JP2004009993A - 列車事故回避システム - Google Patents

Abstract

【課題】列車に対する障害物か否かの判定をより正確化し、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにした列車事故回避システムを提供すること。
【解決手段】予め定められたプラットホーム１１に面した列車軌道１３監視するようにＴＶカメラを設け、このＴＶカメラ出力に画像信号を記憶する記憶装置を接続し、ＴＶカメラ２の出力に比較回路１８を接続して画像の変化の有無を検出し、画像に変化があったときこの変化した画像信号が走行中の列車に対する障害物か否かを判定手段４で判定し、この判定手段４が列車に対する障害物と判定したとき緊急情報出力手段５は、走行中の列車１４を停止させる緊急情報を出力し、列車１４は急ブレーキを掛けてプラットホーム１１の手前で停止する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラットホーム、踏切、高架下及びトンネル等の列車軌道上に転落した乗客や落下物等障害物の侵入を連続的に監視し、障害物の侵入を発見したとき速やかに、進入する列車を停止させて事故を回避する列車事故回避システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラットホーム、踏切、高架下およびトンネル、山岳地帯等の列車軌道上の監視は、駅職員等による直接的な目視確認や、ＴＶカメラで撮像した列車軌道上の監視情報をＴＶモニタに表示して、駅職員がこのＴＶモニタを観察して間接的な目視確認などで行っている。このような目視確認により駅職員が列車軌道上に異常を発見するシステムでは、駅職員による人間系で進入する列車に赤ランプの点灯、赤旗の提示、発煙筒の点火などの停止操作を行動で伝えていたため、運転手が見落としたり、気がつくのに時間がかかり、行動が遅く重大事故を発生していた。
【０００３】
また、全ての場所を連続的に監視することは、人間の能力や体力から限界があり、多数の駅職員を確保するのも現実的でない。
【０００４】
この点に対処して列車軌道上をＴＶカメラにより監視し、このＴＶカメラ出力の画像信号から異常の発生を検出し、自動的に列車の運転手に無線で連絡する手段が実用化され始めている。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、列車の走行に対する障害物の検出が難しく、依然として駅構内では、痛ましい人身事故が絶えない。人身事故が発生すると、隣接する列車軌道の列車も運行が長時間停止し、多数の乗降客に迷惑がかかっている。
【０００６】
本発明はかかる従来の問題を解決すべくなされたもので、列車に対する障害物か否かの判定をより正確化し、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにした列車事故回避システム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】
本発明は上記の目的を達成するため、次の構成からなる列車事故回避システムを提供するものである。
【０００８】
即ち、請求項１の列車事故回避システムは、列車軌道の予め定められた範囲を監視するように設けられたカメラと、このカメラの出力に接続され所定時間毎の前記カメラ出力の画像信号を記憶する記憶装置と、前記カメラ出力の画像信号を前記記憶装置に記憶された所定時間前の画像信号と比較して画像信号の変化の有無を検出する画像信号の変化検出手段と、この画像信号の変化検出手段が画像信号の変化有を検出したとき、この変化した画像信号が走行中の列車に対する障害物に該当するか否かを判定する判定手段と、この判定手段が列車に対する障害物に該当すると判定したとき前記予め定められた範囲に進入する走行中の列車を減速又は停止させる緊急情報を出力する緊急情報出力手段とを具備してなることを特徴とする。請求項１の発明によれば、列車に対する障害物に該当するか否かの判定を行い、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにすることができる。
【０００９】
請求項２の列車事故回避システムは、前記カメラが複数設けられていることを特徴とする。請求項２の発明によれば、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにすることができる。
【００１０】
請求項３の列車事故回避システムは、前記緊急情報は、前記カメラによる列車軌道の監視を同じ監視範囲についてロケーションを変えて複数台のカメラにより撮像し、少なくとも２台以上のカメラ出力の各画像信号から前記変化有を検出した場合に出力することを特徴とする。請求項３の発明によれば、走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より正確化することができる。
【００１１】
請求項４の列車事故回避システムは、前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に予め定められた大きさ以上の画像を検出した場合に出力することを特徴とする。請求項４の発明によれば、走行する列車に対する障害物か否かの判定をより正確化することができる。
【００１２】
請求項５の列車事故回避システムは、前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に予め定められた列車障害物の移動径路画像を検出した場合に出力することを特徴とする。請求項５の発明によれば、危険が予測される乗客の安全対策することができる。
【００１３】
請求項６の列車事故回避システムは、前記カメラに加えて列車軌道の予め定められた範囲を監視センサにより監視し、前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に変化有りを検出した後に監視センサ出力信号における異常の有無を検出して、異常の有を検出した場合に出力することを特徴とする。請求項６の発明によれば、走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より正確に行うことができる。
【００１４】
請求項７の列車事故回避システムは、前記カメラに加えて前記列車軌道の予め定められた範囲を監視するように設けられた集音器と、予め列車の運行に障害となる動作の障害音声信号が記憶された記憶装置と、前記画像信号の変化検出手段が画像信号の変化有を検出したとき、前記集音器出力の音声信号と前記記憶装置から読み出された前記障害音声信号と比較して一致した前記音声信号の有無を検出する信号処理手段と、この信号処理手段が前記一致した前記音声信号の有を検出したとき走行中の列車を減速又は停止させる緊急情報を出力する緊急情報出力手段とを具備してなることを特徴とする。請求項７の発明によれば、より安価な設備で、走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より迅速かつ正確に行うことができる。
【００１５】
請求項８の列車事故回避システムは、前記障害音声信号は、予め設定した周波数や落下音又は救助を求める声、おどろきの声等の音声信号であることを特徴とする。請求項８の発明によれば、走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より迅速かつ正確に行うことができる。
【００１６】
請求項９の列車事故回避システムは、前記列車軌道の予め定められた範囲がプラットホーム、踏切、高架下、トンネル、山岳地帯であることを特徴とする。請求項９の発明によれば、これらの地域での列車軌道において走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より迅速かつ正確に行うことができる。
【００１７】
請求項１０の列車事故回避システムは、前記ＴＶカメラが立体カメラ、赤外線カメラ又は暗視カメラであることを特徴とする。請求項１０の発明によれば、昼夜、天候に限らず障害物判定ができる。
【００１８】
請求項１１の列車事故回避システムは、前記カメラが、ＴＶカメラであることを特徴とする。請求項１１の発明によれば、動画による障害物判定がより迅速かつ正確に行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の列車事故回避システムの実施形態を図１を参照して説明する。この実施形態の列車事故回避システム１は、予め定められた範囲を撮像し、監視するＴＶカメラ２と、信号処理手段３と、判定手段４と、ＴＶカメラ２が列車軌道に障害物を発見したとき緊急情報を出力する緊急情報出力手段５とからなる。列車事故回避システム１は、列車軌道に侵入した障害物を発見し、事故が発生しないように高速で対処するために中央監視装置６により自動的に制御される。この中央監視装置６は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより次のように制御する。
【００２０】
ＴＶカメラ２は、予め定められた範囲例えばプラットホーム１１の敷地１２内に敷設された列車軌道１３を全長に渉って監視するように１台又は複数台設けられる。図１では１台設置され、このＴＶカメラ２の撮像エリアは、列車１４の前方の列車軌道１３とプラットホーム１１である。
【００２１】
プラットホーム１１と列車軌道１３を監視するためのＴＶカメラ２の設定手段は、ＴＶカメラ２の高さ、撮像方向などを調整することにより可能となる。ＴＶカメラ２は、ＩＴＶカメラ、カラーＴＶカメラ、白黒ＴＶカメラ、赤外線ＴＶカメラ、暗視ＴＶカメラなど撮像環境に応じて適宜選択して利用される。ＴＶカメラ２は、予め定められた範囲であるプラットホーム１１の敷地１２内をより高精度に監視する場合には複数台設置される。
【００２２】
複数台のＴＶカメラ２の設置位置は、各ＴＶカメラ２ともに狭角の光学レンズを使用したもので、プラットホーム１１の敷地１２内を複数に分割し、分割された各エリアを１台毎のＴＶカメラ２が分担する。このように割り当てることにより複数台のＴＶカメラ２によってプラットホーム１１の全域を監視することができる。監視とは、列車の走行に対して支障となる障害物が列車軌道に侵入したとき、この侵入したことを検知し、出力することをいう。
【００２３】
障害物とは、許可されずに列車軌道に侵入し、列車の走行に支障となるものである。列車の走行に支障とならない大きさの鳥、虫、紙屑などの塵、猫などの侵入は、対象外で障害物ではない。列車の走行に支障となるものには、列車軌道の線路上に並べられた石、落石、土砂崩れ、人体、自動車、大きな荷物などがある。
【００２４】
信号処理手段３は、列車軌道１３をＴＶカメラ２により撮像した画像信号において障害物の無い正常状態の画像に、変化の有無を監視する画像信号の変化検出手段である。特に、列車軌道１３の正常状態の画像信号は、常時小石の堰堤と枕木、線路以外全く変化の無い静止画の信号である。変化の有無は、この正常状態に人間が侵入したり、鳥が飛んできたり、犬が侵入したり、紙屑が風でとんできたりして画像信号が変化するか、しないかをいう。
【００２５】
信号処理手段３の構成は、次の通りである。ＴＶカメラ２出力の画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１６に供給されてデジタル信号に変換されたのち、記憶装置１７に所定時間例えば１フレームの画像信号が記憶される。この記憶装置１７に記憶された所定時間前の画像信号（１フレーム前の画像信号）と、今撮像した画像信号とは、比較回路１８に供給され、比較回路１８は、画像信号の変化の有無を判定して、変化の有無を出力する。このように信号処理手段３は、Ａ／Ｄ変換回路１６、記憶装置１７、比較回路１８とから変化情報の有無を出力するように構成されている。
【００２６】
判定手段４は、列車軌道１３の画像信号において発生した変化情報が、予め記憶された障害物に該当するかどうかを自動的に判定する。判定手段４には、予め多数の障害物パターンが記憶されている記憶装置２０が設けられている。上記変化情報は、記憶装置２０に記憶された多数のパターンと比較回路２１で比較され、比較回路２１は障害物のパターンと一致したとき、障害物に該当すると判定して障害物発生情報を出力する。障害物のパターンには、例えば幼児、子供、大人の各パターン、その人の行動パターン、石、荷物などの落下物のパターン、落下中のパターンなどが、大きさ、形状を変えたパターン、自動車のパターンなどがある。これらのパターンは、記憶装置２０に辞書として記憶される。
【００２７】
緊急情報出力手段５は、障害物発生情報が入力されると、プラットホーム１１に進入しつつある至近の列車１４に対して停止させるための緊急情報を送信する。緊急情報は、走行中の列車１４に対して減速又は急停車させる内容である。さらに、緊急情報は、同時に駅事務所２６、プラットホーム１１にいる駅職員２７、列車指令所２８にも同一情報が送信される。
【００２８】
次に、列車事故回避動作の実施例を図１、図２を参照して説明する。図２は、図１の制御系の詳細を説明するための回路構成図で、この回路構成図は、母線８にＴＶカメラ２、信号処理手段３、判定手段４、緊急情報出力手段５、中央監視装置６、記憶装置７などが接続された図である。
【００２９】
ＴＶカメラ２は、常時予め定められた図１に示す列車軌道１３を連続監視する。あるとき、プラットホーム１１の列車軌道１３上へ障害物例えば人が落下した場合、連続監視しているＴＶカメラ２は、落下した人を撮像し、その画像信号を信号処理手段３に入力する。
【００３０】
信号処理手段３において、落下した人の画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１６によりデジタル信号に変換されて、記憶装置１７に画像信号情報として記憶されると、ともに比較回路１８に入力される。比較回路１８は、直ちに列車軌道１３に落下物が発生した変化有りの画像信号情報を判定手段４に入力する。
【００３１】
判定手段４は、比較回路２１にて記憶装置２０に記憶された落下物パターンと比較、照合して人が落下したとの一致した情報を緊急情報出力手段５に入力する。緊急情報出力手段５は、直ちに人が列車軌道１３に落下したことを内容とした緊急情報を、無線電波によりプラットホーム１１に進入しようとしている列車１４に対して送信する。
【００３２】
列車１４の運転手は、この緊急情報を受信した表示画面を見ることにより、緊急停止操作を実行する。上記緊急情報出力手段５が発信する緊急情報は、運転手の認識の有無に関わらず自動的に急ブレーキを作動させる緊急停止情報を発信するようにしてもよい。このとき緊急停止情報により急ブレーキを作動させたという内容は、運転手の表示パネルに表示することができる。
【００３３】
列車１４に対しての緊急情報の送信手段は、無線電波の他、光通信がある。緊急情報の送信は、列車１４ばかりでなく、同時に駅事務所２６、プラットホーム１１にいる駅職員２７、列車指令所２８にも行われる。駅事務所２６、駅職員２７、列車指令所２８への送信は、有線又は無線等何れでもよい。
【００３４】
上記実施例では、緊急停止情報を緊急情報出力手段５から列車１４に対して直接送信した例について説明したが、緊急情報出力手段５から列車指令所２８、駅事務所２６、駅職員２７に緊急停止情報を送信し、列車指令所２８、駅事務所２６、又は駅職員２７から列車１４に緊急停止情報を送信してもよい。
【００３５】
次に、列車事故回避システム１の監視精度を向上させるために、複数台例えば２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂによる監視の実施形態を図３を参照して説明する。図１、図２と同一部分には、同一符号を付与し、説明が重複するので詳細な説明を省略する。
【００３６】
２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂは、夫々プラットホーム１１の敷地１２内で列車軌道１３を撮像エリアとし、同一監視エリアを夫々異なるロケーションで撮像するように設置される。２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂによる夫々異なるロケーションの撮像手段は、例えばプラットホーム１１の両端部側に夫々図３に示すようにＴＶカメラ２ａ，２ｂを設置した撮像である。
【００３７】
さらに、次に説明するようにさらに監視の信頼性を高くすることもできる。各ＴＶカメラ２ａ，２ｂによる撮像出力の各画像信号は、各信号処理手段３ａ，３ｂにて画像信号の変化の有無を検出し、各信号処理手段３ａ，３ｂが変化有りを検出すると、その画像信号を各判定手段４ａ，４ｂに入力する。各判定手段４ａ，４ｂは、上記変化した画像信号が何であるか判定例えば人を判定して演算手段３０に入力する。演算手段３０は、各判定手段４ａ，４ｂから人が入力されると、ＡＮＤ演算して人が列車軌道１３に落下した情報を緊急情報出力手段５に入力する。即ち、演算手段３０は、ロケーションの異なる複数例えば２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂが人の落下情報を出力する。このようにロケーションの異なる２台のＴＶカメラ２ａ、２ｂに同一検出結果を出力することは、より正確な、信頼性の高い情報を出力することになる。
【００３８】
緊急情報出力手段５は、人の落下が正確な情報であると認識して、列車１４に対して緊急停止情報を送信し、強制的に列車の急ブレーキ操作させ、列車１４を停止させる。緊急停止情報の送信は、列車１４ばかりでなく、同時に駅事務所２６、プラットホーム１１にいる駅職員２７、列車指令所２８にも行われる。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。この結果、列車軌道１３に落下した人は、救助される。このように走行中の列車を急停車させることは、２次災害の危険性もあるため、より正確な情報が必要である。
【００３９】
また、３台以上のＴＶカメラにより夫々異なるロケーションでの撮像は、例えば１台のＴＶカメラの視野が遮られたり、故障したりしても、他の複数のＴＶカメラの出力で事故を確認し、事故回避することもできるので信頼性が高く、より正確に、見逃すことなく障害物を検出することができる。
【００４０】
さらに、２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂによる障害物撮像の他の用途は、２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂの画像信号を信号処理することにより、障害物の位置の測距を可能にする。障害物の位置を測定できることは、障害物と列車間の距離を認識することができ、列車に対して減速か、停止か、急ブレーキか指示内容を選別することができる。
【００４１】
次に、列車事故回避システム１の監視精度を向上させるために、図１で説明したＴＶカメラ２の設置と、さらに監視センサ３３ａ〜３３ｅを配設した場合の実施形態を、図４を参照して説明する。図１と同一部分には、同一符号を付与して、説明が重複するので詳細な説明を省略する。
【００４２】
この実施形態は、ＴＶカメラ２の監視により異常を発見した場合、別に設置された他の監視手段例えば監視センサ３３ａ〜３３ｅを起動させて上記異常について、より細部の監視を行うケースである。
【００４３】
図４では、１台のＴＶカメラ２をプラットホーム１１およびプラットホーム１１に沿って設けられた列車軌道１３の全範囲を撮像エリアとするように設置する。勿論、ＴＶカメラ２は、複数台設置してもよい。監視センサ３３ａ〜３３ｅは複数個設置し、この複数個の監視センサは、ＴＶカメラ２の撮像エリアである列車軌道１３を監視するように多数の監視センサ３３ａ〜３３ｅが配置されたものである。
【００４４】
この監視センサ３３ａ〜３３ｅは、例えばホトカプラの構成で、光源としての発光ダイオードと、光電変換手段としてのホトダイオードとの光結合を１セットとして、このセットを複数セット配置した構成である。図５に示すように、ホトカプラ３４は、発光ダイオード３５からの光路３６にホトダイオード３７を設置したタイプがある。他のタイプは、図６に示すように発光ダイオード３５とホトダイオード３７とを並べて配置したホトカプラ３４の発光ダイオード３５からの光路３６に反射体３８を設置したタイプとがある。光路３６のエリアが監視エリア３９である。この監視エリア３９としては、例えば列車軌道１３が対象である。
【００４５】
これらのホトカプラ３４が張り巡らされたホトカプラ３４の光路３６にプラットホーム１１から飛び込んだ人がいた場合、光路３６が遮断されることにより、当該ホトダイオード３７の光検出信号が無くなり、この光検出信号が無くなったホトダイオード３７の数から飛び込んだ人の大きさを検出することができる。即ち、ホトカプラ３４は、人がいる情報、飛び込んだ人の位置情報、飛び込んだ人の大きさなどの情報を出力する。
【００４６】
例えば図４に示す監視センサ３３ｃおよび監視センサ３３ｄに相当するホトダイオード３７の光電変換出力信号が零ｖになったと仮定すると、信号処理手段４５ａ〜４５ｅのうち信号処理手段４５ｃ、信号処理手段４５ｄは、零ｖに変化した情報を判定手段４６に出力する。判定手段４６は、零ｖに変化した情報を出力したのが信号処理手段４５ｃ、信号処理手段４５ｄであるという情報から列車の走行に障害があるかどうかを判断する。判定手段４６は、例えば、予め列車の走行に障害とならない鳥や紙屑などの異物の大きさを設定値としてメモリに記憶しておき、この設定値と比較し、設定値以上の出力があったとき障害物と判定する。設定値以上の出力とは、監視センサ３３ａ〜３３ｅの出力電圧が、零電圧に変化した監視センサ３３ａ〜３３ｅの数である。判定手段４６が障害物と判断したとき判定手段４６は、緊急情報出力手段５に障害物検出情報を出力する。
【００４７】
緊急情報出力手段５は、さらに、この飛び込んだ人の位置の情報と、列車１４の位置情報から列車１４への緊急停止情報の内容が、緊急停止情報か、停止情報かなど区別することができる。緊急停止情報は、例えば急ブレーキを掛けることであり、停止情報は例えばブレーキを掛けることである。列車１４には、多数の乗客が乗車しており、急ブレーキを掛けることは、２次災害の発生を招く可能性があるため、慎重に停止させる必要がある。
【００４８】
即ち、この列車事故回避システム１は、列車軌道１３上に飛び込んだ者がいたと仮定すると、飛び込み者がプラットホーム１１上にいたときから、その移動をＴＶカメラ２で監視する。このＴＶカメラ２が異常な行動をする飛び込み者の移動を信号処理手段３でムービングターゲットの画像信号として捕らえ、列車軌道１３上に飛び込んだ者がいたことを発見する。即ち、ＴＶカメラ２による撮像出力の画像信号は、信号処理手段３にて画像信号の変化の有無を検出し、信号処理手段３が変化有りを検出すると、その画像信号を判定手段４に入力する。判定手段４は、上記変化した画像信号が何であるか判定して、緊急情報出力手段５および監視センサ３３ａ〜３３ｅに入力する。
【００４９】
監視センサ３３ａ〜３３ｅは、飛び込み者がいる位置と飛び込み者の大きさの情報を出力する。この位置情報は、緊急情報出力手段５に入力され、緊急情報出力手段５は、列車１４に緊急停止情報又は停止情報を送信して、列車１４を緊急停止させる。緊急停止情報又は停止情報の送信は、列車１４ばかりでなく、同時に駅事務所２６、プラットホーム１１にいる駅職員２７、列車指令所２８にも行われる。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。
【００５０】
飛び込み者がプラットホーム１１上から列車軌道１３上に移動した径路画像信号は、レーダのように、プラットホーム１１と列車軌道１３を予め背景情報として入力しておくことにより、表示装置に表示した場合飛び込み者の移動が明確にわかる。
【００５１】
判定手段４６は、記憶されたパターンから上記飛び込み者のプラットホーム１１上での移動径路を異常と予測した判定をできれば、そのとき緊急情報出力手段５は列車１４に対して減速指令例えば５０ｋｍ／ｈを出力する。減速後、プラットホーム１１から飛び降りても列車１４は、緊急停止でき、事故から回避できる。
【００５２】
また、上記ＴＶカメラ２としては、立体画像撮影用ＴＶカメラを使用ことも可能である。立体画像撮影用ＴＶカメラは、遠近感情報を得ることができるので、表示装置に表示したとき列車軌道１３のプラットホーム１１側か、外側かなどの情報を出力することができる。
【００５３】
地方の駅や、駅間、踏切などのように夜間比較的暗い列車軌道（線路）の場合は、赤外線ＴＶカメラ又は暗視ＴＶカメラを使用することのより、より高画質の画像信号を得ることができる。
【００５４】
次に、比較的低価格で、監視精度が高い列車事故回避システム１の実施形態を、図７を参照して説明する。図１、図４と同一部分には、同一符号を付与し、説明が重複するので詳細な説明を省略する。
【００５５】
図７は、図４の監視センサ３３ａ〜３３ｅを集音装置５０ａ〜５０ｅ例えばマイクロホンを複数個配置してプラットホーム１１から列車軌道１３への落下者の位置を判定できるようにした実施形態である。この実施形態は、障害物である落下物が、人体であればおどろきの声例えば「ワー」「キャー」とか、救助を求める声、石とかごみなどの物であれば「ドスン」とか、「ゴロゴロ」とか、「ザワザワ」とか、大きな音が発生するので、これらの発生音を障害物検出の有力情報として集音し、列車の事故を防止するケースである。
【００５６】
列車軌道１３に沿って複数個予め定められた間隔で配列された各集音装置５０ａ〜５０ｅは、障害物が落下すると、落下位置からの距離に応じた音―電気変換量の電気信号を出力する。これら各集音装置５０ａ〜５０ｅ出力の電気信号分布は、信号処理手段５１に入力される。各集音装置５０ａ〜５０ｅの出力信号のＳ／Ｎ比が悪い場合、落下物の無い直前の各集音装置５０ａ〜５０ｅ出力電圧波形と、落下物が発生したときの各集音装置５０ａ〜５０ｅ出力電圧波形との差演算することにより、信号処理手段５１は、Ｓ／Ｎ比のよい落下物の発生信号を出力する。信号処理手段５１は、最大電気信号を出力した集音装置５０ｂが落下位置であることを判定手段５２に出力する。
【００５７】
判定手段５２には、予め走行する列車の障害となる落下物と障害とならない異物と区別した音量の電気信号が閾値として記憶されており、判定手段５２は、この記憶された閾値と上記集音装置５０ｂの電気信号と比較することにより、障害物かどうかを出力する。判定手段５２には、人間や物などが落下したときの「ワー」「キャー」などの音を集音装置５０ｂのマイクロホンにより異常音や救助を求める声等を集音し、これらの特徴とする周波数、人間の落下パターンの信号として、予め辞書として記憶装置に記憶されている。人間の落下パターンは、例えば「ワー」「キャー」落下音などの周波数、音量、声紋である。記憶された設定値の周波数や落下音等の信号と集音装置５０ｂ出力の集音信号と照合し、合致したとき異常発生と判断して列車１４に対して緊急情報出力手段５を介して緊急停止情報を出力する。
【００５８】
判定手段５２は、障害物と判断すると緊急情報出力手段５に障害物検出情報を入力する。障害物検出情報を受信した緊急情報出力手段５は、列車１４、列車指令所２８、駅事務所２６、駅職員２７に緊急停止情報を出力する。この結果、列車１４は、緊急停止する。
【００５９】
即ち、この実施形態の列車事故回避システム１は、列車軌道１３上に落下物があったと仮定すると、この落下物をＴＶカメラ２が検出する。即ち、ＴＶカメラ２による撮像出力の落下物の画像信号は、信号処理手段３にて落下物の画像信号の変化の有無を検出し、信号処理手段３が落下物有りを検出すると、その画像信号を判定手段４に入力する。判定手段４は、上記変化した落下物の画像信号が何であるか判定して、緊急情報出力手段５および集音装置５０ａ〜５０ｅに入力する。
【００６０】
集音装置５０ｂは、落下物がある位置の情報を信号処理手段５１に入力する。この位置の情報は、判定手段５２に入力され、判定手段５２は障害物と判定して、緊急情報出力手段５に入力する。緊急情報出力手段５は、列車１４に緊急停止情報又は停止情報を送信して、列車１４を緊急停止させる。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。
【００６１】
次に、比較的重量物が落下したときの監視精度が高い列車事故回避システム１の実施形態を、図８を参照して説明する。図１、図７と同一部分には、同一符号を付与して、説明が重複するので詳細な説明を省略する。図８は、図７の集音装置５０ａ〜５０ｅを圧電体センサ５６ａ〜５６ｅに変えて列車軌道１３に複数個予め定められた間隔で配列し、プラットホーム１１からの落下者の位置を判定できるようにした実施形態である。この実施形態は、列車軌道１３を監視エリアとして線路間の枕木上に圧電体センサ５６ａ〜５６ｅを配列して落下物を検出する。
【００６２】
この圧電体センサ５６ａ〜５６ｅは、例えば列車軌道１３に誤って人が落下したと仮定すると、その体重が係った部分の例えば圧電体センサ５６ｂ，５６ｃは、体重に相当する機械―電気変換量の電気信号を出力する。この圧電体センサ５６ｂ，５６ｃの出力電圧は、荷重に比例し、落下物を推定することができる。
【００６３】
これら各圧電体センサ５６ａ〜５６ｅ出力の電気信号分布は、信号処理手段５７に入力される。各圧電体センサ５６ａ〜５６ｅの出力信号のＳ／Ｎ比が悪い場合、落下物の無い直前の当該圧電体センサ５６ａ〜５６ｅの出力電圧波形と落下物が発生したときの圧電体センサ５６ａ〜５６ｅの出力電圧波形との差演算をすることにより、信号処理手段５７は、Ｓ／Ｎ比のよい落下物の出力信号を出力する。
【００６４】
信号処理手段５７は、電気信号を出力した圧電体センサ５６ｂ，５６ｃが落下位置であることを判定手段５８に出力する。
【００６５】
判定手段５８には、予め走行する列車の障害となる落下物と障害とならない異物と区別した荷重の電気信号が閾値として入力されており、判定手段５８は、この閾値と上記圧電体センサ５６ｂ，５６ｃの電気信号と比較することにより、障害物かどうかを出力する。
【００６６】
判定手段５８は、障害物と判断すると緊急情報出力手段５に障害物検出情報を出力する。障害物検出情報を受信した緊急情報出力手段５は、列車１４、列車指令所２８、駅事務所２６、駅職員２７に緊急停止情報を出力する。この結果、列車１４は、緊急停止し、事故回避する。
【００６７】
即ち、この列車事故回避システム１は、プラットホーム１１の敷地１２内の列車軌道１３上に落下物があったと仮定すると、この落下物をＴＶカメラ２が検出する。即ち、ＴＶカメラ２による撮像出力落下物の画像信号は、信号処理手段３にて落下物の画像信号の有無を検出し、信号処理手段３が落下物有りを検出すると、その画像信号を判定手段４に入力する。判定手段４は、上記落下物の画像信号が何であるか判定して、緊急情報出力手段５および圧電体センサ５６ａ〜５６ｅに入力する。圧電体センサ５６ｂ，５６ｃは、落下物の位置および荷重の情報を出力する。この位置および荷重の情報は、判定手段５８に入力され、判定手段５８は、予め設定された閾値と比較して障害物と判定すると、緊急情報出力手段５に障害物落下情報を出力する。緊急情報出力手段５は、列車１４に緊急停止情報又は停止情報又は減速情報を送信して、列車１４を減速又は停止又は緊急停止させ、事故を回避する。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。
【００６８】
次に、落下を予測して列車事故を回避する実施形態を、図９を参照して説明する。図１と同一部分には、同一符号を付与して、説明が重複するので詳細な説明を省略する。この実施形態は、列車軌道１３に障害物が進入するのを事前に検出するように複数本のホトカプラを設備して列車事故を回避するケースである。図９はプラットホーム１１から列車軌道１３に人が落下するのを、落下する前に検出して列車１４の走行速度を減速又は停止制御する実施例である。
【００６９】
内側ホトカプラ６１の光路６２は、プラットホーム１１に設けられた黄色帯６３部分に設ける。光路６２の高さは、人間ばかりでなく、荷物などの障害物の検出を考慮して３０ｃｍ〜５０ｃｍが望ましい。中間ホトカプラ６４は、プラットホーム１１の黄色帯６３とプラットホーム１１の側縁部６５の中間位置に光路６６を設ける。さらに、プラットホーム１１の側縁部６５の近傍例えば側縁部６５の外側に外側のホトカプラ６８の光路６９を設ける。光路６６および光路６９の高さは、光路６２と同一高さの３０ｃｍ〜５０ｃｍが望ましい。光路６２、光路６６および光路６９の高さは、夫々異なる高さでもよい。
【００７０】
この実施例のホトカプラ６１，６４，６８は、光源として夫々半導体レーザ７１を使用し、各半導体レーザ７１の光路６２，６６，６９に夫々受光側の光電変換素子としてホトダイオード７２を設置する。ホトカプラの数は、３本の実施例であるが、１本でもよいし、３本以上多数でもよい。各半導体レーザ７１および各ホトダイオード７２は、同一高さであるため１枚の支板７３，７４に取着されている。支板７３，７４は、プラットホーム１１の外側に設置される。
【００７１】
ホトカプラ６１，６４，６８の動作は、列車１４がプラットホーム１１に入線する案内放送と同時にスイッチオンし、当該プラットホーム１１で列車が停車したときスイッチオフすることが望ましい。各ホトダイオード７２の出力は、信号処理手段３に入力される。信号処理手段３は、各ホトダイオード７２の出力を監視し、出力信号が零になったホトカプラ６１，６４，６８が発生すると、落下事故予測情報として判定手段４に入力する。
【００７２】
判定手段４は、例えばプラットホーム１１から落下者が発生する可能性があると判定する場合、この落下者がプラットホーム１１の内側から移動するため、ホトカプラ６１，６４，６８の順に出力信号「無し」、「有り」の断続パターンを発生し、落下したと判定する。ホトカプラ６１，６４，６８の断続パターンは、予め記憶装置に記憶されており、判定手段４は、記憶装置７５に記憶された断続パターンと照合することにより一致したとき落下事故予測情報を出力する。
【００７３】
判定手段４の出力する落下事故予測情報は、緊急情報出力手段５に入力され、緊急情報出力手段５は、緊急停止情報を列車１４、列車指令所２８、駅事務所２６、駅職員２７に出力すると、ともに列車１４を停止させる。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。
【００７４】
記憶装置７５に記憶された断続パターンの実施例は、次の通りである。
列車の入線案内後、ホトカプラ６１，６４，６８の動作が開始する。黄色帯６３であるホトカプラ６１を跨ぐ人がいたとすると、半導体レーザ７１からのレーザ光が遮断され、ホトカプラ６１のホトダイオード７２の出力が無くなる。このとき、緊急情報出力手段５は、落下事故予測情報として列車１４に対して５０ｋｍ／ｈ以下の速度に減速させる減速信号を送信し、列車１４を減速させる。続いて、ホトカプラ６１のホトダイオード７２に出力信号が発生し、ホトカプラ６４のホトダイオード７２の出力信号が無くなったとき、緊急情報出力手段５は、落下事故予測情報として列車１４に対して１０ｋｍ／ｈ以下の速度に減速させる減速信号を送信し、列車１４を減速させる。
【００７５】
続いて、ホトカプラ６４のホトダイオード７２に出力信号が発生し、ホトカプラ６８のホトダイオード７２の出力信号が無くなったとき、緊急情報出力手段５は、落下事故予測情報として列車１４に対して緊急停止情報を送信し、列車１４を停止させる。この結果、列車は、プラットホーム１１に入線しないため、列車事故を回避することができる。ホトカプラ６１，６４，６８を跨ぐ速度が速いときには、直ちに落下事故予測情報として緊急停止情報を列車１４に送信し、急ブレーキを掛けて、列車１４を停止させ、事故を回避する。
【００７６】
この実施例においては、ホトカプラ６１の検出で終了する場合、列車１４は、列車軌道１３内に５０ｋｍ／ｈ以下の速度で入線することになる。新幹線の入線時駅の側縁に鉄の柵が形成されるが、ホトカプラ６１は、この柵の機能がある。
【００７７】
上記各実施形態では、列車軌道としてプラットホーム１１での列車事故を回避するケースについて説明した、駅間の列車軌道、踏切、高架下、トンネル等など同様に実施できることは説明するまでもないことである。
【００７８】
また、上記説明では、ＴＶカメラを用いた例について説明したが、スチールカメラによる静止画を利用することも有効である。
【００７９】
上記各実施形態間で組み合わせた列車事故回避システムを構成することができることは説明するまでもないことである。特に図４、図７、図８、図９における各センサ系は、図１、図２の列車事故回避システムと組み合わせることができる。
【００８０】
上記実施形態によれば、プラットホームの列車軌道上、踏切、高架下およびトンネル等に侵入した乗客や落下物等の障害物や異常を連続的に監視し、万一異常が発生した場合には速やかに、進入する列車を停止させ及ぴ関連部署や人へ連絡することが可能となり、列車車故を回避できる。さらに、列車軌道への障害物の侵入を自動的に検出し、必要に応じて列車の減速、緊急停止など自動的に制御することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、列車に対する障害物か否かの判定をより正確化し、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにした列車事故回避システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る列車事故回避システムの実施形態を説明するための構成図。
【図２】図１の回路構成図を拡大して示す回路構成図。
【図３】図１の他の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【図４】図１の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【図５】図４の監視センサの実施例を説明するための回路構成図。
【図６】図５の他の実施例を説明するための回路構成図。
【図７】図４の他の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【図８】図７の他の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【図９】図１の他の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【符号の説明】
１…列車事故回避システム、２，２ａ，２ｂ…ＴＶカメラ、３，３ａ，３ｂ，４５ａ〜４５ｅ，５１，５７…信号処理手段、４，４ａ，４ｂ，４６，５２，５８…判定手段、５…緊急情報出力手段、６…中央監視装置、７，１７，２０，７５…記憶装置、８…母線、１１…プラットホーム、１２…敷地、１３…列車軌道、１４…列車、１６…Ａ／Ｄ変換回路、１８，２１…比較回路、２６…駅事務所、２７…駅職員、２８…列車指令所、３０…演算手段、３３ａ〜３３ｅ…監視センサ、３４…ホトカプラ、３５…発光ダイオード、３６，６２，６６，６９…光路、３７．７２…ホトダイオード、３８…反射板、３９…監視エリア、５０ａ〜５０ｅ…集音装置、５５…枕木、５６ａ〜５６ｅ…圧電体センサ、６１…内側ホトカプラ、６３…黄色帯、６４…中間ホトカプラ、６５側縁部、６８…外側ホトカプラ、７１…半導体レーザ、７３，７４…支板。

Claims (11)

1. 列車軌道の予め定められた範囲を監視するように設けられたカメラと、このカメラの出力に接続され所定時間毎の前記カメラ出力の画像信号を記憶する記憶装置と、前記カメラ出力の画像信号を前記記憶装置に記憶された所定時間前の画像信号と比較して画像信号の変化の有無を検出する画像信号の変化検出手段と、この画像信号の変化検出手段が画像信号の変化有を検出したとき、この変化した画像信号が走行中の列車に対する障害物に該当するか否かを判定する判定手段と、この判定手段が列車に対する障害物に該当すると判定したとき前記予め定められた範囲に進入する走行中の列車を減速又は停止させる緊急情報を出力する緊急情報出力手段とを具備してなることを特徴とする列車事故回避システム。
2. 前記カメラは複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の列車事故回避システム。
3. 前記緊急情報は、前記カメラによる列車軌道の監視を同じ監視範囲についてロケーションを変えて複数台のカメラにより撮像し、少なくとも２台以上のカメラ出力の各画像信号から前記変化有を検出した場合に出力することを特徴とする請求項２記載の列車事故回避システム。
4. 前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に予め定められた大きさ以上の画像を検出した場合に出力することを特徴とする請求項１記載の列車事故回避システム。
5. 前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に予め定められた列車障害物の移動径路画像を検出した場合に出力することを特徴とする請求項１記載の列車事故回避システム。
6. 前記カメラに加えて列車軌道の予め定められた範囲を監視センサにより監視し、前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に変化有りを検出した後に監視センサ出力信号における異常の有無を検出して、異常の有を検出した場合に出力することを特徴とする請求項１記載の列車事故回避システム。
7. 前記カメラに加えて前記列車軌道の予め定められた範囲を監視するように設けられた集音器と、予め列車の運行に障害となる動作の障害音声信号が記憶された記憶装置と、前記画像信号の変化検出手段が画像信号の変化有を検出したとき、前記集音器出力の音声信号と前記記憶装置から読み出された前記障害音声信号と比較して一致した前記音声信号の有無を検出する信号処理手段と、この信号処理手段が前記一致した前記音声信号の有を検出したとき走行中の列車を減速又は停止させる緊急情報を出力する緊急情報出力手段とを具備してなることを特徴とする請求項１記載の列車事故回避システム。
8. 前記障害音声信号は、予め設定した周波数や落下音又は救助を求める声、おどろきの声等の音声信号であることを特徴とする請求項７記載の列車事故回避システム。
9. 前記列車軌道の予め定められた範囲は、プラットホーム、踏切、高架下、トンネル、山岳地帯であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の列車車故回避システム。
10. 前記カメラは、立体画像を出力する立体カメラ、赤外線カメラ又は暗視カメラであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の列車事故回避システム。
11. 前記カメラは、ＴＶカメラであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の列車事故回避システム。

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