(57)【要約】【課題】設備偏移量に関して、想定以上の狂いが発生する前に調整できるようにするといった事前の調整を可能にするための設備偏移量の予測方法及び予測システムを提供すること。【解決手段】伸縮変位する設備の偏移量の予測方法であって、過去から現在までの蓄積データと、設備の外部環境についての環境予測データとに基づき、現在の状態から以後の設備偏移量の変化度合を予測することで、現在の状態以後の設備偏移量について、より正確な予測をし、例えば設備としての転てつ機におけるロック狂い等が発生する前に設備偏移量を調整すべきタイミングを知らせる。【選択図】図１
2020019378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮変位する設備の偏移量の予測方法であって、
過去から現在までの蓄積データと、前記設備の外部環境についての環境予測データとに基づき、現在の状態から以後の設備偏移量の変化度合を予測する、設備偏移量の予測方法。
【請求項２】
前記環境予測データとして、気象予報データを含む、請求項１に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項３】
前記蓄積データとして、前記設備の外部環境についての日射量に関するデータを含む、請求項１及び２のいずれか一項に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項４】
前記蓄積データとして、月日の情報を、設備偏移量の変化度合を予測するための要素として含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項５】
前記蓄積データとして、過去から現在までの気象変化のデータを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項６】
前記蓄積データとして、過去から現在までの設備偏移経過を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項７】
前記蓄積データにおいて、人為的調整による設備偏移分を除外する、請求項６に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項８】
前記蓄積データとして、列車の通過位置近傍に設置された前記設備における列車の通過前と通過後とでの設備偏移量の差異を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項９】
設備偏移量の変化度合についての予測結果と実測結果とを比較して、比較結果の差異に基づき予測するためのアルゴリズムを修正する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項１０】
前記設備としての転てつ機におけるロック偏移量の変化度合を予測する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の設備偏移量の予測方法。
【請求項１１】
伸縮変位する設備の偏移量の予測システムであって、
過去から現在までの蓄積データを管理する蓄積データ管理部と、
前記設備の外部環境についての環境予測データを取得する環境予測データ取得部と、
前記蓄積データと前記環境予測データとに基づき、現在の状態から以後の設備偏移量の変化度合を予測する設備偏移量予測部と
を備える設備偏移量の予測システム。
【請求項１２】
設備偏移量予測部は、前記設備としての転てつ機におけるロック偏移量の変化度合を予測する、請求項１１に記載の設備偏移量の予測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転てつ機等の設備における設備偏移量の予測方法及び予測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば屋外等に設置される設備の一例としての転てつ機においては、例えば引用文献１等に例示されるように、ロックピースが鎖錠かんに組み込まれているが、ロックピースと鎖錠かんの切欠きのずれ（ロック偏移量）が大きくなると、ロックピースが鎖錠かんの切欠きに入らなくなってしまうロック狂いが発生して、転換不能となり、列車の運行が阻害されてしまうおそれがある。したがって、ロック狂いが発生する前に、ロック偏移量の調整を行う必要がある。このため、例えば特許文献１においては、ロック狂いの原因の１つである部材の温度変化に対応すべく、温度の推定を行い、推定した温度から、部材付近の温度を一定に保つように調整をしている。なお、引用文献１では、温度の推定のために、転てつ機を設置した線路付近での気象データを利用している。
【０００３】
しかしながら、例えば、同じ気温であっても、季節によってロック偏移量の変化度合が異なってくる、といった場合も考えられる。したがって、特許文献１の場合のように、気象データを利用して温度を一定に保つようにしても、これだけでは、転てつ機におけるロック偏移量が大きくなってロック狂いが発生してしまう、という事態を常に防げるとは限らない。特に、上記のように、転てつ機の付近に設けたセンサーによって得た気象データのみを利用する方法では、その時点での気温の分析ができたとしても、その後のロック偏移量の動向についての予測までができるとは限らない。すなわち、特許文献１の場合、ロック狂いが発生してしまうほどロック偏移量が大きくなるタイミングを事前に知る、といったことができるとは限らない。なお、上記のようなことは、転てつ機に限らず、種々の設備においても同様に、問題となり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８０６６２７号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、屋外等に設置される設備における設備偏移量に関して、例えば転てつ機において、ロック偏移量が大きくなってロック狂いが発生する前にロック偏移量の調整ができるようにするといった事前の調整を可能にするための設備偏移量の予測方法及び予測システムを提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するための設備偏移量の予測方法は、伸縮変位する設備の偏移量の予測方法であって、過去から現在までの蓄積データと、設備の外部環境についての環境予測データとに基づき、現在の状態から以後の設備偏移量の変化度合を予測する。
【０００７】
上記設備偏移量の予測方法では、現在の状態から以後の設備偏移量の変化度合を予測するに際して、過去から現在までの蓄積データに基づくことで、単にその時点での温度の情報といったもののみならず、例えば季節による設備偏移量の変化度合の差異等を加味した予測が可能となる。また、外部環境についての環境予測データに基づくことで、未来すなわち現在以後についての設備周辺の情報を加味した予測が可能となる。これにより、現在の状態以後の設備偏移量について、より正確な予測が期待され、例えば転てつ機におけるロック狂い等が発生する前に設備偏移量を調整すべきタイミングを知らせることが可能になる。
【０００８】
本発明の具体的な側面では、環境予測データとして、気象予報データを含む。この場合、気象予報データに基づいて、現在以後についての予測が可能となる。
【０００９】
本発明の別の側面では、蓄積データとして、設備の外部環境についての日射量に関するデータを含む。この場合、過去から現在までの日射量すなわち太陽からの放射エネルギー量に基づいて、設備偏移量の変化度合を予測できる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面では、蓄積データとして、月日の情報を、設備偏移量の変化度合を予測するための要素として含む。この場合、月日の情報を利用した季節による設備偏移量の変化度合の差異等を加味した予測ができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、蓄積データとして、過去から現在までの気象変化のデータを含む。この場合、過去から現在までの気象変化に基づいて、設備偏移量の変化度合を予測できる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、蓄積データとして、過去から現在までの設備偏移経過を含む。この場合、過去から現在までの設備偏移経過に基づいて、設備偏移量の変化度合を予測できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、蓄積データにおいて、人為的調整による設備偏移分を除外する。この場合、予測をしにくくする要素を排除することで、予測の精度を高めることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、蓄積データとして、列車の通過位置近傍に設置された設備における列車の通過前と通過後とでの設備偏移量の差異を含む。この場合、列車の通過前と通過後とでの差異を加味することで、予測の精度を高めることができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、設備偏移量の変化度合についての予測結果と実測結果とを比較して、比較結果の差異に基づき予測するためのアルゴリズムを修正する。この場合、アルゴリズムを修正していくことで、より精度の高い予測が可能になる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、設備としての転てつ機におけるロック偏移量の変化度合を予測する。この場合、転てつ機におけるロック偏移量についての予測ができる。
【００１７】
上記目的を達成するための設備偏移量の予測システムは、伸縮変位する設備の偏移量の予測システムであって、過去から現在までの蓄積データを管理する蓄積データ管理部と、設備の外部環境についての環境予測データを取得する環境予測データ取得部と、蓄積データと環境予測データとに基づき、現在の状態から以後の設備偏移量の変化度合を予測する設備偏移量予測部とを備える。
【００１８】
上記設備偏移量の予測システムでは、現在の状態から以後の設備偏移量の変化度合を予測するに際して、蓄積データ管理部で管理される過去から現在までの蓄積データに基づくことで、単にその時点での温度の情報といったもののみならず、例えば季節による設備偏移量の変化度合の差異等を加味した予測が、設備偏移量予測部において可能となる。また、環境予測データ取得部において取得された外部環境についての環境予測データに基づくことで、未来すなわち現在以後についての設備周辺の情報を加味した予測が、設備偏移量予測部において可能となる。以上により、現在の状態以後の設備偏移量について、より正確な予測が期待され、例えば転てつ機におけるロック狂い等が発生する前に設備偏移量を調整すべきタイミングを知らせることが可能になる。
【００１９】
本発明の具体的な側面では、設備偏移量予測部は、設備としての転てつ機におけるロック偏移量の変化度合を予測する。この場合、転てつ機におけるロック偏移量についての予測ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る設備偏移量の予測システムを搭載した転てつ機について概念的に示す平面図である。
【図２】分岐器における転てつ機について一構成例を示す斜視図である。
【図３】転てつ機に組み込まれたロックピース及び鎖錠かんについて一構成例を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、ロック偏移量について説明するための概念図である。
【図５】ロック偏移量の検出について一例を説明するための概念図である。
【図６】転てつ機における予測システムについて一構成例を示すブロック図である。
【図７】予測システムにおける解析手法について説明するための概念図である。
【図８】予測システムに基づくロック偏移量の予測について一例を示すグラフである。
【図９】予測システムに基づくロック偏移量の予測に使用する各種データについて一例を示すデータ表である。
【図１０】予測システムにおける予測方法について一例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０において作成した予測を利用したアルゴリズムの修正について一例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】（Ａ）は、予測システムにおける予測と実際のロック偏移量との関係について一例を示すグラフであり、（Ｂ）は、（Ａ）についての一比較例を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態に係る予測システムについて一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、第１実施形態に係る設備偏移量の予測システムについて説明する。
【００２２】
図１及び図２に例示するように、本実施形態の設備偏移量の予測システム１００は、設備のうち伸縮変位するものについての偏移量を予測するためのシステムであって、ここでは、偏移量の予測を行う対象とする設備を、転てつ機５０、より正確には転てつ機５０の一部とする。特に、本実施形態では、具体的一例として、予測する対象である伸縮変位する設備の偏移量が、転てつ機５０におけるロック偏移量であるものとする。ここでのロック偏移量とは、転てつ機５０の一部として伸縮変位する各部のうち、ロックピースが鎖錠かんに組み込まれた箇所についての偏移量を意味する。なお、転てつ機５０の各部を構成する内部構造について詳しくは、後述する。
【００２３】
以上のように、本実施形態の予測システム１００は、ロック偏移量の変化度合を予測するものであり、特に、過去から現在までの蓄積データと、転てつ機５０の外部環境についての環境予測データとに基づき、現在の状態から以後の転てつ機５０の偏移量の変化度合をより高い精度で予測するものとなっている。上記予測を可能とするため、本実施形態では、予測システム１００は、転てつ機５０を構成する本体部５０Ａの内部に設けられて内部における状況を把握するとともに各種調整を行うロック偏移処理部４０と、本体部５０Ａの外部に設けられてロック偏移処理部４０からの情報や転てつ機５０の外部環境の情報を取得するとともにこれらに基づいて予測処理を行う予測処理部６０とで構成されている。
【００２４】
以下、予測システム１００について説明するための前提として、まず、対象となる転てつ機５０の一構成例について説明する。
【００２５】
ここでの一例では、転てつ機５０は、電気転てつ機であり、分岐器Ｐを構成する枕木ＳＰ上の基本レールＳＲやトングレールＴＲのうち、トングレールＴＲを移動させることで、分岐器Ｐにおける列車の進路の切替えを行う部材である。
【００２６】
転てつ機５０は、上記切替えの動作を行うために、動力源であるモータ等を備える本体部５０Ａのほか、例えば本体部５０Ａから延びる動作かん１０や、動作かん１０に接続されるトングレールＴＲに繋がる接続部２０、あるいは、切替え動作後の位置固定のための鎖錠かん３０等を備える。また、転てつ機５０は、ロック偏移処理部４０を有することで、ロック偏移量についての経時変化をモニタリングすることが可能になっている。
【００２７】
本体部５０Ａは、図示のように、所定の間隔を隔てて配置された通常の枕木ＳＰよりも長い第１枕木ＳＰ１及び第２枕木ＳＰ２の一端上に載置されることで、線路の分岐器Ｐの側方に配置され、さらに、固定器具等によって枕木ＳＰ１，ＳＰ２に対して動かないように固定されている。本体部５０Ａは、モータやモータを動かすための電力装置等を有し、動作かん１０を進退させることで、トングレールＴＲを移動させる際の転換力を生じさせている。なお、モータ非駆動時においては、人力による転換の動作を可能とするための構造が設けられていてもよい。
【００２８】
動作かん１０は、本体部５０Ａの内部から延びる板状あるいは棒状の金属部材であり、本体部５０Ａによる駆動動作に伴ってレールによる列車の進行方向に対して垂直な水平方向について進退動作をする。より具体的には、動作かん１０は、トングレールＴＲを、基本レールＳＲに対して定位から反位又は反位から定位の各位置に転換する。
【００２９】
接続部２０は、金属製のスイッチアジャスタロッド２１を主たる構成要素としつつ、他の接続器具を有する構成となっており、スイッチアジャスタロッド２１において動作かん１０に接続されることで、トングレールＴＲを移動させるための動作かん１０からの力を伝達する部材として機能する。より具体的には、接続部２０は、スイッチアジャスタロッド２１の先端側において動作かん１０と繋がる一方、スイッチアジャスタロッド２１に繋がれた他部材が設けられた他端側においてトングレールＴＲに繋がっていることで、動作かん１０からの転換力をトングレールＴＲに伝達している。
【００３０】
鎖錠かん３０は、既述のように、切替え動作後の位置固定のための部材である。言い換えると、転てつ機５０は、動作かん１０による転換後において、本体部５０Ａの内部での鎖錠かん３０の動作に伴う動作かん１０への作用によって動作かん１０を定位位置及び反位位置においてそれぞれ鎖錠できるようになっている。このため、鎖錠かん３０も、本体部５０Ａの内部から延びる板状あるいは棒状の金属部材となっており、鎖錠かん３０の先端側に接続かん３１ａが設けられ、さらに、接続かん３１ａの先端側には、フロントロッド３１ｂが設けられている。フロントロッド３１ｂは、トングレールＴＲの先端側に接続されており、トングレールＴＲが動作かん１０によって動かされることに伴って、鎖錠かん３０も動作する。
【００３１】
以下、図３を参照して、鎖錠かん３０等の構造や動作についてより具体的に説明する。図３は、転てつ機５０に組み込まれた鎖錠かん３０や、鎖錠かん３０に設けた切欠ＮＴａ，ＮＴｂに差し込まれる一対のロックピースＬＰａ，ＬＰｂ等について一構成例を示す斜視図である。
【００３２】
一対のロックピースＬＰａ，ＬＰｂは、動作かん１０の動きに対して直角水平方向に滑動可能に配置されたカムバーにより進退する一対の棒状部材である。一対のロックピースＬＰａ，ＬＰｂの先端部には、一方が下方に突出し、他方が上方に突出する鎖錠ブロックＬＢａ，ＬＢｂが設けられている。
【００３３】
一方、鎖錠かん３０は、本体部５０Ａの内部に設けられる部分について、例えば上下一対の棒状部材３０ａ，３０ｂで構成されている。一対の棒状部材３０ａ，３０ｂは、長手方向に所定の距離を隔てた位置において、下側の棒状部材３０ａには上向きに開口する切欠ＮＴａが、上側の棒状部材３０ｂには下向きに開口する切欠ＮＴｂが形成されている。
【００３４】
上記構成により、転てつ機５０において、例えば、転てつ機５０のモータ（図示略）が回転することで動作かん１０が動作して反位から定位へ転換し、当該転換が完了すると、ロックピースＬＰａの鎖錠ブロックＬＢａが対応する鎖錠かん３０の切欠ＮＴａに嵌合することでロックされる。なお、定位から反位に転換させる際には、もう一方のロックピースＬＰｂの鎖錠ブロックＬＢｂが対応する鎖錠かん３０の切欠ＮＴｂに嵌合することでロックされる。なお、図３では、鎖錠ブロックＬＢｂが切欠ＮＴｂに嵌合した状態が例示されている。
【００３５】
ここで、上記動作が維持されるためには、ロックピースＬＰａ，ＬＰｂの鎖錠ブロックＬＢａ，ＬＢｂに対応する切欠ＮＴａ，ＮＴｂの位置に許容範囲を超えるような狂いが生じないことが必要である。より具体的には、例えば図４（Ａ）に示すように、基準位置におけるロックピースＬＰａ（ＬＰｂ）と切欠ＮＴａ（ＮＴｂ）の両側の隙間ＤＴは、１．５ｍｍ程度である。したがって、ずれが生じて、例えば図４（Ｂ）に示すように、隙間ＤＴ１（＝ＤＴ＋α），ＤＴ２（＝ＤＴ−α）となった場合、偏移量αが１．５ｍｍを超えると、正常な鎖錠ができなくなる。
【００３６】
本実施形態では、上記を鑑み、予測システム１００において、鎖錠における各部の間での偏移量すなわちロック偏移量について精度の高い予測を行うことで、例えば正常な鎖錠ができなくなる、といった事態になる前にメンテナンスを行うことを促す等の対応をとることが可能になる。
【００３７】
なお、上記のようなロックピースによる鎖錠に際しての偏移量の測定すなわち隙間の大きさの検出については、各種センサを設けることで可能となる。ここでは、図５に例示するように、鎖錠かん３０に取り付けた計測片３２の位置までの距離の変化を、本体部５０Ａ側に固定されたリニアセンサ５４により測定することで、ロック偏移量が算出可能となる。
【００３８】
以下、図６等を参照して、本実施形態に係る転てつ機５０における予測システム１００による予測方法について、一例を説明する。既述のように、また、図示のように、本実施形態に係る予測システム１００は、ロック偏移処理部４０と、予測処理部６０とを備えている。
【００３９】
まず、予測システム１００のうち、ロック偏移処理部４０について説明する。ロック偏移処理部４０は、ロック偏移の状態を確認するための処理部であるが、予測システム１００としては、転てつ機５０を構成する各部や転てつ機５０内における状況を示す各種情報を取得するとともに、取得した情報を転てつ機側送受信部４０ｓから予測処理部６０に向けて送信するものとして機能する。なお、各種処理動作については、予測処理部６０からの指令を転てつ機側送受信部４０ｓを介して受け、これに従って行われるものとしてもよい。
【００４０】
ロック偏移処理部４０は、ロック偏移の状態を確認するために、転てつ機５０における各種物理量についての情報を取得するとともに、これらに基づいてロック偏移量についてモニタリングするための各種処理を行う。
【００４１】
ここでの一例では、ロック偏移処理部４０は、上記した転てつ機側送受信部４０ｓのほか、ロック偏移制御部４１と、ロック偏移記憶部４２と、温度データ処理部４３と、振動データ処理部４４とを備える。
【００４２】
ロック偏移制御部４１は、転てつ機５０のロックピースＬＰａ，ＬＰｂ（図３参照）に対してそれぞれ設けられたＮ側センサ５０Ｎ及びＲ側センサ５０Ｒからの出力電圧を受信し、これら２つのＮ側センサ５０Ｎ及びＲ側センサ５０Ｒの出力電圧の動作から転てつ機５０の転換動作完了時を判定し、その時のロック偏移量を検出することで、モニタリングする。
【００４３】
ロック偏移記憶部４２は、上記したロック偏移制御部４１によるモニタリングの際のロック偏移量を記憶する。
【００４４】
温度データ処理部４３は、転てつ機５０に設けられた温度センサＴＳと送受信し、ロック偏移量の現在値データと共に転てつ機５０周りの温度データを温度センサＴＳによりモニタリングする。これにより、例えば、取得した温度データを気象データとして使用することができる。
【００４５】
振動データ処理部４４は、転てつ機５０に設けられた振動センサＢＳと送受信し、ロック偏移量の現在値データと共に転てつ機５０周りの振動データを振動センサＢＳによりモニタリングする。これにより、例えば、取得した振動データを列車の運行データとして使用することができる。より具体的には、予め定めた閾値以上の振動値を出力した場合に、列車通過があったと判定する、といったことが可能になる。
【００４６】
転てつ機側送受信部４０ｓは、ロック偏移処理部４０のインターフェース部であり、上記各部において取得された転てつ機５０に関するデータを、予測処理部６０に送信する。なお、予測処理部６０は、転てつ機側送受信部４０ｓを介して受信したこれらの情報を、転てつ機５０に関する蓄積データとして取り扱う。
【００４７】
以下、予測システム１００のうち、予測処理部６０について説明する。予測処理部６０は、ロック偏移処理部４０からの情報に加え、必要に応じて各種情報を外部から取得し、取得した情報に基づいてロック偏移量の予測を行う。このため、ここでの一例では、予測処理部６０は、予測処理側送受信部６０ｓと、主要部であるロック偏移量予測処理部６１とのほか、例えばモニタ表示部６２を備える。
【００４８】
ロック偏移量予測処理部６１は、ＣＰＵ等で構成され、ロック偏移量を算出するための各種処理を行う主制御部６１ａと、ストレージデバイス等で構成され、各種データを格納・管理するデータベースＤＢとを備え、設備偏移量予測部として機能する。特に、ここでは、データベースＤＢにおいて、過去から現在までの蓄積データを管理する蓄積データ管理部ＡＤと、転てつ機５０の外部環境についての環境予測データを管理する環境予測データ管理部ＰＤとを備える。
【００４９】
予測処理側送受信部６０ｓは、予測処理部６０のインターフェース部であり、外部から各種情報を取得する。予測処理側送受信部６０ｓは、既述のように、転てつ機側送受信部４０ｓを介して転てつ機５０に関するデータを蓄積データとして取得するが、これ以外に、転てつ機５０の外部環境についての環境予測データを受け付ける。より具体的には、環境予測データとして、気象予報データを受け付ける。例えば、予測処理部６０が予測処理側送受信部６０ｓを介してネットワーク接続等されていることにより、転てつ機５０の設置されている箇所付近での気象予報の情報が取得可能となっている。
【００５０】
また、予測処理側送受信部６０ｓは、必要に応じて、蓄積データとなるべき過去から現在までにおける気象データ等の既定の事実を示す情報を、ロック偏移処理部４０以外からも受け付ける。
【００５１】
ロック偏移量予測処理部６１を構成するデータベースＤＢのうち、蓄積データ管理部ＡＤは、上述した過去から現在までに関する各種情報を、蓄積データとして管理する。種々のデータが蓄積データの対象となり得るが、ここでは、少なくとも、転てつ機５０の外部環境についての日射量に関するデータ、過去から現在までの気象変化のデータ、過去から現在までの転てつ機５０のロック偏移経過のデータ、人為的調整による設備偏移分のデータ及びこれらの各種データにおける月日の情報を含んでいるものとする。特に、ここでは、月日の情報を、設備偏移量すなわちロック偏移量の変化度合を予測するための要素として含んでいる。具体的には、例えば、１月１日を基準として、月日の経過に応じた日光のエネルギーの度合の変化を設定し、設定した変化値を予測の際の要素とする、といったことが考えられる。
【００５２】
一方、データベースＤＢのうち、環境予測データ管理部ＰＤは、転てつ機５０の外部環境についての環境予測データとしての気象予報データを管理する。すなわち、未来の予想データについての管理をする。なお、環境予測データ管理部ＰＤは、予測処理側送受信部６０ｓと協働して、転てつ機５０の外部環境についての環境予測データを取得する環境予測データ取得部として機能していることになる。
【００５３】
以上のように、データベースＤＢは、蓄積データ管理部ＡＤにおいて過去から現在までに関する各種情報を格納し、環境予測データ管理部ＰＤにおいて未来に関する各種情報を格納している。
【００５４】
ロック偏移量予測処理部６１は、図７に概念的に示すように、まず、各種情報として、ロック偏移量や気象データ、日付データ、運行データ、作業データ等の過去から現在までの蓄積データのみならず、気象予報データといった未来の予想に関するものであって、かつ、転てつ機５０の周囲状況に関するデータである環境予測データを、データベースＤＢにおいて、格納・管理する。その上で、ロック偏移量予測処理部６１は、これらのデータについて解析機としての主制御部６１ａによって解析し、これらに基づいて、現在の状態から以後のロック偏移量の変化度合を予測している。すなわち将来のロック偏移量を予測している。解析機としての主制御部６１ａにおける予測のための具体的計算手法（計算アルゴリズム）については、例えば多変量解析やニューラルネットワーク等、種々の手法が利用できる。また、後述するように、使用する計算手法（アルゴリズム）については、適宜修正していくことでより精度が高められるようにしてもよい。なお、以上の場合において、例えば予測処理側送受信部６０ｓを介して予測処理部６０の外部、特に駅装置等の転てつ機５０の外部に対して、予測についての処理結果を送信するようにしてもよい。
【００５５】
なお、図７の例示及び以下において、日付データとは、年月日や時分に関する情報であり、例えば、月日の情報を含んでいるようなデータを意味する。この場合、日付データは、日光のエネルギーの度合の変化を示す指標となる。また、運行データとは、転てつ機５０を通過する列車の運行に関するデータ、すなわち転てつ機５０における列車の通過前と列車の通過後に関するデータを意味する。また、作業データとは、作業員により人為的になされるロック調整の作業に関するデータを意味する。
【００５６】
図８は、予測システム１００に基づくロック偏移量の予測について一例を示すグラフである。グラフの横軸は、時間であり、縦軸は、気温やロック偏移量である。また、縦軸方向に関して、上限ラインＵ１と下限ラインＢ１は、ロック偏移量の限界を示しており、このラインを超えてしまうと、ロック狂い（転換不能）が生じ得ることになる。ここでは、上記例に合わせて、±１．５ｍｍで上限及び下限を示している。
【００５７】
以上を前提として、ここでは、当日までの実績データすなわち実際の各種データを過去から現在までの蓄積データとし、翌日の天気予報（気温の予想）を未来に関する環境予測データとし、これらに基づいて、翌日のロック偏移量を予測したものを考察し、例示している。
【００５８】
例えば実線の曲線Ｔ１が当日の実際の気温の変化の様子を示し、曲線Ｔ１に続く破線の曲線Ｔ２が、翌日の予想気温の推移を示している。一方、実線の曲線Ｃ１は、当日の実際のロック偏移量の変化の様子を示し、曲線Ｃ１に続く帯状の幅を有した領域Ｄ２が、翌日の予想ロック偏移量の推移を示している。つまり、領域Ｄ２の箇所が、予測システム１００における予測結果を示している。帯状の領域Ｄ２については、例えば各種計算手法によって曲線Ｃ１に続く想定曲線を算出し、当該想定曲線に対してロック偏移量に関する±方向へのある程度の幅をもたせて作成する、といったことが考えられる。この場合、例えば±方向への幅（上下幅）を、そもそもの許容偏移量が１．５ｍｍ程度であることを考慮して、±０．２５ｍｍとなるように設定している。
【００５９】
以上を前提として示した図８の場合、翌日の最も気温が高くなると予想されるあたりにおいて、領域Ｄ２に示す予測範囲が、上限＋１．５ｍｍを超えてしまい、転換不能（ロック狂い）となる可能性があることを示していることになる。このような予測を当日中に行うことで、翌日にロック狂いが生じる前に作業員に通知し、予めロック偏移量の調整や転てつ機５０の修理等を行わせることができる。
【００６０】
図９（Ａ）〜９（Ｃ）は、上記のような予測システム１００に基づくロック偏移量の予測に使用する各種データについて一例を示すデータ表である。例えば図９（Ａ）では、日付データ（月日データさらには時分まで含む）や、基準日である１月１日からの日数（例えば５月１日であれば、当該日数は、１２０日となる。）、転てつ機５０において生じた実際のロック偏移量データ、あるいは気象データすなわち実際に生じた結果である過去から現在までの気象変化のデータや、前日での予報等を例示している。なお、これらのうち、日数については、１月１日を基準日（カウント開始日）としてカウントした日数（５月１日で１２０日）とすることで、例えば７月１日を基準日（カウント開始日）としてカウントした日数（１０月２９日で１２０日）の場合とでは、日数が同じ１２０日であっても、異なる数値データとして捉えることができる。より具体的には、季節の差の違い、すなわち冬から春にかけてなのか、夏から秋にかけてなのか、といった違いや、これに伴う南中硬度の変化の違い等、太陽からの放射エネルギー量である日射量に関する事項を加味した予測ができる。このように、これらのデータは、予測モデルの１つの作成において、種々の態様で利用することができる。
【００６１】
また、図９（Ｂ）に示すように、ロック調整実施日をデータに含むことも考えられる。すなわち、作業員によりロック調整を行った作業日といった人為的調整による設備偏移分のデータを含ませることも考えられる。具体的な利用としては、例えば、ロック調整実施日については、予測をする際に除外することが考えられる。人為的な作業については、自然発生的な事項に起因する狂いの発生とは異なるため、このようなデータを含めたままにすると、適正な予測ができなくなる可能性があるからである。つまり、このような予測をしにくくし得る要素を排除することで、予測の精度を高められると考えられる。以上について言い換えると、これらのデータは、例えば最初に作成した予測モデルに対して、これを精度向上のために補正する際に利用することができる。
【００６２】
また、図９（Ｃ）に示すように、転てつ機５０における列車の通過時刻をデータに含む、すなわち運行データを含むことも考えられる。列車の通過の際には、転てつ機５０を含む分岐器Ｐの全体に対して大きな力が掛かる。このため、ロック偏移量に対する影響も非常に大きいと考えられる。したがって、例えば、列車の通過前と列車の通過後とで一旦分離して解析を行い、その後統括的な算出を行うことで、より精度の高い予測ができることが期待できる。
【００６３】
なお、以上は、例示であり、上記以外の要素を含んで予測を行ってもよく、あるいは上記のうち一部については使用せずに予測してもよい。なお、上記のうち、例えば、図９（Ａ）に示す破線Ｑ１で囲った要素については、特に、根幹的で必須的なものであると考えられる。
【００６４】
以下、図１０のフローチャート等を参照して、本実施形態における予測方法について一例を説明する。
【００６５】
まず、図１０は、予測システム１００における予測方法のうち、予測モデルの作成について一例を説明するためのフローチャートである。すなわち、図１０では、過去のデータや未来（翌日）の予報データに基づく予測モデルを作成する。これにより、図８のグラフに例示したような予測システム１００による将来のロック偏移量予測の情報が取得できる。
【００６６】
まず、図１０に示すように、予測システム１００において、ロック偏移量等に関する過去から現在までの蓄積データや、気象予報データ等の未来についての予想データである環境予測データがインプットされる（ステップＳ１０１）。次に、予測システム１００の主制御部６１ａは、過去にロック調整の作業データが存在するか否かをデータベースＤＢで確認し（ステップＳ１０２）、存在すれば（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、これを除外する（ステップＳ１０３ａ）。一方、ステップＳ１０２において、ロック調整の作業データが存在しない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ロック偏移量の経時変化の仕方から、ロック調整作業を行っている時間帯で定位、反位を短時間に繰り返している等により、短時間でロック偏移量変化が多数存在しているものがあるか否かを確認してこのようなデータがある場合には、その日について除外する（ステップＳ１０３ｂ）。ロック調整の作業データが存在しない場合であっても、このようなロック偏移量変化は、実際にはロック調整の作業がなされたと考えられるからである。なお、ステップＳ１０３ｂにおいて、上記のようなロック偏移量変化が存在しなければ、上記のような除外の処理はなされることなく次の処理に進むことになる。
【００６７】
ステップＳ１０３ａ又はステップＳ１０３ｂの処理に際して、主制御部６１ａは、除外した事項に伴い必要となるロック調整を行う。例えばステップＳ１０３ａにおいて人為的になされたロック調整量のデータがある場合には、この分を補正する（ステップＳ１０４）。また、例えばステップＳ１０３ｂにおいてロック調整量のデータが無いというような場合には、ロック調整前後のロック偏移量の差から推定した分を補正する（ステップＳ１０４）。
【００６８】
次に、主制御部６１ａは、運行データが存在するか否かをデータベースＤＢで確認する（ステップＳ１０５）。つまり、列車の通過前と列車の通過後との区別があるか否かを確認する。ステップＳ１０５において運行データが存在すれば（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、通過に関してデータの分離をする（ステップＳ１０６）。ここでの一例としては、転てつ機５０による転換直後から列車の通過前までのデータを他のデータから分離している。なお、ステップＳ１０５において、運行データが存在しなければ（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、特段の処理を行うことなく、次の処理に向かう。
【００６９】
最後に、上記の処理を経たデータについて、例えば多変量解析やニューラルネットワーク等やその他種々の手法を適宜利用して、図８に例示したようなロック調整量についての予測モデルを作成する（ステップＳ１０７）。
【００７０】
なお、ステップＳ１０７での処理において、ステップＳ１０６の通過時と列車の非通過時とでの区別がある場合には、これらの双方に対して予測モデルの作成を行う。なお、ステップＳ１０６において通過時と列車の非通過時とでの区別が無い場合、予測モデルＡのみが作成され、通過時と列車の非通過時とでの区別がある場合、予測モデルＡと予測モデルＢとが作成されるものとする。
【００７１】
以上により、予測システム１００において、予測を行うための過去のデータに基づく予測モデルが作成される。
【００７２】
以下、図１１のフローチャートを参照して、図１０において作成した予測モデルに対して検証を行うことで、ロック偏移量の変化度合についての予測結果と実測結果とを比較して、比較結果の差異に基づき予測するためのアルゴリズムを修正するための処理について説明する。
【００７３】
図１１では、図１０において算出された予測モデルについてその後実際に生じた事象を代入して予測値を求め、求めた予測値と、実際に起こった現象すなわち実際の値とを比較し、どの程度正確であったかを確認することで、図１０において作成された予測モデルの妥当性や、修正の必要性が考察する。
【００７４】
ここでの一例では、図１０において翌日（予測対象日）についての予測モデルの作成を行い、これに対して、翌日（予測対象日）において図１１での処理を施して取得した予測値と、実際の値を比較するものとする。
【００７５】
以下、図１１を参照して、予測モデルから予測値を算出する方法について説明する。図１１において、まず、予測システム１００の主制御部６１ａは、図１０の各ステップを経て完成した予測モデル（予測モデルＡ）に対して、翌日の実際の気象データを加え（ステップＳ２０１）、ロック偏移量の暫定的な予測値（予測値Ａ）を得る。次に、主制御部６１ａは、予測対象日における運行データが存在するか否かをデータベースＤＢで確認する（ステップＳ２０２）。つまり、予測対象日について列車の通過前と列車の通過後との区別があるか否かを確認する。ステップＳ２０２において運行データが存在しなければ（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、主制御部６１ａは、さらに、予測対象日についてロック調整の作業データが存在するか否かをデータベースＤＢで確認し（ステップＳ２０３）、存在しなければ（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップＳ２０１の予測値Ａをそのまま予測結果として出力する（ステップＳ２０４）。
【００７６】
ステップＳ２０３において作業データが存在すれば（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、これを除外して、該当するロック調整量で暫定的な予測値Ａを補正し、補正した結果としての予測値Ａ'を予測結果として出力する（ステップＳ２０５）。
【００７７】
一方、ステップＳ２０２において、予測対象日についての運行データが存在すれば（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、通過時と列車の非通過時とで分離し、予測モデルＡのみならず、予測モデルＢについてもロック偏移量の暫定的な予測値（予測値Ｂ）を得る（ステップＳ２０６）。
【００７８】
ステップＳ２０６での処理の後、主制御部６１ａは、予測対象日についてのロック調整の作業データが存在するか否かをデータベースＤＢで確認し（ステップＳ２０７）、存在しなければ（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０１の予測値Ａ，Ｂをそのまま予測結果として出力する（ステップＳ２０８）。
【００７９】
ステップＳ２０７において作業予定データが存在すれば（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、これを考慮して、該当するロック調整量で暫定的な予測値Ａ，Ｂを補正し、補正した結果としての予測値Ａ'，Ｂ'を予測結果として出力する（ステップＳ２０９）。
【００８０】
以上の各ステップＳ２０４，ステップＳ２０５，ステップＳ２０８，ステップＳ２０９での結果を図１０において作成した予測モデルに基づく予測結果（予測値）とする（ステップＳ２１０）。
【００８１】
以上のようにしてステップＳ２１０で得たロック偏移量についての予測結果（予測値）と、予測対象日において実際に生じたロック偏移量とを比較することで、予測モデルの妥当性すなわち図１０における予測方法（予測アルゴリズム）の妥当性や、アルゴリズムの修正の必要性を考察できる。すなわち、予測システム１００において、ロック偏移量の変化度合についての予測結果と実測結果とを比較して、比較結果の差異に基づいて、より精度の高い予測をするためにアルゴリズムを修正することができる。
【００８２】
図１２（Ａ）は、予測システム１００における予測と実際のロック偏移量との関係について一例を示すグラフである。横軸は、時間であり、縦軸は、ロック偏移量である。ここでは、一例として、最初に過去から現在までのデータとして２週間分のデータを蓄積し、翌日のデータを予測していった場合の一例を示している。図中において、曲線ＤＵ１が、予測システム１００での予測における上限を示し、曲線ＤＢ１が、予測における下限を示している。ここでは、先と同様に、許容偏移量が±１．５ｍｍ程度であることを考慮して、上下幅として、曲線ＤＵ１と曲線ＤＢ１との差が、±０．２５ｍｍとなるように設定している。また、曲線Ｒ１が、実際のロック偏移量を示している。この場合、曲線ＤＵ１と曲線ＤＢ１との間に曲線Ｒ１が収まり、妥当な予測ができていると言える。
【００８３】
一方、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）についての一比較例を示すグラフである。横軸は、時間であり、縦軸は、気温とロック偏移量である。図１２（Ｂ）の例では、温度の変化のみを曲線Ｘ１として示し、曲線Ｘ１と実際のロック偏移量を示す曲線Ｒ１との関係とを示している。なお、この図では、気温の変化とロック偏移量の変化度合とを比較できるように適宜スケールを調整している。この図から、単に温度の変化のみを基準にしてロック偏移量を予測しようとしても、的確な予測ができるとは限らないことが分かる。これに対して、本実施形態では、各時点での温度やその後の温度の変化といった情報のみでなく、上記のような構成としていることで、的確で高精度な予測が可能となっている。
【００８４】
以上のように、本実施形態に係る設備偏移量の予測方法及びこれを用いた予測システム１００では、現在の状態から以後の設備偏移量の変化度合を予測するに際して、蓄積データ管理部ＡＤで管理される過去から現在までの蓄積データに基づくことで、単にその時点での温度の情報といったもののみならず、例えば季節による設備偏移量の変化度合の差異等を加味した予測が、設備偏移量予測部としてのロック偏移量予測処理部６１において可能となる。また、環境予測データ管理部ＰＤにより構成される環境予測データ取得部において取得された外部環境についての環境予測データに基づくことで、未来すなわち現在以後についての設備周辺の情報を加味した予測が、ロック偏移量予測処理部６１において可能となる。以上により、現在の状態以後の設備偏移量について、より正確な予測が期待され、例えば転てつ機５０におけるロック狂い等が発生する前に設備偏移量を調整すべきタイミングを知らせることが可能になる。
【００８５】
〔第２実施形態〕
以下、図１３を参照して、第２実施形態に係る設備偏移量の予測システムについて一例を説明する。
【００８６】
本実施形態に係る予測システムは、第１実施形態で例示した予測システムの変形例であり、予測のための各種処理を行う処理部の構成を除いた箇所については、第１実施形態の場合と同様であるので、予測システムの全体に関する説明は省略し、処理部に関する構造についてのみ説明する。
【００８７】
図１３は、本実施形態に係る予測システム２００について一構成例を示すブロック図であり、図６に対応する図である。
【００８８】
図示のように、本実施形態では、予測処理部６０の主要部が、本体部５０Ａの内部に設けられている点において、第１実施形態の場合と異なっている。
【００８９】
予測システム２００では、ロック偏移処理部４０において取得された転てつ機５０に関する各種データが、予測処理側送受信部６０ｓを介して予測処理部６０側に直接的に送付される。なお、この場合においても、第１実施形態の場合と同様に、例えば予測処理側送受信部６０ｓを介して予測処理部６０の外部、特に駅装置等の転てつ機５０の外部に対して、予測についての処理結果を送信するようにしてもよい。この場合、予測に関しては、専ら転てつ機５０において完結させ、得られた結果だけを受け取れるようにする、という態様にできる。
【００９０】
本実施形態においても、過去から現在までの蓄積データと、未来すなわち現在以後についての環境予測データとに基づくことで、現在の状態以後の設備偏移量について、より正確な予測ができ、例えば転てつ機５０におけるロック狂い等が発生する前に設備偏移量を調整すべきタイミングを知らせることが可能になる。
【００９１】
〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００９２】
まず、上記では、予測を行う対象を、転てつ機とし、特に転てつ機のロックに関して、ロック偏移量の変化度合を予測するものとしてるが、本願発明の設備偏移量の予測方法及び予測システムは、これに限らず、種々の態様において、適用可能である。まず、転てつ機のほか、屋外に設置されるものとして、例えば踏切設備あるいは踏切設備を構成する各部に関して、上記のような偏移量の変化度合の予測を適用してもよい。なお、転てつ機については、屋外に設置されるもののほか、例えば地下鉄のように地下において屋内に設置される場合等においても、適用可能である。また、転てつ機においてロック機構に限らず、同様の問題が発生し得る他の箇所において、本願発明を適用してもよい。
【００９３】
また、例えば転てつ機や踏切以外の屋外に設置される種々の機器、あるいはその一部について偏移量の変化度合を予測するようにしてもよい。さらに、鉄道に関するもの以外の屋外設置の設備について、本願発明を適用してもよい。
【００９４】
また、上記では、天気予報について、翌日のものを採用する場合を例示しているが、これに限らず、例えば週間予報や１か月単位あるいはそれ以上の単位での予報を利用して、設備偏移量の予測を行うものとしてもよい。
【００９５】
また、上記では、例えば第１実施形態において、予測システム１００の要素として、ロック偏移処理部４０を含むものとしているが、ロック偏移処理部４０において検出等される各種情報の入手が可能であれば、ロック偏移処理部４０あるいはその一部を含まない構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０…動作かん、、２０…接続部、２１…スイッチアジャスタロッド、３０…鎖錠かん、３０ａ，３０ｂ…棒状部材、３１ａ…接続かん、３１ｂ…フロントロッド、３２…計測片、４０…ロック偏移処理部、４０ｓ…転てつ機側送受信部、４１…ロック偏移制御部、４２…ロック偏移記憶部、４３…温度データ処理部、４４…振動データ処理部、５０…転てつ機、５０Ａ…本体部、５０Ｎ…Ｎ側センサ、５０Ｒ…Ｒ側センサ、５４…リニアセンサ、６０…予測処理部、６０ｓ…予測処理側送受信部、６１…ロック偏移量予測処理部、６１ａ…主制御部、６２…モニタ表示部、１００，２００…予測システム、ＡＤ…蓄積データ管理部、Ｂ１…下限ライン、ＢＳ…振動センサ、Ｃ１…曲線、Ｄ２…領域、ＤＢ…データベース、ＤＢ１…曲線、ＤＴ，ＤＴ１，ＤＴ２…隙間、ＤＵ１…曲線、ＬＢａ，ＬＢｂ…鎖錠ブロック、ＬＰａ，ＬＰｂ…ロックピース、ＮＴａ，ＮＴｂ…切欠、Ｐ…分岐器、ＰＤ…環境予測データ管理部、Ｑ１…破線、Ｒ１…曲線、ＳＰ…枕木、ＳＲ…基本レール、Ｔ１，Ｔ２…曲線、ＴＲ…トングレール、ＴＳ…温度センサ、Ｕ１…上限ライン、Ｘ１…曲線、α…偏移量
【図１】
2020019378.tif 000003
【図２】
2020019378.tif 000004
【図３】
2020019378.tif 000005
【図４】
2020019378.tif 000006
【図５】
2020019378.tif 000007
【図６】
2020019378.tif 000008
【図７】
2020019378.tif 000009
【図８】
2020019378.tif 000010
【図９】
2020019378.tif 000011
【図１０】
2020019378.tif 000012
【図１１】
2020019378.tif 000013
【図１２】
2020019378.tif 000014
【図１３】
2020019378.tif 000015