JPH10325703A - レール変位計測・警報システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レール部に計測器を設置することなく遠方から
レールの動的変位を正確に計測し警報を発する。 【解決手段】レール４の側面に設けられたターゲット
と、該ターゲットを視準可能な位置に設置されたＣＣＤ
カメラ６と、該ＣＣＤカメラで撮像したターゲットの画
像データを画像処理してレール変位を計測する画像処理
装置８と、計測された変位データが予め設定された警報
発生値に達した場合に警報を出力する制御装置９とを備
えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道のレールの変
位を計測し警報を発するシステムの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、新幹線の線路下にトンネルを構
築する際には、列車通過時におけるレール（地盤）の沈
み込み量を管理することが必要である。従来、鉄道のレ
ールの変位を計測する方法としては、枕木付近で列車の
通過に影響しない場所にレーザ受光センサを設置し、離
れた位置から回転レーザを発光させて計測する方法や、
レール部又は枕木付近にプリズムミラーを取り付け光波
（レーザ）測量器で計測する方法や、左右レール間にワ
イヤーを張り、ワイヤーの変位を変位計で検出する方法
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法においては、レール部に固体物を設置するため
これが何らかの原因で飛散した場合に列車に当たって事
故へつながる可能性がある。また、新幹線を含め列車の
軌道付近はフェンスや柵で立入禁止になっており、計測
のため許可を得て立ち入ることは危険であるとともに計
測そのものが困難になる。また、レーザによる計測では
列車通過時の振動数とデータ取り込み数が合わず、列車
通過時の動的変位の計測が不可能であるという問題を有
している。また、レール部や枕木等にワイヤーやミラー
を設置する場合は、夜間、保線台車の通過や保線作業に
支障をきたしたり破損されることが多いという問題を有
している。

【０００４】本発明は上記従来の問題を解決するもので
あって、レール部に計測器を設置することなく遠方から
レールの動的変位を正確に計測し警報を発することがで
きるレール変位計測・警報システムを提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載のレール変位計測・警報システ
ムは、レール４の側面に設けられたターゲットと、該タ
ーゲットを視準可能な位置に設置されたＣＣＤカメラ６
と、該ＣＣＤカメラで撮像したターゲットの画像データ
を画像処理してレール変位を計測する画像処理装置８
と、計測された変位データが予め設定された警報発生値
に達した場合に警報を出力する制御装置９とを備えたこ
とを特徴とし、また、請求項２記載の発明は、請求項１
において、上記ターゲットが反射テープまたは反射塗料
であることを特徴とし、また、請求項３記載の発明は、
請求項１において、ターゲット５の設置位置は、レール
４の下部にトンネルを構築する場所１であり、画像処理
装置８及び制御装置９を遠方の作業所事務所２に設置す
ることを特徴とする。なお、上記構成に付加した番号
は、本発明の理解を容易にするために図面と対比させる
もので、これにより本発明が何ら限定されるものではな
い。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、本発明のレール変位計
測・警報システムの１実施形態を示す全体構成図であ
る。本発明のレール変位計測・警報システムは、現場計
測場所１で計測した画像データを現場作業所事務所２を
経て鉄道管理事務所３に伝送するシステムである。

【０００７】現場計測場所１においては、レール４の側
面に反射テープからなるターゲット５を貼り付け、この
ターゲット５を視準するように望遠レンズ付ＣＣＤカメ
ラ６及び照明ライト７が設置される。ターゲット５は、
複数（図では５個）の目印であり、これを直接レール側
面に貼ってもよいし、予め低反射率のプラスチック板や
鉄板、ゴム板等に一定の間隔で貼ったものをレールに貼
るようにしてもよい。また、反射テープの代わりに反射
塗料若しくは着色塗料でもよい。また、ＣＣＤカメラ６
は、軌道の外のフェンス越し等に設置し、列車自体の振
動の影響が少ない場所で、風雨に対して耐えうる対策を
施した箱等に収納し、堅固な構造上に固定する。なお、
ＣＣＤカメラ６は１台もしくは複数台を設置する。

【０００８】現場作業所事務所２には、画像処理装置
８、制御装置（解析用コンピュータ）９及び警報発生装
置１０が設置され、ＣＣＤカメラ６で撮像した画像デー
タはモデムを介して画像処理装置８に伝送される。この
画像データの伝送手段としては、増幅器（補償器）とケ
ーブルを用いる方法や光ファイバーケーブルを用いる方
法、無線伝送による方法のいずれでもよい。画像処理装
置８は、反射若しくは発色するターゲット５の位置座標
を認識し、列車通過時のレールの動的変位、すなわち、
レールの垂直方向の変位（沈み込み量）及びレールの水
平方向の変位を算出し、その変位データを制御装置９に
取り込み、予め設定された警報発生値に達した場合に警
報発生装置１０に信号を送り警報を発生する。この警報
はチャイム、ブザー、ライト、音声等の手段のいずれで
もよい。なお、解析用コンピュータ９により収集したデ
ータの変位−時間グラフをプリンタにてアウトプットし
て列車通過時の状況を把握することもできる。

【０００９】現場作業所事務所２において万一警報が発
せられた場合には、同時に鉄道管理事務所３のコンピュ
ータ１１に警報信号が伝送され、警報発生装置１２から
前述と同様の警報が出力されるようになっている。この
警報信号の伝送手段としては、専用通信回線や一般通信
回線、衛生通信等のいずれの手段を用いてもよい。以上
のシステム構成により遠隔値においてもレール変位の状
況を把握することができ、基準値を越えた変位を生じた
場合には警報により早期の対応が可能となる。

【００１０】図２は、本発明における処理フローの１例
を説明するための図である。ステップＳ１で変位計測を
実施し、ステップＳ２で例えば約３秒分をバッファに保
存し、ステップＳ３で変位差があるか否かを判定し、変
位差がなければステップＳ１に戻り変位差があればステ
ップＳ４でデータを保存し、ステップＳ５での変位差が
なくなるまで続ける。以上の処理は列車通過時の最小沈
み込み量（例えば１ｍｍ）以上の値を保存するためであ
る。ステップＳ７において、計測値が沈み込み量の許容
値内であるか否かを判定し、ステップＳ８、Ｓ９で許容
値以上であれば警報を出力する。

【００１１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変
更が可能である。例えば、上記実施形態においては、レ
ールの二次元変位を計測するようにしているが、三次元
計測用カメラ（例えば２台のカメラ）及び処理装置を用
いて三次元変位を計測することも可能である。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、レール部及びその付近に飛散する可能性のある
計測器を設置する必要がなく、また、フェンスや柵越え
でも計測できるため、計測のために安全フェンス、柵等
を変更する必要がなく、また、軌道内に立ち入る必要が
なくなる。また、工事部分のレールの動的変位を正確に
把握でき精度の高い管理が可能となる。また、一度、反
射テープ等のターゲットを貼ることにより無人計測が長
期に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレール変位計測・警報システムの１実
施形態を示す全体構成図である。

【図２】図１の処理フローの例を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

４…レール ５…ターゲット ６…ＣＣＤカメラ ８…画像処理装置 ９…制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レールの側面に設けられたターゲットと、
   該ターゲットを視準可能な位置に設置されたＣＣＤカメ
   ラと、該ＣＣＤカメラで撮像したターゲットの画像デー
   タを画像処理してレール変位を計測する画像処理装置
   と、計測された変位データが予め設定された警報発生値
   に達した場合に警報を出力する制御装置とを備えたこと
   を特徴とするレール変位計測・警報システム。
2. 【請求項２】上記ターゲットが反射テープまたは反射塗
   料であることを特徴とする請求項１記載のレール変位計
   測・警報システム。
3. 【請求項３】上記ターゲットの設置位置は、レールの下
   部にトンネルを構築する場所であり、上記画像処理装置
   及び制御装置を遠方の作業所事務所に設置することを特
   徴とする請求項１記載のレール変位計測・警報システ
   ム。