JP6521504B2 - 特殊信号発光機検査装置及び該特殊信号発光機検査装置を有する軌陸車 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道における特殊信号発光機を検査するための特殊信号発光機検査装置及び該特殊信号発光機検査装置を有する軌陸車に関する。

踏切道には、特殊信号発光機が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。特殊信号発光機は、列車を緊急に停止させる必要がある場合に、発光信号を現示する装置であり（非特許文献１の番号２０５０）、踏切支障報知装置（非特許文献１の番号６０１３）が操作されたとき又は障害物検知装置（非特許文献１の番号６０１４）が動作したとき、発光信号を現示する。

鉄道に関する技術上の基準を定める省令の解釈基準の第３３項には、発光信号を現示する装置は、接近する列車が当該列車の進路を支障する箇所までに停止することができる距離以上の地点から確認することができる位置に設置すること、と規定されている（非特許文献２参照）。このため、鉄道事業者は、踏切道から８００ｍ以上手前の地点で発光信号を確認することができるように特殊信号発光機を設置している。８００ｍは、線区の最高運転速度からの非常ブレーキ距離に余裕を加えた距離である。すなわち、特殊信号発光機の確認距離は、８００ｍ以上とされる。

従来から、特殊信号発光機の検査は、踏切道と、そこから離れた確認地点とに、作業員をそれぞれ配置して行われている。この検査では、踏切側の作業員が、踏切支障報知装置を操作して特殊信号発光機を実際に発光させ、確認地点側の作業員が、特殊信号発光機の発光を確認する。

踏切道の手前に曲線区間がある場合、特殊信号発光機の発光が、沿線の建物、跨線橋、線路脇の電柱等によって遮られることがある。在来線には曲線区間が多いので、踏切道に設けられる１基の特殊信号発光機では８００ｍ以上の確認距離を確保することができない踏切道が多くある。このような踏切道においては、８００ｍ以上の確認距離を確保するため、特殊信号発光機は、踏切道だけでなく、踏切道よりも手前側（列車にとって手前側）の線路脇にも設けられている。

特殊信号発光機の確認距離とは、特殊信号発光機の発光が間断なく確認できる位置からその特殊信号発光機までの距離である（非特許文献１の番号１００６参照）。例えば、複数の特殊信号発光機が設けられている場合、各特殊信号発光機の確認距離の合計が８００ｍ以上であっても、踏切道の手前８００ｍ以内の距離範囲に特殊信号発光機の発光を確認できない地点があれば、確認距離が８００ｍ以上であることにはならない。このため、特殊信号発光機の検査において、確認地点側の作業員は、徒歩で移動しながら数多くの確認地点で特殊信号発光機の発光を確認している。また、作業員の主観によって検査結果が左右されることを出来るだけ避けるため、特殊信号発光機の検査は慎重に行われる。このため、特殊信号発光機の従来の検査は、大変時間が掛かり、１踏切当たり約１５分掛っている。

特開２００３−１８２５７６号公報

ＪＩＳ Ｂ ３０１３：２００１「鉄道信号保安用語」 「鉄道に関する技術上の基準を定める省令等の解釈基準について」（国土交通省鉄道局長通達）

本発明は、上記問題を解決するものであり、特殊信号発光機の検査において、検査結果に作業員の個人差が生じること防ぐとともに、検査に要する時間を短縮することを目的とする。

本発明の特殊信号発光機検査装置は、鉄道における特殊信号発光機を検査するためのものであって、画像データを取得する撮像部と、前記撮像部の位置情報を取得する位置情報取得部と、特殊信号発光機の検査における各特殊信号発光機に対する複数の確認地点の位置情報が予め記憶された記憶部と、前記画像データ及び位置情報を処理する処理部とを備え、前記撮像部は、軌道に沿って移動されながら少なくとも前記確認地点で画像データを取得し、前記処理部は、前記撮像部の位置情報が前記確認地点の位置情報と一致するとき、前記撮像部がその確認地点で取得した画像データ内における特殊信号発光機の発光を認識する画像処理を行い、特殊信号発光機の発光が少なくとも１つ認識されるか否かを判定することを特徴とする。

この特殊信号発光機検査装置において、前記処理部の出力が表示される表示部を備え、前記記憶部は、前記各確認地点ごとの特殊信号発光機からの軌道に沿った距離がさらに記憶されており、前記処理部は、前記各確認地点について、前記記憶部に記憶された前記距離、前記判定の結果、及び前記撮像部が取得した画像データを含む情報を前記表示部に表示することが好ましい。

この特殊信号発光機検査装置において、前記処理部は、前記表示部に表示する前記情報を前記記憶部に保存することが好ましい。

この特殊信号発光機検査装置において、前記撮像部は、軌道に沿って移動されながら画像データを略連続的に取得し、前記処理部は、前記撮像部が取得した前記画像データ内に特殊信号発光機の発光が１つも認識されないとの判定結果が所定時間以上継続したことを検出する連続視認検査機能を有することが好ましい。

この特殊信号発光機検査装置において、前記記憶部は、対をなす位置情報が予め記憶され、前記対をなす地点の一方は、踏切道にあり、他方は、前記踏切道から軌道に沿った距離が所定の値である地点であり、前記処理部は、前記撮像部が前記対をなす地点の間にあるとき、前記連続視認検査機能を有効にすることが好ましい。

この特殊信号発光機検査装置において、軌陸車に搭載され、前記撮像部は、前記軌陸車の前方又は後方の画像データを取得することが好ましい。

本発明の軌陸車は、前記の特殊信号発光機検査装置を有する。

本発明の特殊信号発光機検査装置及び軌陸車によれば、処理部が特殊信号発光機の発光を認識する画像処理を行うので、検査結果に作業員の個人差が生じることが防がれるとともに、作業員が特殊信号発光機の発光を認識する時間が不要になるので、検査に要する時間が短縮される。

本発明の一実施形態に係る特殊信号発光機検査装置のブロック構成図。 同特殊信号発光機検査装置を有する軌陸車の側面図。 同特殊信号発光機検査装置を用いた特殊信号発光機の検査を説明する図。 同特殊信号発光機検査装置の基本動作を説明するフローチャート。 同特殊信号発光機検査装置の連続視認検査機能を説明するフローチャート。

本発明の一実施形態に係る特殊信号発光機検査装置を図１及び図２を参照して説明する。特殊信号発光機検査装置は、鉄道における特殊信号発光機を検査するための装置である。図１に示されるように、特殊信号発光機検査装置１は、撮像部２と、位置情報取得部３と、制御装置４とを有する。制御装置４は、記憶部４１と、処理部４２と、表示部４３と、入力部４４とを有する。撮像部２は、画像データを取得する。位置情報取得部３は、撮像部２の位置情報を取得する。特殊信号発光機検査装置１の位置は、撮像部２の位置で代表される。記憶部４１は、特殊信号発光機の検査における確認地点の位置情報が予め記憶されている。処理部４２は、画像データ及び位置情報を処理する。撮像部２は、軌道に沿って移動されながら少なくとも確認地点で画像データを取得する。処理部４２は、撮像部２が取得した画像データ内における特殊信号発光機の発光を認識する画像処理を行い、特殊信号発光機の発光が少なくとも１つ認識されるか否かを判定する。

特殊信号発光機検査装置１の各構成をさらに詳述する。撮像部２は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有するカメラであり、ディジタルの画像データを出力する。本実施形態では、撮像部２は、ネットワークカメラであり、動画像すなわち所定の短い時間間隔で画像データを取得し、無線で画像データを制御装置４に伝送する。取得された画像データは、処理部４２に入力される。

位置情報取得部３は、ＧＰＳ受信機を有し、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して位置情報を取得する。本実施形態では、ＧＰＳ受信機で取得される位置情報の精度は、約２０ｃｍである。位置情報取得部３は、ＧＰＳ受信機以外に距離・速度センサを有し、ＧＰＳ衛星からの電波が建物等で遮られて受信できない場合、移動速度を検知し、移動速度を時間積分して移動距離を算出し、位置情報を更新する。位置情報取得部３によって取得された位置情報は、処理部４２に入力される。

本実施形態では、制御装置４は、ノート型パソコンである。記憶部４１は、ハードディスク又は不揮発性の半導体メモリである。処理部４２は、ＣＰＵ等を有し、プログラムを実行することにより動作する。表示部４３は、例えば、液晶ディスプレイ等の視覚表示装置であり、処理部４２の出力が表示される。入力部４４は、例えば、キーボード及びマウス等であり、処理部４２への入力操作を受ける。タッチパネルを表示部４３及び入力部４４として兼用してもよい。なお、制御装置４は、ノート型パソコンに限定されず、例えば、専用のハードウェアで構成してもよい。

図２に示されるように、特殊信号発光機検査装置１は、軌陸車５に搭載される。軌陸車とは、軌道上及び一般道路を走行できる保線作業用車である（ＪＩＳ Ｅ １００１：２００１「鉄道−線路用語」の番号５１８参照）。本実施形態では、撮像部２は、軌陸車５の車室内に設置され、軌陸車５の前方の画像データを取得する。撮像部２の撮像範囲に特殊信号発光機が含まれるように撮像部２の向きが設定される。撮像部２は、軌道からの高さが列車に乗務している運転士の目の高さ程度になるように設置されることが望ましい。なお、撮像部２を軌陸車５の後部に設置し、軌陸車５の後方の画像データを取得するように軌陸車５を構成してもよい。また、前方の画像データを取得する撮像部２と、後方の画像データを取得する撮像部２とを軌陸車５に設置し、それら２つの撮像部２の一方を選択して使用するように構成してもよい。

軌陸車５は、例えば、踏切道まで一般道路を走行し、踏切道から軌道Ｒ上に載線される。本実施形態の軌陸車５は、荷台を有する自動車であるトラック５１と、軌道走行用の台車５２とを有する。台車５２は、軌道走行用の車輪５３を有する。軌陸車５は、一般道路を走行するときは、台車５２がトラック５１の荷台に載せられ、自動車として走行する。軌陸車５が軌道Ｒ上を走行するときは、軌道Ｒ上に台車５２が載せられ、台車５２にトラック５１が載せられる。軌道走行用の車輪５３（後輪）は、トラック５１の車輪５４（後輪）によって駆動される。

上記のように構成された特殊信号発光機検査装置１を用いた特殊信号発光機の検査について図３乃至図５を参照して説明する。図３に示される例では、踏切道Ｃに特殊信号発光機Ｓ１が設けられており、列車が進来する手前側にさらに特殊信号発光機Ｓ２が設けられている。なお、実際の特殊信号発光機の検査では、検査対象の特殊信号発光機が１基でも、３基以上設けられていても、検査の方法は同様である。

踏切道Ｃに作業員Ｗが配置される。この作業員Ｗは、特殊信号発光機Ｓ１、Ｓ２を発光させる。

特殊信号発光機検査装置１が搭載された軌陸車５は、踏切道Ｃに向かって軌道Ｒ上を前進走行する。軌陸車５が軌道Ｒ上を走行することによって、特殊信号発光機検査装置１の撮像部２は、軌道Ｒに沿って移動する。撮像部２は、移動されながら、画像データを撮像する。なお、軌陸車５を踏切道Ｃから離れる方向に後進走行させることによって撮像部２を移動させてもよい。

特殊信号発光機の発光を確認する確認地点Ｐは、特殊信号発光機の配置に応じて決められている。踏切道Ｃから約８００ｍ離れた地点に、踏切道Ｃから最遠の確認地点Ｐがある。最遠の確認地点Ｐから特殊信号発光機Ｓ２まで約５ｍ間隔で複数の確認地点Ｐがある。同様に、特殊信号発光機Ｓ１に対して約５ｍ間隔で複数の確認地点Ｐがある。確認地点Ｐの位置情報は、特殊信号発光機検査装置１の記憶部４１に予め記憶されている。確認地点Ｐが複数ある場合、確認地点Ｐの位置情報は、特殊信号発光機の発光を確認する順序を考慮して記憶部４１に記憶される。撮像部２は、軌道Ｒに沿って移動されながら動画像すなわち短い時間間隔で画像データを取得するので、確認地点Ｐにおいても画像データが取得される。なお、撮像部２を静止画像の画像データを取得するカメラとし、制御装置４が、確認地点Ｐで撮像部２に画像データを取得させるように特殊信号発光機検査装置１を構成してもよい。

図４は、特殊信号発光機検査装置１を用いた特殊信号発光機の検査における処理部４２が実行する処理を示す。この処理は、特殊信号発光機検査装置１の基本動作における処理である。

先ず、処理部４２は、記憶部４１から最初の確認地点の位置情報を読み出す（ステップＳ１０１）。次に、処理部４２は、位置情報取得部３から撮像部２の位置情報を取得する（ステップＳ１０２）。処理部４２は、撮像部２の位置情報と確認地点の位置情報を比較する（ステップＳ１０３）。撮像部２の位置情報が確認地点の位置情報と一致しないとき（ステップＳ１０３でＮＯ）、処理部４２は、位置情報取得部３から撮像部２の位置情報を取得する（ステップＳ１０２に戻る）。

撮像部２の位置情報が確認地点の位置情報と一致するとき（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、処理部４２は、撮像部２が取得した画像データ内における特殊信号発光機の発光を認識する画像処理を行う（ステップＳ１０４）。処理部４２が行う画像処理は、例えば、パターンマッチングである。特殊信号発光機検査装置１が特殊信号発光機の発光を認識する感度は、運転士が特殊信号発光機の発光を視認する感度と同等に設定されている。処理部４２は、この画像処理によって、特殊信号発光機の発光が少なくとも１つ認識されるか判定する（ステップＳ１０５）。撮像部２が取得した画像データ内に特殊信号発光機の発光が少なくとも１つ認識された場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、当該確認地点における判定の結果は合格である（ステップＳ１０６）。撮像部２が取得した画像データ内に特殊信号発光機の発光が１つも認識されない場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、当該確認地点における判定の結果は不合格である（ステップＳ１０７）。

各確認地点Ｐごとの特殊信号発光機からの軌道に沿った距離Ｄが、予め記憶部４１に記憶されている（図３参照）。処理部４２は、当該確認地点における、特殊信号発光機からの軌道に沿った距離Ｄ、判定の結果、撮像部２が取得した画像データを表示部４３に表示する（図１参照）。処理部４２は、これら表示部４３に表示する情報を記憶部４１に保存する。

当該確認地点が検査における最後の確認地点でなければ（図４のステップＳ１０９でＮＯ）、処理部４２は、記憶部４１から次の確認地点の位置情報を読み出す（ステップＳ１０１に戻る）。当該確認地点が検査における最後の確認地点であれば（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、処理部４２は、処理を終了する。

特殊信号発光機検査装置１を用いた特殊信号発光機の検査において、確認地点は、例えば、既存の検査結果との一貫性を確保するため、特殊信号発光機検査装置１を用いない従来の検査における確認地点と同じとされる。確認地点の間隔が５ｍ程度と短いので、踏切道の手前８００ｍ以内の距離範囲における全ての確認地点で判定の結果が合格（ステップＳ１０６）であれば、その距離範囲に特殊信号発光機の発光を認識できない地点は無いと考えられ、検査対象の踏切道について、検査結果は合格となる。

なお、特殊信号発光機検査装置１を用いるによって、特殊信号発光機の発光が認識されるときの特殊信号発光機からの軌道に沿った距離Ｄの最大値、すなわち見通し距離が測定できる。このため、特殊信号発光機検査装置１は、「特殊信号発光機見通し測定器」とも呼ばれる。

本実施形態の特殊信号発光機検査装置１を搭載した軌陸車５は、検査中、２０ｋｍ／ｈ程度の速度で軌道上を走行する。特殊信号発光機検査装置１を用いた場合、検査に要する時間は、１箇所の踏切道当たり約３分であり、従来の検査方法と比べて約１／５の時間に短縮される。

しかしながら、確認地点の間隔が短いといえども、確認地点が離散的であるので、踏切道の手前８００ｍ以内の距離範囲における既定の確認地点以外で特殊信号発光機の発光を認識できない地点が存在する可能性が全く無いとは言い切れない。沿線の樹木や建物等の沿線環境の変化等によって確認地点以外で特殊信号発光機の発光を認識できない地点が生じることは、極めて稀と考えられるが、理論的にはあり得ることである。

そこで、本実施形態の特殊信号発光機検査装置１は、連続視認検査機能を有する。連続視認検査機能は、軌道に沿って移動中に使用される。

撮像部２は、軌道に沿って移動されながら画像データを略連続的に取得する。例えば、特殊信号発光機検査装置１を搭載した軌陸車５を２０ｋｍ／ｈで走行させ、撮像部２が画像データとして１秒に３０コマ（３０ｆｐｓ）の動画像を取得する場合、画像データを取得する間隔は、（２０×１０００／３６００）×（１／３０）≒０．１９［ｍ］であり、略連続的（実質的に連続的）である。

図５に示されるように、連続視認検査機能が使用されるとき（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、処理部４２は、撮像部２が取得した画像データ内における特殊信号発光機の発光を認識する画像処理を行う（ステップＳ２０２）。この画像処理は、リアルタイム処理である。

処理部４２は、画像データ内に特殊信号発光機の発光が１つも認識されない時間が所定時間以上継続した時（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、特殊信号発光機検査装置１に警報を出力させる。その所定時間は、運転士が特殊信号発光機の発光が消失したと認識する時間に基づき、営業運転における列車速度と検査における移動速度の相違による補正をして設定される。警報は、表示部４３への表示やブザー音等である。

処理部４２は、画像データ内に特殊信号発光機の発光が１つも認識されない時間が所定時間以上継続した時、すなわち、特殊信号発光機の発光が消失したと判定された時点から前後１０個の画像データを記憶部に保存する。保存される画像データは、異常を示す目印及び日付時刻が表示される。なお、保存する画像データの数の設定は、前後１０個に限定されない。

このような連続視認検査機能の使用開始及び使用終了は、入力部４４の操作を受けて行われるか、自動的に行われる。本実施形態では、連続視認検査機能の使用開始及び使用終了を自動的に行うために、記憶部４１は、対をなす位置情報が予め記憶される。その対をなす地点の一方は、踏切道にあり、他方は、その踏切道から軌道に沿った距離が所定の値である地点である。この所定の値は、ちょうど８００ｍとしてもよく、余裕を加えてもよい。処理部４２は、撮像部２がその対をなす地点の間にあるとき、連続視認検査機能を有効にする。

以上、本実施形態に係る特殊信号発光機検査装置１を特殊信号発光機の検査に用いることにより、処理部４２が特殊信号発光機の発光を認識する画像処理を行うので、検査結果に作業員の個人差が生じることが防がれるとともに、作業員が特殊信号発光機の発光を認識する時間が不要になるので、検査に要する時間が短縮される。

処理部４２は、各確認地点について、特殊信号発光機からの軌道に沿った距離、特殊信号発光機の発光についての判定の結果、及び撮像部２が取得した画像データを含む情報を表示部４３に表示するので、作業員は、検査の途中結果及び最終結果を容易に知ることができる。また、確認地点の位置として、特殊信号発光機からの軌道に沿った距離が表示されるので、作業員にとって、緯度経度等よりも分かり易い。

処理部４２は、表示部に表示する情報を記憶部に保存するので、作業員は、手作業で情報を記録する手間を省くことができるとともに、検査実施後にその情報を分析等に利用することができる。

特殊信号発光機検査装置１は、撮像部２が略連続的に取得した画像データ内に特殊信号発光機の発光が１つも認識されないとの判定結果が所定時間以上継続したことを検出する連続視認検査機能を有するので、既定の確認地点以外で特殊信号発光機の発光を認識できない地点があっても、それを検出することができる。

処理部４２は、予め記憶部４１に記憶された対をなす地点の間に撮像部２があるとき、連続視認検査機能を有効にするので、連続視認検査機能の使用を自動的に開始及び終了することができる。

特殊信号発光機検査装置１は、軌陸車５に搭載されるので、軌陸車５の一般道路上の走行によって踏切道まで運ばれ、踏切道からの軌陸車５の載線によって軌道上を移動することができる。また、撮像部２は、軌陸車５の車室内に設置することにより、軌道からの高さが列車に乗務している運転士の目の高さ程度になるように設置することが容易である。

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、特殊信号発光機検査装置１は、軌陸車５への搭載に限定されず、軌道自動自転車（例えば、特開２００６−３１２４１７号公報参照）等に搭載してもよい。

１ 特殊信号発光機検査装置
２ 撮像部
３ 位置情報取得部
４１ 記憶部
４２ 処理部
４３ 表示部
５ 軌陸車
Ｃ 踏切道
Ｐ 確認地点
Ｒ 軌道
Ｓ１、Ｓ２ 特殊信号発光機

Claims (7)

1. 鉄道における特殊信号発光機を検査するための特殊信号発光機検査装置であって、
   画像データを取得する撮像部と、
   前記撮像部の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   特殊信号発光機の検査における各特殊信号発光機に対する複数の確認地点の位置情報が予め記憶された記憶部と、
   前記画像データ及び位置情報を処理する処理部とを備え、
   前記撮像部は、軌道に沿って移動されながら少なくとも前記確認地点で画像データを取得し、
   前記処理部は、前記撮像部の位置情報が前記確認地点の位置情報と一致するとき、前記撮像部がその確認地点で取得した画像データ内における特殊信号発光機の発光を認識する画像処理を行い、特殊信号発光機の発光が少なくとも１つ認識されるか否かを判定することを特徴とする特殊信号発光機検査装置。
2. 前記処理部の出力が表示される表示部を備え、
   前記記憶部は、前記各確認地点ごとの特殊信号発光機からの軌道に沿った距離がさらに記憶されており、
   前記処理部は、前記各確認地点について、前記記憶部に記憶された前記距離、前記判定の結果、及び前記撮像部が取得した画像データを含む情報を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載の特殊信号発光機検査装置。
3. 前記処理部は、前記表示部に表示する前記情報を前記記憶部に保存することを特徴とする請求項２に記載の特殊信号発光機検査装置。
4. 前記撮像部は、軌道に沿って移動されながら画像データを略連続的に取得し、
   前記処理部は、前記撮像部が取得した前記画像データ内に特殊信号発光機の発光が１つも認識されないとの判定結果が所定時間以上継続したことを検出する連続視認検査機能を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の特殊信号発光機検査装置。
5. 前記記憶部は、対をなす位置情報が予め記憶され、
   前記対をなす地点の一方は、踏切道にあり、他方は、前記踏切道から軌道に沿った距離が所定の値である地点であり、
   前記処理部は、前記撮像部が前記対をなす地点の間にあるとき、前記連続視認検査機能を有効にすることを特徴とする請求項４に記載の特殊信号発光機検査装置。
6. 軌陸車に搭載され、
   前記撮像部は、前記軌陸車の前方又は後方の画像データを取得することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の特殊信号発光機検査装置。
7. 請求項６に記載の特殊信号発光機検査装置を有する軌陸車。

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