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鉄道踏切のスマート化および安全化を実現するために必要となる完全で正確な情報を提供する先進的データ収集およびIPビデオ監視技術

  • 2014.02.10

激しい交通量が存在する鉄道踏切は、接近する列車に対して障害を排除することで事故を防止するために広範にわたるアクティブ警告システムの設置にかかわらず高い事故リスクが発生しています。しかし、これらの事故は、適切の近代的な警報システムと沿線機器の導入により避けられる可能性があります。ここでは、既存の踏切をよりスマート化および安全化するために完全で正確な情報を提供する先進的なデータ収集およびIPビデオ監視技術を導入する方法について解説します。

近代的な踏切は、鉄道が普及し始めた初期の頃の近づいてくる列車に対して車や歩行者の往来のある鉄道線路の障害を避けるために鉄道職員が赤旗やランタンを振ったりした時代から長い道のりを経て現在に至っています。今日でもそうであるように19世紀の鉄道は、深く事故防止と資産の保護に危惧していました。これらの懸念に応えて鉄道は、当初の手動による警報から始まり、最終的に電気的なブームゲート(踏切遮断機)を設けることで鉄道線路から車や歩行者が利用する交通道路をブロックしました。また、クリアでシンプルなサイネージは、交通量がまばらな地域の踏切には十分でしたが交通量が多い踏切では現在、列車が踏切の近くに設置された電気的な軌道回路に近づくとトリガする電気的ブームゲート、点滅ライトおよび警報ベルを含むアクティブ警報システムが備えられています。

これらの近代的な安全対策にもかかわらず、踏切は、世界中で重大な安全性の問題を提起し続けています。実際に踏切事故は、毎年アメリカで約300人また、ヨーロッパで約400人の人命が失われています。人命の悲劇的な損失に加えて踏切事故は、高価な資産の損傷(例えば、鉄道車両、軌道、踏切機器など)、交通渋滞およびサービスの停止による不便さを引き起こします。これは、分岐器(鉄道スイッチ)といった関連する他の鉄道事故より人為ミスと交通規則違反に起因している傾向があります。人為的なミスは、排除できない障害のように見えるかもしれませんが、適切で時に正しい情報を人々に身につけさせることにより削減することができる事故原因の一つです。結果として多くの国が事故を防ぐために高度な通信および制御技術を実装することにより既存の鉄道踏切警報システムを改善する"スマート"な方法を検討しています。

CONTENTS
スマートな踏切の構築

交通事業のプロフェッショナルは、高額なスペース集約型の立体交差の踏切プロジェクトを推進する前に徹底したリスク評価を実施するためのすべてに関連するデータを揃える必要があります。より具体的には効果的な"スマート"踏切は、事故防止のための精度の高いデータの提供だけでなく衝突イベントにおける事故解析に必要なデータ完全性のための設計を必要とします。

事故予防に必要なデータの精度

踏切のアクティブ警告システムは、伝統的に電車指向でありまた、車両や歩行者がより優れた一瞬の判断を下す手助けとなるより鉄道資産の保護の対象としています。鉄道資産の状態を保護および監視が旅行の信頼度を保証し、脱線を防止するための重要な目的を達するもののスマート踏切は、より正確でリアルタイムの情報を歩行者、自動車、列車の運転手、さらには遠く離れたOCC(オペレーション・コントロール・センター)に提供します。 次の改善は、改善されたデータの正確性が踏切をよりスマートにしまた事故の予防に繋がる3つの重要な方法です。

先進的な障害物検出

風雨にさらされる踏切のクリアランスゾーンは、列車、車両、歩行者、さらには動物、風に吹かれた破片などによって共有されます。我々は常に列車、放置された自動車や歩行者との衝突を回避することが当然ですが高速で走行する列車が鹿などの動物が軌道を横断するたびに停止する必要はないかもしれません。結果として、スマート踏切システムは、現在、踏切遮断機の状態の目視検査、トラップされた物体の識別およびリアルタイムで物体の動きを監視するCCTV監視および画像処理技術の最新情報を採用しています。特に、堅牢なIPビデオカメラから高品質のビデオストリーミングを処理するために沿線のキャビネットに設置された産業グレードネットワークのビデオレコーダは、鉄道オペレータが実際の障害物がクリアランスゾーン内でオブジェクトの検出により侵入の存在と滞留時間をチェックすることにより判断を決定するのを支援するのに使用されます。

リアルタイムの機器ステータス

スマート踏切は、多くの異なる種類の資産の重要なパラメータの追跡と絶えず変化する状態を維持する必要があります。最新のRTU(リモートターミナルユニット)コントローラで構成された洗練されたデータ収集システムの増大は、今や沿線機器、オペレーティング統計および環境状況の24時間の監視を提供するために使用されています。スペースセービングの沿線キャビネット内部に収納されたコンパクトなRTUコントローラは、踏切に統合された沿線監視システムのすべての無数のI/O、イーサネット、およびシリアルインターフェースセンサを接続することができます。具体的には潜在的に遠く離れた鉄道踏切からOCCに潜在的な故障の遮断機、モータ、ライトおよび警報に関すエラーメッセージを送信することによって先進的なRTUコントローラは、鉄道オペレータに対して列車が踏切に到達する前にスピードのスローダウンまたは停止の指示することが可能となります。

LED可変メッセージ標識

軌道上の潜在的な障害物と故障機器について鉄道オペレータと列車運転手に警告のためのリアルタイムデータを提供するだけでなくスマートな踏切は、列車が近づくことに関し重要な情報を表示するLED可変メッセージ標識を導入することで車の運転手や歩行者がその場でより良い意思決定を行うことができます。例えば、気短な車の運転手は、スピードを出した列車が3秒未満で踏切に到着するということを知っているならば、運転手は、踏切を通過する前に2度よく考えるでしょう。この結果を受けてスマート警告標識は、車の運転手と歩行者が以下の問題を答えることを支援するために接近してくる列車についてリアルタイムのステータスアップデートを提供しなければなりません:

  • 列車が踏切に到達する前までの時間はどのくらい?
  • どの方向から列車が来るか?
  • 列車の速度は?
  • 列車はどのくらい離れている?
事故分析に必要なデータの完全性

不幸な事故の発生においてスマートな踏切は、事故の分析と今後の予防に必要なために鉄道オペレータ、警察、などに多くの履歴情報を提供する必要があります。これは踏切を構成するすべてのデータ収集と監視サブシステムの状態やオペレーションに関する重要なデータは、調査員が衝突事故を起こしたすべての要因を調査することができるように事故が起こる前の記録およびログを必要とすることを意味します。

24時間にわたる資産の監視

事故が機械的な故障によって引き起こされたかどうかを決定するためにスマートな踏切は、連続的に重要な資産および警告システムのコンポーネントの状態を監視するために先進的なデータ収集システムを導入しました。特に、調査員は、次の質問に答えるためおよび事故の原因を決定するために、この情報が必要とします。

  • 踏切の遮断桿がストライク・イン・タイム後に遮断するまでにどのくらいの時間がかかりましたか?
  • 警告灯と警報が正常に動作していましたか?
  • 通過した列車のスピードは?
  • 環境状態(例えば、動作温度、風速、風向)が事故において何らかの影響を与えましたか?
スマートな踏切の解析

下図は、リモートターミナルユニット堅牢なIPビデオカメラ産業用ネットワークビデオレコーダが事故防止とルートコース分析のために必要とするリアルタイムデータと履歴データの両方を提供することでスマートでより安全な踏切を構築するために使用する方法を示しています。

スマートなデータ収集

上記のスマート踏切システムにおいてMoxaのioPAC8500モジュラRTUコントローラは、警告ライト、警報ベル、電気式踏切遮断機、レーザセンサ、および近くに設置された軌道回路を含むすべてのアクティブ警報デバイスのステータスを監視するために使用されます。そのコンパクトなサイズの他に(限られたスペースの沿線キャビネットに収納するには理想的)、ioPAC8500 RTUコントローラのモジュラ設計は、アクティブ警報システムを監視するために使用するすべての異なるインターフェースの精密機器やセンサと接続するためにデジタル入力、デジタル出力、アナログ入力、抵抗温度ディテクタ、熱電対、HSPAおよびシリアルモジュールを含む多目的なI/Oモジュールをサポートしています。鉄道アプリケーションに特別に設計された以下に描写されたユニークな特長を備えた ioPAC 8500 RTUコントローラは、踏切に最適な機能を提供します。

よりスマートな監視

沿線アプリケーションのために特別に設計されたRTUコントローラを利用するだけでなく、上記のスマートな踏切は、クリアランスゾーンのビデオをMoxaの堅牢な産業用VPort 36-1MP IPカメラを使用しリアルタイムにキャプチャおよびエンコードし沿線キャビネット内のMxNVR-IA8 産業用ネットワークビデオレコーダにストリーミングされます。上記のソリューションを実現するためのMoxaのIVAソフトウェアアプリケーシによる非常に"スマート"なビデオ処理技術を備えまた、導入されるCCTVカメラおよびネットワークビデオテープレコーダは、産業認証の信頼性で設計されている必要があります。

結論

遮断ゲート、フラッシュライト、警告ベルを備えたアクティブ警報システムは、世界中の交通量の激しい踏切で使用される共通的なサイトであり鉄道と道路の交差が同一平面の踏切は、鉄道と道路交通の両方に真の危険性を提示します。同時に、それは鉄道および道路利用者の安全性を向上させるために常に実用性および必要性のないかもしれない高額な立体交差踏切を通した鉄道踏切を除去します。上述でディスカスしたスマートな踏切の例に示すようにデータ収集およびIPビデオ監視における最新の進歩は、リアルタイムおよび履歴情報の両方を使用したよりスマートで安全な踏切を実現するアクティブ警報システムを装備することができます。

言い換えれば、スマートなデータ収集およびIPビデオ監視技術は、効果的なインテリジェント踏切を構築するためのキーといえます。具体的には、ioPAC8500といった先進的なリモートターミナルユニットは、ミリセカンドレベルのタイムスタンプ、kHzレベルのアナログ入力サンプリングレートおよびデータの正確性および完全性を向上するためのプリレコーディングアナログ入力を提供することに加えて、すべてのアクティブ警報デバイスを沿線監視システムと統合するために接続することができます。さらに、VPort36-1MPとMxNVR-IA8といった産業グレードIPビデオカメラおよびネットワークビデオレコーダは、スマート監視に必要な堅牢な設計、産業認証の信頼性およびインテリジェントビデオ分析機能を提供します。適切なタイミングで適切な情報を鉄道オペレータ、車の運転手、歩行者に提供することにより不必要な列車と車との衝突を回避することができます。その結果、踏切において事故を削減するための高い予防可能なグローバルな取り組みは、事故防止と根本的な原因分析のための鉄道資産および沿線機器に関するリアルタイムおよび履歴データの両方を提供する"スマート"踏切の開発に向けて動いています。