(57)【要約】      （修正有）【課題】一部の変電所や列車に測定機能あるいは情報伝送機能がない状態であっても、電力設備の故障判定を実施可能にする地絡故障判定システムを提供する。【解決手段】地絡故障判定システムにおいて、電力設備管理装置１は、電力設備装置３が送り出した送出電流を示す情報と列車２が受け取った受取電流を示す情報とを取得し、送出電流累積値と受取電流累積値とを一定時間ごとに初期化しながら算出する累積電流計算部１１０と、所定の補正用データに基づいて、送出電流累積値または受取電流累積値を補正する累積値補正部１２０と、補正後の送出電流累積値前記受取電流累積値の差分に基づいて、電力設備における障害発生の可能性を判定する比較判定を実行する電流比較判定部１３０と、を備える。さらに地絡故障判定システムは、電流比較判定部１３０による比較判定の判定結果に応じて、障害発生の可能性を表示または報知する出力部（表示装置４）を備える。【選択図】図２
2020032768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力設備装置から給電して列車を走行させる電力設備における障害発生を検出する地絡故障判定システムであって、
前記電力設備装置が送り出した送出電流を示す情報と前記列車が受け取った受取電流を示す情報とを取得し、前記送出電流の累積値を意味する送出電流累積値と前記受取電流の累積値を意味する受取電流累積値とを、一定時間ごとに初期化しながら算出する累積電流計算部と、
補正条件と当該補正条件に対応する補正値とを保持する補正用データに基づいて、前記累積電流計算部によって算出された前記送出電流累積値または前記受取電流累積値を補正する累積値補正部と、
前記累積値補正部による補正後の前記送出電流累積値及び前記受取電流累積値の差分に基づいて、前記電力設備における障害発生の可能性を判定する比較判定を実行する電流比較判定部と、
前記電流比較判定部による前記比較判定の判定結果に応じて、前記障害発生の可能性を表示または報知する出力部と、
を備えることを特徴とする地絡故障判定システム。
【請求項２】
前記累積値補正部は、
前記列車の運行管理に関する運行管理情報を外部の制御装置から取得し、
前記取得した前記運行管理情報と、前記運行管理情報に含まれる情報を前記補正条件に用いる前記補正用データとに基づいて、前記累積電流計算部によって算出された前記送出電流累積値または前記受取電流累積値を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の地絡故障判定システム。
【請求項３】
前記補正用データは、時刻による前記補正条件と当該補正条件に対応する前記補正値とを保持する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地絡故障判定システム。
【請求項４】
前記運行管理情報は、走行中の前記列車のうち、前記受取電流を示す情報を取得可能な列車の本数と、前記受取電流を示す情報を取得不能な列車の本数とを有し、
前記補正用データは、前記受取電流を示す情報を取得可能な列車の本数と前記受取電流を示す情報を取得不能な列車の本数との組合せによる前記補正条件を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の地絡故障判定システム。
【請求項５】
前記運行管理情報は、前記電力設備装置が給電する全ての前記列車の本数と、前記受取電流を示す情報を取得可能な列車の本数とを有し、
前記補正用データは、前記電力設備装置が給電する全ての列車の本数と前記受取電流を示す情報を取得可能な列車の本数との組合せによる前記補正条件を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の地絡故障判定システム。
【請求項６】
前記運行管理情報は、列車ダイヤで計画された運行計画と実際の運行状況との差分による遅れ時間に基づく情報を有し、
前記補正用データは、前記遅れ時間に基づく情報を用いた前記補正条件を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の地絡故障判定システム。
【請求項７】
前記累積電流計算部の算出における前記一定時間は、前記送出電流累積値と前記受取電流累積値との差分から、高抵抗地絡の発生に伴う電流量の変化を判別可能な時間である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地絡故障判定システム。
【請求項８】
電力設備装置から給電して列車を走行させる電力設備における障害発生を検出する地絡故障判定システムによる地絡故障判定方法であって、
前記電力設備装置が送り出した送出電流を示す情報と前記列車が受け取った受取電流を示す情報とを取得し、前記送出電流の累積値を意味する送出電流累積値と前記受取電流の累積値を意味する受取電流累積値とを、一定時間ごとに初期化しながら算出する累積電流計算ステップと、
補正条件と当該補正条件に対応する補正値とを保持する補正用データに基づいて、前記累積電流計算ステップで算出された前記送出電流累積値または前記受取電流累積値を補正する累積値補正ステップと、
前記累積値補正ステップによる補正後の前記送出電流累積値及び前記受取電流累積値の差分に基づいて、前記電力設備における障害発生の可能性を判定する比較判定を実行する電流比較判定ステップと、
前記電流比較判定ステップによる前記比較判定の判定結果に応じて、前記障害発生の可能性を所定の出力装置から表示または報知する出力ステップと、
を備えることを特徴とする地絡故障判定方法。
【請求項９】
前記累積値補正ステップにおいて、
前記列車の運行管理に関する運行管理情報を外部の制御装置から取得し、
前記取得した前記運行管理情報と、前記運行管理情報に含まれる情報を前記補正条件に用いる前記補正用データとに基づいて、前記累積電流計算ステップで算出された前記送出電流累積値または前記受取電流累積値を補正する
ことを特徴とする請求項８に記載の地絡故障判定方法。
【請求項１０】
前記補正用データは、時刻による前記補正条件と当該補正条件に対応する前記補正値とを保持する
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の地絡故障判定方法。
【請求項１１】
前記運行管理情報は、走行中の前記列車のうち、前記受取電流を示す情報を取得可能な列車の本数と、前記受取電流を示す情報を取得不能な列車の本数とを有し、
前記補正用データは、前記受取電流を示す情報を取得可能な列車の本数と前記受取電流を示す情報を取得不能な列車の本数との組合せによる前記補正条件を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の地絡故障判定方法。
【請求項１２】
前記運行管理情報は、前記電力設備装置が給電する全ての前記列車の本数と、前記受取電流を示す情報を取得可能な列車の本数とを有し、
前記補正用データは、前記電力設備装置が給電する全ての列車の本数と前記受取電流を示す情報を取得可能な列車の本数との組合せによる前記補正条件を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の地絡故障判定方法。
【請求項１３】
前記運行管理情報は、列車ダイヤで計画された運行計画と実際の運行状況との差分による遅れ時間に基づく情報を有し、
前記補正用データは、前記遅れ時間に基づく情報を用いた前記補正条件を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の地絡故障判定方法。
【請求項１４】
前記累積電流計算ステップの算出における前記一定時間は、前記送出電流累積値と前記受取電流累積値との差分から、高抵抗地絡の発生に伴う電流量の変化を判別可能な時間である
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の地絡故障判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道の電力設備に関する地絡故障判定システム及び地絡故障判定方法に関し、軌道に沿って敷設された架線等の設備における地絡等の故障の発生を判定する地絡故障判定システム及び地絡故障判定方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道の電力設備においては、鉄道の架線が断線故障して架線が直接地面に接する地絡が生じた場合に、変電所は過大電流を出力しないよう電流の出力を停止する。
【０００３】
上記の動作について、例えば非特許文献１の第７５頁〜８０頁には、指定電流値以上の過大電流を出力した場合を検知する直流高速度遮断器（５４Ｆ）と、時間当たりの電流変化率が指定値以上であることを検知するΔＩ故障電流検出装置（５０Ｆ）とを用いて行うことが記載されている。
【０００４】
また、特許文献１には、変電所と列車に電流測定機能を持ち、変電所の送出電流量積算値と列車の受取電流量積算値とを比較し、比較結果から設備の故障を判定するき電回路の故障保護装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０１６０７０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】鉄道総合技術研究所鉄道技術推進センター，社団法人日本鉄道電気技術協会著「わかりやすい鉄道技術２  鉄道概論・電気編」、鉄道総合技術研究所鉄道技術推進センター、２００５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、軌道に沿って敷設された架線等の設備において架線が架線柱等に接触する場合、架線が直接地面に接する場合よりも抵抗値が大きくなる高抵抗地絡が発生する。この高抵抗地絡における抵抗値は、接触状態により不定量であるため、既存の地絡検知手段（例えば、非特許文献１における直流高速度遮断器５４ＦやΔＩ故障電流検出装置５０Ｆでは判定できないケースが懸念される。
【０００８】
また、特許文献１に開示された故障保護装置による設備故障の判定方法では、変電所の送出電流量積算値と列車の受取電流量積算値とを比較するために、変電所の全てが送出電流量を測定し、かつ、走行する列車全てが受取電流量を測定し、全ての変電所及び列車のそれぞれが、判定装置に測定値を送る機能を有していることが前提となっている。すなわち、一部の変電所や列車に測定機能あるいは情報伝送機能がない状態では、送出電流量積算値と受取電流量積算値との乖離が大きくなってしまい、判定を誤る可能性がある。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、一部の変電所や列車に測定機能あるいは情報伝送機能がない状態であっても、変電所の送出電流の累積値と列車の受取電流の累積値との比較に基づいて、電力設備の故障判定を実施可能にする地絡故障判定システム及び地絡故障判定方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明においては、電力設備装置から給電して列車を走行させる電力設備における障害発生を検出する、以下のような地絡故障判定システムが提供される。本地絡故障判定システムは、前記電力設備装置が送り出した送出電流を示す情報と前記列車が受け取った受取電流を示す情報とを取得し、前記送出電流の累積値を意味する送出電流累積値と前記受取電流の累積値を意味する受取電流累積値とを、一定時間ごとに初期化しながら算出する累積電流計算部と、補正条件と当該補正条件に対応する補正値とを保持する補正用データに基づいて、前記累積電流計算部によって算出された前記送出電流累積値または前記受取電流累積値を補正する累積値補正部と、前記累積値補正部による補正後の前記送出電流累積値及び前記受取電流累積値の差分に基づいて、前記電力設備における障害発生の可能性を判定する比較判定を実行する電流比較判定部と、前記電流比較判定部による前記比較判定の判定結果に応じて、前記障害発生の可能性を表示または報知する出力部と、を備える。
【００１１】
また、かかる課題を解決するため本発明においては、電力設備装置から給電して列車を走行させる電力設備における障害発生を検出する地絡故障判定システムによる、以下のような地絡故障判定方法が提供される。本地絡故障判定方法は、前記電力設備装置が送り出した送出電流を示す情報と前記列車が受け取った受取電流を示す情報とを取得し、前記送出電流の累積値を意味する送出電流累積値と前記受取電流の累積値を意味する受取電流累積値とを、一定時間ごとに初期化しながら算出する累積電流計算ステップと、補正条件と当該補正条件に対応する補正値とを保持する補正用データに基づいて、前記累積電流計算ステップで算出された前記送出電流累積値または前記受取電流累積値を補正する累積値補正ステップと、前記累積値補正ステップによる補正後の前記送出電流累積値及び前記受取電流累積値の差分に基づいて、前記電力設備における障害発生の可能性を判定する比較判定を実行する電流比較判定ステップと、前記電流比較判定ステップによる前記比較判定の判定結果に応じて、前記障害発生の可能性を所定の出力装置から表示または報知する出力ステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一部の変電所や列車に測定機能あるいは情報伝送機能がない状態であっても、電力設備の故障判定を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る地絡故障判定システムを含む鉄道の電力設備の装置構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係る地絡故障判定システムの機能構成例を示すブロック図である。
【図３】受取電流測定情報の一例を説明するための図である。
【図４】送出電流測定情報の一例を説明するための図である。
【図５】累積電流計算処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図６】累積電流計算情報の一例を説明するための図である。
【図７】累積値補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図８】累積値補正情報の一例を説明するための図である。
【図９】電流比較判定処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１０】比較判定閾値情報の一例を説明するための図である。
【図１１】電流測定情報の一例を説明するための図である。
【図１２】メッセージの表示例を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る地絡故障判定システムを含む鉄道の電力設備の装置構成例を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る地絡故障判定システムの機能構成例を示すブロック図である。
【図１５】第２の実施の形態における累積値補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１６】第１の組合せ例における累積値補正情報を説明するための図である。
【図１７】第１の組合せ例における運行管理情報を説明するための図である。
【図１８】第２の組合せ例における累積値補正情報を説明するための図である。
【図１９】第２の組合せ例における運行管理情報を説明するための図である。
【図２０】第３の組合せ例における累積値補正情報を説明するための図である。
【図２１】第３の組合せ例における運行管理情報を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１５】
（１）第１の実施の形態
（１−１）装置構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る地絡故障判定システムを含む鉄道の電力設備の装置構成例を示すブロック図である。図１には、電力設備管理装置１及び表示装置４を備えて構成される第１の実施の形態に係る地絡故障判定システム１００と、運行管理装置（不図示）の制御に従って走行する列車２と、列車２に電力を送出する電力設備装置３と、電力設備装置３から列車２に電力を伝達する電力伝達設備５とが示されている。
【００１６】
列車２は、走行する際に電力設備装置３から電力伝達設備５を介して受電した電流（受取電流）を測定し、その測定値を電力設備管理装置１に送る。
【００１７】
電力設備装置３は、電力伝達設備５を介して列車２に送出した電流（送出電流）を測定し、その測定値を電力設備管理装置１に送る。
【００１８】
電力設備管理装置１は、例えば、一般的なパソコンやサーバ等の計算機である。電力設備管理装置１は、上記の送出電流の測定値と受電電流の測定値のそれぞれについて、一定時間ごとに初期化される累積値計算を行う。さらに、電力設備管理装置１は、累積値計算の計算結果に対して、所定の補正用データを用いて補正を行い、補正後のデータに基づいて障害発生の可能性を判定し、その判定結果を示す情報を表示装置４に出力する。
【００１９】
表示装置４は、公知の表示装置である液晶ディスプレイ、ドットマトリクスＬＥＤ、またはＣＲＴディスプレイ等であり、電力設備管理装置１から出力された情報を表示する。なお、本実施の形態では、電力設備管理装置１の出力を、表示装置４の代わりに、あるいは表示装置４と併用して、音声出力装置（不図示）によって出力するようにしてもよい。この音声出力装置には、公知の音声出力装置を利用可能であり、具体的な音声出力方法については、表示装置４の表示に関連する説明において後述する。なお、図１では、電力設備管理装置１と表示装置４とを別に示したが、本実施の形態に係る地絡故障判定システム１００において、上述した音声出力装置も含め、これらは一体化された装置で構成されてもよい。
【００２０】
電力伝達設備５は、例えば架線や第三軌条など、走行する列車２に電力を供給する公知の装置である。
【００２１】
なお、図１に示したように、電力設備管理装置１、列車２、及び電力設備装置３は、それぞれが演算部（演算部１１，２１，３１）と、情報インタフェース部（情報インタフェース部１２，２２，３２）と、演算データ保持部（演算データ保持部１３，２３，３３）とを備えている。
【００２２】
演算部１１，２１，３１は、プログラムの実行や制御途中情報の一時的な保持を行う機能を有する。これらは例えば、パソコンのＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ等の公知の部品を利用して実現される。
【００２３】
情報インタフェース部１２，２２，３２は、各装置間の情報の送受信を行う機能を有する。これらは例えば、イーサネット（登録商標）のコネクタ、ＵＳＢポート、光ファイバを用いたネットワーク、無線ＬＡＮ、携帯電話などの無線ネットワーク、または、地上子と列車の間では周波数変調を用いた無線通信等、公知の部品や手段を利用して実現される。
【００２４】
演算データ保持部１３，２３，３３は、プログラムやデータの記憶を行う機能を有する。これらは例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）またはフラッシュメモリ等の公知の記憶装置を利用して実現される。
【００２５】
（１−２）機能構成
図２は、第１の実施の形態に係る地絡故障判定システムの機能構成例を示すブロック図である。
【００２６】
図２に示すように、電力設備管理装置１は、累積電流計算部１１０、累積値補正部１２０、電流比較判定部１３０、累積電流計算データ部１４０、累積値補正データ部１５０、及び比較判定閾値データ部１６０を備える。電力設備管理装置１の各部による具体的な処理や、各データ部が保持する情報の具体例等については、図面を参照しながら後述する。
【００２７】
また、図２に示すように、列車２は、受取電流測定部２１０を備える。受取電流測定部２１０は、一定時間間隔、あるいは、電力設備管理装置１または不図示の入力手段から列車２に対する電流測定指示があったタイミングで、列車２が電力伝達設備５を介して電力設備装置３から受け取った電流（受取電流）を測定し、その測定結果を示す情報（受取電流測定情報）を電力設備管理装置１に送る。
【００２８】
図３は、受取電流測定情報の一例を説明するための図である。図３に示した受取電流測定情報２１１０は、測定タイミングを「１分」間隔の一定時間間隔として、「１５時０分」に受取電流を測定した場合の、受取電流測定部２１０による測定結果を示す情報を例示したものである。なお、本明細書において、時間の表記で秒の単位を明示していない場合は、「０秒」と読み替えてもよい。
【００２９】
図３に示すように、受取電流測定情報２１１０には、列車２の受取電流を測定した時刻を示す測定時刻２１１１と、その測定時における電流値（測定値）を示す受取電流２１１２と、が紐付けられている。具体的には、図３の受取電流測定情報２１１０の場合、測定時刻「１５時０分」の時点で受け取った電流量が「２０００［Ａ］」であることが示されている。
【００３０】
また、図２に示すように、電力設備装置３は、送出電流測定部３１０を備える。送出電流測定部３１０は、一定時間間隔、あるいは、電力設備管理装置１または不図示の入力手段から電力設備装置３に対する電流測定指示があったタイミングで、電力設備装置３が電力伝達設備５を介して列車２に対して送り出した電流（送出電流）を測定し、その測定結果を示す情報（送出電流測定情報）を電力設備管理装置１に送る。
【００３１】
図４は、送出電流測定情報の一例を説明するための図である。図４に示した送出電流測定情報３１１０は、測定タイミングを「１分」間隔の一定時間間隔として、「１５時０分」に受取電流を測定した場合の、送出電流測定部３１０による測定結果を示す情報を例示したものである。
【００３２】
図４に示すように、送出電流測定情報３１１０には、電力設備装置３の送出電流を測定した時刻を示す測定時刻３１１１と、その測定時における電流値（測定値）を示す受取電流２１１２と、が紐付けられている。具体的には、図４の送出電流測定情報３１１０の場合、測定時刻「１５時０分」の時点で送り出した電流量が「２０５０［Ａ］」であることが示されている。
【００３３】
（１−３）障害発生判定処理
本実施の形態に係る地絡故障判定システム１００は、一定時間間隔、あるいは、電力設備管理装置１または不図示の入力手段から電力設備管理装置１に対する障害発生判定の実行指示があったタイミングで、電力設備における障害発生の可能性を判定する障害発生判定処理を開始することができる。この障害発生判定処理は、累積電流計算部１１０による累積電流計算処理と、累積値補正部１２０による累積値補正処理と、電流比較判定部１３０による電流比較判定処理とに大別できる。以下、これらの各処理について詳しく説明する。
【００３４】
（１−３−１）累積電流計算処理
累積電流計算部１１０は、累積電流計算データ部１４０に格納された情報を用いて、列車２の受取電流及び電力設備装置３の送出電流のそれぞれの累積値を計算する累積電流計算処理を実行する。当該処理は、例えば、一定時間間隔、あるいは、電力設備管理装置１または不図示の入力手段から電力設備管理装置１に対する障害発生判定の実行指示があったタイミングで開始され、後述する累積値補正処理や電流比較判定処理の開始タイミングも同様である。
【００３５】
図５は、累積電流計算処理の処理手順例を示すフローチャートである。以下では、一定時間間隔を「１分」と設定した場合の、時刻「１５時０分」の時点における計算処理を具体例として挙げながら、図５に示した累積電流計算処理を詳述する。
【００３６】
図５によればまず、ステップＳ１０１において、累積電流計算部１１０は、電力設備装置３の送出電流測定部３１０から送出電流測定情報３１１０を受け取る（図３参照）。
【００３７】
次にステップＳ１０２において、累積電流計算部１１０は、列車２の受取電流測定部２１０から受取電流測定情報２１１０を受け取る（図４参照）。
【００３８】
次にステップＳ１０３において、累積電流計算部１１０は、累積電流計算データ１４０が保持する累積電流計算情報１４１０を参照し、累積電流計算の開始時刻、終了時刻、及びリセット周期を取得する。
【００３９】
図６は、累積電流計算情報の一例を説明するための図である。図６に示したように、累積電流計算情報１４１０には、累積値電流計算における累積値集計の開始時刻を意味する累積値集計開始時刻１４１１、累積値電流計算における累積値集計の終了時刻を意味する累積値集計終了時刻１４１２、及び、累積値電流計算における累積値集計のリセット周期を意味する累積値集計時間幅１４１３の各項目について、設定値１４１４が紐付けられている。具体的には、図６の累積電流計算情報１４１０の場合、累積電流計算の開始時刻が「５時０分」、終了時刻が「２５時３０分」、リセット周期が「１５分」であることが示されており、ステップＳ１０３の処理によって、これらの情報が取得される。
【００４０】
なお、リセット周期の時間は、任意の時間を設定できるが、ノイズによる影響を抑制できる（ノイズによる影響で障害発生を誤判定しない）程度に情報を累積可能な時間であることが好ましく、さらに、累積計算された送出電流累積値と受取電流累積値との差分から、不安定な電流状況を検出可能な（具体的には、高抵抗地絡の発生に伴う抵抗値（電流量に読替可）の変化を判別可能な）時間であることが好ましい。一般に、架線が架線柱等に接触することによる高抵抗地絡の発生時には、時間経過とともに、一時的に大幅な高抵抗状態となるが、その後は、抵抗値が通常状態よりも若干高い（通常状態と比べて検出が困難な）状態で継続する。したがって、本実施の形態では、上記の一時的な大幅な高抵抗状態の経過時間に近い時間をリセット時間に設定すれば、高抵抗地絡の発生を高精度で判定することができるようになる。なお、リセット周期の具体的な時間設定については、過去の知見やデータ分析等に基づいて決定すればよい。
【００４１】
次にステップＳ１０４において、累積電流計算部１１０は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２で取得した測定情報の測定時刻が、ステップＳ１０３で取得したリセット周期に基づくリセット実施タイミングに合致するか否かを判定する。当該判定において合致する場合は（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進み、合致しない場合は（ステップＳ１０４のＮＯ）、ステップＳ１０６に進む。
【００４２】
ここで、ステップＳ１０４の処理を具体例を用いて詳しく説明する。まず、ステップＳ１０１で取得した送出電流測定情報３１１０（図３参照）やステップＳ１０２で取得した受取電流測定情報２１１０（図４参照）によれば、測定時刻は何れも「１５時０分」である。この測定時刻「１５時０分」は、ステップＳ１０３で取得した累積値集計開始時刻「５時０分」と累積値集計終了時刻「２５時３０分」の間にある。したがって、測定時刻「１５時０分」が、リセット周期「１５分」によるリセット実施タイミングに合致するかを判定する必要がある。この合致判定には、例えば以下の式１を用いることができる。上記の具体値を式１に代入した場合の計算を式２に示す。
【数１】
2020032768.tif 000003
式２によれば、計算結果の「４０」は整数であるから、この場合、測定時刻「１５時０分」はリセット実施タイミングに合致すると判定される。
【００４３】
ステップＳ１０５では、累積電流計算部１１０は、内部パラメータとして保持している「送出電流累積値」及び「受取電流累積値」にそれぞれ「０」を代入し、累積値をリセットする。ステップＳ１０５の後はステップＳ１０６に進む。
【００４４】
ステップＳ１０６では、累積電流計算部１１０は、送出電流累積値にステップＳ１０１で取得した送出電流測定情報３１１０の送出電流３１１２を加算し、受取電流累積値にステップＳ１０２で取得した受取電流測定情報２１１０の受取電流２１１２を加算する。
【００４５】
具体的には、測定時刻「１５時０分」の場合、ステップＳ１０５におけるリセット（初期化）処理を経ているため、加算前の各累積値は「０」であり、加算される送出電流３１１２は「２０５０Ａ」で、受取電流２１１２は「２０００Ａ」である。以上のことから、ステップＳ１０６における送出電流累積値の計算には、以下の式３を用いることができ、当式に具体値を代入した場合の計算結果は式４に示される。同様に、ステップＳ１０６における受取電流累積値の計算には、以下の式５を用いることができ、当式に具体値を代入した場合の計算結果は式６に示される。
【数２】
2020032768.tif 000004
そしてステップＳ１０６の後は、累積電流計算処理を終了する。
【００４６】
（１−３−２）累積値補正処理
累積値補正部１２０は、累積電流計算部１１０による累積電流計算処理で算出された「送出電流累積値」と「受取電流累積値」に対して、累積値補正データ部１５０に格納された情報を用いて補正する累積値補正処理を実行する。
【００４７】
図７は、累積値補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。以下では、上述した累積電流計算処理の具体例を引き継ぎながら、図７に示した累積値補正処理を詳述する。
【００４８】
図７によればまず、ステップＳ２０１において、累積値補正部１２０は、累積電流計算部１１０による累積電流計算処理によって算出された送出電流累積値及び受取電流累積値と測定時刻とを受け取る。本具体例では、式４に示したように送出電流累積値は「２０５０［Ａ］」であり、式６に示したように受取電流累積値は「２０００［Ａ］」であり、測定時刻は「１５時０分」である。
【００４９】
次にステップＳ２０２において、累積値補正部１２０は、補正用データとして、累積値補正データ部１５０が保持する累積値補正情報１５１０を受け取る。
【００５０】
図８は、累積値補正情報の一例を説明するための図である。図８に示したように、累積値補正情報１５１０には、個々の条件１５１１について、補正の対象とする測定時刻を意味する対象測定時刻１５１２と、補正時に電流累積値に乗算する係数を意味する補正係数１５１３とが紐付けられている。なお、補正係数１５１３は、送出電流累積値に乗算する補正係数を示す送出電流用補正係数１５１４と、受取電流累積値に乗算する補正係数を示す受取電流用補正係数１５１５とに分けられている。
【００５１】
図８に示したように、累積値補正情報１５１０は、時間帯（対象測定時刻１５１２）によって異なる補正値（補正係数１５１３）が定められており、これは、障害発生判定処理の判定対象の路線を走行中の列車の本数の推定値に応じて補正値を定めたものである。補足すると、列車２は、原則として列車ダイヤで計画された運行計画に沿って運行されるため、時間帯（時刻）によって、所定の路線を走行中の列車２の本数は予め推定することができる。したがって、本実施の形態では、図８のように、判定対象の路線を走行中の列車２の本数を時間帯（時刻）に置き換えた補正用データを用いることができる。そして、このような補正用データを用いる場合、累積値補正データ部１５０に、予め固定的な補正用データを用意しておくことができるため、累積値補正部１２０による累積値補正処理における処理速度の向上や処理負荷の低減の効果に期待できる。
【００５２】
次のステップＳ２０３では、累積値補正部１２０は、ステップＳ３０１で取得した測定時刻に基づいて、ステップＳ２０２で取得した補正用データ（累積値補正情報１５１０）に示された補正係数１５１３を用いて、ステップＳ３０１で取得した送出電流累積値及び受取電流累積値に対する補正計算を実施する。
【００５３】
具体的には、図８に示した累積値補正情報１５１０の場合、測定時刻が「１５時０分」のときは、対象測定時刻「１０時０分〜２１時５９分」に該当することから、条件「３」の補正条件が適用され、その補正係数は、送出電流用が「０．９」で受取電流用が「１．０」であることが示されている。したがって、ステップＳ２０３における各電流累積値の補正計算には、以下の式７，式９を用いることができ、各式に具体値を代入した場合の計算結果は式８，式１０に示される。
【数３】
2020032768.tif 000005
そしてステップＳ２０３の後は、累積値補正処理を終了する。
【００５４】
（１−３−３）電流比較判定処理
電流比較判定部１３０は、累積値補正部１２０による累積値補正処理で算出された「補正後の送出電流累積値」と「補正後の受取電流累積値」について、比較判定閾値データ部１６０に格納された情報を用いて判定処理を行い、判定結果を表示装置４に出力する、電流比較判定処理を実行する。
【００５５】
図９は、電流比較判定処理の処理手順例を示すフローチャートである。以下では、上述した累積電流計算処理及び累積値補正処理の具体例を引き継ぎながら、図９に示した電流比較判定処理を詳述する。
【００５６】
図９によればまず、ステップＳ３０１において、電流比較判定部１３０は、累積値補正部１２０による累積値補正処理によって算出された補正後の送出電流累積値を取得する。具体例では、式８に示したように補正後の送出電流累積値は「１８４５［Ａ］」である。
【００５７】
次にステップＳ３０２において、電流比較判定部１３０は、累積値補正部１２０による累積値補正処理によって算出された補正後の受取電流累積値を取得する。具体例では、式１０に示したように補正後の受取電流累積値は「２０００［Ａ］」である。
【００５８】
次にステップＳ３０３において、電流比較判定部１３０は、比較判定閾値データ部１６０が保持する比較判定閾値情報１６１０を取得する。比較判定閾値情報１６１０には、後述するステップＳ３０４の比較判定で用いられる閾値に関する情報が記載されている。
【００５９】
図１０は、比較判定閾値情報の一例を説明するための図である。図１０に示したように、比較判定閾値情報１６１０には、個々の条件１６１１に対応して、比較判定の判定条件の内容が示された判定項目１６１２と、判定項目１６１２で示された判定基準を満たした場合に出力するメッセージが示されたメッセージ１６１３とが紐付けられている。なお、図１０の判定項目１６１２に記載された「送出電流累積値」及び「受取電流累積値」は、それぞれ、補正後の送出電流累積値及び受取電流累積値を意味する。そして、図１０の比較判定閾値情報１６１０の場合、条件１６１１として「１」〜「３」の３件が記されており、それぞれが判定項目１６１２及びメッセージ１６１３を持っている。
【００６０】
具体的には例えば、条件「１」における判定条件（判定項目１６１２）は、以下の式１１の通りである。
【数４】
2020032768.tif 000006
すなわち、条件「１」に関する上記の式１１においては、右辺に示された閾値が「０．４」となっており、左辺の値が当該閾値「０．４」を超えた場合に、条件「１」のメッセージ１６１３が出力されることになる。そして図１０の場合、条件「２」や条件「３」の判定条件についても、左辺は条件「１」の式１１と同じであり、右辺に示される閾値が「０．２」や「０．１」となっている点でのみ異なっている。
【００６１】
そして、ステップＳ３０４において、電流比較判定部１３０は、ステップＳ３０１，Ｓ３０２で取得した補正後の送出電流累積値及び受取電流累積値を用いて、ステップＳ３０３で取得した比較判定閾値情報１６１０に示された条件１６１１の１つについて、判定条件（判定項目１６１２）を満たすか否かの判定を順次実行する（比較判定）。ステップＳ３０４の比較判定において判定条件を満たした場合は（ステップＳ３０４のＹＥＳ）、ステップＳ３０５に進み、判定条件を満たさなかった場合は（ステップＳ３０４のＮＯ）、ステップＳ３０６に進む。
【００６２】
ステップＳ３０５は、ステップＳ３０４の比較判定において判定条件を満たした場合に行われる処理であって、このとき、電力設備における障害発生の可能性が存在すると判定されたことを意味する。具体的には、ステップＳ３０５において、電流比較判定部１３０は、ステップＳ３０４で判定条件（判定項目１６１２）を満たした条件１６１１について、比較判定閾値情報１６１０において当該条件１６１１に紐付けられたメッセージ１６１３の内容を表示装置４に出力する。例えば、図１０の比較判定閾値情報１６１０における条件「１」についての比較判定で判定条件を満たした場合には、条件「１」に紐付けられたメッセージ１６１３である「“警告：電力設備に障害発生の可能性・大”」が表示装置４に出力される。そして、表示装置４は、出力されたメッセージの内容を表示画面に表示する。ステップＳ３０５の処理後は、ステップＳ３０６に進む。
【００６３】
次に、ステップＳ３０６の処理を説明する。ステップＳ３０６では、電流比較判定部１３０は、ステップＳ３０３で取得した比較判定閾値情報１６１０に示された条件１６１１の全てについて、ステップＳ３０４の比較判定が実施されたか否かを判定する。ステップＳ３０６において全ての条件（図１０の場合、条件「１」〜「３」）について比較判定が実施済みであった場合は（ステップＳ３０６のＹＥＳ）、電流比較判定処理を終了する。一方、比較判定が未実施の条件が１つでもあった場合には（ステップＳ３０６のＮＯ）、ステップＳ３０４に戻り、未実施の条件の１つを選んで比較判定を行う。このような処理を繰り返すことにより、最終的にはステップＳ３０３で取得した比較判定閾値情報１６１０に示された全ての条件について、ステップＳ３０４の比較判定が行われ、その後、電流比較判定処理が終了する。そして、電流比較判定処理の終了は、一連の障害発生判定処理の終了を意味する。
【００６４】
ここで、前述してきた具体例を用いて、ステップＳ３０４以降の処理を確認する。前述したように、本具体例では、ステップＳ３０１，Ｓ３０２で取得された補正後の送出電流累積値は「１８４５［Ａ］」で、補正後の受取電流累積値は「２０００［Ａ］」である。そして、ステップＳ３０４において、まず、条件「１」についての比較判定を実施したとする。条件「１」における判定条件は、式１１に示した通りであり、補正後の各電流累積値を式１１の左辺に代入した計算結果は、以下の式１２のようになる。
【数５】
2020032768.tif 000007
すなわち、本具体例の場合、条件「１」の判定条件は満たさないことから（ステップＳ３０４のＮＯ）、ステップＳ３０６に進み、ステップＳ３０６のＮＯを経て、２回目のステップＳ３０４の処理が行われる。
【００６５】
２回目のステップＳ３０４では、条件「２」について比較判定を実施したとする。ここで、式１２で示したように、判定条件の左辺の計算結果は「−０．０８４」となることから、条件「２」の閾値である「０．２」よりも小さい。すなわち、本具体例の場合、条件「２」の判定条件は満たさない。その後、再びステップＳ３０６のＮＯを経て、３回目のステップＳ３０４の処理が行われる。
【００６６】
３回目のステップＳ３０４では、残った条件「３」について比較判定が実施される。しかし、条件「３」における判定条件の閾値は「０．１」であることから、条件「２」の場合と同様に、判定条件を満たさない。したがって、再びステップＳ３０６に移行する。そして、このステップＳ３０６では、比較判定閾値情報１６１０に示された全ての条件について比較判定を実施済みであることから（ステップＳ３０６のＹＥＳ）、電流比較判定処理は終了する。
【００６７】
以上のように、測定時刻「１５時０分」における上述した具体例の場合は、比較判定閾値情報１６１０に示された全ての条件について判定条件を満たすことがないまま、電流比較判定処理が終了し、一連の障害発生判定が終了する。換言すれば、測定時刻「１５時０分」における上述した具体例の場合は、電力設備における障害発生の可能性があるとは判定されずに（障害発生の可能性がないと判定され）、障害発生判定が終了する。したがって、このような場合、電力設備において架線の地絡等による故障は発生していないと判断することができる。
【００６８】
（１−３−４）次の実行タイミングにおける障害発生判定処理の処理例
ここまで、本実施の形態に係る地絡故障判定システム１００による障害発生判定処理を説明する際、一定時間間隔を「１分」と設定した場合の、時刻「１５時０分」の時点における処理を具体例として説明した。以下では、次の実行タイミング（時刻「１５時１分」）における障害発生判定処理の具体的な処理例について説明する。
【００６９】
「１５時１分」の障害発生判定処理においても、「１５時０分」の場合と同様に、累積電流計算部１１０による累積電流計算処理（図５）と、累積値補正部１２０による累積値補正処理（図７）と、電流比較判定部１３０による電流比較判定処理（図９）とが実行される。
【００７０】
まず、累積電流計算部１１０による累積電流計算処理が行われる。図５に示したように、累積電流計算部１１０は、ステップＳ１０１で電力設備装置３の送出電流測定部３１０から送出電流測定情報を受け取り、ステップＳ１０２で列車２の受取電流測定部２１０から受取電流測定情報を受け取る。
【００７１】
図１１は、電流測定情報の一例を説明するための図である。図１１に示す電流測定情報１１１０は、測定時刻１１１１と、当該測定時刻において送出電流測定部３１０で測定された送出電流１１１２と、当該測定時刻において受取電流測定部２１０によって測定された受取電流１１１３とをまとめたものである。図１１の場合、累積電流計算処理のステップＳ１０１，Ｓ１０２で累積電流計算部１１０が受け取った電流量の各測定値が例示されている。具体的には、図１１の電流測定情報１１１０の場合、測定時刻「１５時１分」の時点で電力設備装置３から送出された電流量が「２３００［Ａ］」であり、列車２が受け取った電流量が「１５００［Ａ］」であることが示されている。すなわち、「１５時１分」の時点において、累積電流計算部１１０がステップＳ１０１で受け取った送出電流測定情報が示す送出電流は「２３００［Ａ］」であり、ステップＳ１０２で受け取った受取電流測定情報が示す受取電流は「１５００［Ａ］」である。
【００７２】
次に、ステップＳ１０３において、累積電流計算部１１０は、累積電流計算データ１４０が保持する累積電流計算情報１４１０を参照し、累積電流計算の開始時刻、終了時刻、及びリセット周期を取得する。「１５時０分」の場合と同様に、図６の累積電流計算情報１４１０を参照するものとする。
【００７３】
ステップＳ１０４では、累積電流計算部１１０は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２で取得した測定情報の測定時刻「１５時１分」が、ステップＳ１０３で取得したリセット周期に基づくリセット実施タイミングに合致するか否かを判定する。具体的には例えば、具体値を式１に代入して計算し、その計算結果は式１３の通りとなる。
【数６】
2020032768.tif 000008
式１３の結果は整数ではないことから、測定時刻「１５時１分」はリセット実施周期と合致しないと判定され、累積値のリセットを実施することなく、ステップＳ１０６の処理に進む。
【００７４】
そして、ステップＳ１０６において、累積電流計算部１１０は、送出電流累積値にステップＳ１０１で取得した送出電流測定情報の送出電流を加算し、受取電流累積値にステップＳ１０２で取得した受取電流測定情報の受取電流を加算する。具体的には、上述した「１５時０分」時点での処理を参照すれば、送出電流累積値は「２０５０［Ａ］」であったから、ステップＳ１０１で受け取った送出電流の「２３００［Ａ］」を加算することにより、「１５時１分」における送出電流累積値は「４３５０［Ａ］」となる。同様に、「１５時１分」における受取電流累積値は、「２０００［Ａ］」に「１５００［Ａ］」を加算して「３５００［Ａ］」となる。その後、累積電流計算処理は終了する。
【００７５】
次に、累積値補正部１２０による累積値補正処理が行われる。図７に示したように、累積値補正部１２０は、ステップＳ２０１で、累積電流計算部１１０による累積電流計算処理によって算出された送出電流累積値及び受取電流累積値と、測定時刻とを受け取る。本具体例の場合、送出電流累積値は「４３５０［Ａ］」であり、受取電流累積値は「３５００［Ａ］」であり、測定時刻は「１５時１分」である。
【００７６】
ステップＳ２０２では、累積値補正部１２０は、累積値補正データ部１５０から補正用データを受け取る。「１５時０分」の場合と同様に、図８の累積値補正情報１５１０を取得するものとする。
【００７７】
次のステップＳ２０３では、累積値補正部１２０は、ステップＳ３０１で取得した測定時刻に基づいて、ステップＳ２０２で取得した補正用データ（累積値補正情報１５１０）に示された補正係数１５１３を用いて、ステップＳ３０１で取得した送出電流累積値及び受取電流累積値に対する補正計算を実施する。
【００７８】
具体的には、図８の累積値補正情報１５１０によれば、測定時刻「１５時１分」に該当する条件は、対象測定時刻が「１０時０分〜２１時５９分」とされた条件「３」である。したがって、条件「３」の補正条件が適用され、送出電流用の補正係数「０．９」が送出電流累積値に乗算され、受取電流用の補正係数「１．０」が受取電流累積値に乗算される。これらの計算結果は、以下の式１４，式１５に示される。
【数７】
2020032768.tif 000009
そしてステップＳ２０３の後は、累積値補正処理を終了する。
【００７９】
次に、電流比較判定部１３０による電流比較判定処理が行われる。図９に示したように、電流比較判定部１３０は、ステップＳ３０１において、累積値補正部１２０による累積値補正処理によって算出された補正後の送出電流累積値を取得し、ステップＳ３０２において、累積値補正部１２０による累積値補正処理によって算出された補正後の受取電流累積値を取得する。具体例では、式１４に示したように補正後の送出電流累積値は「３９１５［Ａ］」であり、式１５に示したように補正後の受取電流累積値は「３５００［Ａ］」である。
【００８０】
ステップＳ３０３では、電流比較判定部１３０は、比較判定閾値データ部１６０から比較判定の判定条件（図１０に例示した比較判定閾値情報１６１０）を取得する。
【００８１】
そしてステップＳ３０４では、電流比較判定部１３０は、ステップＳ３０１，Ｓ３０２で取得した補正後の送出電流累積値及び受取電流累積値を用いて、ステップＳ３０３で取得した比較判定閾値情報１６１０に示された条件１６１１の１つについて、判定条件（判定項目１６１２）を満たすか否かの判定を順次実行する（比較判定）。ここではまず、条件「１」に対する比較判定を行うとする。
【００８２】
条件「１」の判定条件は、上述の式１１に示した通りであり、式１１の左辺に具体値を代入した場合の計算結果は、以下の式１６のようになる。
【数８】
2020032768.tif 000010
すなわち、「１５時１分」の場合、条件「１」の判定条件は満たさないことから（ステップＳ３０４のＮＯ）、ステップＳ３０６に進み、ステップＳ３０６のＮＯを経て、２回目のステップＳ３０４の処理が行われる。
【００８３】
２回目のステップＳ３０４では、条件「２」について比較判定を行うとする。ここで、式１６で示したように、判定条件の左辺の計算結果は「０．１０６０」となることから、条件「２」の閾値である「０．２」よりも小さい。すなわち、本具体例の場合、条件「２」の判定条件は満たさない。その後、再びステップＳ３０６のＮＯを経て、３回目のステップＳ３０４の処理が行われる。
【００８４】
３回目のステップＳ３０４では、残った条件「３」について比較判定を行うとする。このとき、判定条件の左辺の計算結果である「０．１０６０」は、条件「３」の閾値である「０．１」よりも大きい。すなわち、本具体例の場合、条件「３」の判定条件を満たすため、ステップＳ３０４のＹＥＳを経て、ステップＳ３０５の処理が行われる。
【００８５】
ステップＳ３０５では、電流比較判定部１３０は、ステップＳ３０４の比較判定で成立した条件について、比較判定閾値情報１６１０を用いて表示装置４にメッセージ出力を行う。具体的には、本例の場合、図１０に示す条件「３」に紐付けられたメッセージ１６１３の内容として、「“注意：電力設備に障害発生の可能性・小”」が表示装置４に出力される。そして、表示装置４のメッセージウィンドウにおいて、当該メッセージが表示される。
【００８６】
図１２は、メッセージの表示例を説明するための図である。図１２に示したメッセージウィンドウ４１０は、表示装置４における所定の表示領域であって、「１５時１分」における電流比較判定処理（より広義には、障害発生判定処理）の判定結果表示として、「“注意：電力設備に障害発生の可能性・小”」が表示されている。
【００８７】
なお、図１２の表示例は一例に過ぎず、本実施の形態に係る地絡故障判定システム１００における判定結果表示の表示態様はこれに限定されるものではない。例えば、図１２のように、表示装置４がメッセージウィンドウ４１０に、比較判定閾値情報１６１０に保持されたメッセージ１６１３をそのまま表示してもよいし、一律で文字の色や大きさを管理する不図示の情報に基づいて、表示態様を変更して表示する等してもよい。また、メッセージウィンドウ４１０における表示情報に、処理を実行した時刻（測定時刻）である「１５時１分」を追加してもよい。また、比較判定閾値情報１６１０が保持する各条件とその成立状態を追加表示したり、ステップ３０４の比較判定で成立した条件について、その計算値を追加表示したりするようにしてもよい。
【００８８】
そして、ステップＳ３０５の処理後は、ステップＳ３０６に進む。このとき、比較判定閾値情報１６１０における条件「１」〜条件「３」の全てについて比較判定が終了していることから、電流比較判定部１３０は電流比較判定を終了し、障害発生判定が終了する。
【００８９】
このように、地絡故障判定システム１００は、電力設備における故障を判定し、測定時刻が「１５時１分」の場合は、障害発生の判定結果（図１２参照）を表示装置４に表示させることができる。
【００９０】
（１−４）まとめ
以上に説明したように、第１の実施の形態に係る地絡故障判定システム１００は、障害発生判定処理として、列車２が運行管理装置（不図示）の制御に従って走行する場合に、電力設備装置３が列車２に対して送出した電流（送出電流）の測定値と、列車が消費した電流（受取電流）の測定値とのそれぞれについて、一定時間ごとに初期化される累積値計算を行う（累積電流計算処理）。そして、累積電流計算処理で算出された各累積値（送出電流累積値，受取電流累積値）に対して、所定の補正用データに基づいた補正計算を実施し（累積値補正処理）、補正後の送出電流累積値と受取電流累積値との差分を用いて所定の比較判定基準（比較判定閾値データ部１６０に格納された比較判定閾値情報）に基づく閾値判定（比較判定）を行い、閾値を超えた場合には「電力設備における障害発生の可能性がある」と判定し、表示装置４に判定結果を表示する（電流比較判定処理）。
【００９１】
このような障害発生判定処理により、電力設備における障害発生の可能性が判定され、その判定結果が出力されるため、利用者は判定結果から、地絡などによる故障判定を行うことが可能となる。
【００９２】
特に、本実施の形態では、累積電流計算処理において、一定時間で初期化しながら送出電流累積値及び受取電流累積値を算出し、その差分を用いて以降の処理を行うことにより、リセット周期内の比較的小さな電流累積値に基づいて障害発生判定処理を実施することができるため、従来よりも高い精度で抵抗値の変化等を判定することができる。その結果、架線が架線柱等に接触した場合に発生する「高抵抗地絡」のように、接触状態によって不定量な抵抗値の変化に対しても、精度よく障害発生の可能性を判定することができる。
【００９３】
さらに、累積値補正処理において、測定時刻の時間帯（対象測定時刻１５１２）に応じて異なる補正係数を、送出電流用と受取電流用とに用意することにより、列車の運行状況に基づいた細やかな電流累積値の補正を実施することができる。より具体的には、受取電流の電流量の測定機能や情報伝送機能を有していない列車が運行される場合には、このような列車の運行数を考慮して補正係数を高く設定する等の工夫を行うことにより、一部の列車２に上記の測定機能や情報伝送機能がない場合であっても、精度よく障害発生の可能性を判定することができる。また、電力設備装置３からの給電の一部が他路線の列車に対して行われることが予め分かっている場合等も、同様に、補正係数を高く設定する等の工夫を行うことにより、一部の変電所（電力設備装置３）に上記の測定機能や情報伝送機能がない場合であっても、精度よく障害発生の可能性を判定することができる。
【００９４】
かくして、本実施の形態に係る地絡故障判定システム１００によれば、一部の変電所や列車に測定機能あるいは情報伝送機能がない状態であっても、電力設備における障害発生の可能性を表示・報知することができ、地絡故障等を原因とする電力設備の故障判定を実現することができる。
【００９５】
なお、上述した本実施の形態の説明では、電力設備管理装置１（及び表示装置４）を独立した装置としたが、電力設備管理装置１（及び表示装置４）は、列車２や電力設備装置３、あるいは不図示の既設装置に取り込まれて構成されるものであってもよい。また、電力設備管理装置１の各データ部（累積電流計算データ部１４０，累積値補正データ部１５０，比較判定閾値データ部１６０）は、電力設備管理装置１とは別の独立したデータベース等の装置で構成されてもよい。
【００９６】
また、図８に例示した累積値補正情報１５１０は、測定時刻を条件とした補正係数を保持するものであったが、補正用データとして用いられる累積値補正情報は、他の条件による補正係数を保持するものであってもよい。具体的には例えば、日付情報に基づく日付や曜日、季節等を条件とした補正係数を保持するものであってもよい。また、補正係数は、乗算用の係数に限定されるものではなく、より高次の補正式を表す複数の係数が補正係数として保持されてもよい。
【００９７】
また、本実施の形態に係る地絡故障判定システム１００では、電力設備管理装置１による障害発生判定処理（電流比較判定処理）における異常判定の出力先を、表示装置４に代えて、あるいは表示装置４と併用して、音声出力装置としてもよい。音声出力装置を用いることにより、電力設備の故障判定の判定結果を音声によって報知することができる。また、上述した電流比較判定処理では、比較判定において条件が成立した場合（障害発生を判定した場合）に表示装置４からメッセージ出力を行うとしたが、本実施の形態ではこれに限らず、全ての比較判定において条件が成立しなかった場合、すなわち、障害が発生していないと判定した場合についても、表示装置４からメッセージ出力を行うようにしてもよい。
【００９８】
なお上記の音声出力装置は、テキストを音声に変換して出力する公知の装置を用いてもよいし、メッセージ情報（例えば、比較判定閾値情報１６１０のメッセージ１６１３の内容）に対応する音声信号を保持し、この音声信号に基づいて音声出力するものであってもよい。保持する音声信号は、例えばＭＰ３等の規格に従った音声データを用いて、当該音声データを音声信号に変換する処理を用いてもよい。
【００９９】
（２）第２の実施の形態
（２−１）構成
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る地絡故障判定システムを含む鉄道の電力設備の装置構成例を示すブロック図である。図１３に示した装置構成を図１に示した第１の実施の形態における装置構成と比較すると、列車２の運行を制御する運行管理装置６が追加されている。また、第２の実施の形態に係る地絡故障判定システム２００は、電力設備管理装置１に代えて電力設備管理装置１Ａを備え、情報インタフェース部１２を介して運行管理装置６と通信可能に接続されている。なお、運行管理装置６は、既知の運行管理装置であればよく、内部構成等の説明は省略する。
【０１００】
図１４は、第２の実施の形態に係る地絡故障判定システムの機能構成例を示すブロック図である。図１４に示すように、電力設備管理装置１Ａは、累積電流計算部１１０、累積値補正部２２０、電流比較判定部１３０、累積電流計算データ部１４０、累積値補正データ部１５０、及び比較判定閾値データ部１６０を備える。電力設備管理装置１Ａを構成する各部のうち、累積値補正部２２０以外は、第１の実施の形態における電力設備管理装置１の構成と共通しており（図２参照）、その詳細な説明は省略する。累積値補正部２２０の詳細については後述する。また、電力設備管理装置１Ａのハードウェア構成は、第１の実施の形態で説明した電力設備管理装置１のハードウェア構成と同様であり、その説明を省略する。
【０１０１】
また、図１４に示すように、運行管理装置６は、列車の運行管理に関する情報（運行管理情報）が格納された運行管理データ部６１０を備えている。運行管理情報の具体的な内容については、図１７等を参照しながら後述する。
【０１０２】
（２−２）障害発生判定処理
以下では、第２の実施の形態に係る地絡故障判定システム２００によって実行される障害発生判定処理について説明する。地絡故障判定システム２００による障害発生判定処理は、累積電流計算部１１０による累積電流計算処理と、累積値補正部２２０による累積値補正処理と、電流比較判定部１３０による電流比較判定処理とに大別できる。このうち、累積電流計算部１１０及び電流比較判定部１３０は、第１の実施の形態と共通する構成であり、それぞれによる処理内容も共通することから、説明を省略する。したがって、以下では、累積値補正部２２０による累積値補正処理について詳しく説明する。
【０１０３】
前述した第１の実施の形態における累積値補正処理では、累積値補正部１２０が、累積電流計算処理で算出された「送出電流累積値」と「受取電流累積値」に対して、累積値補正データ部１５０に格納された情報（累積値補正情報）を用いて補正する累積値補正処理を実行した。これに対し、第２の実施の形態における累積値補正処理では、累積値補正部２２０が、累積電流計算処理で算出された「送出電流累積値」と「受取電流累積値」に対して、累積値補正データ部１５０に格納された累積値補正情報に加えて、運行管理装置６の運行管理データ部６１０に格納された情報（運行管理情報）も用いて、補正を行う。
【０１０４】
図１５は、第２の実施の形態における累積値補正処理の処理手順例を示すフローチャートである。以下では、一定時間間隔を「１分」と設定した場合の、時刻「１５時１分」の時点における計算処理を具体例として挙げながら、図１５に示した累積値補正処理を詳述する。なお、「１５時０分」の時点における計算結果は、第１の実施の形態で説明した計算結果を流用する。
【０１０５】
図１５によればまず、ステップＳ４０１において、累積値補正部２２０は、累積電流計算部１１０による累積電流計算処理によって算出された送出電流累積値及び受取電流累積値と、測定時刻とを受け取る（図７のステップＳ２０１と同様）。具体的には、第１の実施の形態の（１−３−４）で説明したように、「１５時１分」の場合に受け取る送出電流累積値は「４３５０［Ａ］」であり、受取電流累積値は「３５００［Ａ］」であり、測定時刻は「１５時１分」である。
【０１０６】
次のステップＳ４０２では、累積値補正部２２０は、補正用データとして、累積値補正データ部１５０が保持する累積値補正情報を受け取る。次いでステップＳ４０３では、累積値補正部２２０は、運行管理装置６から、運行管理データ部６１０が保持する運行管理情報を受け取る。
【０１０７】
そして、ステップＳ４０４では、累積値補正部２２０は、ステップＳ４０３で取得した運行管理情報に基づいて、ステップＳ４０２で取得した補正用データ（累積値補正情報）に示された何れの補正条件を適用すべきかを判断し、該当する補正条件の補正係数を、ステップＳ４０１で取得した送出電流累積値及び受取電流累積値に乗算する補正計算を実施する。ステップＳ４０４の処理後は、累積値補正処理を終了する。
【０１０８】
ここで、第２の実施の形態における累積値補正処理では、ステップＳ４０２で取得する補正用データ（累積値補正情報）に示される補正条件を、ステップＳ４０３で取得する運行管理情報の内容に対応したものにすることによって、列車２及び電力設備装置３（発電所等）の現状に即した形で、より精度の高い電流累積値の補正処理を実現することができる。以下に、累積値補正情報と運行管理情報との組合せの具体例を提示し、「１５時１分」における具体的な累積値補正処理の計算結果を示す。
【０１０９】
（２−２−１）第１の組合せ例
まず、第１の組合せ例として、走行中の列車２について、電力設備装置３から受け取った受取電流の電流量を電力設備管理装置１Ａに送ることができる列車の数（Ａ群）、または、電力設備装置３から受け取った受取電流の電流量を電力設備管理装置１Ａに送ることができない列車の数（Ｂ群）に基づいて、電流累積値の補正条件を定める方法を提示する。
【０１１０】
図１６は、第１の組合せ例における累積値補正情報を説明するための図である。図１６に示した累積値補正情報１５２０では、条件１５２１に、それぞれの補正条件の番号が示されている。そして、列車数１５２２に、各補正条件の内容として、走行中の列車２のうち、電力設備装置３からの受取電流の電流量を電力設備管理装置１Ａに送ることができる列車の数（Ａ群列車数１５２４）と、電力設備装置３からの受取電流の電流量を電力設備管理装置１Ａに送ることができない列車の数（Ｂ群列車数１５２５）とが示されている。また、補正係数１５２３に、各補正条件の内容を満たす場合に適用される補正係数として、送出電流累積値に乗算する送出電流用補正係数１５２６と、受取電流累積値に乗算する受取電流用補正係数１５２７とが示されている。
【０１１１】
図１７は、第１の組合せ例における運行管理情報を説明するための図である。図１７に示した運行管理情報６１１０は、測定時刻を示す測定時刻６１１１と、走行中の列車２のうち、電力設備装置３からの受取電流の電流量を電力設備管理装置１Ａに送ることができる列車数（Ａ群列車数６１１２）と、電力設備装置３からの受取電流の電流量を電力設備管理装置１Ａに送ることができない列車数（Ｂ群列車数６１１３）とから構成される。具体的には、受取電流測定部２１０を持たない列車や、受取電流測定部２１０が故障した列車が、Ｂ群列車数６１１３に含まれる。
【０１１２】
そして、測定時刻「１５時１分」において、図１６，図１７に示した第１の組合せ例を用いて累積値補正処理のステップＳ４０４を実施した場合、次のように計算される。
【０１１３】
まず、図１７の運行管理情報６１１０を参照することにより、測定時刻「１５時１分」におけるＡ群列車数は「２２列車」であり、Ｂ群列車数は「６列車」であることが分かる。そして、このＡ群列車数及びＢ群列車数に基づいて図１６の累積値補正情報１５２０を参照すると、条件「４」の補正条件（Ａ群列車数が２０列車以上、かつＢ群列車数が５列車以上）に該当することが分かる。
【０１１４】
したがって、第１の組合せ例の場合、測定時刻「１５時１分」において用いられる補正係数は、図１６の条件「４」における補正係数であり、具体的には、送出電流用が「１．０」で受取電流用が「１．２」である。以上の具体値を上述した式７，式９に代入することによって、式１７，式１８に示すように補正後の送出電流累積値、及び補正後の受取電流累積値が算出される。
【数９】
2020032768.tif 000011
【０１１５】
そして、地絡故障判定システム２００では、電流比較判定部１３０が式１７，式１８の算出結果を用いて電流比較判定処理を行うことにより（図９参照）、第１の実施の形態と同様に、電力設備に障害発生の可能性があると判定した場合には、その旨を表示装置４等から表示・報知することができる。この結果、地絡故障判定システム２００は、第１の実施の形態に係る地絡故障判定システム１００と同様の効果を奏して、電力設備の故障判定を実現することができる。
【０１１６】
さらに、第１の実施の形態よりも優れた効果として、第２の実施の形態では、上述したような第１の組合せ例を用いた累積値補正処理を実施する場合には、走行中の列車２のうち、受取電流の測定機能あるいは情報伝送機能が有効である列車数（または、無効である列車数）を考慮して、電流累積値を補正することができる。具体的には例えば、上記測定機能等が有効であるＡ群列車数の割合（あるいは無効であるＢ群列車数の割合）等に基づいて、受取電流用補正係数を変えるように設定しておくことで、上記測定機能等が無効であることによる受取電流の電流量の情報を補正によって補うことができる。かくして、電力設備装置３から給電されて走行中の複数の列車２の一部において、上記の測定機能や情報伝送機能がない状態であっても（本来は当該機能を有しているが、故障等の諸事情によって一部機能が喪失された場合を含む）、これらの列車を含めて、精度よく電力設備の故障判定を行うことができる。
【０１１７】
（２−２−２）第２の組合せ例
次に、第２の組合せ例として、電力設備装置３が、電力設備管理装置１Ａで管理される列車２の路線以外に不図示の複数路線にも給電している場合について、電流量累積値の補正条件を定める方法を提示する。
【０１１８】
図１８は、第２の組合せ例における累積値補正情報を説明するための図である。図１８に示した累積値補正情報１５３０では、条件１５３１に、それぞれの補正条件の番号が示されている。そして、列車数１５３２に、各補正条件の内容として、電力設備装置３が給電する全ての路線（区画）を走行する列車の数（Ｃ群列車数１５３４）と、電力設備装置３が給電する路線（区画）のうち電力設備管理装置１Ａに送出電流の測定値が送られる列車２の数（Ｄ群列車数１５３５）とが示されている。また、補正係数１５３３に、各補正条件の内容を満たす場合に適用される補正係数として、送出電流累積値に乗算する送出電流用補正係数１５３６と、受取電流累積値に乗算する受取電流用補正係数１５３７とが示されている。
【０１１９】
図１９は、第２の組合せ例における運行管理情報を説明するための図である。図１９に示した運行管理情報６１２０は、測定時刻を示す測定時刻６１２１と、電力設備装置３が給電する全ての路線（区画）を走行する列車の数（Ｃ群列車数６１２２）と、電力設備装置３が給電する路線（区画）のうち電力設備管理装置１Ａに送出電流の測定値が送られる列車２の数（Ｄ群列車数６１２３）とから構成される。
【０１２０】
そして、測定時刻「１５時１分」において、図１８，図１９に示した第２の組合せ例を用いて累積値補正処理のステップＳ４０４を実施した場合、次のように計算される。
【０１２１】
まず、図１９の運行管理情報６１２０を参照することにより、測定時刻「１５時１分」におけるＣ群列車数は「４３列車」であり、Ｄ群列車数は「１５列車」であることが分かる。そして、このＣ群列車数及びＤ群列車数に基づいて図１８の累積値補正情報１５３０を参照すると、条件「４」の補正条件（Ｃ群列車数が２０列車以上、かつＤ群列車数が１０列車以上）に該当することが分かる。
【０１２２】
したがって、第２の組合せ例の場合、測定時刻「１５時１分」において用いられる補正係数は、図１８の条件「４」における補正係数であり、具体的には、送出電流用が「０．９」で受取電流用が「１．２」である。以上の具体値を上述した式７，式９に代入することによって、式１９，式２０に示すように補正後の送出電流累積値、及び補正後の受取電流累積値が算出される。
【数１０】
2020032768.tif 000012
【０１２３】
以後は、第１の組合せ例の場合と同様に、電流比較判定部１３０が式１９，式２０の算出結果を用いて電流比較判定処理を行うことにより（図９参照）、地絡故障判定システム２００は、電力設備に障害発生の可能性があると判定した場合には、その旨を表示装置４等から表示・報知することができる。この結果、地絡故障判定システム２００は、第１の実施の形態に係る地絡故障判定システム１００と同様の効果を奏して、電力設備の故障判定を実現することができる。
【０１２４】
さらに、第１の実施の形態よりも優れた効果として、第２の実施の形態では、上述したような第２の組合せ例を用いた累積値補正処理を実施する場合には、電力設備装置３が給電する路線を走行する全列車の数（Ｃ群列車数）に対する、電力設備管理装置１Ａに送出電流の測定値が送られる列車２の数（Ｄ群列車数）を考慮して、電流累積値を補正することができる。具体的には例えば、Ｃ群列車数に対するＤ群列車数の割合が比較的高い場合には、受取電流用補正係数を高めに設定したり、Ｄ群列車数の絶対数が比較的高い場合には、送出電流用補正係数を低めに設定したりしておくことで、電力設備装置３（変電所）による送出電流の一部が電力設備管理装置１Ａに送られない状態であっても、各電流量の情報を補正によって補うことができる。かくして、一部の変電所や列車による測定機能や情報伝送機能がない状態であっても、これらの変電所や列車を加味して、精度よく電力設備の故障判定を行うことができる。
【０１２５】
なお、第２の組合せ例の場合、累積値補正データ部１５０は、複数の路線のそれぞれについて、判定対象とする路線のための累積値補正情報１５３０を有するようにしてもよく、この場合、電力設備管理装置１Ａは、複数の路線のそれぞれについて、順に障害発生判定処理を行うようにしてもよい。また、不図示の複数の路線は、車両基地を含むものであってもよい。
【０１２６】
（２−２−３）第３の組合せ例
次に、第３の組合せ例として、列車２の計画ダイヤ（不図示）からの遅れ時間に基づいて、電流累積値の補正条件を定める方法を提示する。
【０１２７】
図２０は、第３の組合せ例における累積値補正情報を説明するための図である。図２０に示した累積値補正情報１５４０では、条件１５４１に、それぞれの補正条件の番号が示されている。そして、遅れ時間１５４２に、各補正条件の内容として、全ての列車２による遅れ時間の合計値を表す全列車合計遅れ時間１５４４と、一列車あたりの平均遅れ時間１５４５とが示されている。また、補正係数１５４３に、各補正条件の内容を満たす場合に適用される補正係数として、送出電流累積値に乗算する送出電流用補正係数１５４６と、受取電流累積値に乗算する受取電流用補正係数１５４７とが示されている。
【０１２８】
図２１は、第３の組合せ例における運行管理情報を説明するための図である。図２１に示した運行管理情報６１３０は、測定時刻を示す測定時刻６１３１と、全ての列車２による遅れ時間の合計値を表す全列車合計遅れ時間６１３２と、一列車あたりの平均遅れ時間６１３３とから構成される。具体的には、図２１の場合、測定時刻「１４時３分」において、全ての列車２の合計遅れ時間が「３４分１５秒」であって、一つの列車２あたりの平均遅れ時間は「０分４５秒」であることが示されている。
【０１２９】
このとき、例えば測定時刻「１４時３分」において、図２０，図２１に示した第３の組合せを用いて累積値補正処理のステップＳ４０４を実施するとすれば、図２１の運行管理情報６１３０における上記の記載内容に基づいて、図２０の累積値補正情報１５４０を参照すると、条件「３」の補正条件（全列車合計遅れ時間が４５分未満、かつ兵器の暮れ時間が３分未満）に該当することが分かる。
【０１３０】
したがって、第４の組合せ例の場合、測定時刻「１４時３分」において用いられる補正係数は、図２０の条件「３」における補正係数であり、具体的には、送出電流用が「１．０」で受取電流用が「１．２」である。以上の具体値を上述した式７，式９に代入することによって、式２１，式２２に示すように補正後の送出電流累積値、及び補正後の受取電流累積値が算出される。
【数１１】
2020032768.tif 000013
【０１３１】
以後は、第１の組合せ例や第２の組合せ例の場合と同様に、電流比較判定部１３０が式１９，式２０の算出結果を用いて電流比較判定処理を行うことにより（図９参照）、地絡故障判定システム２００は、電力設備に障害発生の可能性があると判定した場合には、その旨を表示装置４等から表示・報知することができる。この結果、地絡故障判定システム２００は、第１の実施の形態に係る地絡故障判定システム１００と同様の効果を奏して、電力設備の故障判定を実現することができる。
【０１３２】
さらに、第１の実施の形態よりも優れた効果として、第２の実施の形態では、上述したような第３の組合せ例を用いた累積値補正処理を実施する場合には、列車の遅れ時間という実際の運行状況を考慮して、電流累積値を補正することができる。列車ダイヤが乱れて遅れ時間が発生した場合には、列車２の運休や増発等が行われたり、電力設備装置３から給電される路線内を走行する列車２の数（列車の配分）が予定とずれたりする可能性がある。このような場合に、運行状況を考慮せずに障害発生判定処理を行おうとすると、実情とは異なる列車数に基づいて電流累積値を算出することになり、電力設備の故障判定の精度が低下する可能性がある。そこで、第３の組合せ例のように、遅れ時間に応じた補正係数を用意しておくことにより、このような実情とのずれを補足して、精度よく、地絡等による電力設備の故障判定を行うことに期待できる。
【０１３３】
（２−３）その他
以上、第２の実施の形態に係る地絡故障判定システム２００について詳しく説明した。上述した第２の実施の形態では、累積値補正処理において、累積値補正部２２０が、累積電流計算処理で算出された「送出電流累積値」と「受取電流累積値」に対して、累積値補正データ部１５０に格納された累積値補正情報と、運行管理装置６の運行管理データ部６１０に格納された情報（運行管理情報）とを用いて補正計算を行うことを説明し、累積値補正情報と運行管理情報との様々な組合せを採用可能なことを例示した。なお、上記の各組合せ例は、独立して採用可能なだけでなく、組合せ例同士を組合せて採用することも可能であり、その場合には、それぞれの組合せによる優れた効果を重複して得ることができる。
【０１３４】
なお、第２の実施の形態に係る地絡故障判定システム２００では、派生例として、電力設備管理装置１Ａの累積値補正部２２０が、累積値補正処理を実行する際に、運行管理データ部６１０に格納された情報（運行管理情報）を用いることに代えて、不図示の制御装置が保持する所定の制御データを取得するようにし、当該制御データを補正に用いるようにしてもよい。この制御装置は、例えば、駅の混雑状況を、撮像装置によって取得した情報を基に判定する混雑判定装置であってもよく、このような制御装置から制御データを取得する場合は、累積値補正データ部１５０に、混雑状況と補正係数とを対応付けた累積値補正情報を保持しておくことが好ましい。混雑している状況では、列車２の運行が遅れがちであるが、上述した制御データと累積値補正情報とに基づいて電流累積値の補正処理を実施して、障害発生判定処理を行うことにより、混雑による列車２の運行への影響を考慮しながら、地絡等による電力設備の故障判定を行うことができる。
【０１３５】
また、別例として、上記制御装置は、天候や気温を測定・管理する制御装置であるとしてもよい。このような制御装置から制御データ（天候・気温データ）を取得する場合は、累積値補正データ部１５０に、天候・気温等と補正係数とを対応付けた累積値補正情報を保持しておくことが好ましい。天候や気温によっては、送出電流や受取電流の電流量に変化が生じることがあるが、上述した制御データと累積値補正情報とに基づいて電流累積値の補正処理を実施して、障害発生判定処理を行うことにより、天候等による影響を考慮しながら、電力設備の故障判定を行うことができる。
【０１３６】
なお、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１３７】
また、上述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０１３８】
また、各図面において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実施には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１，１Ａ  電力設備管理装置
２      列車
３      電力設備装置
４      表示装置
５      電力伝達設備
６      運行管理装置
１１，２１，３１  演算部
１２，２２，３２  情報インタフェース部
１３，２３，３３  演算データ保持部
１００，２００  地絡故障判定システム
１１０  累積電流計算部
１２０，２２０  累積値補正部
１３０  電流比較判定部
１４０  累積電流計算データ部
１５０  累積値補正データ部
１６０  比較判定閾値データ部
２１０  受取電流測定部
３１０  送出電流測定部
４１０  メッセージウィンドウ
６１０  運行管理データ
【図１】
2020032768.tif 000014
【図２】
2020032768.tif 000015
【図３】
2020032768.tif 000016
【図４】
2020032768.tif 000017
【図５】
2020032768.tif 000018
【図６】
2020032768.tif 000019
【図７】
2020032768.tif 000020
【図８】
2020032768.tif 000021
【図９】
2020032768.tif 000022
【図１０】
2020032768.tif 000023
【図１１】
2020032768.tif 000024
【図１２】
2020032768.tif 000025
【図１３】
2020032768.tif 000026
【図１４】
2020032768.tif 000027
【図１５】
2020032768.tif 000028
【図１６】
2020032768.tif 000029
【図１７】
2020032768.tif 000030
【図１８】
2020032768.tif 000031
【図１９】
2020032768.tif 000032
【図２０】
2020032768.tif 000033
【図２１】
2020032768.tif 000034