JP5341804B2 - 保全検査業務支援システム、サーバおよびプログラム - Google Patents
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Description
また、鉄道構造物の検査業務には、鉄道構造物の種別ごとに決められた周期によって行う定期検査、気温上昇時など必要に応じて行う随時検査、地震など異常時に緊急で行う異常時検査がある。
以下では、鉄道構造物の保全業務および検査業務を総称して、保全検査業務と呼ぶこととする。
特許文献1では、センサからのデータによって得られる各下水道管の損傷度等を算出し、補修優先順位を決定している。
特許文献1では、各下水管が使用できないことによる社会的影響を考慮せずに補修優先順位を決定している為、特許文献1の技術を鉄道構造物の保全検査業務に適用することは適切ではない。
特に、補修区間(補修を必要とする折返し区間)に対して補修順位を算出し、かつ巡視区間(検査員が巡回して目視による検査を行うことを必要とする折返し区間)に対して巡視経路を算出するので、保全業務と検査業務を一体的に支援することができる。
また、折返し区間(折り返し設備のある駅ごとに区分けされた鉄道路線の区間)ごとに、補修順位および巡視経路を算出するので、折返し運行を前提とした迅速な復旧を図ることができる。
これによって、実際の検査員の配置状況に応じて、適切な巡視経路を算出することができる。
これによって、検査員の巡視結果に基づく正確な補修順位に基づいて、各鉄道構造物の保全検査業務を遂行することができる。
これによって、巡視区間が隣接していない場合であっても、道路を含む巡視経路全体の経路情報を提供することができる。
図1は、保全検査業務支援システム1の概要を示す図である。図1に示すように、保全検査業務支援システム1は、センサネットワーク2、サーバ3、表示装置4から構成されている。センサネットワーク2、サーバ3、表示装置4は、ネットワーク5を介して接続される。
無線装置12a、無線装置12bは、鉄道構造物に設置され、センサ11a、センサ11bとリード線などで接続される。
例えば、ラーメン高架橋の場合、機械的センサを用いて、地震時に柱端部に生じる最大の柱の傾き(最大応答部材角)を測定することで、柱の損傷レベルを評価することが可能となる(特開2008−215962号公報)。
また、例えば、橋梁の場合、橋梁の異常な状態を検出可能なアンテナ部を備え、橋脚などに設置される無線タグを用いて、橋梁の異常な状態を検出することが可能となる(特開2007−271362号公報)。
また、例えば、トンネル、架線柱などの場合、歪ゲージを用いて、ひび割れを検知することが可能となる(特開2008−134117号公報)。
センサ11aは、センサ11aとリード線で接続される無線装置12aが中継基地局14と通信できる環境(線路沿線であって障害物が少ない環境)に設置された例である。この場合、計測データは、センサ11a、無線装置12a、中継基地局14、ネットワーク5、サーバ3の順に伝送される。
また、センサ11bは、センサ11bとリード線で接続される無線装置12bが中継基地局14と通信できない環境(トンネル内や障害物が多い環境)に設置された例である。この場合、計測データは、センサ11b、無線装置12b、車上装置13、中継基地局14、ネットワーク5、サーバ3の順に伝送される。
また、センサ11cは、対象の鉄道構造物が検査員による目視を要する例である。検査員が現地まで行くので、読取装置16を用いてRFIDタグ15に蓄積された計測データを読み取ることができる。この場合、計測データは、センサ11c、RFIDタグ15、読取装置16、ネットワーク5、サーバ3の順に伝送される。
尚、ネットワーク5は、検査員を介すことで不要とすることも可能である。
表示装置4は、中央指令所、および検査員が待機する区所などに設置される。表示装置4は、サーバ3から提供される情報を表示する。例えば、表示装置4は、地理情報システム(GIS:Geographic Information System)上における計測データや、保全検査業務に必要な各種の情報を表示する。
ROMは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
RAMは、揮発性メモリであり、記憶部22、ROM、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部21が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
これらの各プログラムコードは、制御部21により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて各種の手段として実行される。
通信制御部24は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワークを介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。ネットワークは、有線、無線を問わない。
入力部25を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
表示部26は、CRTモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等(ビデオアダプタ等)を有する。
バス28は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
折返し区間とは、折り返し設備のある駅ごとに区分けされた鉄道路線の区間を意味する。例えば、異常時に、隣接する折返し区間内に存在する一部の鉄道構造物が列車の運行に支障がある場合であっても、対象の折返し区間内に存在する全ての鉄道構造物が列車の運行に支障がない場合、折り返し設備を用いることで、対象の折返し区間内では列車の折り返し運行が可能である。
補修区間とは、補修を必要とする折返し区間を意味する。補修区間には、補修を要する鉄道構造物が少なくとも一つ存在する。
巡視区間とは、巡視(検査員が巡回して目視による検査を行うこと)を必要とする折返し区間を意味する。巡視区間には、巡視を要する鉄道構造物が少なくとも一つ存在する。
緯度・経度43は、地理情報システムにおける鉄道構造物の緯度と経度である。尚、鉄道構造物テーブル41には、緯度・経度43に代えて、あるいは緯度・経度43と合わせて、鉄道構造物が存在するキロ程(起点からの線路延長)の情報を記憶しても良い。
折返し区間ID44は、折返し区間の識別番号である。
重要度45は、鉄道構造物の重要点検の度合いを示す値である。例えば、過去に発生した異常時に損傷を受けた鉄道構造物などは、重要度45の値を高く設定する。
補修コスト46は、鉄道構造物の補修に要する時間、費用などを示す値である。補修コスト46は、例えば、補修に要する時間と費用を別々に数値化したものであっても良いし、所定の重み付けをすることで補修に要する時間と費用の両方を合わせて数値化したものであっても良い。
構造物損傷度47は、異常時に算出される鉄道構造物の損傷の度合いを示す値である。構造物損傷度47は、図9に示す損傷度算出処理によって算出される。
また、鉄道構造物テーブル41には、その他の鉄道構造物に関するデータが含まれる。
構造物ID53は、構造物ID42と同種のデータである。サーバ3は、構造物ID53とセンサID52とを紐付けて記憶することで、センサがどの鉄道構造物に設置されているかを管理することができる。
センサ種別54は、センサから送信される計測データの内容を特定するための種別である。センサ種別54は、例えば、GPSセンサであれば「01」、加速度センサであれば「02」、電位センサであれば「03」、温度センサであれば「04」などのように定義されたデータである。
また、センサテーブル51には、その他のセンサに関するデータが含まれる。
復旧優先度63は、復旧優先度算出処理の算出結果である。復旧優先度63は、社会的影響が大きい折返し区間ほど高い値が設定される。
本発明の実施の形態では、区間損傷度64は、「小」、「中」、「大」の3段階で定義されるものとする。区間損傷度64の値が「小」の折返し区間は、巡視区間として扱われる。区間損傷度64の値が「中」の折返し区間は、補修区間として扱われる。区間損傷度64の値が「大」の折返し区間は、早期の復旧が困難と判断し、本発明の実施の形態では対象外とする。通常、早期の復旧が困難な区間に対しては、中長期的な復旧計画が立案される。
巡視経路順位66は、巡視経路算出処理の算出結果である。巡視経路順位66は、区所ごとの巡視経路の順番を示すものである。
また、算出結果テーブル61には、その他、後述する処理による算出結果のデータが含まれる。
乗換駅有無73は、対象の折返し区間に対して、乗り換えが可能な駅が存在するかどうかを示すものである。
代替経路有無74は、対象の折返し区間に対して、他の交通手段(他社の路線、バス等)による代替経路が存在するかどうかを示すものである。
運休時損失75は、対象の折返し区間が運休したときの損失額を示すもの(例えば、一日当たりの運賃収入など)である。
運休時影響人数76は、対象の折返し区間が運休したときの影響人数を示すもの(例えば、一日当たりの乗客数など)である。
また、影響度テーブル71には、その他、必要な社会的影響を示すデータが含まれる。
緯度・経度83は、地理情報システムにおける区所の緯度と経度である。尚、区所テーブル81には、緯度・経度83に代えて、あるいは緯度・経度83と合わせて、鉄道構造物が存在するキロ程(起点からの線路延長)の情報を記憶しても良い。
検査員人数84は、対象の区所に現在待機している検査員の人数である。
また、区所テーブル81には、その他の区所に関するデータが含まれる。
また、サーバ3の制御部21は、例えば、S103において算出した構造物損傷度の平均値などの各種の統計値に基づいて、区間損傷度を設定するようにしても良い。
次に、サーバ3の制御部21は、区所テーブル81の緯度・経度83、鉄道構造物テーブル41の重要度45、算出結果テーブル61の復旧優先度63に基づいて、区所ごとに、巡視区間の検査順序を決定する。例えば、重要度45を参照し、過去に損傷が発生した鉄道構造物がある巡視区間は優先的に巡視を行うように検査順序を決定する。また、例えば、復旧優先度63を参照し、復旧優先度が高い順に巡視を行うように検査順序を決定する。
隣接していない巡視区間を連続して検査する場合、サーバ3の制御部21は、巡視区間同士を結ぶ道路を含めた巡視経路を算出する。ここで、サーバ3の制御部21は、道路情報(渋滞、通行止めなどの情報)を考慮して巡視経路を算出する。
尚、巡視経路の算出基準は、これらの例に限定されるものではなく、サーバ3の制御部21は、社会的影響を最小限に留めながら、過去の経験、および現在の道路情報等を考慮して巡視経路を算出する。
図13に示す例では、W線のA駅からD駅までが折返し区間となっている。同様に、X線のA駅からE駅、Y線のG駅からH駅、Z線のF駅からA駅までが折返し区間となっている。
経路1は、区所を出発してW線のA駅からD駅までの検査を行う線路上の経路である。経路2は、W線のD駅からY線のG駅まで移動する道路上の経路である。経路3は、Y線のG駅からH駅までの検査を行う線路上の経路である。経路4は、Y線のH駅からZ線のF駅まで移動する道路上の経路である。経路5は、Z線のF駅からA駅までの検査を行う線路上の経路である。経路6は、X線のA駅からE駅までの検査を行う線路上の経路である。
2………センサネットワーク
3………サーバ
4………表示装置
5………ネットワーク
31………損傷度算出プログラム
32………復旧優先度算出プログラム
33………補修順位算出プログラム
34………巡視経路算出プログラム
35………損傷度更新プログラム
36………地理データベース
37………構造物情報データベース
38………センサデータベース
39………異常管理データベース
Claims (6)
- サーバと表示装置とから構成され、センサを利用して鉄道構造物の保全検査業務を支援する保全検査業務支援システムであって、
前記サーバは、
折り返し設備のある駅ごとに区分けされた鉄道路線の区間を折返し区間とし、前記折返し区間に紐付けて前記鉄道構造物の情報を記憶する鉄道構造物テーブルと、
前記鉄道構造物に紐付けて前記センサの情報を記憶するセンサテーブルと、
前記折返し区間ごとに運休時の影響度の情報を記憶する影響度テーブルと、
前記センサから送信される情報に基づいて、前記折返し区間ごとに区間損傷度を算出する損傷度算出手段と、
前記影響度テーブルに基づいて、前記折返し区間ごとに復旧優先度を算出する復旧優先度算出手段と、
前記区間損傷度が補修を必要とする値の折返し区間を補修区間とし、前記復旧優先度および前記鉄道構造物テーブルに基づいて、前記補修区間ごとに補修順位を算出する補修順位算出手段と、
前記区間損傷度が巡視を必要とする値の折返し区間を巡視区間とし、前記復旧優先度および前記鉄道構造物テーブルに基づいて、前記巡視区間の巡回順序を示す巡視経路を算出する巡視経路算出手段と、
前記補修順位および前記巡視経路を前記表示装置に送信する送信手段と、
を具備することを特徴とする保全検査業務支援システム。 - 前記巡視区間の巡視を行う検査員が待機する区所の情報を記憶する区所テーブル、を更に具備し、
前記巡視経路算出手段は、前記区所ごとに前記巡視経路を算出することを特徴とする請求項1に記載の保全検査業務支援システム。 - 前記検査員による巡視結果を受信し、前記区間損傷度を更新する損傷度更新手段、
を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の保全検査業務支援システム。 - 前記巡視経路は、前記巡視区間同士を結ぶ道路を含むものであり、
前記巡視経路算出手段は、更に、道路情報に基づいて前記巡視経路を算出することを特徴とする請求項1に記載の保全検査業務支援システム。 - センサを利用して鉄道構造物の保全検査業務を支援するサーバであって、
折り返し設備のある駅ごとに区分けされた鉄道路線の区間を折返し区間とし、前記折返し区間に紐付けて前記鉄道構造物の情報を記憶する鉄道構造物テーブルと、
前記鉄道構造物に紐付けて前記センサの情報を記憶するセンサテーブルと、
前記折返し区間ごとに運休時の影響度の情報を記憶する影響度テーブルと、
前記センサから送信される情報に基づいて、前記折返し区間ごとに区間損傷度を算出する損傷度算出手段と、
前記影響度テーブルに基づいて、前記折返し区間ごとに復旧優先度を算出する復旧優先度算出手段と、
前記区間損傷度が補修を必要とする値の折返し区間を補修区間とし、前記復旧優先度および前記鉄道構造物テーブルに基づいて、前記補修区間ごとに補修順位を算出する補修順位算出手段と、
前記区間損傷度が巡視を必要とする値の折返し区間を巡視区間とし、前記復旧優先度および前記鉄道構造物テーブルに基づいて、前記巡視区間の巡回順序を示す巡視経路を算出する巡視経路算出手段と、
を具備することを特徴とするサーバ。 - コンピュータを請求項5に記載のサーバとして機能させるためのプログラム。
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