(57)【要約】      （修正有）【課題】すり板の局部摩耗の発生を早期に検出することができるすり板の局部摩耗検出装置とその局部摩耗検出プログラムを提供する。【解決手段】（Ａ）に示すトロリ線偏位波形ＳWは、すり板５ｆに対するトロリ線の時間変化を表し、（Ｂ）に示す基準トロリ線偏位波形ＳWrefはすり板５ｆに局部摩耗Ｗが存在しないときのトロリ線の時間変化を表す。トロリ線偏位波形ＳWと基準トロリ線偏位波形ＳWrefとを局部摩耗判定部が照合する。すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生しているときには、このすり板５ｆに対してトロリ線が左右方向に偏位すると、この局部摩耗Ｗの凹部にトロリ線が嵌り込み引っ掛かる。その結果、（Ａ）に示す時刻ｔ1，ｔ3，ｔ4，ｔ6，ｔ7，ｔ9，ｔ10，…において、トロリ線偏位波形ＳWの一部が崩れているため、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると局部摩耗判定部が判定する。【選択図】図９
2014110737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線と摺動するすり板に発生する局部摩耗を検出するすり板の局部摩耗検出装置であって、
前記すり板に対する前記トロリ線の動作に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する局部摩耗判定部を備えること、
を備えるすり板の局部摩耗検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、
前記局部摩耗判定部は、前記すり板に対して前記トロリ線が左右方向に偏位するときの動作に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定すること、
を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、
前記局部摩耗判定部は、前記すり板に局部摩耗が発生していないときの前記トロリ線の左右方向の動作を基準として、このすり板の局部摩耗の有無を判定すること、
を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、
前記すり板に対して前記トロリ線が左右方向に偏位するときの時間変化を表すトロリ線偏位波形を生成するトロリ線偏位波形生成部を備え、
前記局部摩耗判定部は、前記すり板に局部摩耗が発生していないときの基準トロリ線偏位波形と、前記トロリ線偏位波形生成部が生成する前記トロリ線偏位波形とに基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定すること、
を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
【請求項５】
トロリ線と摺動するすり板に発生する局部摩耗を検出するすり板の局部摩耗検出プログラムであって、
前記すり板に対する前記トロリ線の動作に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する局部摩耗判定手順をコンピュータに実行させること、
を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、
前記局部摩耗判定手順は、前記すり板に対して前記トロリ線が左右方向に偏位するときの動作に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する手順を含むこと、
を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、
前記局部摩耗判定手順は、前記すり板に局部摩耗が発生していないときの前記トロリ線の左右方向の動作を基準として、このすり板の局部摩耗の有無を判定する手順を含むこと、
を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、
前記すり板に対して前記トロリ線が左右方向に偏位するときの時間変化を表すトロリ線偏位波形を生成するトロリ線偏位波形生成手順を含み、
前記局部摩耗判定手順は、前記すり板に局部摩耗が発生していないときの基準トロリ線偏位波形と、前記トロリ線偏位波形生成手順において生成される前記トロリ線偏位波形とに基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する手順を含むこと、
を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トロリ線と摺動するすり板に発生する局部摩耗を検出するすり板の局部摩耗検出装置とその局部摩耗検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のすり板の局部摩耗検出装置は、車両基地の入口に設置されてこの車両基地に入線する電車の集電装置のすり板の表面を連続的に測定するビームセンサと、このビームセンサを駆動するスライダ機構と、ビームセンサからの出力信号に基づいてすり板の表面形状データを生成する情報処理端末手段などを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来のすり板の局部摩耗検出装置では、ビームセンサからの出力信号に基づいて生成したすり板の表面形状データと予め格納された設計データとを情報処理端末手段が比較して、この情報処理端末手段がすり板の摩耗量を演算している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2010-136563号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のすり板の局部摩耗検出装置では、検出精度が低いためすり板の局部摩耗がかなり進行しないと、このすり板の局部摩耗を検出することができない問題点がある。また、従来のすり板の局部摩耗検出装置では、車両基地内のビームセンサの下を車両が通過しない限り、すり板の局部摩耗を検出することができない。このため、従来のすり板の局部摩耗検出装置では、すり板の局部摩耗が発生する初期の段階でこのすり板の局部摩耗を発見することができず、車両基地の入口を車両が通過する前にすり板の局部摩耗が急激に進展したときには、このような局部摩耗を検出することができない問題点がある。さらに、従来のすり板の局部摩耗検出装置では、車両基地内の全ての線路上にビームセンサなどを設置するとコストが高くなるため、車両基地内の一部の線路上にのみビームセンサなどを設置している。このため、従来のすり板の局部摩耗検出装置では、ビームセンサなどが設置されていない線路上を電車が走行するときには、この電車のすり板の局部摩耗を検出することができない問題点がある。
【０００５】
この発明の課題は、すり板の局部摩耗の発生を早期に検出することができるすり板の局部摩耗検出装置とその局部摩耗検出プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図２、図３及び図９に示すように、トロリ線（１ａ）と摺動するすり板（５ｆ）に発生する局部摩耗（Ｗ）を検出するすり板の局部摩耗検出装置であって、前記すり板に対する前記トロリ線の動作に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する局部摩耗判定部（８ｇ）を備えることを備えるすり板の局部摩耗検出装置（８）である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、前記局部摩耗判定部は、前記すり板に対して前記トロリ線が左右方向に偏位するときの動作に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定することを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、図７〜図９に示すように、前記局部摩耗判定部は、前記すり板に局部摩耗が発生していないときの前記トロリ線の左右方向の動作を基準として、このすり板の局部摩耗の有無を判定することを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、図３及び図７〜図９に示すように、前記すり板に対して前記トロリ線が左右方向に偏位するときの時間変化を表すトロリ線偏位波形（ＳW）を生成するトロリ線偏位波形生成部（８ｃ）を備え、前記局部摩耗判定部は、前記すり板に局部摩耗が発生していないときの基準トロリ線偏位波形（ＳWref）と、前記トロリ線偏位波形生成部が生成する前記トロリ線偏位波形とに基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定することを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、図２、図９及び図１０に示すように、トロリ線（１ａ）と摺動するすり板（５ｆ）に発生する局部摩耗（Ｗ）を検出するすり板の局部摩耗検出プログラムであって、前記すり板に対する前記トロリ線の動作に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する局部摩耗判定手順（Ｓ１４０，Ｓ１５０）をコンピュータ（８ｊ）に実行させることを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、前記局部摩耗判定手順は、前記すり板に対して前記トロリ線が左右方向に偏位するときの動作に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する手順を含むことを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、図７〜図１０に示すように、前記局部摩耗判定手順は、前記すり板に局部摩耗が発生していないときの前記トロリ線の左右方向の動作を基準として、このすり板の局部摩耗の有無を判定する手順を含むことを特徴としているすり板の局部摩耗検出プログラムである。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、図３及び図７〜図１０に示すように、前記すり板に対して前記トロリ線が左右方向に偏位するときの時間変化を表すトロリ線偏位波形（ＳW）を生成するトロリ線偏位波形生成手順（Ｓ１１０）を含み、前記局部摩耗判定手順（Ｓ１６０）は、前記すり板に局部摩耗が発生していないときの基準トロリ線偏位波形（ＳWref）と、前記トロリ線偏位波形生成手順において生成される前記トロリ線偏位波形とに基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する手順を含むことを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、すり板の局部摩耗の発生を早期に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置を備える車両を模式的に示す構成図である。
【図２】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置によって検出されるすり板の局部摩耗の発生状況を模式的に示す正面図であり、（Ａ）は局部摩耗の発生前の状況を示す正面図であり、（Ｂ）は局部摩耗の発生後の状況を示す正面図である。
【図３】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置を模式的に示す構成図である。
【図４】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗測定装置におけるトロリ線位置の測定原理を説明するための模式図である。
【図５】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置によって局部摩耗が検出されるすり板とトロリ線との位置関係を説明するための平面図である。
【図６】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置のトロリ線偏位波形生成部によって生成されるトロリ線偏位波形を模式的に示す波形図であり、（Ａ）は局部摩耗の発生前のトロリ線偏位波形の波形図であり、（Ｂ）は局部摩耗の発生後のトロリ線偏位波形の波形図である。
【図７】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置のトロリ線偏位波形補正部の補正処理を説明するための模式図であり、（Ａ）は基準走行速度よりも走行速度が低いときの補正前のトロリ線偏位波形の波形図であり、（Ｂ）は基準走行速度よりも走行速度が高いときの補正前のトロリ線偏位波形の波形図であり、（Ｃ）は補正後のトロリ線偏位波形の波形図であり、（Ｄ）は基準トロリ線偏位波形の波形図である。
【図８】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置の局部摩耗判定部の判定処理を説明するための模式図である。
【図９】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置によって検出されるすり板の局部摩耗の発生状況をすり板が一定速度で直線区間を移動する場合を例に挙げて説明するための概念図であり、（Ａ）は局部摩耗が存在するときのトロリ線偏位波形の波形図であり、（Ｂ）は局部摩耗が存在しないときの基準トロリ線偏位波形の波形図であり、（Ｃ）は局部摩耗が存在するすり板が一定速度で直線区間を移動するときの平面図である。
【図１０】この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１に示す架線１は、線路上空に架設される架空電車線である。架線１は、所定の間隔をあけて架線支持装置２によって支持点Ｐで支持されている。図１に示す架線１は、トロリ線１ａと、ちょう架線１ｂと、ハンガイヤー１ｃなどを備えるシンプルカテナリ式ちょう架方式の架線である。架線１は、トロリ線１ａ及びちょう架線１ｂの径間長（径間）Ｌが所定の長さ（例えば45〜50m程度）になるように架線支持装置２によって支持されている。ここで、径間長Ｌとは、トロリ線１ａが支持される支持点Ｐ間の距離である。
【００１７】
図１、図２及び図５に示すトロリ線１ａは、集電装置５のすり板５ｆが接触する電線である。トロリ線１ａは、すり板５ｆが摺動（接触移動）することによって車両４に負荷電流を供給する。トロリ線１ａは、例えば、材質が硬銅又は銀若しくはすずなどを僅かに含有する銅合金であり、鋼線を銅で被覆した複合トロリ線（CSトロリ線）、鋼心をアルミニウムで被覆した複合トロリ線（TAトロリ線）、又は大きな引張強さと高い導電率を有する銅合金トロリ線でCr,Zr,Siを僅かに含有する銅合金を熱処理することによって特性を向上させたクロム・ジルコニウム系高強度銅合金トロリ（PHCトロリ線）などである。
【００１８】
図１に示すちょう架線１ｂは、トロリ線１ａを支持する線条（撚線）である。ちょう架線１ｂは、トロリ線１ａの重量による弛み（弛度）が小さくなるようにこのトロリ線１ａを吊るして水平に保持する。ハンガイヤー１ｃは、トロリ線１ａをちょう架線１ｂに吊り下げる架線金具（電車線金具）である。ハンガイヤー１ｃは、トロリ線１ａの高さを略一定に保持するようにこのトロリ線１ａの長さ方向に所定の間隔をあけて配置されている。
【００１９】
図１及び図２に示す架線支持装置２は、架線１を支持する装置である。架線支持装置２は、図１及び図５に示すように、トロリ線１ａ及びちょう架線１ｂを支持しており、図２及び図５に示すようにトロリ線１ａにトロリ線偏位Δを付与している。ここで、トロリ線偏位Δとは、図１に示す軌道３の左右のレール３ａの上面に対して垂直な軌道中心面と図５に示すトロリ線１ａとの間の最短距離であり、図２及び図５に示す集電装置５のすり板５ｆが左右方向に平均的に摩耗して、このすり板５ｆの同一箇所をトロリ線１ａが摺動しないように、トロリ線１ａの数径間周期で付与されるジグザグ偏位（左右偏位）である。トロリ線偏位Δは、普通鉄道の場合には250mm以内に設定されており、新幹線の場合には300mm以内に設定されている。架線支持装置２は、図５に示すように、左右交互にトロリ線１ａが偏位するように、このトロリ線１ａを外側に引っ張る曲線引金具、又はトロリ線１ａの振動を抑えてこのトロリ線１ａを支持する振止金具などの架線金具である。
【００２０】
図１に示す軌道３は、車両４が走行する通路（線路）である。軌道３は、車両４の車輪４ｄが転がり接触する左右一対のレール３ａを備えている。車両４は、軌道３に沿って走行する移動体である。車両４は、例えば、電車又は電気機関車などの電気車（鉄道車両）である。車両４は、車体４ａと、屋根上面４ｂと、台車４ｃなどを備えている。車体４ａは、乗客又は貨物などの搭載物を積載し輸送するための構造物であり、屋根上面４ｂは集電装置５及び離線検出装置９Ｂなどの屋根上機器が設置される部分である。台車４ｃは、車体４ａを支持して走行する装置であり車輪４ｄなどを備えている。
【００２１】
図１及び図２に示す集電装置（パンタグラフ）５は、架線１のトロリ線１ａから電力を車両４に導くための装置である。集電装置５は、図１に示す台枠５ａと、碍子（がいし）５ｂと、枠組５ｃと、図１及び図２に示す集電舟（舟体）５ｄと、ホーン５ｅと、すり板５ｆなどを備えている。集電装置５は、架線１のトロリ線１ａと摺動するすり板５ｆによってこのトロリ線１ａから集電する。図１に示す集電装置５は、車両４の進行方向に対して非対称であり、一方向又は両方向に使用可能なシングルアーム式パンタグラフである。
【００２２】
図１に示す台枠５ａは、枠組５ｃを支持して車体４ａの屋根上に設置される部材であり、碍子５ｂ上に設置されている。碍子５ｂは、車体４ａと台枠５ａとの間を電気的に絶縁する部材である。枠組５ｃは、集電舟５ｄを支持する部材であり、集電舟５ｄを支持した状態で上下方向に動作可能なリンク機構である。枠組５ｃは、台枠５ａに取り付けられて上昇力を付与する主ばね（押上げ用ばね）によって上方に押上げられている。図１及び図２に示す集電舟５ｄは、すり板５ｆを取り付けて支持する部材である。集電舟５ｄは、図２に示すように、一般にトロリ線１ａと直交する方向（まくらぎ方向）に伸びた細長い金属製の柱状部材である。図１及び図２に示すホーン５ｅは、車両４が分岐器を通過するときに、この分岐器の上方で交差する２本のトロリ線１ａのうち車両４の進行方向とは異なる方向のトロリ線１ａへの割込みを防止するための部材である。ホーン５ｅは、図２に示すように、集電舟５ｄの長さ方向の両端部から突出しており、先端部が湾曲して形成された金属製の部材である。
【００２３】
図１及び図２に示すすり板５ｆは、トロリ線１ａと摺動する部材である。すり板５ｆは、図２に示すように、車両４の進行方向と直交する方向に伸びた金属製又は炭素製の板状部材である。すり板５ｆは、集電舟５ｄとは別個に製造される別部品であり、この集電舟５ｄと一体に取り付けられている。すり板５ｆは、トロリ線１ａと接触移動（摺動）して大電流が流れるため、一定の機械的強度、導電性及び耐摩耗性などが要求される。すり板５ｆは、車両４が本線走行時に主にトロリ線１ａと摺動する主すり板として機能するすり板片であり、このすり板片を複数並べた状態で配置されている。すり板５ｆは、例えば、外観形状が略平行四辺形の薄板状部材であり、集電舟５ｄの中央部に取り付けられている。すり板５ｆは、図５に示すように、集電舟５ｄの進行する方向（すり板５ｆの長さ方向と直交する方向）に対して所定の傾斜角度で両端部が斜めに直線状に切断されている。すり板５ｆは、例えば、カーボン（炭素）を主原料とするカーボン系すり板、鉄又は銅などを主成分とする焼結合金すり板である。
【００２４】
図２（Ｂ）に示す局部摩耗Ｗは、すり板５ｆの摺動面に発生する局所的な摩耗である。局部摩耗Ｗは、すり板５ｆの摺動面の同一箇所でトロリ線１ａと摺動が続いたときに、この箇所のみですり板５ｆの摩耗が進行してこのすり板５ｆに発生する凹状の摩耗（段付き摩耗）である。局部摩耗Ｗは、トロリ線１ａとすり板５ｆとが離れる離線が発生したときに、このトロリ線１ａとこのすり板５ｆとの間にアークＡが発生し、このアークＡの発生によってすり板５ｆの摺動面に形成される。局部摩耗Ｗは、すり板５ｆが摩耗するときにある部位の摩耗だけが特に早く進行し、一旦すり板５ｆに発生すると成長してすり板５ｆの寿命を短くする。
【００２５】
図１及び図３に示す走行速度検出装置６は、車両４の速度を検出する装置である。走行速度検出装置６は、図１に示すように、車両４の車輪４ｄの回転を検出して、この車輪４ｄの回転数に応じたパルス信号を発生する速度発電機などの速度計である。走行速度検出装置６は、例えば、車両４の車輪４ｄの１回転毎に所定数のパルス信号（距離パルス信号）を発生してこの車輪４ｄの回転数を検出し、この検出結果を走行速度検出情報（走行速度検出信号）として局部摩耗検出装置８に出力する。
【００２６】
図１、図３及び図４に示すトロリ線位置検出装置７は、トロリ線１ａの左右方向の位置を検出する装置である。トロリ線位置検出装置７は、図４及び図５に示すように、すり板５ｆに対してトロリ線１ａが摺動しながら左右方向に往復移動するときに、このすり板５ｆに対するトロリ線１ａの位置（偏位位置）をトロリ線位置±ΔXとして検出する。ここで、トロリ線位置±ΔXは、図４に示す軌道３の左右のレール３ａの上面に対して垂直な軌道中心面と交わるすり板５ｆの長さ方向の中間点を基準位置（原点）Ｏとしたときに、左右方向に往復移動するトロリ線１ａとこの基準位置Ｏとの間の距離である。トロリ線位置±ΔXは、図４及び図５に示す基準位置Ｏに対してすり板５ｆの進行方向左側を＋で示し、基準位置Ｏに対してすり板５ｆの進行方向右側を−で示している。トロリ線位置検出装置７は、図４に示すように、車両４に搭載された状態でこの車両４とともに軌道３上を移動して、リアルタイムでトロリ線位置±ΔXを検出する。トロリ線位置検出装置７は、例えば、トロリ線１ａの摺動面にレーザ光を照射してこのトロリ線１ａの摺動面で反射する反射レーザ光を受光することによってトロリ線位置±ΔXを測定するレーザ式のトロリ線偏位測定装置などである。トロリ線位置検出装置７は、図４に示すように、距離測定部７ａと、走査部７ｂと、回転角度検出部７ｃと、トロリ線位置演算部７ｄなどを備えている。
【００２７】
図４に示す距離測定部７ａは、トロリ線１ａの摺動面までの距離を測定する手段である。距離測定部７ａは、例えば、トロリ線１ａの摺動面に向けてレーザ光を照射してこのトロリ線１ａの摺動面で反射する反射レーザ光を受光して、トロリ線１ａの摺動面からの光路長Ｄ1を測定する回転式レーザ変位計のようなレーザ距離計である。距離測定部７ａは、レーザ光を照射する照射部と、反射レーザ光を受光する受光部とを備えており、照射部が照射するレーザ光と受光部が受光する反射レーザ光との位相差に基づいて、トロリ線１ａの摺動面から反射する反射光の光路長Ｄ1を測定する。距離測定部７ａは、図４に示す軌道３の左右のレール３ａの中間位置を通過する直線とこの距離測定部７ａの照射部及び受光部の中心線とが一致し、かつ、これらの照射部及び受光部の中心線がすり板５ｆの基準位置Ｏを通過するように、車両４の屋根上面４ｂに固定されている。
【００２８】
図４に示す走査部７ｂは、距離測定部７ａの照射部から照射されるレーザ光をトロリ線１ａの移動方向に走査する手段である。走査部７ｂは、例えば、距離測定部７ａの照射部から照射されるレーザ光を反射面７ｅによってトロリ線１ａの摺動面に向かって反射させるとともに、このトロリ線１ａの摺動面で反射する反射レーザ光を距離測定部７ａの受光部にこの反射面７ｅによって反射させるポリゴンミラーのような回転ミラーである。走査部７ｂは、図４に示す軌道３の左右のレール３ａの中間位置を通過する直線上にこの走査部７ｂの回転中心が位置し、かつ、この走査部７ｂの回転中心が距離測定部７ａの照射部及び受光部の中心線上に位置するように、車両４の屋根上面４ｂに回転自在に支持されている。回転角度検出部７ｃは、走査部７ｂの回転角度θを検出する手段である。回転角度検出部７ｃは、例えば、図４に示すように、走査部７ｂの回転軸の回転角度θを検出するエンコーダなどである。
【００２９】
図４に示すトロリ線位置演算部７ｄは、トロリ線１ａの位置を演算する手段である。トロリ線位置演算部７ｄは、距離測定部７ａの測定結果と回転角度検出部７ｃの検出結果とに基づいて、トロリ線１ａの位置を演算する。トロリ線位置演算部７ｄは、距離測定部７ａからトロリ線１ａの摺動面までの光路長Ｄ1であり、走査部７ｂの反射面７ｅから距離測定部７ａまでの距離Ｄ2であり、走査部７ｂの回転角度θであるときに、以下の数１によってトロリ線位置±ΔXを演算する。
【００３０】
【数１】
2014110737.tif 000003
【００３１】
トロリ線位置検出装置７は、すり板５ｆ上のトロリ線位置±ΔXを検出して、この検出結果をトロリ線位置情報（トロリ線位置信号）として現在時刻情報とともに局部摩耗検出装置８に出力する。トロリ線位置検出装置７は、すり板５ｆに対するトロリ線１ａの現在位置とこの現在位置にトロリ線１ａが位置する時刻とが対応するように、トロリ線位置情報をトロリ線位置±ΔXの検出時刻と対応させて局部摩耗検出装置８に出力する。
【００３２】
図１及び図３に示す局部摩耗検出装置８は、トロリ線１ａと摺動するすり板５ｆに発生する局部摩耗Ｗを検出する装置である。局部摩耗検出装置８は、車両４に搭載された状態でこの車両４とともに軌道３上を移動して、トロリ線１ａにすり板５ｆが摺動するときに発生する局部摩耗Ｗをリアルタイムで検出する。局部摩耗検出装置８は、トロリ線位置検出装置７を使用することによってトロリ線１ａの左右方向の往復動作を検出して局部摩耗Ｗを検出する。局部摩耗検出装置８は、図３に示すように、信号入力部８ａと、現在位置検出部８ｂと、トロリ線偏位波形生成部８ｃと、基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄと、基準トロリ線偏位波形選定部８ｅと、トロリ線偏位波形補正部８ｆと、局部摩耗判定部８ｇと、判定結果送信部８ｈと、プログラム記憶部８ｉと、制御部８ｊなどを備えている。
【００３３】
図３に示す信号入力部８ａは、種々の信号を入力させる手段である。信号入力部８ａには、走行速度検出装置６が出力する走行速度検出情報と、トロリ線位置検出装置７が出力するトロリ線位置情報とが入力し、信号入力部８ａはこれらの走行速度検出情報及びトロリ線位置情報を制御部８ｊに出力する。
【００３４】
現在位置検出部８ｂは、車両４の現在位置を検出する手段である。現在位置検出部８ｂは、例えば、軌道３側の特定地点に設置された自動列車停止装置(ATS(Automatic Train Stop))のATS地上子との間で相互に情報を送受信するために車両４側に設置されたATS車上子と、このATS車上子からの信号を受信し起点（出発地点）からATS地上子までの距離を表す絶対位置情報（絶対位置信号）を出力するATS受信機と、ATS受信機が出力する絶対位置情報に基づいて車両４の絶対位置を検出し、次のATS地上子に車両４が到達するまでの間に走行速度検出装置６が出力するパルス信号（走行速度検出情報）を積算して車両４の現在位置を演算する演算部などを備えている。現在位置検出部８ｂは、走行速度検出装置６が出力する走行速度検出情報とATS受信機が出力する絶対位置情報とに基づいて、起点からの車両４の移動距離（走行距離）を演算し、車両４の現在位置を現在位置情報（現在位置信号）として制御部８ｊに出力する。
【００３５】
トロリ線偏位波形生成部８ｃは、すり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に偏位するときの時間変化を表すトロリ線偏位波形ＳWを生成する手段である。トロリ線偏位波形生成部８ｃは、図１、図３及び図４に示すトロリ線位置検出装置７が出力するトロリ線位置情報に基づいて、図６、図７（Ａ）（Ｂ）及び図９（Ａ）に示すようなトロリ線偏位波形ＳWを生成する。ここで、図６、図７（Ａ）（Ｂ）及び図９（Ａ）に示す横軸は、時刻ｔであり、縦軸はトロリ線位置±ΔXである。トロリ線偏位波形生成部８ｃは、例えば、図６（Ａ）に示すように、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないときには、時間の経過とともにトロリ線位置±ΔXが増減を繰り返す略直線状の傾きのジグザグ波形（鋸波）を生成する。一方、トロリ線偏位波形生成部８ｃは、例えば、図６（Ｂ）に示すように、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生しているときには、時間の経過とともにトロリ線位置±ΔXが増減を繰り返す略直線状の傾きの一部が図中二点鎖線で示すように崩れたジグザグ波形（鋸波）を生成する。トロリ線偏位波形生成部８ｃは、図６、図７（Ａ）（Ｂ）及び図９（Ａ）に示すようなトロリ線偏位波形ＳWを生成し、このトロリ線偏位波形ＳWを車両４の走行速度Ｖと対応させてトロリ線偏位波形情報（トロリ線偏位波形信号）として制御部８ｊに出力する。
【００３６】
図３に示す基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄは、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生しないときに、このすり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に偏位するときの時間変化を表す基準トロリ線偏位波形ＳWrefを記憶する手段である。基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄは、図２（Ａ）に示すように、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生しない状態で、図１に示す車両４が所定走行速度（基準走行速度ＶO）で走行したときのトロリ線偏位波形ＳWを、図７（Ｄ）及び図９（Ｂ）  に示すような基準トロリ線偏位波形ＳWrefとして記憶する。基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄは、車両４が通過する各通過地点の基準トロリ線偏位波形ＳWrefを基準トロリ線偏位波形情報として記憶するメモリであり、各通過地点の基準トロリ線偏位波形ＳWrefが変更されたような場合には変更後の基準トロリ線偏位波形ＳWrefが書き込まれ記憶される。基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄは、例えば、局部摩耗Ｗが存在しないときに、軌道３上を基準走行速度ＶOで走行しながら架線１を検査する電気計測車のトロリ線位置検出装置７によって検出したトロリ線偏位波形ＳWを、起点からの距離と対応させて基準トロリ線偏位波形情報として記憶する。
【００３７】
図３に示す基準トロリ線偏位波形選定部８ｅは、車両４が現在走行している軌道３上の基準トロリ線偏位波形ＳWrefを選定する手段である。基準トロリ線偏位波形選定部８ｅは、信号入力部８ａが出力する現在位置情報と基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄが記憶する基準トロリ線偏位波形情報とに基づいて、図１に示す車両４が現在走行している軌道３上の図７（Ｄ）及び図９（Ｂ）に示すような基準トロリ線偏位波形ＳWrefを特定する。基準トロリ線偏位波形選定部８ｅは、現在位置情報と基準トロリ線偏位波形情報とを参照して、車両４の起点から現在位置までの距離と対応する基準トロリ線偏位波形ＳWrefを基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄから読み出してこの基準トロリ線偏位波形情報（基準トロリ線偏位波形信号）を制御部８ｊに出力する。
【００３８】
図３に示すトロリ線偏位波形補正部８ｆは、トロリ線偏位波形ＳWを補正する手段である。トロリ線偏位波形補正部８ｆは、図７（Ｃ）（Ｄ）、図８及び図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、トロリ線偏位波形生成部８ｃが生成するトロリ線偏位波形ＳWと基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄが記憶する基準トロリ線偏位波形ＳWrefとを比較可能なように、このトロリ線偏位波形ＳWを補正する。トロリ線偏位波形補正部８ｆは、図１に示す車両４が走行速度Ｖであるときにトロリ線偏位波形生成部８ｃが生成したトロリ線偏位波形ＳWを、車両４が基準走行速度ＶOであるときにトロリ線偏位波形生成部８ｃが生成すると予測されるトロリ線偏位波形ＳWに補正する。トロリ線偏位波形補正部８ｆは、例えば、車両４の実際の走行速度Ｖが基準走行速度ＶOよりも速いときには、図７（Ａ）に示すような補正前のトロリ線偏位波形ＳWの時間軸を図７（Ｃ）に示すように比率Ｖ/ＶOで拡大して、この補正前のトロリ線偏位波形ＳWを図７（Ｃ）に示すような補正後のトロリ線偏位波形ＳWに補正する。一方、トロリ線偏位波形補正部８ｆは、例えば、車両４の実際の走行速度Ｖが基準走行速度ＶOよりも遅いときには、図７（Ｂ）に示すような補正前のトロリ線偏位波形ＳWの時間軸を図７（Ｃ）に示すように比率Ｖ/ＶOで圧縮して、この補正前のトロリ線偏位波形ＳWを図７（Ｃ）に示すような補正後のトロリ線偏位波形ＳWに補正する。トロリ線偏位波形補正部８ｆは、図７（Ｃ）に示すような補正後のトロリ線偏位波形ＳWを生成し、このトロリ線偏位波形ＳWを補正後のトロリ線偏位波形情報（トロリ線偏位波形信号）として制御部８ｊに出力する。
【００３９】
図３に示す局部摩耗判定部８ｇは、すり板５ｆに対するトロリ線１ａの動作に基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定する手段である。局部摩耗判定部８ｇは、図２及び図９に示すように、すり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に偏位するときの動作に基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定する。局部摩耗判定部８ｇは、図２（Ａ）及び図７（Ｄ）に示すように、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないときのトロリ線１ａの左右方向の動作を基準として、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定する。局部摩耗判定部８ｇは、図７（Ｄ）に示すようなすり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないときの基準トロリ線偏位波形ＳWrefと、図７（Ａ）（Ｂ）に示すようなトロリ線偏位波形生成部８ｃが生成するトロリ線偏位波形ＳWとに基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定する。局部摩耗判定部８ｇは、例えば、図７（Ｃ）に示すようなトロリ線偏位波形補正部８ｆが補正する補正後のトロリ線偏位波形ＳWと、図７（Ｄ）に示すような基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄが記憶する基準トロリ線偏位波形ＳWrefとを照合して、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定する。
【００４０】
局部摩耗判定部８ｇは、図７（Ｄ）に示すような基準トロリ線偏位波形ＳWrefを基準として、図７（Ｃ）に示すような補正後のトロリ線偏位波形ＳWが崩れているときには、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると判定する。局部摩耗判定部８ｇは、例えば、図９（Ａ）に示す時刻ｔ1，ｔ3，ｔ4，ｔ6，ｔ7，ｔ9，ｔ10，…においてトロリ線偏位波形ＳWの一部が崩れているため、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると判定する。一方、局部摩耗判定部８ｇは、図７（Ｄ）に示すような基準トロリ線偏位波形ＳWrefを基準として、補正後のトロリ線偏位波形ＳWが崩れていないときには、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないと判定する。局部摩耗判定部８ｇは、例えば、図９（Ｃ）に示す時刻ｔ2，ｔ5，ｔ8，…においてアークＡが発生して離線が発生しているが、図９（Ａ）に示すようにこれらの時刻ｔ2，ｔ5，ｔ8，…においてトロリ線偏位波形ＳWが崩れていないため、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないと判定する。
【００４１】
局部摩耗判定部８ｇは、例えば、図８に示すように、時刻ｔn，ｔn+2，…におけるトロリ線偏位波形ＳWのレベルと基準トロリ線偏位波形ＳWrefのレベルとの差が所定範囲外であるときには、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると判定する。一方、局部摩耗判定部８ｇは、例えば、図８に示す時刻ｔn-1，ｔn+1，ｔn+3，…におけるトロリ線偏位波形ＳWのレベルと基準トロリ線偏位波形ＳWrefのレベルとの差が所定範囲内であるときには、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないと判定する。局部摩耗判定部８ｇは、例えば、基準トロリ線偏位波形ＳWrefを中心としてこの基準トロリ線偏位波形ＳWrefを超える所定範囲内と下回る所定範囲内とにしきい値Thを設定している。局部摩耗判定部８ｇは、図８に示すように、トロリ線偏位波形ＳWのレベルと基準トロリ線偏位波形ＳWrefのレベルとを所定時間間隔Δｔでサンプリングし、各時刻ｔn-1，ｔn，ｔn+1，…におけるレベル差がしきい値Th内であるか否かを判定する。局部摩耗判定部８ｇは、例えば、時刻ｔn-1，ｔn+2におけるトロリ線偏位波形ＳWのレベルと基準トロリ線偏位波形ＳWrefのレベルとの差がしきい値Th内であるためすり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないと判定する。一方、局部摩耗判定部８ｇは、例えば、時刻ｔn，ｔn+1におけるトロリ線偏位波形ＳWのレベルと基準トロリ線偏位波形ＳWrefのレベルとの差がしきい値Th外であるためすり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると判定する。局部摩耗判定部８ｇは、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生しているときには局部摩耗判定情報（局部摩耗判定信号）を制御部８ｊに出力する。
【００４２】
図３に示す判定結果送信部８ｈは、局部摩耗判定部８ｇの判定結果を送信する手段である。判定結果送信部８ｈは、図２（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すような局部摩耗Ｗがすり板５ｆに発生していると局部摩耗判定部８ｇが判定したときに、告知装置９などにこの判定結果を送信する送信機などである。
【００４３】
図３に示すプログラム記憶部８ｉは、トロリ線１ａと摺動するすり板５ｆに発生する局部摩耗Ｗを検出する局部摩耗検出プログラムを記憶する手段である。プログラム記憶部８ｉは、例えば、情報記録媒体から読み取った局部摩耗検出プログラム、又は電気通信回線を通じて取り込まれた局部摩耗検出プログラムなどを記憶するメモリである。
【００４４】
制御部８ｊは、局部摩耗検出装置８に関する種々の動作を制御する手段(中央処理部(CPU))である。制御部８ｊは、プログラム記憶部８ｉから局部摩耗検出プログラムを読み出して局部摩耗検出装置８のコンピュータに所定の処理を指令し実行させる。制御部８ｊは、例えば、信号入力部８ａが出力する走行速度検出情報を現在位置検出部８ｂ及び基準トロリ線偏位波形選定部８ｅに出力したり、現在位置検出部８ｂに車両４の現在位置の検出を指令したり、信号入力部８ａが出力するトロリ線位置情報をトロリ線偏位波形生成部８ｃに出力したり、トロリ線偏位波形生成部８ｃにトロリ線偏位波形ＳWの生成を指令したり、トロリ線偏位波形生成部８ｃが生成するトロリ線偏位波形情報をトロリ線偏位波形補正部８ｆに出力したり、基準トロリ線偏位波形選定部８ｅに基準トロリ線偏位波形ＳWrefの選定を指令したり、基準トロリ線偏位波形選定部８ｅが選定した基準トロリ線偏位波形情報をトロリ線偏位波形補正部８ｆ及び局部摩耗判定部８ｇに出力したり、トロリ線偏位波形補正部８ｆにトロリ線偏位波形ＳWの補正を指令したり、トロリ線偏位波形補正部８ｆが補正する補正後のトロリ線偏位波形情報を局部摩耗判定部８ｇに出力したり、局部摩耗判定部８ｇに局部摩耗Ｗの有無の判定を指令したり、局部摩耗判定部８ｇが出力する局部摩耗判定情報を判定結果送信部８ｈに出力したり、判定結果送信部８ｈに局部摩耗判定情報の送信を指令したり、プログラム記憶部８ｉから局部摩耗検出プログラムを読み出したりする。制御部８ｊには、信号入力部８ａ、現在位置検出部８ｂ、トロリ線偏位波形生成部８ｃ、基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄ、基準トロリ線偏位波形選定部８ｅ、トロリ線偏位波形補正部８ｆ、局部摩耗判定部８ｇ、判定結果送信部８ｈ及びプログラム記憶部８ｉが相互に通信可能なようにバスなどの通信部によって接続されている。
【００４５】
告知装置９は、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの発生を告知する装置である。告知装置９は、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると局部摩耗判定部８ｇが判定したときに、この判定結果を告知する。告知装置９は、車両４の乗務員が運転操作する乗務員室内の運転台などに設置されている。告知装置９は、例えば、判定結果を音声で案内するスピーカ又は警報音などの音声発生装置、この判定結果を文字、図形、記号又はこれらの組み合わせによって案内する液晶画面などの表示装置である。
【００４６】
次に、この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置の動作を説明する。
以下では、図３に示す制御部８ｊの動作を中心として説明する。
図１０に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、車両４の現在位置の検出を現在位置検出部８ｂに制御部８ｊが指令する。図３に示す走行速度検出装置６、トロリ線位置検出装置７及び局部摩耗検出装置８に電源装置から電力が供給されると、局部摩耗検出プログラムをプログラム記憶部８ｉから制御部８ｊが読み出して、一連の局部摩耗検出処理を制御部８ｊが実行する。図１に示す軌道３上を起点から車両４が走行を開始すると、図３に示す走行速度検出装置６が車両４の車輪４ｄの回転を検出して走行速度検出情報を局部摩耗検出装置８の信号入力部８ａに出力する。信号入力部８ａから制御部８ｊに走行速度検出情報が入力すると、現在位置検出部８ｂにこの走行速度検出情報を制御部８ｊが出力する。走行速度検出情報に基づいて車両４の現在位置を現在位置検出部８ｂが検出すると、この現在位置検出部８ｂが現在位置検出情報を制御部８ｊに出力する。
【００４７】
Ｓ１１０において、トロリ線偏位波形ＳWの生成をトロリ線偏位波形生成部８ｃに制御部８ｊが指令する。図１、図５及び図９（Ｃ）に示すように、車両４がすり板５ｆとともに軌道３上を起点（出発地点）から矢印方向に走行を開始すると、図９に示すようにすり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に往復動作しながらトロリ線１ａとすり板５ｆとが摺動する。その結果、図４に示すトロリ線位置検出装置７が左右方向に移動するトロリ線１ａの現在位置であるトロリ線位置±ΔXを検出してトロリ線位置情報を局部摩耗検出装置８の信号入力部８ａに出力する。図３に示す信号入力部８ａから制御部８ｊにトロリ線位置情報が入力すると、トロリ線偏位波形生成部８ｃにこのトロリ線位置情報を制御部８ｊが出力する。その結果、トロリ線位置情報に基づいてトロリ線偏位波形生成部８ｃがトロリ線偏位波形ＳWを生成する。例えば、図６及び図７（Ａ）（Ｂ）に示すようなトロリ線偏位波形ＳWをトロリ線偏位波形生成部８ｃが生成し、トロリ線偏位波形生成部８ｃがトロリ線偏位波形ＳWをトロリ線偏位波形情報として制御部８ｊに出力する。
【００４８】
Ｓ１２０において、基準トロリ線偏位波形ＳWrefの選定を基準トロリ線偏位波形選定部８ｅに制御部８ｊが指令する。現在位置検出部８ｂから現在位置検出情報が制御部８ｊに入力すると、この現在位置検出情報を基準トロリ線偏位波形選定部８ｅに制御部８ｊが出力する。その結果、現在位置検出情報に基づいて基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄを基準トロリ線偏位波形選定部８ｅが検索する。車両４の現在位置に対応する基準トロリ線偏位波形ＳWrefを基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄから基準トロリ線偏位波形選定部８ｅが選定すると、この基準トロリ線偏位波形ＳWrefに相当する基準トロリ線偏位波形情報を基準トロリ線偏位波形選定部８ｅが制御部８ｊに出力する。
【００４９】
Ｓ１３０において、トロリ線偏位波形ＳWの補正をトロリ線偏位波形補正部８ｆに制御部８ｊが指令する。トロリ線偏位波形生成部８ｃからトロリ線偏位波形情報が制御部８ｊに入力するとともに、基準トロリ線偏位波形選定部８ｅから基準トロリ線偏位波形情報が制御部８ｊに入力すると、このトロリ線偏位波形情報及び基準トロリ線偏位波形情報をトロリ線偏位波形補正部８ｆに制御部８ｊが出力する。その結果、トロリ線偏位波形情報及び基準トロリ線偏位波形情報に基づいて、車両４の走行速度Ｖと基準走行速度ＶOとの比率Ｖ/ＶOをトロリ線偏位波形補正部８ｆが演算する。図７（Ｃ）に示すように、補正前のトロリ線偏位波形ＳWをトロリ線偏位波形補正部８ｆが比率Ｖ/ＶOによって拡大又は圧縮し、この補正後のトロリ線偏位波形ＳWに相当する補正後のトロリ線偏位波形情報をトロリ線偏位波形補正部８ｆが制御部８ｊに出力する。
【００５０】
Ｓ１４０において、局部摩耗Ｗの有無の判定を局部摩耗判定部８ｇに制御部８ｊが指令する。補正後のトロリ線偏位波形情報が局部摩耗判定部８ｇに制御部８ｊから入力するとともに、基準トロリ線波形情報が局部摩耗判定部８ｇに制御部８ｊから入力すると、この補正後のトロリ線偏位波形情報とこの基準トロリ線波形情報とに基づいて局部摩耗判定部８ｇが局部摩耗Ｗの有無を判定する。
【００５１】
Ｓ１５０において、補正後のトロリ線偏位波形ＳWと基準トロリ線偏位波形ＳWrefとが略一致するか否かを局部摩耗判定部８ｇが判定する。図２（Ｂ）に示すように、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生しているときに、このすり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に偏位すると、この局部摩耗Ｗの凹部にトロリ線１ａが嵌り込み引っ掛かる。このため、例えば、図８に示すように、時刻ｔn，ｔn+2においてトロリ線１ａの移動速度が急激に低下した後にトロリ線１ａが急加速して、局部摩耗Ｗが発生していないときに比べてトロリ線１ａの移動速度が変化する。その結果、図６（Ｂ）及び図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの発生箇所にトロリ線１ａが位置するタイミングで、トロリ線偏位波形ＳWの一部が崩れる。図８に示すように、補正後のトロリ線偏位波形ＳW及び基準トロリ線偏位波形ＳWrefを所定時間間隔Δｔで局部摩耗判定部８ｇがサンプリングし、各時刻ｔn-1，ｔn，ｔn+1，…における補正後のトロリ線偏位波形ＳWと基準トロリ線偏位波形ＳWrefとのレベル差がしきい値Thの範囲内であるか否かを局部摩耗判定部８ｇが判定する。その結果、補正後のトロリ線偏位波形ＳWと基準トロリ線偏位波形ＳWrefとのレベル差がしきい値Thの範囲外（２つの波形が不一致）であるときには、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると局部摩耗判定部８ｇが判定する。
【００５２】
一方、図２（Ａ）に示すように、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないときに、このすり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に偏位すると、トロリ線１ａが略一定の移動速度で往復移動する。このため、図６（Ａ）に示すように、トロリ線偏位波形ＳWが規則的なジグザグ波形になる。その結果、補正後のトロリ線偏位波形ＳWと基準トロリ線偏位波形ＳWrefとのレベル差が図８に示すしきい値Thの範囲内（２つの波形が略一致）であり、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないと局部摩耗判定部８ｇが判定する。局部摩耗判定部８ｇから判定結果情報が入力したと制御部８ｊが判断したときにはＳ１６０に進み、局部摩耗判定部８ｇから判定結果情報が入力していないと制御部８ｊが判断したときにはＳ１７０に進む。
【００５３】
Ｓ１６０において、判定結果の送信を判定結果送信部８ｈに制御部８ｊが指令する。図３に示す局部摩耗判定部８ｇから判定結果情報が制御部８ｊに入力すると、この判定結果情報を制御部８ｊが判定結果送信部８ｈに出力し、この判定結果送信部８ｈが告知装置９にこの判定結果情報を送信する。その結果、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの発生を告知装置９が告知し、車両４内の乗務員に局部摩耗Ｗの発生が警告される。
【００５４】
Ｓ１７０において、局部摩耗Ｗの検出を終了するか否かを制御部８ｊが判断する。現在位置検出部８ｂが出力する現在位置情報に基づいて車両４が終点（終着点）に到着したか否かを制御部８ｊが判断する。車両４が終点に到着したと制御部８ｊが判断したときには、一連の局部摩耗検出処理を制御部８ｊが終了する。一方、車両４が終点に到着していないと制御部８ｊが判断したときにはＳ１１０に戻り、Ｓ１１０以降の局部摩耗検出処理を制御部８ｊが繰り返す。
【００５５】
この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置とその検出プログラムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、すり板５ｆに対するトロリ線１ａの動作に基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部８ｇが判定する。このため、トロリ線１ａの偏位動作を監視するだけで、すり板５ｆに発生する局部摩耗Ｗを発生初期の段階で迅速にその場で検出することができる。
【００５６】
(2) この実施形態では、すり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に偏位するときの動作に基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部８ｇが判定する。このため、トロリ線１ａの左右方向の往復動作を検出することによって、局部摩耗Ｗの発生を簡単に検出することができる。
【００５７】
(3) この実施形態では、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないときのトロリ線１ａの左右方向の動作を基準として、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部８ｇが判定する。このため、現在のトロリ線１ａの動作を基準となるトロリ線１ａの動作と比較することによって、局部摩耗Ｗの発生を初期の段階から簡単に検出することができる。
【００５８】
(4) この実施形態では、すり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に偏位するときの時間変化を表すトロリ線偏位波形ＳWをトロリ線偏位波形生成部８ｃが生成する。また、この実施形態では、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していないときの基準トロリ線偏位波形ＳWrefと、トロリ線偏位波形生成部８ｃが生成するトロリ線偏位波形ＳWとに基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部８ｇが判定する。このため、現在のトロリ線偏位波形ＳWと基準トロリ線偏位波形ＳWrefとを照合することによって、局部摩耗Ｗを簡単に検出することができる。
【００５９】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、架線１がシンプルカテナリ式ちょう架方式の架線である場合を例に挙げて説明したが、このような架線方式に限定するものではない。例えば、シンプルカテナリ式ちょう架方式の架線１のトロリ線１ａとちょう架線１ｂとの間に補助ちょう架線を１本架設し、補助ちょう架線にトロリ線１ａをハンガイヤー１ｃによって吊り下げるコンパウンドカテナリ式ちょう架方式の架線についてもこの発明を適用することができる。同様に、シンプルカテナリ式ちょう架方式の架線を所定の間隔をあけて２組平行に架設したツインシンプルカテナリ式ちょう架方式の架線についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、電車線として架空式電車線路を例に挙げて説明したが、架空式電車線路のうち線条ではなく剛体を使用する剛体ちょう架式電車線路、導電性レールを使用する第三軌条式（サードレール式）電車線路などについてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、旅客又は貨物の運輸営業を行う営業車である車両４に局部摩耗検出装置８を搭載する場合を例に挙げて説明したが、架線１及び軌道３などの使用状態における機能を検査する検測車に局部摩耗検出装置８を搭載することもできる。
【００６０】
(2) この実施形態では、集電装置５がシングルアーム式パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、車両４の進行方向に対して対称である菱形パンタグラフ又は翼型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、走行速度検出装置６の出力信号とATS車上子の出力信号とに基づいて車両４の現在位置を現在位置検出部８ｂが検出する場合を例に挙げて説明したが、このような検出方法に限定するものではない。例えば、GPS(Global Positioning System(全地球測位システム))又は自律航行装置(ジャイロ)を併用して車両４の現在位置を検出することもできる。例えば、トンネル区間以外の明かり区間を車両４が走行するときにはGPS信号などに基づいて現在位置検出部８ｂが車両４の走行距離を演算し、トンネル区間を車両４が走行するときには走行速度検出装置６の出力信号とATS車上子の出力信号とに基づいて現在位置検出部８ｂが車両４の走行距離を演算することもできる。
【００６１】
(3) この実施形態では、トロリ線位置検出装置７がレーザ式のトロリ線偏位測定装置である場合を例に挙げて説明したが、このような測定装置に限定するものではない。例えば、低圧ナトリウムランプでトロリ線１ａを照明し、このトロリ線１ａの摺動面で反射する光をCCDラインセンサカメラによって撮像して、トロリ線位置±ΔXを検出するナトリウムランプ式のトロリ線偏位測定装置を使用することもできる。また、この実施形態では、トロリ線偏位波形補正部８ｆによってトロリ線偏位波形ＳWを比率Ｖ/ＶOによって拡大又は圧縮して補正する場合を例に挙げて説明したが、トロリ線偏位波形ＳWを補正せずに基準トロリ線偏位波形ＳWrefを比率Ｖ/ＶOによって拡大又は圧縮して補正することもできる。さらに、この実施形態では、局部摩耗Ｗが存在しないときにトロリ線位置検出装置７によって検出したトロリ線偏位波形ＳWを基準トロリ線偏位波形ＳWrefとする場合を例に挙げて説明したが、車両４の走行速度Ｖ、トロリ線偏位Δ及び径間長Ｌに基づいて現在位置毎に基準トロリ線偏位波形ＳWrefを演算によって生成することもできる。
【００６２】
(4) この実施形態では、補正後のトロリ線偏位波形ＳWがしきい値Thの範囲内であるか否かによって局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部８ｇが判定する場合を例に挙げて説明したが、このような判定手法に限定するものではない。例えば、トロリ線１ａが左右方向に往復動作するときの速度変化が所定範囲内であるか否か、又はトロリ線偏位波形ＳWの時間変化が所定範囲内であるか否かによって、局部摩耗Ｗの有無を判定することもできる。この場合には、図３に示す基準トロリ線偏位波形記憶部８ｄ、基準トロリ線偏位波形選定部８ｅ及びトロリ線偏位波形補正部８ｆを省略することができる。また、この実施形態では、局部摩耗Ｗの有無の判定結果を車両４内の告知装置９に送信する場合を例に挙げて説明したが、車両４の運行を円滑に進めるための運転指令及び業務指令を地上側から車両側に行って、車両４の運行状況を管理する中央指令装置にこの判定結果を送信することもできる。
【符号の説明】
【００６３】
１  架線
１ａ  トロリ線
２  架線支持装置
３  軌道
３ａ  レール
４  車両
５  集電装置
５ｆ  すり板
６  走行速度検出装置
７  トロリ線位置検出装置
７ａ  距離測定部
７ｂ  走査部
７ｃ  回転角度検出部
７ｄ  トロリ線位置演算部
８  局部摩耗検出装置
８ａ  信号入力部
８ｂ  現在位置検出部
８ｃ  トロリ線偏位波形生成部
８ｄ  基準トロリ線偏位波形記憶部
８ｅ  基準トロリ線偏位波形選定部
８ｆ  トロリ線偏位波形補正部
８ｇ  局部摩耗判定部
８ｈ  判定結果送信部
８ｉ  プログラム記憶部
８ｊ  制御部
９  告知装置
Ａ  アーク
Ｌ  径間長
Ｐ  支持点
Ｖ  走行速度
ＶO  基準走行速度
Ｗ  局部摩耗
ＳW  トロリ線偏位波形
ＳWref  基準トロリ線偏位波形
Δ  トロリ線偏位
Ｄ1  光路長
Ｄ2  距離
θ  回転角度
±ΔX  トロリ線位置
Δｔ  所定時間間隔
Th  しきい値
Ｏ  基準位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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