(57)【要約】【課題】鉄道車両で発生する異常を、電気的な接続によらずに伝達できる技術を提供する。【解決手段】鉄道車両で発生する異常を該鉄道車両の乗員へ知らせる異常通報システムであって、鉄道車両で発生する異常に関する異常情報を検知するセンサと、検知した異常情報を音声信号に変換する音声変換装置と、変換された音声信号を音波として出力する音波出力スピーカと、出力された音波を伝達する管状のブレーキ配管と、伝達される音波を取得するマイクロホンと、取得した音波によって鉄道車両で発生した異常を乗員へ通知する警報スピーカと、を備える。【選択図】図２
2009124904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両で発生する異常を該鉄道車両の乗員へ知らせる異常通報システムであって、
前記鉄道車両で発生する異常に関する異常情報を検知する異常検知部と、
前記異常検知部が検知した異常情報を音声信号に変換し、変換した音声信号を音波として出力する音波出力部と、
前記音波出力部から出力された音波を伝達する管状の伝達部であって、該音波が該管状の伝達部内を通過することで該音波を伝達する伝達部と、
前記伝達部によって伝達される音波を取得し、取得した音波によって前記鉄道車両で発生した異常を前記乗員へ通知する通知部と、
を備える異常通報システム。
【請求項２】
前記伝達部は、前記鉄道車両に予め設置されている、圧縮空気が流れる配管である、請求項１に記載の異常通報システム。
【請求項３】
前記通知部は、取得した音波を増幅し、音声によって、前記鉄道車両で発生した異常を前記乗員へ通知する、請求項１又は請求項２に記載の異常通報システム。
【請求項４】
前記通知部は、取得した音波を電気信号に変換し、前記鉄道車両で発生した異常を視覚を通じて前記乗員へ通知する、請求項１又は請求項２に記載の異常通報システム。
【請求項５】
前記異常検知部は、前記鉄道車両で発生する異常の種類に応じた複数の異常情報を検知し、
前記音波出力部は、前記異常検知部で検知された複数の異常情報の夫々を異なる音声信号に変換し、変換した異なる音声信号を、夫々異なる周波数の音波として出力する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の異常通報システム。
【請求項６】
前記鉄道車両は、複数の鉄道車両によって構成され、
前記異常検知部と前記音波出力部とは、前記複数の鉄道車両の夫々に設置され、
前記複数の鉄道車両に設置された夫々の音波出力部は、該複数の鉄道車両に設置された異常検知部で検知された異常情報を鉄道車両毎で異なる音声信号に変換し、変換した異なる音声信号を、夫々異なる周波数の音波として出力する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の異常通報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両に搭載される異常通報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の脱線を検知する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、台車ばねより上部における上下方向加速度を二重積分することで上下方向における変位量を求め、求めた変位量に基づいて脱線したか否かを判断する技術が開示されている。また、特許文献２には、車両の台車からレールまでの距離を電気的に測定し、測定した距離を車輪間で比較し、比較結果に基づいて脱線か否かを判断する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−３９７９０号公報
【特許文献２】特開平７−７９５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の脱線を検知する技術では、例えば加速度センサ等によって検知した加速度に基づいて鉄道車両が脱線したか否かを判断し、判断結果を電気信号で送信することで鉄道車両の乗員（例えば、運転者）に知らせていた。電気信号による送信は、有線、無線のいずれでもよいが、有線送信を行うためには、鉄道車両同士をケーブル等で接続する必要がある。しかしながら、鉄道車両の中でも例えば貨車には、もともと車両同士の間で連結可能なケーブルが設けられていない。従って、貨車のようにケーブルが設けられていない鉄道車両に従来の脱線検知技術を適用する場合、新たにケーブルを設ける必要がある。
【０００４】
一方、無線送信によれば、電気信号を送受信する送受信装置の設置のみでよいことから、貨車のようにケーブルが設けられていない鉄道車両にも従来の脱線検知技術を比較的容易に適用することができる。しかしながら無線送信は、例えばトンネル内といったように鉄道車両の通過経路によっては電波が確実に届かないといった懸念がある。また、無線送信を可能とするための送受信装置は、有線送信を行う機器に比べてコストが嵩むといった懸念もある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、鉄道車両で発生する異常を、電気的な接続によらずに伝達できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、上述した課題を解決するために、異常検知部で検知された鉄道車両の異常に関する異常情報を音声信号に変換し、変換した音声信号を音波として出力し、管状の伝達部内を通過させることとした。
【０００７】
より詳細には、鉄道車両で発生する異常を該鉄道車両の乗員へ知らせる異常通報システムであって、前記鉄道車両で発生する異常に関する異常情報を検知する異常検知部と、前記異常検知部が検知した異常情報を音声信号に変換し、変換した音声信号を音波として出力する音波出力部と、前記音波出力部から出力された音波を伝達する管状の伝達部であって、該音波が該管状の伝達部内を通過することで該音波を伝達する伝達部と、前記伝達部によって伝達される音波を取得し、取得した音波によって前記鉄道車両で発生した異常を前記乗員へ通知する通知部と、を備える。
【０００８】
本発明によれば、異常検知部で検知された異常を音声信号に変換し、変換した音声信号
を音波として管状の伝達部に出力することで、電気的な接続によらずに、つまりケーブル等を用いることなく鉄道車両で発生した異常を乗員へ知らせることができる。
【０００９】
ここで、鉄道車両で発生する異常とは、鉄道車両の故障、車輪の乗り上がり、鉄道車両の脱線、冷凍車両における温度異常等が例示される。異常情報とは、これらの異常に関する情報である。異常検知部は、このような異常情報を検知するものであり、異常検知部には、加速度センサ、角速度センサ、温度センサ等が例示される。
【００１０】
音波出力部は、異常検知部が検知した異常情報を音声信号に変換し、変換した音声信号を音波として出力する。鉄道車両で発生する異常は、異常検知部によって検知することができ、この異常に関する異常情報は、各種センサが電気信号として検知することができる。従って、音波出力部は、電気信号として検知した異常情報を音声信号に変換し、変換した音声信号を音波として出力する。音波出力部は、例えばスピーカによって構成することができる。音波の周波数は、特に限定されない。音波の周波数は、異常の種類や車両番号等に応じて変更してもよい。これにより、鉄道車両にどのような異常が発生したか、又は、どの車両において異常が発生したかといった識別が可能となる。なお、本発明では、音波出力部が音声信号への変換と、音波の出力とを行っている。但し、これに限定されるものではなく、音波出力部は、音波の出力のみを行い、音声信号への変換は、例えば音声信号変換部を別途設け、音声信号変更部が行うようにしてもよい。
【００１１】
なお、異常検知部で検知された異常情報が実際に鉄道車両に発生した異常として適切であるか否かを判断する異常判断部を更に設け、異常判断部が異常であると判断した場合にのみ、異常情報を音声信号に変換するようにしてもよい。これにより、異常のみを確実に乗員へ通知することができる。異常判断部は、例えば、検知した異常情報に含まれる所定の値が閾値を上回った場合に、鉄道車両に実際に異常が発生したと判断する。
【００１２】
伝達部は、音波出力部で出力された音波を伝達する。本発明では、伝達部が、管状であり、出力された音波がこの管状の伝達部内を通過することを特徴とする。これにより、本発明によれば、電気信号によらずに鉄道車両で発生した異常を鉄動車両の乗員に知らせることが可能となる。
【００１３】
通知部は、伝達部によって伝達される音波を取得し、取得した音波によって前記鉄道車両で発生した異常を前記乗員へ通知する。音波の取得は、例えばマイクロホンによって行うことができる。通知部による乗員への通知は、聴覚を通じて行ってもよく、また、視覚を通じて行ってもよい。通知部による乗員への通知は、乗員が感受できるものであればよく、その手段は特に限定されない。なお、本発明では、通知部が、音波の取得と、乗員への通知とを行うが、通知部は、乗員への通知のみを行い、音波の取得は、例えば音波取得部を別途設け、音波取得部によって音波の取得を行うようにしてもよい。
【００１４】
ここで、本発明において、前記伝達部は、前記鉄道車両に予め設置されている、圧縮空気が流れる配管とすることが好ましい。鉄道車両に予め設置されている圧縮空気が流れる配管とは、例えば、ブレーキを作動させる際に用いる圧縮空気が流れるブレーキ配管である。圧縮空気が流れる配管の内部は、密閉空間であることから、音波の伝達に適している。また、例えばブレーキ配管であれば、鉄道車両が複数の鉄道車両によって構成されている場合であっても、鉄道車両毎のブレーキ配管同士が、ジャンパー管を介して密閉空間を維持した状態で接続されている。従って、圧縮空気が流れる配管内に音波を出力することで、鉄道車両に発生した異常を示す音波がこの圧縮空気が流れる配管内部を通過する。その結果、異常を乗員に伝達することが可能となる。圧縮空気が流れる配管であれば、鉄道車両には、予め設けられており、改めて設ける必要もないので、コストの削減を図ることも可能となる。なお、例えば、貨車には、車両同士の間で連結可能なケーブルが設けられ
ていないが、圧縮空気が流れる配管であれば設けられている。従って、本発明は、このようにケーブルを有していないような貨車にも好適に用いることができる。
【００１５】
また、本発明において、前記通知部は、取得した音波を増幅し、音声によって、前記鉄道車両で発生した異常を前記乗員へ通知するようにしてもよい。乗員への通知の手段は、特に限定されないが、音声による場合、通知部は、例えばスピーカによって構成することができる。そして、この場合には、取得した音波を増幅した上で、音声として出力することで、より確実に異常を乗員へ通知することが可能となる。
【００１６】
また、本発明において、前記通知部は、取得した音波を電気信号に変換し、前記鉄道車両で発生した異常を視覚を通じて前記乗員へ通知するようにしてもよい。視覚を通じて通知する場合、通知部は、例えばディスプレイによって構成することができる。但し、これに限定されものではなく、例えばランプ等を点灯することで視覚を通じて異常を乗員へ通知してもよい。
【００１７】
また、本発明において、前記異常検知部は、前記鉄道車両で発生する異常の種類に応じた複数の異常情報を検知し、前記音波出力部は、前記異常検知部で検知された複数の異常情報の夫々を異なる音声信号に変換し、変換した異なる音声信号を、夫々異なる周波数の音波として出力するようにしてもよい。
【００１８】
上述したように、車両で発生する異常には、鉄道車両の故障、車輪の乗り上がり、鉄道車両の脱線、冷凍車両における温度異常などが例示される。従って、異常検知部は、異常の種類に応じた複数の異常情報を検知できることが好ましい。なお、一つの異常検知部で複数の異常情報を検知してもよく、また、異常の種類に応じて異常検知部を複数設置してもよい。複数の異常情報を検知した場合、異常情報がどのような異常に関するものであるかを特定できる方が安全上も好ましい。そこで、本発明では、複数の異常情報の夫々を異なる音声信号に変換し、変換された異なる音声信号に基づいて異なる周波数の音波を出力することとした。これにより、異常情報の夫々がどのような異常によるものであるか否かを容易に特定することが可能となる。なお、周波数は同じとして、音波の発信回数を異なる音声信号に応じて変えるようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明において、前記鉄道車両は、複数の鉄道車両によって構成され、前記異常検知部と前記音波出力部とは、前記複数の鉄道車両の夫々に設置され、前記複数の鉄道車両に設置された夫々の音波出力部は、該複数の鉄道車両に設置された異常検知部で検知された異常情報を鉄道車両毎で異なる音声信号に変換し、変換した異なる音声信号を、夫々異なる周波数の音波として出力するようにしてもよい。
【００２０】
鉄道車両が複数の鉄道車両によって構成される場合、故障や脱線といった異常は、車両毎に発生することが想定される。そこで、本発明では、鉄道車両が複数の鉄道車両によって構成される場合、上述した、異常検知部と前記音波出力部とを夫々の車両に設けることとした。本発明によれば、音波出力部が車両毎に周波数が異なる音波を出力するので、どの車両で異常が発生したか否かを容易に特定することができる。なお、周波数は同じとし、音波の発信回数を異なる音声信号に応じて変えるようにしてもよい。
【００２１】
以上説明した本発明の異常通報システムは、電力により作動させることができる。車両に電源が設けられている場合には、電源から電力の供給を受ければよい。一方、貨車などは、電源が設けられていないことが多い。従って、このような場合には、バッテリ等によって電力を確保するようにしてもよい。また、発電部を設けてもよい。バッテリによる場合、充電や交換といった作業が必要になるが、発電部を設けることでこのような作業上の手間を省くことができる。
【００２２】
そこで、本発明は、前記鉄道車両の車軸の回転を動力源として電力を発生する発電部を更に備え、前記異常検知部と、前記音声変換部と、前記音波出力部とは、前記発電部によって発電される電力によって作動するようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明において、前記発電部は、前記鉄道車両の車軸の外周面に取り外し可能に取り付けられる磁石部と、前記磁石部と所定の間隔をあけて前記鉄道車両に固定されるコイルであって、該磁石部が前記鉄道車両の車軸の回転と共に回転した際に誘導電流を発生するコイルと、を有する構成としてもよい。
【００２４】
車軸の回転を動力源とする発電部は、従来から知られている（例えば特開２００１−１３８９１１号公報参照）。従って、発電部は、このような従来の発電部を用いてもよい。但し、この従来の発電部は、車軸の内部に磁石が埋め込まれた構造であるため、既存の鉄道車両に適用する場合には、車軸そのものを交換しなければならないという問題があった。これに対し、上記本発明の発電部は、磁石が車軸に対して取り外し可能であることから、既存の鉄道車両にも容易に取り付けることができる。なお、バッテリを更に設けコイルから供給される電力を蓄えるようにしてもよい。また、車軸の回転速度は、鉄道車両の走行速度に応じて変化するものであり、その結果電圧も変化することが想定される。そこで、バッテリや異常通報システムに供給する電力の安定化を図るべく、電圧を調整するための調整回路を更に設けてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、鉄道車両で発生する異常を、電気的な接続によらずに伝達できる技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の異常通報システムの実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、異常通報システム１を貨物列車に適用した例について説明する。
【００２７】
（第一実施形態）
＜異常通報システムの概要＞
まず、第一実施形態の異常通報システム１の概要について説明する。図１は、第一実施形態の異常通報システム１が搭載された貨物列車２の全体構成を示す。異常通報システム１は、貨物列車２に搭載される。貨物列車２を構成する貨車Ｂ、Ｃ、Ｄの夫々には、夫々の貨車で発生する脱線等の異常を電気信号として検知するセンサ３ｂ〜３ｄが設けられている。検知された電気信号は、音声信号に変換され、変換された音声信号が音波として送信ユニット４ｂ〜４ｄ内の夫々に設けられた各音波出力スピーカ（図示せず）からブレーキ配管５ｂ〜５ｄ内に出力される。音波が通過するブレーキ配管５ａ〜５ｄは、機関車Ａと貨車Ｂ、Ｃ、Ｄとの間で密閉された状態で接続されているため、異常を示す音波がブレーキ配管５ａ〜５ｄ内を通って機関車Ａの受信ユニット７を介して運転手へ伝達される。このように本実施形態の異常通報システム１は、貨物列車２に予め設置されているブレーキ配管５ａ〜５ｄを利用して、貨車Ｂ、Ｃ、Ｄで発生した異常を機関車Ａに乗車する乗員へ知らせるものである。なお、本実施形態では、機関車Ａには送信ユニットを設けていないが、機関車Ａにも送信ユニットを設けてよく、これにより、機関車Ａで発生する異常を乗員へ知らせることができる。
【００２８】
＜貨物列車の構成＞
まず、異常通報システム１が搭載される貨物列車２について説明する。図１に示すように、本実施形態の貨物列車２は、運転手（本発明の乗員に相当する。）が乗車する機関車Ａと、機関車Ａに連結された貨車Ｂと、貨車Ｂに連結された貨車Ｃと、貨車Ｃに連結され
た貨車Ｄとによって構成されている。
【００２９】
貨物列車２は、圧縮空気を使ったブレーキ装置を採用しており、機関車Ａには、空気を圧送するコンプレッサ６１と、コンプレッサ６１から圧送される圧縮空気を一時的に溜める空気だめ６２と、圧縮空気の圧力によって内包するテコ６３を押し出すブレーキシリンダ６６と、テコ６３の先端に設けられテコ６３が押し出されることで回転する車輪６５を押し付けて車輪６５の回転を静止する制輪子６４と、が設けられている。コンプレッサ６１と空気だめ６２とブレーキシリンダ６６とは、圧縮空気が流れるブレーキ配管５ａによって接続されている。また、空気だめ６２とブレーキシリンダ６６との間には、ブレーキ弁６７が設けられている。
【００３０】
機関車Ａのブレーキ配管５ａは、流路途中で分岐して貨車Ｂのブレーキ配管５ｂと接続されている。ブレーキ配管５ａとブレーキ配管５ｂを含めブレーキ配管同士の接続は、ジャンパー管５２によってなされている。ジャンパー管５２の配管口には、貨車同士の切り離しなどでジャンパー管５２同士の接続を解除した際、自動的にジャンパー管５２の配管口を封鎖する蓋部が設けられている（図示せず）。これにより、ジャンパー管５２同士の接続を解除した場合における圧縮空気の外部への漏れを防止することができる。機関車Ａのブレーキ配管５ａと接続された貨車Ｂ、Ｃ、Ｄの夫々には、機関車Ａと同じく、ブレーキシリンダ６６、制輪子６４等が設けられている。このように、貨物列車２は、機関車Ａと貨車Ｂ、Ｃ、Ｄとが、密閉されたブレーキ配管５ａ〜５ｄによって接続されており、機関車Ａに設けられているブレーキ弁６７の操作によって全ての車両のブレーキ操作が可能となっている。
【００３１】
＜異常通報システムの構成＞
次に異常通報システム１の構成について詳しく説明する。図２は、異常通報システム１のブロック図を示す。異常通報システム１は、貨車Ｂ、Ｃ、Ｄの夫々に搭載されるセンサ３ｂ〜３ｄ及び送信ユニット４ｂ〜４ｄと、機関車Ａに搭載される受信ユニット７と、各送信ユニット４ｂ〜４ｄと受信ユニット７とを接続するブレーキ配管５ａ〜５ｄによって構成されている。送信ユニット４ｂ〜４ｄは、ＥＣＵ４１ｂ〜４１ｄと、音声変換装置４２ｂ〜４２ｄと、周波数設定装置４３ｂ〜４３ｄと、音波出力スピーカ４４ｂ〜４４ｄとによって構成されている。受信ユニット７は、マイクロホン７２と、アンプ７３と、フィルタバンク７４と、ＥＣＵ７１と、警報スピーカ７５と、によって構成されている。なお、貨車Ｂ、Ｃ、Ｄに搭載されているセンサ３ｂ、３ｃ、３ｄ、及び送信ユニット４ｂ、４ｃ、４ｄは、全て同じ構成であるが、車両毎に識別できるよう数字の後に車両に付されたアルファベットに対応するアルファベットが付されている。以下、貨車Ｂを例に説明する。
【００３２】
センサ３ｂは、本発明の異常検知部に相当し、貨車Ｂで発生した異常を検知する。例えば、センサ３ｂは、加速度センサによって構成することができ、これにより貨車Ｂの脱線を衝撃振動として検知することができる。センサ３ｂは、速度センサでもよい。なお、センサ３ｂは、上記に限定されるものではなく、温度センサであってもよい。例えば貨車Ｂが冷凍車両である場合、温度センサを設けることで、冷凍車両における温度の異常を検知することができる。なお、本実施形態では、一つの貨車につき一つのセンサを設置しているが、一つの貨車に対して異常の発生原因に応じて複数のセンサを設置してもよい。例えば、貨物列車に冷凍車両が含まれるような場合、冷凍車両には温度センサと加速度センサを設置すればよい。これにより、脱線と温度上昇といった二つの異常を検知することが可能となる。
【００３３】
ＥＣＵ４１ｂは、センサ３ｂ、音声変換装置４２ｂ、周波数設定装置４３ｂ及び音波出力スピーカ４４ｂの夫々と電気的に接続され、センサ３ｂ、音声変換装置４２ｂ、周波数
設定装置４３ｂ及び音波出力スピーカ４４ｂを制御する。ＥＣＵ４１ｂによる制御は、ＥＣＵ４１ｂ内に内蔵されたＣＰＵ（図示せず）がメモリ（図示せず）に格納されている所定のプログラムを実行することで実現される。
【００３４】
音声変換装置４２ｂは、センサ３ｂから出力された電気信号を音声信号に変換する。音声変換装置４２ｂは、例えば電気信号を音声信号に変換する音声変換回路によって構成することができる。
【００３５】
周波数設定装置４３ｂは、音波出力スピーカ４４ｂから出力される音波の周波数を設定する。これにより、例えば、貨車Ｂで発生した異常を示す音波を１ｋＨｚ、貨車Ｃで発生した異常を示す音波を２ｋＨｚのように設定することができる。周波数の設定は、例えばカウンタスイッチによって行うことができる。図３は、カウンタスイッチ５１を示す。例えば、カウンタスイッチ５１が１１の場合、周波数が１．１ｋＨｚに設定され、カウンタスイッチ５１が９９の場合、電気信号の周波数が９．９ｋＨｚに設定することができる。カウンタスイッチ５１は、例えば音声変換装置４２ｂ〜４２ｄに対して着脱可能とし、貨車Ｂ、貨車Ｃ、貨車Ｄの順序で接続し、周波数を振り分けるようにしてもよい。このようなカウンタスイッチ５１の数字の振り分けは、ＥＣＵ４１によって自動的に行うことができる他、乗員等が手動で行ってもよい。
【００３６】
音波出力スピーカ４４ｂは、本発明の音波出力部に相当する。音波出力スピーカ４４ｂは、音声変換装置４２ｂによって変換された音声信号を音波としてブレーキ配管５ｂ内へ出力する。本実施形態では、音声変換装置４２ｂと音波出力スピーカ４４ｂとを別々の構成としたが、音波出力スピーカ４４ｂに音声変換装置４２が有する機能を持たせてもよい。
【００３７】
なお、音波出力スピーカ４４ｂとブレーキ配管５ｂとの接続は、例えば以下のように行えばよい。図４は、音波出力スピーカ４４ｂとブレーキ配管５ｂとの第一接続形態を示す。図４に示す第一接続形態では、ブレーキ配管５ｂと同径の接続管４６ｂが予め接続され、かつ内部に音波出力スピーカ４４ｂが内蔵されたスピーカボックス４５ｂを設け、このスピーカボックス４５ｂがブレーキ配管５ｂの所定の位置に埋め込まれている。スピーカボックス４５ｂに設けられている接続管４６ｂの端部には、接続部としてのフランジ４７ｂが設けられており、スピーカボックス４５ｂとブレーキ配管５ｂとの接続が可能となっている。
【００３８】
図５は、音波出力スピーカ４４ｂとブレーキ配管５ｂとの第二接続形態を示す。図５に示す第二接続形態では、ブレーキ配管５ｂの所定の位置に音波出力スピーカ４４ｂを内蔵するスピーカボックス４５ｂが直接接続されている。ブレーキ配管５ｂの所定の位置にスピーカを接続するための開口部４８ｂが設けられている。この開口部４８ｂにスピーカボックス４５ｂに接続されたコネクタ４９ｂが接続されることで、ブレーキ配管５ａ〜５ｄとスピーカボックス４５ｂとの接続が直接可能となっている。コネクタ４９ｂと開口部４８ｂには、それぞれ嵌合できる溝を形成しておき、コネクタ４９ｂと開口部４８ｂとを嵌合することでより強固に接続することができる。
【００３９】
ブレーキ配管５ｂは、音波出力スピーカ４４ｂから出力される音波を伝達する。より具体的には、音波出力スピーカ４４ｂから出力された音波は、ブレーキ配管５ｂ、ブレーキ配管５ａ内を順次通過して機関車Ａへ伝達される。例えば、音波出力スピーカ４４ｄから出力された音波は、ブレーキ配管５ｄ、ブレーキ配管５ｃ、ブレーキ配管５ａ内を順次通過して機関車Ａへ伝達される。ブレーキ配管５ａ〜５ｄは、上述したように機関車Ａのコンプレッサ６１から各車両のブレーキシリンダ６６まで接続されている。そして、ブレーキ配管５ａ〜５ｄの内部は、コンプレッサ６１で圧縮された圧縮空気が通るように気密性
が保たれている。機関車Ａと貨車Ｂとの間や、貨車Ｂと貨車Ｃとの間といった各車両の間はジャンパー管５２によって接続されることで、気密性が保持されている。
【００４０】
マイクロホン７２は、本発明の取得部に相当し、ブレーキ配管５ａ内を流れる音波を取得する。なお、マイクロホン７２とブレーキ配管５ａとの接続は、以下のように行えばよい。図６は、マイクロホン７２とブレーキ配管５ａとの第三接続形態を示す。図６に示す第三接続形態は、その構成が、基本的には図４に示す音波出力スピーカ４４ｂとブレーキ配管５ｂとの第一接続形態と同じである。すなわち、第一接続形態におけるスピーカボックス４５ｂに替えてマイクロホンボックス５０ｂが設けられている。すなわち、第三接続形態では、マイクロホンボックス５０ｂに予め設けられている接続管４７ｂとブレーキ配管５ａとがフランジ４７ｂを介して接続されている。
【００４１】
また、図７は、マイクロホン７２とブレーキ配管５ａとの第四接続形態を示す。図７に示す第四接続形態は、その構成が基本的には図５に示す音波出力スピーカ４４とブレーキ配管５ｂとの第二接続形態と同じである。すなわち、第二接続形態におけるスピーカボックス４５ｂに替えてマイクロホンボックス５０ｂが設けられており、マイクロホンボックス５０ｂがコネクタ４９ｂを介して直接ブレーキ配管５ａに接続されている。
【００４２】
アンプ７３は、マイクロホン７２によって取得された音波を増幅する。より具体的には、マイクロホン７２では、取得された音波が電気信号に変換され、変換された電気信号がアンプ７３によって増幅される。
【００４３】
フィルタバンク７４は、ノイズの除去を行うと共に電気信号の周波数を識別する。具体的には、フィルタバンク７４は、複数のフィルタによって構成される。図８は、フィルタバンク７４の一例を示す。ノイズ除去フィルタによれば、アンプ７３によって増幅された電気信号からのノイズ除去が可能となる。また、周波数識別フィルタによれば、アンプ７３から入力された電気信号の周波数の識別が可能となる。フィルタバンク７４を構成する各フィルタは、フィルタ回路によって構成することができる。フィルタバンク７４は、フィルタ回路によって構成することができる。なお、本実施形態では、複数のフィルタからなるフィルタバンク７４を用いたが、例えばノイズ除去フィルタのみといったように、一のフィルタのみを設けてもよい。また、電気信号の周波数の識別は、ＥＣＵ７１内のＣＰＵにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を実行させることで実現してもよい。
【００４４】
ＥＣＵ７１は、マイクロホン７２、アンプ７３、フィルタバンク７４、警報スピーカ７５と電気的に接続され、マイクロホン７２、アンプ７３等を制御する。ＥＣＵ７１による電気信号の制御は、ＥＣＵ７１内に内蔵されたＣＰＵ（図示せず）がメモリ（図示せず）に格納されている所定のプログラムを実行することで実現される。
【００４５】
警報スピーカ７５は、本発明の通知部に相当し、フィルタバンク７４によってノイズが除去され、かつ周波数が識別された電気信号に基づいて音声を生成し、外部すなわち機関車Ａ内へ出力する。警報スピーカ７５は、異常が発生した車両によって異なる周波数の音声を出力する。従って、機関車Ａ内の乗員は、異常の発生がどの車両によるものであるかを識別することができる。なお、本実施形態では、警報スピーカ７５から出力される音声の周波数を変えることで異常が発生した車両を特定しているが、音声の発信回数を車両によって変えるようにしてもよい。例えば、貨車Ｂにおいて異常が発生した場合、「ピー」と警報を一回発信し、貨車Ｃにおいて異常が発生した場合、「ピー、ピー」と警報を二回発信するようにすればよい。なお、乗員への通知手段は、上記に限定されるものではない。ディスプレイ７６を設けて異常を表示するようにしてもよい。また、ランプ等によって異常を通知するようにしてもよい。更に、警報スピーカ７５とディスプレイ７６を併用することで、より確実に車両で発生した異常を乗員へ通知することが可能となる。図９は、
警報スピーカ７５とディスプレイ７６を併用する受信ユニットの一例を示す。
【００４６】
なお、上述した異常通報システム１は、電力により作動させることができる。電源が設けられている場合、（例えば、機関車Ａ）電源から電力の供給を受けることで異常通報システム１の受信ユニット７を作動させることができる。一方、電源が設けられていない場合（例えば、貨車Ｂ、Ｃ、Ｄ）バッテリや発電部を設けることで電力を確保する必要がある。
【００４７】
＜異常通報システムの動作＞
次に本実施形態の異常通報システム１の動作について説明する。なお、以下の動作フローにおいても、貨車Ｂで異常が発生した場合を例に説明する。図１０は、異常通報システム１の動作フローを示す。まず、ステップＳ０１では、センサ３ｂによって衝撃振動としての加速度値が検知される。検知された加速度値は、ＥＣＵ４１ｂに入力される。ステップＳ０２では、ＥＣＵ４１ｂによって、センサ３ｂによって検知された加速度値が所定の値を上回っているか否か判断される。所定の値は、脱線に値する加速度値として実験等によって予め算出することができる。ＥＣＵ４１ｂでの判断は、具体的にはＥＣＵ４１ｂ内の判断部によって行うことができる。なお、判断部は、ＥＣＵ４１ｂ内のＣＰＵ上で実行されるコンピュータプログラムとして構成することができる。なお、加速度値が所定の値を上回っているか否かの判断は、音声変換装置４２ｂの制御部に行わせてもよい。ステップＳ０２において、入力された加速度値が所定の値を上回っていると判断された場合、ステップＳ０３へ進む。一方、入力された加速度値が所定の値を上回っていると判断されなかった場合、再度ステップＳ０１へ戻る。なお、センサ３ｂとして温度センサを用いる場合には、加速度値に替えて温度が入力され、入力された温度が所定の値を上回った場合、異常と判断され、音声変換装置４２ｂに電気信号が出力されるようにすればよい。
【００４８】
ステップＳ０３では、音声変換装置４２ｂによって加速度値としての電気信号が音声信号へ変換される。すなわち、ＥＣＵ４１ｂによって脱線（異常）に相当すると判断された電気信号がセンサ３ｂから音声変換装置４２ｂに入力され、音声変換装置４２ｂによって電気信号が音声信号へ変換される。音声信号への変換が終了するとステップＳ０４へ進む。
【００４９】
ステップＳ０４では、変換された音声信号に対して周波数が設定される。例えば、貨車Ｂで発生した異常に対しては、１ｋＨｚと設定される。なお、加速度センサに加えて温度センサ等が設置されている場合には、夫々が識別できるよう所定の周波数が設定される。
【００５０】
ステップＳ０５では、音波出力スピーカ４４ｂによって所定の周波数の音波が出力される。ブレーキ配管５ｂ内に出力された音波は、ブレーキ配管５ｂ、ブレーキ配管５ａの順に密閉された空間内を通過して、機関車Ａまで伝達される。音波の出力が完了するとステップＳ０６へ進む。
【００５１】
ステップＳ０６では、マイクロホン７２によってブレーキ配管５ａ内を通る音波が取得される。マイクロホン７２では、取得した音波が電気信号に変換され、アンプ７３へ出力される。次に、ステップＳ０７では、アンプ７３によって音波から変換された電気信号、すなわち異常を示す電気信号が増幅される。増幅された電気信号は、アンプ７３へ出力される。ステップＳ０８では、フィルタバンク７４によってノイズが除去されると共にアンプ７３から出力された電気信号の周波数が識別される。すなわち、本実施形態では、貨車Ｂとして設定された周波数が識別される。そして、ノイズが除去されるとともに周波数が識別された電気信号がフィルタバンク７４から出力されると、ステップＳ０９では、警報スピーカ７５によって異常を示す電気信号が音声として乗員へ対して出力される。
【００５２】
＜効果＞
以上説明した第一実施形態の異常通報システムに１よれば、貨車Ｂ等によって発生した異常（例えば、脱線）を機関車Ａの乗員へ通知することができる。また、本実施形態の異常通報システム１では、ブレーキ配管５ａ〜５ｄの内部に異常を示す音波を出力することで、電気的な接続によらずに貨車Ｂ等によって発生した異常を機関車Ａの乗員へ通知することができる。また、ブレーキ配管５ａ〜５ｄは、予め設置されていることから、ケーブルを新たに設ける必要も無く、コストの削減を図ることができる。更に、警報スピーカ７５は、異常が発生した車両毎に周波数が異なる音声を出力する。従って乗員は、異常がいずれの車両で発生したか、また、複数のセンサが設けられている場合でもどのような異常が発生したかを識別することができる。
【００５３】
（第二実施形態）
次に第二実施形態の異常通報システム１について説明する。図１１は、第二実施形態の異常通報システムの概略構成を示す。同図に示すように、第二実施形態の異常通報システム１０には、貨車Ｂ、Ｃ、Ｄの夫々に発電装置２００が設けられている。これにより、電源が設けられていない貨車Ｂ、Ｃ、Ｄにおいても、異常通報システム１を作動させることができる。
【００５４】
＜発電装置の構成＞
図１２は、発電装置２００の概略構成を示す。図１３は、発電装置２００が貨車Ｂに取り付けられた状態を示す。第二実施形態の異常通報システム１を作動させる発電装置２００は、磁石リング２１０と、コイル２２０と、充電回路２３０と、バッテリ２４０によって構成されている。
【００５５】
磁石リング２１０は、車軸２５０の外周面に取り外し可能に取り付けられている。図１４は、第二実施形態の磁石リング２１０を示す。同図に示すように磁石リング２１０は、二つの半リング（第一リング２１１及び第二リング２１２）によって構成され、第一リング２１１の端部と第二リング２１２の端部とを接続することで一つのリングを形成する。磁石リング２１０のリングの内径は、車軸２５０の外径とほぼ同じに設計されている。磁石リング２１０には、磁石が円周方向に沿って複数配置され、Ｎ極、Ｓ極が交互になるように、隣接する磁石の極性が逆向きに配置されている。第一リング２１１と第二リング２１２とは、ボルトとナットといった固定部材２１３によって接続されている。磁石リング２１０を車軸２５０に取り付けた状態で車両が走行すると、磁石リング２１０が車軸２５０と共に回転する。
【００５６】
なお、本実施形態では、二つの半リングを接続する構成としたが、これに限定されない。図１５は、変形例の磁石リングを示す。変形例の磁石リング２１０ａは、一本のテープの長手方向に磁石が配置されることで構成されている。変形例の磁石リング２１０ａを使用する場合には、車軸２５０に巻きつけ、テープ状の磁石リング２１０ａの端部同士を接続金具等によって接続すればよい。
【００５７】
コイル２２０は、上記磁石リング２１０と所定の間隔をあけた貨車Ｂの台車枠２６０に配置され、磁石リング２１０が車軸２５０とともに回転した際に誘導電流を発生させる。コイル２２０と台車枠２６０との接続は、コイル２２０と磁石リング２１０との距離を一定に保つための高さ調整機構を有する取り付け部材に接続することが好ましい。これにより、コイル２２０と磁石リング２１０との距離を一定に保つことができる。充電回路２３０は、コイル２２０に生じた電流の電圧調整等を行う。バッテリ２４０は、電圧調整が行われた電力を蓄える。
【００５８】
＜発電装置の動作＞
貨車Ｂが走行状態となると車軸２５０が回転する。磁石リング２１０は、車軸２５０の外面に取り付けられているので車軸２５０と共に回転する。磁石リング２１０が回転すると、コイル２２０には誘導電流が発生し、充電回路２３０で電圧調整が行われた後、バッテリ２４０に蓄電される。バッテリ２４０に蓄えられている電力の供給を受けることで、異常通報システム１が作動する。より詳細には、異常システム１のうち、貨車Ｂに設置されている送信ユニット４がバッテリ２４０によって作動する。なお、他の貨車の送信ユニットも夫々の車両に設置された発電装置から供給される電力によって作動する。
【００５９】
以上説明した第二実施形態の異常通報システム１によれば、電源が設けられていない貨車においても異常通報システムを作動させることができる。また、貨車の走行に伴って自動的に発電され、バッテリに充電されるので、バッテリの充電や交換といった作業を行う必要がなく、作業の手間を削減することができる。更に、本実施形態の磁石リングは、車軸の外側から着脱可能であるので、既存の貨車にも容易に適用することができる。
【００６０】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の異常通報システムはこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第一実施形態の異常通報システムが搭載された貨物列車の全体構成を示す。
【図２】異常通報システムのブロック図を示す。
【図３】カウンタスイッチを示す。
【図４】音波出力スピーカとブレーキ配管との第一接続形態を示す。
【図５】音波出力スピーカとブレーキ配管との第二接続形態を示す。
【図６】マイクロホンとブレーキ配管との第三接続形態を示す。
【図７】マイクロホンとブレーキ配管との第四接続形態を示す。
【図８】フィルタバンクの一例を示す。
【図９】警報スピーカとディスプレイを併用する受信ユニットの一例を示す。
【図１０】異常通報システムの動作フローを示す。
【図１１】第二実施形態の異常通報システムの概略構成を示す。
【図１２】発電装置の概略構成を示す。
【図１３】発電装置が貨車Ｂに取り付けられた状態を示す
【図１４】第二実施形態の磁石リングを示す。
【図１５】変形例の磁石リングを示す。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・異常通報システム
２・・・貨物列車
３ｂ〜３ｄ・・・センサ
４ｂ〜４ｄ・・・送信ユニット
５ａ〜５ｄ・・・ブレーキ配管
７・・・受信ユニット
２００・・・発電装置
２１０・・・磁石リング
２２０・・・コイル
２３０・・・充電回路
２４０・・・バッテリ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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