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JP7103141B2 - Anomaly detection system and anomaly detection method for railcar bogies - Google Patents
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JP7103141B2 - Anomaly detection system and anomaly detection method for railcar bogies - Google Patents

Anomaly detection system and anomaly detection method for railcar bogies Download PDF

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Description

本発明は、鉄道車両用台車の異常検出システム及び異常検出方法に関する。 The present invention relates to an abnormality detection system and an abnormality detection method for a bogie for a railway vehicle.

マイクロホンにて測定した音を周波数解析し、鉄道車両用台車の異常を検出する鉄道車両台車異常検知システムが開示されている。例えば、特許文献1には、時系列の周波数成分に分解したデータを分類してカテゴリ分けするクラスタリング処理を行い、正常時のデータと異常時のデータが異なるカテゴリに分類することで、入力されたデータの正常と異常の判断を行い、異常の場合にはどのような異常が発生したのか判断することが記載されている。 A railroad vehicle bogie abnormality detection system that detects an abnormality in a railroad vehicle bogie by frequency-analyzing the sound measured by a microphone is disclosed. For example, in Patent Document 1, a clustering process is performed in which data decomposed into time-series frequency components are classified and categorized, and normal data and abnormal data are classified into different categories. It is described that the normality and abnormality of the data are judged, and in the case of an abnormality, what kind of abnormality has occurred is judged.

特開2007-256153号公報JP-A-2007-256153

しかしながら、上記従来技術では、周波数解析やクラスタリング処理により異常判定処理の負荷が大きく、高価な演算用プロセッサが必要となる。また、マイクロホンを用いているため、異常検知域が狭く、検出すべき異常を検知できない可能性がある。 However, in the above-mentioned conventional technique, the load of abnormality determination processing is large due to frequency analysis and clustering processing, and an expensive arithmetic processor is required. In addition, since a microphone is used, the abnormality detection range is narrow, and there is a possibility that the abnormality to be detected cannot be detected.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、安価な構成で鉄道車両用台車の異常を検出することができる鉄道車両用台車の異常検出システム及び異常検出方法を提供すること、を目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an abnormality detection system for a railroad vehicle bogie and an abnormality detection method capable of detecting an abnormality in a railroad car bogie with an inexpensive configuration. It is an object.

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る鉄道車両用台車の異常検出システムは、鉄道車両に設けられ、鉄道車両用台車から発生する振動を検出する検出装置と、前記検出装置によって検出された検出値を示す電気信号の絶対値又は二乗値が閾値以上となる頻度に基づき、前記鉄道車両用台車の異常検出を行う診断装置と、を備える。 In order to achieve the above object, the abnormality detection system for a railroad vehicle trolley according to one aspect of the present invention is provided on the railroad vehicle by means of a detection device for detecting vibration generated from the railroad vehicle trolley and the detection device. A diagnostic device for detecting an abnormality of the railroad vehicle carriage based on the frequency with which the absolute value or the square value of the electric signal indicating the detected detected value becomes equal to or higher than the threshold value is provided.

これにより、安価な構成で鉄道車両用台車の異常を検出することができる。 As a result, it is possible to detect an abnormality in a railroad bogie with an inexpensive configuration.

鉄道車両用台車の異常検出システムの望ましい態様として、前記診断装置は、前記検出値をサンプリングし、所定のデータ集約期間において、前記サンプリングしたデータの絶対値又は二乗値が所定値以上となったサンプル数が所定数以上となった場合に異常判定することが好ましい。 As a desirable embodiment of the abnormality detection system for a railroad vehicle, the diagnostic device samples the detected value, and the absolute value or the square value of the sampled data becomes a predetermined value or more in a predetermined data aggregation period. It is preferable to determine an abnormality when the number exceeds a predetermined number.

これにより、鉄道車両用台車の異常検出処理を少なくすることができる。また、継続的な鉄道車両用台車の異常に起因する振動を検出することができ、一時的な衝撃が鉄道車両用台車に与えられたことによる振動を鉄道車両用台車の異常として誤検出することを抑制することができる。 As a result, it is possible to reduce the abnormality detection processing of the bogie for railway vehicles. In addition, it is possible to detect the vibration caused by the continuous abnormality of the railroad car bogie, and the vibration caused by the temporary impact applied to the railroad car bogie is erroneously detected as the abnormality of the railroad car bogie. Can be suppressed.

また、鉄道車両用台車の異常検出システムの望ましい態様として、前記診断装置は、前記鉄道車両に設けられていても良い。 Further, as a desirable embodiment of the abnormality detection system for the bogie for a railroad vehicle, the diagnostic device may be provided on the railroad vehicle.

また、鉄道車両用台車の異常検出システムの望ましい態様として、前記診断装置は、地上設備に設けられていても良い。 Further, as a desirable embodiment of the abnormality detection system for the bogie for railway vehicles, the diagnostic device may be provided on the ground equipment.

本発明の一態様に係る鉄道車両用台車の異常検出方法は、鉄道車両用台車から発生する振動の検出値を示す電気信号の絶対値又は二乗値が閾値以上となる頻度に基づき、前記鉄道車両用台車の異常検出を行う。 The method for detecting an abnormality in a railroad vehicle trolley according to one aspect of the present invention is based on the frequency with which the absolute value or the square value of an electric signal indicating the detection value of vibration generated from the railroad vehicle trolley becomes equal to or higher than a threshold value. Detects abnormalities in the trolley.

これにより、安価な構成で鉄道車両用台車の異常を検出することができる。 As a result, it is possible to detect an abnormality in a railroad bogie with an inexpensive configuration.

また、鉄道車両用台車の異常検出方法の望ましい態様として、前記検出値をサンプリングするステップと、前記サンプリングしたデータの絶対値又は二乗値を演算するステップと、所定のデータ集約期間において、前記サンプリングしたデータの絶対値又は二乗値が所定値以上となったサンプル数をカウントするステップと、前記サンプル数が所定数以上となった場合に異常判定するステップと、を有することが好ましい。 Further, as a desirable embodiment of the abnormality detection method for a railroad vehicle trolley, the sampling is performed in a step of sampling the detected value, a step of calculating the absolute value or the square value of the sampled data, and a predetermined data aggregation period. It is preferable to have a step of counting the number of samples whose absolute value or square value of the data is equal to or more than a predetermined value, and a step of determining an abnormality when the number of samples is equal to or greater than a predetermined number.

これにより、鉄道車両用台車の異常検出処理を少なくすることができる。また、継続的な鉄道車両用台車の異常に起因する振動を検出することができ、一時的な衝撃が鉄道車両用台車に与えられたことによる振動を鉄道車両用台車の異常として誤検出することを抑制することができる。 As a result, it is possible to reduce the abnormality detection processing of the bogie for railway vehicles. In addition, it is possible to detect the vibration caused by the continuous abnormality of the railroad car bogie, and the vibration caused by the temporary impact applied to the railroad car bogie is erroneously detected as the abnormality of the railroad car bogie. Can be suppressed.

図1は、実施形態1に係る鉄道車両用台車の異常検出システムの一構成例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an abnormality detection system for a railroad bogie according to the first embodiment. 図2は、実施形態1の診断装置の一構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the diagnostic device of the first embodiment. 図3は、実施形態1に係る異常検出処理における閾値判定を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the threshold value determination in the abnormality detection process according to the first embodiment. 図4は、図3に示す破線内の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view within the broken line shown in FIG. 図5は、実施形態1に係る鉄道車両用台車の異常検出処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of an abnormality detection process of a railroad car bogie according to the first embodiment. 図6は、実施形態2に係る鉄道車両用台車の異常検出システムの一構成例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a configuration example of an abnormality detection system for a railroad bogie according to the second embodiment. 図7は、実施形態2の診断装置の一構成例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the diagnostic device of the second embodiment.

以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, that is, those in a so-called equal range. Further, the components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る鉄道車両用台車の異常検出システムの一構成例を示す模式図である。図2は、実施形態1の診断装置の一構成例を示すブロック図である。図1に示すように、実施形態1に係る鉄道車両用台車の異常検出システム(以下、単に「異常検出システム」とも称する)10は、診断装置1及び振動センサ2を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an abnormality detection system for a railroad bogie according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the diagnostic device of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the abnormality detection system (hereinafter, also simply referred to as “abnormality detection system”) 10 for a railroad vehicle bogie according to the first embodiment includes a diagnostic device 1 and a vibration sensor 2.

振動センサ(検出装置)2は、鉄道車両(以下、単に「車両」とも称する)100に設けられている。振動センサ2は、例えば、加速度センサ、速度センサ、変位センサ等であり、車両100に設けられた鉄道車両用台車(以下、単に「台車」とも称する)3から発生する振動を検出する。台車3には、軸受及び車軸(不図示)を介して車輪4が設けられている。 The vibration sensor (detection device) 2 is provided in a railroad vehicle (hereinafter, also simply referred to as “vehicle”) 100. The vibration sensor 2 is, for example, an acceleration sensor, a speed sensor, a displacement sensor, or the like, and detects vibration generated from a railroad vehicle trolley (hereinafter, also simply referred to as “trolley”) 3 provided in the vehicle 100. The bogie 3 is provided with wheels 4 via bearings and axles (not shown).

振動センサ2は、台車3の車軸近傍に設けられていることが望ましいが、これに限るものではない。また、図1では、車両100に2つの台車3が設けられ、これら2つの台車3に対応して、2つの振動センサ2を設けた例を示しているが、振動センサ2の数はこれに限らず、例えば、4つの車輪4に対応して4つの振動センサ2を設けても良いし、車両100に1つの振動センサ2を設けた構成であっても良い。振動センサ2の配置又は数により本開示が限定されるものではない。 The vibration sensor 2 is preferably provided near the axle of the carriage 3, but is not limited to this. Further, FIG. 1 shows an example in which two trolleys 3 are provided on the vehicle 100 and two vibration sensors 2 are provided corresponding to these two trolleys 3, but the number of vibration sensors 2 is based on this. Not limited to this, for example, four vibration sensors 2 may be provided corresponding to the four wheels 4, or one vibration sensor 2 may be provided in the vehicle 100. The present disclosure is not limited by the arrangement or number of vibration sensors 2.

図1に示すように、本実施形態に係る鉄道車両用台車の異常検出システム10において、診断装置1は、車両100に設けられ、振動センサ2の検出値が入力される。診断装置1は、振動センサ2によって検出された検出値に基づき、台車3の異常検出を行う。図1では、車両100に対し1つの診断装置1を設けた例を示したが、複数の車両100が連結された構成において、1つの車両100に診断装置1を設け、複数の車両100に設けられた振動センサ2の検出値が入力される態様であっても良い。 As shown in FIG. 1, in the abnormality detection system 10 for a railroad vehicle bogie according to the present embodiment, the diagnostic device 1 is provided in the vehicle 100, and the detection value of the vibration sensor 2 is input. The diagnostic device 1 detects an abnormality in the carriage 3 based on the detection value detected by the vibration sensor 2. FIG. 1 shows an example in which one diagnostic device 1 is provided for the vehicle 100. However, in a configuration in which a plurality of vehicles 100 are connected, the diagnostic device 1 is provided for one vehicle 100 and is provided for the plurality of vehicles 100. The mode may be such that the detected value of the vibration sensor 2 is input.

図2に示すように、診断装置1は、AD変換部11、データ変換部12、異常判定部13、及び記憶部14を備える。図2では、1つの振動センサ2に対応する構成を示している。 As shown in FIG. 2, the diagnostic apparatus 1 includes an AD conversion unit 11, a data conversion unit 12, an abnormality determination unit 13, and a storage unit 14. FIG. 2 shows a configuration corresponding to one vibration sensor 2.

AD変換部11は、振動センサ2によって検出された検出値を所定のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングデータとしてデータ変換部12に出力する。 The AD conversion unit 11 samples the detected value detected by the vibration sensor 2 at a predetermined sampling cycle, and outputs the sampled data to the data conversion unit 12.

データ変換部12は、AD変換部11から出力されるサンプリングデータの絶対値を演算する。又は、データ変換部12は、AD変換部11から出力されるサンプリングデータの二乗値を演算する。これにより、データ変換部12の出力値は、正の値となる。 The data conversion unit 12 calculates the absolute value of the sampling data output from the AD conversion unit 11. Alternatively, the data conversion unit 12 calculates the squared value of the sampling data output from the AD conversion unit 11. As a result, the output value of the data conversion unit 12 becomes a positive value.

異常判定部13は、データ変換部12から出力されるサンプリングデータの絶対値又は二乗値が所定の閾値以上となる頻度に基づき、台車3の異常検出を行い、後述する異常判定処理の結果である異常判定結果を出力する。 The abnormality determination unit 13 detects an abnormality in the carriage 3 based on the frequency with which the absolute value or the square value of the sampling data output from the data conversion unit 12 becomes equal to or higher than a predetermined threshold value, and is the result of the abnormality determination process described later. Output the abnormality judgment result.

図3は、実施形態1に係る異常検出処理における閾値判定を説明するための図である。図4は、図3に示す破線内の拡大図である。図3及び図4では、振動センサ2が加速度センサであり、振動センサ2の検出値として、加速度が入力される例を示している、図3及び図4において、横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示している。また、図3及び図4において、実線は、振動センサ2から出力される加速度を示し、点の数は、サンプリング周期t(例えば、1[ms])ごとにAD変換部11によってサンプリングされ、データ変換部12によって正値に変換された加速度データ値Gのうち、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cを示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the threshold value determination in the abnormality detection process according to the first embodiment. FIG. 4 is an enlarged view within the broken line shown in FIG. In FIGS. 3 and 4, the vibration sensor 2 is an acceleration sensor, and an example in which acceleration is input as a detection value of the vibration sensor 2 is shown. In FIGS. 3 and 4, the horizontal axis indicates time and the vertical axis represents time. The axis shows the acceleration. Further, in FIGS. 3 and 4, the solid line indicates the acceleration output from the vibration sensor 2, and the number of points is sampled by the AD conversion unit 11 every sampling period t (for example, 1 [ms]), and the data is obtained. Among the acceleration data values G converted to positive values by the conversion unit 12, the number of samples C of the acceleration data values that are equal to or higher than the acceleration data threshold Gth is shown.

本実施形態において、記憶部14には、所定の加速度データ閾値Gthと、図4に示すサンプリング周期tよりも長い、図3に示す所定のデータ集約期間T(例えば、1[s])において、データ変換部12によって正値に変換された加速度データ値G(ここでは、例えば1000点)のうち、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cの基準値であるサンプル数閾値Cthが記憶されている。異常判定部13は、データ集約期間Tにおいて、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数がサンプル数閾値Cth以上となった場合に、台車3に異常が発生したものと判定する。 In the present embodiment, the storage unit 14 has a predetermined acceleration data threshold Gth and a predetermined data aggregation period T (for example, 1 [s]) shown in FIG. 3, which is longer than the sampling cycle t shown in FIG. Of the acceleration data values G (here, for example, 1000 points) converted to positive values by the data conversion unit 12, the sample number threshold Cth, which is the reference value of the sample number C of the acceleration data values that are equal to or greater than the acceleration data threshold Gth. Is remembered. The abnormality determination unit 13 determines that an abnormality has occurred in the trolley 3 when the number of samples of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth becomes equal to or greater than the sample number threshold Cth in the data aggregation period T.

これにより、台車3の異常検出処理、具体的には、データ変換部12における絶対値演算処理又は二乗値演算処理、及び、異常判定部13における比較演算処理を少なくすることができ、安価な構成で台車3の異常を検出することができる。また、データ集約期間Tにおいて、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cに対してサンプル数閾値Cthを設けているので、継続的な台車3の異常に起因する振動を検出することができ、一時的な衝撃が台車3に与えられたことによる振動を台車3の異常として誤検出することを抑制することができる。 As a result, it is possible to reduce the abnormality detection processing of the trolley 3, specifically, the absolute value calculation processing or the square value calculation processing in the data conversion unit 12, and the comparison calculation processing in the abnormality determination unit 13, which is an inexpensive configuration. The abnormality of the trolley 3 can be detected with. Further, in the data aggregation period T, since the sample number threshold Cth is provided for the sample number C of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth, vibration caused by a continuous abnormality of the trolley 3 is detected. This makes it possible to suppress erroneous detection of vibration caused by a temporary impact applied to the trolley 3 as an abnormality of the trolley 3.

以下、実施形態1に係る鉄道車両用台車の異常検出処理の具体例について、図5を参照して説明する。図5は、実施形態1に係る鉄道車両用台車の異常検出処理の一例を示すフローチャートである。 Hereinafter, a specific example of the abnormality detection process of the railroad vehicle bogie according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an example of an abnormality detection process of a railroad car bogie according to the first embodiment.

異常判定部13は、まず、データ集約期間Tのタイマーをセットし(ステップS101)、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cをリセット(C=0)する(ステップS102)。 First, the abnormality determination unit 13 sets a timer for the data aggregation period T (step S101), and resets (C = 0) the number of samples C of the acceleration data values that are equal to or greater than the acceleration data threshold Gth (step S102).

続いて、異常判定部13は、加速度データ値Gが加速度データ閾値Gth以上であるか否か(G≧Gth)を判定し(ステップS103)、加速度データ値Gが加速度データ閾値Gth以上であれば(ステップS103;Yes)、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cをインクリメント(C=C+1)する(ステップS104)。加速度データ値Gが加速度データ閾値Gth未満(G<Gth)であれば、ステップS103の処理を繰り返す。 Subsequently, the abnormality determination unit 13 determines whether or not the acceleration data value G is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth (G ≧ Gth) (step S103), and if the acceleration data value G is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth. (Step S103; Yes), the number of samples C of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth is incremented (C = C + 1) (step S104). If the acceleration data value G is less than the acceleration data threshold Gth (G <Gth), the process of step S103 is repeated.

続いて、異常判定部13は、データ集約期間Tが経過したか否かを判定し(ステップS105)、データ集約期間Tが経過していなければ(ステップS105;No)、ステップS103からステップS105の処理を繰り返す。 Subsequently, the abnormality determination unit 13 determines whether or not the data aggregation period T has elapsed (step S105), and if the data aggregation period T has not elapsed (step S105; No), steps S103 to S105. Repeat the process.

データ集約期間Tが経過していれば(ステップS105;Yes)、異常判定部13は、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cがサンプル数閾値Cth以上(C≧Cth)であるか否かを判定し(ステップS106)、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cがサンプル数閾値Cth未満(C<Cth)であれば(ステップS106;No)、ステップS101からステップS106の処理を繰り返す。 If the data aggregation period T has elapsed (step S105; Yes), the abnormality determination unit 13 determines that the number of samples C of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth is equal to or greater than the sample number threshold Cth (C ≧ Cth). If it is determined whether or not there is (step S106) and the number of samples C of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth is less than the sample number threshold Cth (C <Cth) (step S106; No), step S101. The process of step S106 is repeated.

加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cがサンプル数閾値Cth以上であれば(ステップS106;Yes)、異常判定部13は、台車3に異常が発生したものとして異常判定し(ステップS107)、当該異常判定結果を出力して(ステップS108)、ステップS101の処理に戻る。 If the number of samples C of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold value Gth is equal to or greater than the sample number threshold value Cth (step S106; Yes), the abnormality determination unit 13 determines that the carriage 3 has an abnormality (step S106; Yes). Step S107), the abnormality determination result is output (step S108), and the process returns to step S101.

以上の異常判定処理を繰り返し実施することにより、継続的な台車3の異常に起因する振動を検出することができる。 By repeatedly performing the above abnormality determination process, it is possible to detect the vibration caused by the continuous abnormality of the carriage 3.

以上説明したように、実施形態1に係る鉄道車両用台車の異常検出システム10は、鉄道車両(車両100)に設けられ、鉄道車両用台車(台車3)から発生する振動を検出する検出装置(振動センサ2)と、検出装置(振動センサ2)によって検出された検出値を示す電気信号の絶対値又は二乗値が閾値以上となる頻度に基づき、鉄道車両用台車(台車3)の異常検出を行う診断装置1と、を備える。 As described above, the abnormality detection system 10 for the railroad vehicle trolley according to the first embodiment is provided in the railroad vehicle (vehicle 100) and detects the vibration generated from the railroad vehicle trolley (car 3). Abnormality detection of a railroad vehicle trolley (trolley 3) is performed based on the frequency with which the absolute value or the square value of the electric signal indicating the detected value detected by the vibration sensor 2) and the detection device (vibration sensor 2) becomes equal to or higher than the threshold value. A diagnostic device 1 for performing is provided.

これにより、安価な構成で鉄道車両用台車(台車3)の異常を検出することができる。 As a result, it is possible to detect an abnormality in the bogie for railway vehicles (bogie 3) with an inexpensive configuration.

また、上記構成において、診断装置1は、振動センサ検出装置(振動センサ2)によって検出された検出値(加速度)をサンプリングし、所定のデータ集約期間Tにおいて、サンプリングしたデータの絶対値又は二乗値(加速度データ値G)が所定値(加速度データ閾値Gth)以上となったサンプル数Cが所定数(サンプル数閾値Cth)以上となった場合に異常判定する。 Further, in the above configuration, the diagnostic device 1 samples the detection value (acceleration) detected by the vibration sensor detection device (vibration sensor 2), and in a predetermined data aggregation period T, the absolute value or the square value of the sampled data. When the number of samples C in which (acceleration data value G) is equal to or greater than a predetermined value (acceleration data threshold Gth) becomes equal to or greater than a predetermined number (sample number threshold Cth), an abnormality is determined.

これにより、鉄道車両用台車(台車3)の異常検出処理を少なくすることができる。また、データ集約期間Tにおいて、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cに対してサンプル数閾値Cthを設けているので、継続的な鉄道車両用台車(台車3)の異常に起因する振動を検出することができ、一時的な衝撃が鉄道車両用台車(台車3)に与えられたことによる振動を鉄道車両用台車(台車3)の異常として誤検出することを抑制することができる。 As a result, it is possible to reduce the abnormality detection processing of the bogie for railroad vehicles (bogie 3). Further, in the data aggregation period T, the sample number threshold Cth is provided for the sample number C of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth. It is possible to detect the vibration caused by it, and suppress the false detection of the vibration caused by the temporary impact applied to the railroad vehicle bogie (trolley 3) as an abnormality of the railroad vehicle bogie (trolley 3). Can be done.

また、実施形態1に係る鉄道車両用台車の異常検出方法は、鉄道車両用台車(台車3)から発生する振動の検出値を示す電気信号の絶対値又は二乗値が閾値以上となる頻度に基づき、鉄道車両用台車(台車3)の異常検出を行う。 Further, the method for detecting an abnormality of a railroad car bogie according to the first embodiment is based on the frequency at which the absolute value or the square value of the electric signal indicating the detected value of the vibration generated from the railroad car bogie (carriage 3) becomes equal to or higher than the threshold value. , Detects abnormalities in railroad car bogies (bogie 3).

具体的には、鉄道車両用台車(台車3)から発生する振動の検出値(加速度)をサンプリングするステップと、サンプリングしたデータの絶対値又は二乗値(加速度データ値G)を演算するステップと、所定のデータ集約期間Tにおいて、サンプリングしたデータの絶対値又は二乗値(加速度データ値G)が所定値(加速度データ閾値Gth)以上となったサンプル数Cをカウントするステップと、サンプル数Cが所定数(サンプル数閾値Cth)以上となった場合に異常判定するステップと、を有する。 Specifically, a step of sampling a detected value (acceleration) of vibration generated from a railroad vehicle trolley (trolley 3), a step of calculating an absolute value or a square value (acceleration data value G) of the sampled data, and a step of calculating the squared value (acceleration data value G). In the predetermined data aggregation period T, the step of counting the number of samples C in which the absolute value or the square value (acceleration data value G) of the sampled data is equal to or greater than the predetermined value (acceleration data threshold Gth) and the number of samples C are predetermined. It has a step of determining an abnormality when the number (sample number threshold Cth) or more is reached.

これにより、鉄道車両用台車(台車3)の異常検出処理を少なくすることができ、安価な構成で鉄道車両用台車(台車3)の異常を検出することができる。また、データ集約期間Tにおいて、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cに対してサンプル数閾値Cthを設けているので、継続的な鉄道車両用台車(台車3)の異常に起因する振動を検出することができ、一時的な衝撃が鉄道車両用台車(台車3)に与えられたことによる振動を鉄道車両用台車(台車3)の異常として誤検出することを抑制することができる。 As a result, it is possible to reduce the abnormality detection processing of the bogie for railroad vehicles (bogie 3), and it is possible to detect the abnormality of the bogie for railroad vehicles (bogie 3) with an inexpensive configuration. Further, in the data aggregation period T, the sample number threshold Cth is provided for the sample number C of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth. It is possible to detect the vibration caused by it, and suppress the false detection of the vibration caused by the temporary impact applied to the railroad vehicle bogie (trolley 3) as an abnormality of the railroad vehicle bogie (trolley 3). Can be done.

このように、本実施形態によれば、安価な構成で鉄道車両用台車の異常を検出することができる鉄道車両用台車の異常検出システム及び異常検出方法が得られる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain an abnormality detection system for a railroad vehicle bogie and an abnormality detection method capable of detecting an abnormality of the railroad car bogie with an inexpensive configuration.

(実施形態2)
図6は、実施形態2に係る鉄道車両用台車の異常検出システムの一構成例を示す模式図である。図7は、実施形態2の診断装置の一構成例を示すブロック図である。なお、上述した実施形態1で説明した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic view showing a configuration example of an abnormality detection system for a railroad bogie according to the second embodiment. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the diagnostic device of the second embodiment. The same components as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図5に示すように、本実施形態に係る鉄道車両用台車の異常検出システム10aにおいて、診断装置1aは、地上設備200に設けられている。振動センサ2の検出値は、車両100に設けられた送信装置5から送信される。 As shown in FIG. 5, in the abnormality detection system 10a of the railroad vehicle bogie according to the present embodiment, the diagnostic device 1a is provided in the ground equipment 200. The detection value of the vibration sensor 2 is transmitted from the transmission device 5 provided in the vehicle 100.

図7に示すように、診断装置1aは、受信部15を備える。受信部15は、送信装置5から送信された振動センサ2の検出値を受信し、AD変換部11に出力する。 As shown in FIG. 7, the diagnostic device 1a includes a receiving unit 15. The receiving unit 15 receives the detection value of the vibration sensor 2 transmitted from the transmitting device 5 and outputs it to the AD conversion unit 11.

送信装置5から診断装置1aの受信部15への伝送手段は、例えば移動体通信等の無線通信であっても良いし、通信線路に接続された有線通信であっても良い。送信装置5から診断装置1aの受信部15への伝送手段により本開示が限定されるものではない。 The transmission means from the transmission device 5 to the reception unit 15 of the diagnostic device 1a may be wireless communication such as mobile communication, or wired communication connected to a communication line. The present disclosure is not limited by the transmission means from the transmission device 5 to the reception unit 15 of the diagnostic device 1a.

上述した実施形態2の構成において、異常検出処理、及び、異常検出処理における閾値判定については、上述した実施形態1と同様であるので、重複する説明は省略する。 In the configuration of the second embodiment described above, the abnormality detection process and the threshold value determination in the abnormality detection process are the same as those of the first embodiment, and thus duplicate description will be omitted.

実施形態2の構成においても、上述した実施形態1と同様の効果が得られる。具体的には、データ変換部12における絶対値演算処理又は二乗値演算処理、及び、異常判定部13における比較演算処理を少なくすることができ、安価な構成で台車3の異常を検出することができる。また、データ集約期間Tにおいて、加速度データ閾値Gth以上となった加速度データ値のサンプル数Cに対してサンプル数閾値Cthを設けているので、継続的な台車3の異常に起因する振動を検出することができ、一時的な衝撃が台車3に与えられたことによる振動を台車3の異常として誤検出することを抑制することができる。 In the configuration of the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Specifically, the absolute value calculation process or the square value calculation process in the data conversion unit 12 and the comparison calculation process in the abnormality determination unit 13 can be reduced, and the abnormality of the trolley 3 can be detected with an inexpensive configuration. can. Further, in the data aggregation period T, since the sample number threshold Cth is provided for the sample number C of the acceleration data value that is equal to or greater than the acceleration data threshold Gth, vibration caused by a continuous abnormality of the trolley 3 is detected. This makes it possible to suppress erroneous detection of vibration caused by a temporary impact applied to the trolley 3 as an abnormality of the trolley 3.

なお、加速度データ閾値Gthを異常判定部13で生成し、記憶部14に記憶する態様であっても良い。例えば、異常判定部13は、データ変換部12から出力されるサンプリングデータの絶対値又は二乗値(実施形態では加速度データ値G)の二乗平均平方根(RMS)や平均値を演算し、記憶部14に記憶する態様であっても良い。 The acceleration data threshold Gth may be generated by the abnormality determination unit 13 and stored in the storage unit 14. For example, the abnormality determination unit 13 calculates the root mean square (RMS) and the mean value of the absolute value or the square value (acceleration data value G in the embodiment) of the sampling data output from the data conversion unit 12, and the storage unit 14 It may be a mode to be stored in.

例えば、二乗平均平方根(RMS)や平均値を閾値とする際は、データ集約期間Tよりも十分に長い時間のデータを使用して常時生成する。これにより、異常が発生した場合は、加速度データ値Gが早く上昇し、二乗平均平方根(RMS)や平均値から乖離してくると考えられ、それを検出する。 For example, when the root mean square (RMS) or the mean value is used as a threshold value, data for a time sufficiently longer than the data aggregation period T is always generated. As a result, when an abnormality occurs, it is considered that the acceleration data value G rises quickly and deviates from the root mean square (RMS) or the mean value, and it is detected.

また、振動センサ2の振動検出方向は、車両100の移動による影響を抑制するため、車両100に対して鉛直方向であることが望ましいが、車両100の移動方向(前後方向)あるいは左右方向であっても良い。振動センサ2の振動検出方向により本開示が限定されるものではない。 Further, the vibration detection direction of the vibration sensor 2 is preferably a vertical direction with respect to the vehicle 100 in order to suppress the influence of the movement of the vehicle 100, but it is a movement direction (front-back direction) or a left-right direction of the vehicle 100. You may. The present disclosure is not limited by the vibration detection direction of the vibration sensor 2.

1,1a 診断装置
2 振動センサ(検出装置)
3 台車(鉄道車両用台車)
4 車輪
5 送信装置
10,10a 異常検出システム(鉄道車両用台車の異常検出システム)
11 AD変換部
12 データ変換部
13 異常判定部
14 記憶部
15 受信部
100 車両(鉄道車両)
200 地上設備
1,1a Diagnostic device 2 Vibration sensor (detection device)
3 bogies (bogies for railroad cars)
4 Wheels 5 Transmitters 10, 10a Anomaly detection system (Abnormality detection system for railcar bogies)
11 AD conversion unit 12 Data conversion unit 13 Abnormality determination unit 14 Storage unit 15 Reception unit 100 Vehicle (railroad vehicle)
200 Ground equipment

Claims (7)

鉄道車両に設けられ、鉄道車両用台車から発生する振動を検出する振動センサと、
前記振動センサによって検出された検出値に基づき、前記鉄道車両用台車の異常検出を行う診断装置と、
を備え
前記診断装置は、
前記振動センサの出力を所定のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングデータとして出力するAD変換部と、
前記AD変換部から出力されるサンプリングデータの絶対値又は二乗値を演算するデータ変換部と、
前記データ変換部から出力されるサンプリングデータの絶対値又は二乗値が所定の閾値以上となる頻度に基づき、前記鉄道車両用台車の異常検出を行い、異常判定結果を出力する異常判定部と、
を備え、
前記異常判定部は、
前記サンプリング周期よりも長いデータ集約期間において、前記サンプリングデータの絶対値又は二乗値が所定値以上となったサンプル数をカウントし、当該サンプル数が所定数以上となった場合に、前記鉄道車両用台車に異常が発生したものと判定する、
鉄道車両用台車の異常検出システム。
A vibration sensor installed in a railroad vehicle that detects vibration generated from a bogie for a railroad vehicle,
Based on the detection value detected by the vibration sensor , a diagnostic device that detects anomalies in the railroad bogie and
With
The diagnostic device is
An AD conversion unit that samples the output of the vibration sensor at a predetermined sampling cycle and outputs it as sampling data.
A data conversion unit that calculates the absolute value or square value of the sampling data output from the AD conversion unit, and
Based on the frequency with which the absolute value or squared value of the sampling data output from the data conversion unit becomes equal to or higher than a predetermined threshold value, the abnormality determination unit that detects the abnormality of the railroad bogie and outputs the abnormality determination result, and the abnormality determination unit.
With
The abnormality determination unit
In a data aggregation period longer than the sampling cycle, the number of samples in which the absolute value or square value of the sampled data is equal to or greater than a predetermined value is counted, and when the number of samples is equal to or greater than a predetermined number, the product is used for the railway vehicle. Judge that an abnormality has occurred in the trolley,
Anomaly detection system for railcar bogies.
前記振動センサは、加速度センサであり、
前記診断装置は、
前記データ変換部によって正値に変換された加速度データ値の閾値である加速度データ閾値と、前記データ集約期間において取得された加速度データ値のうち、前記加速度データ閾値以上となった加速度データ値のサンプル数の基準値であるサンプル数閾値と、が記憶された記憶部を備え、
前記異常判定部は、
記データ集約期間において、前記加速度データ閾値以上となった加速度データ値のサンプル数が前記サンプル数閾値以上となった場合に、前記鉄道車両用台車に異常が発生したものと判定する
請求項1に記載の鉄道車両用台車の異常検出システム。
The vibration sensor is an acceleration sensor.
The diagnostic device is
A sample of the acceleration data threshold, which is the threshold of the acceleration data value converted into a positive value by the data conversion unit, and the acceleration data value obtained during the data aggregation period, which is equal to or greater than the acceleration data threshold. It is provided with a storage unit in which a sample number threshold, which is a reference value of a number, is stored.
The abnormality determination unit
A request for determining that an abnormality has occurred in the railcar trolley when the number of samples of the acceleration data value that exceeds the acceleration data threshold becomes equal to or greater than the sample number threshold during the data aggregation period. Item 1. The abnormality detection system for a railroad vehicle trolley according to Item 1.
前記診断装置は、前記鉄道車両に設けられている
請求項1又は2に記載の鉄道車両用台車の異常検出システム。
The diagnostic device is an abnormality detection system for a railroad vehicle bogie according to claim 1 or 2, which is provided in the railroad vehicle.
前記診断装置は、地上設備に設けられている
請求項1又は2に記載の鉄道車両用台車の異常検出システム。
The diagnostic device is an abnormality detection system for a railroad vehicle bogie according to claim 1 or 2, which is provided in ground equipment.
鉄道車両用台車から発生する振動を検出する振動センサによって検出された検出値の絶対値又は二乗値が所定の閾値以上となる頻度に基づき、前記鉄道車両用台車の異常検出を行う鉄道車両用台車の異常検出方法であって、
前記振動センサの出力を所定のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングデータとして出力するステップと、
前記サンプリングデータの絶対値又は二乗値を演算するステップと、
前記サンプリング周期よりも長いデータ集約期間において、前記サンプリングデータの絶対値又は二乗値が所定値以上となったサンプル数をカウントするステップと、
前記サンプル数が所定数以上となった場合に、前記鉄道車両用台車に異常が発生したものと判定するステップと、
を有する
鉄道車両用台車の異常検出方法。
A railroad vehicle trolley that detects abnormalities of the railroad vehicle trolley based on the frequency with which the absolute value or squared value of the detected value detected by the vibration sensor that detects the vibration generated from the railroad vehicle trolley becomes equal to or higher than a predetermined threshold value. Abnormality detection method
A step of sampling the output of the vibration sensor at a predetermined sampling cycle and outputting it as sampling data .
The step of calculating the absolute value or the square value of the sampling data ,
A step of counting the number of samples in which the absolute value or the square value of the sampling data is equal to or greater than a predetermined value in a data aggregation period longer than the sampling cycle .
A step of determining that an abnormality has occurred in the railroad car bogie when the number of samples exceeds a predetermined number, and
Anomaly detection method for bogies for railroad vehicles.
前記振動センサは、加速度センサであり、The vibration sensor is an acceleration sensor.
前記データ集約期間において、所定の加速度データ閾値以上となった加速度データ値のサンプル数が所定のサンプル数閾値以上となった場合に、前記鉄道車両用台車に異常が発生したものと判定する、When the number of samples of the acceleration data value that exceeds the predetermined acceleration data threshold becomes equal to or greater than the predetermined number of samples threshold in the data aggregation period, it is determined that an abnormality has occurred in the railroad vehicle carriage.
請求項5に記載の鉄道車両用台車の異常検出方法。The method for detecting an abnormality in a railroad bogie according to claim 5.
前記サンプル数閾値は、前記データ集約期間において取得された加速度データ値のうち、前記加速度データ閾値以上となった加速度データ値のサンプル数の基準値である、The sample number threshold is a reference value for the number of samples of acceleration data values that are equal to or greater than the acceleration data threshold among the acceleration data values acquired during the data aggregation period.
請求項6に記載の鉄道車両用台車の異常検出方法。The method for detecting an abnormality in a railroad bogie according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

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