JP7120850B2 - 検知システム - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 研究集会名 ＪＲ西日本グループ技術開発成果発表会２０１８ 主催者 西日本旅客鉄道株式会社 開催日 平成３０年８月８日

本発明は、旅客への安全性を向上するために鉄道の駅で用いられる検知システムに関する。

鉄道の車両は、列車として駅間を運転される。駅には、旅客が乗降するためのホーム（プラットホーム）がある。ホームは軌道に近接しているので、ホーム上の旅客が軌道に接近し過ぎると、ホームから転落するおそれや、動いている車両に接触するおそれがある。

従来から、ホーム上の旅客への安全対策として、安全柵が知られている（例えば、特許文献１参照）。この安全柵は、柵としてのロープが昇降し、ロープが降下した状態で、旅客がホームから転落することや、動いている車両に接触することを防ぐ。

また、乗降客が比較的多くない駅での安全対策として、軌道接近警告システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。この軌道接近警告システムは、ホーム上の旅客が軌道に接近し過ぎることを検知して警告する。この軌道接近警告システムは、動く柵を有しないので、安全柵より低コストである。しかしながら、この軌道接近警告システムは、筐体をホームに立設する必要があり、人を検知するセンサとは別に、車両の進入、在線停止及び出発を検知する車両検知部が必要であり、それらにコストがかかるので、さらに低コストの安全対策が望まれていた。

特開２０１３－１９９２２５号公報 特開２０１６－９４０２７号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、ホームでの旅客への安全性を低コストに向上することを目的とする。

本発明の検知システムは、鉄道の駅で用いられるシステムであって、ホームに近接する軌道上の物体を検知するための主センサと、警報を報知する報知部と、前記主センサの出力に基づいて前記報知部を制御する制御部とを備え、前記主センサの検知範囲として、軌道の上方においてホーム長手方向に延び、ホーム縁端に近い所定の範囲に設定される上側エリアがあり、前記制御部は、ホームに近接する軌道に列車が在線していることを検知する在線検知機能と、人が軌道に転落したことを検知する軌道転落検知機能とを有し、前記在線検知機能において、前記上側エリアで検知ありの継続時間が所定の在線検知時間以上であるとき、前記制御部は、その上側エリアに列車が在線していると判定し、前記軌道転落検知機能において、前記上側エリアで検知ありの継続時間が所定の上側軌道転落検知時間幅内であるとき、前記制御部は、その上側エリアで人が軌道に転落したと判定し、前記報知部に警報を報知させることを特徴とする。

本発明の検知システムは、前記ホーム上の人を検知するための第２センサをさらに備え、前記第２センサの検知範囲として、ホーム上においてホーム長手方向に延び、ホーム縁端から所定距離に設定されるホーム端エリアがあり、前記制御部は、前記主センサ及び第２センサの出力に基づいて前記報知部を制御し、人がホーム縁端に接近したことを検知するホーム端接近検知機能と、人が車両のドアに挟まれたことを検知する戸挟み検知機能とをさらに有し、前記ホーム端接近検知機能において、前記制御部は、列車が在線していると判定しておらず、かつ、前記ホーム端エリアで検知ありの継続時間が所定のホーム端接近検知時間以上であるとき、そのホーム端エリアで人がホーム縁端に接近したと判定し、前記報知部に警報を報知させ、前記戸挟み検知機能において、前記制御部は、列車が在線していると判定しており、かつ、前記ホーム端エリアで検知ありの継続時間が所定の戸挟み検知時間以上であるとき、そのホーム端エリアで人が車両のドアに挟まれたと判定し、前記報知部に警報を報知させることが好ましい。

この検知システムにおいて、前記主センサは、検知のためのレーザ光を下方に出射し、出射するレーザ光をホーム長手方向に平行な第１走査面上で走査し、前記第２センサは、検知のためのレーザ光を下方に出射し、出射するレーザ光をホーム長手方向に平行な第２走査面上で走査し、前記上側エリアは、前記第１走査面上に設定され、前記ホーム端エリアは、前記第２走査面上に設定されることが好ましい。

この検知システムにおいて、前記主センサの検知範囲として、軌道の上方においてホーム長手方向に延び、軌道上面に近い所定の高さ範囲に設定される下側エリアが、前記第１走査面上にさらにあり、前記軌道転落検知機能において、前記下側エリアで検知ありの継続時間が所定の下側軌道転落検知時間以上であるとき、前記制御部は、その下側エリアで人が軌道に転落したと判定し、前記報知部に警報を報知させることが好ましい。

この検知システムにおいて、前記主センサの検知範囲として、ホーム長手方向において区分された複数の前記上側エリアがあることが好ましい。

この検知システムにおいて、前記第２センサの検知範囲として、ホーム長手方向において区分された複数の前記ホーム端エリアがあることが好ましい。

本発明の検知システムによれば、人が軌道に転落したことを検知して警報を報知するので、ホームでの旅客への安全性を向上することができる。また、人が軌道に転落したことを検知するセンサで、列車が在線していることも検知するので、検知システムが低コストとなる。

本発明の一実施形態に係る検知システムのブロック構成図。 同システムにおけるセンサの配置を示す立面図。 同システムにおける在線検知を示す立面図。 同システムにおける軌道転落検知を示す立面図。 同システムにおけるホーム端接近検知を示す立面図。 同システムにける戸挟み検知を示す立面図。 同システムにおけるセンサの検知範囲を示す平面図。

本発明の一実施形態に係る検知システムを図１乃至図７を参照して説明する。検知システム１は、鉄道の駅に用いられるシステムであって、図１に示すように、主センサ２と、第２センサ３と、報知部４と、制御部５とを備える。図２に示すように。主センサ２は、ホーム７に近接する軌道６上の物体を検知するためのセンサである。第２センサ３は、ホーム７上の人を検知するためのセンサである。報知部４は、警報を報知する。制御部５は、主センサ２及び第２センサ３の出力に基づいて報知部４を制御する。

主センサ２の検知範囲として、上側エリアＡ１がある。上側エリアＡ１は、軌道６の上方においてホーム長手方向（図２の紙面に直交する方向）に延び、ホーム縁端７１に近い所定の範囲に設定される。第２センサ３の検知範囲として、ホーム端エリアＡ２がある。ホーム端エリアＡ２は、ホーム７上においてホーム長手方向に延び、ホーム縁端７１から所定距離ｄに設定される。本実施形態では、所定距離ｄは、約１００ｍｍであり、この値に限定されず、例えば５０ｍｍ又は２００ｍｍであってもよい。

主センサ２は、検知のためのレーザ光を下方に出射し、出射するレーザ光をホーム長手方向に平行な第１走査面２１上で走査する。第２センサ３は、検知のためのレーザ光を下方に出射し、出射するレーザ光をホーム長手方向に平行な第２走査面３１上で走査する。上側エリアＡ１は、第１走査面２１上に設定される。ホーム端エリアＡ２は、第２走査面３１上に設定される。なお、ホーム端エリアＡ２は、高さ範囲を限定しない場合、第２走査面３１の全部となる。

主センサ２の検知範囲として、軌道６の上方においてホーム長手方向に延び、軌道６上面に近い所定の高さ範囲に設定される下側エリアＡ３が、第１走査面２１上にさらにある。

制御部５は、在線検知機能と、軌道転落検知機能と、ホーム端接近検知機能と、戸挟み検知機能とを有する。在線検知機能は、ホーム７に近接する軌道６に列車が在線していることを検知する機能である。軌道転落検知機能は、軌道６に人が転落したことを検知する機能である。ホーム端接近検知機能は、人がホーム縁端７１に接近したことを検知する機能である。戸挟み検知機能は、人が車両のドアに挟まれたことを検知する機能である。

図３に示すように、在線検知機能において、上側エリアＡ１で検知ありの継続時間が所定の在線検知時間以上であるとき、制御部５は、その上側エリアＡ１に列車８が在線していると判定する。所定の在線検知時間は、例えば１秒である。

図４に示すように、軌道転落検知機能において、上側エリアＡ１で検知ありの継続時間が所定の上側軌道転落検知時間幅内であるとき、制御部５は、その上側エリアＡ１で軌道に人９（実線）が転落したと判定し、報知部４に警報を報知させる。所定の上側軌道転落検知時間幅は、例えば０．１秒以上かつ１秒未満である。

軌道転落検知機能において、下側エリアＡ３で検知ありの継続時間が所定の下側軌道転落検知時間以上であるとき、制御部５は、その下側エリアＡ３で軌道６に人９（二点鎖線）が転落したと判定し、報知部４に警報を報知させる。所定の下側軌道転落検知時間は、例えば０．２秒である。

図５に示すように、ホーム端接近検知機能において、制御部５は、列車が在線していると判定しておらず、かつ、ホーム端エリアＡ２で検知ありの継続時間が所定のホーム端接近検知時間以上であるとき、そのホーム端エリアＡ２で人９がホーム縁端７１に接近したと判定し、報知部４に警報を報知させる。所定のホーム端接近検知時間は、例えば０．５秒である。

図６に示すように、戸挟み検知機能において、制御部５は、列車８が在線していると判定しており、かつ、ホーム端エリアＡ２で検知ありの継続時間が所定の戸挟み検知時間以上である時、そのホーム端エリアＡ２で人９が車両のドアに挟まれたと判定し、報知部４に警報を報知させる。所定の戸挟み検知時間は、例えば０．１秒である。

各センサの検知範囲について説明する。図７に示すように、主センサ２の検知範囲として、ホーム長手方向において区分された複数の上側エリアＡ１がある。第２センサ３の検知範囲として、ホーム長手方向において区分された複数のホーム端エリアＡ２がある。

例えば、軌道６に列車８が在線している。列車８の編成は、車両８１、８２、８３等で組成されている。在来線の１両の長さは、約２０ｍである。本実施形態では、車両８１、８２、８３に対応して、主センサ２と第２センサ３がそれぞれ２個設けられる。主センサ２の検知範囲は、ホーム長手方向に３０ｍであり、３つのエリアが設定可能である。一つの主センサ２の検知範囲として、２つの上側エリアＡ１－１１、Ａ１－１２と、１つの下側エリアＡ３－１がある。別の主センサ２の検知範囲として２つの上側エリアＡ１－２１、Ａ２－２２と、１つの下側エリアＡ３－２がある。同様に、第２センサ３の検知範囲は、ホーム長手方向に３０ｍであり、３つのエリアが設定可能である。一つの第２センサ３の検知範囲として、３つのホーム端エリアＡ２－１１、Ａ２－１２、Ａ２－１３がある。別の第２センサ３の検知範囲として、３つのホーム端エリアＡ２－２１、Ａ２－２２、Ａ２－２３がある。なお、これは一例であり、主センサ２及び第２センサ３の検知範囲の長さは、３０ｍに限定されず、設定可能なエリアの数は３に限定されない。

検知システム１についてさらに詳述する。本実施形態では、主センサ２は、２次元走査型光距離センサ（２次元センサ）である（図２参照）。２次元走査型光距離センサは、レーザ光を平面上に走査し、その平面上での対象物までの距離を測定し、その平面上における所定の大きさ以上の物体を検出する。２次元走査型光距離センサが出射する光は、赤外線のレーザ光である。距離の測定は、光の飛行時間に基づく光飛行時間測距法によって行われる。第２センサ３は、２次元走査型光距離センサである。第２センサ３は、２次元走査型光距離センサによる測定データを人が存在しないときのデータと比較して物体等を検知し、光の出射方向と測定した距離から被検知物の位置を算出し、被検知物の大きさから被検知物が人であるか否かを判定する。

主センサ２は、ホーム７の上屋７２の下面側に取り付けられる。ホーム７の柱７３に梁または腕金を設け、その梁等に主センサ２を設けてもよい。主センサ２の光軸は、ホーム長手方向に垂直な断面において、真下に対して軌道側に傾けて設定される。主センサ２は、出射するレーザ光が、列車が在線している場合に、その列車に当たり（図３参照）、列車が在線していない場合に、ホーム縁端７１近傍を通過するように（図２参照）、光軸の傾きθが設定される。主センサ２は、出射するレーザ光をホーム長手方向に走査する。その走査面は、平面となる。主センサ２の走査面が第１走査面である。

上側エリアＡ１は、主センサ２のファームウェアによって設定される。上側エリアＡ１は、第１走査面上において、断面視でホーム縁端７１に近い所定の範囲であり、平面視でホーム長手方向に延びている。上側エリアＡ１は、列車が在線している場合に、その列車を検知し（図３参照）、列車が在線していない場合に、ホーム７から軌道に転落する人を検知するように（図４参照）高さ範囲が設定される。上側エリアＡ１のホーム長手方向の長さは、車両１両の長さ以上であることが望ましい。通常、列車は複数の車両で組成されるので、列車長に対応して、主センサ２は、ホーム長手方向に複数配置される。

下側エリアＡ３は、主センサ２のファームウェアによって設定される。下側エリアＡ３は、第１走査面上において、断面視で軌道６上面に近い所定の高さ範囲であり、平面視でホーム長手方向に延びている。下側エリアＡ３は、軌道６上に横たわっている人を検知するように高さ範囲が設定される。下側エリアＡ３のホーム長手方向の長さは、車両１両の長さ以上であることが望ましい。列車長に対応して、第２センサ３は、ホーム長手方向に複数配置される。

第２センサ３は、ホーム７の上屋７２の下面側に取り付けられる。ホーム７の柱７３に梁または腕金を設け、その梁等に第２センサ３を設けてもよい。第２センサ３の光軸は、ホーム長手方向に垂直な断面において、真下に設定される。第２センサ３は、出射するレーザ光をホーム長手方向に走査する。その走査面は、平面となる。第２センサ３の走査面が第２走査面である。なお、図２～図６において、第２センサ３が主センサ２よりホーム縁端寄り（軌道に近い側）に取り付けられているが、主センサ２を第２センサ３よりホーム縁端寄りに取り付けてもよい。

ホーム端エリアＡ２は、第２センサ３のファームウェアによって設定される。ホーム端エリアＡ２は、第２走査面上にあり、断面視でホーム上においてホーム縁端７１から所定距離ｄであり、平面視でホーム長手方向に延びている。所定距離ｄは、ホーム端エリアＡ２に、在線する列車８の車両が入らず、車両のドアに挟まれた人９が入るように設定される（図６参照）。所定距離ｄが小さ過ぎると、車両の動揺等によって、車両がホーム端エリアＡ２に入って誤検知が生じる。所定距離ｄが大き過ぎると、車両のドアに挟まれた人９がホーム端エリアＡ２に入らずに検知できない。ホーム端エリアＡ２の高さ範囲は、ホーム７上面以上の高さである。ホーム端エリアＡ２の高さ範囲は、人の身長程度の上限を設定してもよい。

なお、主センサと第２センサに３次元センサを用いて、主センサと第２センサを１つのセンサで兼用してもよい。３次元センサを用いることによって、ホーム長手方向に垂直な断面における光軸の向きが可変になる。本実施形態では、２次元走査型光距離センサ（２次元センサ）を用いている。２次元走査型光距離センサは、３次元センサよりも検知可能な距離が大きいので、センサの数が少なくて済む。センサの数が少ないことにより、初期コストと保守費が低減される。また、２次元走査型光距離センサは、３次元センサよりも低コストである。

報知部４は、ランプ、ディスプレイ、スピーカー等により、光、文字表示、音声等によって警報を鉄道の係員又はホーム上の人に報知する（図１参照）。報知される鉄道の係員は、例えば、駅員、列車の車掌、ホームが遠方監視されている場合は、その監視員である。報知部４は、検知した種類（軌道転落、ホーム端接近、戸挟み）及び検知したエリア（図７参照）が分かるように警報を報知する。報知部４は、有線又は無線により制御部５と接続される（図１参照）。

制御部５は、ＣＰＵ、メモリ等を有し、プログラムを実行することによって動作する。制御部５は、盤に収容されて駅に設置されるので、制御盤とも呼ばれる。制御部５は、主センサ２及び第２センサ３からの入力に基づいて、プログラムを実行することによって、在線検知機能、軌道転落検知機能、ホーム端接近検知機能、及び戸挟み検知機能を提供する。

在線検知機能において、在線検知時間は、主センサ２の上側エリアＡ１で、在線している列車８の車両を検知するために設定される時間である（図３参照）。在線検知時間は、現地試験等を行って調整される。

軌道転落検知機能において、上側軌道転落検知時間幅は、主センサ２の上側エリアＡ１で、人９が軌道６に転落したことを検知するために設定される時間幅である（図４参照）。上側軌道転落検知時間幅は、在線検知時間と重ならないことが望ましい。上側軌道転落検知時間幅は、現地試験等を行って調整される。

軌道転落検知機能において、下側軌道転落検知時間は、主センサ２の下側エリアＡ３で、人９が軌道６に転落したことを検知するために設定される時間幅である。下側軌道転落検知時間は、現地試験等を行って調整される。

ホーム端接近検知機能において、ホーム端接近検知時間は、第２センサ３にホーム端エリアＡ２で、人９がホーム縁端７１に接近したことを検知するために設定される時間である（図５参照）。ホーム端接近検知時間は、現地試験等を行って調整される。

戸挟み検知機能において、戸挟み検知時間は、第２センサ３にホーム端エリアＡ２で、人９が列車８の車両のドアに挟まれたことを検知するために設定される時間である（図６参照）。戸挟み検知時間は、現地試験等を行って調整される。なお、本実施形態では、戸挟み検知機能において、車両のドアが閉じられたことを条件にしていない。車両のドアが閉じられたことは、鉄道の係員が目視で判るからである。車両のドアが開いた状態で人９が車両のドアに挟まれたとの警報を報知部４が報知した場合、鉄道の係員はその警報を無視すればいい。車両のドアが閉じられたことを条件にしないことによって、検知システム１は、構成が簡素化されるので、信頼性が高く、低コストとなる。

以上、本実施形態に係る検知システム１によれば、人９が軌道６に転落したこと、ホーム縁端７１に接近したこと、及び、列車８の車両のドアに挟まれたことを検知して警報を報知するので、ホーム７での旅客への安全性を向上することができる。また、人９が軌道６に転落したことを検知する主センサ２で、列車が在線していることも検知するので、検知システム１が低コストとなる。

人９がホーム縁端７１に接近したことを検知する第２センサ３で、人９が車両のドアに挟まれたことも検知するので、検知システム１が低コストとなる。

主センサ２及び第２センサ３は、それぞれ、検知のためのレーザ光を下方に出射し、出射するレーザ光をホーム長手方向に平行な面上で走査するセンサであるので、３次元センサを用いるよりも検知システム１が低コストとなる。

軌道転落検知機能において、ホーム縁端に近い上側エリアＡ１と、軌道上面に近い下側エリアＡ３があるので、上側エリアＡ１を通過せずに軌道６に転落した人９を下側エリアＡ３で検知することができる。

上側エリアＡ１がホーム長手方向において区分されることにより、検知した位置の特定が容易になる。

ホーム端エリアＡ２がホーム長手方向において区分されることにより、検知した位置の特定が容易になる。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、主センサ２の検知範囲として、ホーム長手方向において区分された複数の下側エリアＡ３があってもよい。また、主センサ２の検知範囲として、上側エリアＡ１及び下側エリアＡ３以外に、それらの中間の高さ範囲の中間エリアがあってもよい。また、第２センサ３及びそのホーム端エリアＡ２を省略してもよい。

１ 検知システム
２ 主センサ
２１ 第１走査面
３ 第２センサ
３１ 第２走査面
４ 報知部
５ 制御部
Ａ１ 上側エリア
Ａ２ ホーム端エリア
Ａ３ 下側エリア

Claims (6)

1. 鉄道の駅で用いられる検知システムであって、
   ホームに近接する軌道上の物体を検知するための主センサと、
   警報を報知する報知部と、
   前記主センサの出力に基づいて前記報知部を制御する制御部とを備え、
   前記主センサの検知範囲として、軌道の上方においてホーム長手方向に延び、ホーム縁端に近い所定の範囲に設定される上側エリアがあり、
   前記制御部は、ホームに近接する軌道に列車が在線していることを検知する在線検知機能と、人が軌道に転落したことを検知する軌道転落検知機能とを有し、
   前記在線検知機能において、前記上側エリアで検知ありの継続時間が所定の在線検知時間以上であるとき、前記制御部は、その上側エリアに列車が在線していると判定し、
   前記軌道転落検知機能において、前記上側エリアで検知ありの継続時間が所定の上側軌道転落検知時間幅内であるとき、前記制御部は、その上側エリアで人が軌道に転落したと判定し、前記報知部に警報を報知させることを特徴とする検知システム。
2. 前記ホーム上の人を検知するための第２センサをさらに備え、
   前記第２センサの検知範囲として、ホーム上においてホーム長手方向に延び、ホーム縁端から所定距離に設定されるホーム端エリアがあり、
   前記制御部は、前記主センサ及び第２センサの出力に基づいて前記報知部を制御し、人がホーム縁端に接近したことを検知するホーム端接近検知機能と、人が車両のドアに挟まれたことを検知する戸挟み検知機能とをさらに有し、
   前記ホーム端接近検知機能において、前記制御部は、列車が在線していると判定しておらず、かつ、前記ホーム端エリアで検知ありの継続時間が所定のホーム端接近検知時間以上であるとき、そのホーム端エリアで人がホーム縁端に接近したと判定し、前記報知部に警報を報知させ、
   前記戸挟み検知機能において、前記制御部は、列車が在線していると判定しており、かつ、前記ホーム端エリアで検知ありの継続時間が所定の戸挟み検知時間以上であるとき、そのホーム端エリアで人が車両のドアに挟まれたと判定し、前記報知部に警報を報知させることを特徴とする請求項１に記載の検知システム。
3. 前記主センサは、検知のためのレーザ光を下方に出射し、出射するレーザ光をホーム長手方向に平行な第１走査面上で走査し、
   前記第２センサは、検知のためのレーザ光を下方に出射し、出射するレーザ光をホーム長手方向に平行な第２走査面上で走査し、
   前記上側エリアは、前記第１走査面上に設定され、
   前記ホーム端エリアは、前記第２走査面上に設定されることを特徴とする請求項２に記載の検知システム。
4. 前記主センサの検知範囲として、軌道の上方においてホーム長手方向に延び、軌道上面に近い所定の高さ範囲に設定される下側エリアが、前記第１走査面上にさらにあり、
   前記軌道転落検知機能において、前記下側エリアで検知ありの継続時間が所定の下側軌道転落検知時間以上であるとき、前記制御部は、その下側エリアで人が軌道に転落したと判定し、前記報知部に警報を報知させることを特徴とする請求項３に記載の検知システム。
5. 前記主センサの検知範囲として、ホーム長手方向において区分された複数の前記上側エリアがあることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の検知システム。
6. 前記第２センサの検知範囲として、ホーム長手方向において区分された複数の前記ホーム端エリアがあることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の検知システム。
   
   

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