WO2018124228A1 - 異物除去装置の監視システム、異物除去システムおよび異物除去装置の監視方法 - Google Patents

異物除去装置の監視システム、異物除去システムおよび異物除去装置の監視方法 Download PDF

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WO2018124228A1
WO2018124228A1 PCT/JP2017/047080 JP2017047080W WO2018124228A1 WO 2018124228 A1 WO2018124228 A1 WO 2018124228A1 JP 2017047080 W JP2017047080 W JP 2017047080W WO 2018124228 A1 WO2018124228 A1 WO 2018124228A1
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WO
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failure
foreign matter
injection
cage
pressure inside
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PCT/JP2017/047080
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江川　聡
木上　昭吾
鈴木　拓也
Original Assignee
ナブテスコ株式会社
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B19/00—Protection of permanent way against development of dust or against the effect of wind, sun, frost, or corrosion; Means to reduce development of noise
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H8/00—Removing undesirable matter from the permanent way of railways; Removing undesirable matter from tramway rails
    • E01H8/10—Removing undesirable matter from rails, flange grooves, or the like railway parts, e.g. removing ice from contact rails, removing mud from flange grooves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring system for a foreign matter removing device, a foreign matter removing system, and a monitoring method for the foreign matter removing device.
  • a foreign object removal device in order to avoid the inversion of the track branching part that causes a delay in railway operation, a foreign object removal device has been proposed that blows away foreign objects such as ice and snow interposed between the basic rail and the Tongrel by injection of compressed air.
  • WO2015 / 049879A1 discloses a foreign matter removal system including a control center that can change the operation mode of a plurality of foreign matter removal devices based on the train operation status.
  • the present invention has been made in consideration of such points, and provides a foreign matter removing apparatus monitoring system, a foreign matter removing system, and a foreign matter removing apparatus monitoring method capable of detecting a failure of the foreign matter removing apparatus at an early stage.
  • the purpose is to do.
  • the present invention relates to a generator for generating compressed gas, a holder for holding the generated compressed gas inside, and an injector for injecting the held compressed gas to remove foreign substances present in a track branching portion. And a pressure detection means for detecting the pressure inside the cage, and determining whether there is a sign of failure of the foreign matter removal device based on the detected pressure inside the cage.
  • a foreign matter removing apparatus monitoring system comprising a failure sign determination unit.
  • the failure sign determination means includes a post-injection cage corresponding to a pressure inside the cage detected after the injection and a pressure inside the cage detected before the injection. Based on the comparison between the first upper limit value and the first lower limit value of the internal pressure, the presence / absence of the failure sign may be determined.
  • the monitoring system comprises failure determination means for determining the presence or absence of a failure of the foreign substance removal device based on the detected pressure inside the cage, wherein the failure determination means is the holding detected after the injection. Based on the comparison between the second upper limit value and the second lower limit value of the pressure inside the cage after the injection corresponding to the pressure inside the cage detected before the injection, The presence or absence of the failure may be determined.
  • the failure sign determination means may detect the failure based on a pressure difference between the pressure inside the cage detected before the injection and the pressure inside the cage detected after the injection. You may determine the presence or absence of a precursor.
  • the failure sign determination means may determine the presence or absence of the failure sign based on the pressure inside the cage detected after the injection.
  • the failure sign determination means may determine the presence or absence of the failure sign based on a change amount of the detected internal pressure of the cage in a predetermined time.
  • the failure sign determination unit does not have to determine that the failure sign is present when the foreign matter removal apparatus is in a predetermined state when the change amount is acquired. Good.
  • the predetermined state may include at least one of the predetermined time after the injection, when the ambient temperature of the generator is decreased, and after the generator is operated.
  • the monitoring system according to the present invention may further include an alarm output means for outputting an alarm when it is determined that there is a sign of the failure.
  • the monitoring system according to the present invention may further include an inspection unit that inspects whether or not the foreign matter removing apparatus has a failure based on a change amount of the pressure inside the cage after the injection.
  • the present invention includes a generator that generates compressed gas, a holder that holds the generated compressed gas therein, an injector that injects the held compressed gas to remove foreign matter from the orbital branching portion, A foreign matter removing apparatus having pressure detection means for detecting the pressure inside the cage, and a sign of failure of the foreign matter removing apparatus based on the detected pressure inside the cage.
  • a foreign matter removal system comprising a monitoring system having a failure sign determination means for determining presence or absence.
  • the present invention includes a generator that generates compressed gas, a holder that holds the generated compressed gas therein, an injector that injects the held compressed gas to remove foreign matter from the orbital branching portion,
  • a foreign matter removing device monitoring method for detecting a pressure inside the cage and determining whether there is a sign of failure of the foreign matter removing device based on the detected pressure inside the cage. is there.
  • FIG. 1 is a diagram showing a foreign matter removal system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the foreign matter removal system 1 includes a foreign matter removal device 2 and a monitoring system 3.
  • the foreign matter removing device 2 is disposed at the track branching portion of the railway track, and removes foreign matters such as ice and snow that are interposed between the basic rail 7 and the Tongrel 8 constituting the point 6 of the branching device by jetting the compressed air 10.
  • the railroad track is, for example, a Shinkansen track.
  • the Shinkansen line may be either a Japanese Shinkansen standard (ie, full standard) line or a mini Shinkansen line that allows direct operation with the Shinkansen line after changing the existing conventional line.
  • the railway track may be a dedicated track for conventional lines.
  • the railroad track is not limited to Japan, but may be a railroad track around the world (for example, a high-speed railroad or a conventional railroad track).
  • the foreign matter removing apparatus 2 includes a compressor 21 that is an example of a generator, a tank 22 that is an example of a cage, and a nozzle 23 that is an example of an injector.
  • the compressor 21 generates compressed air that is an example of compressed gas.
  • the tank 22 holds the compressed air generated by the compressor 21 inside.
  • the nozzle 23 injects compressed air held in the tank 22 to remove foreign matter from the track branching portion.
  • the foreign matter removing device 2 includes a pipe 24 that communicates the compressor 21, the tank 22, and the nozzle 23, and an electromagnetic valve 25 that is disposed on the pipe 24 between the tank 22 and the nozzle 23.
  • the foreign matter removing apparatus 2 has a control unit 31 that controls the compressor 21 and the electromagnetic valve 25.
  • the control unit 31 also operates as a failure sign determination unit and an alarm output unit of the monitoring system 3 described later.
  • the compressor 21, the tank 22, the electromagnetic valve 25, the control unit 31, and a part of the piping 24 are installed inside the machine room 20.
  • the compressor 21 has a compressor motor 211 therein.
  • a compressor control signal that commands rotation of the compressor motor 211 is input to the compressor 21 from the control unit 31.
  • the compressor motor 211 rotates.
  • the compressor motor 211 may rotate based on a pressure detection signal from the pressure sensor 32 described later.
  • Compressed air is generated in the compressor 21 as the compressor motor 211 rotates.
  • the compressor 21 may be configured to generate compressed air by converting the rotation of the compressor motor 211 into the reciprocating motion of the piston in the cylinder, but is not limited to such a configuration.
  • the compressed air generated in the compressor 21 flows into the tank 22 through the pipe 24 and is held in the tank 22.
  • an electromagnetic valve control signal for instructing opening of the electromagnetic valve 25 is input from the control unit 31 to the electromagnetic valve 25.
  • the solenoid valve 25 is opened by inputting the solenoid valve control signal. With the electromagnetic valve 25 opened, the compressed air held in the tank 22 reaches the nozzle 23 through the pipe 24. The compressed air that has reached the nozzle 23 is jetted between the basic rail 7 and the tongrel 8 from the nozzle 23. By injecting the compressed air, it is possible to remove foreign matters interposed between the basic rail 7 and the tongrel 8.
  • a plurality of nozzles 23 are arranged on the inner walls of the two basic rails 7 included in each of the two lines running in parallel with an interval in the longitudinal direction of the lines.
  • four electromagnetic valves 25 are arranged in the same number as the total number of the basic rails 7 of the two lines.
  • the plurality of nozzles 23 arranged on the common basic rail 7 are communicated with a common electromagnetic valve 25 via a pipe 24.
  • an injection signal that commands the injection of compressed air is input from the host device 4 to the control unit 31.
  • the host device 4 may be, for example, an information device or an information terminal installed at a station.
  • the control unit 31 outputs a compressor control signal for instructing rotation of the compressor motor 211 to the compressor motor 211, and outputs an electromagnetic valve control signal for instructing opening of the electromagnetic valve 25 to the electromagnetic valve 25.
  • the injection signals are four types of signals: a train passage signal, a localization state signal, an inversion state signal, and a retry signal.
  • the train passage signal is a signal output from the ATC (Automatic Train Control) 12 to the host device 4 when the train passes through the track.
  • ATC Automatic Train Control
  • the control unit 31 performs control to inject compressed air using a train passage signal as a trigger, thereby quickly removing foreign matters that have fallen between the basic rail 7 and the tongrel 8 when the train passes. it can.
  • the localization state signal is a signal that is output from the switch 13 to the host device 4 when the point 6 is switched from the inverted position to the localized position by the switch 13 that converts the point 6.
  • the localization is a state of the point 6 at which the train enters the normal direction, that is, the main line. Inversion is the state of point 6 that causes the train to enter a different direction, that is, the main line.
  • the localization state signal may be, for example, a signal output from a sensor that detects a current supplied to a motor that is a power source of the switch 13.
  • the inversion state signal is a signal that is output from the switch 13 to the host device 4 when the point 6 is converted from the localization to the inversion by the switch 13.
  • the retry signal is output from the switch 13 to the host device 4 when the conversion failure of the point 6 occurs, and when the switch 13 starts the reconversion, that is, the inversion of the point 6 for the retry. Signal.
  • control unit 31 receives an injection command signal by remote operation from a monitoring terminal 33 described later, and performs control to inject compressed air in response to reception of the injection command signal. May be. Moreover, the control part 31 may transmit the in-injection signal which shows that compressed air is injecting to the monitoring terminal 33, when performing control which injects compressed air.
  • the monitoring system 3 is a system that can monitor the operating state of the foreign matter removing apparatus 2 and determine whether there is a sign of a failure of the foreign matter removing apparatus 2. As shown in FIG. 1, the monitoring system 3 includes a pressure sensor 32 that is an example of a pressure detection unit, the control unit 31 that is an example of a failure sign determination unit, and a monitoring terminal 33.
  • the pressure sensor 32 is disposed in the tank 22 of the foreign matter removing device 2.
  • the pressure sensor 32 detects a pressure inside the tank 22 (hereinafter also referred to as a tank pressure), and outputs a pressure detection signal indicating the detected tank pressure to the control unit 31.
  • the control unit 31 is a control device such as a PLC (programmable logic controller), for example.
  • the control unit 31 determines whether or not there is a sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2 based on the pressure detection signal input from the pressure sensor 32, that is, the detected tank pressure.
  • the control unit 31 sets a tank pressure before the injection of compressed air (hereinafter also referred to as a tank pressure before injection) and a tank pressure after the injection of compressed air (hereinafter also referred to as a tank pressure after injection). Detect each. Then, the control unit 31 removes the foreign matter based on the comparison between the detected post-injection tank pressure and the upper limit value and the lower limit value of the post-injection tank pressure set in advance corresponding to the detected pre-injection tank pressure. The presence / absence of a failure sign of the apparatus 2 is determined (hereinafter also referred to as a failure sign determination).
  • Such a configuration is also an example in which a failure sign determination is performed based on a comparison between the detected post-injection tank pressure and a preset threshold value (upper limit value, lower limit value) of the post-injection tank pressure. Further details of the failure sign determination will be described in an operation example described later.
  • the control unit 31 When it is determined that there is a failure sign in the failure sign determination, the control unit 31 outputs an alarm indicating that the foreign substance removing device 2 can be broken.
  • the alarm may be, for example, at least one of an image signal, an alarm lamp lighting signal, and an audio signal.
  • the monitoring terminal 33 can be connected to the control unit 31 via the network 34.
  • a specific aspect of the network 34 is not particularly limited, and may be, for example, a fourth generation mobile communication system (4G).
  • the monitoring terminal 33 receives a warning output from the control unit 31 via the network 34, so that a sign of a failure of the foreign matter removing apparatus 2 can be grasped from a remote location (for example, a railway operator's office).
  • the monitoring terminal 33 may be arrange
  • the monitoring terminal 33 disposed at a short distance from the foreign substance removing device 2 may be connected to the control unit 31 by wire (for example, an optical cable) or wirelessly.
  • the control unit 31 may control the injection of compressed air based on the tank pressure. For example, the control unit 31 may perform control to open the electromagnetic valve 25 when the tank pressure is equal to or higher than a threshold sufficient for the injection of compressed air. Further, the compressor motor 211 may decelerate or stop when the tank pressure is too high.
  • control unit 31 alerts the monitoring terminal 33 when a train passing signal, a localization state signal, or an inversion state signal has never been input from the host device 4 within a predetermined period (for example, within 24 hours). Output may be performed. By performing such an alarm output, an abnormality of the ATC 12, the switch 13 or the host device 4 can be detected.
  • control unit 31 may turn off or turn on the control unit 31 in response to a command from the monitoring terminal 33 or a tablet terminal (not shown). .
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the present embodiment. The flowchart of FIG. 2 is repeatedly executed as necessary.
  • the pressure sensor 32 and the control unit 31 detect the tank pressure before and after the compressed air injection, that is, the pre-injection tank pressure and the post-injection tank pressure (step S1).
  • the control unit 31 compares the input time of the pressure detection signal input from the pressure sensor 32 at a predetermined cycle with the control time for injecting the compressed air, and the pressure immediately before the control for injecting the compressed air.
  • the detection signal may be detected as the pre-injection tank pressure
  • the pressure detection signal immediately after the control for injecting the compressed air may be detected as the post-injection tank pressure.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining failure sign determination of the foreign matter removing apparatus 2 in the operation example of the foreign matter removing system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 shows an example of the upper limit value and the lower limit value of the post-injection tank pressure preset in the control unit 31.
  • the upper limit value and the lower limit value of the post-injection tank pressure (vertical axis) differ depending on the pre-injection tank pressure (horizontal axis).
  • the upper limit value and the lower limit value of the post-injection tank pressure are each expressed by a linear function with respect to the pre-injection tank pressure.
  • the region of the post-injection tank pressure that is larger than the upper limit is an injection amount shortage region that indicates that the injection amount of compressed air is insufficient.
  • the post-injection tank pressure region smaller than the lower limit is an excessive injection amount region indicating that the compressed air injection amount is excessive.
  • the post-injection tank pressure region that is greater than or equal to the lower limit value and less than or equal to the upper limit value is a region where the injection amount of compressed air is normal.
  • the pre-injection tank pressure has a lower limit value and an upper limit value
  • the region where the injection amount is normal is not less than the lower limit value of the pre-injection tank pressure, and is not less than the lower limit value of the post-injection tank pressure. It is an area below the upper limit.
  • the control unit 31 After detecting the tank pressure before and after the injection, the control unit 31 sets the detected post-injection tank pressure and the upper limit value of the post-injection tank pressure of FIG. 3 set in advance corresponding to the detected pre-injection tank pressure, and Contrast with the lower limit. And the control part 31 performs failure sign determination based on whether the tank pressure after injection is larger than an upper limit (step S2). According to the failure sign determination based on such a determination criterion, the abnormal injection resulting from the malfunction of the electromagnetic valve 25 or the control unit 31 that controls the electromagnetic valve 25 can be detected as a failure sign of the foreign substance removal device 2. it can.
  • the upper limit value and the lower limit value of the post-injection tank pressure may be values common to the two points 6 shown in the example of FIG. 1, or may be individual values according to the two points 6. There may be.
  • the upper limit value and the lower limit value are individually set according to the point 6, at least one of the slope and intercept of the linear function (see FIG. 3) representing the upper limit value and the lower limit value may be different for each point 6.
  • the upper limit value and the lower limit value may be values expressed by a function other than a linear function.
  • the determination accuracy of the failure sign determination is improved. Can be improved.
  • the configuration in which the threshold value for failure sign determination is individually set for each of the plurality of points 6 corresponding to the foreign matter removing apparatus 2 can also be adopted in each modification described later.
  • step S2 When the post-injection tank pressure is larger than the upper limit value (step S2: Yes), the control unit 31 determines that there is a sign of a failure of the foreign matter removing apparatus 2, and notifies that the injection amount is insufficient as a determination result. An injection amount shortage alarm is output to the monitoring terminal 33 (step S3).
  • step S2 when the post-injection tank pressure is equal to or lower than the upper limit value (step S2: No), the control unit 31 performs a failure sign determination based on whether the post-injection tank pressure is smaller than the lower limit value (step S4).
  • step S4 When the post-injection tank pressure is smaller than the lower limit value (step S4: Yes), the control unit 31 determines that there is a sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and notifies that the injection amount is excessive as a determination result. An excessive injection amount warning is output to the monitoring terminal 33 (step S5).
  • step S4 determines that there is no sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and does not output an alarm to the monitoring terminal 33. The process ends. In this case, the control unit 31 may output information for notifying that the foreign matter removing apparatus 2 is normal to the monitoring terminal 33.
  • the control unit 31 In addition to operating as a failure sign determination unit, the control unit 31 also operates as a failure determination unit, and may determine the presence or absence of a failure in the foreign substance removal device 2 based on the detected tank pressure. . For example, the control unit 31 sets the post-injection tank pressure and the upper limit value (that is, the second upper limit value) and lower limit value (that is, the second upper limit value) of the post-injection tank pressure corresponding to the pre-injection tank pressure. Based on the comparison with the lower limit value, determination of the presence or absence of failure of the foreign substance removal apparatus 2 (hereinafter also referred to as failure determination) may be performed. In other words, the control unit 31 may change the threshold value of the pressure used for the determination depending on whether the failure sign determination is performed or the failure determination is performed.
  • the control unit 31 determines that the post-injection tank pressure is larger than a second upper limit value that is larger than the upper limit value (that is, the first upper limit value) shown in FIG. 3, or is shown in FIG. It may be determined that the foreign substance removing device 2 is out of order when it is smaller than the second lower limit value smaller than the lower limit value (that is, the first lower limit value).
  • the second upper limit value may be expressed as a linear function having the same slope and a large intercept on the vertical axis with respect to the linear function shown in FIG. 3 (that is, the first upper limit value).
  • the second lower limit value may be expressed as a linear function having the same slope and a small intercept on the vertical axis with respect to the linear function shown in FIG. 3 (that is, the first lower limit value).
  • the control unit 31 After detecting the tank pressure before and after injection (step S1) in FIG. 2, the control unit 31 performs a failure determination based on whether or not the post-injection tank pressure is greater than the second upper limit value. Also good. Then, when it is determined that there is a failure (that is, greater than the second upper limit value) in the failure determination based on whether or not it is greater than the second upper limit value, the control unit 31 is the same as in the case of the failure sign determination. May be output (step S3 in FIG. 2).
  • the post-injection tank pressure is Failure determination based on whether the value is smaller than the lower limit of 2 may be performed. Then, when it is determined that there is a failure (that is, smaller than the second lower limit value) in the failure determination based on whether or not it is smaller than the second lower limit value, the control unit 31 is the same as the failure sign determination case. May be output (step S5 in FIG. 2).
  • the post-injection tank pressure is the upper limit.
  • a failure sign determination (step S2 in FIG. 2) based on whether or not the value is greater than the value (that is, the first upper limit value) may be performed.
  • the control unit 31 may change the alarm output mode in the failure determination from the alarm output mode in the failure sign determination. For example, the control unit 31 may output an alarm in the failure determination in an output mode (for example, a conspicuous display color, a message content that prompts an emergency response, a loud sound, etc.) that is more urgent than an alarm in the failure sign determination. .
  • an output mode for example, a conspicuous display color, a message content that prompts an emergency response, a loud sound, etc.
  • the electromagnetic valve 25 and the control unit are not used as a sign of the failure of the foreign matter removing apparatus 2 but only when the failure of the foreign matter removing device 2 is detected only by detecting the occurrence of non-conversion of the track branching portion. Abnormal injection resulting from the 31 malfunction can be detected.
  • the electromagnetic valve 25 and the control unit 31 can be repaired and replaced before the actual failure occurs, the failure of the foreign matter removing device 2 can be detected early (ie, in advance). . Since the failure can be detected at an early stage, the foreign matter removing device 2 is repaired or replaced in a planned manner compared to the case where the foreign matter removing device 2 is repaired or replaced after the failure occurs. It is also possible to prevent a failure from occurring.
  • the post-injection tank pressure can be considered to be approximately proportional to the pressure obtained by subtracting the pressure lost by the injection of compressed air from the pre-injection tank pressure, so the pressure lost by one injection is assumed to be substantially constant.
  • a correlation is established that the normal value of the post-injection tank pressure increases as the pre-injection tank pressure increases.
  • the failure sign determination is performed using the upper limit value and the lower limit value of FIG. 3 having a linear function relationship with the pre-injection tank pressure.
  • a more precise failure sign determination adapted to the pre-injection tank pressure can be performed, so that the failure of the foreign substance removal device 2 can be detected more reliably at an early stage.
  • control unit 31 performs control for injecting compressed air in accordance with a self-check command from the monitoring terminal 33 through the network 34, and the foreign matter removing apparatus 2 is controlled based on the increase in the post-injection tank pressure. Check for failure (ie, self-check). The control unit 31 outputs the inspection result to the monitoring terminal 33.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the first modification of the present embodiment.
  • the flowchart of FIG. 4 is repeatedly executed as necessary.
  • a plurality of (four in FIG. 1) electromagnetic valves 25 of the foreign matter removing device 2 are all closed.
  • FIG. 5 is a time chart showing an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the first modification of the present embodiment.
  • control unit 31 determines whether or not a self-check command is input from the monitoring terminal 33 (step S11).
  • the total number n of the electromagnetic valves 25 is set to four in accordance with the number of the electromagnetic valves 25 of the foreign matter removing apparatus 2 of FIG.
  • the control unit 31 outputs a solenoid valve control signal instructing opening of the first solenoid valve 25, thereby injecting compressed air for a predetermined time by the first solenoid valve 25 as shown in FIG. Step S13).
  • step S14 the tank pressure rises as new compressed air generated by the compressor 21 flows into the tank 22 with all the solenoid valves 25 closed during a predetermined interval.
  • the interval may be 10 seconds, for example.
  • control unit 31 determines whether or not the injection by all the solenoid valves 25 has been completed, that is, whether i is the total number of solenoid valves n (step S15).
  • step S15 When the injection by all the solenoid valves 25 is completed (step S15: Yes), the control unit 31 is preset from the completion of the interval based on the pressure detection signal from the pressure sensor 32 as shown in FIG. The tank pressure increase amount within a certain period until the self-check completion time is measured (step S16). Note that the fixed period for measuring the tank pressure increase amount may be, for example, 20 seconds.
  • step S15 when the injection by all the solenoid valves 25 is not completed (step S15: No), the control unit 31 sets the solenoid valve 25 that instructs opening to the next solenoid valve 25. That is, i is incremented (step S17). And it transfers to the injection of the predetermined time by the following solenoid valve 25 (step S13).
  • control unit 31 determines whether or not the measured tank pressure increase amount is larger than the threshold value (step S18).
  • step S18: Yes When the tank pressure increase amount is larger than the threshold value (step S18: Yes), it can be determined that the compressed air is normally generated by the compressor 21 and no air leakage occurs. In this case, the control unit 31 outputs a normal result indicating that the compressor 21 is normal to the monitoring terminal 33 (step S19). On the other hand, when the tank pressure increase amount is equal to or less than the threshold (step S18: No), the control unit 31 outputs an abnormality result indicating that the compressor 21 is abnormal to the monitoring terminal 33 (step S20).
  • the failure sign determination of the foreign substance removal apparatus 2 may be performed before or after the self-check.
  • the result of the self-check can be remotely monitored by the monitoring terminal 33, it is possible to detect a failure of the foreign matter removing apparatus 2 without going to the site.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the second modification of the present embodiment. The flowchart of FIG. 6 is repeatedly executed as necessary.
  • the execution timing of the failure sign determination is independent of the execution timing of the self-check.
  • failure sign determination is performed during the self-check period.
  • step S13 the pressure sensor 32 and the control unit 31 detect the post-injection tank pressure after the injection for a predetermined time for the self-check (step S13). ). Thereafter, as in FIG. 2, a failure sign determination (step S2, step S4) is performed by comparing the post-injection tank pressure with the upper limit value or the lower limit value, and an alarm is output according to the determination result (step S3, step S4). S5).
  • the control unit 31 replaces the failure sign determination (step S2, step S4) by comparing the post-injection tank pressure with the upper limit value or the lower limit value, and the pressure difference between the pre-injection tank pressure and the post-injection tank pressure, A failure sign determination based on a comparison with a preset threshold value of the pressure difference may be performed.
  • the control unit 31 calculates the pressure difference between the pre-injection tank pressure and the post-injection tank pressure before and after the injection by each of the first to nth solenoid valves 25, and sets the calculated pressure difference in advance. It may be compared with the threshold value of the pressure difference.
  • the control unit 31 may determine that there is a sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2 and may output an alarm to the monitoring terminal 33 as a determination result.
  • the pressure difference threshold value may include an upper limit side threshold value and a lower limit side threshold value. In this case, when the calculated pressure difference becomes larger than the upper limit side threshold value, the control unit 31 outputs an excessive injection amount warning (see step S5 in FIG. 6), and the calculated pressure difference becomes lower limit side. If it is smaller than the threshold value, an injection amount shortage alarm (see step S3 in FIG. 6) may be output.
  • control unit 31 determines whether the post-injection tank pressure described above is larger than the second upper limit value or smaller than the second lower limit value. A failure determination based on this may be performed.
  • the failure sign determination can be performed efficiently. Further, a failure sign that cannot be detected by the self-check can be detected by failure sign determination.
  • FIG. 7 is a diagram showing a foreign matter removal system 1 according to a third modification.
  • the foreign matter removal system 1 of the third modified example includes a web camera 35 installed at the track branching section.
  • the web camera 35 transmits a branching part video signal obtained by photographing the orbital branching part to the monitoring terminal 33.
  • the third modification it is possible to issue a self-check command after confirming that there is no worker in the start-up branch section based on the image of the track branch section. Thereby, it is possible to prevent the work from being obstructed by performing the injection during the work at the track branching portion.
  • the web camera 35 may be started or stopped in accordance with a command from the monitoring terminal 33. In this case, since the web camera 35 can be activated when necessary before the self-check, power consumption by the web camera 35 can be reduced.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the fourth modification of the present embodiment. The flowchart of FIG. 8 is repeatedly executed as necessary.
  • control unit 31 performs failure sign determination based on the amount of change in tank pressure over a predetermined time.
  • the pressure sensor 32 starts detecting the tank pressure (step S21).
  • the control unit 31 determines whether or not a predetermined time has elapsed from the start of the detection of the tank pressure (step S22).
  • the predetermined time may be, for example, 1 minute.
  • step S22 When the predetermined time has elapsed (step S22: Yes), the pressure sensor 32 ends the detection of the tank pressure (step S23).
  • step S22 when the predetermined time has not elapsed (step S22: No), the control unit 31 repeats the determination of whether or not the predetermined time has elapsed (step S22).
  • control unit 31 calculates the pressure drop amount for a predetermined time (step S24).
  • the control unit 31 After calculating the pressure drop amount, the control unit 31 performs a failure sign determination based on whether or not the pressure drop amount is larger than the threshold value (step S25). According to the failure sign determination based on such a determination criterion, it is possible to detect an air leak under a tank pressure near the working pressure as a sign of a failure of the foreign matter removing apparatus 2.
  • step S25 When the pressure drop amount is larger than the threshold value (step S25: Yes), the control unit 31 determines that there is a sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and outputs an alarm to the monitoring terminal 33 as a determination result (step S26). ).
  • step S25: No when the pressure drop amount is equal to or smaller than the threshold value (step S25: No), the control unit 31 determines that there is no sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and performs the process without outputting an alarm to the monitoring terminal 33. finish.
  • a failure sign can be detected based on the change amount of the tank pressure, that is, the pressure drop amount, before the failure that the compressed air cannot be injected due to the shortage of the tank pressure due to the air leak.
  • control unit 31 may perform the failure determination in addition to the failure sign determination.
  • the determination criterion for failure determination may be, for example, that the tank pressure is less than a predetermined pressure (for example, 0.3 MPa).
  • FIG. 9 is a diagram showing a foreign matter removal system 1 according to a fifth modification of the present embodiment.
  • the foreign matter removal system 1 of the fifth modification example further includes a temperature sensor 37 installed in the machine room 20 in addition to the configuration of FIG. 1.
  • the temperature sensor 37 detects the machine room temperature, and outputs a temperature detection signal indicating the detected machine room temperature to the control unit 31.
  • the control unit 31 performs a failure sign determination based on the amount of change in tank pressure and machine room temperature during a predetermined time. Specifically, when the change amount of the tank pressure is acquired, the control unit 31 indicates a decrease in the machine room temperature (that is, the ambient temperature of the compressor 21) equal to or higher than a threshold value which is an example of a predetermined state. In addition, it is not determined that there is a sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2. In addition, the control part 31 has a sign of failure of the foreign substance removal apparatus 2 even when the change amount of the tank pressure is acquired at a time within a fixed time after the operation (start) of the compressor 21 at the time of injection. It is not necessary to make a determination that it exists.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the fifth modification of the present embodiment. The flowchart of FIG. 10 is repeatedly executed as necessary.
  • the pressure sensor 32 and the temperature sensor 37 start detecting the tank pressure and the machine room temperature (step S31).
  • control unit 31 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start of the detection of the tank pressure and the machine room temperature (step S32).
  • step S32 When the predetermined time has elapsed (step S32: Yes), the pressure sensor 32 and the temperature sensor 37 end the detection of the tank pressure and the machine room temperature (step S33).
  • step S32 when the predetermined time has not elapsed (step S32: No), the control unit 31 repeats the determination of whether or not the predetermined time has elapsed (step S32).
  • control unit 31 calculates the pressure drop amount and the temperature drop amount for a predetermined time (step S34).
  • control unit 31 After calculating the pressure drop amount and the temperature drop amount, the control unit 31 performs a failure sign determination based on whether or not the pressure drop amount is larger than the threshold value (step S35).
  • step S35 When the pressure drop amount is larger than the threshold value (step S35: Yes), the control unit 31 performs a failure sign determination following step S35 based on whether or not the temperature drop amount is smaller than the threshold value (step S36).
  • step S35 determines that there is no sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and performs processing without outputting an alarm to the monitoring terminal 33. finish.
  • step S36 When the temperature drop amount is smaller than the threshold value (step S36: Yes), the control unit 31 determines that there is a sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and outputs an alarm to the monitoring terminal 33 as the determination result (step S37). ).
  • step S36: No when the temperature drop amount is equal to or greater than the threshold value (step S36: No), the control unit 31 ends the process without outputting an alarm to the monitoring terminal 33 even when the pressure drop amount is greater than the threshold value. To do.
  • the tank pressure When the machine room temperature drops rapidly, the tank pressure also drops as the machine room temperature drops. Such a decrease in the tank pressure accompanying a decrease in the temperature in the machine room is a phenomenon due to Boyle-Charles' law, and not a phenomenon caused by air leakage. According to the fifth modified example, it is possible to prevent erroneous determination by not determining that a decrease in tank pressure caused by a cause different from air leakage is a sign of failure.
  • control unit 31 may perform the failure determination in addition to the failure sign determination.
  • the determination criterion for failure determination may be, for example, that the tank pressure is less than a predetermined pressure (for example, 0.3 MPa).
  • FIG. 11 is a flowchart showing an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the sixth modification of the present embodiment.
  • the flowchart of FIG. 11 is repeatedly executed as necessary.
  • the flowchart of FIG. 11 can be implemented by the foreign matter removal system 1 of the fifth modified example.
  • the temperature sensor 37 detects the machine room temperature (step S41).
  • the control unit 31 After detecting the machine room temperature, the control unit 31 performs a failure sign determination based on whether or not the detected machine room temperature is greater than a threshold value (step S42). According to the failure sign determination based on such a determination criterion, the malfunction of the exhaust fan (not shown) installed in the machine room 20 or the over frequency operation of the compressor 21 is detected as a failure sign of the foreign matter removing device 2. Can be detected.
  • the failure sign determination based on the machine room temperature (step S42) is the same as the failure sign determination based on the tank pressure (steps S2 and S4 in FIG. 2, FIG. 6, step S25 in FIG. 8, or steps S35 and S36 in FIG. 10). It may be performed at the timing or may be performed at a different timing.
  • step S42 When the machine room temperature is higher than the threshold (step S42: Yes), the control unit 31 determines that there is a sign of a failure of the foreign matter removing apparatus 2, and outputs an alarm to the monitoring terminal 33 as a determination result (step S43).
  • the threshold value of the machine room temperature may be 50 ° C., for example.
  • step S42 determines that there is no sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and performs processing without outputting an alarm to the monitoring terminal 33. finish.
  • the foreign matter removing device 2 is required to operate normally without failure so that foreign matter other than ice and snow can be removed not only in the winter season when snow removal at point 6 is necessary, but also in a high temperature environment in summer. According to the sixth modification, it is possible to prevent the occurrence of a failure of the foreign matter removal apparatus 2 at a high temperature such as in summer by detecting a sign of the failure of the foreign matter removal device 2 due to a high temperature.
  • control unit 31 may perform the failure determination in addition to the failure sign determination.
  • the determination criterion for failure determination may be, for example, that the temperature in the machine room is larger than a failure determination threshold value that is greater than a failure sign determination threshold value (step S42 in FIG. 11).
  • the threshold value for failure determination may be 60 ° C., for example.
  • FIG. 12 is a diagram showing a foreign matter removal system 1 according to a seventh modification of the present embodiment.
  • the foreign matter removal system 1 of the seventh modified example further includes a current sensor 38 disposed in the compressor 21 in addition to the configuration of FIG.
  • the current sensor 38 detects a current value (hereinafter also referred to as a compressor motor current value) of a current supplied from a power supply device (not shown) to the compressor motor 211, and controls a current detection signal indicating the detected compressor motor current value.
  • the control unit 31 performs a failure sign determination based on whether or not the compressor motor current value is greater than a threshold value, and outputs an alarm according to the determination result.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the seventh modification of the present embodiment. The flowchart of FIG. 13 is repeatedly executed as necessary.
  • the current sensor 38 detects the compressor motor current value (step S51).
  • the control unit 31 After the compressor motor current value is detected, the control unit 31 performs a failure sign determination based on whether or not the compressor motor current value is greater than a threshold value (step S52).
  • the threshold value of the compressor motor current value is, for example, the compressor motor current value during normal operation. According to the failure sign determination based on such a determination criterion, an abnormality in the compressor motor current value can be detected as a sign of failure of the foreign substance removal device 2.
  • Failure sign determination based on the compressor motor current value includes failure sign determination based on tank pressure (steps S2 and S4 in FIGS. 2 and 6, step S25 in FIG. 8, or steps S35 and S36 in FIG. 10) and It may be performed at the same timing as the failure sign determination based on the machine room temperature (step S42 in FIG. 11), or may be performed at a different timing.
  • step S52 When the compressor motor current value is larger than the threshold value (step S52: Yes), the control unit 31 determines that there is a sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and outputs an alarm to the monitoring terminal 33 as a determination result (step). S53).
  • step S52 when the compressor motor current value is less than or equal to the threshold value (step S52: No), the control unit 31 determines that there is no sign of failure of the foreign matter removing apparatus 2, and performs processing without outputting an alarm to the monitoring terminal 33. Exit.
  • the thermal relay detects an overcurrent of the compressor motor 211 to shut off the electromagnetic contactor of the thermal relay and stop the compressor motor 211.
  • the compressor motor 211 is stopped by the thermal relay, the foreign matter removing apparatus 2 cannot operate until the work for returning the compressor motor 211 to the site is completed.
  • the seventh modification before the compressor motor current value reaches the overcurrent, it can be detected that the compressor motor current value has exceeded a failure sign determination threshold value lower than the overcurrent. Thereby, when providing the thermal relay in the foreign material removal apparatus 2, the failure stop of the compressor motor 211 by overcurrent can be prevented beforehand.
  • control unit 31 may perform a failure determination based on whether or not the compressor motor current value has reached an overcurrent in addition to the failure sign determination.
  • FIG. 14 is a diagram showing a foreign matter removal system 1 according to an eighth modification of the present embodiment.
  • the foreign matter removal system 1 of the eighth modified example further includes a preliminary pressure sensor 39 in addition to the configuration of FIG. Similar to the pressure sensor 32 (hereinafter also referred to as a main pressure sensor), the preliminary pressure sensor 39 detects the tank pressure and outputs a pressure detection signal indicating the detected tank pressure to the control unit 31.
  • a preliminary pressure sensor 39 Similar to the pressure sensor 32 (hereinafter also referred to as a main pressure sensor), the preliminary pressure sensor 39 detects the tank pressure and outputs a pressure detection signal indicating the detected tank pressure to the control unit 31.
  • the control unit 31 determines a failure of the main pressure sensor 32 based on the comparison between the tank pressure detected by the main pressure sensor 32 and the tank pressure detected by the auxiliary pressure sensor 39. When the controller 31 detects a failure of the main pressure sensor 32, the controller 31 outputs an alarm to the monitoring terminal 33.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an operation example of the foreign matter removal system 1 according to the eighth modification of the present embodiment. The flowchart of FIG. 15 is repeatedly executed as necessary.
  • the main pressure sensor 32 detects the tank pressure (step S61). At this time, the preliminary pressure sensor 39 also detects the tank pressure (step S62).
  • the control unit 31 calculates the pressure difference between the tank pressure detected by the main pressure sensor 32 and the tank pressure detected by the preliminary pressure sensor 39 ( Step S63).
  • control unit 31 determines whether or not the calculated pressure difference is larger than a preset pressure difference threshold value (step S64).
  • control unit 31 determines that the main pressure sensor 32 is out of order and outputs an alarm to the monitoring terminal 33 (step S65).
  • control unit 31 determines that the main pressure sensor 32 has not failed, and ends the process without outputting an alarm to the monitoring terminal 33.
  • control unit 31 may output an alarm not only when a failure of the main pressure sensor 32 is detected based on the pressure difference but also when a disconnection of the pressure sensors 32 and 39 is detected, for example. Further, when a failure of the main pressure sensor 32 is detected, the control unit 31 replaces the main pressure sensor 32 with the tank pressure detected by the preliminary pressure sensor 39 and determines the failure sign or the operation of the foreign matter removing device 2. It may be used for control.
  • the tank pressure can be used for various processes such as opening and closing of the electromagnetic valve 25, rotation of the compressor motor 211, and failure prediction determination of the foreign matter removing apparatus 2. For this reason, the influence of the failure of the main pressure sensor 32 that detects the tank pressure on the operation of the foreign matter removal system 1 is large. According to the eighth modification, a failure of the main pressure sensor 32 can be reliably detected by comparison with the tank pressure detected by the preliminary pressure sensor 39, so that the main pressure sensor 32 is repaired or replaced. The foreign substance removal system 1 can be operated soundly.
  • the monitoring terminal 33 may display the tank pressure, the machine room temperature, and the compressor motor current value acquired from the control unit 31 via the network on the display as time-lapse information.
  • the number of lines corresponding to one foreign matter removing device 2 may be one, or may be three or more.
  • the control part 31 may perform a failure determination with the same determination method as the various failure sign determinations described above. The embodiment in this case is described by replacing the term “failure sign determination” with the term “failure determination” and replacing the term “failure sign” with the term “failure” in the above-described embodiment. be able to. In this case, even if the foreign matter removing device 2 does not actually fail, it is determined that there is a failure if there is a sign of the failure, but the failure can be detected in advance. Can respond systematically.

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Abstract

［解決手段］圧縮気体を生成する生成器と、前記生成された圧縮気体を内部に保持する保持器と、前記保持された圧縮気体を噴射して軌道分岐部の異物を除去する噴射器と、を有する異物除去装置に配置され、前記保持器内部の圧力を検出する圧力検出手段と、前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の予兆の有無を判定する故障予兆判定手段と、を備える。

Description

異物除去装置の監視システム、異物除去システムおよび異物除去装置の監視方法
　本発明は、異物除去装置の監視システム、異物除去システムおよび異物除去装置の監視方法に関する。
　従来から、鉄道運行遅延の原因となる軌道分岐部の不転換を回避するため、基本レールとトングレールとの間に介在した氷雪等の異物を圧縮空気の噴射により吹き飛ばす異物除去装置が提案されている。例えば、ＷＯ２０１５／０４９８７９Ａ１には、複数の異物除去装置の動作モードを列車の運行状況に基づいて変更することができるコントロールセンタを含む異物除去システムが開示されている。
　しかしながら、異物除去装置が故障した場合、軌道分岐部の異物を適切に除去することができないため、軌道分岐部の不転換を招いて鉄道運行が遅延する原因となる。このため、異物除去装置の故障を早期に検知して対応することが求められる。
　しかるに、従来は、軌道分岐部の不転換の発生を検知することではじめて異物除去装置の故障を検知できるのが実情であった。
　本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、異物除去装置の故障を早期に検知することができる異物除去装置の監視システム、異物除去システムおよび異物除去装置の監視方法を提供することを目的とする。
　本発明は、圧縮気体を生成する生成器と、前記生成された圧縮気体を内部に保持する保持器と、前記保持された圧縮気体を噴射して軌道分岐部に存在する異物を除去する噴射器と、を有する異物除去装置に配置され、前記保持器内部の圧力を検出する圧力検出手段と、前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の予兆の有無を判定する故障予兆判定手段と、を備える異物除去装置の監視システムである。
　本発明による監視システムにおいて、前記故障予兆判定手段は、前記噴射後に検出された前記保持器内部の圧力と、前記噴射前に検出された前記保持器内部の圧力に対応した前記噴射後の保持器内部の圧力の第１の上限値および第１の下限値との対比に基づいて、前記故障の予兆の有無を判定してもよい。
　本発明による監視システムにおいて、前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の有無を判定する故障判定手段を備え、前記故障判定手段は、前記噴射後に検出された前記保持器内部の圧力と、前記噴射前に検出された前記保持器内部の圧力に対応した前記噴射後の保持器内部の圧力の第２の上限値および第２の下限値との対比に基づいて、前記故障の有無を判定してもよい。
　本発明による監視システムにおいて、前記故障予兆判定手段は、前記噴射前に検出された前記保持器内部の圧力と前記噴射後に検出された前記保持器内部の圧力との圧力差に基づいて前記故障の予兆の有無を判定してもよい。
　本発明による監視システムにおいて、前記故障予兆判定手段は、前記噴射後に検出された前記保持器内部の圧力に基づいて前記故障の予兆の有無を判定してもよい。
　本発明による監視システムにおいて、前記故障予兆判定手段は、前記検出された保持器内部の圧力の所定時間における変化量に基づいて前記故障の予兆の有無を判定してもよい。
　本発明による監視システムにおいて、前記故障予兆判定手段は、前記変化量が取得されたときに前記異物除去装置が所定の状態である場合に、前記故障の予兆が有る旨の判定を行わなくてもよい。
　本発明による監視システムにおいて、前記所定の状態は、前記噴射時、前記生成器の周囲温度の低下時、および前記生成器の稼働後の所定時間の少なくとも１つを含んでもよい。
　本発明による監視システムにおいて、前記故障の予兆が有ると判定された場合に警報を出力する警報出力手段を備えてもよい。
　本発明による監視システムにおいて、前記噴射後の前記保持器内部の圧力の変化量に基づいて前記異物除去装置の故障の有無を検査する点検手段を備えてもよい。
　本発明は、圧縮気体を生成する生成器と、前記生成された圧縮気体を内部に保持する保持器と、前記保持された圧縮気体を噴射して軌道分岐部の異物を除去する噴射器と、を有する異物除去装置と、前記異物除去装置に配置され、前記保持器内部の圧力を検出する圧力検出手段と、前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の予兆の有無を判定する故障予兆判定手段と、を有する監視システムと、を備える異物除去システムである。
　本発明は、圧縮気体を生成する生成器と、前記生成された圧縮気体を内部に保持する保持器と、前記保持された圧縮気体を噴射して軌道分岐部の異物を除去する噴射器と、を有する異物除去装置において、前記保持器内部の圧力を検出し、前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の予兆の有無を判定する、異物除去装置の監視方法である。
　本発明によれば、異物除去装置の故障を早期に検知することができる。
本実施形態による異物除去システムを示す図である。 本実施形態による異物除去システムの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態による異物除去システムの動作例において、異物除去装置の故障予兆判定を説明するための説明図である。 本実施形態の第１の変形例による異物除去システムの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態の第１の変形例による異物除去システムの動作例を示すタイムチャートである。 本実施形態の第２の変形例による異物除去システムの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態の第３の変形例による異物除去システムを示す図である。 本実施形態の第４の変形例による異物除去システムの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態の第５の変形例による異物除去システムを示す図である。 本実施形態の第５の変形例による異物除去システムの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態の第６の変形例による異物除去システムの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態の第７の変形例による異物除去システムを示す図である。 本実施形態の第７の変形例による異物除去システムの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態の第８の変形例による異物除去システムを示す図である。 本実施形態の第８の変形例による異物除去システムの動作例を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態に係る異物除去装置の監視システム、異物除去システムおよび異物除去装置の監視方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上、実際の比率とは異なる場合があり、また、構成の一部が図面から省略される場合がある。
　図１は、本実施形態による異物除去システム１を示す図である。図１に示すように、異物除去システム１は、異物除去装置２と、監視システム３とを備える。
（異物除去装置２）
　異物除去装置２は、鉄道線路の軌道分岐部に配置され、分岐器のポイント６を構成する基本レール７とトングレール８との間に介在する氷雪などの異物を圧縮空気１０の噴射によって除去するものである。鉄道線路は、例えば、新幹線の線路である。新幹線の線路は、日本国の新幹線規格（すなわち、フル規格）の線路および既存の在来線を改軌したうえで新幹線線路と直通運転できるようにしたミニ新幹線の線路のいずれであってもよい。また、鉄道線路は、在来線専用の線路であってもよい。また、鉄道線路は、日本国に限らず世界各国の鉄道線路（例えば、高速鉄道や在来線の線路）であってもよい。
　図１に示すように、異物除去装置２は、生成器の一例であるコンプレッサ２１と、保持器の一例であるタンク２２と、噴射器の一例であるノズル２３とを有する。コンプレッサ２１は、圧縮気体の一例である圧縮空気を生成する。タンク２２は、コンプレッサ２１で生成された圧縮空気を内部に保持する。ノズル２３は、タンク２２内に保持された圧縮空気を噴射して軌道分岐部の異物を除去する。
　また、図１に示すように、異物除去装置２は、コンプレッサ２１、タンク２２およびノズル２３を連通する配管２４と、タンク２２とノズル２３との間の配管２４上に配置された電磁弁２５とを有する。また、異物除去装置２は、コンプレッサ２１および電磁弁２５を制御する制御部３１を有しており、この制御部３１は、後述する監視システム３の故障予兆判定手段および警報出力手段としても動作する。また、図１に示すように、コンプレッサ２１、タンク２２、電磁弁２５、制御部３１および一部の配管２４は、機械室２０の内部に設置されている。
　より具体的には、図１に示すように、コンプレッサ２１は、内部にコンプレッサモータ２１１を有している。コンプレッサ２１には、制御部３１からコンプレッサモータ２１１の回転を指令するコンプレッサ制御信号が入力される。コンプレッサ制御信号が入力されることで、コンプレッサモータ２１１は回転する。なお、コンプレッサモータ２１１は、後述する圧力センサ３２からの圧力検出信号に基づいて回転してもよい。コンプレッサモータ２１１が回転することで、コンプレッサ２１内に圧縮空気が発生する。コンプレッサ２１は、コンプレッサモータ２１１の回転をシリンダ内でのピストンの往復動に変換することで圧縮空気を生成する構成であってもよいが、このような構成に限定されるものではない。コンプレッサ２１内に発生した圧縮空気は、配管２４を通ってタンク２２内に流れ込み、タンク２２内で保持される。
　また、電磁弁２５には、制御部３１から電磁弁２５の開放を指令する電磁弁制御信号が入力される。電磁弁制御信号が入力されることで、電磁弁２５は開く。電磁弁２５が開いた状態で、タンク２２内に保持された圧縮空気は、配管２４を通ってノズル２３に到達する。ノズル２３に到達した圧縮空気は、ノズル２３から基本レール７とトングレール８との間に向けて噴射される。圧縮空気が噴射されることで、基本レール７とトングレール８との間に介在する異物を除去できる。
　なお、図１の例において、ノズル２３は、並走する２つの線路のそれぞれが有する２本の基本レール７の内側壁に、線路の長手方向に間隔を空けて複数個ずつ配置されている。また、電磁弁２５は、２つの線路の基本レール７の総数と同数である４つ配置されている。また、共通の基本レール７に配置された複数のノズル２３は、配管２４を介して共通の電磁弁２５に連通されている。
　また、図１の例において、制御部３１には、上位装置４から圧縮空気の噴射を指令する噴射信号が入力される。上位装置４は、例えば、駅に設置された情報機器または情報端末であってもよい。噴射信号の入力に応じて、制御部３１は、コンプレッサモータ２１１の回転を指令するコンプレッサ制御信号をコンプレッサモータ２１１に出力し、電磁弁２５の開放を指令する電磁弁制御信号を電磁弁２５に出力する。
　図１の例において、噴射信号は、列車通過信号、定位状態信号、反位状態信号およびリトライ信号の４種類の信号である。
　列車通過信号は、軌道を列車が通過するときに、ＡＴＣ(Automatic Train Control)１２から上位装置４に出力される信号である。列車通過時には、ポイント６において列車が振動することで、列車の車輪回りや床下などに付着していた氷雪などの異物が基本レール７とトングレール８との間に落下する可能性がある。制御部３１は、列車通過信号をトリガとして圧縮空気を噴射する制御を行うことで、列車通過時に基本レール７とトングレール８との間に落下した異物を簡易な手法によって迅速に除去することができる。
　定位状態信号は、ポイント６を転換させる転轍器１３によってポイント６が反位から定位に転換されたときに、転轍器１３から上位装置４に出力される信号である。なお、定位とは、通常の方向すなわち本線に列車を進入させるポイント６の状態である。反位とは、通常と異なる方向すなわち副本線に列車を進入させるポイント６の状態である。定位状態信号は、例えば、転轍器１３の動力源であるモータに供給される電流を検出するセンサから出力される信号であってもよい。
　反位状態信号は、転轍器１３によってポイント６が定位から反位に転換されたときに、転轍器１３から上位装置４に出力される信号である。
　リトライ信号は、ポイント６の転換不良が発生した場合に、転轍器１３によって再転換すなわちリトライのためのポイント６の反転が開始されたときに、転轍器１３から上位装置４に出力される信号である。
　なお、上記の４種類の噴射信号以外にも、制御部３１は、後述する監視端末３３から遠隔操作による噴射指令信号を受信し、噴射指令信号の受信に応じて圧縮空気を噴射する制御を行ってもよい。また、制御部３１は、圧縮空気を噴射する制御を行った場合に、圧縮空気が噴射中であることを示す噴射中信号を監視端末３３に送信してもよい。
（監視システム３）
　監視システム３は、異物除去装置２の動作状態を監視して、異物除去装置２の故障の予兆の有無を判定できるシステムである。図１に示すように、監視システム３は、圧力検出手段の一例である圧力センサ３２と、故障予兆判定手段の一例である既述した制御部３１と、監視端末３３とを有する。
　圧力センサ３２は、異物除去装置２のタンク２２に配置されている。圧力センサ３２は、タンク２２の内部の圧力（以下、タンク圧力とも呼ぶ）を検出し、検出されたタンク圧力を示す圧力検出信号を制御部３１に出力する。
　制御部３１は、例えば、ＰＬＣ(programmable logic controller)等の制御装置である。制御部３１は、圧力センサ３２から入力された圧力検出信号すなわち検出されたタンク圧力に基づいて、異物除去装置２の故障の予兆の有無を判定する。
　具体的には、制御部３１は、圧縮空気の噴射前のタンク圧力（以下、噴射前タンク圧力とも呼ぶ）と、圧縮空気の噴射後のタンク圧力（以下、噴射後タンク圧力とも呼ぶ）とをそれぞれ検出する。そして、制御部３１は、検出された噴射後タンク圧力と、検出された噴射前タンク圧力に対応して予め設定された噴射後タンク圧力の上限値および下限値との対比に基づいて、異物除去装置２の故障の予兆の有無の判定（以下、故障予兆判定とも呼ぶ）を行う。このような構成は、検出された噴射後タンク圧力と予め設定された噴射後タンク圧力の閾値（上限値、下限値）との対比に基づいて故障予兆判定を行う例でもある。なお、故障予兆判定の更なる詳細については、後述の動作例において説明する。
　制御部３１は、故障予兆判定において故障の予兆が有ると判定された場合に、異物除去装置２がこれから故障し得ることを示す警報を出力する。警報は、例えば、画像信号、警報灯の点灯信号および音声信号の少なくとも１つであってもよい。
　監視端末３３は、ネットワーク３４を介して制御部３１と通信接続可能とされている。ネットワーク３４の具体的な態様は特に限定されず、例えば、第４世代移動通信システム（４Ｇ）などであってもよい。監視端末３３は、制御部３１から出力された警報をネットワーク３４経由で受信することで、異物除去装置２の故障の予兆を遠隔地（例えば、鉄道事業者の事務所）から把握できる。なお、監視端末３３は、遠隔地だけでなく、遠隔地よりも異物除去装置２から近距離の位置（例えば、駅）にも配置されていてよい。異物除去装置２から近距離の位置に配置される監視端末３３は、制御部３１に対して有線（例えば、光ケーブル等）および無線のいずれで通信接続可能とされていてもよい。
　制御部３１は、タンク圧力に基づいて圧縮空気の噴射を制御してもよい。例えば、制御部３１は、タンク圧力が圧縮空気の噴射に十分な閾値以上の圧力である場合に、電磁弁２５を開放する制御を行ってもよい。また、コンプレッサモータ２１１は、タンク圧力が高過ぎる場合には、減速または停止してもよい。
　また、制御部３１は、上位装置４から所定期間内（例えば、２４時間内）に一度も列車通過信号、定位状態信号または反位状態信号が入力されなかった場合に、監視端末３３への警報出力を行ってもよい。このような警報出力を行うことで、ＡＴＣ１２、転轍器１３または上位装置４の異常を検知できる。
　また、非常時に異物除去装置２を強制停止または復帰させるために、制御部３１は、監視端末３３や図示しないタブレット端末からの指令に応じて制御部３１の電源を切断または再投入してもよい。
（動作例）
　次に、異物除去システム１の動作例について説明する。図２は、本実施形態による異物除去システム１の動作例を示すフローチャートである。図２のフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。
　図２に示すように、先ず、圧力センサ３２および制御部３１は、圧縮空気の噴射前後のタンク圧力すなわち噴射前タンク圧力および噴射後タンク圧力を検出する（ステップＳ１）。例えば、制御部３１は、圧力センサ３２から所定の周期で入力される圧力検出信号の入力の時刻と、圧縮空気を噴射する制御の時刻とを比較し、圧縮空気を噴射する制御の直前の圧力検出信号を噴射前タンク圧力として検出し、圧縮空気を噴射する制御の直後の圧力検出信号を噴射後タンク圧力として検出してもよい。
　図３は、本実施形態による異物除去システム１の動作例において、異物除去装置２の故障予兆判定を説明するための説明図である。図３は、予め制御部３１に設定された噴射後タンク圧力の上限値および下限値の例を示している。図３に示すように、噴射後タンク圧力（縦軸）の上限値および下限値は、噴射前タンク圧力（横軸）に応じて異なる。図３の例において、噴射後タンク圧力の上限値および下限値は、それぞれ、噴射前タンク圧力に対する一次関数で表現されている。
　上限値より大きい噴射後タンク圧力の領域は、圧縮空気の噴射量が不足であることを示す噴射量不足領域である。下限値より小さい噴射後タンク圧力の領域は、圧縮空気の噴射量が過剰であることを示す噴射量過剰領域である。下限値以上、上限値以下の噴射後タンク圧力の領域は、圧縮空気の噴射量が正常な領域である。ただし、噴射前タンク圧力には下限値と上限値があるので、噴射量が正常な領域は、噴射前タンク圧力の下限値以上、上限値以下の範囲において、噴射後タンク圧力の下限値以上、上限値以下の領域である。
　噴射前後のタンク圧力を検出した後、制御部３１は、検出された噴射後タンク圧力と、検出された噴射前タンク圧力に対応して予め設定された図３の噴射後タンク圧力の上限値および下限値とを対比する。そして、制御部３１は、噴射後タンク圧力が上限値より大きいか否かに基づいた故障予兆判定を行う（ステップＳ２）。このような判定基準に基づく故障予兆判定によれば、異物除去装置２の故障の予兆として、電磁弁２５や電磁弁２５を制御する制御部３１の動作不良に起因する異常噴射を検知することができる。
　なお、噴射後タンク圧力の上限値および下限値は、図１の例に示される２つのポイント６において共通の値であってもよく、または、２つのポイント６のそれぞれに応じて個別の値であってもよい。ポイント６に応じて個別に上限値および下限値を設定する場合、上限値および下限値を表す一次関数（図３参照）の傾きおよび切片の少なくとも一方は、ポイント６毎に異なっていてもよい。また、上限値および下限値は、一次関数以外の関数で表現される値であってもよい。故障予兆判定に用いる噴射後タンク圧力の上限値および下限値として、異物除去装置２に対応する複数のポイント６毎に個別の上限値および下限値を設定することで、故障予兆判定の判定精度を向上することができる。このように、異物除去装置２に対応する複数のポイント６毎に個別に故障予兆判定の閾値を設定する構成は、後述の各変形例においても採用することができる。
　噴射後タンク圧力が上限値より大きい場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が有ると判定し、判定結果として、噴射量が不足である旨を報知する噴射量不足警報を監視端末３３に出力する（ステップＳ３）。
　一方、噴射後タンク圧力が上限値以下である場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、制御部３１は、噴射後タンク圧力が下限値より小さいか否かに基づいた故障予兆判定を行う（ステップＳ４）。
　噴射後タンク圧力が下限値より小さい場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が有ると判定し、判定結果として、噴射量が過大である旨を報知する噴射量過大警報を監視端末３３に出力する（ステップＳ５）。
　一方、噴射後タンク圧力が下限値以上である場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が無いと判定し、監視端末３３への警報出力を行わずに処理を終了する。この場合、制御部３１は、異物除去装置２が正常である旨を報知する情報を監視端末３３に出力してもよい。
　なお、制御部３１は、故障予兆判定手段として動作することに加えて、故障判定手段としても動作し、検出されたタンク圧力に基づいて、異物除去装置２の故障の有無を判定してもよい。例えば、制御部３１は、噴射後タンク圧力と、噴射前タンク圧力に対応した図３とは異なる噴射後タンク圧力の上限値（すなわち、第２の上限値）および下限値（すなわち、第２の下限値）との対比に基づいて、異物除去装置２の故障の有無の判定（以下、故障判定とも呼ぶ）を行ってもよい。言い換えれば、制御部３１は、故障予兆判定を行う場合と故障判定を行う場合とで、判定に用いる圧力の閾値を変更してもよい。
　具体的には、制御部３１は、噴射後タンク圧力が、図３に示される上限値（すなわち、第１の上限値）より大きい第２の上限値より大きい場合、または、図３に示される下限値（すなわち、第１の下限値）より小さい第２の下限値より小さい場合に、異物除去装置２が故障していると判定してもよい。なお、第２の上限値は、図３に示される上限値（すなわち、第１の上限値）の一次関数に対して傾きが同一かつ縦軸の切片が大きい一次関数として表現されてもよい。また、第２の下限値は、図３に示される下限値（すなわち、第１の下限値）の一次関数に対して傾きが同一かつ縦軸の切片が小さい一次関数として表現されてもよい。
　より具体的には、制御部３１は、図２における噴射前後のタンク圧力の検出（ステップＳ１）の後に、噴射後タンク圧力が第２の上限値より大きいか否かに基づく故障判定を行ってもよい。そして、制御部３１は、第２の上限値より大きいか否かに基づく故障判定において故障有り（すなわち、第２の上限値より大きい）と判定された場合には、故障予兆判定の場合と同様の警報出力（図２のステップＳ３）を行ってもよい。
　一方、制御部３１は、第２の上限値より大きいか否かに基づく故障判定において故障無し（すなわち、第２の上限値以下である）と判定された場合には、噴射後タンク圧力が第２の下限値より小さいか否かに基づく故障判定を行ってもよい。そして、制御部３１は、第２の下限値より小さいか否かに基づく故障判定において故障有り（すなわち、第２の下限値より小さい）と判定された場合には、故障予兆判定の場合と同様の警報出力（図２のステップＳ５）を行ってもよい。
　一方、制御部３１は、第２の下限値より小さいか否かに基づく故障判定において故障無し（すなわち、第２の下限値以上である）と判定された場合には、噴射後タンク圧力が上限値（すなわち、第１の上限値）より大きいか否かに基づく故障予兆判定（図２のステップＳ２）を行ってもよい。
　なお、制御部３１は、故障判定における警報の出力態様を、故障予兆判定における警報の出力態様と異ならせてもよい。例えば、制御部３１は、故障判定における警報を、故障予兆判定における警報よりも緊急性が高い出力態様（例えば、目立つ表示色、緊急対応を促すメッセージ内容、大きい音等）で出力してもよい。
　本実施形態によれば、軌道分岐部の不転換の発生を検知することではじめて異物除去装置２の故障を検知するのではなく、異物除去装置２の故障の予兆として、電磁弁２５や制御部３１の動作不良に起因する異常噴射を検知できる。これにより、実際に故障が発生する前に、電磁弁２５や制御部３１の修理および交換等を行うことができるので、異物除去装置２の故障を早期（すなわち、未然）に検知することができる。故障を早期に検知することができるので、故障が発生してから異物除去装置２の修理や部品交換等を行う場合と比較して、計画的に異物除去装置２の修理や部品交換等を行うことができ、故障の発生を未然に防ぐこともできる。
　また、噴射後タンク圧力は、噴射前タンク圧力から圧縮空気の噴射によって失われた圧力を減じた圧力にほぼ比例すると考えることができるので、１回の噴射によって失われる圧力をほぼ一定と仮定する場合、噴射後タンク圧力の正常値は、噴射前タンク圧力が大きいほど大きいという相関関係が成立する。このような相関関係に基づいて、本実施形態では、噴射前タンク圧力に対して一次関数の関係を有する図３の上限値と下限値とを用いて故障予兆判定を行う。これにより、噴射前タンク圧力に適合したより精緻な故障予兆判定を行うことができるので、更に確実に、異物除去装置２の故障を早期に検知することができる。
　また、故障予兆判定に加えて故障判定を行う場合には、異物除去装置２の実際の故障を検知することができる。この場合、異物除去装置２の故障に伴って直ちに分岐部の不転換が発生するわけではないが、その故障に伴う不転換の発生を防ぐために、緊急的に対応することができる。
（第１の変形例）
　次に、異物除去装置２をセルフチェックする第１の変形例について説明する。図１～図３では、制御部３１が故障予兆判定手段および警報出力手段として動作する例について説明した。これに対して、第１の変形例では、制御部３１が点検手段としても動作する。
　具体的には、制御部３１は、ネットワーク３４を通じた監視端末３３からのセルフチェックの指令に応じて圧縮空気を噴射する制御を実行し、噴射後タンク圧力の上昇に基づいて異物除去装置２の故障の有無を検査（すなわち、セルフチェック）する。制御部３１は、検査結果を監視端末３３に出力する。
　以下、図４および図５を参照して第１の変形例の異物除去システム１の動作例を説明する。図４は、本実施形態の第１の変形例による異物除去システム１の動作例を示すフローチャートである。図４のフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。なお、図４の初期状態において、異物除去装置２の複数（図１において４つ）の電磁弁２５は、いずれも閉じられているものとする。図５は、本実施形態の第１の変形例による異物除去システム１の動作例を示すタイムチャートである。
　図４に示すように、先ず、制御部３１は、監視端末３３からセルフチェックの指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。
　セルフチェックの指令が入力された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御部３１は、開放を指示する電磁弁２５を、総数ｎ個の電磁弁２５のうちの１番目（ｉ＝１）の電磁弁２５に設定する（ステップＳ１２）。なお、図５の例では、図１の異物除去装置２の電磁弁２５の個数に合わせて電磁弁２５の総数ｎを４個としている。制御部３１は、１番目の電磁弁２５の開放を指令する電磁弁制御信号を出力することで、図５に示すように、１番目の電磁弁２５による所定時間の圧縮空気の噴射を行う（ステップＳ１３）。
　１番目の電磁弁２５による所定時間の噴射の後、制御部３１は、図５に示すように、１番目の電磁弁２５を閉じたうえで、予め設定された所定のインターバル分、次工程の処理を待機する（ステップＳ１４）。図５に示すように、所定のインターバルの間、すべての電磁弁２５が閉じられた状態でコンプレッサ２１で生成された新たな圧縮空気がタンク２２に流れ込むことで、タンク圧力が上昇する。なお、インターバルは、例えば、１０秒であってもよい。
　インターバル分の待機の後、制御部３１は、全ての電磁弁２５による噴射が完了したか否か、すなわち、ｉが電磁弁総数ｎか否かを判定する（ステップＳ１５）。
　全ての電磁弁２５による噴射が完了した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、制御部３１は、図５に示すように、圧力センサ３２からの圧力検出信号に基づいて、インターバルの完了から予め設定されたセルフチェック完了時刻までの一定期間内におけるタンク圧力上昇量を測定する（ステップＳ１６）。なお、タンク圧力上昇量を測定する一定期間は、例えば、２０秒であってもよい。
　一方、全ての電磁弁２５による噴射が完了していない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、制御部３１は、開放を指示する電磁弁２５を、次の電磁弁２５に設定する。すなわち、ｉをインクリメントする（ステップＳ１７）。そして、次の電磁弁２５による所定時間の噴射に移行する（ステップＳ１３）。
　タンク圧力上昇量の測定後、制御部３１は、測定されたタンク圧力上昇量が閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１８）。
　タンク圧力上昇量が閾値より大きい場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、コンプレッサ２１による圧縮空気の生成が正常に行われ、空気漏れが生じていないと判断できる。この場合、制御部３１は、コンプレッサ２１が正常であることを示す正常結果を監視端末３３に出力する（ステップＳ１９）。一方、タンク圧力上昇量が閾値以下である場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、制御部３１は、コンプレッサ２１が異常であることを示す異常結果を監視端末３３に出力する（ステップＳ２０）。
　なお、第１の変形例において、異物除去装置２の故障予兆判定は、セルフチェックの前後のいずれに行ってもよい。
　第１の変形例によれば、セルフチェックの結果を監視端末３３で遠隔監視できるので、現地に赴かずとも異物除去装置２の故障を検知することができる。
（第２の変形例）
　次に、セルフチェックの期間中に故障予兆判定を行う第２の変形例について説明する。図６は、本実施形態の第２の変形例による異物除去システム１の動作例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。第１の変形例では、セルフチェックの実施時期に対して故障予兆判定の実施時期が独立している。これに対して、第２の変形例では、セルフチェックの期間中に故障予兆判定を実施する。
　具体的には、図６に示すように、圧力センサ３２および制御部３１は、セルフチェックのための所定時間の噴射（ステップＳ１３）が行われた後に、噴射後タンク圧力を検出する（ステップＳ１０２）。その後は、図２と同様に、噴射後タンク圧力と上限値または下限値との対比による故障予兆判定（ステップＳ２、ステップＳ４）を行い、判定結果に応じた警報出力を行う（ステップＳ３、ステップＳ５）。
　なお、制御部３１は、噴射後タンク圧力と上限値または下限値との対比による故障予兆判定（ステップＳ２、ステップＳ４）に替えて、噴射前タンク圧力と噴射後タンク圧力との圧力差と、予め設定された圧力差の閾値との対比に基づく故障予兆判定を行ってもよい。例えば、制御部３１は、１番目～ｎ番目の電磁弁２５のそれぞれによる噴射の前後において、噴射前タンク圧力と噴射後タンク圧力との圧力差を算出し、算出された圧力差を、予め設定された圧力差の閾値と対比してもよい。そして、制御部３１は、算出された圧力差が閾値より大きい場合には、異物除去装置２の故障の予兆が有ると判定し、判定結果として監視端末３３への警報出力を行ってもよい。また、圧力差の閾値には、上限側の閾値と、下限側の閾値とがあってもよい。この場合、制御部３１は、算出された圧力差が上限側の閾値より大きくなる場合には、噴射量過大警報（図６のステップＳ５参照）を出力し、算出された圧力差が下限側の閾値より小さくなる場合には、噴射量不足警報（図６のステップＳ３参照）を出力してもよい。
　また、第２の変形例においても、制御部３１は、故障予兆判定に加えて、既述した噴射後タンク圧力が第２の上限値より大きいか否かまたは第２の下限値より小さいか否かに基づく故障判定を行ってもよい。
　第２の変形例によれば、セルフチェック時の噴射を故障予兆判定に活用できるので、故障予兆判定を効率的に行うことができる。また、セルフチェックで検知できない故障の予兆を故障予兆判定で検知することができる。
（第３の変形例）
　次に、軌道分岐部の映像を取得する第３の変形例について説明する。図７は、第３の変形例による異物除去システム１を示す図である。
　図７に示すように、第３の変形例の異物除去システム１は、軌道分岐部に設置されたウェブカメラ３５を備える。ウェブカメラ３５は、軌道分岐部を撮影した分岐部映像信号を監視端末３３に送信する。
　第３の変形例によれば、軌道分岐部の映像に基づいて起動分岐部に作業者がいないことが確認されたうえでセルフチェックの指令を行うことができる。これにより、軌道分岐部での作業中に噴射が行われることで作業が妨害されることを未然に防ぐことができる。
　なお、ウェブカメラ３５は、監視端末３３からの指令に応じて起動または停止してもよい。この場合、セルフチェック前の必要時にウェブカメラ３５を起動することができるので、ウェブカメラ３５による消費電力を削減できる。
（第４の変形例）
　次に、所定時間におけるタンク圧力の変化量に基づいて故障予兆判定を行う第４の変形例について説明する。図８は、本実施形態の第４の変形例による異物除去システム１の動作例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。
　第４の変形例において、制御部３１は、タンク圧力の所定時間における変化量に基づいて故障予兆判定を行う。
　具体的には、図８に示すように、先ず、圧力センサ３２は、タンク圧力の検出を開始する（ステップＳ２１）。
　タンク圧力の検出を開始した後、制御部３１は、タンク圧力の検出開始から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２）。所定時間は、例えば、１分間であってもよい。
　所定時間が経過した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、圧力センサ３２は、タンク圧力の検出を終了する（ステップＳ２３）。
　一方、所定時間が経過していない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、制御部３１は、所定時間が経過したか否かの判定を繰り返す（ステップＳ２２）。
　タンク圧力の検出を終了した後、制御部３１は、所定時間における圧力降下量を算出する（ステップＳ２４）。
　圧力降下量を算出した後、制御部３１は、圧力降下量が閾値より大きいか否かに基づく故障予兆判定を行う（ステップＳ２５）。このような判定基準に基づく故障予兆判定によれば、異物除去装置２の故障の予兆として、使用圧力付近のタンク圧力下における空気漏れを検知することができる。
　圧力降下量が閾値より大きい場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が有ると判定し、判定結果として、監視端末３３への警報を出力する（ステップＳ２６）。
　一方、圧力降下量が閾値以下である場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が無いと判定し、監視端末３３への警報出力を行わずに処理を終了する。
　第４の変形例によれば、空気漏れによるタンク圧力の不足によって圧縮空気を噴射できないといった故障が発生する前に、タンク圧力の変化量すなわち圧力降下量に基づいて、故障の予兆を検知できる。
　なお、第４の変形例においても、制御部３１は、故障予兆判定に加えて故障判定を行ってもよい。この場合、故障判定の判定基準は、例えば、タンク圧力が所定圧力（例えば、０．３ＭＰａ）未満となったことであってもよい。
（第５の変形例）
　次に、タンク圧力および機械室内温度の双方に基づいて故障予兆判定を行う第５の変形例について説明する。これまでは、タンク圧力に基づいて故障予兆判定を行う例について説明した。これに対して、第５の変形例では、タンク圧力と、機械室２０内の温度（以下、機械室内温度とも呼ぶ）との双方に基づいて故障予兆判定を行う。
　図９は、本実施形態の第５の変形例による異物除去システム１を示す図である。図９に示すように、第５の変形例の異物除去システム１は、図１の構成に加えて、更に、機械室２０内に設置された温度センサ３７を有する。
　温度センサ３７は、機械室内温度を検出し、検出された機械室内温度を示す温度検出信号を制御部３１に出力する。
　制御部３１は、所定時間におけるタンク圧力および機械室内温度の変化量に基づいて故障予兆判定を行う。具体的には、制御部３１は、タンク圧力の変化量が取得されたとき、所定の状態の一例である閾値以上の機械室内温度（すなわち、コンプレッサ２１の周囲温度）の低下が示された場合に、異物除去装置２の故障の予兆が有る旨の判定を行わない。なお、制御部３１は、タンク圧力の変化量が取得されたときが、噴射時およびコンプレッサ２１の稼働（始動）後の一定時間内の時刻の場合においても、異物除去装置２の故障の予兆が有る旨の判定を行わなくてもよい。
　このように構成された第５の変形例の異物除去システム１の動作例について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態の第５の変形例による異物除去システム１の動作例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。
　図１０に示すように、先ず、圧力センサ３２および温度センサ３７は、タンク圧力および機械室内温度の検出を開始する（ステップＳ３１）。
　タンク圧力および機械室内温度の検出が開始された後、制御部３１は、タンク圧力および機械室内温度の検出開始から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３２）。
　所定時間が経過した場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、圧力センサ３２および温度センサ３７は、タンク圧力および機械室内温度の検出を終了する（ステップＳ３３）。
　一方、所定時間が経過していない場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、制御部３１は、所定時間が経過したか否かの判定を繰り返す（ステップＳ３２）。
　タンク圧力および機械室内温度の検出を終了した後、制御部３１は、所定時間における圧力降下量と温度降下量とを算出する（ステップＳ３４）。
　圧力降下量および温度降下量を算出した後、制御部３１は、圧力降下量が閾値より大きいか否かに基づく故障予兆判定を行う（ステップＳ３５）。
　圧力降下量が閾値より大きい場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、制御部３１は、温度降下量が閾値より小さいか否かに基づいて、ステップＳ３５に続く故障予兆判定を行う（ステップＳ３６）。
　一方、圧力降下量が閾値以下である場合（ステップＳ３５：Ｎｏ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が無いと判定し、監視端末３３への警報出力を行わずに処理を終了する。
　温度降下量が閾値より小さい場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が有ると判定し、判定結果として、監視端末３３への警報を出力する（ステップＳ３７）。
　一方、温度降下量が閾値以上である場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、制御部３１は、圧力降下量が閾値より大きい場合であっても、監視端末３３への警報出力を行わずに処理を終了する。
　機械室内温度が急激に低下する場合、機械室内温度の低下に応じて、タンク圧力も低下する。このような機械室内温度の低下にともなうタンク圧力の低下は、ボイル＝シャルルの法則による現象であり、空気漏れによって生じた現象ではない。第５の変形例によれば、空気漏れと異なる原因で生じたタンク圧力の低下を故障の予兆と判定しないことで、誤判定を防止することができる。
　なお、第５の変形例においても、制御部３１は、故障予兆判定に加えて故障判定を行ってもよい。この場合、故障判定の判定基準は、例えば、タンク圧力が所定圧力（例えば、０．３ＭＰａ）未満となったことであってもよい。
（第６の変形例）
　次に、図１１を参照して、機械室内温度に基づいて故障予兆判定を行う第６の変形例について説明する。図１１は、本実施形態の第６の変形例による異物除去システム１の動作例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。また、図１１のフローチャートは、第５の変形例の異物除去システム１で実施することができる。
　図１１に示すように、先ず、温度センサ３７は、機械室内温度を検出する（ステップＳ４１）。
　機械室内温度を検出した後、制御部３１は、検出された機械室内温度が閾値より大きいか否かに基づいた故障予兆判定を行う（ステップＳ４２）。このような判定基準による故障予兆判定によれば、異物除去装置２の故障の予兆として、機械室２０内に設置されている排気用ファン（図示せず）の動作不良やコンプレッサ２１の過頻度運転を検知できる。
　機械室内温度に基づく故障予兆判定（ステップＳ４２）は、タンク圧力に基づく故障予兆判定（図２、図６のステップＳ２、Ｓ４、図８のステップＳ２５、または図１０のステップＳ３５、Ｓ３６）と同じタイミングで行ってもよく、または、異なるタイミングで行ってもよい。
　機械室内温度が閾値より大きい場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が有ると判定し、判定結果として、監視端末３３への警報を出力する（ステップＳ４３）。機械室内温度の閾値は、例えば、５０℃であってもよい。
　一方、機械室内温度が閾値以下である場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が無いと判定し、監視端末３３への警報出力を行わずに処理を終了する。
　異物除去装置２には、ポイント６の除雪が必要な冬季だけでなく、夏場の高温環境下でも氷雪以外の異物を除去できるように故障することなく正常動作することが求められる。第６の変形例によれば、高温による異物除去装置２の故障の予兆を検知することで、夏場などの高温時における異物除去装置２の故障の発生を未然に防ぐことができる。
　なお、第６の変形例においても、制御部３１は、故障予兆判定に加えて故障判定を行ってもよい。この場合、故障判定の判定基準は、例えば、機械室内温度が故障予兆判定の閾値（図１１のステップＳ４２）より大きい故障判定の閾値より大きいことであってもよい。故障判定の閾値は、例えば、６０℃であってもよい。
（第７の変形例）
　次に、コンプレッサモータ２１１の電流値に基づいて故障予兆判定を行う第７の変形例について説明する。図１２は、本実施形態の第７の変形例による異物除去システム１を示す図である。
　図１２に示すように、第７の変形例の異物除去システム１は、図９の構成に加えて、更に、コンプレッサ２１に配置された電流センサ３８を備える。電流センサ３８は、図示しない電源装置からコンプレッサモータ２１１に供給される電流の電流値（以下、コンプレッサモータ電流値とも呼ぶ）を検出し、検出されたコンプレッサモータ電流値を示す電流検出信号を制御部３１に出力する。制御部３１は、コンプレッサモータ電流値が閾値より大きいか否かに基づいた故障予兆判定を行い、判定結果に応じた警報出力を行う。
　次に、図１３を参照して、第７の変形例の異物除去システム１の動作例について説明する。図１３は、本実施形態の第７の変形例による異物除去システム１の動作例を示すフローチャートである。図１３のフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。
　図１３に示すように、先ず、電流センサ３８は、コンプレッサモータ電流値を検出する（ステップＳ５１）。
　コンプレッサモータ電流値が検出された後、制御部３１は、コンプレッサモータ電流値が閾値より大きいか否かに基づいた故障予兆判定を行う（ステップＳ５２）。コンプレッサモータ電流値の閾値は、例えば、通常の運転時のコンプレッサモータ電流値である。このような判定基準に基づく故障予兆判定によれば、異物除去装置２の故障の予兆として、コンプレッサモータ電流値の異常を検知できる。
　コンプレッサモータ電流値に基づく故障予兆判定（ステップＳ５２）は、タンク圧力に基づく故障予兆判定（図２、図６のステップＳ２、Ｓ４、図８のステップＳ２５、または図１０のステップＳ３５、Ｓ３６）および機械室内温度に基づく故障予兆判定（図１１のステップＳ４２）と同じタイミングで行ってもよく、または、異なるタイミングで行ってもよい。
　コンプレッサモータ電流値が閾値より大きい場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が有ると判定し、判定結果として、監視端末３３への警報を出力する（ステップＳ５３）。
　一方、コンプレッサモータ電流値が閾値以下である場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、制御部３１は、異物除去装置２の故障の予兆が無いと判定し、監視端末３３への警報出力を行わずに処理を終了する。
　コンプレッサ２１の保護装置としてサーマルリレーを異物除去装置２に設ける場合、サーマルリレーは、コンプレッサモータ２１１の過電流を検知することでサーマルリレーの電磁接触器を遮断してコンプレッサモータ２１１を停止させる。サーマルリレーによってコンプレッサモータ２１１が停止すると、現地に赴いてコンプレッサモータ２１１を復帰させる作業が完了するまで異物除去装置２が動作できない。第７の変形例によれば、コンプレッサモータ電流値が過電流に至る前に、コンプレッサモータ電流値が過電流より低い故障予兆判定の閾値を超えたことを検知することができる。これにより、異物除去装置２にサーマルリレーを設ける場合に、過電流によるコンプレッサモータ２１１の故障停止を未然に防ぐことができる。
　なお、第７の変形例において、制御部３１は、故障予兆判定に加えて、コンプレッサモータ電流値が過電流に達したか否かに基づく故障判定を行ってもよい。
（第８の変形例）
　次に、圧力センサ３２の故障監視機能を備えた第８の変形例について説明する。図１４は、本実施形態の第８の変形例による異物除去システム１を示す図である。
　図１４に示すように、第８の変形例の異物除去システム１は、図１２の構成に加えて、更に、予備圧力センサ３９を備える。予備圧力センサ３９は、圧力センサ３２（以下、メイン圧力センサとも呼ぶ）と同様に、タンク圧力を検出し、検出されたタンク圧力を示す圧力検出信号を制御部３１に出力する。
　制御部３１は、メイン圧力センサ３２で検出されたタンク圧力と予備圧力センサ３９で検出されたタンク圧力との対比に基づいてメイン圧力センサ３２の故障を判定する。制御部３１は、メイン圧力センサ３２の故障を検知した場合に、監視端末３３への警報出力を行う。
　次に、図１５を参照して、第８の変形例の異物除去システム１の動作例について説明する。図１５は、本実施形態の第８の変形例による異物除去システム１の動作例を示すフローチャートである。図１５のフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。
　図１５に示すように、メイン圧力センサ３２は、タンク圧力を検出する（ステップＳ６１）。また、このとき、予備圧力センサ３９も、タンク圧力を検出する（ステップＳ６２）。
　メイン圧力センサ３２および予備圧力センサ３９によるタンク圧力の検出後、制御部３１は、メイン圧力センサ３２で検出されたタンク圧力と予備圧力センサ３９で検出されたタンク圧力との圧力差を算出する（ステップＳ６３）。
　圧力差を算出した後、制御部３１は、算出された圧力差が予め設定された圧力差の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ６４）。
　圧力差が閾値より大きい場合、制御部３１は、メイン圧力センサ３２が故障していると判定し、監視端末３３への警報出力を行う（ステップＳ６５）。
　一方、圧力差が閾値以下である場合、制御部３１は、メイン圧力センサ３２が故障していないと判定し、監視端末３３への警報出力を行わずに処理を終了する。
　なお、制御部３１は、圧力差に基づいてメイン圧力センサ３２の故障が検知された場合以外にも、例えば、圧力センサ３２、３９の断線が検知された場合にも警報出力を行ってよい。また、制御部３１は、メイン圧力センサ３２の故障が検知された場合には、メイン圧力センサ３２に替えて、予備圧力センサ３９で検出されたタンク圧力を故障予兆判定や異物除去装置２の動作制御に利用してもよい。
　既述したように、タンク圧力は、電磁弁２５の開閉や、コンプレッサモータ２１１の回転や、異物除去装置２の故障予兆判定などの種々の処理に用いられ得る。このため、タンク圧力を検出するメイン圧力センサ３２の故障が異物除去システム１の動作に与える影響は大きい。第８の変形例によれば、予備圧力センサ３９で検出されたタンク圧力との比較によってメイン圧力センサ３２の故障を確実に検知することができるので、メイン圧力センサ３２の修理または交換を行って異物除去システム１を健全に動作させることができる。
　上述した実施形態および各変形例は、これらを適宜組み合わせてもよい。また、上述した変形例以外にも、本発明には種々の変形例を適用できる。例えば、監視端末３３は、ネットワーク経由で制御部３１から取得したタンク圧力、機械室内温度およびコンプレッサモータ電流値を、経時情報としてディスプレイ上に表示してもよい。また、１つの異物除去装置２に対応する線路の本数は、１本であってもよく、または、３本以上であってもよい。また、制御部３１は、上述した各種の故障予兆判定と同じ判定方法で故障判定を行ってもよい。この場合の実施形態は、上述した実施形態において、“故障予兆判定”という用語を“故障判定”という用語に置き換え、また、“故障の予兆”という用語を“故障”という用語に置き換えて説明することができる。この場合、実際に異物除去装置２の故障が生じていない場合でも、故障の予兆がある場合には故障有りと判定されることになるが、故障を未然に検知することができ、故障に対して計画的に対応することができる。
　本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

Claims (12)

  1. 　圧縮気体を生成する生成器と、前記生成された圧縮気体を内部に保持する保持器と、前記保持された圧縮気体を噴射して軌道分岐部に存在する異物を除去する噴射器と、を有する異物除去装置に配置され、前記保持器内部の圧力を検出する圧力検出手段と、
    　前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の予兆の有無を判定する故障予兆判定手段と、を備える異物除去装置の監視システム。
  2. 　前記故障予兆判定手段は、前記噴射後に検出された前記保持器内部の圧力と、前記噴射前に検出された前記保持器内部の圧力に対応した前記噴射後の保持器内部の圧力の第１の上限値および第１の下限値との対比に基づいて、前記故障の予兆の有無を判定する請求項１に記載の監視システム。
  3. 　前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の有無を判定する故障判定手段を備え、
    　前記故障判定手段は、前記噴射後に検出された前記保持器内部の圧力と、前記噴射前に検出された前記保持器内部の圧力に対応した前記噴射後の保持器内部の圧力の第２の上限値および第２の下限値との対比に基づいて、前記故障の有無を判定する請求項２に記載の監視システム。
  4. 　前記故障予兆判定手段は、前記噴射前に検出された前記保持器内部の圧力と前記噴射後に検出された前記保持器内部の圧力との圧力差に基づいて前記故障の予兆の有無を判定する請求項１に記載の監視システム。
  5. 　前記故障予兆判定手段は、前記噴射後に検出された前記保持器内部の圧力に基づいて前記故障の予兆の有無を判定する請求項１に記載の監視システム。
  6. 　前記故障予兆判定手段は、前記検出された保持器内部の圧力の所定時間における変化量に基づいて前記故障の予兆の有無を判定する請求項１に記載の監視システム。
  7. 　前記故障予兆判定手段は、前記変化量が取得されたときに前記異物除去装置が所定の状態である場合に、前記故障の予兆が有る旨の判定を行わない請求項６に記載の監視システム。
  8. 　前記所定の状態は、前記噴射時、前記生成器の周囲温度の低下時、および前記生成器の稼働後の所定時間の少なくとも１つを含む請求項７に記載の監視システム。
  9. 　前記故障の予兆が有ると判定された場合に警報を出力する警報出力手段を備える請求項１～８のいずれか１項に記載の監視システム。
  10. 　前記噴射後の前記保持器内部の圧力の変化量に基づいて前記異物除去装置の故障の有無を検査する点検手段を備える請求項１～９のいずれか１項に記載の監視システム。
  11. 　圧縮気体を生成する生成器と、前記生成された圧縮気体を内部に保持する保持器と、前記保持された圧縮気体を噴射して軌道分岐部の異物を除去する噴射器と、を有する異物除去装置と、
    　前記異物除去装置に配置され、前記保持器内部の圧力を検出する圧力検出手段と、前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の予兆の有無を判定する故障予兆判定手段と、を有する監視システムと、を備える異物除去システム。
  12. 　圧縮気体を生成する生成器と、前記生成された圧縮気体を内部に保持する保持器と、前記保持された圧縮気体を噴射して軌道分岐部の異物を除去する噴射器と、を有する異物除去装置において、前記保持器内部の圧力を検出し、
    　前記検出された保持器内部の圧力に基づいて前記異物除去装置の故障の予兆の有無を判定する、異物除去装置の監視方法。
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