(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送指令に従って電車制御装置が出力するゲートパルスと、前記ゲートパルスに基づいてシミュレーションを実施したシミュレーション装置が前記電車制御装置へ出力するフィードバックデータと、を収集して解析する制御データ収集評価装置であって、
前記ゲートパルスおよび前記フィードバックデータをサンプリングするデータサンプリング部と、
前記電車制御装置へ前記伝送指令を出力し、また、前記データサンプリング部で高速サンプリングされたデータを取得して解析するデータ管理装置と、
を備え、
前記データ管理装置が、
規定の運転パターンに従って前記伝送指令を出力し、また、当該運転パターンと前記データサンプリング部から入力したサンプリングされたデータとの同期を取って機器トレースデータとして取りまとめるデータ取得部と、
前記運転パターンで定められた期間の機器トレースデータを蓄積するデータ蓄積部と、
前記機器トレースデータを特異値分解により解析するデータ解析部と、
を備え、
前記データ解析部は、前記特異値分解による解析の結果に基いて、正常動作している電車制御装置のデータを特異値マップの一定の範囲にマッピングし、前記正常動作している電車制御装置のデータと特性の異なる正常に動作していないが故障に至っていない電車制御装置のデータを前記特異値マップの前記一定の範囲から外れた付近にマッピングする、
ことを特徴とする制御データ収集評価装置。
【請求項２】
前記データ解析部は、前記機器トレースデータのうち、Ｕ相モータ電流のデータを用いて解析を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御データ収集評価装置。
【請求項３】
前記データ管理装置は、さらに、
前記データ蓄積部から機器トレースデータを読み出し、繰り返し再現する処理を行うデータ再生部、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の制御データ収集評価装置。
【請求項４】
電車制御装置が出力するゲートパルスと、シミュレーション装置が出力するフィードバックデータと、を収集して解析する制御データ収集評価装置における制御データ収集評価方法であって、前記制御データ収集評価装置が、データサンプリング部と、データ管理装置と、を備える場合に、
前記データ管理装置が、前記電車制御装置へ規定の運転パターンに従って伝送指令を出力する伝送指令出力ステップと、
前記電車制御装置が、伝送指令に従って前記シミュレーション装置へゲートパルスを出力するゲートパルス出力ステップと、
前記シミュレーション装置が、前記ゲートパルスに基づいてシミュレーションを実施した結果として前記電車制御装置へフィードバックデータを出力するフィードバックデータ出力ステップと、
前記データサンプリング部が、前記ゲートパルスおよび前記フィードバックデータをサンプリングするサンプリングステップと、
前記データ管理装置が、前記運転パターンとサンプリングされたデータの同期を取る取得データ同期ステップと、
前記データ管理装置が、前記取得データ同期ステップで同期が取れたデータを機器トレースデータとして蓄積するデータ蓄積ステップと、
前記データ管理装置が、前記機器トレースデータを特異値分解により解析する解析ステップと、
を含み、
前記解析ステップでは、前記特異値分解による解析の結果に基いて、正常動作している電車制御装置のデータを特異値マップの一定の範囲にマッピングし、前記正常動作している電車制御装置のデータと特性の異なる正常に動作していないが故障に至っていない電車制御装置のデータを前記特異値マップの前記一定の範囲から外れた付近にマッピングする、
ことを特徴とする制御データ収集評価方法。
【請求項５】
前記解析ステップでは、前記機器トレースデータのうち、Ｕ相モータ電流のデータを用いて解析を行う、
ことを特徴とする請求項４に記載の制御データ収集評価方法。
【請求項６】
さらに、
前記データ蓄積ステップにおいて蓄積された機器トレースデータを読み出し、繰り返し再現する処理を行うデータ再生ステップ、
を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の制御データ収集評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電車制御装置の制御データを収集および評価する制御データ収集評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電車制御装置の動作を検証する装置は、主回路・主機のシミュレータを用いて制御シミュレーションを実行することで事前に電車制御装置の動作検証をしている。このような技術が、下記特許文献１において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１５３８４号公報（００１８、００２１段落、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、電車制御装置について故障あり又はなしの状態は判断できるが、故障なしの状態において不具合の予兆を検知できない、すなわち、故障に近い状態かどうかは分からない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電車制御装置が故障に近い状態かどうかを評価可能な制御データ収集評価装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、伝送指令に従って電車制御装置が出力するゲートパルスと、前記ゲートパルスに基づいてシミュレーションを実施したシミュレーション装置が前記電車制御装置へ出力するフィードバックデータと、を収集して解析する制御データ収集評価装置であって、前記ゲートパルスおよび前記フィードバックデータをサンプリングするデータサンプリング部と、前記電車制御装置へ前記伝送指令を出力し、また、前記データサンプリング部で高速サンプリングされたデータを取得して解析するデータ管理装置と、を備え、前記データ管理装置が、規定の運転パターンに従って前記伝送指令を出力し、また、当該運転パターンと前記データサンプリング部から入力したサンプリングされたデータとの同期を取って機器トレースデータとして取りまとめるデータ取得部と、前記運転パターンで定められた期間の機器トレースデータを蓄積するデータ蓄積部と、前記機器トレースデータを特異値分解し、前記電車制御装置の状態を解析するデータ解析部と、を備え、前記データ解析部は、特異値分解した結果として特異値マップを作成し、前記電車制御装置が正常動作しているときは同一条件のデータを一定の範囲にマッピングする場合に、当該電車制御装置が正常に動作していないが故障に至っていないときのデータを、前記一定の範囲の付近にマッピングする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、電車制御装置が故障に近い状態かどうかを評価することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、制御データ収集評価装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、データ管理装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、電車制御装置（ＧＣＵ１）が故障に近い状態かどうかを評価する動作のフローチャートである。
【図４】図４は、運転パターンの構成例を示す図である。
【図５】図５は、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢに蓄積された機器トレースデータの構成例を示す図である。
【図６】図６は、Ｕ相モータ電流の波形を示す図である。
【図７】図７は、正常時の特異値マップの構成例を示す図である。
【図８】図８は、力行時非同期のときの波形および特異値を示す図である。
【図９】図９は、力行時同期のときの波形および特異値を示す図である。
【図１０】図１０は、ブレーキ時同期のときの波形および特異値を示す図である。
【図１１】図１１は、ブレーキ時非同期のときの波形および特異値を示す図である。
【図１２】図１２は、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢに蓄積されているＵ相モータ電流の波形を示す図である。
【図１３】図１３は、故障に近い状態の特異値マップの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる制御データ収集評価装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る制御データ収集評価装置の構成例を示す図である。制御データ収集評価装置は、ゲートコントロールユニット（ＧＣＵ）１と、主回路主機モデル３を組み込んだ高速シミュレータ２と、シミュレータホストパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４と、アナログ計測器５と、データ管理装置６と、表示部７と、入力部８と、を備える。なお、ＧＣＵ１、高速シミュレータ２、シミュレータホストＰＣ４およびアナログ計測器５でＶＶＶＦ稼動試験設備１０を構成する。
【００１１】
ＧＣＵ１は、電車制御装置であって、ここでは、ＶＶＶＦ（Variable  Voltage  Variable  Frequency）制御装置とする。ＧＣＵ１は、データ管理装置６から入力したＴＩＭＳ（Train  Information  Management  System）伝送指令に基づいて、ＴＩＭＳ伝送指令に対応したゲートパルスを高速シミュレータ２に出力する。
【００１２】
高速シミュレータ２は、高速演算処理を実施する計算機システム上に主回路主機モデル３を組み込んだシミュレーション装置である。高速シミュレータ２は、ＧＣＵ１から入力したゲートパルスに応じて主回路主機モデル３のシミュレーションを実施し、シミュレーションの結果として主回路主機モデル３で処理されたモータ電流等のフィードバックデータをＧＣＵ１に出力する。
【００１３】
主回路主機モデル３は、ＩＰＭ（Intelligent  Power  Module）等のパワーモジュールを含む主回路およびモータ等を含む主機を計算機システム上にモデル化したものである。
【００１４】
シミュレータホストＰＣ４は、高速シミュレータ２を起動する装置である。シミュレーションを行う際に一般的に用いられる装置である。
【００１５】
アナログ計測器５は、ＧＣＵ１から高速シミュレータ２へ出力されるゲートパルス、および高速シミュレータ２からＧＣＵ１へ出力されるモータ電流等のフィードバックデータを高速サンプリング（例えば、１０μｓｅｃでサンプリング）するデータサンプリング部である。アナログ計測器５は、サンプリングしたデータをデータ管理装置６の要求に従いデータ管理装置６へ出力する。
【００１６】
データ管理装置６は、あらかじめ設定した運転パターンを入力部８の出力指示に従ってＧＣＵ１へＴＩＭＳ伝送指令として出力する。また、ＴＩＭＳ伝送指令及びアナログ測定器５から入力したデータを連携、同期して蓄積し、蓄積したデータを解析することにより、ＧＣＵ１の状態が、例えば故障に近い状態かどうかを評価する。なお、従来同様、ＧＣＵ１が正常な状態にある、または故障の状態であると評価することも可能である。
【００１７】
表示部７は、パーソナルコンピュータ等におけるモニタであり、運転パターンの出力を促す画面、データ管理装置６で解析された結果等を表示する。
【００１８】
入力部８は、パーソナルコンピュータ等におけるキーボードやマウスであり、データ管理装置６へ運転パターンの設定、運転パターンの出力、結果表示の設定等を受け付ける。
【００１９】
つぎに、データ管理装置６の構成について説明する。図２は、データ管理装置６の構成例を示す図である。データ管理装置６は、運転指令制御部６１と、機器情報収集制御部６２と、ＶＶＶＦ稼動試験設備データ収集インタフェース部６３と、情報連携部６４と、ＶＶＶＦ稼動試験設備データベース（ＤＢ）６５と、ＶＶＶＦ稼動試験設備データプレイバック部６６と、ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７と、を備える。
【００２０】
運転指令制御部６１は、入力部８等から出力指示された運転パターンに従って伝送指令としてＴＩＭＳ伝送指令を作成し、ＴＩＭＳ伝送指令をＲＳ４８５インタフェースによりＧＣＵ１へ出力する。なお、ＲＳ４８５インタフェースは一例であり、他の規格を用いることも可能である。
【００２１】
機器情報収集制御部６２は、アナログ計測器５でサンプリングされたデータをＵＳＢインタフェースにより入力する。なお、ＵＳＢインタフェースは一例であり、他の規格を用いることも可能である。
【００２２】
ＶＶＶＦ稼動試験設備データ収集インタフェース部６３は、データ取得環境専用のマンマシンインタフェースである。運転指令制御部６１からの運転パターン、および機器情報収集制御部６２で入力したアナログ計測器５からのデータの時間同期処理を行う。
【００２３】
情報連携部６４は、ＶＶＶＦ稼動試験設備データ収集インタフェース部６３で同期を取ったデータをＣＳＶ変換して、このデータを機器トレースデータとしてＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５に蓄積する。
【００２４】
なお、データ管理装置６では、運転指令制御部６１、機器情報収集制御部６２、ＶＶＶＦ稼動試験設備データ収集インタフェース部６３および情報連携部６４をまとめて、後述する解析に必要なデータを取得するためのデータ取得部として表すことができる。
【００２５】
ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５は、機器トレースデータを蓄積するためのデータ蓄積部である。
【００２６】
ＶＶＶＦ稼動試験設備データプレイバック部６６は、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５に蓄積された機器トレースデータに基づいて、運転（シミュレーション）開始から終了まで再現処理するデータ再生部である。再現処理の結果は、表示部７等に表示することができる。
【００２７】
ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７は、機器トレースデータを逐次解析することができるデータ解析部である。ここでは、分析ツールであるＳＶＤ（Singular  Value  Decomposition）による特異値分解を行い、解析結果を表示部７等に表示することができる。
【００２８】
このように、データ管理装置６は、データ取得部（運転指令制御部６１、機器情報収集制御部６２、ＶＶＶＦ稼動試験設備データ収集インタフェース部６３、情報連携部６４）、データ蓄積部（ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５）、データ再生部（ＶＶＶＦ稼動試験設備データプレイバック部６６）、およびデータ解析部（ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７）という構成として表すことができる。
【００２９】
つづいて、制御データ収集評価装置において、シミュレーションを実施し、シミュレーションの結果を解析して電車制御装置（ＧＣＵ１）が故障に近い状態かどうかを評価する動作について説明する。図３は、電車制御装置（ＧＣＵ１）が故障に近い状態かどうかを評価する動作のフローチャートである。
【００３０】
まず、データ管理装置６では、運転指令制御部６１が、ＧＣＵ１に対して規定の運転パターンに従ってＴＩＭＳ伝送指令を出力する（ステップＳ１）。図４は、運転パターンの構成例を示す図である。運転パターンは、１．ノッチ操作と、２．ブレーキ操作と、３．力行トルク演算値応答（Ｎ）と、４．ブレーキトルク演算値応答（Ｎ）と、５．速度（ｋｍ／ｈ）と、から表現される。高速度走行域までを試験するための運転パターン（力行→惰行→ブレーキ）を示すものである。ここに示す運転パターンは、予め設定されているものを選択してもよく、また、入力部８から運転パターン設定専用画面等を用いて設定変更されたものでもよい。
【００３１】
ＧＣＵ１は、入力したＴＩＭＳ伝送指令に対応したゲートパルスを高速シミュレータ２に出力する（ステップＳ２）。ゲートパルスの形状については特に図示しないが、図４に示す運転パターンをＲＳ４８５データ上にビット形式等で表すものである。
【００３２】
高速シミュレータ２は、入力したゲートパルスに従ってシミュレーションを実施し、主回路主機モデル３で処理された実際の運転走行時を模擬したモータ電流等をＧＣＵ１へフィードバックデータとして出力する（ステップＳ３）。
【００３３】
ＧＣＵ１は、ＴＩＭＳ伝送指令とモータ電流等のフィードバックデータから、制御上最適なゲートパルスを高速シミュレータ２へ出力する。
【００３４】
このとき、アナログ計測部５は、ＧＣＵ１から出力されたゲートパルスおよび高速シミュレータ２から出力されたモータ電流等のフィードバックデータを高速サンプリングする（ステップＳ４）。そして、アナログ計測部５は、サンプリングしたデータをデータ管理装置６へ出力する。
【００３５】
データ管理装置６では、機器情報収集制御部６２が、アナログ計測器５がサンプリングしたデータを取り込む。つぎに、ＶＶＶＦ稼動試験設備データ収集インタフェース部６３が、運転指令制御部６１から取得した運転パターンのデータ、および機器情報収集制御部６２で取り込んだデータを同期処理する（ステップＳ５）。そして、情報連携部６４が、ＶＶＶＦ稼動試験設備データ収集インタフェース部６３の同期データをＣＳＶ変換して、機器トレースデータとしてＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５に出力して蓄積する（ステップＳ６）。
【００３６】
上記処理を運転パターンが終了するまで継続することにより、運転パターン終了後、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５には、運転パターンで定められた全運転期間の機器トレースデータ（運転パターン、ゲートパルスおよびモータ電流等のフィードバックデータ）が蓄積される。
【００３７】
ここで、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５に蓄積されている機器トレースデータについて説明する。図５は、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５に蓄積された機器トレースデータの構成例を示す図である。機器トレースデータは、１．ＦＣ電圧（Ｖ）と、２．架線電圧（Ｖ）と、３．Ｕ相モータ電流（Ａ）と、４．Ｕ相ゲートパルス（Ｖ）と、５．パルスモードと、から構成される。横軸は時間を示し、縦軸は各項目の値を示す。なお、パルスモードについては、非同期＝０Ｖ、３パルス＝６Ｖ、１パルス＝９Ｖとする。１．ＦＣ電圧（Ｖ）、２．架線電圧（Ｖ）および３．Ｕ相モータ電流（Ａ）は高速シミュレータ２からのフィードバックデータ、４．Ｕ相ゲートパルス（Ｖ）はＧＣＵ１からのゲートパルスであって、機器情報収集制御部６２から取得したデータである。また、５．パルスモードは運転指令制御部６１から取得したデータである。この様に、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５には、時間軸を合わせた状態で各データが蓄積されている。
【００３８】
なお、アナログ計測器５では高速サンプリングをしていることから、実際には図５に示すものより各データを詳細に表すことができる。一例として、Ｕ相モータ電流について説明する。図６は、Ｕ相モータ電流の波形を示す図である。図５に示すものと同等であるが、図６では１００ｍｓｅｃの期間のデータを表している。そのため、１つ１つの波形の形状まで確認することが可能となる。
【００３９】
つぎに、データ管理装置６では、ＶＶＶＦ稼動試験設備データプレイバック部６６が、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５に蓄積されている運転開始から終了までの機器トレースデータを再現し、表示部７にトレンド表示のイメージで表示する。具体的には、図５に示すデータと同等の内容を表示する。ＶＶＶＦ稼動試験設備データプレイバック部６６では、蓄積されている機器トレースデータを繰り返し再現することができる。
【００４０】
また、ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７は、機器トレースデータを特異値分解により解析する（ステップＳ７）。そして、ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７は、解析した結果（特異値マップ）を表示部７に表示する（ステップＳ８）。なお、ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７が解析を行う場合、ＶＶＶＦ稼動試験設備データプレイバック部６６において対象の機器トレースデータを再現している必要はない。すなわち、ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７では、ＶＶＶＦ稼動試験設備データプレイバック部６６を経由して、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５に蓄積されている機器トレースデータを読み出して解析してもよい。
【００４１】
ここで、ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７が特異値分解を行った結果である特異値マップについて説明する。図７は、正常時の特異値マップの構成例を示す図である。一例としてＵ相モータ電流を示し、ＧＣＵ１が正常であって故障に近い状態ではない場合について説明する。
【００４２】
特異値分解とは、特徴的な挙動を特徴成分として抽出可能な数学的手法の１つである。例えば、過去のデータから特徴的な波形成分を抽出して、新たに取得したデータ（波形成分）が特徴的な波形成分に対してどの程度近いのかを評価するものである。特徴成分を表す項目は多数あるが、ここでは、波形成分ごとのオフセット量を第一特徴量、波形成分ごとの形状のばらつきを第二特徴量として、２つの特徴量を用いて表す。
【００４３】
図７において、特異値マップにマッピングされた点はそれぞれの波形成分の状態を示すものであり、大きく４つのグループに分離される。（１）グループは力行時の非同期パルスモード波形のグループであって、速度が１４→２６ｋｍ／ｈ（非同期）のときを示す。（２）グループは力行時の同期パルスモード波形のグループであって、速度が２８→９０ｋｍ／ｈ（同期）のときを示す。（３）グループはブレーキ時の同期パルスモード波形のグループであって、速度が９０→５１ｋｍ／ｈ(同期）のときを示す。（４）グループはブレーキ時の非同期パルスモード波形のグループであって、速度が５０→１４ｋｍ／ｈ（非同期）のときを示す。経過時間に対する軌跡について、（１）及び（４）グループでは規則性は無いが（２）及び（３）グループではある方向（図７中に示す各矢印）の方向に連続的に遷移する。この様に、ＧＣＵ１が正常な状態では、特異値マップにマッピングされる点、すなわちＵ相モータ電流を表す波形成分は、いずれかのグループに含まれる。
【００４４】
図７に示す各グループにおける代表波形と特異値マップ上のマッピングの対応について、図８〜図１１を用いて説明する。
【００４５】
図８は、力行時非同期のときの波形および特異値を示す図である。左側のグラフの丸で囲んだ部分の波形を特異値マップに表したとき、右図の特異値マップの大きな丸のところにマッピングされることを示す。ここでは速度１４ｋｍ／ｈ時のものを示すが、例えば、速度を上げた場合でも図７の（１）グループに示すように特異値マップにマッピングされる点の軌跡に傾向性は無く、ばらついてしまう。
【００４６】
図９は、力行時同期のときの波形および特異値を示す図である。図８同様、左側のグラフの丸で囲んだ部分の波形を特異値マップに表したとき、右図の特異値マップの大きな丸のところにマッピングされることを示す。ここでは速度が２８ｋｍ／ｈから３２ｋｍ／ｈ、３５ｋｍ／ｈ、９０ｋｍ／ｈと速くなるに従って、特異値マップの点が図７の（２）グループの矢印で示す遷移をしている。
【００４７】
図１０は、ブレーキ時同期のときの波形および特異値を示す図である。図８同様、左側のグラフの丸で囲んだ部分の波形を特異値マップに表したとき、右図の特異値マップの大きな丸のところにマッピングされることを示す。ここでは速度が９０ｋｍ／ｈから５８ｋｍ／ｈ、５５ｋｍ／ｈと遅くなるに従って、特異値マップの点が図７の（３）グループの矢印で示す遷移をしている。
【００４８】
図１１は、ブレーキ時非同期のときの波形および特異値を示す図である。図８同様、左側のグラフの丸で囲んだ部分の波形を特異値マップに表したとき、右図の特異値マップの大きな丸のところにマッピングされることを示す。ここでは速度が５０ｋｍ／ｈから１４ｋｍ／ｈと遅くなるに従って、特異値マップの点が図７の（４）グループに示すように特異値マップにマッピングされる点の軌跡に傾向性は無く、ばらついてしまう。
【００４９】
つぎに、ＧＣＵ１が故障に近い場合、このＧＣＵ１について取得した機器トレースデータを解析したとき、特異値マップにどのようにマッピングされるかについて説明する。図１２は、ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ６５に蓄積されているＵ相モータ電流の波形を示す図である。一例として、このときの速度は５４ｋｍ／ｈとする。横軸の時間軸が短い時間のときは、Ｕ相モータの電流波形を図６に示すように１つ１つの波形を表すことができる。ここで、図１２に示すように各波形を重ね合わせると、２つの正常モデルではほとんど同じ形状をしているが、異常モデルについては図１２に示す丸印の部分が２つの正常モデルの波形と異なる。
【００５０】
この場合、異常モデルについて特異値マップにマッピングすると、図１３の（５）グループとして表すことができる。図１３は、故障に近い状態の特異値マップの構成例を示す図である。本来、ＧＣＵ１が正常であれば（２）グループにマッピングされるべき点が、（２）グループから外れた（５）グループに示すところにマッピングされている。故障に近い状態としては、例えば、Ｕ相モータ電流等、データを取得している回路中に発生しているハンダクラック等の要因が考えられる。ハンダクラックが生じたことにより、導通状態は保たれているが、抵抗値が変わったことにより取得したデータの波形に変化が発生すると考えられる。主回路主機モデル３で、抵抗値変化状態を作り、シミュレーションした結果の波形である。
【００５１】
このように、ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部６７は、特異値分解した結果として特異値マップを作成し、ＧＣＵ１が正常動作しているときは同一条件のデータをいずれかのグループ（一定の範囲）にマッピングする場合に、ＧＣＵ１が正常に動作していないが故障に至っていないときのデータを、正常時にマッピングされるべきグループの付近にマッピングする。具体的には、ＧＣＵ１が正常であれば（２）グループにマッピングされるべき点が、ＧＣＵ１が故障に近い状態のときは（２）グループ付近の（５）グループにマッピングされる。図７に示す同期モードである（２）及び（３）グループ付近にマッピングされた場合、Ｕ相モータ電流の波形が過去のものと異なっていることを示すことから、ＧＣＵ１すなわち電車制御装置が故障に近い状態にあると評価することができる。非同期モードでは評価しない。
【００５２】
なお、電車制御装置であるＧＣＵ１が故障状態にあるとき、特異値マップにどのようにマッピングされるかについて説明する。Ｕ相モータ電流であれば、図１２に示した異常モデルよりも形状が変形し、さらに１つ１つの波形において傾向性もなくなる。この場合、特異値マップにマッピングしても一定の範囲のグループには収まらず、特異値マップ全体に不規則にマッピングされることになる。このように、故障状態と故障に近い状態との間にも違いがあることから、制御データ収集評価装置において、電車制御装置であるＧＣＵ１が故障に近い状態にあるかどうかを評価することが可能となる。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態では、制御データ収集評価装置において、アナログ計測器５が、ＧＣＵ１から出力されたゲートパルスおよび高速シミュレータ２から出力されたモータ電流等のフィードバックデータを高速サンプリングし、データ管理装置６が、高速サンプリングしたデータを、運転パターンのデータとともに同期を取って機器トレースデータとして蓄積する。そして、データ管理装置６において、ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析を行って特異値マップに表示することとした。これにより、解析されたデータが過去のデータで表されたグループから外れてそのグループ付近にマッピングされた場合には、過去のデータとの間に何らかの違いがあることを示すことから、シミュレーションの結果として、電車制御装置であるＧＣＵ１の不具合の予兆を検知、すなわち、電車制御装置であるＧＣＵ１が故障に近い状態にあると評価することができる。
【００５４】
なお、電車制御装置の場合について説明したが、これに限定するものではなく、ＶＶＶＦ方式の制御装置を使用するものであれば他の分野についても適用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ＧＣＵ
２  高速シミュレータ
３  主回路主機モデル
４  シミュレータホストＰＣ
５  アナログ計測器
６  データ管理装置
７  表示部
８  入力部
１０  ＶＶＶＦ稼動試験設備
６１  運転指令制御部
６２  機器情報収集制御部
６３  ＶＶＶＦ稼動試験設備データ収集インタフェース部
６４  情報連携部
６５  ＶＶＶＦ稼動試験設備ＤＢ
６６  ＶＶＶＦ稼動試験設備データプレイバック部
６７  ＤｙｎａｍｉｃＳＶＤ解析処理部
【図１】
0005762194.tif 000002
【図２】
0005762194.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005762194.tif 000014