(57)【要約】【課題】データ量が多い動作情報を他の機器の動作情報の送信に支障をきたさずに車両モニタに出力する。【解決手段】各車両１ａ…１ｎに設置された種々の機器２ａ…２ｎの動作情報を、先頭車両１ａに設置した車両モニタ３に出力する方法である。常時送信しても他の機器２ａ…２ｎの動作情報の送信に支障をきたさない、データ量が少なくて送信時間の短い情報は、車両モニタ３に常時送信する。一方、常時送信すると他の機器２ａ…２ｎの動作情報の送信に支障をきたす、データ量が多くて送信時間の長い情報は一旦各機器２ａ…２ｎに保存しておき、車両モニタ３から指令があった場合のみ、保存したデータ量の多い情報を車両モニタ３に送信する。又は保存したデータ量の多い情報を基に複雑な解析を行った後に車両モニタ３に送信する。【効果】設備を追加しなくても各機器のメモリー容量を大きくして解析機能を強化するだけで、車両の詳細状態を把握することができる。【選択図】図１
2011205852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各車両に設置された種々の機器の動作情報を、先頭車両に設置した一括情報収集機器に出力する方法であって、
常時送信しても他の機器の動作情報の送信に支障をきたさない、データ量が少なくて送信時間の短い情報は、前記一括情報収集機器に常時送信する一方、
常時送信すると他の機器の動作情報の送信に支障をきたす、データ量が多くて送信時間の長い情報は一旦各機器に保存しておき、前記一括情報収集機器から指令があった場合のみ、前記保存したデータ量の多い情報を一括情報収集機器に送信する、又は前記保存したデータ量の多い情報を基に複雑な解析を行った後に一括情報収集機器に送信することを特徴とする編成車両における各車両機器の動作情報出力方法。
【請求項２】
前記一括情報収集機器に送信するデータ量が多い情報は、時刻歴の車両振動データ、車両角速度データ、車両荷重・応力データであることを特徴とする請求項１に記載の編成車両における各車両機器の動作情報出力方法。
【請求項３】
前記一括情報収集機器に送信するデータ量の多い情報を基に行う複雑な解析結果は、最大値解析、最小値解析、平均値解析、二乗平均値解析、標準偏差解析、周波数解析、乗り心地解析、頻度分布解析のうち１つ以上の解析を行った結果であることを特徴とする請求項１に記載の編成車両における各車両機器の動作情報出力方法。
【請求項４】
前記一括情報収集機器が、走行路線・号車情報・地点情報・速度情報・時間情報も記録している場合、
前記一括情報収集機器からの前記走行路線における走行地点区間指定により、各機器が前記走行地点区間の解析結果、又は前記走行地点区間の詳細データを一括情報収集機器側に送信することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の編成車両における各車両機器の動作情報出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の鉄道車両が連結された編成車両において、各車両に設置した機器の動作情報を先頭車両に設置した一括情報収集機器（以下、車両モニタと言う。）に出力する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、鉄道車両の各車両（各号車）１ａ…１ｎには、例えばブレーキ装置やＶＶＶＦ装置などの各種制御装置、車両状態監視装置、保安装置などの各種の機器２ａ…２ｎが設置されている。これらの機器２ａ…２ｎの動作情報は、先頭車両１ａでは車両モニタ３で、中間車両１ｂ…及び後尾車両１ｎでは端末局４ｂ…４ｎで検知され、端末局４ｂ…４ｎからは送信ライン５を介して前記車両モニタ３に送信される。車両モニタ３は、これらの情報を表示、記録したり、地上側に送信したりして、走行中に各種の機器２ａ…２ｎの動作状態を把握できるようになっている（例えば特許文献１）。
【０００３】
ところで、各機器の良否状態の把握は、現在は、常に送信しても他の機器の動作情報の送信に支障をきたさない、単純な故障信号、単純な解析結果のような、データ量が少ない、サンプリング周期が長いなどの送信時間の短い情報のみを送信することにより行っている。
【０００４】
機器のメンテナンスなどに有効活用することを考慮すると、上記情報に加えて車両振動データなどのさらに詳しい情報を得て詳細を把握することが望ましい。しかしながら、さらに詳しい情報を送信する場合はデータ量が多くなるので、他の機器の動作情報の送信に支障をきたす。従って、上記方法では、さらに詳しい情報を送信することができない。また、複雑な解析をしなくてはいけない情報も、送信することができない。
【０００５】
よって、データ量が多くなる場合は、図９に示すように、専用の解析・詳細データ用の機器６ａ…６ｎ、端末局７ｂ…７ｎ及び車両モニタ８と専用の送信ライン９を追加して設置するなどの必要があった。
【０００６】
しかしながら、このような専用の解析・詳細データ用の機器、端末局及び車両モニタを追加する場合、ハード構成が複雑となり、設置する場所の確保も必要で、コスト面で大きな負担になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−２３１８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、各車両の機器の動作情報を先頭車両の車両モニタに出力する際には、他の機器の動作情報の送信に支障をきたす、データ量が多い動作情報を出力する場合は、専用の機器、端末局、車両モニタを追加する必要があるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の編成車両における各車両機器の動作情報出力方法は、
専用の機器、端末局、車両モニタを追加することなく、データ量が多い動作情報を他の機器の動作情報の送信に支障をきたさずに車両モニタに出力できるようにするために、
各車両に設置された種々の機器の動作情報を、先頭車両に設置した車両モニタに出力する方法であって、
常時送信しても他の機器の動作情報の送信に支障をきたさない、データ量が少なくて送信時間の短い情報は、前記車両モニタに常時送信する一方、
常時送信すると他の機器の動作情報の送信に支障をきたす、データ量が多くて送信時間の長い情報は一旦各機器に保存しておき、前記車両モニタから指令があった場合のみ、前記保存したデータ量の多い情報を車両モニタに送信する、又は前記保存したデータ量の多い情報を基に複雑な解析を行った後に車両モニタに送信することを最も主要な特徴としている。
【００１０】
本発明の編成車両における各車両機器の動作情報出力方法では、データ量の少ない情報は従来のまま各機器から車両モニタに送信する一方、データ量が多い情報は一旦各機器に保存する。
【００１１】
そして、別途、車両検収等の時に車両モニタから指令があった場合のみ、前記保存したデータ量の多い情報を車両モニタに送信する、又は前記保存したデータ量の多い情報を基に複雑な解析を行った後に車両モニタに送信する。
【００１２】
このような本発明によれば、機器のメモリー容量を大きくして解析機能を強化するだけで、設備を追加して設置することなく、車両の詳細状態を車両モニタに送信して、車両の詳細状態を把握できることになる。
【００１３】
本発明において、車両モニタに送信するデータ量が多い情報とは、例えば、時刻歴の車両振動データ、車両角速度データ、車両荷重・応力データ、電圧・電流値データである。ここでいう車両には、車両の車体・台車・輪軸など（それらに搭載された機器を含む）の各部が含まれる。また、データ量の多い少ないについては、単位時間当たりのデータ量で評価する場合、端末局と他の機器及び端末局と車両モニタとの通信のことも考慮する必要があるが、端末局とその機器との１対１通信で１Mbps以上の通信速度の送信が必要とされるデータがほぼ該当する。
【００１４】
また、車両モニタに送信するデータ量の多い情報を基に行う複雑な解析とは、例えば、最大値解析、最小値解析、平均値解析、二乗平均値解析（ＲＭＳ値解析）、標準偏差解析などを含む数値解析処理、ウェーブレット解析、エンベロープ解析などを含む周波数解析処理、丸解析などを含む乗り心地解析処理、レインフロー解析などを含む頻度分布解析処理などがある。ここでいう複雑な解析には、解析自体は単純であるがデータ量が多いため解析に負荷がかかるものと、解析自体が複雑なため解析に負荷がかかるものの双方が含まれる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、データ量が多い情報は一旦各機器に保存し、車両モニタから指令があった場合のみ、保存した前記情報、又は前記情報を基に複雑な解析を行った結果を車両モニタに送信するので、設備を追加しなくても各機器のメモリー容量を大きくして解析機能を強化するだけで良い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の各車両機器の動作情報を車両モニタに出力する方法を実施する設備構成を説明する図である。
【図２】機器により検出した動作情報の一つである車両速度と軸箱温度の関係を示した図である。
【図３】機器により検出した動作情報の一つである車両の振動の波形を示した図で、（ａ）はNo.２台車の振動波形、（ｂ）はNo.１台車の振動波形である。
【図４】（ａ）（ｂ）は図３（ａ）（ｂ）の振動波形を周波数解析した図である。
【図５】機器により検出した動作情報の一つである車体の振動の波形を示した図である。
【図６】図５の振動波形を周波数解析した図である。
【図７】本発明の主要部の構成を説明するフロー図である。
【図８】従来の各車両機器の動作情報を車両モニタに出力する方法を説明する図である。
【図９】従来の各車両機器の動作情報を車両モニタに出力する方法において、データ量の多い情報を送信する場合を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明では、データ量が多い動作情報を他の機器の動作情報の送信に支障をきたさずに車両モニタに出力するという目的を、データ量が多い情報は一旦各機器に保存し、車両モニタから指令があった場合のみ車両モニタに送信することによって実現した。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の編成車両における各車両機器の動作情報出力方法について、図１〜図７を用いて説明する。
【００１９】
編成車両では、各車両１ａ…１ｎに設置した種々の機器２ａ…２ｎの動作情報を、先頭車両１ａは直接、先頭車両１ａ以外の車両１ｂ…１ｎは端末局４ｂ…４ｎを介して先頭車両１ａに設置した車両モニタ３に常時出力し、これらの情報を基に、走行中、各種の機器２ａ…２ｎの動作状態を把握している。
【００２０】
この動作情報として、従来は、図２の上図に示すように車両の速度が変化した場合でも、図２の下図に示すように急激な変化がなく、細かなサンプリングをする必要のない軸箱温度のような、単位時間当たりのデータ量が少なくて、送信時間の短いものだけを出力していた。
【００２１】
一方、図３に示した車両の振動や、図５に示した車体の振動は、図２に示した軸箱温度と違って急激に変化するので、細かくサンプリングする必要があり、単位時間当たりのデータ量が大きくなる。このようなデータ量の大きな動作情報を、機器から車両モニタに出力する場合は、車両モニタと他の機器との通信に支障をきたすことになる。従って、従来はこのようなデータ量の大きな動作情報を車両モニタに出力することはなかった。
【００２２】
しかしながら、前記車両の振動や車体の振動に関するデータのような単位時間当たりのデータ量が大きなデータを車両モニタに送ることができれば、各機器の動作状況をより詳しく判断することができるようになる。
【００２３】
そこで、発明者らは、現状の構成にて各機器２ａ…２ｎの動作状況をより詳しく判断することを可能とするため、以下の本発明を成立させた。
【００２４】
すなわち、本発明は、常時送信しても他の機器２ａ…２ｎの動作情報の送信に支障をきたさない、前記軸箱温度のようにデータ量が少なくて送信時間の短い情報は、車両モニタ３に常時送信する。この点は、従来方法と同じである。
【００２５】
一方、前記車両の振動や車体の振動のようなデータ量が多くて送信時間の長い情報は、一旦、各機器２ａ…２ｎに保存しておくこととする。
【００２６】
そして、例えば車両停止時や車両検修時の時間がある時に、車両モニタ３から該当する機器２ａ…２ｎに保存したデータ量の多い情報の送信指令がきた場合には、当該機器２ａ…２ｎは、保存したデータ量の多い情報を車両モニタ３に送信するのである（図７参照）。
【００２７】
ところで、前記図３で示した車両の振動波形や、図５に示した車体の振動波形の場合、波形の大小によって車両状態の判断をある程度することはできるが、振動波形だけではより正確な状態判断を行うことが難しい場合が多い。このような場合は、データ解析が行われることが多い。
【００２８】
例えば図４（ａ）（ｂ）は、図３（ａ）（ｂ）に示した振動波形を周波数解析したものである。図３（ａ）（ｂ）だけを見ると、両振動波形にはあまり相違はないと思われるが、周波数解析した図４（ａ）（ｂ）を見ると、両者の相違は明らかである。
【００２９】
図３、図４は、異なる台車に設置した機器のデータを示したものであるが、例えば同じ機器について一定期間を経た振動波形を比較した場合はメンテナンスの必要なしと判断できても、両周波数解析結果が変化している場合は、メンテナンスの必要ありと判断できる。つまり、データを見ただけでは正確な判断ができない場合がある。
【００３０】
また、図６は、図５に示した振動波形を周波数解析したものである。図５の振動波形からはあまり時刻的な変化がないように思われる場合であっても、図６で周波数的な特徴が抽出され、どのような振動か明らかにすることができる。
【００３１】
このようなデータの解析は負荷が大きく、機器の通常処理の中で解析を並行して実施することはできない。仮に可能であったとしても、コストがかかる。そこで、本発明では、これらの詳細データは、まず機器自体に記録することを基本とする。そして、必要な場合（通常、走行していない時）に、車両モニタからの解析指令などにより解析を実施し、その結果データを車両モニタに送信するようにする（図７参照）。
【００３２】
このようにすれば、各機器２ａ…２ｎのメモリー２ａａ…２ｎａの容量を従来に比べて大きくすると共に解析機能を強化するだけで、別途、設備を追加しなくても、各機器２ａ…２ｎのより詳細な動作状態を把握できて、機器メンテナンスに活用できるようになる。
【００３３】
本発明における車両モニタに送信するデータ量が多い情報は、前記した時刻歴の車両振動データに限らず、車両角速度データ、車両荷重・応力データ等も含まれる。
【００３４】
また、車両モニタに送信するデータ量の多い情報を基に行う複雑な解析は、前記周波数解析に限らず、最大値解析、最小値解析、平均値解析、ＲＭＳ値解析、標準偏差解析などを含む数値解析処理、ウェーブレット解析、エンベロープ解析などを含む周波数解析処理、丸解析などを含む乗り心地解析処理、レインフロー解析などを含む頻度分布解析処理等も含まれる。
【００３５】
本発明は上記の例に限らず、本発明の各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは、言うまでもない。
【００３６】
例えば前記車両モニタが、走行路線・号車情報・地点情報・速度情報・時間情報も記録している場合は、図７に記載したように、車両モニタからの走行路線における走行地点区間の指定により、各機器が走行地点区間の解析結果を車両モニタに送信するようにしても良い。または、前記走行地点区間の詳細データを車両モニタに送信するようにしても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１ａ    先頭車両
１ｂ、…１ｎ    車両
２ａ、…２ｎ    機器
２ａａ…２ｎａ    メモリー
３    車両モニタ
４ｂ…４ｎ    端末局
５    通信ライン
【図１】
2011205852.tif 000003
【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】
2011205852.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011205852.tif 000011