JP4931771B2 - 車両動揺収録および異常検知システムならびに車両動揺収録および異常検知方法 - Google Patents
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Description
特開2006−327551号公報(特許文献1)には、このような目的で車両運行管理システムならびにこれを用いた車両および軌道異常診断方法が提案されている。この車両運行管理システムは、列車の各車両の運行時における前後方向、左右方向、上下方向の加速度、車速および現在位置を検出するセンサー部と、このセンサー部で検出した信号を解析する解析部と、その車両の運行状態を表示する表示設定部と、上記解析部からの指令信号により運転者や車掌に警告を発する警報部と、上記解析部で解析したデータを車両の運行を監視する監視センターに無線送信する通信部とを含み、上記解析部は上記センサー部で検出した加速度または車速が現在の運行地点についてあらかじめ設定された上限値または下限値を超えた場合に上記警報部に指令信号を送信する。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、鉄道車両の安全運行を安価に実現することができる車両動揺収録および異常検知システムならびに車両動揺収録および異常検知方法を提供することである。
軌道上を走行する一編成の列車の各車両に設置される、当該車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を測定する3軸加速度センサーを含む複数の車両モジュールと、
運転室および/または車掌室に設置される、上記複数の車両モジュールの上記3軸加速度センサーにより測定される上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を上記複数の車両モジュールと接続された通信線を介してモニターする集中モニターユニットとを有し、
上記列車の各車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を上記3軸加速度センサーにより常時測定し、異常加速度が測定されない場合は、所定の設定時間毎の上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度の最大値、最小値および最大P−P値(P−P値はピーク・ツー・ピーク(peak to peak)値(波の変化幅)を意味する。以下同様。)を第1のメモリーに記憶し、異常加速度が測定された場合は、その測定時点の上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度のリアルタイム波形を一定時間、第2のメモリーに記憶するようにした
ことを特徴とする車両動揺収録および異常検知システムである。
軌道上を走行する一編成の列車の各車両に、当該車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を測定する3軸加速度センサーを含む複数の車両モジュールを設置し、
運転室および/または車掌室に、上記複数の車両モジュールの上記3軸加速度センサーにより測定される上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を上記複数の車両モジュールと接続された通信線を介してモニターする集中モニターユニットを設置し、
上記列車の各車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を上記3軸加速度センサーにより常時測定し、異常加速度が測定されない場合は、所定の設定時間毎の上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度の最大値、最小値および最大P−P値を第1のメモリーに記憶し、異常加速度が測定された場合は、その測定時点の上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度のリアルタイム波形を一定時間、第2のメモリーに記憶するようにした
ことを特徴とする車両動揺収録および異常検知方法である。
図1はこの発明の第1の実施形態による車両動揺収録/異常検知システムの構成を示すブロック図である。
図1に示すように、この車両動揺収録/異常検知システムにおいては、N両(Nは2以上の整数)の車両C1 〜CN からなる一編成の列車の各車両にそれぞれ車両モジュール11が設置されており、この車両モジュール11により各車両の動揺を個別に測定することができるようになっている。先頭の車両C1 の運転室12および最後部の車両CN の車掌室13に、それぞれ集中モニターユニット14、15が設置されている。これらの集中モニターユニット14、15はRS485通信線16により各車両の車両モジュール11と接続されており、各車両の動揺を集中して監視することができる。
A/D変換器24はさらに、A/D変換された加速度データを外部に送信するための通信部28と接続されている。この通信部28は、RS485通信線16により他の車両モジュール11および集中モニターユニット14、15と接続されるRS485通信部29を有する。
集中モニターユニット14、15には、「警報」を示すLED64、「注意」を示すLED65、「正常」を示すLED66、警報ブザー67、警報停止スイッチ68、テストスイッチ69およびリスタートスイッチ70が取り付けられている。
センサー方式 3軸静電容量型IC加速度
測定方向 3軸(X、Y、Z)
測定範囲 ±2G
直線性 0.2%FS
周波数特性 0(DC)〜100Hz
ノイズ ±0.5%FS
耐衝撃 500G
周波数特性 DC〜80Hz
減衰特性 −12dB/oct
分解能 10bit/FS
精度 ±2bit
サンプリング速度 5msec
チャンネル数 4ch(加速度3ch+バッテリー電圧1ch)
マイクロコンピューターは1チップタイプとする。
MPU型式 日立製作所製 SH−2
動作周波数 50MHz
メモリー部25は次の容量のデータを保存できるものとする。
電源遮断時において1MBのデータをバックアップできるものとする。
・リアルタイムデータ 3軸(X軸、Y軸、Z軸)の1分データ(リング式)を3データ分
(1分÷10ms×3軸×2Byte×3データ=108000Byte)+その他=216000Byte
・1分間の最大値 3軸の最大値、最小値および最大P−P値を1カ月分
(1カ月=31日)×24時間×60分×3軸×3種類×2Byte=803520Byte
種類 SRAM
容量 1MByte
バックアップ温度 −20℃〜60℃
32.768kHz発振部を内蔵し、電源遮断時においてもメモリーバックアップ電池により計時するものとする。
発振要素 32.768kHz水晶(内蔵)
割り込み点数 1
計時温度 −20℃〜60℃
集中モニターユニット14、15と各車両の車両モジュール11との間の通信
インターフェース方式 RS485に準拠
接続方式 ねじ式端子台
接続信号 TX+、TX−、RX+、RX−
通信速度 適速
デバック通信
インターフェース方式 RS232C
接続方式 ねじ式端子台
接続信号 TX、RX、RX+、RX−
通信速度 適速
電源は充電式バッテリーを内蔵したDC電源とする。
電源電圧 DC12V
接続方式 ねじ式端子台
接続信号 DC+、DC−
バッテリータイプ 充電式
使用温度 −5℃〜45℃
寸法 W50mm×H30mm×D80mm
重量 250g
液晶表示器62は測定最大値、最大値持続時間などを表示する。
表示文字数 20文字2行
MPUとの接続 データ4bit+制御bit
動作温度 −5℃〜45℃
警報表示部の一例を挙げると、次のとおりである。
警報表示LED LED64は赤色の点灯により警報を示し、LED65は黄
色の点灯により注意を示し、LED66は緑色の点灯により
正常を示す。
警報 警報ブザーにより警報を鳴らす。
警報停止 停止スイッチにより警報を停止する。
機能確認部
再起動 リスタートスイッチ70をオンして再起動する。
機能確認 テストスイッチ69をオンして機能確認テストを行う。
各車両モジュール動作表示部
各車両モジュール11の動作状態をモニター表示する。
表示用LED 15個のLEDを用いる。赤色の点灯により警報を示し、青
色の点灯により正常を示し、無点灯は未接続の車両モジュー
ル、接続された車両モジュールの場合は不良を示す。
表示に必要なデータは30bit×2State=60bitである。
全体
使用温度 −5℃〜45℃
外形寸法 W150mm×H200mm×D70mm
重量 1250g
一編成の列車の各車両に組み込まれた各車両モジュール11と集中モニターユニット14、15とには、RS485通信線16で信号線が接続され、電源ラインからDC12Vが供給されるようになっている。
各車両モジュール11および集中モニターユニット14、15の電源を入れる。集中モニターユニット14、15のUSB端子61にはパーソナルコンピューター(図示せず)を接続して測定条件などを設定しておく。通常このパーソナルコンピューターは、測定前の設定時およびデータ収録時に接続して使用される。
列車は軌道上を走行し、停車駅では停止する。その間、各車両モジュール11の3軸加速度センサー22により各車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度が常時測定される。各車両モジュール11に収録された各車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度の測定データはRS485通信線16を介して集中モニターユニット14、15に送られて監視される。
この車両動揺収録/異常検知システムにおいては、車両モジュール11の3軸加速度センサー22により車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度のいずれかに異常レベルが測定された場合、瞬時にその異常を運転手および車掌に知らせると同時に、無線により運転司令室(センター)に異常動揺信号を伝達し、司令室との交信により運転指示を仰ぐことができる。その他のことは第1の実施形態による車両動揺収録/異常検知システムと同様である。
この第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
Claims (4)
- 軌道上を走行する一編成の列車の各車両に設置される、当該車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を測定する3軸加速度センサーを含む複数の車両モジュールと、
運転室および/または車掌室に設置される、上記複数の車両モジュールの上記3軸加速度センサーにより測定される上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を上記複数の車両モジュールと接続された通信線を介してモニターする集中モニターユニットとを有し、
上記列車の各車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を上記3軸加速度センサーにより常時測定し、異常加速度が測定されない場合は、所定の設定時間毎の上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度の最大値、最小値および最大P−P値を第1のメモリーに記憶し、異常加速度が測定された場合は、その測定時点の上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度のリアルタイム波形を一定時間、第2のメモリーに記憶するようにした
ことを特徴とする車両動揺収録および異常検知システム。 - 上記第1のメモリーが所定の設定時間毎の上記上下方向、左右方向および前後方向の加速度の最大値、最小値および最大P−P値を記憶する1個のリングメモリーからなり、上記第2のメモリーが上記上下方向、左右方向および前後方向の加速度のリアルタイム波形をそれぞれ記憶する3個のリングメモリーからなることを特徴とする請求項1記載の車両動揺収録および異常検知システム。
- 軌道上を走行する一編成の列車の各車両に、当該車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を測定する3軸加速度センサーを含む複数の車両モジュールを設置し、
運転室および/または車掌室に、上記複数の車両モジュールの上記3軸加速度センサーにより測定される上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を上記複数の車両モジュールと接続された通信線を介してモニターする集中モニターユニットを設置し、
上記列車の各車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度を上記3軸加速度センサーにより常時測定し、異常加速度が測定されない場合は、所定の設定時間毎の上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度の最大値、最小値および最大P−P値を第1のメモリーに記憶し、異常加速度が測定された場合は、その測定時点の上記車両の上下方向、左右方向および前後方向の加速度のリアルタイム波形を一定時間、第2のメモリーに記憶するようにした
ことを特徴とする車両動揺収録および異常検知方法。 - 上記第1のメモリーが所定の設定時間毎の上記上下方向、左右方向および前後方向の加速度の最大値、最小値および最大P−P値を記憶する1個のリングメモリーからなり、上記第2のメモリーが上記上下方向、左右方向および前後方向の加速度のリアルタイム波形をそれぞれ記憶する3個のリングメモリーからなることを特徴とする請求項3記載の車両動揺収録および異常検知方法。
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