JPH09164952A - 線路保守用車両の誤載線防止装置および線路保守用車両の誤載線防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】線路上を移動しながら保守作業を行う線路保守
用車両を線路に載線するときに、載線すべき線路と実際
に載線された線路が異なる誤載線を通知する。 【解決手段】軌陸車２を線路に載線刷る際に、基地局１
と軌陸車２に設けた２台のＧＰＳ受信機１０、２０で軌
陸車２の位置を相対測位する。そして、軌陸車２が載線
すべき線路の位置情報とこの相対測位した位置情報を比
較して軌陸車２が誤載線されたかどうかを判定する。こ
の判定で誤載線であると判定したときに警報部２１から
警報を発して、作業者に誤載線を知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道等の線路の
保守作業を線路保守用車両を使って行う際に、線路への
線路保守用車両の載線を正確に行うことができる線路保
守用車両の誤載線防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道等の線路の保守作業を行う際には、
軌陸車と言う線路保守用車両を用いる場合がある。軌陸
車は、通常時は自動車と同様でタイヤにより道路を自由
に移動することができる。また、踏切内で線路上に移動
させた後に線路用の車輪を下方に突出させて線路に載線
して線路上を移動させて線路の保守作業を行うことがで
きる。

【０００３】ところで、軌陸車を使って行う線路の保守
作業は安全のために終電車が通過した後に行うの一般的
である。これは、終電前に軌陸車を線路に載線すると、
電車が近づくたびに線路から軌陸車を退避させなければ
ならず、軌陸車を線路への載線および退避を繰り返し行
うことになるため手間がかかるとともに、軌陸車の退避
が遅れると電車との衝突事故が発生してしまうため安全
性を考慮して、終電車が通過した後に行うようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、鉄道等の踏切内
には上り線や下り線と言った複数の線路が敷設されてい
るとともに、殆どの場合各線路を終電車が通過する時間
が一致していない。例えば、上り線の終電車が通過する
時間が１２時００分でも、下り線の終電車が通過する時
間が１２時１０分である。そして、上り線の線路に対し
て保守作業を行う場合に、上り線の終電車の通過を確認
した後に軌陸車を踏切内に進入させて、線路に載線して
保守作業を開始することになるが、この時に誤って軌陸
車を下り線の線路に載線してしまうと下り線の終電車は
未だ通過していないため、下り線の終電車の通過時には
軌陸車を線路から退避させなければならない。しかる
に、作業者はすでに終電車が通過したと思っているの
で、電車の接近に気づいても軌陸車を載線する線路を誤
ったことに気がつくまで線路からの退避を開始しない。
このため、軌陸車を載線する線路を誤った場合（誤載線
の場合）には、事故が発生する危険性が極めて高くなっ
てしまう。したがって、軌陸車を用いた線路の保守作業
に対する安全性を向上させることが要求されている。

【０００５】この発明の目的は、線路上を移動させなが
ら線路に対して保守作業を行う線路保守用車両が線路に
載線されるときに載線すべき線路であるかどうかを判定
し、異なる線路であるときに警報を出力する線路保守用
車両の誤載線防止装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の線路保守用車
両の誤載線防止装置は、所定の位置に設置され、複数の
測位用衛星から送信されてくる信号を選択受信して位置
測定を行い、測定した位置と設置されている位置との誤
差に基づく補正値を出力する基地局から出力された補正
値を受信する補正値受信手段と、線路に載線されるとき
に複数の測位用衛星から送信されてくる信号を測位デー
タとして選択受信する測位データ受信手段と、前記補正
値と前記測位データに基づいて載線位置を演算する載線
位置演算手段と、を備える保守用車両と、を有し、前記
保守用車両を載線すべき線路の位置情報を記憶する記憶
手段と、載線すべき線路の位置情報と前記載線位置演算
手段で演算された載線位置とに基づいて保守用車両の位
置が載線すべき線路上にあるかどうかを判定する誤載線
判定手段と、を設けるとともに、前記保守用車両に、保
守用車両の位置が載線すべき線路上にないと判定したと
きに警報を出力する警報手段を備えたことを特徴とす
る。

【０００７】この構成では、所定の位置に設置された基
地局が複数の測位用衛星から送信されてくる信号を受信
し、自局の位置を測定するとともに、この測定した自局
の位置と、実際に設置されている位置とに基づいて補正
値を算出して、これを出力する。

【０００８】また、保守用車量でも、線路に載線される
ときに複数の測位用衛星から送信されてくる信号を受信
し、現在の位置を測定する。そして、受信した基地局か
ら出力された補正値を用いて測定した現在の位置を補正
しする演算を行って線路への載線位置を求める。その後
に、記憶手段に記憶されている載線すべき位置情報と算
出された載線位置とを比較し、保守用車両が載線すべき
線路上にあるかどうかを判定する。このとき、保守用車
両が載線すべき線路上にないと判定したときには（誤載
線であると判定したときには）、保守用車両において警
報を出力する。

【０００９】このように、線路に載線されるときの保守
用車両の位置を相対測位（ディファレンシャルＧＰＳ）
で求めているので、精度良く保守用車両の位置を求める
ことができる。そして、保守用車両の位置が載線すべき
線路上でないときには、警報を出力するので、作業者に
誤載線を通知することができ、線路の保守作業に対する
安全性を向上させることができる。

【００１０】また、前記基地局は、線路保守用車両を載
線する場所の近傍に設置されていることを特徴とする。

【００１１】この構成では、線路保守用車両を載線する
場所の近傍に基地局を設けたことで載線位置をより精度
よく測位することができる。

【００１２】また、前記記憶手段、および、前記誤載線
判定手段を線路保守用車両に設けたことを特徴とする。

【００１３】この構成では、線路保守用車両が記憶して
いる載線すべき位置情報に基づいて誤載線であるかどう
かを判定する。

【００１４】また、前記線路保守用車両から無線信号に
より載線位置を獲得する載線位置獲得手段を備えたホス
ト装置を備え、前記ホスト装置に、前記記憶手段、およ
び、前記誤載線判定手段を設けるとともに、誤載線判定
手段による判定結果を前記保守用車両に無線信号で送信
する判定結果送信手段を設けたことを特徴とする。

【００１５】この構成では、保守用車両が載線位置を示
す情報をホスト装置に送信し、ホスト装置が誤載線であ
るかどうかを判定し、その判定結果を保守用車両に通知
する。

【００１６】さらに、この発明の線路保守用車両の誤載
線防止方法は、保守用車両を線路に載線するときに、複
数の測位用衛星から送信されてくる信号を保守用車両上
で選択受信し、この受信したデータと基地局において複
数の測位用衛星から送信されてくる信号を選択受信して
位置測定を行ったときに測定した位置と設置されている
位置との誤差に基づく補正値とに基づいて保守用車両の
載線位置を演算し、演算された載線位置が載線すべき線
路上でないときに警報を出力することを特徴とする。

【００１７】この構成では、保守用車両が線路に載線さ
れるときに、複数の測位用衛星から送信されてくる信号
を選択受信する。そして、この選択受信した信号と基地
局において複数の測位用衛星から送信されてきた信号を
選択受信して位置測定を行ったときに測定した位置と設
置されている位置との誤差に基づく補正値とに基づいて
保守用車両の載線位置を演算し、この演算した載線位置
が載線すべき線路上でないときに警報を出力する。

【００１８】

【発明の実施の形態】最初に、測位衛星（以下、ＧＰＳ
衛星と言う。）からの信号を受信して自己の位置を測位
するＧＰＳ測位について簡単に説明する。ＧＰＳ測位と
は、地球を周回しているＧＰＳ衛星が発信する電波を受
信して自己の位置を測位する測位方法である。原理的に
は、衛星の位置を既知として衛星と自局との距離を測定
して測位を行う手法である。

【００１９】ここで、衛星の位置は、衛星から放送され
てくる軌道情報によって計算することができる。また、
衛星と自局との距離は、電波が衛星を出た時間と、自局
における受信時刻との差から計算することができる。し
たがって、３個の衛星に対してそれぞれの衛星の位置お
よび自局からそれぞれの衛星までの距離がわかれば自局
の位置を確定することができる。しかし、衛星の時計と
自局の時計とが完全に一致していなければ、衛星までの
距離を正確に計算できないので、自局の位置を正確に測
位することはできない。すなわち、正確な測位を行うた
めには自局の時計を修正する必要がある。そして、自局
の時計を修正するためには、図１に示すように４個の衛
星に対して計算されるそれぞれの衛星と自局との疑似距
離Ｒ１〜Ｒ４を半径とする４つの球面（各衛星が中心）
が１点で交わるように自局の時計を修正することで、自
局の時計と衛星の時計とを完全に一致させることができ
る。このように、４個の衛星からの電波を同時に受信す
ることで自局の位置を測位する手法を、単独測位と言
う。なお、測位精度を向上させるために４つ以上の衛星
からの電波を受信して自局の位置を測位するようにして
もよい。

【００２０】しかし、衛星の位置を計算するために必要
な軌道情報の精度や電離層の影響などにより測位精度が
低下させられてしまい、上記した単独測位では数１０ｍ
程度の測位誤差が生じてしまう。そこで、高い測位精度
が要求される場合には、以下に示す相対測位（ディファ
レンシャルＧＰＳ）で測位を行うようにしている。

【００２１】相対測位とは、正確な位置が判っている既
知点と測位（測量）を行う未知点の両方でＧＰＳ信号を
受信し、両地点で受信した信号に基づいて未知点の正確
な位置を測位する方法である。簡単に言えば、図２にお
いて、既知点（のＧＰＳ受信機）をＡ、測位点（のＧＰ
Ｓ受信機）をＢ、４つのＧＰＳ衛星をＳ１〜Ｓ４とす
る。既知点および未知点のＧＰＳ受信機Ａ、Ｂがそれぞ
れ、ＧＰＳ衛星Ｓ１〜Ｓ４から電波を受けて上記した単
独測位の手法で自局の位置を測位する。このとき、既知
点Ａでは測位した結果と自局の位置とを比較し、その誤
差を示すデータ（本願発明で言う補正値）を計算する。
そして、未知点Ｂでは測位した結果を既知点Ａで計算さ
れた補正値を用いて補正して自局の位置を測位すると言
う手法である。この手法では、軌道情報の誤差や電離層
の影響などを相殺することができ、未知点Ｂの測位精度
を０．１ｍ程度に向上させることができる。なお、既知
点Ａと測位点Ｂとが近ければ近い程、電離層の影響等も
略等しくなるので相殺される誤差量が大きくなり、測位
精度がさらに向上する。また、上記補正値としては、既
知点Ａにおける測位結果と実際の位置との差を示すデー
タであってもよいし、また、各衛星に対して計算される
疑似距離Ｒ１〜Ｒ４の誤差量等のデータであってもよ
い。すなわち、既知点Ａにおいて単独測位の結果と実際
の位置との誤差量を示すデータであって、未知点Ｂにお
ける単独測位の結果に含まれる誤差量を相殺することが
できる値であればよい。

【００２２】図３は、この発明の実施の形態である線路
保守用車両の誤載線防止装置の構成を示す図である。基
地局１と、線路等の保守作業を行う軌陸車２と、営業所
に設置されたホスト装置３とを備えている。基地局１に
は、所定の位置に固定されて設置されているＧＰＳ受信
機１０と、軌陸車２やホスト装置３との通信を行う通信
部１１とを備えている。ＧＰＳ受信機１０には、設置さ
れている場所の位置情報（緯度、経度、高さ）が記憶さ
れている。また、軌陸車２には、ＧＰＳ受信機２０と、
警報を出力する警報部２１、踏切内等の線路上の上り線
や下り線の位置情報（緯度、経度、高さ）を記憶した記
憶部２２と、軌陸車２が誤載線であるかどうかの判定等
を行う制御部２３と、基地局１やホスト装置３との通信
を行う通信部２４とを備えている。ホスト装置３には、
基地局１および軌陸車２との通信を行う通信部３ａを備
えている。

【００２３】軌陸車２は踏切内の載線する線路上に移動
させた後に線路用の車輪（道路の走行時には、この車輪
は車体内部に収納されている。）を下方に突出させて線
路に載線する。踏切付近における略図を図４に示す。踏
切内には上り線と下り線の２本の線路が設けられてい
る。一般的な鉄道の線路では線路を構成する２本のレー
ルの幅は１０６７〜１４３５mmであり、上り線と下り線
とは約４ｍ離れている。踏切の近傍には、基地局１が設
けられている。

【００２４】ここで、軌陸車２を踏切内で線路に載線す
るときの処理について説明する。図５は、このときの軌
陸車２における処理を示すフローチャートである。基地
局１では、常に衛星からの信号を受信して上述した単独
測位を行い、このときの測位結果と記憶している設置位
置の位置情報とを比較して測位誤差を算出し、通信部１
１からこれを補正値として無線信号で出力している。作
業者は、保守作業を開始する時間（例えば、終電車が通
過した時）となると、軌陸車２を線路内に移動させ線路
用の車輪を下方に突出させるスイッチ（以下、転車台ス
イッチと言う。）を操作する。軌陸車２は、この転車台
スイッチが操作されると（ｎ１）、上述した単独測位で
現在の位置を測位する（ｎ２）。また、このときに基地
局１から出力されている補正値を通信部２４で受信する
（ｎ３）。そして、この単独測位の結果を補正値を用い
て補正することにより、相対測位による軌陸車２の載線
位置を測位する（ｎ４）。すなわち、上記した相対測位
で軌陸車２の載線位置を測位している。また、相対測位
では非常に高い精度で軌陸車２の載線位置を測位するこ
とができる。

【００２５】また、軌陸車２の記憶部２２には、図６に
示すように踏切毎に各踏切内に敷設されている線路毎
（例えば上り線と下り線）に位置データが記憶されてい
る。位置データは、線路毎に踏切内における４角の緯
度、経度、高さがそれぞれ記憶されている。例えば、図
４に示す踏切の場合には、上り線のデータとしてはＡ、
Ｂ、Ｃ点およびＤ点のそれぞれの緯度、経度、高さを記
憶しており、下り線のデータとしてはＥ、Ｆ、Ｇ点およ
びＨ点のそれぞれの緯度、経度、高さを記憶している。
例えば、図６に示す緯度１、経度１、高さ１がＡ点の位
置を示すデータであり、同様に緯度２、経度２、高さ２
がＢ点、緯度３、経度３、高さ３がＣ点、緯度４、経度
４、高さ４がＤ点、の位置を示すデータである。また、
線路２には下り線の線路の位置であるＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈ点
を示すデータが緯度５〜８、経度５〜８、高さ５〜８で
ある。また、線路が３本以上敷設されている踏切では敷
設されているそれぞれの線路に対して踏切内における４
角の緯度、経度、高さがそれぞれ記憶される（図６では
線路３が３本目の線路に対する位置データを記憶するエ
リアに相当する。）。また、軌陸車２では予め保守を行
う線路および載線する踏切等が入力されており、この入
力されたデータは記憶部２２に記憶されている。制御部
２３は、記憶部２２に記憶されている該線路内における
保守する予定の線路の位置情報を読み出す（ｎ５）。そ
して、ｎ４で補正された測位データが、ｎ５で読みだし
た位置データの４点で囲まれる範囲内にあるかどうかを
判定する（ｎ６）。ｎ６で、この範囲内にないと判定さ
れた場合には、軌陸車２を載線すべき線路がまちがって
いる（誤載線である）として、警報部２１から警告音を
発生させて作業者に誤載線である旨を通知し（ｎ７）、
ｎ１に戻る。一方、誤載線でないと判定したときには、
その旨を図示していない表示部に表示する等して処理を
終了する（ｎ８）。したがって、軌陸車２を誤載線した
場合には、警告音を発生させることで作業者に対して誤
載線をしらせることができるので、保守作業の安全性を
向上させることができる。また、保守すべき線路に正し
く載線された場合にもその旨を通知するので、正しく載
線された場合にもその旨を作業者に知らせることができ
る。

【００２６】なお、ｎ１で転車台スイッチの操作を検知
したときにすぐに軌陸車２の線路用の車輪を下方に突出
させて線路に載線してもよいが、ｎ６で誤載線でないと
判定した後に軌陸車２が線路用の車輪の下方への突出を
開始させて線路への載線を行うようにしてもよい。この
ようにすると、軌陸車２が誤った線路に載線されること
がなくなるとともに、警告音がなると直ぐにその線路上
から軌陸車２を退避させることができるので（線路から
の載線の解除を行う必要がない。）より安全性を向上さ
せることとなる。また、転車台スイッチの操作を検知し
たときにすぐに軌陸車２の線路用の車輪を下方に突出さ
せて線路に載線する場合には、ｎ６で誤載線であると判
定した時には直ぐに軌陸車２の線路用車輪の収納を開始
して線路からの載線を解除するようにしてもよい。この
ように構成しておけば、誤載線が判明したときに該線路
からの軌陸車２の退避を速やかに行うことができ、安全
性を向上させることができる。

【００２７】なお、ｎ４における結果が載線を行うべき
踏切内の位置情報と余りにもかけ離れたものであったと
きには、測位誤りと判断し、再度軌陸車２の位置測定を
行うようにしてもよい。

【００２８】また、相対測位では測位誤差が０．１ｍ程
度であるので一般的な踏切で考えれば上述したように線
路幅が１０６７〜１４３５mmで且つ上り線と下り線の間
隔が約４ｍであるので、この測位誤差によってｎ６にお
ける誤載線であるかどうかの判定を誤ることはない。

【００２９】また、上記した実施の形態では、予め保守
を行うときに軌陸車２を載線する踏切内における線路の
位置情報を軌陸車２に入力しておくとしたが、ホスト装
置３から無線信号で送信するようにしてもよい。さら
に、軌陸車２に線路への載線時における上記ｎ２の測位
データを無線信号でホスト装置３に送信させ、ホスト装
置３で上記したｎ５およびｎ６の処理を行わせ、その結
果を軌陸車２に通知するように構成してもよい。軌陸車
２では、上記した実施の形態と同様にこの通知が誤載線
である旨を示す場合に警報部２１から警報を発して作業
者に誤載線を通知すればよい。このようにすれば、軌陸
車２における記憶部２２を不要にすることができ、軌陸
車２の構成を簡単にすることができる。なお、軌陸車２
の誤載線を検出したときにホスト装置３側でも警報を出
力するようにして、営業所でも誤載線が行われたときに
はこれを通知するようにしておいてもよい。

【００３０】また、相対測位を行う際に必要となる補正
値を公共的に利用可能とするために、ＦＭ放送でこの情
報を提供するというサービスの開始が検討されている。
すなわち、ＦＭ放送で上記した基地局１から獲得してい
た相対測位に必要な補正値が提供されるので、基地局１
を不要としてこのサービスで提供されるデータを軌陸車
２で獲得し、これを用いて相対測位を行うようにするこ
ともできる。したがって、基地局１が不要となるので、
装置の製造コストを安価にすることができる。なお、こ
の場合にも上記した実施の形態と同様の効果を得ること
ができる。

【００３１】また、基地局１を各踏切に設けるとした
が、営業所（ホスト装置３と同一の場所）等に１台だけ
基地局１を設置し、この基地局１から各軌陸車に補正値
を送信するようにしてもよいし、ホスト装置３が各軌陸
車２から測位データを受信するとともに、基地局１から
補正値を取り込んで誤載線を判定するようにしてもよ
い。このようにすることで、基地局１にかかるコストを
削減でき、装置の製造コストを安価にすることができ
る。また、ホスト装置３と基地局１を一体に構成するよ
うにしてもよい。

【００３２】さらに、上記実施の形態では、踏切内の位
置情報および測位した位置に高さの情報を含ませている
が、緯度と経度の２次元の情報で誤載線を判定するよう
にしてもよい。この場合には高さの情報を不要にするこ
とができ、記憶容量を減少させることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、軌陸
車を載線すべき線路を誤ったときには警報を発するよう
にしたので、誤載線が行われたときには作業者にこれを
速やかに知らせることができる。これにより、線路の保
守等の作業の安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単独測位の概念を示す図である。

【図２】相対測位の概念を示す図である。

【図３】この発明の実施の形態である線路保守用車量の
誤載線防止装置の構成を示す図である。

【図４】踏切付近の概略を示す図である。

【図５】軌陸車を線路に載線するときの処理を示すフロ
ーチャートである。

【図６】踏切内における線路のデータ構成を示す図であ
る。

【符号の説明】 １−基地局 ２−軌陸車 ３−ホスト装置 １０−ＧＰＳ受信機 ２０−ＧＰＳ受信機 ２１−警報部 ２２−記憶部 ２４−通信部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の位置に設置され、複数の測位用衛
   星から送信されてくる信号を選択受信して位置測定を行
   い、測定した位置と設置されている位置との誤差に基づ
   く補正値を出力する基地局から出力された補正値を受信
   する補正値受信手段と、線路に載線されるときに複数の
   測位用衛星から送信されてくる信号を測位データとして
   選択受信する測位データ受信手段と、前記補正値と前記
   測位データに基づいて載線位置を演算する載線位置演算
   手段と、を備える保守用車両と、を有し、 前記保守用車両を載線すべき線路の位置情報を記憶する
   記憶手段と、載線すべき線路の位置情報と前記載線位置
   演算手段で演算された載線位置とに基づいて保守用車両
   の位置が載線すべき線路上にあるかどうかを判定する誤
   載線判定手段と、を設けるとともに、 前記保守用車両に、保守用車両の位置が載線すべき線路
   上にないと判定したときに警報を出力する警報手段を備
   えたことを特徴とする線路保守用車両の誤載線防止装
   置。
2. 【請求項２】 前記基地局は、線路保守用車両を載線す
   る場所の近傍に設置されていることを特徴とする請求項
   １記載の線路保守用車両の誤載線防止装置。
3. 【請求項３】 前記保守用車両に、前記記憶手段、およ
   び、前記誤載線判定手段を設けたことを特徴とする請求
   項１〜２いずれかに記載の線路保守用車両の誤載線防止
   装置。
4. 【請求項４】 前記線路保守用車両から無線信号により
   載線位置を獲得する載線位置獲得手段を備えたホスト装
   置を備え、 前記ホスト装置に、前記記憶手段、および、前記誤載線
   判定手段を設けるとともに、誤載線判定手段による判定
   結果を前記保守用車両に無線信号で送信する判定結果送
   信手段を設けたことを特徴とする請求項１〜２いずれか
   に記載の線路保守用車両の誤載線防止装置。
5. 【請求項５】 保守用車両を線路に載線するときに、複
   数の測位用衛星から送信されてくる信号を保守用車両上
   で選択受信し、この受信したデータと基地局において複
   数の測位用衛星から送信されてくる信号を選択受信して
   位置測定を行ったときに測定した位置と設置されている
   位置との誤差に基づく補正値とに基づいて保守用車両の
   載線位置を演算し、演算された載線位置が載線すべき線
   路上でないときに警報を出力することを特徴とする線路
   保守用車両の誤載線防止方法。