JPH052546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、鉄道線路の沿線作業において使用
され、列車の進来を検知し、警報する列車接近警
報装置に関する。

「発明の背景」 鉄道線路の沿線作業においては、列車が通過
後、次の列車が通過するまでの間合に、種々の検
査及び保守作業などを行う。この場合、列車通過
時の事故防止対策として、一般に列車見張員を作
業現場附近に配置し、列車の進来を常時監視させ
る方法が採られている。

列車見張員は列車が進来してくることを視認す
ると、関係者に連絡し、施工中の作業を一時中断
させて建築限界内の支障物を除去すると共に沿線
作業員には列車が通過し終るまで待避させ、作業
員及び列車走行の安全を確保するようにしてい
る。

しかし現実の問題として、鉄道沿線作業に係わ
る事故原因の中で、列車見張員に係わるものが少
なくない。列車見張員は列車見張りに専任するこ
とが義務づけられている。見張員の責任は重い
が、その仕事は単調であり、禁じられてはいる
が、作業の手伝いをしたり定位置を離れたり、注
意を怠つたりして事故の原因を作つている。

また、長時間連続して緊張状態を維持させるこ
とは生理的にも無理があり、列車本数が比較的少
ない区間では当該区間に列車が進入する予定時刻
が近づいた時点で全神経を列車進来方向に向ける
というのが一般的である。しかし列車ダイヤの変
更を知らなかつたり、連絡を怠つたり、失念、錯
覚等、安全教育だけでは解決できない点もあるこ
とも現実の状況である。

「従来の技術」 従来においても、このように心理的、生理的な
原因からくる事故の発生を防止する目的で、列車
見張員の見張り義務の補助手段として列車接近警
報装置が用いられている。

従来の列車接近警報装置としては、 (1) 沿線電話回線（TB）式（沿線の通信回路の
利用） (2) 軌道回路式（自動信号区間における信号電圧
の変化を利用） (3) 有線式（作業現場から所定の距離に設置した
検知器と作業現場近くに設置した警報器主体部
間を、電気信号ケーブルで接続し、列車通過を
予知する。） (4) 無線式（有線式における接続ケーブルを省
き、その間を電波にしたもの。） (5) 定置式（見通しが悪く列車本数が比較的多い
区間に予じめ設置しておき、使用に際して電源
を入れる。） 等があり、作業種別や沿線作業をする地点の軌道
構造、軌道回路方式等により適合する装置を選択
している。

列車接近警報装置は、工期が数ケ月以上に亘る
ような比較的大規模な鉄道線路の近接工事現場に
おいてはほぼ使われているが、短期間の工事・作
業区域が毎日移動するような工事においては(5)の
定置式を除いて余り使われていないのが現状であ
る。

その理由と思われる点を各方式について以下に
記す。

(1) 沿線電話回線式 可聴周波領域を外した18kHz〜22kHzを搬送波
としているため、通信回線の使用区間内に装荷コ
イルが挿入されていると使用できない。

事前に回線管理者への使用申し込みを要し、一
般の工事業者へまでは開放されていない。

TB（端子箱）の標準設置間隔は500mであり、
200m程度のケーブル敷設（作業後の撤去）作業
を要する。

多雪地帯ではTBが電柱等高所に設備してあ
り、通信業務関係者以外にとつては使いにくい。

(2) 軌道回路式 自動信号区間に限られ、その中で更に軌道回路
方式によつて使用可能区間が限定される。駅構内
及びその付近や、単線区間での使用には注意を要
する。当該閉塞区間に列車が進入することにより
警報を発する方式なので、作業現場によつてはケ
ーブルを数100m敷設することを要する。

(3) 有線式 最もオーソドツクスな方式で、列車検知器の種
別、フエールセーフの方式等により方式は細分さ
れるが、ケーブルの敷設を要するということで工
期が１ケ月未満の作業においては敬遠されがちで
ある。

(4) 無線式 約400m程度を無線で伝送しているが、地形に
よつては到達距離が不足したり他の無線電話によ
る誤動作があること、及び使用に際して通信関係
管理所の使用申し込みを要し、一般の工事業者へ
までは開放されていない。

(5) 定置式 設置ケ所すなわち使用可能区間が限定されてい
る。

このような理由により、短期間の工事、作業区
間が移動する工事等においては、警報器の設置・
撤去が大きな負担となり実用的でない欠点を有し
ている。

この発明の目的は従来の列車接近警報装置の以
上のような欠点に鑑み、検知器は作業現場近くに
設置し、その検知器の設置及び撤去が簡便である
こと、全器材の持ち運びが容易なように小型軽量
化すること、しかも機能動作が確実な列車接近警
報装置を提供しようとするものである。

この発明では列車の走行速度よりもレール内を
伝搬する振動の速度の方がはるかに速いことを利
用し、作業地点より遠方にある列車の進来による
レール振動を、作業地点にに設置した検知器によ
り電気量に変換し、入力し、列車の接近を知らせ
る装置を提供しようとするものである。

レールを伝わつて来る音（振動）の要因として
は、下記のように種々のものが混在している。

(1) 列車が作業地点に近づいてくることによるも
の (2) 列車が作業地点から遠ざかることによるもの (3) 付近の踏切りを自動車等が通過することによ
るもの (4) タイタンパー使用等振動を伴う工事施工によ
るもの (5) 隣接する軌道の列車走行によるもの 等があるが列車近接警報装置では(1)の列車が作業
地点に近づいてくる場合のみ警報を発するように
しなければならない。そのために本願発明者はレ
ールに伝播される振動の周波数、振幅、これらの
時間的な変化を分析した。その結果次のような特
徴が有ることが解かつた。

(1)の列車が近づいてくる場合には、列車の進来
と共に振動レベルは増加し、その振動は連続して
いる。

(2)の場合は列車が遠ざかると共に振動レベルは
減少する。

(3)の場合は振動が断片的である。

(4)の場合は振動レベルがほぼ一定である。

(5)の場合は振動レベルが小さい。

またレールを伝播する振動の中で1000〜1100Hz
程度の周波数の振動が最も遠方まで伝播すること
も解かつた。

「問題点を解決するための手段」 この発明では(1)の特徴となる「列車の進来と共
に振動レベルが増大して来る」現象を利用して列
車の進来を検出しようとするものである。

このためにこの発明では、 Ａ 列車の走行時に発生するレールの振動を検知
する振動検知器と、 Ｂ この振動検知器から供給された信号を濾波す
る帯域濾波器と、 Ｃ 濾波された特定の周波数帯域に入る信号を時
系列積算分析し、列車の進来を判断する処理装
置と、 Ｄ その判断により表示、発生等により警報を発
する警報装置と、 によつて列車接近警報装置を構成したものであ
る。

「作用」 この発明の構成によれば振動のレベルが漸次上
昇し連続的に至来する信号をとらえて列車の進来
を検出する。この場合、この発明によればレール
を伝播して来る振動を検出するものであるから比
較的遠方にある列車の進来を検出することができ
る。

よつて振動検知器と、帯域濾波器、時系列積算
及び分析手段、列車の進来を判断する処理装置等
を収納した装置本体を極く近接して設けることが
できる。

よつてこの発明によれば設置及び撤去が簡単と
なり実用に充分耐え得る列車近接警報装置を提供
することができる。

「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１０
１は複線の一方の線路、例えば下り線、１０２は
複線の他方の線、例えば上り線を示す。点線で囲
つた部分１０３は作業現場を示す。

１０４，１０５はこの作業現場１０３に向つて
進来して来る列車を示す。作業現場１０３の範囲
内の上り及び下り線路１０１，１０２に振動検知
器１０７，１０８を装着し、ケーブル１０９で本
体１１１に接続する。

第２図に主に本体１１１の内部構造をブロツク
図で示す。図中１０７，１０８は振動検知器を示
す。振動検知器１０７，１０８はレールを伝播し
て来る振動を電気信号に変換する。この電気信号
は増幅器２０１で増幅され、帯域濾波器２０２に
与える。

帯域濾波器２０２は1000〜1100Hzの信号を通過
させる特性に選定される。その理由としてはレー
ルを伝播する振動の中でこの周波数帯域の振動が
最も遠方まで伝播することが確かめられたからで
ある。

帯域濾波器２０２で濾波して得られた特定帯域
の信号を整流回路２０３で整流平滑し、その整流
平滑した直流信号を直流増幅器２０４に与え直流
増幅器２０４で所定のレベルに増幅する。尚この
直流増幅器２０４にはレベル調整器２１１からレ
ベル制御信号が与えられ、利得が制御される。

増幅器２０４で増幅された直流信号はサンプル
ホールド回路２０５に与えられ、このサンプルホ
ールド回路２０５で直流信号を所定の周期でサン
プリングし、そのサンプリングしたサンプルホー
ルド信号をAD変換器２０６に与えAD変換する。

AD変換したデイジタル信号をマイクロコンピ
ユータによつて構成される処理装置２０７に入力
し、処理装置２０７で時系列積算し第３図に示す
レベル変化曲線Ａを得て列車の進来か否かを判定
させる。

この判定の方法は第３図に示すように二つのレ
ベル例えばE₁とE₂を設定し、レベルE₁に達した
時点から一定の時間△Ｔの範囲内でレベルE₂を
越えるか否かを判定し、△Ｔの範囲内でレベル
E₂を越えたとき列車の進来と判定し、警報装置
２０８を作動させる。設定レベルE₁とE₂は線路
の状況に応じてE₀とE₁，E₁とE₂，E₂とE₃のよう
に適宜選定できるようにレベル設定手段２０９を
設けている。このレベル設定によつて例えばE₀
とE₁を選択した場合は列車の進来を検出する振
動検知器１０７，１０８からの距離Ｌが最も長く
なり、E₂とE₃を選択すると距離Ｌは最も短くな
る。

この設定電圧の選択は例えばロングレールの場
合は振動の減衰が少ないため設定電圧E₂とE₃を
選択しても距離Ｌを長くすることができる。つま
りかなり遠方からでも列車の進来を検出すること
ができる。これに対して定尺レールの場合は継目
部分で振動が減衰する。従つてこのような場合設
定レベルはE₀とE₁のように小さい値に設定すれ
ば待避に充分な距離をおいて列車の進来を検出す
ることができる。

２１２はクロツク発振器を示す。このクロツク
発振器２１２から出力されるクロツクパルスを分
周器２１３に与え、分周器２１３から例えば時間
△Ｔを規定する時間間隔のパルスを出力させ、こ
のパルスを処置装置２０７に与えて下限設定値例
えばE₀から所定の時間△Ｔの経過中に入力信号
のレベルが上限設定値例えばE₁を越えるか否か
を判定することに用いる。

警報装置２０８は例えばランプの点灯による目
視的な警報器を用いるか、或いはブザー、ベル等
の音響警報器を用いるか、更にはこれらの双方を
併用することも考えられる。

２１４は液晶表示器を示し、この液晶表示器２
１４に設定値E₀〜E₃を表示させたり列車の入来
を表示することに用いる。

２１５は振動検知器１０７，１０８がレールに
対して正しく設置されたか否かを判定する脱落検
知器を示す。

この脱落検知器は例えば第４図に示すように押
釦スイツチ３００によつて構成することができ
る。つまり絶縁体によつて形成された支持体３０
１に加速度センサから成る振動検知器１０７（又
は１０８）を支持させる。支持体３０１の側面に
切欠を形成し、この切欠をレールの底部に係合さ
せる。切欠の奥に押釦スイツチ３００を装着す
る。押釦スイツチ３００の操作子を切欠に突出さ
せ、その状態で締付具３０２で支持体３０１を締
付け、支持体３０１をレールに取付ける、このと
き押釦スイツチ３００がレールによつて押圧され
て操作され、その接点信号を処理装置２０７に入
力し、表示器２１４に振動検知器１０７，１０８
が正常にレールに取付られているか否かを表示さ
せる。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によればレールを
伝播する振動の中の最も遠方まで伝播する周波数
帯域の振動をとらえて、その振動が所定時間△Ｔ
の間に所定レベル以上増加したか否かを判定し、
時間△Ｔの間に所定レベル以上増加したことを検
出すると「列車の進来」と判定し、警報を発する
ように構成したから、遠方の列車の進来を精度よ
く検出することができる。

この結果レールに取付ける振動検知器を遠方ま
で延長して設置しなくてもよいから、設置及び撤
去を簡単に行なうことができる。よつて日々移動
して使用するのに便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全体の構成を説明するため
の配置図、第２図はこの発明の要部の実施例を説
明するためのブロツク図、第３図はこの発明の要
部の動作を説明するためのグラフ、第４図はこの
発明に用いた振動検知器の一例を示す断面図であ
る。 １０１，１０２……線路、１０３……工事現
場、１０４，１０５……列車、１０７，１０８…
…振動検知器、１０９……ケーブル、１１１……
装置本体、２０１……増幅器、２０２……帯域濾
波器、２０３……整流器、２０４……直流増幅
器、２０５……サンプルホールド回路、２０６…
…AD変換器、２０７……処理装置、２０８……
警報装置、２１２……クロツク発振器、２１３…
…分周器、２１５……脱落検知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １Ａ 列車の走行時に発生するレールの振動を検
   知する振動検知器と、 Ｂ この検知器から供給された信号を濾波する帯
   域濾波器と、 Ｃ この濾波された特定の周波数帯域に入る信号
   を時系列積算分析し、列車の進来を判断する処
   理装置と、 Ｄ その判断により表示、発音等により警報を発
   する警報装置と、 からなる列車接近警報装置。