JPH11325820A - 鉄道線路の障害物位置計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レールへ一人の作業員で移載でき、また一つの
レーザセンサとロータリーエンコーダとにより非接触式
に建築限界を測定することのできる簡単な装置構成とす
る。 【解決手段】鉄道線路のレール６ａ，６ｂ上に走行可能
に設置される測定用台車２と、この測定用台車２上に回
転自在に取り付けられたレーザセンサ１１及びその回転
角度を検出するロータリーエンコーダ１２の計測部３
と、この計測部３からのデータを信号処理して測定対象
物のレール面からの離れと高さを算出し、これを表示及
び記憶する制御部４とで鉄道線路の障害物位置計測装置
１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レール上を走行す
る測定用台車に搭載されたレーザセンサを利用して測定
対象物のレール面からの離れと高さを非接触式で測定す
るようにした鉄道線路の障害物位置計測装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道線路には、列車への乗り降りのため
のホームやその屋根及びその他、各種の構造物が建築さ
れている。これらの構造物は、列車や旅客の安全を確保
するために、レール面からの離れと高さが建築限界とし
て決められている。建築限界と構造物との位置関係は、
ホームやその屋根等の改造工事やレール及びマクラギ等
の交換工事等によって変更されることがあり、これらの
工事の前及び工事が行われた後はもちろんのこと、それ
以外の時にも単独で定期的に測定される。

【０００３】ところで、従来の建築限界を測定する場合
の原始的な方法としては、作業員が直角定規をレール面
へ当てて基準とし、直角定規の直角を成す辺をホームへ
押し当て、そのときのレール中心からの離れと、高さ寸
法を作業員が読み取ることで行っている。

【０００４】また従来の別な方法として、前記直角定規
を機械化する手段として測定用の台車へ進退自在で且つ
昇降自在なアームを取り付け、アームの先端部分にアタ
ッチメントを取り付けてこれをホームの上端角部に当接
させ、その時のアタッチメントの高さ位置と、レール中
心からの離れ位置をアームに付した目盛りから読み取る
ようにしたものもある。

【０００５】更に、従来の別な方法として、特開平５−
２８８５１９号公報に記載された技術がある。この先願
技術は、特定のピーク波長の光を照射する一つの投光器
と、ピーク波長に対する波長帯域選択ミラー，透過フィ
ルタ，透光フィルタ及び２個の受像カメラからなる受像
系を２組準備し、これを一つの光学ユニットとし、この
光学ユニットを各受像カメラの視野が建築限界内でオー
バーラップするように測定車両の両側面及び天井に配置
している。各光学ユニットの２組の受像系は、それぞれ
の視野がオーバーラップしているため、建築限界内の障
害物は走行中に２組の受像カメラに同時に受像され、背
景の地物は視野内のものが各受像カメラにそれぞれ受像
される。そして、受像カメラの波長成分を、特定のピー
ク波長の光と、自然光の反射光とにフィルタで識別し、
更にこれをデータ処理することで、建築限界内の障害物
とその背景にある地物とを識別し、また建築限界内の障
害物までの距離間隔を算出するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】作業員が直角定規をレ
ール面と測定対象物へあてがってレール面からの離れと
高さを測定する方法では、直角定規をレール側で保持す
る作業員と、ホーム等の測定対象物側で保持する作業員
と、数値を読み取る作業員の少なくとも三人の作業員を
必要とし、単純作業の割りには作業員数が多いという欠
点があった。またこの方法では、ホーム等では５ｍおき
に測定しなければならず、作業回数が非常に多くなり、
作業員の負担が増加し、また測定したデータの後処理に
膨大な労力を必要とするという欠点があった。

【０００７】直角定規による方法を機械化した従来の方
式では、測定用台車の走行用モータやアームの進退機構
並びに昇降機構等が必要であるため、装置全体の重量が
重くなり、装置をレール上へ移載するのに３人以上の作
業員が必要であった。しかも、この場合も測定したデー
タの後処理に膨大な労力を必要とするという欠点があっ
た。

【０００８】更に、従来の前記先願技術の場合は、測定
車両を別途専用に製作する必要があり、しかも光学ユニ
ットを測定車両の両側面及び天井に多数配設して相互に
オーバーラップさせる必要があり、全体の費用が極めて
膨大なものになるという欠点があった。またこのように
測定車両を用いる場合は、列車ダイヤとの調整及び駅と
の打合せが必要であり、測定作業が大がかりになるとい
う欠点があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の前記課題
に鑑みてこれを改良除去したものであって、レールへ一
人の作業員で移載でき、また一つのレーザセンサとロー
タリーエンコーダとにより非接触式に建築限界を測定す
ることのできる簡単な装置構成からなる鉄道線路の障害
物位置計測装置を提供せんとするものである。

【００１０】而して、前記課題を解決するために本発明
が採用した請求項１の手段は、鉄道線路のレール上に走
行可能に設置される測定用台車と、この測定用台車上に
回転自在に取り付けられたレーザセンサ及びその回転角
度を検出するロータリーエンコーダの計測部と、この計
測部からのデータを信号処理して測定対象物のレール面
からの離れと高さを算出し、これを表示及び記憶する制
御部とから成る鉄道線路の障害物位置計測装置である。
測定用台車上に搭載されたレーザセンサとロータリーエ
ンコーダとにより、測定対象物のレール面からの離れと
高さとを非接触式で自動的に計測することが可能であ
る。しかも、構成機器が簡単なものとなり、大幅なコス
トの削減ができ、これを取り扱う作業員の負担も軽減で
きる。

【００１１】また請求項２の手段は、測定用台車と、計
測部と、制御部とがそれぞれ分離できるものである請求
項１に記載の鉄道線路の障害物位置計測装置である。計
測部と、制御部が測定用台車上に搭載されるだけであ
り、しかも、これらが分離できる構成であるため、測定
用台車はアルミ合金等のフレームとすることができる。
そのため、装置全体が軽量化され、一人の作業員でもレ
ール上へ移載することが可能である。従って、列車ダイ
ヤを調整することなく、建築限界の測定作業を行うこと
が可能である。

【００１２】請求項３の手段は、制御部が、測定対象物
のレール面からの離れと高さを表示及び記憶すると共
に、その測定対象物の位置情報を同時に入力できるもの
である請求項１又は２に記載の鉄道線路の障害物位置計
測装置である。測定データの他に、測定対象物の位置を
特定するデータも同時に入力でき、記憶保存できるの
で、そのデータの後処理が極めて簡単である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の構成を図面に示
す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りであ
る。図１〜図４は本発明の一実施の形態に係るものであ
り、図１の図（Ａ）は障害物位置計測装置の全体を示す
平面図、図（Ｂ）は同正面図である。図２の図（Ａ）は
計測部を側面（レールと直交する方向）から見た図面、
図（Ｂ）は同正面（レールの進行方向）から見た図面で
ある。図３は制御部の平面図、図４は計測原理を説明す
るための図面である。図１の図（Ａ）及び図（Ｂ）に示
す如く、この実施の形態に係る障害物位置計測装置１
は、測定用台車２と、計測部３と、制御部４とから成
る。

【００１４】測定用台車２は、アルミ合金製の山形鋼
（アングル材）等から成るフレーム５を枠組み形成した
ものであり、その一方側のレール６ａに対応する位置に
スプリング７で付勢された一つの車輪８を取り付け、他
方側のレール６ｂに対応する位置に所定間隔を於いて二
つの車輪９ａ及び９ｂを取り付けている。計測部３
は、、筺状の支持部材１０に、回転自在なレーザセンサ
１１と、その回転角度を検出するロータリーエンコーダ
１２と、レーザセンサ１１を回転させるためのステッピ
ングモータ１３とが取り付けられている。筺状の支持部
材１０は、測定用台車２のフレーム５の中心位置に、ボ
ルト等の締結部材１４を介して脱着自在に取り付けられ
るようになっている。また前記レーザセンサ１１は、レ
ーザ光の投光部１１ａと受光部１１ｂとを有しており、
投光部１１ａから照射されたレーザ光線の測定対象物か
らの反射光を受光部１１ｂで受光し、レーザ光線の波長
のズレを検知することで測定対象物までの距離を測定す
るようになっている。

【００１５】また制御部４は、レーザセンサ１１及びロ
ータリーエンコーダ１２からの信号に基づいて算出した
測定対象物のレール面からの離れと高さ、及び測定対象
物の存在する区間名、位置データ等を表示する表示部１
５と、区間名、位置データ等を入力するための操作部１
６と、これらのデータを記憶する記憶部（図示せず）と
から成る。この制御部４は、測定用台車２のフレーム５
にボルト等の締結部材１４を介して脱着自在に立設され
た支持台１７の上面に取り付けられるようになってお
り、作業員が立ったままの姿勢でデータを確認したり、
操作するのに便利な高さに設定されている。

【００１６】次に、このように構成された鉄道線路の障
害物位置計測装置１の動作態様を説明する。先ず、測定
対象物の存在する場所まで、測定用台車２と、計測部３
と、制御部４とを分離したまま搬送する。これらの各部
品はそれぞれが極めて軽量であり、装置全体であっても
せいぜい２０Ｋｇ程度であり、作業員が携帯して搬送す
ることが可能である。従って、例えば、駅のホーム及び
屋根の建築限界を測定する場合は、ホームの端の測定開
始点位置まで装置１の各構成部品をバラバラにして運
び、測定開始点位置で測定用台車２をレール６ａ及び６
ｂに載置する。このとき、一方側の車輪８がスプリング
７によって図１の図（Ｂ）の左側方向へ付勢されるの
で、その反力として車輪８及び９ａ，９ｂのフランジが
左右のレール６ａ及び６ｂに密着し、測定用台車２の中
心が左右のレール６ａ及び６ｂの中心と一致するように
なされている。軌道にカントが付与されている場合は、
そのカントに応じた姿勢を示すようになる。

【００１７】然る後は、計測部３と、制御部４とをボル
ト１４等を介して測定用台車２のフレーム５へ取り付け
て固定する。計測部３は、測定用台車２の中心位置に取
り付けられるようになっている。そのため、計測部３は
測定用台車２へ取り付けられると、自動的にレール６ａ
及び６ｂの中心線上にレーザセンサ１１の回転中心位置
が来るように設定されている。最後に、レーザセンサ１
１とロータリーエンコーダ１２の出力端子を制御部４の
入力端子へ接続すれば、測定準備が完了する。なお、こ
れらの機器の電源は、携帯に便利なバッテリー方式であ
る。

【００１８】このようにして、障害物位置計測装置１の
セッティングが完了すると、図４に示すように、ホーム
１８の上端に反射板１９を設置し、反射板１９のホーム
上端位置と同レベルの位置に設けた白線へステッピング
モータ１３でレーザセンサ１１の角度を変えながらレー
ザセンサ１１からレーザ光線を照射する。そして、その
反射光を受光し、反射板１９までの距離ｒを測定する。
この距離ｒは、軌道にカントが付与されている場合であ
っても、そのレール中心からの距離となる。従って、そ
のときのレーザセンサ１１の角度をロータリーエンコー
ダ１２で検出することにより、レール面に対するレール
中心からホーム先端までの角度θを得ることができる。
そのため、レール面のレール中心からホーム１８の先端
までの離れＤは、Ｄ＝ｒ・ｃｏｓθで求めることが可能
であり、同様にしてレール面のレール中心からホーム１
８の先端までの高さＨは、Ｈ＝ｒ・ｓｉｎθで求めるこ
とが可能である。これらの演算は、制御部４に組み込ま
れた中央演算処理装置によって自動的に行われ、表示部
１５に表示される。そのとき、同時に駅名や測定位置等
を入力することが可能であり、これらの測定データ及び
測定位置の特定は、そのメモリ部に記憶される。同様に
して、同じ測定位置で、屋根までの距離ｒをレーザセン
サ１１で計測し、その時の角度θをロータリーエンコー
ダ１２で検出し、これらの信号を制御部４で処理するこ
とでレール面のレール中心からの離れＤと高さＨとを算
出し、表示及び記憶する。

【００１９】以後は、測定用台車２を次の測定点まで移
動させ、同じ要領でホーム１８と屋根のレール中心から
の離れＤと高さＨとを求めて表示及び記憶し、これを繰
り返して目的とする測定作業を終了する。この測定作業
が終了した後は、制御部４に記憶されたデータを必要に
応じてプリントアウトしたり、パソコンへ読み込ませた
り、回線を利用して他のコンピュータ等へ転送し、予め
設計されたデータと比較する等のことが行われる。その
場合に、測定したデータのすべてが記憶されているの
で、改めて記帳したり、コンピュータへ入力する等の手
間が不要であり、極めて容易である。一方、測定作業が
終了した後の、計測部３と制御部４とは、測定用台車２
から取り外され、また測定用台車２もレール６ａ及び６
ｂから降ろされる。そして、作業員が携帯して運搬する
ことができ、所定の保管場所等へ格納することも容易で
ある。

【００２０】ところで、本発明は上述した実施の形態に
限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例
えば、ホーム１８の先端を測定する場合については、反
射板１８を用いるようにしたが、レーザ光線が十分に反
射する構造のホームであれば、反射板１８を省略するこ
とも可能である。またホームやその屋根以外の構造物に
対してもレール面のレール中心からの離れＤと高さＨと
を非接触式で測定することが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
鉄道線路のレール上に走行可能に設置される測定用台車
と、この測定用台車上に回転自在に取り付けられたレー
ザセンサ及びその回転角度を検出するロータリーエンコ
ーダの計測部と、この計測部からのデータを信号処理し
て測定対象物のレール面からの離れと高さを算出し、こ
れを表示及び記憶する制御部とで鉄道線路の障害物位置
計測装置を構成したから、レーザセンサによる距離信号
とロータリーエンコーダによる角度信号とにより、測定
対象物のレール面からの離れと高さとを非接触式で自動
的に計測することが可能であり、しかも、構成機器が簡
単なもので構成できるので大幅なコストの削減ができ、
これを取り扱う作業員の負担も大幅に軽減することがで
きる。

【００２２】また本発明にあっては、測定用台車と、計
測部と、制御部とをそれぞれ分離できるようにしたか
ら、測定現場での組み立てができ、しかも、構成部品の
それぞれが極めて軽量な部材からなるため、装置全体と
してもせいぜい２０Ｋｇ程度で構成でき、一人の作業員
が携帯して運搬し、これをレール上へ移載することが可
能である。従って、列車ダイヤを調整することなく、建
築限界の測定作業を行うことが可能である。

【００２３】更に、本発明にあっては、制御部が、測定
対象物のレール面からの離れと高さを表示及び記憶する
と共に、その測定対象物の位置情報を同時に入力できる
ので、測定データの他に、測定対象物の位置を特定する
データも同時に入力でき、記憶保存できるので、そのデ
ータの後処理が極めて簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るものであり、図
（Ａ）は障害物位置計測装置の全体を示す平面図、図
（Ｂ）は同正面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るものであり、図
（Ａ）は計測部を側面（レールと直交する方向）から見
た図面、図（Ｂ）は同正面（レールの進行方向）から見
た図面である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る制御部の平面図で
ある。

【図４】本発明の計測原理を説明するための図面であ
る。

【符号の説明】

１…障害物位置計測装置 ２…測定用台車 ３…計測部 ４…制御部 ５…フレーム ６ａ，６ｂ…レー
ル ８，９ａ，９ｂ…車輪 １１…レーザセン
サ １２…ロータリーエンコーダ １３…ステッピン
グモータ １５…表示部 １６…操作部 １８…駅のホーム １９…反射板

フロントページの続き (72)発明者 江本 英明 大阪市北区芝田二丁目４番24号 西日本旅 客鉄道株式会社内 (72)発明者 五十嵐 徹 大阪府池田市住吉１丁目７番20−502号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄道線路のレール上に走行可能に設置され
   る測定用台車と、この測定用台車上に回転自在に取り付
   けられたレーザセンサ及びその回転角度を検出するロー
   タリーエンコーダの計測部と、この計測部からのデータ
   を信号処理して測定対象物のレール面からの離れと高さ
   を算出し、これを表示及び記憶する制御部とから成る鉄
   道線路の障害物位置計測装置。
2. 【請求項２】測定用台車と、計測部と、制御部とがそれ
   ぞれ分離できるものである請求項１に記載の鉄道線路の
   障害物位置計測装置。
3. 【請求項３】制御部が、測定対象物のレール面からの離
   れと高さを表示及び記憶すると共に、その測定対象物の
   位置情報を同時に入力できるものである請求項１又は２
   に記載の鉄道線路の障害物位置計測装置。