】
さらに、演算回路３２は、算出したタイミングになったら画像撮影システム２０に信号を出力する。
［２．効果］
このように第二実施形態の列車検知システム２によれば、鉄道線路脇の三つの振動センサ１０，１０，１０それぞれが出力した計測結果に基づいて振動センサ１０の設置位置を鉄道車両が通過したことを振動センサ１０ごとに検出し、その検出結果に基づき、鉄道線路を走行する鉄道車両の特定部位を撮影可能となるタイミングを算出し、その算出したタイミングに鉄道車両の特定部位の撮影を行うので、鉄道車両の加減速にも対応可能となる他、測定対象となる方向に進来する鉄道車両と逆方向に進来する鉄道車両が極めて近接した時刻にすれ違う際の誤動作も防ぐことができるため、通過する鉄道車両をタイミングよく撮影することができる。
【００４３】
また、第二実施形態の列車検知システム２によれば、三つの振動センサ１０，１０，１０それぞれを鉄道車両が通過したことを検出するので、これら検出結果を比較することで、対象とする方向の通過列車と反対方向の通過列車の区別を正確に行うことができる。
【００４４】
また、第二実施形態の列車検知システム２によれば、測定対象となる方向に進来する鉄道車両と逆方向に進来する鉄道車両が極めて近接した時刻にすれ違う際の誤動作による無駄な撮影が無くなるため、画像撮影システム２０が処理したり記録装置へ転送したりするデータを最小限に限定することができる。
【００４５】
また、第二実施形態の列車検知システム２によれば、三つの振動センサ１０，１０，１０それぞれを鉄道車両が通過するタイミングと三つの振動センサ１０，１０，１０の間の距離とを用いて鉄道車両の走行速度を算出することができる。
【００４６】
［他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
【００４７】
（１）例えば、上記実施形態では、検知ユニット３０が、算出したタイミングになったら画像撮影システム２０に信号を出力し、画像撮影システム２０が、検知ユニット３０が出力した信号が入力されたら撮影を行うが、これには限られず、例えば、検知ユニット３０が、算出したタイミングを示す情報を画像撮影システム２０に出力し、画像撮影システム２０が、検知ユニット３０が出力した情報が示すタイミングに撮影を行うようにしてもよい。
【００４８】
（２）上記実施形態では、画像撮影システム２０が、鉄道線路の一対のレールの間に設
置されており、この画像撮影システム２０が、鉄道線路を走行する鉄道車両の車両床下を下方から撮影するが、これには限られず、鉄道線路を走行する鉄道車両の他の部位を撮影するようにしてもよい。例えば、画像撮影システム２０を鉄道線路の上方に設置して、鉄道車両の屋根上に設置されるパンタグラフを上方から撮影するようにしてもよい。また、画像撮影システム２０を鉄道線路の側方に設置して、鉄道車両の側面を側方から撮影するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１，２…列車検知システム、１０…振動センサ、１１…センサ本体、１１ａ…加速度ピックアップ、１１ｂ…プリアンプ、１１ｃ…コネクタ、１１ｄ…ケーブル、１２…収納ケース、１２ａ…底面プレート、１２ｂ…蓋、１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ…側面板、１２ｈ…ボルト、１２ｉ…パッキン、１２ｊ…固定ブラケット、１２ｋ…スポンジ、２０…画像撮影システム、３０…検知ユニット、３１…フィルタ、３２…演算回路。
【図１】
2016203854.tif 000003
【図２】
2016203854.tif 000004
【図３】
2016203854.tif 000005
【図４】
2016203854.tif 000006