JP6077702B2 - 鉄道車両種別判定システム、鉄道車両種別判定方法 - Google Patents
鉄道車両種別判定システム、鉄道車両種別判定方法 Download PDFInfo
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Description
例えば、監視カメラを沿線に設置し、監視カメラが撮影した通過車両の画像より、鉄道車両の種別を判別する手法がある。
まず、上述の監視カメラを用いる手法では、大雨や降雪の際には画像に雨や雪が映って鉄道車両の種別の判定が困難となることがある。すなわち、監視カメラを用いる手法では、鉄道車両の種別を判定する際に、気象条件に左右されやすいという問題があった。
また、上述の超音波センサを用いる手法では、超音波センサの特性により応答性が高くはないため、極低速以外の速度で走行する鉄道車両の種別を判定することが困難である。このため、超音波センサを用いる手法では、極低速で走行する鉄道車両の種別の判定に限定されてしまうという問題があった。
判定基準算出部は、温度値取得部によって取得された小変温部位温度値に基づき、鉄道車両の種別を判定するための基準である判定基準を算出する。
なお、鉄道車両の種別を判定する具体的な手法としては、次の(1)〜(2)のような手法が考えられる。
図1に示す鉄道車両種別判定システム1は、電動車および付随車から編成される鉄道車両の種別を判定する機能を有する。
鉄道車両種別判定システム1は、機器温度センサ11と、機器部位検出部12と、データ収集処理部13と、特徴温度算出部14と、機器配置記録部15と、特徴温度統計量算出部16と、特徴量比較部17と、判別閾値記録部18と、種別判定結果出力部19と、を備える。
機器温度センサ11は、線路(軌道)が敷設された地上側に、線路を走行する列車である鉄道車両の両側方それぞれに対応して配置され、鉄道車両の床下からの放射熱を検知して歯車箱などの各種部位の温度を測定する。
なお、機器温度センサ11は、本発明の温度値取得部の一例である。
[1.2.機器部位検出部12の構成の説明]
機器部位検出部12は、車輪のフランジ部が近接すると信号を出力し、非接触で車輪の通過タイミングを精度良く検知可能である。なお、このような非接触での検出手法としては、例えば高周波誘導方式や光電方式が挙げられる。
[1.3.データ収集処理部13の構成の説明]
データ収集処理部13は、機器温度センサ11が測定した温度値、および機器部位検出部12が検知した車輪の通過タイミングに関する情報を収集する。
[1.4.特徴温度算出部14の構成の説明]
特徴温度算出部14は、機器温度センサ11が測定した温度値と機器部位検出部12が検知した車輪の通過タイミングに関する情報とに基づき、次のように特徴温度を算出する。
[1.5.機器配置記録部15の構成の説明]
機器配置記録部15は、鉄道車両の種別ごとの床下の機器配置を記録する。
特徴温度統計量算出部16は、次のように特徴温度の統計量を算出する。
具体的には、特徴温度統計量算出部16は、電動車の床下に設置される歯車箱の温度値の平均値を特徴量として算出する。なお、電動車の床下に設置される歯車箱は、大変温部位に該当する。大変温床下部位は、鉄道車両の運行中に温度が変化する部位である変温部位のうち温度変化が相対的に大きい部位である。
なお、特徴温度統計量算出部16は、本発明の特徴量算出部および判定基準算出部の一例である。
特徴量比較部17は、特徴温度統計量算出部16が算出した特徴温度の統計量としての特徴量と判別閾値記録部18が記録する判別閾値としての判定基準とを比較する。具体的には、特徴量比較部17は、特徴温度統計量算出部16によって算出した特徴量と、判別閾値記録部18によって記録される判定基準との比較により、特徴量が判定基準を満たす場合に、その特徴量との対応関係から鉄道車両の種別を判定する。
(1)特徴量比較部17は、次の場合に、鉄道車両の種別が700系であると判定する。すなわち、特徴量比較部17は、鉄道車両の種別が700系であると仮定して、例えば、電動車の床下に設置される歯車箱の温度値から算出された特徴量が、700系の鉄道車両を判定するために算出された判定基準を満たす場合、即ち、判定基準の下限値よりも小さいか当該判定基準の上限値よりも大きい場合に、鉄道車両の種別が700系であると判定する。判定基準は、鉄道車両の種別ごとに異なっていてもよい。
[1.8.判別閾値記録部18の構成の説明]
判別閾値記録部18は、特徴温度統計量算出部16によって算出された判定基準を判別閾値として記録する。
種別判定結果出力部19は、鉄道車両の種別を判定した判定結果を出力する。例えば、鉄道車両の種別を判定した判定結果をモニタなどの表示装置に表示させるといった具合である。
(1)このように本実施形態の鉄道車両種別判定システム1によれば、鉄道車両の床下から取得した温度値に基づき、鉄道車両の運行中での温度変化が相対的に大きい大変温部位の鉄道車両の床下での位置である大変温部位位置を特定し、特定した大変温部位位置に応じて鉄道車両の種別を判定する。このような大変温部位位置の特定には、鉄道車両の床下から取得される温度値が用いられるが、鉄道車両の床下からの温度値の取得は、大雨や降雪などの外乱の影響を受けにくく、鉄道車両の種別の判定が大雨や降雪などの気象条件に左右されにくい。また、IDタグを装備していない車両であっても、鉄道車両の床下から温度値を取得できるために、鉄道車両の種別を判定することができる。また、極低速以外の速度域でも、鉄道車両の床下から温度値を取得できるために、鉄道車両の種別を判定することができる。
[4.他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
Claims (6)
- 線路が敷設された地上側に配置され、前記線路を走行する鉄道車両の種別を判定する鉄道車両種別判定システムであって、
前記鉄道車両の床下からの放射熱を検知して、各種部位の温度を測定する測定部と、
前記鉄道車両が備える車輪の通過タイミングを検知する検知部と、
前記車輪の位置を基準とした前記鉄道車両の床下機器の機器配置を、前記鉄道車両の種別である車両種別ごとに記録した機器配置記録部と、
前記鉄道車両の運行中に温度が変化する部位である変温部位のうち温度変化が相対的に大きい前記床下機器が配置された部位を大変温部位として、前記検知部により検知された前記車輪の通過タイミングと該車両の通過タイミングから算出した前記鉄道車両の移動速度とに基づき、前記機器配置記録部に記録された機器配置を参照して、前記鉄道車両が前記車両種別のいずれかであると仮定し、前記測定部での測定結果を表す温度値から、前記大変温部位の通過タイミングで測定された温度値である大変温部位温度値を選択し、該大変温部位温度値に基づいて、前記車両種別ごとの特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記変温部位のうち温度変化が相対的に小さい部位を小変温部位として、前記測定部での測定結果を表す温度値から、前記小変温部位の通過タイミングで測定された温度値である小変温部位温度値を選択し、該小変温部位温度値に基づいて、前記特徴量が前記大変温部位の温度値により算出されたものであるか否かを判定するための基準である判定基準を算出する判定基準算出部と、
前記特徴量算出部によって算出された特徴量が、前記判定基準算出部によって算出された前記判定基準を満たす場合に、該特徴量に対応づけられた前記車両種別が前記鉄道車両の種別であると判定する種別判定部と、
を備えることを特徴とする鉄道車両種別判定システム。 - 請求項1に記載の鉄道車両種別判定システムにおいて、
前記特徴量算出部は、前記大変温部位温度値の平均値を前記特徴量として算出し、
前記判定基準算出部は、前記小変温部位温度値の平均値から、前記小変温部位温度値の標準偏差の係数倍である偏差倍数値を減算した値を下限値とするとともに、前記平均値に前記偏差倍数値を加算した値を上限値とする範囲を前記判定基準として算出し、
前記種別判定部は、前記特徴量が前記判定基準の前記下限値よりも小さいか前記上限値よりも大きい場合に前記判定基準を満たすと判断すること
を特徴とする鉄道車両種別判定システム。 - 請求項1に記載の鉄道車両種別判定システムにおいて、
前記特徴量算出部は、前記大変温部位温度値の平均値を前記特徴量として算出し、
前記判定基準算出部は、前記小変温部位温度値の平均値から乖離量の上限値によって決まる範囲を前記判定基準として算出し、
前記種別判定部は、前記特徴量が前記判定基準から乖離する値である乖離値が、前記上限値よりも大きい場合に前記判定基準を満たすと判断すること
を特徴とする鉄道車両種別判定システム。 - 線路が敷設された地上側に配置され、前記線路を走行する鉄道車両の種別を判定する鉄道車両種別判定方法であって、
前記鉄道車両の床下からの放射熱を検知して、各種部位の温度を測定し、
前記鉄道車両が備える車輪の通過タイミングを検知し、
前記鉄道車両の運行中に温度が変化する部位である変温部位のうち温度変化が相対的に大きい前記床下機器が配置された部位を大変温部位として、検知された前記車輪の通過タイミングと該車両の通過タイミングから算出した前記鉄道車両の移動速度とに基づき、前記鉄道車両の種別である車両種別ごとに記録された前記車輪の位置を基準とした前記鉄道車両の床下機器の機器配置を参照して、前記鉄道車両が前記車両種別のいずれかであると仮定し、前記測定部での測定結果を表す温度値から、前記大変温部位の通過タイミングで測定された温度値である大変温部位温度値を選択し、該大変温部位温度値に基づいて、前記車両種別ごとの特徴量を算出し、
前記変温部位のうち温度変化が相対的に小さい部位を小変温部位として、前記測定による測定結果を表す温度値から、前記小変温部位の通過タイミングで測定された温度値である小変温部位温度値を選択し、該小変温部位温度値に基づいて、前記特徴量が前記大変温部位の温度値により算出されたものであるか否かを判定するための基準である判定基準を算出し、
算出された特徴量が、算出された前記判定基準を満たす場合に、該特徴量に対応づけられた前記車両種別が前記鉄道車両の種別であると判定すること
を特徴とする鉄道車両種別判定方法。 - 請求項4に記載の鉄道車両種別判定方法において、
前記大変温部位温度値の平均値を前記特徴量として算出し、
前記小変温部位温度値の平均値から、前記小変温部位温度値の標準偏差の係数倍である偏差倍数値を減算した値を下限値とするとともに、前記平均値に前記偏差倍数値を加算した値を上限値とする範囲を前記判定基準として算出し、
前記特徴量が前記判定基準の前記下限値よりも小さいか前記上限値よりも大きい場合に前記判定基準を満たすと判断すること
を特徴とする鉄道車両種別判定方法。 - 請求項4に記載の鉄道車両種別判定方法において、
前記大変温部位温度値の平均値を前記特徴量として算出し、
前記小変温部位温度値の平均値から乖離量の上限である乖離上限値によって決まる範囲を前記判定基準として算出し、
前記特徴量が前記判定基準から乖離する値である乖離値が、前記乖離上限値よりも大きい場合に前記判定基準を満たすと判断すること
を特徴とする鉄道車両種別判定方法。
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