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JP6476287B2 - Railway vehicle state monitoring device, state monitoring system, and train formation - Google Patents
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Railway vehicle state monitoring device, state monitoring system, and train formation Download PDF

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Description

本発明は、状態監視装置、状態監視システム、及び編成車両に関し、鉄道車両の状態を監視する状態監視装置及び状態監視システム、並びに当該状態監視システムを有する編成車両に適用して好適なものである。   The present invention relates to a state monitoring device, a state monitoring system, and a train knitting vehicle, and is suitable for being applied to a state monitoring device and a state monitoring system for monitoring the state of a railway vehicle, and a knitted vehicle having the state monitoring system. .

従来、鉄道車両の走行時(車両オペレーション時)には、走行安全性を確保するために、脱線、部品異常、蛇行動等の異常をいち早く察知することが重要であった。例えば、車両に乗車している運転士や乗務員が異常振動を感じたときには、車両の走行を非常停止させ、脱線等が起こっていないか車両状態を確認していた。   Conventionally, when a railway vehicle is traveling (vehicle operation), it has been important to quickly detect abnormalities such as derailment, component abnormality, and snake behavior in order to ensure traveling safety. For example, when a driver or a crew member who is in the vehicle feels abnormal vibration, the vehicle travels emergency stop and the vehicle state is checked to see if derailment or the like has occurred.

特許文献1には、軌道上を走行する鉄道車両の脱線を検出する脱線検出装置が開示されている。特許文献1に開示された脱線検出装置では、編成車両を構成する複数車両のそれぞれの車体に加速度検出手段を設置し、加速度検出手段の出力信号(加速度情報)から特定周波数帯の信号を抽出し、特定周波数帯の信号を所定時間ごとに繰り返し積分して積分値を算出し、現在の積分値と所定時間前の積分値との差とに基づいて車両の脱線を判定する(閾値判定処理)。このような脱出検出装置によれば、車両ごとに得られる加速度情報に基づいて閾値判定処理を行って脱線を判定することから、中間車両など乗務員が乗車していない車両では脱線検出が遅れるという問題を解決し、迅速かつ適切な脱線検出を可能にしようとしている。   Patent Document 1 discloses a derailment detection device that detects derailment of a railway vehicle traveling on a track. In the derailment detection device disclosed in Patent Document 1, an acceleration detection unit is installed in each vehicle body of a plurality of vehicles constituting a formation vehicle, and a signal in a specific frequency band is extracted from an output signal (acceleration information) of the acceleration detection unit. Integrate a signal in a specific frequency band repeatedly every predetermined time to calculate an integrated value, and determine vehicle derailment based on the difference between the current integrated value and the integrated value before the predetermined time (threshold determination processing) . According to such an escape detection device, derailment is determined by performing threshold determination processing based on acceleration information obtained for each vehicle, and therefore, derailment detection is delayed in a vehicle such as an intermediate vehicle in which no crew is on board. To solve the problem and enable rapid and appropriate derailment detection.

特開2002−211400号公報JP 2002-211400 A

しかし、特許文献1に開示された脱線検出装置では、各車両で検知された個別の加速度情報に対する閾値判定処理において、加速度の絶対値に基づいた閾値判定処理を行うことから、加速度の絶対値が比較的低くなる低速走行時には、異常状態が発生していることを検知できない可能性が高いという課題があった。   However, in the derailment detection device disclosed in Patent Document 1, in the threshold determination process for individual acceleration information detected by each vehicle, the threshold determination process based on the absolute value of acceleration is performed. When traveling at a low speed, which is relatively low, there is a high possibility that an abnormal state cannot be detected.

また、一般に、車両が走行するインフラ状態(具体的には例えば、軌道状態、地盤、及び気候等)は一様ではなく、車両オペレーション時の車両の走行速度も車両運行条件によって変化するため、特許文献1に開示された脱出検出装置において、このような条件を鑑みて閾値判定処理を行おうとすると、インフラ状態や走行速度等で細分化した閾値条件を設定する必要が生じ、システムが複雑になってしまうという課題があった。また、閾値条件に用いる加速度情報を収集するために時間を要するという課題もあった。   In general, the infrastructure state (specifically, for example, the track state, the ground, the climate, etc.) in which the vehicle travels is not uniform, and the traveling speed of the vehicle during vehicle operation varies depending on the vehicle operating conditions. In the escape detection device disclosed in Document 1, if threshold determination processing is performed in view of such conditions, it is necessary to set threshold conditions that are subdivided according to the infrastructure state, traveling speed, and the like, and the system becomes complicated. There was a problem that it would end up. Another problem is that it takes time to collect acceleration information used for the threshold condition.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、車両の異常状態を監視して、車両オペレーション時の走行安全性を向上させることができる状態監視装置及び状態監視システム、並びに当該状態監視システムを有する編成車両を提案しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above points. A state monitoring device and a state monitoring system capable of monitoring an abnormal state of a vehicle and improving driving safety during vehicle operation, and the state monitoring system. An attempt is made to propose an organized vehicle having

かかる課題を解決するため本発明においては、編成車両を構成する複数の車両(例えば、後述の車両11A〜11N)にそれぞれセンサ(同、振動加速度センサ17A〜17N)が搭載され、それぞれの前記センサからのセンサ信号(同、センサ信号171A〜171N)に基づいて車両の状態監視を行う状態監視装置であって、前記センサが搭載された複数の車両のセンサ信号を検出する信号検出処理部(同、振動加速度検出処理部101)と、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号から当該センサ信号に対応する車両のデータを抽出するデータ抽出部(同、フィルタ処理部102)と、前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータに基づいて1つの基準値を抽出し、当該基準値に対する各車両のデータの比率を演算する振幅比率演算処理部(同、振幅比率演算処理部103)と、前記振幅比率演算処理部による演算の結果に基づいて、各車両の異常状態の有無を判定する閾値判定処理部(同、閾値判定処理部104)と、を備える鉄道車両の状態監視装置(同、状態監視装置100)が提供される。この鉄道車両の状態監視装置において、前記データ抽出部は、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号に対して、抽出する周波数帯域を限定するバンドパスフィルタを適用させる第1のフィルタ処理と、抽出するデータ長を限定する窓フィルタを適用させる第2のフィルタ処理とを行うことによって、前記それぞれのセンサ信号に対応する車両のデータを抽出する。また、前記第2のフィルタ処理において、前記窓フィルタを適用する時間幅は、前記振幅比率演算処理部による演算に必要なデータ量を過不足なく抽出できるように、前記編成車両の車両速度に基づいて変動され、かつ、前記窓フィルタを適用する位相は、当該窓フィルタの適用によって抽出される各車両のデータの検出位置が全車両で一致するように、前記編成車両の車両速度に基づいて車両ごとに変位される。 In order to solve such a problem, in the present invention, sensors (vibration acceleration sensors 17A to 17N) are respectively mounted on a plurality of vehicles (for example, vehicles 11A to 11N described later) constituting the formation vehicle, and each of the sensors Is a state monitoring device that monitors the state of a vehicle based on sensor signals (same as above, sensor signals 171A to 171N), and a signal detection processing unit (same as above) that detects sensor signals of a plurality of vehicles on which the sensors are mounted. , Vibration acceleration detection processing unit 101), data extraction unit (filter processing unit 102) for extracting vehicle data corresponding to the sensor signal from each sensor signal detected by the signal detection processing unit, One reference value is extracted based on the data of each vehicle extracted by the data extraction unit, and the data of each vehicle with respect to the reference value is extracted. An amplitude ratio calculation processing unit (amplitude ratio calculation processing unit 103) that calculates a rate, and a threshold determination processing unit that determines the presence or absence of an abnormal state of each vehicle based on the result of the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit ( The railway vehicle state monitoring device (state monitoring device 100) is provided. In the railway vehicle state monitoring apparatus, the data extraction unit applies a band-pass filter that limits a frequency band to be extracted to each sensor signal detected by the signal detection processing unit. Then, vehicle data corresponding to each of the sensor signals is extracted by performing a second filter process that applies a window filter that limits the data length to be extracted. In the second filter processing, the time width during which the window filter is applied is based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the amount of data necessary for the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit can be extracted without excess or deficiency. And the phase to which the window filter is applied is based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the detection positions of the data of each vehicle extracted by the application of the window filter match in all vehicles. Is displaced every time.

また、かかる課題を解決するため本発明においては、編成車両を構成する複数の車両にそれぞれ搭載されるセンサと、前記センサと通信可能に接続され、それぞれの前記センサからのセンサ信号に基づいて車両の状態監視を行う状態監視装置と、を備え、前記状態監視装置は、前記センサが搭載された複数の車両のセンサ信号を検出する信号検出処理部と、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号から当該センサ信号に対応する車両のデータを抽出するデータ抽出部と、前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータに基づいて1つの基準値を抽出し、当該基準値に対する各車両のデータの比率を演算する振幅比率演算処理部と、前記振幅比率演算処理部による演算の結果に基づいて、各車両の異常状態の有無を判定する閾値判定処理部と、を備えることを特徴とする鉄道車両の状態監視システム(例えば、後述の状態監視システム1)が提供される。この鉄道車両の状態監視システムにおいて、前記状態監視装置の前記データ抽出部は、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号に対して、抽出する周波数帯域を限定するバンドパスフィルタを適用させる第1のフィルタ処理と、抽出するデータ長を限定する窓フィルタを適用させる第2のフィルタ処理とを行うことによって、前記それぞれのセンサ信号に対応する車両のデータを抽出する。また、前記第2のフィルタ処理において、前記窓フィルタを適用する時間幅は、前記振幅比率演算処理部による演算に必要なデータ量を過不足なく抽出できるように、前記編成車両の車両速度に基づいて変動され、かつ、前記窓フィルタを適用する位相は、当該窓フィルタの適用によって抽出される各車両のデータの検出位置が全車両で一致するように、前記編成車両の車両速度に基づいて車両ごとに変位される。 Further, in order to solve such a problem, in the present invention, a sensor mounted on each of a plurality of vehicles constituting a formation vehicle, and a vehicle connected to the sensor so as to be communicable and based on a sensor signal from each sensor. A state monitoring device that monitors the state of the signal, and the state monitoring device detects a sensor signal of a plurality of vehicles on which the sensor is mounted, and each detected by the signal detection processing unit A data extraction unit for extracting vehicle data corresponding to the sensor signal from the sensor signal, and extracting one reference value based on the data of each vehicle extracted by the data extraction unit, and each vehicle corresponding to the reference value Based on the result of the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit and the amplitude ratio calculation processing unit, the presence or absence of an abnormal state of each vehicle is calculated. Condition monitoring system (e.g., condition monitoring system 1 described later) of the rail vehicle, characterized in that it comprises a threshold determination processing unit for a constant, is provided. In this railway vehicle state monitoring system, the data extraction unit of the state monitoring device applies a bandpass filter that limits a frequency band to be extracted to each sensor signal detected by the signal detection processing unit. By performing a first filter process and a second filter process that applies a window filter that limits the length of data to be extracted, vehicle data corresponding to each of the sensor signals is extracted. In the second filter processing, the time width during which the window filter is applied is based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the amount of data necessary for the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit can be extracted without excess or deficiency. And the phase to which the window filter is applied is based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the detection positions of the data of each vehicle extracted by the application of the window filter match in all vehicles. Is displaced every time.

また、かかる課題を解決するため本発明においては、複数の車両が連結して構成される編成車両であって、前記編成車両を構成する複数の車両にそれぞれ搭載されるセンサと、前記センサと通信可能に接続され、それぞれの前記センサからのセンサ信号に基づいて車両の状態監視を行う状態監視装置と、を備え、前記状態監視装置は、前記センサが搭載された複数の車両のセンサ信号を検出する信号検出処理部と、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号から当該センサ信号に対応する車両のデータを抽出するデータ抽出部と、前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータに基づいて1つの基準値を抽出し、当該基準値に対する各車両のデータの比率を演算する振幅比率演算処理部と、前記振幅比率演算処理部による演算の結果に基づいて、各車両の異常状態の有無を判定する閾値判定処理部と、を備え、前記閾値判定処理部による異常状態の判定結果を前記編成車両の各車両で共有することを特徴とする編成車両(例えば、後述する第3の実施形態における編成車両)が提供される。この編成車両において、前記状態監視装置の前記データ抽出部は、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号に対して、抽出する周波数帯域を限定するバンドパスフィルタを適用させる第1のフィルタ処理と、抽出するデータ長を限定する窓フィルタを適用させる第2のフィルタ処理とを行うことによって、前記それぞれのセンサ信号に対応する車両のデータを抽出する。また、前記第2のフィルタ処理において、前記窓フィルタを適用する時間幅は、前記振幅比率演算処理部による演算に必要なデータ量を過不足なく抽出できるように、前記編成車両の車両速度に基づいて変動され、かつ、前記窓フィルタを適用する位相は、当該窓フィルタの適用によって抽出される各車両のデータの検出位置が全車両で一致するように、前記編成車両の車両速度に基づいて車両ごとに変位される。 Further, in order to solve such a problem, in the present invention, a knitted vehicle configured by connecting a plurality of vehicles, each of the sensors mounted on the plurality of vehicles constituting the knitted vehicle, and communication with the sensors. And a state monitoring device that monitors the state of the vehicle based on sensor signals from the sensors, and the state monitoring device detects sensor signals of a plurality of vehicles on which the sensors are mounted. A signal detection processing unit, a data extraction unit for extracting vehicle data corresponding to the sensor signal from each sensor signal detected by the signal detection processing unit, and data of each vehicle extracted by the data extraction unit An amplitude ratio calculation processing unit that extracts one reference value based on the above and calculates a ratio of each vehicle data to the reference value, and the amplitude ratio calculation processing unit And a threshold value determination processing unit that determines the presence or absence of an abnormal state of each vehicle based on the result of the calculation, and sharing the determination result of the abnormal state by the threshold value determination processing unit among the vehicles of the trained vehicle. A featured knitted vehicle (for example, a knitted vehicle in a third embodiment described later) is provided. In this knitted vehicle, the data extraction unit of the state monitoring device applies a bandpass filter that limits a frequency band to be extracted to each sensor signal detected by the signal detection processing unit. The vehicle data corresponding to each of the sensor signals is extracted by performing a process and a second filter process that applies a window filter that limits the data length to be extracted. In the second filter processing, the time width during which the window filter is applied is based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the amount of data necessary for the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit can be extracted without excess or deficiency. And the phase to which the window filter is applied is based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the detection positions of the data of each vehicle extracted by the application of the window filter match in all vehicles. Is displaced every time.

本発明によれば、運転士や乗務員が乗車していない車両に対しても異常状態の監視を可能にし、車両オペレーション時の走行安全性を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to monitor an abnormal state even for a vehicle on which a driver or a crew member is not on board, and improve traveling safety during vehicle operation.

第1の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システムの全体構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an example of the overall configuration of a railway vehicle state monitoring system according to a first embodiment. 図1に示す状態監視装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware structural example of the state monitoring apparatus shown in FIG. 第1の実施形態における異常検知処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of the abnormality detection process in 1st Embodiment. 第1の実施形態における異常検知処理の処理イメージを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process image of the abnormality detection process in 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システムの全体構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of whole structure of the state monitoring system of the rail vehicle which concerns on 2nd Embodiment. 図5に示す状態監視装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware structural example of the state monitoring apparatus shown in FIG. 第2の実施形態における異常検知処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of the abnormality detection process in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における振幅比率演算処理の一例を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating an example of the amplitude ratio calculation process in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における振幅比率演算処理の一例を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating an example of the amplitude ratio calculation process in 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システムによる異常検知処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of the abnormality detection process by the state monitoring system of the rail vehicle which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態における基準値生成処理の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the reference value production | generation process in 3rd Embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明による実施形態を説明する。なお、各図において、共通な機能を有する構成要素には同一の番号を付与し、その重複する説明を省略する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same number is given to the component which has a common function, and the duplicate explanation is omitted.

(1)第1の実施形態
(1−1)状態監視システムの構成
図1は、本発明の第1の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システム(状態監視システム1)の全体構成例を示すブロック図である。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of State Monitoring System FIG. 1 shows an example of the overall configuration of a railway vehicle state monitoring system (state monitoring system 1) according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram.

図1において、編成車両10は、連結された複数の車両11(11A〜11N)から構成される。これらの複数の車両11は、運転士90が搭乗して運転操作を行う先頭車両11Aと、その後方に接続される中間車両11B〜11Nとに分けることができる。なお、図示はしないが、編成車両10は、先頭車両11Aと反対側の末尾に後尾車両を備えてもよい。このとき、先頭車両11Aと後尾車両との間に中間車両11B〜11Nが接続(編成)される。また、後尾車両は中間車両11B〜11Nに含まれる(すなわち、中間車両11B〜11Nの1つである)と捉えてもよい。   In FIG. 1, the formation vehicle 10 includes a plurality of connected vehicles 11 (11A to 11N). The plurality of vehicles 11 can be divided into a leading vehicle 11A on which a driver 90 gets on and performs a driving operation, and intermediate vehicles 11B to 11N connected behind the leading vehicle 11A. Although not shown, the trained vehicle 10 may include a tail vehicle at the end opposite to the leading vehicle 11A. At this time, the intermediate vehicles 11B to 11N are connected (knitted) between the leading vehicle 11A and the trailing vehicle. Further, the rear vehicle may be regarded as being included in the intermediate vehicles 11B to 11N (that is, one of the intermediate vehicles 11B to 11N).

先頭車両11Aを例に、車両11の構成を説明する。図1によれば、先頭車両11Aは、車体12及び台車13を備えて構成され、車体12及び台車13は空気ばね14等のサスペンションによって支持される。台車13は、台車13の枠組に相当する台車枠15と、回転可能な2本の輪軸16とを含んで構成され、輪軸16が軌道上を走行することによって、先頭車両11Aが移動する。なお、図1では、車両11Bの輪軸16が軌道(水平方向の実線)から外れた破線上にあるように記載されているが、これは、編成車両10のうち車両11Bが脱線状態であることを示しており、輪軸16が軌道上にあるように記載されたその他の車両11A,11N等は脱線していない。   The configuration of the vehicle 11 will be described by taking the leading vehicle 11A as an example. According to FIG. 1, the leading vehicle 11 </ b> A includes a vehicle body 12 and a carriage 13, and the vehicle body 12 and the carriage 13 are supported by a suspension such as an air spring 14. The carriage 13 includes a carriage frame 15 corresponding to the framework of the carriage 13 and two rotatable wheel shafts 16, and the leading vehicle 11 </ b> A moves as the wheel shafts 16 travel on the track. In FIG. 1, the wheel shaft 16 of the vehicle 11 </ b> B is described as being on a broken line that is off the track (solid line in the horizontal direction), but this is because the vehicle 11 </ b> B of the trained vehicle 10 is in a derailed state. The other vehicles 11A, 11N, etc. described so that the wheel shaft 16 is on the track are not derailed.

なお、本明細書では、各車両11A〜11Nで共通する構成について、特定の車両に限定して示す場合には、対象の車両11A〜11Nと同じ添字(英大文字)を付けて表記することがある。具体的には例えば、先頭車両11Aの車体12は、車体12Aと表記することができ、中間車両11Bの車体12は、車体12Bと表記することができる。他の構成についても同様であり、以後は説明を省略する。   In the present specification, when a configuration common to each of the vehicles 11A to 11N is limited to a specific vehicle, the same subscript (uppercase letter) as that of the target vehicles 11A to 11N may be added. is there. Specifically, for example, the vehicle body 12 of the leading vehicle 11A can be expressed as a vehicle body 12A, and the vehicle body 12 of the intermediate vehicle 11B can be expressed as a vehicle body 12B. The same applies to other configurations, and a description thereof will be omitted.

先頭車両11Aの車体12Aには、編成車両10を運転するための運転台18が設けられている。運転士90が先頭車両11Aに搭乗して運転台18を操作することによって、編成車両10が走行する。運転士90によって編成車両10が運転されている状態を車両オペレーション時と呼ぶ。なお、中間車両11B〜11Nは、運転台18が設けられていないこと以外は、先頭車両11Aとほぼ同様の構成を備える。   A cab 18 for driving the formation vehicle 10 is provided on the vehicle body 12A of the leading vehicle 11A. The trained vehicle 10 travels when the driver 90 gets on the leading vehicle 11A and operates the cab 18. A state in which the trained vehicle 10 is being driven by the driver 90 is referred to as vehicle operation time. The intermediate vehicles 11B to 11N have substantially the same configuration as the leading vehicle 11A except that the cab 18 is not provided.

また、車体12Aには、編成車両10の進行方向に対して上下、左右、あるいは前後方向の車体12Aの振動加速度を検出する振動加速度センサ17Aが設けられ、振動加速度センサ17Aによる検出結果は、センサ信号171Aとして状態監視装置100に出力される。図1では、編成車両10を構成する各車両11A〜11Nにおいて、車体12A〜12Nの床面に同様の振動加速度センサ17A〜17Nが設置されることが示されている。各振動加速度センサ17A〜17Nによる検出結果は、センサ信号171(個別には171A〜171N)として状態監視装置100に出力される。   Further, the vehicle body 12A is provided with a vibration acceleration sensor 17A for detecting vibration acceleration of the vehicle body 12A in the up / down, left / right or front / rear direction with respect to the traveling direction of the knitted vehicle 10, and the detection result by the vibration acceleration sensor 17A is a sensor The signal is output to the state monitoring apparatus 100 as a signal 171A. FIG. 1 shows that similar vibration acceleration sensors 17A to 17N are installed on the floor surfaces of the vehicle bodies 12A to 12N in the vehicles 11A to 11N constituting the formation vehicle 10. The detection results by the vibration acceleration sensors 17A to 17N are output to the state monitoring apparatus 100 as sensor signals 171 (individually 171A to 171N).

なお、図1では、編成車両10を構成する各車両11A〜11Nにおいて、車体12A〜12Nの床面に振動加速度センサ17A〜17Nが設置されることが示されているが、本発明の状態監視システムにおける振動加速度センサ17の設置構成はこれに限定するものではなく、少なくとも2以上の車両11において、それぞれ1個以上の振動加速度センサ17が設置されればよい。また、振動加速度センサ17の設置位置についても、車体12に限定されるものではなく、例えば、台車13の台車枠15又は輪軸16に設置されてもよいし、その他、各車両11に搭載される電気部品や機器部品等に設置されてもよく、さらに言えば、乗客が立ち入らない場所(例えば、運転室や乗務員室、床下など)に設置されることが好ましい。   In FIG. 1, it is shown that the vibration acceleration sensors 17A to 17N are installed on the floor surfaces of the vehicle bodies 12A to 12N in each of the vehicles 11A to 11N constituting the formation vehicle 10, but the state monitoring of the present invention is performed. The installation configuration of the vibration acceleration sensor 17 in the system is not limited to this, and one or more vibration acceleration sensors 17 may be installed in each of at least two or more vehicles 11. Further, the installation position of the vibration acceleration sensor 17 is not limited to the vehicle body 12. For example, the vibration acceleration sensor 17 may be installed on the bogie frame 15 or the wheel shaft 16 of the bogie 13 or mounted on each vehicle 11. It may be installed in an electrical component, an equipment component, or the like. In addition, it is preferably installed in a place where a passenger does not enter (for example, a driver's cab, a crew cabin, or under the floor).

また、図1では、振動加速度センサ17の設置個数は、車両1台につき1個で示されているが、本発明はこれに限定するものではなく、1台の車両11に複数の振動加速度センサ17が設置されるようにしてもよい。但し、このような場合、同一車両内から複数のセンサ信号が状態監視装置100に出力されると、状態監視装置100における異常検知処理(詳細は後述する)の処理負担が大きくなることが予想されるため、車両11又は状態監視装置100のなかで、同一車両内で出力された複数のセンサ信号を1つのセンサ信号に纏めるなどの処理を行わせることが好ましい。   In FIG. 1, the number of installed vibration acceleration sensors 17 is shown as one for each vehicle. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of vibration acceleration sensors are installed in one vehicle 11. 17 may be installed. However, in such a case, if a plurality of sensor signals are output from the same vehicle to the state monitoring device 100, it is expected that the processing load of abnormality detection processing (details will be described later) in the state monitoring device 100 increases. Therefore, in the vehicle 11 or the state monitoring device 100, it is preferable to perform processing such as combining a plurality of sensor signals output in the same vehicle into one sensor signal.

状態監視装置100の構成について説明する。状態監視装置100は、状態監視システム1に含まれる構成であって、例えば、先頭車両11A等の特定車両の機器室内や床下に設置される。なお、状態監視装置100は、必ずしも編成車両10内に設置されなくてもよく、例えば、編成車両10と通信可能な管制室等に設置されるなどしてもよい。状態監視装置100は、振動加速度検出処理部101、フィルタ処理部102、振幅比率演算処理部103、閾値判定処理部104、アラーム発生処理部105、及びデータ記録処理部106を備えている。   A configuration of the state monitoring apparatus 100 will be described. The state monitoring device 100 is included in the state monitoring system 1 and is installed, for example, in the equipment room or under the floor of a specific vehicle such as the leading vehicle 11A. Note that the state monitoring device 100 does not necessarily have to be installed in the trained vehicle 10, and may be installed in a control room or the like that can communicate with the trained vehicle 10, for example. The state monitoring apparatus 100 includes a vibration acceleration detection processing unit 101, a filter processing unit 102, an amplitude ratio calculation processing unit 103, a threshold determination processing unit 104, an alarm generation processing unit 105, and a data recording processing unit 106.

状態監視装置100を構成する各処理部における詳細な処理内容については、図3,図4を参照しながら後述するが、状態監視装置100における信号の入出力の概要は以下の通りである。   Detailed processing contents in each processing unit constituting the state monitoring apparatus 100 will be described later with reference to FIGS. 3 and 4. The outline of signal input / output in the state monitoring apparatus 100 is as follows.

振動加速度検出処理部101は、振動加速度センサ11A〜11Nから入力されるセンサ信号171(個別には171A〜171N)に基づいて、振動加速度信号172(個別には172A〜172N)をフィルタ処理部102に出力する。フィルタ処理部102は、振動加速度検出処理部101から入力される信号に基づいて、フィルタ処理後の振動加速度信号173(個別には173A〜173N)を振幅比率演算処理部103に出力する。振幅比率演算処理部103は、フィルタ処理部102から入力される信号に基づいて、振幅比率信号174(個別には174B〜174N)を閾値判定処理部104に出力する。閾値判定処理部104は、振幅比率演算処理部103から入力される信号に基づいて、判定処理結果信号175(個別には175B〜175N)をアラーム発生処理部105に出力する。アラーム発生処理部105は、閾値判定処理部104から入力される信号に基づいて、アラーム信号176をデータ記録処理部106及び運転台18に出力する。そして、データ記録処理部106は、アラーム発生処理部から入力された信号に基づいて、データを記録し、運転台18は、アラーム発生処理部から入力された信号に基づいて、必要に応じて警告等の出力を行う。   The vibration acceleration detection processing unit 101 filters the vibration acceleration signal 172 (individually 172A to 172N) based on the sensor signal 171 (individually 171A to 171N) input from the vibration acceleration sensors 11A to 11N. Output to. Based on the signal input from the vibration acceleration detection processing unit 101, the filter processing unit 102 outputs the vibration acceleration signal 173 after filtering (173 A to 173 N individually) to the amplitude ratio calculation processing unit 103. The amplitude ratio calculation processing unit 103 outputs an amplitude ratio signal 174 (individually 174B to 174N) to the threshold determination processing unit 104 based on the signal input from the filter processing unit 102. The threshold determination processing unit 104 outputs a determination processing result signal 175 (individually, 175B to 175N) to the alarm generation processing unit 105 based on the signal input from the amplitude ratio calculation processing unit 103. The alarm generation processing unit 105 outputs an alarm signal 176 to the data recording processing unit 106 and the cab 18 based on the signal input from the threshold determination processing unit 104. The data recording processing unit 106 records data based on the signal input from the alarm generation processing unit, and the cab 18 warns as necessary based on the signal input from the alarm generation processing unit. Etc. are output.

図2は、図1に示す状態監視装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。図2に示すように、状態監視装置100は、プロセッサ110を搭載している。プロセッサ110は、計算機であって、CPU(Central Processing Unit)111、RAM(Random Access Memory)112、インターフェース113、ROM(Read Only Memory)114、及びカードコネクタ115を備えている。状態監視装置100の各処理部(101〜106)による処理は、プロセッサ110(主にCPU111)によって実現される。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the state monitoring apparatus illustrated in FIG. As shown in FIG. 2, the state monitoring apparatus 100 includes a processor 110. The processor 110 is a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 111, a RAM (Random Access Memory) 112, an interface 113, a ROM (Read Only Memory) 114, and a card connector 115. Processing by each processing unit (101 to 106) of the state monitoring device 100 is realized by the processor 110 (mainly the CPU 111).

CPU111は、プログラムによってプロセッサ110内を制御する中央処理装置であって、バス116を介してインターフェース113、RAM112、ROM114、及びカードコネクタ115に接続される。RAM112及びROM114は、データを記憶可能な記憶装置である。インターフェース113は、車両11(11A〜11N)に設置される振動加速度センサ17(17A〜17N)と接続され、運転台18とも接続される。   The CPU 111 is a central processing unit that controls the inside of the processor 110 by a program, and is connected to the interface 113, RAM 112, ROM 114, and card connector 115 via the bus 116. The RAM 112 and the ROM 114 are storage devices that can store data. The interface 113 is connected to the vibration acceleration sensor 17 (17A to 17N) installed in the vehicle 11 (11A to 11N), and is also connected to the cab 18.

カードコネクタ115には記憶媒体であるメモリーカード117が装着可能であって、プロセッサ110(特にCPU111)は、カードコネクタ115に装着されたメモリーカード117に対してデータの記憶あるいは読出を行わせることができる。なお、カードコネクタ115は、装着されたメモリーカード117を運転士等が直接取り出せるような位置、例えば状態監視装置100の表面等に設けられるようにしてもよい。また、状態監視装置100の構成例において、カードコネクタ115及びメモリーカード117は一例に過ぎず、データを記憶可能な記憶媒体を接続可能な構成を備えていればよい。   A memory card 117 as a storage medium can be attached to the card connector 115, and the processor 110 (particularly the CPU 111) can cause the memory card 117 attached to the card connector 115 to store or read data. it can. Note that the card connector 115 may be provided at a position where the driver or the like can directly take out the attached memory card 117, for example, on the surface of the state monitoring device 100. Further, in the configuration example of the state monitoring apparatus 100, the card connector 115 and the memory card 117 are merely examples, and it is only necessary to have a configuration capable of connecting a storage medium capable of storing data.

また、状態監視装置100は、状態監視装置100の稼働状態や、編成車両10における異常状態の検知結果を表示するために、表面にLED(Light Emitting Diode)等の表示器を備えるようにしてもよい。また、状態監視装置100の表面には、状態監視装置100の状態をリセットするためのスイッチを設けるようにしてもよいし、状態装置100内の各処理部(図1参照)の処理において適用される種々のパラメータを設定するためのケーブル等を接続するためのコネクタを、設けるようにしてもよい。   In addition, the state monitoring device 100 may be provided with a display device such as an LED (Light Emitting Diode) on the surface in order to display the operating state of the state monitoring device 100 and the detection result of the abnormal state in the trained vehicle 10. Good. In addition, a switch for resetting the state of the state monitoring device 100 may be provided on the surface of the state monitoring device 100, and may be applied in processing of each processing unit (see FIG. 1) in the state device 100. A connector for connecting a cable or the like for setting various parameters may be provided.

(1−2)異常状態の検知処理
図3は、第1の実施形態における異常検知処理の手順例を示すフローチャートである。図3に示す異常検知処理は、鉄道車両(図1の編成車両10)の異常状態を検知するために状態監視装置100のプロセッサ110(主にCPU111)によって実行される。以下では、図3を参照しながら、異常検知処理を詳しく説明する。
(1-2) Abnormal State Detection Processing FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure example of the abnormality detection processing according to the first embodiment. The abnormality detection process shown in FIG. 3 is executed by the processor 110 (mainly the CPU 111) of the state monitoring apparatus 100 in order to detect an abnormal state of the railway vehicle (the train set 10 in FIG. 1). Hereinafter, the abnormality detection process will be described in detail with reference to FIG.

まず、ステップS100において、各車両11(11A〜11N)に設置された振動加速度センサ17(17A〜17N)から振動加速度検出処理部101に、センサ信号171(個別には171A〜171N)が入力される。   First, in step S100, a sensor signal 171 (individually 171A to 171N) is input to the vibration acceleration detection processing unit 101 from the vibration acceleration sensor 17 (17A to 17N) installed in each vehicle 11 (11A to 11N). The

ステップS101では、振動加速度検出処理部101が、入力されたセンサ信号171A〜171Nのそれぞれに対して、事前に設定された所定の周波数帯域幅のみを通過させるフィルタ(バンドパスフィルタ)を適用させることによって、所定の周波数帯域幅のみで構成される振動加速度信号172(個別には172A〜172N)を抽出し、当該信号をフィルタ処理部102に出力する。   In step S101, the vibration acceleration detection processing unit 101 applies a filter (band-pass filter) that passes only a predetermined frequency bandwidth set in advance to each of the input sensor signals 171A to 171N. Thus, a vibration acceleration signal 172 (individually 172A to 172N) configured only with a predetermined frequency bandwidth is extracted, and the signal is output to the filter processing unit 102.

ステップS102では、フィルタ処理部102が、入力された振動加速度信号172A〜172Nのそれぞれに対して、事前に設定された固定データ長(時間幅)で振動加速度信号を抽出するフィルタ(窓フィルタ)を適用させることによって、フィルタ処理後の振動加速度信号173(個別には173A〜173N)を抽出し、当該信号を振幅比率演算処理部103に出力する。なお、振動加速度信号172との混同を避けるため、以降では、フィルタ処理後の振動加速度信号173を窓フィルタリング信号173と呼ぶ。   In step S102, the filter processing unit 102 extracts a filter (window filter) that extracts a vibration acceleration signal with a preset fixed data length (time width) for each of the input vibration acceleration signals 172A to 172N. By applying this, the vibration acceleration signal 173 after filtering (173 A to 173 N individually) is extracted, and the signal is output to the amplitude ratio calculation processing unit 103. In order to avoid confusion with the vibration acceleration signal 172, hereinafter, the vibration acceleration signal 173 after filtering is referred to as a window filtering signal 173.

ステップS103,S104では、振幅比率演算処理部103が振幅比率演算処理を行う。まず、ステップS103では、振幅比率演算処理部103が、入力された窓フィルタリング信号173A〜173Nのそれぞれに対して、二乗平均平方根(RMS:Root Mean Square)値である振動加速度RMS値(車両ごとの振動加速度RMS値)を演算する。振動加速度RMS値の詳細な演算方法例としては、例えば、窓フィルタによって抽出された固定データ長の時間幅のなかに複数の算出点を設定し、当該複数の算出点における振動加速度について、RMS値を演算すればよい(具体的には例えば、後の図4に示すRMS値185A〜185Nに相当する)。   In steps S103 and S104, the amplitude ratio calculation processing unit 103 performs an amplitude ratio calculation process. First, in step S103, the amplitude ratio calculation processing unit 103 applies a vibration acceleration RMS value (RMS: Root Mean Square) value for each of the input window filtering signals 173A to 173N (for each vehicle). (Vibration acceleration RMS value) is calculated. As a detailed calculation method example of the vibration acceleration RMS value, for example, a plurality of calculation points are set in the time width of the fixed data length extracted by the window filter, and the RMS value is calculated for the vibration acceleration at the plurality of calculation points. May be calculated (specifically, for example, corresponding to the RMS values 185A to 185N shown in FIG. 4 later).

ステップS104では、振幅比率演算処理部103が、ステップS103で算出した車両ごとの振動加速度RMS値を用いて、車両ごとの振幅比率(RMS値振幅比率)を演算する。具体的には例えば、振幅比率演算処理部103は、先頭車両11Aの振動加速度RMS値を基準として、その他の車両(中間車両11B〜11N)におけるそれぞれの振動加速度RMS値の比率を演算する。振幅比率演算処理部103は、当該演算結果に基づいて、中間車両11B〜11NのRMS値振幅比率に基づく振幅比率信号174(個別には174B〜174N)を閾値判定処理部104に出力する。なお、車両総数がNのときに先頭車両11Aの振動加速度RMS値を基準とした場合、車両11AのRMS値振幅比率は演算しなくても常に「1」となるため、敢えて閾値判定処理部104に出力する必要はない。したがって、ステップS104の計算処理の結果、閾値判定処理部104には、N−1個の振幅比率信号174B〜174Nが出力される。   In step S104, the amplitude ratio calculation processing unit 103 calculates an amplitude ratio (RMS value amplitude ratio) for each vehicle using the vibration acceleration RMS value for each vehicle calculated in step S103. Specifically, for example, the amplitude ratio calculation processing unit 103 calculates the ratio of the respective vibration acceleration RMS values in the other vehicles (intermediate vehicles 11B to 11N) with reference to the vibration acceleration RMS value of the leading vehicle 11A. Based on the calculation result, the amplitude ratio calculation processing unit 103 outputs an amplitude ratio signal 174 (individually, 174B to 174N) based on the RMS value amplitude ratio of the intermediate vehicles 11B to 11N to the threshold determination processing unit 104. Note that when the total number of vehicles is N and the vibration acceleration RMS value of the leading vehicle 11A is used as a reference, the RMS value amplitude ratio of the vehicle 11A is always “1” even if it is not calculated. There is no need to output to. Therefore, as a result of the calculation process in step S104, N−1 amplitude ratio signals 174B to 174N are output to the threshold determination processing unit 104.

なお、ステップS104における計算処理の別例として、先頭車両11Aの振動加速度RMS値を基準値としてその他の車両(中間車両11B〜11N)の振動加速度RMS値との差分の絶対値を算出し、当該算出結果に基づく信号を閾値判定処理部104に出力するようにしてもよい。   As another example of the calculation process in step S104, the absolute value of the difference between the vibration acceleration RMS values of the other vehicles (intermediate vehicles 11B to 11N) is calculated using the vibration acceleration RMS value of the leading vehicle 11A as a reference value. A signal based on the calculation result may be output to the threshold determination processing unit 104.

また、上記のステップS103,S104では、振動加速度RMS値を用いた計算処理例を説明したが、RMS値以外を用いた計算処理を行ってもよく、具体的には例えば、フィルタ処理部102から入力された窓フィルタリング信号173に基づいて、平均値、最大値、中央値、あるいは、パワースペクトル密度(PSD:Power Spectrum Density)の積算値(面積)などを演算するようにし、基準車両(例えば先頭車両11A)の演算値とその他の車両(中間車両11B〜11N)の演算値との振幅比率を算出するようにしてもよい。   In the above-described steps S103 and S104, the calculation processing example using the vibration acceleration RMS value has been described. However, calculation processing using a value other than the RMS value may be performed. Specifically, for example, from the filter processing unit 102 Based on the input window filtering signal 173, an average value, maximum value, median value, integrated value (area) of power spectrum density (PSD) is calculated, and the reference vehicle (for example, the head) The amplitude ratio between the calculated value of the vehicle 11A) and the calculated values of the other vehicles (intermediate vehicles 11B to 11N) may be calculated.

ステップS105では、閾値判定処理部104が、振幅比率演算処理部103から入力された振幅比率信号174(174B〜174N)に対して、事前に設定しておいた閾値に基づいた閾値判定処理を実行する。具体的な閾値判定処理としては、例えば、振幅比率をレベル分けしておき所定のレベルを閾値として、当該閾値のレベルを超過しているか否かを判定する。また例えば、閾値のレベルを超過した時間(閾値超過時間)が所定時間を超過したか否かを判定する。そして、閾値判定処理部104は、それぞれの振幅比率信号174に対する判定結果に基づく判定処理結果信号175(個別には175B〜175N)をアラーム発生処理部105に出力する。   In step S <b> 105, the threshold determination processing unit 104 executes threshold determination processing based on a preset threshold for the amplitude ratio signal 174 (174 </ b> B to 174 </ b> N) input from the amplitude ratio calculation processing unit 103. To do. As specific threshold determination processing, for example, the amplitude ratio is divided into levels, and a predetermined level is used as a threshold, and it is determined whether or not the threshold level is exceeded. Also, for example, it is determined whether or not the time that exceeds the threshold level (threshold excess time) exceeds a predetermined time. Then, the threshold determination processing unit 104 outputs a determination processing result signal 175 (individually, 175B to 175N) based on the determination result for each amplitude ratio signal 174 to the alarm generation processing unit 105.

ステップS106では、アラーム発生処理部105が、閾値判定処理部104から入力された判定処理結果信号175(175B〜175N)に基づいて、警告(アラーム)を発生させるアラーム発生処理を実行する。アラーム発生処理においてアラームの発生を行う場合には、アラーム発生処理部105は、アラーム信号176をデータ記録処理部106及び運転台18に出力する。   In step S <b> 106, the alarm generation processing unit 105 executes alarm generation processing for generating a warning (alarm) based on the determination processing result signal 175 (175 </ b> B to 175 </ b> N) input from the threshold determination processing unit 104. When an alarm is generated in the alarm generation processing, the alarm generation processing unit 105 outputs an alarm signal 176 to the data recording processing unit 106 and the cab 18.

なお、アラーム信号176は、少なくとも異常状態が検知された車両を特定可能な通知であればよいが、さらに多くのアラーム情報が含まれることが好ましい。具体的には例えば、アラーム対象の中間車両11(すなわち、ステップS105の閾値判定処理で閾値を超過したと判定された振幅比率信号174に対応する中間車両11)を特定可能な情報や、アラーム対象の中間車両11で検出された振動加速度などをアラーム情報とすることが想定される。   The alarm signal 176 may be any notification that can identify at least the vehicle in which the abnormal state is detected, but it is preferable that more alarm information is included. Specifically, for example, information that can specify the alarm target intermediate vehicle 11 (that is, the intermediate vehicle 11 corresponding to the amplitude ratio signal 174 determined to have exceeded the threshold value in the threshold determination processing in step S105), or the alarm target It is assumed that the vibration acceleration detected by the intermediate vehicle 11 is alarm information.

運転台18では、アラーム信号176が入力されると、警告表示(アラーム表示)が行われ、異常状態が発生していることを運転士や乗務員に通知する。アラーム信号176が上記のアラーム情報を含む場合には、当該アラーム情報が運転台18に表示されることが好ましい。   When the alarm signal 176 is input to the cab 18, a warning display (alarm display) is performed to notify the driver and the crew that an abnormal state has occurred. When the alarm signal 176 includes the above alarm information, the alarm information is preferably displayed on the cab 18.

一方、データ記録処理部106は、アラーム発生処理部105から入力されたアラーム信号176(又は当該信号に含まれるアラーム情報)を状態監視装置100内の記憶媒体(例えば、メモリーカード117)に記録する(ステップS107)。さらに、データ記録処理部106は、アラーム信号176と合わせて、各種の車両情報(例えば、アラーム対象の中間車両11における車内カメラの映像や各種機器の状態など)を上記記憶媒体に記録することが好ましい。   On the other hand, the data recording processing unit 106 records the alarm signal 176 (or alarm information included in the signal) input from the alarm generation processing unit 105 in a storage medium (for example, a memory card 117) in the state monitoring device 100. (Step S107). Further, the data recording processing unit 106 can record various types of vehicle information (for example, images of the in-vehicle camera in the alarm target intermediate vehicle 11 and the state of various devices) together with the alarm signal 176 in the storage medium. preferable.

このように、図3のステップS100〜S106に示した処理が行われることによって、状態監視装置100は、編成車両10を構成する複数の車両11A〜11Nに対して、特定車両(例えば先頭車両11A)を基準とした振動加速度の相対値(例えばRMS値振幅比率)に基づいて、各車両11の状態を判定し、異常状態を検知することができる。   As described above, by performing the processing shown in steps S100 to S106 of FIG. 3, the state monitoring apparatus 100 determines the specific vehicle (for example, the leading vehicle 11A) with respect to the plurality of vehicles 11A to 11N constituting the formation vehicle 10. ) Based on the relative value of vibration acceleration (for example, RMS value amplitude ratio), the state of each vehicle 11 can be determined and an abnormal state can be detected.

図4は、第1の実施形態における異常検知処理の処理イメージを説明するための図である。図4(a)〜(c)は、先頭車両11Aの振動加速度センサ17Aから出力されるセンサ信号171Aに基づく「振動加速度A」の処理イメージを示し、図4(d)〜(f)は、中間車両11Bの振動加速度センサ17Bから出力されるセンサ信号171Bに基づく「振動加速度B」の処理イメージを示し、図4(g)〜(i)は、中間車両11Nの振動加速度センサ17Nから出力されるセンサ信号171Nに基づく「振動加速度N」の処理イメージを示す。そして、図4(j)は、先頭車両11Aを基準としたときの中間車両11B,11Nの振幅比率(RMS値振幅比率)の処理イメージを示す。以下では、図4(a)〜(c),(j)について詳しく説明し、同様の処理が行われる図4(d)〜(f),(g)〜(i)については説明を省略する。   FIG. 4 is a diagram for explaining a processing image of the abnormality detection processing in the first embodiment. 4A to 4C show processing images of “vibration acceleration A” based on the sensor signal 171A output from the vibration acceleration sensor 17A of the leading vehicle 11A. FIGS. The processing image of “vibration acceleration B” based on the sensor signal 171B output from the vibration acceleration sensor 17B of the intermediate vehicle 11B is shown, and FIGS. 4G to 4I are output from the vibration acceleration sensor 17N of the intermediate vehicle 11N. The processing image of “vibration acceleration N” based on the sensor signal 171N. FIG. 4J shows a processing image of the amplitude ratio (RMS value amplitude ratio) of the intermediate vehicles 11B and 11N when the leading vehicle 11A is used as a reference. In the following, FIGS. 4 (a) to (c) and (j) will be described in detail, and descriptions of FIGS. 4 (d) to (f) and (g) to (i) where similar processing is performed will be omitted. .

図4(a)は、図3のステップS100に相当する処理イメージであり、振動加速度センサ17Aから状態監視装置100の振動加速度検出処理部101に時々刻々と入力されるセンサ信号171Aによって示される先頭車両11Aの振動加速度Aを示している。図4(a)に示される振動加速度A(181A)は、後述の各処理が行われる前の所謂「生の波形」であり、様々な周波数の振動加速度を含んでいる。   FIG. 4A is a processing image corresponding to step S100 in FIG. 3, and the head indicated by the sensor signal 171A that is input from the vibration acceleration sensor 17A to the vibration acceleration detection processing unit 101 of the state monitoring device 100 every moment. The vibration acceleration A of the vehicle 11A is shown. The vibration acceleration A (181A) shown in FIG. 4A is a so-called “raw waveform” before each processing described later is performed, and includes vibration accelerations of various frequencies.

図4(b)は、図3のステップS101に相当する処理イメージであり、図4(a)に示された生の波形の振動加速度181Aに対して、事前に設定された所定の周波数帯域幅のみを通過させるバンドパスフィルタ182を適用させることを示している。   FIG. 4B is a processing image corresponding to step S101 of FIG. 3, and a predetermined frequency bandwidth set in advance for the vibration acceleration 181A of the raw waveform shown in FIG. 4A. It is shown that a band pass filter 182 that passes only the filter is applied.

図4(c)は、図3のステップS102〜S103に相当する処理イメージである。まず、生の波形の振動加速度181Aにバンドパスフィルタ182を適用することで抽出される、フィルタ処理後の振動加速度A(183A)に対して、事前に設定された固定データ長(時間幅)の窓フィルタ184が適用される(ステップS102)。そして、窓フィルタ184の適用によって抽出された振動加速度183Aについて、複数の算出点における振動加速度を基に、振動加速度AのRMS値185Aが演算される(ステップS103)。図4(c)では、振動加速度AのRMS値185Aの具体値として「p」が例示されている。   FIG. 4C is a processing image corresponding to steps S102 to S103 in FIG. First, a fixed data length (time width) set in advance with respect to the vibration acceleration A (183A) after filtering, which is extracted by applying the bandpass filter 182 to the vibration acceleration 181A of the raw waveform. A window filter 184 is applied (step S102). Then, for the vibration acceleration 183A extracted by application of the window filter 184, the RMS value 185A of the vibration acceleration A is calculated based on the vibration acceleration at a plurality of calculation points (step S103). In FIG. 4C, “p” is illustrated as a specific value of the RMS value 185A of the vibration acceleration A.

図4(a)〜(c)と同様に、図4(d)〜(f)では中間車両11Bで検出された振動加速度B(図4(d)の振動加速度181B)についてRMS値185B(具体値「q」)が演算され、図4(g)〜(i)では中間車両11Nで検出された振動加速度N(図4(g)の振動加速度181N)についてRMS値185N(具体値「r」)が演算される。なお、図示はされていないが、その他の中間車両11についても、同様に、RMS値が演算される。これら各車両11について演算された振動加速度のRMS値を用いて、図4(j)では、車両ごとのRMS値振幅比率が演算される(ステップS104)。   As in FIGS. 4A to 4C, in FIGS. 4D to 4F, the RMS value 185B (specifically, the vibration acceleration B detected by the intermediate vehicle 11B (vibration acceleration 181B in FIG. 4D)) is specified. 4 (g) to (i), the RMS value 185N (specific value “r”) for the vibration acceleration N detected by the intermediate vehicle 11N (vibration acceleration 181N in FIG. 4 (g)) is calculated. ) Is calculated. Although not shown, RMS values are similarly calculated for the other intermediate vehicles 11 as well. Using the RMS value of the vibration acceleration calculated for each vehicle 11, in FIG. 4 (j), the RMS value amplitude ratio for each vehicle is calculated (step S104).

図4(j)は、図3のステップS104〜S105に相当する処理イメージである。図4(j)の縦軸はRMS値振幅比率を示し、横軸は時間経過を示す。図4(j)には、閾値判定処理で用いられる閾値187(具体値「k」)も示されている。図4(j)において、RMS値振幅比率186Bは、振動加速度AのRMS値185Aを基準とした振動加速度BのRMS値185Bの振幅比率であり、具体値では「q/p」となる。同様に、RMS値振幅比率186Nは、振動加速度AのRMS値185Aを基準とした振動加速度NのRMS値185Nの振幅比率であり、具体値では「r/p」となる。なお、前述したように、振動加速度Aに関するRMS値振幅比率は、「p/p」、すなわち「1」となる。   FIG. 4J shows a processing image corresponding to steps S104 to S105 in FIG. In FIG. 4 (j), the vertical axis represents the RMS value amplitude ratio, and the horizontal axis represents the passage of time. FIG. 4J also shows a threshold value 187 (specific value “k”) used in the threshold determination process. In FIG. 4J, the RMS value amplitude ratio 186B is the amplitude ratio of the RMS value 185B of the vibration acceleration B with reference to the RMS value 185A of the vibration acceleration A, and is “q / p” as a specific value. Similarly, the RMS value amplitude ratio 186N is the amplitude ratio of the RMS value 185N of the vibration acceleration N with reference to the RMS value 185A of the vibration acceleration A, and is “r / p” as a specific value. As described above, the RMS value amplitude ratio related to the vibration acceleration A is “p / p”, that is, “1”.

ここで、図4に示した例では、振動加速度AのRMS値185Aに比べて、振動加速度BのRMS値185Bは、比較的大きな値となっており(図4(f))、振動加速度NのRMS値185Nは、ほぼ同様の値となっている(図4(i))。このため、図4(j)では、振動加速度Nに関するRMS値振幅比率186N(時間Xtにおいて「r/p」)よりも振動加速度Bに関するRMS値振幅比率186B「q/p」のほうが大きな値となっている。そして、図4(j)に示した閾値「k」とそれぞれのRMS値振幅比率186(個別には186B〜186N)を比較することによって、閾値に基づいた閾値判定処理が実行される(ステップS105)。   Here, in the example shown in FIG. 4, the RMS value 185B of the vibration acceleration B is relatively larger than the RMS value 185A of the vibration acceleration A (FIG. 4 (f)), and the vibration acceleration N The RMS value 185N is almost the same value (FIG. 4 (i)). Therefore, in FIG. 4J, the RMS value amplitude ratio 186B “q / p” for the vibration acceleration B is larger than the RMS value amplitude ratio 186N for the vibration acceleration N (“r / p” at time Xt). It has become. Then, the threshold value “k” shown in FIG. 4J is compared with the respective RMS value amplitude ratios 186 (individually, 186B to 186N) to execute threshold value determination processing based on the threshold value (step S105). ).

図4(j)の場合、時間Xtにおける振動加速度Bに関するRMS値振幅比率186B(「q/p」)は、閾値187(「k」)を超過していることから、異常と判定する。すなわち、振動加速度Bの検出元である振動加速度センサ17Bが搭載された中間車両11Bにおいて異常が発生した(異常状態である)ことを検知できる。   In the case of FIG. 4J, the RMS value amplitude ratio 186B (“q / p”) related to the vibration acceleration B at time Xt exceeds the threshold value 187 (“k”), and thus is determined to be abnormal. That is, it can be detected that an abnormality has occurred in the intermediate vehicle 11B on which the vibration acceleration sensor 17B that is the detection source of the vibration acceleration B is mounted (it is in an abnormal state).

なお、本発明における閾値判定処理では、振動加速度センサ17A〜17Nの設置箇所や振動加速度の検出方向(例えば、進行方向に対して、上下、左右、前後方向)、及び状態監視装置100内の各処理部における設定パラメータ、あるいは、異常状態と判定されたRMS値振幅比率186のレベルに応じて、異常の内容を選別することもできる。   In the threshold value determination process according to the present invention, the installation location of the vibration acceleration sensors 17A to 17N, the detection direction of vibration acceleration (for example, up / down, left / right, front / rear direction with respect to the traveling direction), and each in the state monitoring apparatus 100 The content of the abnormality can be selected according to the setting parameter in the processing unit or the level of the RMS value amplitude ratio 186 determined to be an abnormal state.

(1−3)第1の実施形態による効果
以上に説明したように、第1の実施形態の状態監視システム1(又は状態監視装置100)によれば、編成車両10を構成する複数車両11(11A〜11N)に搭載された振動加速度センサ17(17A〜17N)を用いて、運転士90が乗車する車両(先頭車両11A)における振動加速度のセンサ信号171Aを基準に、運転士90が乗車していない他の車両(中間車両11B〜11Nなど)における振動加速度を相対的に判定することによって、当該他の車両において発生する異常状態(例えば、車両の脱線に限らず、車両又はインフラ状態の不具合、及び蛇行動など)を検知することができる。
(1-3) Effects of First Embodiment As described above, according to the state monitoring system 1 (or the state monitoring device 100) of the first embodiment, the multiple vehicles 11 ( 11A to 11N) using the vibration acceleration sensor 17 (17A to 17N), the driver 90 gets on the basis of the vibration acceleration sensor signal 171A in the vehicle on which the driver 90 rides (leading vehicle 11A). The relative acceleration of vibration acceleration in other vehicles (intermediate vehicles 11B to 11N, etc.) that have not been detected causes abnormal states (for example, not only vehicle derailment but also vehicle or infrastructure conditions) to occur in the other vehicles. , And snake behavior).

ここで、第1の実施形態の状態監視システム1(又は状態監視装置100)は、図3の異常検知処理において異常状態を判定する際、編成車両内の振動加速度の相対値を用いることを特徴としている。   Here, the state monitoring system 1 (or the state monitoring device 100) of the first embodiment uses a relative value of vibration acceleration in the knitted vehicle when determining an abnormal state in the abnormality detection processing of FIG. It is said.

仮に、振動加速度の絶対値に基づいた判定を行うとした場合(例えば、特許文献1)、低速走行時には、車両振動が小さくなる傾向があるため、検出される振動加速度も小さくなってしまい、低速脱線のような異常状態を検知し難いという課題があった。また、車両走行時のインフラ状態が良好ではない場合には、編成車両全体で比較的大きな車両振動が発生するため、車両異常ではないにも拘わらず状態異常を検知してしまうおそれもあった。このような課題を解決するために、走行速度やインフラ状態に応じて種々の設定(例えば閾値の設定変更など)を行おうとすれば、より複雑な処理が必要となってプロセッサの処理負担に繋がってしまう。また、閾値設定のために網羅的にデータ収集する必要も生じることから、実用性が著しく低下してしまう。   If the determination based on the absolute value of the vibration acceleration is performed (for example, Patent Document 1), the vehicle vibration tends to decrease during low-speed traveling, so that the detected vibration acceleration also decreases, resulting in a low speed. There was a problem that it was difficult to detect an abnormal state such as derailment. Further, when the infrastructure state during vehicle running is not good, relatively large vehicle vibrations are generated in the entire trained vehicle, and there is a possibility that the state abnormality is detected although it is not a vehicle abnormality. In order to solve such a problem, if various settings (for example, changing the threshold setting) are performed in accordance with the traveling speed and the infrastructure state, more complicated processing is required, leading to a processing burden on the processor. End up. In addition, since it is necessary to collect data comprehensively for setting the threshold value, the practicality is significantly reduced.

これに対し、第1の実施形態の状態監視システム1(又は状態監視装置100)は、図4で処理イメージを示したように、運転士90が乗車している特定車両(先頭車両21)を基準とした各車両の振動加速度の相対値(RMS値振幅比率186)を用いて異常検知処理を行うことから、例えば低速運転時であったとしても、また、インフラ状態が良好でなかったとしても、車両間の振動加速度に差異があれば検知することができる。すなわち、第1の実施形態の状態監視システム1(又は状態監視装置100)によれば、車両速度やインフラ状態による全車両への影響を除外し得るため、上記の課題を解決しながら高精度で異常状態を検知することができ、車両オペレーション時の走行安全性を向上させることができる。   On the other hand, the state monitoring system 1 (or the state monitoring device 100) of the first embodiment, as shown in the processing image in FIG. 4, determines the specific vehicle (leading vehicle 21) on which the driver 90 is riding. Since abnormality detection processing is performed using the relative value of vibration acceleration of each vehicle as a reference (RMS value amplitude ratio 186), for example, even during low-speed driving, or even if the infrastructure condition is not good If there is a difference in vibration acceleration between vehicles, it can be detected. That is, according to the state monitoring system 1 (or the state monitoring device 100) of the first embodiment, the influence on the entire vehicle due to the vehicle speed and the infrastructure state can be excluded, so the above problem can be solved with high accuracy. An abnormal state can be detected, and driving safety during vehicle operation can be improved.

また、第1の実施形態の状態監視システム1(又は状態監視装置100)は、異常状態を検知した場合に運転士90等にアラームを通知することによって、異常状態から引き起こされ得る重大事故を未然に防ぐことが期待できる。すなわち、本実施形態の状態監視システム1(又は状態監視装置100)は、運転士や乗務員が乗車していない車両に対しても異常状態の監視を可能にし、車両オペレーション時の走行安全性を向上させることができる。   In addition, the state monitoring system 1 (or the state monitoring apparatus 100) according to the first embodiment notifies the driver 90 or the like of an alarm when an abnormal state is detected, thereby causing a serious accident that may be caused from the abnormal state. Can be expected to prevent. That is, the state monitoring system 1 (or the state monitoring device 100) according to the present embodiment enables monitoring of an abnormal state even for a vehicle on which a driver or a crew member is not on board, and improves traveling safety during vehicle operation. Can be made.

また、本実施形態の状態監視システム1(又は状態監視装置100)によれば、上述したように編成車両10を構成する車両11における異常状態の検知を可能にすることによって、編成車両10が走行するインフラ状態の不具合を察知することができる。そして、インフラ状態の不具合を早期に察知できればインフラの整備が容易となることから、インフラの信頼性を向上させる効果を奏する。   Further, according to the state monitoring system 1 (or the state monitoring device 100) of the present embodiment, the formation vehicle 10 travels by enabling detection of an abnormal state in the vehicle 11 constituting the formation vehicle 10 as described above. It is possible to detect a malfunction of the infrastructure state to be performed. In addition, if the failure of the infrastructure state can be detected at an early stage, the infrastructure can be easily maintained, so that the reliability of the infrastructure is improved.

(2)第2の実施形態
(2−1)状態監視システムの構成
図5は、第2の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システム(状態監視システム2)の全体構成例を示すブロック図である。
(2) Second Embodiment (2-1) Configuration of State Monitoring System FIG. 5 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a railway vehicle state monitoring system (state monitoring system 2) according to the second embodiment. is there.

以下では、図5を参照しながら、状態監視システム2の構成について、図1に示した状態監視システム1との相違点を中心に説明する。なお、第2の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システム2において、第1の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システム1と共通する番号が付された構成は、状態監視システム1と共通する構成を示すものとし、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, the configuration of the state monitoring system 2 will be described with reference to FIG. 5, focusing on differences from the state monitoring system 1 shown in FIG. In addition, in the railway vehicle state monitoring system 2 according to the second embodiment, configurations having the same numbers as those in the railway vehicle state monitoring system 1 according to the first embodiment are common to the state monitoring system 1. The configuration is shown, and detailed description thereof is omitted.

図5において、編成車両20は、複数の車両21から構成され、具体的には、先頭車両21Aと中間車両21B〜21N(なお、第1の実施形態と同様、後尾車両も中間車両に含める)とを備えている。図5では、車両21Bの輪軸16が軌道(水平方向の実線)から外れた破線上にあるように記載されているが、これは、編成車両20のうち車両21Bが脱線状態であることを示しており、輪軸16が軌道上にあるように記載されたその他の車両21A,21C,21N等は脱線していない。   In FIG. 5, the formation vehicle 20 is composed of a plurality of vehicles 21. Specifically, the leading vehicle 21 </ b> A and intermediate vehicles 21 </ b> B to 21 </ b> N (the rear vehicle is also included in the intermediate vehicle as in the first embodiment). And. In FIG. 5, the wheel shaft 16 of the vehicle 21 </ b> B is described as being on a broken line that deviates from the track (solid line in the horizontal direction). This indicates that the vehicle 21 </ b> B of the trained vehicle 20 is in a derailed state. The other vehicles 21A, 21C, 21N, etc. described so that the wheel shaft 16 is on the track are not derailed.

先頭車両21Aには、車両情報制御装置29Aが搭載されている。車両情報制御装置29Aは、編成車両20の全ての車両21A〜21Nに関して、車両運行中の走行速度、走行距離、走行位置(GPS情報:Global Positioning System)、及び駅情報といった車両運行上の基本情報をはじめ、編成車両20に搭載されているモータ、ブレーキ、ドア、及び空調機器等の機器状態を常時管理・制御する装置であって、例えばプログラムの実行によって制御される。   A vehicle information control device 29A is mounted on the leading vehicle 21A. The vehicle information control device 29 </ b> A relates to all the vehicles 21 </ b> A to 21 </ b> N of the formation vehicle 20, such as basic information on vehicle operation such as travel speed, travel distance, travel position (GPS information: Global Positioning System), and station information during vehicle operation. In addition, a device that constantly manages and controls the state of equipment such as a motor, a brake, a door, and an air conditioner mounted on the formation vehicle 20 is controlled by, for example, execution of a program.

また、中間車両21B〜21Nには、車両情報制御装置29B〜29Nが搭載される。車両情報制御装置29B〜29Nは、少なくともそれぞれが搭載される車両21B〜21Nについての車両運行上の基本情報や機器状態等を収集可能とする。車両情報制御装置29B〜29Nは車両情報制御装置29Aと通信可能に接続され、車両情報制御装置29Aが親機で、車両情報制御装置29B〜29Nがそれぞれ子機という関係性を有する。なお、車両情報制御装置29A及び車両情報制御装置29B〜29Nは、同等の機能を有する装置であってもよいし、親機である車両情報制御装置29Aが、車両運行上の基本情報及び機器状態等を常時管理・制御するために、子機よりも多くの機能を有する装置であってもよい。   Further, vehicle information control devices 29B to 29N are mounted on the intermediate vehicles 21B to 21N. The vehicle information control devices 29B to 29N can collect at least basic information on the vehicle operation, equipment states, and the like for the vehicles 21B to 21N on which the vehicles are mounted. The vehicle information control devices 29B to 29N are connected so as to be communicable with the vehicle information control device 29A. The vehicle information control device 29A is a master unit, and the vehicle information control devices 29B to 29N are respectively slave units. Note that the vehicle information control device 29A and the vehicle information control devices 29B to 29N may be devices having equivalent functions, and the vehicle information control device 29A that is a parent device has basic information and device status on vehicle operation. In order to constantly manage and control etc., a device having more functions than the slave unit may be used.

車両情報制御装置29A〜29Nの接続方法としては例えば、図5に示したように、隣接する車両間で車両情報制御装置29A〜29Nが互いに有線(又は無線)によって通信可能に接続されて互いの車両情報を共有できるようにすることで、車両情報制御装置29Aが全ての車両21A〜21Nに関する車両情報を把握できるようにする。または例えば、車両情報制御装置29Aが、それぞれの車両情報制御装置29B〜29Nと無線等で直接通信可能に接続されることによって、車両情報制御装置29Aが全ての車両21A〜21Nに関する車両情報を把握できるようにしてもよい。   As a method for connecting the vehicle information control devices 29A to 29N, for example, as shown in FIG. 5, the vehicle information control devices 29A to 29N are connected to each other so that they can communicate with each other by wire (or wireless). By allowing the vehicle information to be shared, the vehicle information control device 29A can grasp the vehicle information regarding all the vehicles 21A to 21N. Alternatively, for example, the vehicle information control device 29A is connected to each of the vehicle information control devices 29B to 29N so as to be directly communicable by radio or the like, so that the vehicle information control device 29A grasps vehicle information regarding all the vehicles 21A to 21N. You may be able to do it.

次に、状態監視システム2における状態監視装置200との間での信号の入出力について説明する。   Next, input / output of signals with the state monitoring apparatus 200 in the state monitoring system 2 will be described.

図5に示す状態監視システム2では、第1の実施形態の状態監視システム1(図1参照)と同様に、各車両21A〜21Nに振動加速度センサ17A〜17Nが設置されている。しかし、第2の実施形態では、振動加速度センサ17B〜17Nによる振動加速度の検出結果に基づくセンサ信号171B〜171Nは、第1の実施形態のように状態監視装置100に直接出力されるのではなく、自車両に搭載された車両情報制御装置29B〜29Nを介して、先頭車両21Aに搭載された車両情報制御装置29Aに伝送されたうえで、車両情報制御装置29Aからセンサ信号271として状態監視装置200に出力される。   In the state monitoring system 2 shown in FIG. 5, the vibration acceleration sensors 17 </ b> A to 17 </ b> N are installed in the vehicles 21 </ b> A to 21 </ b> N, similarly to the state monitoring system 1 (see FIG. 1) of the first embodiment. However, in the second embodiment, the sensor signals 171B to 171N based on the vibration acceleration detection results by the vibration acceleration sensors 17B to 17N are not directly output to the state monitoring device 100 as in the first embodiment. After being transmitted to the vehicle information control device 29A mounted on the leading vehicle 21A via the vehicle information control devices 29B to 29N mounted on the host vehicle, the state monitoring device is used as the sensor signal 271 from the vehicle information control device 29A. 200 is output.

例えば、中間車両21Bの振動加速度センサ17Bによる振動加速度の検出結果に基づくセンサ信号171Bは、車両情報制御装置29Bに伝送され、車両情報制御装置29Bと車両情報制御装置29Aとの間でやりとりされる車両情報信号270Bに含まれるなどして車両情報制御装置29Aに伝送される。なお、上述したように、車両情報制御装置29A〜29Nは隣接間で情報を共有可能であることから、車両情報制御装置29Bは、先頭車両21Aとは逆方向の全ての中間車両21C〜21Nにおけるセンサ信号171C〜171Nも取得可能であり、車両情報制御装置29Aに伝送することができる。そして、車両情報制御装置29Aは、伝送された車両情報信号270B(間接的には、車両情報信号270C〜270Nも含む)に基づいて、中間車両21B〜21Nで検出された振動加速度の情報をセンサ信号271として、状態監視装置200の振動加速度検出処理部201に入力する。   For example, the sensor signal 171B based on the vibration acceleration detection result by the vibration acceleration sensor 17B of the intermediate vehicle 21B is transmitted to the vehicle information control device 29B and exchanged between the vehicle information control device 29B and the vehicle information control device 29A. It is included in the vehicle information signal 270B and transmitted to the vehicle information control device 29A. As described above, since the vehicle information control devices 29A to 29N can share information between adjacent vehicles, the vehicle information control device 29B is used in all the intermediate vehicles 21C to 21N in the direction opposite to the leading vehicle 21A. Sensor signals 171C to 171N can also be acquired and transmitted to the vehicle information control device 29A. Then, the vehicle information control device 29A detects vibration acceleration information detected by the intermediate vehicles 21B to 21N based on the transmitted vehicle information signal 270B (indirectly including the vehicle information signals 270C to 270N). The signal 271 is input to the vibration acceleration detection processing unit 201 of the state monitoring device 200.

一方、先頭車両21Aの振動加速度センサ17Aによる振動加速度の検出結果は、第1の実施形態と同様、状態監視装置200の振動加速度検出処理部201に直接入力される。なお、第2の実施形態の状態監視システム2では、別例として、先頭車両21Aの振動加速度センサ17Aによる検出結果も車両情報制御装置29Aに伝送し、センサ信号271として振動加速度検出処理部201に入力するようにしてもよい。   On the other hand, the vibration acceleration detection result by the vibration acceleration sensor 17A of the leading vehicle 21A is directly input to the vibration acceleration detection processing unit 201 of the state monitoring device 200, as in the first embodiment. In the state monitoring system 2 of the second embodiment, as another example, the detection result by the vibration acceleration sensor 17A of the leading vehicle 21A is also transmitted to the vehicle information control device 29A, and the sensor signal 271 is transmitted to the vibration acceleration detection processing unit 201. You may make it input.

また、先頭車両21Aの車両情報制御装置29Aは、センサ信号271の他に、車両情報信号273を状態監視装置200に入力する。車両情報信号273には、車両情報制御装置29Aが共有する車両情報(例えば、車両速度情報や振動加速度センサの設置位置情報など)が含まれている。センサ信号271及び車両情報信号273が入力されることによって、状態監視装置200は、各車両における振動加速度センサの設置位置や、振動加速度を検出したときの車両速度などを把握することができる。なお、図5の例では、車両情報信号273は状態監視装置200の振幅比率演算処理部203に入力されるように示しているが、本実施形態の状態監視システム2では、状態監視装置200内の他の処理部に入力されるようにしてもよい。   Further, the vehicle information control device 29A of the leading vehicle 21A inputs the vehicle information signal 273 to the state monitoring device 200 in addition to the sensor signal 271. The vehicle information signal 273 includes vehicle information shared by the vehicle information control device 29A (for example, vehicle speed information, installation position information of the vibration acceleration sensor, etc.). By inputting the sensor signal 271 and the vehicle information signal 273, the state monitoring apparatus 200 can grasp the installation position of the vibration acceleration sensor in each vehicle, the vehicle speed when the vibration acceleration is detected, and the like. In the example of FIG. 5, the vehicle information signal 273 is shown to be input to the amplitude ratio calculation processing unit 203 of the state monitoring device 200. However, in the state monitoring system 2 of the present embodiment, It may be input to another processing unit.

図5に示すように、状態監視装置200は、状態監視システム2に含まれる構成であって、例えば、先頭車両21A等の特定車両の機器室内や床下に設置される。なお、状態監視装置200は、必ずしも編成車両20内に設置されなくてもよく、例えば、先頭車両21Aと通信可能な管制室等に設置されるなどしてもよい。状態監視装置200は、振動加速度検出処理部201、フィルタ処理部202、振幅比率演算処理部203、閾値判定処理部204、アラーム発生処理部205、及びデータ記録処理部206を備えている。各処理部による処理の詳細については、図7を参照しながら後述する。   As shown in FIG. 5, the state monitoring device 200 is included in the state monitoring system 2 and is installed, for example, in the equipment room or under the floor of a specific vehicle such as the leading vehicle 21A. It should be noted that the state monitoring device 200 does not necessarily have to be installed in the formation vehicle 20, and may be installed in a control room or the like that can communicate with the leading vehicle 21A, for example. The state monitoring apparatus 200 includes a vibration acceleration detection processing unit 201, a filter processing unit 202, an amplitude ratio calculation processing unit 203, a threshold determination processing unit 204, an alarm generation processing unit 205, and a data recording processing unit 206. Details of processing by each processing unit will be described later with reference to FIG.

状態監視装置200は、加速度センサ17Aから入力されるセンサ信号171Aと、車両情報制御装置29Aから入力されるセンサ信号271及び車両情報信号273とに基づいて、異常状態の検知処理を行い、異常状態を検知した場合にはアラーム信号276を車両情報制御装置29Aに出力する。アラーム信号276が入力された車両情報制御装置29Aは、運転台18にアラーム表示信号277を入力し、アラームを表示させる。   The state monitoring device 200 performs an abnormal state detection process based on the sensor signal 171A input from the acceleration sensor 17A, the sensor signal 271 and the vehicle information signal 273 input from the vehicle information control device 29A, and detects an abnormal state. Is detected, an alarm signal 276 is output to the vehicle information control device 29A. The vehicle information control device 29A to which the alarm signal 276 is input inputs an alarm display signal 277 to the cab 18 and displays an alarm.

図6は、図5に示す状態監視装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。図6に示す状態監視装置200のプロセッサ210は、インターフェース213に車両情報制御装置29Aが接続される点が、図2に示した状態監視装置100のプロセッサ110と異なっている。すなわち、状態監視装置200が先頭車両21Aに搭載されるとすれば、状態監視装置200が搭載されていない中間車両21B〜21Nにおける振動加速度センサ17B〜17Nからのセンサ信号は、状態監視装置200が搭載された先頭車両21Aの車両情報制御装置29Aを介してプロセッサ210に入力される。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the state monitoring apparatus illustrated in FIG. The processor 210 of the state monitoring apparatus 200 shown in FIG. 6 is different from the processor 110 of the state monitoring apparatus 100 shown in FIG. 2 in that the vehicle information control device 29A is connected to the interface 213. That is, if the state monitoring device 200 is mounted on the leading vehicle 21A, the state monitoring device 200 outputs sensor signals from the vibration acceleration sensors 17B to 17N in the intermediate vehicles 21B to 21N where the state monitoring device 200 is not mounted. The signal is input to the processor 210 via the vehicle information control device 29A of the mounted leading vehicle 21A.

このように、第2の実施形態の状態監視システム2は、先頭車両21Aだけが状態監視装置200との間での信号の入出力を行うように構成されているため、編成車両20における先頭車両21A以外の構成に左右されることなく、状態異常の検知が可能となる。また、車両情報制御装置29Aが状態監視装置200を含むようなシステム構成にするなどしてもよく、このような場合は、車両情報制御装置29Aと状態監視装置200とが一体化されることで、よりコンパクトな機器設計が可能となり、積載空間が限定される車両内に搭載しやすいという効果を奏する。   As described above, the state monitoring system 2 of the second embodiment is configured such that only the leading vehicle 21A inputs and outputs signals to and from the state monitoring device 200. A state abnormality can be detected without being influenced by the configuration other than 21A. Further, a system configuration in which the vehicle information control device 29A includes the state monitoring device 200 may be adopted. In such a case, the vehicle information control device 29A and the state monitoring device 200 are integrated. Thus, it is possible to design a more compact device, and it is easy to mount in a vehicle where the loading space is limited.

(2−2)異常状態の検知処理
図7は、第2の実施形態における異常検知処理の手順例を示すフローチャートである。図7に示す異常検知処理は、状態監視装置200のプロセッサ210(主にCPU110)によって実行される。以下では、図5に示す異常検知処理について、第1の実施形態で説明した異常検知処理(図3参照)との差異を中心に説明する。
(2-2) Abnormal State Detection Process FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a procedure of an abnormality detection process in the second embodiment. The abnormality detection process shown in FIG. 7 is executed by the processor 210 (mainly the CPU 110) of the state monitoring apparatus 200. In the following, the abnormality detection process shown in FIG. 5 will be described focusing on the difference from the abnormality detection process (see FIG. 3) described in the first embodiment.

まず、ステップS200において、各車両21(21A〜21N)に設置された振動加速度センサ27(27A〜27N)によって検出されたセンサ信号171A,271が振動加速度検出処理部201に入力される。前述したように、振動加速度センサ17Aによって検出されたセンサ信号171Aは振動加速度センサ17Aから直接入力されるが、振動加速度センサ17B〜17Nによって検出されたセンサ信号171B〜171Nは、車両情報制御装置29Aを介して、センサ信号271として入力される。   First, in step S200, sensor signals 171A and 271 detected by the vibration acceleration sensor 27 (27A to 27N) installed in each vehicle 21 (21A to 21N) are input to the vibration acceleration detection processing unit 201. As described above, the sensor signal 171A detected by the vibration acceleration sensor 17A is directly input from the vibration acceleration sensor 17A, but the sensor signals 171B to 171N detected by the vibration acceleration sensors 17B to 17N are the vehicle information control device 29A. Is input as a sensor signal 271.

そして、振動加速度検出処理部201は、センサ信号271からセンサ信号171B〜171Nを取り出すなどして、各車両21A〜21Nで検出された振動加速度を示すセンサ信号171(個別には171A〜171N)を振動加速度検出処理部201に出力する。   Then, the vibration acceleration detection processing unit 201 extracts sensor signals 171B to 171N from the sensor signal 271, and outputs sensor signals 171 (individually 171A to 171N) indicating the vibration acceleration detected in the respective vehicles 21A to 21N. Output to the vibration acceleration detection processing unit 201.

次いで、ステップS201では、振動加速度検出処理部201が、入力されたセンサ信号171A〜171Nのそれぞれに対して、バンドパスフィルタ処理を行い、振動加速度信号172(個別には172A〜172N)をフィルタ処理部202に出力する。ステップS201のバンドパスフィルタ処理は、図3のステップS101の処理と同様である。   Next, in step S201, the vibration acceleration detection processing unit 201 performs band-pass filter processing on each of the input sensor signals 171A to 171N, and filters vibration acceleration signals 172 (individually 172A to 172N). To the unit 202. The bandpass filter process in step S201 is the same as the process in step S101 in FIG.

ステップS202では、フィルタ処理部102が、入力された振動加速度信号172A〜172Nのそれぞれに対して、車両情報に基づいた窓フィルタによる変動データ長(時間幅)の振動加速度信号の抽出処理を行い、フィルタ処理後の窓フィルタリング信号173(個別には173A〜173N)を振幅比率演算処理部203に出力する。ステップS202の処理は、車両情報に基づいた窓フィルタを適用させる点で、固定データ長の窓フィルタを適用させる図3のステップS102の処理と異なる。   In step S202, the filter processing unit 102 performs, for each of the input vibration acceleration signals 172A to 172N, extraction processing of the vibration acceleration signal having a variation data length (time width) by a window filter based on the vehicle information, The filtered window filtering signal 173 (individually 173A to 173N) is output to the amplitude ratio calculation processing unit 203. The process of step S202 is different from the process of step S102 of FIG. 3 in which a window filter having a fixed data length is applied in that a window filter based on vehicle information is applied.

ここで、ステップS202の窓フィルタ処理について詳しく説明する。フィルタ処理部202は、車両情報制御装置29Aから状態監視装置200に入力された車両情報(例えば、車両速度情報及び振動加速度センサの設置位置情報など)に基づいて、振動加速度信号172A〜172Nに対する窓フィルタの適用位置及び適用範囲を変更する。   Here, the window filter processing in step S202 will be described in detail. The filter processing unit 202 is a window for vibration acceleration signals 172A to 172N based on vehicle information (for example, vehicle speed information and installation information of vibration acceleration sensors) input from the vehicle information control device 29A to the state monitoring device 200. Change the application position and range of the filter.

まず、窓フィルタの適用位置について説明する。編成車両20の走行時に発生する振動加速度は先頭車両21Aと中間車両21B〜21Nのそれぞれで走行位置が異なるものである。すなわち、例えば各車両21A〜21Nの振動加速度が同じタイミングで検出されたとして、検出時の各車両の絶対的な位置(より厳密には振動加速度センサ17A〜17Nの設置位置)は、車両の長さや車両速度によって異なるものとなる。このような車両間(振動加速度センサ間)のずれは、車両速度情報と振動加速度センサの設置位置情報とに基づいて特定することができる。   First, the application position of the window filter will be described. The vibration acceleration generated when the trained vehicle 20 travels has different travel positions in the leading vehicle 21A and the intermediate vehicles 21B to 21N. That is, for example, assuming that the vibration acceleration of each of the vehicles 21A to 21N is detected at the same timing, the absolute position of each vehicle at the time of detection (more precisely, the installation position of the vibration acceleration sensors 17A to 17N) is the length of the vehicle. It depends on the vehicle speed. Such a shift between vehicles (between vibration acceleration sensors) can be specified based on vehicle speed information and installation position information of the vibration acceleration sensor.

そこで、フィルタ処理部202は、車両速度情報と振動加速度センサの設置位置情報とに基づいて、各車両21A〜21Nの振動加速度センサ17A〜17Nが所定地点を通過するタイミングを算出し、各車両21A〜21Nで検出された振動加速度信号172A〜172Nに対して、車両ごとに窓フィルタの適用位置(位相)を変化させる。これによって、編成車両20の全車両に関する窓フィルタリング信号173(173A〜173N)について、全車両の振動加速度の検出位置(発生位置)を同一地点に一致させることができる(例えば、図8(a)〜(c)における窓フィルタ281の位置を参照)。   Therefore, the filter processing unit 202 calculates the timing at which the vibration acceleration sensors 17A to 17N of the vehicles 21A to 21N pass a predetermined point based on the vehicle speed information and the installation position information of the vibration acceleration sensor, and each vehicle 21A. With respect to the vibration acceleration signals 172A to 172N detected at ˜21N, the application position (phase) of the window filter is changed for each vehicle. As a result, with respect to the window filtering signals 173 (173A to 173N) for all the vehicles of the trained vehicle 20, the vibration acceleration detection positions (generation positions) of all the vehicles can be made to coincide with each other (for example, FIG. 8A). (Refer to the position of the window filter 281 in (c)).

このように、全車両の振動加速度の検出位置(発生位置)を所定地点で一致させることにより、本実施形態の状態監視装置200は、所定地点におけるインフラ状態(起動状態や地盤など)による影響を排除して、車両間の相互での振動加速度の差異に基づいて異常状態を検知することができるようになる。   As described above, by matching the detection positions (occurrence positions) of the vibration accelerations of all the vehicles at the predetermined points, the state monitoring apparatus 200 according to the present embodiment is affected by the infrastructure state (starting state, ground, etc.) at the predetermined points. Therefore, the abnormal state can be detected based on the difference in vibration acceleration between the vehicles.

次に、窓フィルタの適用範囲について説明する。フィルタ処理部202は、車両速度に応じて窓フィルタの適用範囲(抽出する時間幅)を変動させることによって、窓フィルタを適用することで得られるデータ量(窓フィルタリング信号173のデータ量)を調整することができる。   Next, the application range of the window filter will be described. The filter processing unit 202 adjusts the amount of data obtained by applying the window filter (the amount of data of the window filtering signal 173) by changing the window filter application range (time width to be extracted) according to the vehicle speed. can do.

例えば、車両速度が速い場合には、後の振動加速度RMS値の演算(ステップS203)において適切に演算値を算出するために必要な量の振動加速度のデータを、比較的短時間のうちに得ることができる。そこで、車両速度が速い場合には、窓フィルタによる適用範囲を通常よりも狭く(抽出する時間幅を短く)することにより、必要以上にデータ量が集積されることを抑制でき、ステップS203における振動加速度RMS値の演算量を低減させて、プロセッサ210の処理負担を軽減することができる(例えば、図9(a)〜(c)における窓フィルタ283の時間幅を参照)。   For example, when the vehicle speed is high, vibration acceleration data of an amount necessary for appropriately calculating the calculated value in the subsequent calculation of the vibration acceleration RMS value (step S203) is obtained in a relatively short time. be able to. Therefore, when the vehicle speed is high, the application range by the window filter is narrower than usual (the extraction time width is shortened), so that it is possible to suppress the accumulation of more data than necessary, and the vibration in step S203 The calculation amount of the acceleration RMS value can be reduced to reduce the processing load on the processor 210 (see, for example, the time width of the window filter 283 in FIGS. 9A to 9C).

また例えば、車両速度が遅い場合には、振動加速度RMS値を適切に算出するために必要な量の振動加速度のデータを得るために、比較的長い時間を要する。そこで、車両速度が遅い場合には、窓フィルタによる適用範囲を通常よりも広く(抽出する時間幅を長く)することにより、データ量の収集不足によって信頼度の低い振動加速度RMS値が算出されてしまうことを防止することができる(例えば、図8(a)〜(c)における窓フィルタ281の時間幅を参照)。   For example, when the vehicle speed is low, it takes a relatively long time to obtain the amount of vibration acceleration data necessary to appropriately calculate the vibration acceleration RMS value. Therefore, when the vehicle speed is slow, the range of application by the window filter is made wider than usual (the extraction time width is made longer), so that the vibration acceleration RMS value with low reliability is calculated due to insufficient collection of data amount. (See, for example, the time width of the window filter 281 in FIGS. 8A to 8C).

ステップS202の処理後、ステップS203,S204では、振幅演算処理部203が振幅比率演算処理を行う。まず、ステップS203では、入力された窓フィルタリング信号173(173A〜173N)のそれぞれに対して、各振動加速度(車両ごと)の振動加速度RMS値を演算する。そして、ステップS204では、ステップS203で算出された車両ごとの振動加速度RMS値に基づいて、車両ごとのRMS値振幅比率を演算し、中間車両11B〜11NのRMS値振幅比率に基づく振幅比率信号174(個別には174B〜174N)を閾値判定処理部204に出力する。   After the processing in step S202, in steps S203 and S204, the amplitude calculation processing unit 203 performs amplitude ratio calculation processing. First, in step S203, the vibration acceleration RMS value of each vibration acceleration (for each vehicle) is calculated for each of the input window filtering signals 173 (173A to 173N). In step S204, the RMS value amplitude ratio for each vehicle is calculated based on the vibration acceleration RMS value for each vehicle calculated in step S203, and the amplitude ratio signal 174 based on the RMS value amplitude ratio of the intermediate vehicles 11B to 11N. (Individually, 174B to 174N) are output to the threshold determination processing unit 204.

ステップS205では、閾値判定処理部204が、振幅比率演算処理部203から入力された振幅比率信号174(174B〜174N)に対して、事前に設定しておいた閾値に基づいた閾値判定処理を実行する。   In step S205, the threshold determination processing unit 204 executes threshold determination processing based on a threshold set in advance for the amplitude ratio signal 174 (174B to 174N) input from the amplitude ratio calculation processing unit 203. To do.

次いで、ステップS206では、アラーム発生処理部206が、閾値判定処理部204から入力された判定処理結果信号175(175B〜175N)に基づいて、異常状態の検知に関する警告(アラーム)を発生させるアラーム発生処理を実行する。アラーム発生処理においてアラームの発生を行う場合には、アラーム発生処理部205は、アラーム信号276をデータ記録処理部206及び車両情報制御装置29Aに出力する。アラーム信号276が入力された車両情報制御装置29Aは、運転台18にアラーム表示信号277を入力し、アラームを表示させる。アラームの表示では、具体的には例えば、異常状態が検知された車両の特定、また、検知された異常状態の種類、異常状態の判定対象とされたデータ(振動加速度)などが表示される。なお、車両情報制御装置29Aは、アラーム発生処理部206から入力されたアラーム信号276を、他の車両21B〜21Nに搭載された車両情報制御装置29B〜29Nにも転送することによって、編成車両20を構成する車両のうち車両情報制御装置29が搭載されたすべての車両21A〜21Nにおいて、異常検知処理の判定結果を共有することができる。   Next, in step S206, the alarm generation processing unit 206 generates an alarm for generating a warning (alarm) related to detection of an abnormal state based on the determination processing result signal 175 (175B to 175N) input from the threshold determination processing unit 204. Execute the process. When generating an alarm in the alarm generation process, the alarm generation processing unit 205 outputs an alarm signal 276 to the data recording processing unit 206 and the vehicle information control device 29A. The vehicle information control device 29A to which the alarm signal 276 is input inputs an alarm display signal 277 to the cab 18 and displays an alarm. In the alarm display, specifically, for example, the identification of the vehicle in which the abnormal state is detected, the type of the detected abnormal state, the data (vibration acceleration) that is the determination target of the abnormal state, and the like are displayed. The vehicle information control device 29A also transfers the alarm signal 276 input from the alarm generation processing unit 206 to the vehicle information control devices 29B to 29N mounted on the other vehicles 21B to 21N, so that the trained vehicle 20 Among the vehicles constituting the vehicle, the determination result of the abnormality detection process can be shared among all the vehicles 21A to 21N in which the vehicle information control device 29 is mounted.

最後に、ステップS207では、データ記録処理部206が、アラーム発生処理部205から入力されたアラーム信号276(又は、当該信号に含まれるアラーム情報)を状態監視装置200内の記憶媒体(例えば、メモリーカード117)に記録する。さらに、データ記録処理部206は、アラーム信号176と合わせて、各種の車両情報(例えば、アラーム対象の中間車両11における車内カメラの映像や各種機器の状態など)を上記記憶媒体に記録することが好ましい。   Finally, in step S207, the data recording processing unit 206 uses the alarm signal 276 (or alarm information included in the signal) input from the alarm generation processing unit 205 as a storage medium (for example, a memory) To card 117). Further, the data recording processing unit 206 can record various types of vehicle information (for example, video images of in-vehicle cameras and various device states in the intermediate vehicle 11 to be alarmed) together with the alarm signal 176 in the storage medium. preferable.

ステップS203〜S205,S207の処理は、図3に示したステップS103〜105の処理と同様であるため、詳細な説明を省略している。また、ステップS206で出力されるアラーム信号276が含むアラーム情報についても、図3のアラーム信号176と同様であり、説明を省略する。   Since the processing of steps S203 to S205 and S207 is the same as the processing of steps S103 to 105 shown in FIG. 3, detailed description thereof is omitted. Also, the alarm information included in the alarm signal 276 output in step S206 is the same as the alarm signal 176 in FIG.

このように、図7のステップS200〜S206に示した処理が行われることによって、状態監視装置200は、編成車両20を構成する複数の車両21A〜21Nに対して、車両情報制御装置29Aが搭載された特定車両(先頭車両21A)を基準とした振動加速度の相対値(例えばRMS値振幅比率)に基づいて、各車両21の状態を判定し、異常状態を検知することができる。   As described above, by performing the processing shown in steps S200 to S206 of FIG. 7, the state monitoring device 200 is mounted with the vehicle information control device 29A on the plurality of vehicles 21A to 21N constituting the formation vehicle 20. The state of each vehicle 21 can be determined and an abnormal state can be detected based on the relative value (for example, RMS value amplitude ratio) of vibration acceleration with the specified vehicle (leading vehicle 21A) as a reference.

図8,図9は、第2の実施形態における振幅比率演算処理の一例を説明するための図(その1,その2)である。図8は、車両速度が遅い場合の振幅比率演算処理の処理イメージであり、図9は、車両速度が速い場合の振幅比率演算処理の処理イメージである。   8 and 9 are diagrams (No. 1 and No. 2) for explaining an example of the amplitude ratio calculation process in the second embodiment. FIG. 8 is a processing image of the amplitude ratio calculation process when the vehicle speed is low, and FIG. 9 is a processing image of the amplitude ratio calculation process when the vehicle speed is high.

図8(a)は、先頭車両21Aの振動加速度センサ17Aから出力されるセンサ信号171Aに基づく「振動加速度A」に対する処理イメージであって、第1の実施形態で示した図4(c)に相当する。図8(b)は、中間車両21Bの振動加速度センサ17Bから出力されるセンサ信号171Bに基づく「振動加速度B」に対する処理イメージであって、第1の実施形態で示した図4(f)に相当する。図8(c)は、中間車両21Nの振動加速度センサ17Nから出力されるセンサ信号171Nに基づく「振動加速度N」に対する処理イメージであって、第1の実施形態で示した図4(i)に相当する。なお、図9(a)〜(c)も同様であるため、説明は省略する。   FIG. 8A is a processing image for “vibration acceleration A” based on the sensor signal 171A output from the vibration acceleration sensor 17A of the leading vehicle 21A, and is shown in FIG. 4C shown in the first embodiment. Equivalent to. FIG. 8B is a processing image for “vibration acceleration B” based on the sensor signal 171B output from the vibration acceleration sensor 17B of the intermediate vehicle 21B. FIG. 8B shows the processing image for FIG. 4F shown in the first embodiment. Equivalent to. FIG. 8C is a processing image for “vibration acceleration N” based on the sensor signal 171N output from the vibration acceleration sensor 17N of the intermediate vehicle 21N, and is the same as FIG. 4I shown in the first embodiment. Equivalent to. Note that FIGS. 9A to 9C are the same, and the description thereof is omitted.

図8(a)〜(c)では、車両速度が遅いため、適用範囲(時間幅)を通常よりも広くした窓フィルタ281が用いられている。また、窓フィルタ281の適用位置(位相)は、先頭車両21Aに対応する図8(a)よりも、後方の中間車両21Bに対応する図8(b)のほうが時間的に早い位置にされており、さらに後方の中間車両21Nに対応する図8(c)では、より時間的に早い位置にされている。このようにすることで、全ての車両21A〜21Nにおける振動加速度の検出位置(発生位置)を一致させている。   In FIGS. 8A to 8C, since the vehicle speed is low, a window filter 281 having an application range (time width) wider than usual is used. Further, the application position (phase) of the window filter 281 is set to a position earlier in time in FIG. 8B corresponding to the rear intermediate vehicle 21B than in FIG. 8A corresponding to the leading vehicle 21A. Further, in FIG. 8C corresponding to the rear intermediate vehicle 21N, the position is earlier in time. By doing in this way, the detection position (generation position) of the vibration acceleration in all the vehicles 21A-21N is made to correspond.

図8(a)〜(c)では、このような窓フィルタ281を適用することによって、長いデータ長で抽出された振動加速度183(183A〜183N)に基づいて、各車両における振動加速度RMS値282(282A〜282N)を演算することができ、演算対象のデータ量を調整することができる。そして、振幅比率演算処理部203は、このような振動加速度RMS値282A〜282Nを用いてRMS値振幅比率を算出し、閾値判定処理部204は、RMS値振幅比率に基づいて閾値判定処理を行うことができる。   8A to 8C, by applying such a window filter 281, the vibration acceleration RMS value 282 in each vehicle based on the vibration acceleration 183 (183A to 183N) extracted with a long data length. (282A to 282N) can be calculated, and the amount of data to be calculated can be adjusted. Then, the amplitude ratio calculation processing unit 203 calculates the RMS value amplitude ratio using such vibration acceleration RMS values 282A to 282N, and the threshold determination processing unit 204 performs a threshold determination process based on the RMS value amplitude ratio. be able to.

図9(a)〜(c)では、車両速度が速いため、適用範囲(時間幅)を通常よりも狭くした窓フィルタ283が用いられている。また、窓フィルタ283の適用位置(位相)は、先頭車両21Aに対応する図9(a)よりも、後方の中間車両21Bに対応する図9(b)のほうが時間的に早い位置にされており、さらに後方の中間車両21Nに対応する図9(c)では、より時間的に早い位置にされている。このようにすることで、全ての車両21A〜21Nにおける振動加速度の検出位置(発生位置)を一致させている。   In FIGS. 9A to 9C, since the vehicle speed is high, a window filter 283 whose application range (time width) is narrower than usual is used. In addition, the application position (phase) of the window filter 283 is set to a position earlier in time in FIG. 9B corresponding to the rear intermediate vehicle 21B than in FIG. 9A corresponding to the leading vehicle 21A. Further, in FIG. 9C corresponding to the intermediate vehicle 21N at the rear, the vehicle is positioned earlier in time. By doing in this way, the detection position (generation position) of the vibration acceleration in all the vehicles 21A-21N is made to correspond.

図9(a)〜(c)では、このような窓フィルタ283を適用することによって、短いデータ長で抽出された振動加速度183(183A〜183N)に基づいて、各車両における振動加速度RMS値284(284A〜284N)を演算することができ、演算対象のデータ量を調整することができる。そして、振幅比率演算処理部203は、このような振動加速度RMS値284A〜284Nを用いてRMS値振幅比率を算出し、閾値判定処理部204は、RMS値振幅比率に基づいて閾値判定処理を行うことができる。   9A to 9C, by applying such a window filter 283, based on the vibration acceleration 183 (183A to 183N) extracted with a short data length, the vibration acceleration RMS value 284 in each vehicle. (284A to 284N) can be calculated, and the amount of data to be calculated can be adjusted. Then, the amplitude ratio calculation processing unit 203 calculates the RMS value amplitude ratio using such vibration acceleration RMS values 284A to 284N, and the threshold determination processing unit 204 performs the threshold determination processing based on the RMS value amplitude ratio. be able to.

(2−3)第2の実施形態による効果
以上に説明したように、第2の実施形態の状態監視システム2(又は状態監視装置200)によれば、編成車両20を構成する複数車両21(21A〜21N)に搭載された振動加速度センサ17(17A〜17N)を用いて、特定車両(車両情報制御装置29Aが搭載された先頭車両21A)における振動加速度のセンサ信号171Aを基準に、他の車両(中間車両11B〜11N)における振動加速度を相対的に判定することによって、当該他の車両において発生する異常状態(例えば、車両の脱線、車両又はインフラ状態の不具合、及び蛇行動など)を検知することができる。
(2-3) Effects of the Second Embodiment As described above, according to the state monitoring system 2 (or the state monitoring device 200) of the second embodiment, the multiple vehicles 21 ( 21A to 21N) using the vibration acceleration sensor 17 (17A to 17N) mounted on the specific vehicle (the leading vehicle 21A on which the vehicle information control device 29A is mounted) on the basis of the vibration acceleration sensor signal 171A. By relatively determining the vibration acceleration in the vehicle (the intermediate vehicles 11B to 11N), an abnormal state (for example, derailment of the vehicle, malfunction of the vehicle or infrastructure, snake behavior, etc.) occurring in the other vehicle is detected. can do.

特に、第2の実施形態の状態監視システム2(又は状態監視装置200)では、図7の異常検知処理において、車両ごとの振動加速度の相対値(RMS値振幅比率)を算出するときの算出基準となる窓フィルタリング信号173A〜173Nについて、車両速度及び振動加速度センサの設置位置などの車両情報に基づいて、同一地点における振動加速度を抽出することができるため(図8,図9も参照)、所定地点におけるインフラ状態(起動状態や地盤など)による影響を排除して、車両間の相互での振動加速度の差異に基づいて異常状態を検知できるようになる。このように車両情報を考慮した異常状態の検知を可能にすることによって、第2の実施形態の状態監視システム2(又は状態監視装置200)は、高精度な状態監視が可能となり、車両オペレーション時の走行安全性をより向上させることができる。   In particular, in the state monitoring system 2 (or the state monitoring device 200) according to the second embodiment, a calculation criterion for calculating the relative value (RMS value amplitude ratio) of the vibration acceleration for each vehicle in the abnormality detection process of FIG. For the window filtering signals 173A to 173N to be obtained, vibration acceleration at the same point can be extracted based on vehicle information such as the vehicle speed and the installation position of the vibration acceleration sensor (see also FIGS. 8 and 9). The influence of the infrastructure state (starting state, ground, etc.) at the point is eliminated, and the abnormal state can be detected based on the difference in vibration acceleration between the vehicles. By making it possible to detect an abnormal state in consideration of vehicle information in this way, the state monitoring system 2 (or the state monitoring device 200) of the second embodiment can perform state monitoring with high accuracy and during vehicle operation. The driving safety can be further improved.

また、第2の実施形態の状態監視システム2(又は状態監視装置200)は、運転士90が乗車する先頭車両21Aに車両情報制御装置29Aが搭載される場合には、第1の実施形態の状態監視システム1(又は状態監視装置100)と同様に、「運転士90が乗車する車両における振動加速度のセンサ信号171Aを基準に、運転士90が乗車していない他の車両における振動加速度を相対的に判定する」ことから、第1の実施形態による効果も合わせて実現することができる。   Further, the state monitoring system 2 (or the state monitoring device 200) of the second embodiment is the same as that of the first embodiment when the vehicle information control device 29A is mounted on the leading vehicle 21A on which the driver 90 gets. Similar to the state monitoring system 1 (or the state monitoring device 100), “relative to vibration acceleration in other vehicles on which the driver 90 is not on board, based on the sensor signal 171A of vibration acceleration on the vehicle on which the driver 90 rides. Therefore, the effect of the first embodiment can also be realized.

(3)第3の実施形態
本発明の第3の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システムについて説明する。第3の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システムは、第1又は第2の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システムと同様の構成を流用可能であり、状態監視装置で行われる異常検知処理における一部の処理だけが異なっている。したがって、簡略のため、第1又は第2の実施形態と共通する部分は説明を省略する。ただし、第3の実施形態では、編成車両を構成する複数の車両のうち少なくとも3台以上の車両にそれぞれ振動加速度センサが設置されるものとする。
(3) Third Embodiment A railway vehicle state monitoring system according to a third embodiment of the present invention will be described. The railway vehicle state monitoring system according to the third embodiment can utilize the same configuration as the railway vehicle state monitoring system according to the first or second embodiment, and an abnormality detection process performed by the state monitoring device. Only some of the processing is different. Therefore, for the sake of brevity, description of parts common to the first or second embodiment is omitted. However, in the third embodiment, it is assumed that the vibration acceleration sensor is installed in each of at least three vehicles among a plurality of vehicles constituting the formation vehicle.

図10は、第3の実施形態に係る鉄道車両の状態監視システムによる異常検知処理の手順例を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a procedure of an abnormality detection process performed by the railway vehicle state monitoring system according to the third embodiment.

図10に示す異常検知処理では、第1又は第2の実施形態における異常検知処理のように先頭車両の振動加速度RMS値を基準値とするのではなく、全ての振動加速度RMS値に基づいて新たに基準値を決定する基準値生成処理を行う(ステップS304)。そして、この新たに決定された基準値を用いて、各車両のRMS値振幅比率を演算する(ステップS305)。   In the abnormality detection process shown in FIG. 10, the vibration acceleration RMS value of the leading vehicle is not used as a reference value as in the abnormality detection process in the first or second embodiment, but new based on all vibration acceleration RMS values. A reference value generation process for determining a reference value is performed (step S304). Then, the RMS value amplitude ratio of each vehicle is calculated using the newly determined reference value (step S305).

図10のステップS300〜S303の処理は、図3のステップS100〜S103(又は図7のステップS200〜S203)の処理と同様であり、図10のステップS306〜S308の処理は、図3のステップS105〜S107(又は図7のステップS205〜S207)の処理と同様であるため、これらの説明は省略し、ステップS304,S305だけを説明する。   The processing in steps S300 to S303 in FIG. 10 is the same as the processing in steps S100 to S103 in FIG. 3 (or steps S200 to S203 in FIG. 7). The processing in steps S306 to S308 in FIG. Since it is the same as the process of S105-S107 (or step S205-S207 of FIG. 7), these description is abbreviate | omitted and only step S304, S305 is demonstrated.

ステップS304では、振幅比率演算処理部が、ステップS303で演算した各車両の振動加速度RMS値に基づいて、振幅比率の基準値を決定する(基準値生成処理)。基準値生成処理では、各車両の振動加速度センサで検出された振動加速度の集合データから、所定の算出方法(平均値、中央値、最小値など)によって基準値が決定される。   In step S304, the amplitude ratio calculation processing unit determines a reference value of the amplitude ratio based on the vibration acceleration RMS value of each vehicle calculated in step S303 (reference value generation process). In the reference value generation process, the reference value is determined by a predetermined calculation method (average value, median value, minimum value, etc.) from the vibration acceleration set data detected by the vibration acceleration sensor of each vehicle.

図11は、第3の実施形態における基準値生成処理の一例を説明するための図である。図11では、編成車両を構成する各車両(例えば、車両11A〜11N)に対応する振動加速度RMS値371A〜371Nが示されており、その平均値が基準値381として決定されている。   FIG. 11 is a diagram for describing an example of a reference value generation process according to the third embodiment. In FIG. 11, vibration acceleration RMS values 371A to 371N corresponding to the vehicles (for example, the vehicles 11A to 11N) constituting the formation vehicle are shown, and the average value is determined as the reference value 381.

そして、ステップS305では、基準値生成処理で決定された基準値(例えば、図11の基準値381)を基準として、各車両の振動加速度RMS値(例えば、図11の振動加速度RMS値371A〜371N)の比率を演算することによって、各車両のRMS値振幅比率が算出され、当該算出結果に基づいて、各車両11A〜11Nの振幅比率信号174(個別には174A〜174N)が閾値判定処理部に出力される。   In step S305, the vibration acceleration RMS value (for example, vibration acceleration RMS value 371A to 371N in FIG. 11) of each vehicle is set with reference to the reference value (for example, the reference value 381 in FIG. 11) determined in the reference value generation process. ) To calculate the RMS value amplitude ratio of each vehicle, and based on the calculation result, the amplitude ratio signal 174 (174A to 174N individually) of each vehicle 11A to 11N is a threshold value determination processing unit. Is output.

このように、図10のステップS300〜S308に示した処理が行われることによって、第3の実施形態の状態監視装置は、編成車両を構成する複数の車両に対して、編成車両全体における振動加速度を基準とした相対値を用いて異常状態を検知することから、先頭車両等を特定車両とすることなく、汎用的に全ての個別車両の異常状態(例えば、車両の脱線、車両又はインフラ状態の不具合、及び蛇行動など)を検知することができる。   Thus, by performing the processing shown in steps S300 to S308 of FIG. 10, the state monitoring apparatus of the third embodiment performs vibration acceleration in the entire knitted vehicle with respect to a plurality of vehicles constituting the knitted vehicle. Since the abnormal state is detected using a relative value based on the above, the abnormal state of all individual vehicles (for example, vehicle derailment, vehicle or infrastructure state) Malfunction, snake behavior, etc.) can be detected.

また、第3の実施形態の状態監視システム(又は状態監視装置)によれば、車両間の振動加速度の相対値に基づいて異常状態を検知することから、第1又は第2の実施形態でも述べたように、車両速度やインフラ状態による全車両への影響を除外して高精度に異常状態を検知することができ、車両オペレーション時の走行安全性を向上させることができる。   Further, according to the state monitoring system (or state monitoring device) of the third embodiment, the abnormal state is detected based on the relative value of the vibration acceleration between the vehicles, so that it is also described in the first or second embodiment. As described above, it is possible to detect an abnormal state with high accuracy by excluding the influence on the entire vehicle due to the vehicle speed and the infrastructure state, and to improve the traveling safety during the vehicle operation.

また、第3の実施形態の状態監視システム(又は状態監視装置)によれば、編成車両を構成する個別の車両に対して汎用的に異常状態を検知できることで、編成車両が走行するインフラ状態の不具合を察知することができ、インフラ状態の不具合を早期に察知できればインフラの整備が容易となることから、インフラの信頼性を向上させる効果を奏する。   Moreover, according to the state monitoring system (or the state monitoring device) of the third embodiment, an abnormal state can be detected generically for the individual vehicles constituting the formation vehicle, so that the infrastructure state in which the formation vehicle travels can be detected. If the failure can be detected and the failure of the infrastructure state can be detected at an early stage, the infrastructure can be easily maintained, and the reliability of the infrastructure is improved.

(4)他の実施形態
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
(4) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

例えば、上記した実施形態では、車両オペレーション時の車両状態を検出するためのセンサとして、振動加速度を検出する振動加速度センサを設置し、センサ信号(振動加速度センサ信号)に基づいて異常状態を検知することについて説明したが、本発明はこれに限定されるものでない。センサの別例としては、音を検出する音センサ(例えばマイクロフォン)、ひずみを測定するひずみゲージ、熱の物理量を測定する熱電対、あるいは、車両などに加わる圧力を検出する圧力センサなどを設置することができる。そしてこのような場合、センサから出力されるセンサ信号は、それぞれ、音センサ信号、ひずみセンサ信号、熱センサ信号、または圧力センサ信号となり、本発明は、これらのセンサ信号に基づいて異常状態を検知するようにしてもよい。このように、様々な種別のセンサを利用可能とすることで、本発明は、検知したい異常状態の種別に応じて適切なセンサを用いることができるため、状態監視システムの利用範囲を拡大することができる。   For example, in the above-described embodiment, a vibration acceleration sensor that detects vibration acceleration is installed as a sensor for detecting a vehicle state during vehicle operation, and an abnormal state is detected based on the sensor signal (vibration acceleration sensor signal). However, the present invention is not limited to this. As another example of the sensor, a sound sensor (for example, a microphone) that detects sound, a strain gauge that measures strain, a thermocouple that measures a physical quantity of heat, or a pressure sensor that detects pressure applied to a vehicle or the like is installed. be able to. In such a case, the sensor signal output from the sensor is a sound sensor signal, a strain sensor signal, a thermal sensor signal, or a pressure sensor signal, respectively, and the present invention detects an abnormal state based on these sensor signals. You may make it do. In this way, by making it possible to use various types of sensors, the present invention can use an appropriate sensor according to the type of abnormal state to be detected. Can do.

なお、センサにマイクロフォンを用いる場合、マイクロフォンによる検出音を、搭載車両の内部で発生した車内音か、搭載車両の外部で発生した車外音かを区別するようにしてもよい。そして、車内音に基づく各車両の音センサ信号同士を用いて異常検知処理を行うようにすれば、インフラ状態に起因する音(主に車外音)を除外した当該処理が可能になるため、車両内部を原因とする異常状態の検知精度を高めることができる。また、車外音に基づく各車両の音センサ信号同士を用いて異常検知処理を行うようにすれば、インフラ状態に起因する音に基づいた当該処理が可能になるため、車両外部を原因とする異常状態の検知精度を高めることができる。   In the case where a microphone is used as the sensor, the detection sound by the microphone may be discriminated from the in-vehicle sound generated inside the mounted vehicle or the outside sound generated outside the mounted vehicle. If the abnormality detection process is performed using the sound sensor signals of each vehicle based on the in-vehicle sound, the process excluding the sound caused by the infrastructure state (mainly the outside sound) becomes possible. The detection accuracy of the abnormal state caused by the inside can be improved. Also, if the abnormality detection process is performed using the sound sensor signals of each vehicle based on the sound outside the vehicle, the process based on the sound caused by the infrastructure state becomes possible. The state detection accuracy can be increased.

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記憶媒体に置くことができる。   Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a storage device such as a memory, a hard disk, or an SSD (Solid State Drive), or a storage medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実施には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。   Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. In practice, it may be considered that almost all components are connected to each other.

また、本発明は、鉄道車両の状態を監視する状態監視装置及び状態監視システム、並びに当該状態監視システムを有する編成車両に適用して好適なものであるが、それらに限定されるものではなく、例えば、特定の軌道上を走行するような移動体(例えば、エレベータ、エスカレータ、鉱山用ダンプなど)に対する状態監視を行う移動体システムに適用することができる。   The present invention is suitable for application to a state monitoring device and a state monitoring system for monitoring the state of a railway vehicle, and a knitted vehicle having the state monitoring system, but is not limited thereto. For example, the present invention can be applied to a mobile body system that monitors a state of a mobile body (for example, an elevator, an escalator, a mining dump truck, etc.) that travels on a specific track.

1 状態監視システム
10,20 編成車両
11,21 車両
11A,21A 先頭車両
11B〜11N,21B〜21N 中間車両
12 車体
13 台車
14 空気ばね
15 台車枠
16 輪軸
17(17A〜17N) 振動加速度センサ
18 運転台
29(29A〜29N) 車両情報制御装置
90 運転士
100,200 状態監視装置
101,201 振動加速度検出処理部
102,202 フィルタ処理部
103,203 振幅比率演算処理部
104,204 閾値判定処理部
105,205 アラーム発生処理部
106,206 データ記録処理部
110,210 プロセッサ
111 CPU
112 RAM
113,213 インターフェース
114 ROM
115 カードコネクタ
116 バス
117 メモリーカード
171(171A〜171N)、271 センサ信号
172 振動加速度信号
173 振動加速度信号(窓フィルタリング信号)
174 振幅比率信号
175 判定処理結果信号
176 アラーム信号
270(270B〜270N),273 車両情報信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Condition monitoring system 10,20 Formation vehicle 11,21 Vehicle 11A, 21A Lead vehicle 11B-11N, 21B-21N Intermediate vehicle 12 Car body 13 Bogie 14 Air spring 15 Bogie frame 16 Wheel shaft 17 (17A-17N) Vibration acceleration sensor 18 Driving Table 29 (29A to 29N) Vehicle information control device 90 Driver 100, 200 State monitoring device 101, 201 Vibration acceleration detection processing unit 102, 202 Filter processing unit 103, 203 Amplitude ratio calculation processing unit 104, 204 Threshold determination processing unit 105 205 Alarm generation processing unit 106, 206 Data recording processing unit 110, 210 Processor 111 CPU
112 RAM
113,213 interface 114 ROM
115 Card connector 116 Bus 117 Memory card 171 (171A to 171N), 271 Sensor signal 172 Vibration acceleration signal 173 Vibration acceleration signal (window filtering signal)
174 Amplitude ratio signal 175 Determination processing result signal 176 Alarm signal 270 (270B to 270N), 273 Vehicle information signal

Claims (11)

編成車両を構成する複数の車両にそれぞれセンサが搭載され、それぞれの前記センサからのセンサ信号に基づいて車両の状態監視を行う状態監視装置であって、
前記センサが搭載された複数の車両のセンサ信号を検出する信号検出処理部と、
前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号から当該センサ信号に対応する車両のデータを抽出するデータ抽出部と、
前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータに基づいて1つの基準値を抽出し、当該基準値に対する各車両のデータの比率を演算する振幅比率演算処理部と、
前記振幅比率演算処理部による演算の結果に基づいて、各車両の異常状態の有無を判定する閾値判定処理部と、
を備え
前記データ抽出部は、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号に対して、抽出する周波数帯域を限定するバンドパスフィルタを適用させる第1のフィルタ処理と、抽出するデータ長を限定する窓フィルタを適用させる第2のフィルタ処理とを行うことによって、前記それぞれのセンサ信号に対応する車両のデータを抽出し、
前記第2のフィルタ処理において、前記窓フィルタを適用する時間幅は、前記振幅比率演算処理部による演算に必要なデータ量を過不足なく抽出できるように、前記編成車両の車両速度に基づいて変動され、かつ、前記窓フィルタを適用する位相は、当該窓フィルタの適用によって抽出される各車両のデータの検出位置が全車両で一致するように、前記編成車両の車両速度に基づいて車両ごとに変位される
ことを特徴とする鉄道車両の状態監視装置。
A state monitoring device in which sensors are mounted on each of a plurality of vehicles constituting the trained vehicle, and the state of the vehicle is monitored based on sensor signals from the sensors.
A signal detection processing unit for detecting sensor signals of a plurality of vehicles equipped with the sensors;
A data extraction unit for extracting vehicle data corresponding to the sensor signal from each sensor signal detected by the signal detection processing unit;
An amplitude ratio calculation processing unit that extracts one reference value based on the data of each vehicle extracted by the data extraction unit and calculates the ratio of the data of each vehicle with respect to the reference value;
Based on the calculation result by the amplitude ratio calculation processing unit, a threshold determination processing unit that determines the presence or absence of an abnormal state of each vehicle;
Equipped with a,
The data extraction unit limits the data length to be extracted and the first filter processing that applies a band pass filter that limits the frequency band to be extracted to each sensor signal detected by the signal detection processing unit. By performing the second filter processing that applies the window filter, the vehicle data corresponding to each of the sensor signals is extracted,
In the second filter processing, the time width for applying the window filter varies based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the amount of data necessary for the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit can be extracted without excess or deficiency. And the phase to which the window filter is applied is determined for each vehicle based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the detection positions of the data of each vehicle extracted by application of the window filter match in all vehicles. A state monitoring device for a railway vehicle, which is displaced .
前記閾値判定処理部によって異常状態が有ると判定された場合に、当該判定がなされた車両の異常状態を警告するアラーム発生処理部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1記載の状態監視装置。
The state monitoring apparatus according to claim 1, further comprising an alarm generation processing unit that warns of the abnormal state of the vehicle for which the determination is made when the threshold determination processing unit determines that there is an abnormal state.
前記編成車両を構成する複数の車両のうち、特定車両と当該特定車両以外の一般車両とに前記センサが搭載され、
前記振幅比率演算処理部は、前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータのうち、前記特定車両のデータに基づいて1つの基準値を抽出し、当該基準値に対する前記一般車両のデータの比率を演算し、
前記閾値判定処理部は、前記振幅比率演算処理部による演算の結果に基づいて、前記一般車両の異常状態の有無を判定する
ことを特徴とする請求項1記載の状態監視装置。
Among the plurality of vehicles constituting the formation vehicle, the sensor is mounted on a specific vehicle and a general vehicle other than the specific vehicle,
The amplitude ratio calculation processing unit extracts one reference value based on the data of the specific vehicle from the data of each vehicle extracted by the data extraction unit, and the ratio of the data of the general vehicle to the reference value And
The state monitoring apparatus according to claim 1, wherein the threshold determination processing unit determines whether or not there is an abnormal state of the general vehicle based on a result of the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit.
前記振幅比率演算処理部は、前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータの集合から基準値を抽出し、当該基準値に対する各車両のデータの比率を演算する
ことを特徴とする請求項1記載の状態監視装置。
The amplitude ratio calculation processing unit extracts a reference value from a set of data of each vehicle extracted by the data extraction unit, and calculates a ratio of the data of each vehicle with respect to the reference value. The state monitoring device described.
編成車両を構成する複数の車両にそれぞれ搭載されるセンサと、
前記センサと通信可能に接続され、それぞれの前記センサからのセンサ信号に基づいて車両の状態監視を行う状態監視装置と、
を備え、
前記状態監視装置は、
前記センサが搭載された複数の車両のセンサ信号を検出する信号検出処理部と、
前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号から当該センサ信号に対応する車両のデータを抽出するデータ抽出部と、
前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータに基づいて1つの基準値を抽出し、当該基準値に対する各車両のデータの比率を演算する振幅比率演算処理部と、
前記振幅比率演算処理部による演算の結果に基づいて、各車両の異常状態の有無を判定する閾値判定処理部と、を備え
前記データ抽出部は、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号に対して、抽出する周波数帯域を限定するバンドパスフィルタを適用させる第1のフィルタ処理と、抽出するデータ長を限定する窓フィルタを適用させる第2のフィルタ処理とを行うことによって、前記それぞれのセンサ信号に対応する車両のデータを抽出し、
前記第2のフィルタ処理において、前記窓フィルタを適用する時間幅は、前記振幅比率演算処理部による演算に必要なデータ量を過不足なく抽出できるように、前記編成車両の車両速度に基づいて変動され、かつ、前記窓フィルタを適用する位相は、当該窓フィルタの適用によって抽出される各車両のデータの検出位置が全車両で一致するように、前記編成車両の車両速度に基づいて車両ごとに変位される
ことを特徴とする鉄道車両の状態監視システム。
A sensor mounted on each of a plurality of vehicles constituting the formation vehicle;
A state monitoring device that is communicably connected to the sensors and that monitors the state of the vehicle based on sensor signals from the sensors;
With
The state monitoring device
A signal detection processing unit for detecting sensor signals of a plurality of vehicles equipped with the sensors;
A data extraction unit for extracting vehicle data corresponding to the sensor signal from each sensor signal detected by the signal detection processing unit;
An amplitude ratio calculation processing unit that extracts one reference value based on the data of each vehicle extracted by the data extraction unit and calculates the ratio of the data of each vehicle with respect to the reference value;
A threshold determination processing unit that determines the presence or absence of an abnormal state of each vehicle based on the result of the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit ,
The data extraction unit limits the data length to be extracted and the first filter processing that applies a band pass filter that limits the frequency band to be extracted to each sensor signal detected by the signal detection processing unit. By performing the second filter processing that applies the window filter, the vehicle data corresponding to each of the sensor signals is extracted,
In the second filter processing, the time width for applying the window filter varies based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the amount of data necessary for the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit can be extracted without excess or deficiency. And the phase to which the window filter is applied is determined for each vehicle based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the detection positions of the data of each vehicle extracted by application of the window filter match in all vehicles. A railway vehicle state monitoring system characterized by being displaced .
前記センサは、前記編成車両を構成する複数の車両のうち、運転士または乗務員が乗車する特定車両と当該特定車両以外の一般車両とにそれぞれ搭載され、
前記状態監視装置において、
前記振幅比率演算処理部は、前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータのうち、前記特定車両のデータに基づいて1つの基準値を抽出し、当該基準値に対する前記一般車両のデータの比率を演算し、
前記閾値判定処理部は、前記振幅比率演算処理部による演算の結果に基づいて、前記一般車両の異常状態の有無を判定する
ことを特徴とする請求項記載の状態監視システム。
The sensor is mounted on a specific vehicle on which a driver or a crew member rides and a general vehicle other than the specific vehicle among a plurality of vehicles constituting the formation vehicle,
In the state monitoring device,
The amplitude ratio calculation processing unit extracts one reference value based on the data of the specific vehicle from the data of each vehicle extracted by the data extraction unit, and the ratio of the data of the general vehicle to the reference value And
The state monitoring system according to claim 5, wherein the threshold determination processing unit determines the presence or absence of an abnormal state of the general vehicle based on a result of the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit.
前記状態監視装置と通信可能な前記特定車両に搭載されて編成車両を構成する各車両に関する車両情報を管理する車両情報制御装置をさらに備え、
前記一般車両に搭載された前記センサからのセンサ信号は、前記車両情報制御装置を介して前記状態監視装置に入力される
ことを特徴とする請求項記載の状態監視システム。
A vehicle information control device that manages vehicle information related to each vehicle that is mounted on the specific vehicle that can communicate with the state monitoring device and constitutes a formation vehicle;
The state monitoring system according to claim 6 , wherein a sensor signal from the sensor mounted on the general vehicle is input to the state monitoring device via the vehicle information control device.
前記センサは、前記車両の車体又は台車に設置される
ことを特徴とする請求項記載の状態監視システム。
The state monitoring system according to claim 5 , wherein the sensor is installed on a vehicle body or a carriage of the vehicle.
前記センサは、振動加速度を検出する振動加速度センサ、音を検出する音センサ、ひずみを測定するひずみゲージ、熱の物理量を測定する熱電対、又は、圧力を検出する圧力センサの少なくとも何れかである
ことを特徴とする請求項記載の状態監視システム。
The sensor is at least one of a vibration acceleration sensor that detects vibration acceleration, a sound sensor that detects sound, a strain gauge that measures strain, a thermocouple that measures a physical quantity of heat, or a pressure sensor that detects pressure. The state monitoring system according to claim 5 .
前記複数の車両に前記音センサが搭載される場合、
前記状態監視装置は、各車両の前記音センサで検出される音のうち、車両の外部で発生した車外音に基づくセンサ信号同士、又は、車両の内部で発生した車内音に基づくセンサ信号同士に基づいて、車両の状態監視を行う
ことを特徴とする請求項記載の状態監視システム。
When the sound sensors are mounted on the plurality of vehicles,
Among the sounds detected by the sound sensor of each vehicle, the state monitoring device is configured to detect sensor signals based on outside sound generated outside the vehicle or sensor signals based on in-vehicle sound generated inside the vehicle. The state monitoring system according to claim 9 , wherein state monitoring of the vehicle is performed based on the state monitoring.
複数の車両が連結して構成される編成車両であって、
前記編成車両を構成する複数の車両にそれぞれ搭載されるセンサと、
前記センサと通信可能に接続され、それぞれの前記センサからのセンサ信号に基づいて車両の状態監視を行う状態監視装置と、
を備え、
前記状態監視装置は、
前記センサが搭載された複数の車両のセンサ信号を検出する信号検出処理部と、
前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号から当該センサ信号に対応する車両のデータを抽出するデータ抽出部と、
前記データ抽出部によって抽出された各車両のデータに基づいて1つの基準値を抽出し、当該基準値に対する各車両のデータの比率を演算する振幅比率演算処理部と、
前記振幅比率演算処理部による演算の結果に基づいて、各車両の異常状態の有無を判定する閾値判定処理部と、を備え、
前記データ抽出部は、前記信号検出処理部によって検出されたそれぞれのセンサ信号に対して、抽出する周波数帯域を限定するバンドパスフィルタを適用させる第1のフィルタ処理と、抽出するデータ長を限定する窓フィルタを適用させる第2のフィルタ処理とを行うことによって、前記それぞれのセンサ信号に対応する車両のデータを抽出し、
前記第2のフィルタ処理において、前記窓フィルタを適用する時間幅は、前記振幅比率演算処理部による演算に必要なデータ量を過不足なく抽出できるように、前記編成車両の車両速度に基づいて変動され、かつ、前記窓フィルタを適用する位相は、当該窓フィルタの適用によって抽出される各車両のデータの検出位置が全車両で一致するように、前記編成車両の車両速度に基づいて車両ごとに変位され、
前記状態監視装置は、前記閾値判定処理部による異常状態の判定結果を前記編成車両の各車両で共有する
ことを特徴とする編成車両。
A knitted vehicle configured by connecting a plurality of vehicles,
A sensor mounted on each of a plurality of vehicles constituting the formation vehicle;
A state monitoring device that is communicably connected to the sensors and that monitors the state of the vehicle based on sensor signals from the sensors;
With
The state monitoring device
A signal detection processing unit for detecting sensor signals of a plurality of vehicles equipped with the sensors;
A data extraction unit for extracting vehicle data corresponding to the sensor signal from each sensor signal detected by the signal detection processing unit;
An amplitude ratio calculation processing unit that extracts one reference value based on the data of each vehicle extracted by the data extraction unit and calculates the ratio of the data of each vehicle with respect to the reference value;
A threshold determination processing unit that determines the presence or absence of an abnormal state of each vehicle based on the result of the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit,
The data extraction unit limits the data length to be extracted and the first filter processing that applies a band pass filter that limits the frequency band to be extracted to each sensor signal detected by the signal detection processing unit. By performing the second filter processing that applies the window filter, the vehicle data corresponding to each of the sensor signals is extracted,
In the second filter processing, the time width for applying the window filter varies based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the amount of data necessary for the calculation by the amplitude ratio calculation processing unit can be extracted without excess or deficiency. And the phase to which the window filter is applied is determined for each vehicle based on the vehicle speed of the trained vehicle so that the detection positions of the data of each vehicle extracted by application of the window filter match in all vehicles. Displaced,
The knitted vehicle characterized in that the state monitoring device shares the determination result of the abnormal state by the threshold value determination processing unit among the vehicles of the knitted vehicle.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021067521A (en) * 2019-10-21 2021-04-30 三菱重工エンジニアリング株式会社 Monitoring device, monitoring method, and program

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105955242B (en) * 2016-06-08 2018-10-12 中车青岛四方车辆研究所有限公司 The offline variable monitoring system and methods of EMU MPU
JP6824121B2 (en) * 2017-07-14 2021-02-03 株式会社東芝 State detection device, state detection method and program
JP7100956B2 (en) * 2018-02-05 2022-07-14 株式会社Jr西日本テクシア Vehicular communication system
JP7160190B2 (en) * 2019-05-16 2022-10-25 日本電信電話株式会社 Abnormality detection device, method, system and program
JP6990327B2 (en) * 2019-11-27 2022-01-12 株式会社日立製作所 Vehicle condition monitoring device and condition monitoring method
JP6997356B2 (en) * 2019-12-13 2022-01-17 株式会社日立製作所 Condition monitoring and analysis equipment and methods for railway vehicles
JP7776973B2 (en) * 2021-11-26 2025-11-27 株式会社総合車両製作所 Condition monitoring device and condition monitoring method
CN114559908B (en) * 2022-03-01 2022-11-22 株洲科盟车辆配件有限责任公司 Laser detection type derailing automatic braking system
US20260008526A1 (en) * 2022-11-10 2026-01-08 Willog Co., Ltd. Device and method for sensing and correcting marine transportation environment of ship

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000006807A (en) * 1998-06-25 2000-01-11 Hitachi Ltd Railway vehicle and abnormality detection method during traveling
JP4917384B2 (en) * 2006-08-21 2012-04-18 曙ブレーキ工業株式会社 Railway vehicle vibration data communication method
JP5382991B2 (en) * 2006-12-11 2014-01-08 三菱重工業株式会社 Abnormality diagnosis method and abnormality diagnosis system for track system
JP5126590B2 (en) * 2008-02-14 2013-01-23 村田機械株式会社 Yarn quality measuring instrument and yarn winding machine
JP5525404B2 (en) * 2010-10-01 2014-06-18 株式会社日立製作所 Railway vehicle state monitoring device, state monitoring method, and rail vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021067521A (en) * 2019-10-21 2021-04-30 三菱重工エンジニアリング株式会社 Monitoring device, monitoring method, and program
JP7445406B2 (en) 2019-10-21 2024-03-07 三菱重工業株式会社 Monitoring device, monitoring method and program

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