(57)【要約】【課題】  鉄道車両の走行中に、鉄道の保守点検に用いる情報を接触的に検出し、収集する技術を提供する。【解決手段】  ひずみセンサと衝撃加速度センサを有する無線タグ装置１０２（１〜Ｎ）を鉄橋または高架の内部に埋め込み、気象センサを有する無線タグ装置１０３を鉄橋または高架の外部表面に取り付ける。無線読み取り装置１０６が備えられた鉄道車両が当該鉄橋または高架を通過するときに、上記センサで検出されたデータを無線タグ装置１０２（１〜Ｎ）および無線タグ装置１０３から読み取る。気象データは、ひずみデータおよび衝撃加速度データの高精度化のために用いられる。無線読み取り装置１０６によって読み取られたデータは、ネットワーク１０８を介して、データサーバ１０９に集められ、保守点検に活用される。【選択図】  図１
2005182289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の走行中に、鉄道路線上の建造物の保守点検に用いる情報を収集する方法において、
センサを有する第１の無線タグ装置を前記建造物に備え、
無線読み取り装置を前記鉄道車両に備え、
前記鉄道車両が前記建造物を通過するときに、前記無線読み取り装置が、前記第１の無線タグ装置から、前記センサによって検出されたデータを読み取ることを特徴とする方法。
【請求項２】
ネットワークを介して、前記無線読み取り装置からデータサーバに前記データを集める、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記センサはひずみセンサおよび／または衝撃加速度センサであり、前記第１の無線タグ装置を前記建造物に埋め込む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
気象センサを有する第２の無線タグ装置を前記建造物の外部表面に取り付け、前記鉄道車両が前記建造物を通過するときに、前記無線読み取り装置が、前記第２の無線タグ装置から、前記気象センサによって検出された気象データを読み取る、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ネットワークを介して、前記無線読み取り装置から前記データサーバに前記気象データを集める、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記無線読み取り装置は、前記第１の無線タグ装置および／または前記第２の無線タグ装置に無線で電力を供給する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の無線タグ装置および／または前記第２の無線タグ装置はＲＦＩＤであり、前記無線読み取り装置はＲＦリーダである、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
鉄道車両の走行中に、鉄道路線上の建造物の保守点検に用いる情報を収集するシステムにおいて、
前記建造物に備えられ、前記建造物に関する所定の物理量を検出するセンサを含む第１の無線タグ装置と、
前記鉄道車両に備えられ、前記鉄道車両が前記建造物を通過するときに、前記第１の無線タグ装置から、前記センサによって検出されたデータを読み取る無線読み取り装置を有することを特徴とするシステム。
【請求項９】
ネットワークを介して、前記無線読み取り装置から前記データを集めるデータサーバをさらに有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記センサはひずみセンサおよび／または衝撃加速度センサであり、前記第１の無線タグ装置は前記建造物に埋め込まれている、請求項８または９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記建造物の外部表面に取り付けられ、気象センサを有する第２の無線タグ装置をさらに有し、前記鉄道車両が前記建造物を通過するときに、前記無線読み取り装置は、前記第２の無線タグ装置から、前記気象センサによって検出された気象データを読み取る、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記データサーバは、前記ネットワークを介して、前記無線読み取り装置から前記気象データを集める、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記無線読み取り装置は、前記第１の無線タグ装置および／または前記第２の無線タグ装置に無線で電力を供給する手段をさらに有する、請求項８から１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の無線タグ装置および／または前記第２の無線タグ装置はＲＦＩＤであり、前記無線読み取り装置はＲＦリーダである、請求項８から１３のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の走行中に、鉄道の保守点検に関する情報を収集する技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、阪神・淡路大震災やトンネル内におけるコンクリートの剥離・落下事故の多発を教訓に、鉄道におけるトンネル、高架、鉄橋などの保守点検を強化していこうとする動きが強まってきている。
【０００３】
こうしたなか、鉄道車両の走行中に、鉄道の保守点検に関する情報を収集する技術がいくつか提案されている。例えば、特許２８６９７４２号公報（特許文献１）に記載の発明は、走行中の鉄道車両からのレーザを用いて、高架表面の欠陥（ひび割れなど）を非接触的に検出する技術である。また、特開２００２−２５７７４４号公報（特許文献２）や特開２００３−１０７１６９号公報（特許文献３）に記載の発明は、走行中の鉄道車両からのレーダを用いて、トンネルのコンクリート内部や線路盤下の空洞を非接触的に検出する技術である。
【特許文献１】特許２８６９７４２号公報
【特許文献２】特開２００２−２５７７４４号公報
【特許文献３】特開２００３−１０７１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、レーザやレーダといった非接触プローブを用いて、鉄道の保守点検に関する情報を収集している。たしかに、ひび割れや空洞といった形状の変化は、このような非接触プローブに対しても十分センシティブと言えるかもしれない。
【０００５】
しかし、例えば、高架や鉄橋におけるコンクリート内部のひずみは、ひび割れや空洞といった形状の変化に比べると、レーザやレーダといった非接触プローブに対して、それほどセンシティブとは言えない。そして、ひずみなどの物理量は、とりわけ震災対策や大事故の防止の点で極めて重要な物理量である。
【０００６】
本発明の目的は、鉄道車両の走行中に、鉄道の保守点検に用いる情報を接触的に検出し、収集する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、センサ（ひずみセンサ、衝撃加速度センサなど）を有する無線タグ装置を鉄道路線上の建造物（鉄橋、高架など）に埋め込み、無線読み取り装置を鉄道車両に搭載する。そして、鉄道車両が当該建造物を通過するときに、無線読み取り装置が、無線タグ装置から、センサによって検出されたデータを読み取るようにする。
【０００８】
ひずみデータや衝撃加速度データの高精度化のため、気象センサ（雨量センサ、風向・風速センサ、温度・湿度センサなど）を有する別の無線タグ装置を当該建造物の外部表面に取り付け、鉄道車両が当該建造物を通過するときに、無線読み取り装置が、この別の無線タグ装置から、気象センサによって検出されたデータも読み取るようにしてもよい。
【０００９】
読み取られたデータを保守点検に有効に活用するため、ネットワークを介してデータサーバに収集し、一元管理を行うのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、建造物に埋め込まれた無線タグ装置に内蔵されたセンサによって、接触的に建造物の物理量を検出できるので、建造物のひずみや衝撃加速度といった情報が収集できる。
【００１１】
さらに、気象情報も収集すると、ひずみや衝撃加速度といった情報の高精度化がはかれる。
【００１２】
さらに、読み取ったデータをデータサーバに一元管理すると、これらのデータを鉄道の保守点検システムに活用するのに便利である。
【００１３】
また、従来技術とは違って、プローブが鉄道車両側でなく、建造物側にあるので、鉄道車両が建造物を通過していない状態の物理量を検出し、収集することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１を参照すると、本発明の一実施形態の情報収集システムは、高架または鉄橋に備えられた無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）と無線タグ装置（気象情報用）１０３と、鉄道車両に備えられた無線読み取り装置１０６と記憶装置１０７と、ネットワーク１０８と、データサーバ１０９を含む。
【００１６】
本実施形態の情報収集システムは、鉄道車両に備えられた無線読み取り装置１０６が、当該鉄道車両が高架または鉄橋を通過する際に、当該高架または鉄橋に備えられた無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）と無線タグ装置（気象情報用）１０３が検出した、鉄道の保守点検に関する情報を次々に読み取り、データサーバ１０８が、ネットワーク１０８を介して、これらの情報を収集するものである。
【００１７】
（無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ））
無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）は、図２に示すように、ひずみセンサ１２１と、衝撃加速度センサ１２２と、信号処理部１２３と、メモリ１２４と、電源部１２５を含む。無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）は、高架または鉄橋のコンクリートなどの部材の複数の箇所に埋め込まれる。無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）は、例えば、センサ内蔵型ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）である。
【００１８】
信号処理部１２３は、電源部１２５から、電力の供給を受ける。なお、無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）が受動型の場合、電源部１２５は不要である。この場合、信号処理部１２３は、無線読み取り装置１０６から、無線によって電力の供給を受ける。
【００１９】
信号処理部１２３は、ひずみセンサ１２１と衝撃加速度センサ１２２によって、コンクリートのひずみと、鉄道車両が高架または鉄橋を通過するときにコンクリートに与える衝撃加速度を検出し、検出データを検出時刻とともにメモリ１２４に記録する。
【００２０】
メモリ１２４は、当該無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）が備えられている高架または鉄橋を特定するための識別子、および、当該高架または鉄橋における、当該無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）の設置箇所を特定するための識別子（１〜Ｎ）を記憶している。
【００２１】
無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）は、上記以外のセンサを備えていてもよい。また、無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）は、高架や鉄橋以外の構造物（トンネルなど）に埋め込まれてもよい。
【００２２】
（無線タグ装置（気象情報用）１０３）
無線タグ装置（気象情報用）１０３は、図３に示すように、雨量センサ１３１と、風向・風速センサ１３２と、温度・湿度センサ１３３と、信号処理部１３４と、メモリ１３５と、電源部１３６を含む。無線タグ装置（気象情報用）１０３は、高架または鉄橋の外部に、大気と接触するように取り付けられる。無線タグ装置（気象情報用）１０３は、例えば、センサ内蔵型ＲＦＩＤである。
【００２３】
信号処理部１３４は、電源部１３６から、電力の供給を受ける。なお、無線タグ装置（気象情報用）１０３が受動型の場合、電源部１３６は不要である。この場合、信号処理部１３４は、無線読み取り装置１０６から、無線によって電力の供給を受ける。
【００２４】
信号処理部１３４は、雨量センサ１３１と、風向・風速センサ１３２と、温度・湿度センサ１３３によって、雨量、風向・風速、温度・湿度を検出し、検出データを検出時刻とともにメモリ１３５に記録する。これらの気象データを検出するのは、上記のひずみデータと衝撃加速度データが気象条件によって変動することを考慮し、より精度の高い保守点検システムの構築に活かしてもらうためである。
【００２５】
メモリ１３５は、当該無線タグ装置（気象情報用）１０３が備えられている高架または鉄橋を特定するための識別子を記憶している。
【００２６】
無線タグ装置（気象情報用）１０３は、上記以外のセンサを備えていてもよい。また、無線タグ装置（気象情報用）１０３は、高架や鉄橋以外の構造物（トンネルなど）に取り付けられてもよい。
【００２７】
（無線読み取り装置１０６）
無線読み取り装置１０６は、図４に示すように、信号処理部１６１と、メモリ１６２と、読み取り部１６３と、電力供給部１６４を含む。無線読み取り装置１０６は、鉄道車両に備えられる。鉄道車両は、一般の旅客用または貨物用で構わない。無線読み取り装置１０６は、例えば、ＲＦリーダ機能を備えた装置である。
【００２８】
信号処理部１６１は、読み取り部１６３によって、無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）のメモリ１２４から、当該無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）が備えられた高架または鉄橋を特定するための識別子、当該高架または鉄橋における、当該無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）の設置箇所を特定するための識別子（１〜Ｎ）、ひずみデータと衝撃加速度データ、これらのデータの検出時刻をそれぞれ読み取る。これらのデータの読み取りは、鉄道車両が当該鉄橋または高架を通過している間に行われる。信号処理部１６１は、読み取ったデータをメモリ１６２に記録する。
【００２９】
信号処理部１６１は、さらに、読み取り部１６３によって、無線タグ装置（気象情報用）１０３のメモリ１３５から、当該無線タグ装置（気象情報用）１０３が備えられた高架または鉄橋を特定するための識別子、雨量データと風向・風速データと温度・湿度データ、これらのデータの検出時刻をそれぞれ読み取る。これらのデータの読み取りは、鉄道車両が当該鉄橋または高架を通過している間に行われる。信号処理部１６１は、読み取ったデータをメモリ１６２に記録する。
【００３０】
信号処理部１６１は、無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）と無線タグ装置（気象情報用）１０３が受動型の場合、電力供給部１６４によって、信号処理部１２３と信号処理部１３４に対して、無線により電力を供給する。
【００３１】
信号処理部１６１は、鉄道車両が鉄橋または高架を通過するときに、読み取り部１６３によって、無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）と無線タグ装置（気象情報用）１０３の信号処理部１２３と信号処理部１３４に対し、上記センサのデータ検出のトリガー信号を送信するのが好ましい。なぜなら、衝撃加速度データは、鉄道車両が高架または鉄橋を通過しているときに検出する必要があるからである。また、ひずみについても、鉄道車両が高架または鉄橋を通過する際に生じる衝撃が加わったときのデータを検出する必要があるからである。そして、衝撃加速度データとひずみデータを検出するため、気象データもあわせて検出するのが好ましいからである。
【００３２】
さらに、ひずみデータと気象データについては、信号処理部１２３と信号処理部１３４が所定の時刻ごとに検出を行って、検出データをメモリ１２４とメモリ１３５に記録しておき、鉄道車両が高架または鉄橋を通過したときに、無線読み取り装置１０６に読み取らせるようにするのが好ましい。なぜなら、ひずみデータについては、高架または鉄橋に生じている静的なひずみの経時変化を把握しておくのが好ましいと言えるからである。つまり、ひずみデータと気象データについては、鉄道車両が鉄橋または高架を通過するときだけでなく、所定の時刻ごとに検出するのが好ましい。
【００３３】
（記憶装置１０７）
記憶装置１０７は、無線読み取り装置１０６のメモリ１６２よりも大容量の記憶装置である。記憶装置１０７は、図４に示すように、メモリ１６２に接続され、メモリ１６２内のデータを吸い上げて記憶するとともに、ネットワーク１０８を介して、これらのデータをデータサーバ１０９に送信する。データの送信は、無線で行ってもよいし、鉄道車両が車庫などにあるときに有線で行ってもよい。
【００３４】
（ネットワーク１０８）
ネットワーク１０８は、例えばインターネットである。ネットワーク１０８には、記憶装置１０７とデータサーバ１０９が接続されている。
【００３５】
（データサーバ１０９）
データサーバ１０９は、ネットワーク１０８を介して、記憶装置１０７からデータを受信する。
【００３６】
図５を参照すると、データサーバ１０９に蓄積される保守点検情報の一例が示されている。データサーバ１０９は、鉄橋または高架ごと、検出時刻ごとに、雨量データ、風向・風速データ、温度・湿度データを蓄積するのがもっとも好ましい。さらに、データサーバ１０９は、当該鉄橋または高架の設置箇所ごと、検出時刻ごとに、ひずみデータ、衝撃加速度データを蓄積するのがもっとも好ましい。
【００３７】
また、上記のデータのうち、鉄道車両が鉄橋または高架を通過するときのデータについては、当該車両の走行速度や総重量などの情報もあわせて収集しておけば、ひずみデータや衝撃加速度データの精度向上につながる。
【００３８】
蓄積されたデータは、端末装置がネットワーク１０８を介してデータサーバ１０９にアクセスすることで、高架または鉄橋の保守点検システムの構築に活用される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態の情報収集システムの構成を示した図である。
【図２】無線タグ装置（建造物情報用）１０２（１〜Ｎ）の構成を示した図である。
【図３】無線タグ装置（気象情報用）１０３の構成を示した図である。
【図４】無線読み取り装置１０６の構成を示した図である。
【図５】データサーバ１０９に蓄積される保守点検情報の一例である。
【符号の説明】
【００４０】
１０２（１〜Ｎ）  無線タグ装置（建造物情報用）
１０３  無線タグ装置（気象情報用）
１０６  無線読み取り装置
１０７  記憶装置
１０８  ネットワーク
１０９  データサーバ
１２１  ひずみセンサ
１２２  衝撃加速度センサ
１２３  信号処理部
１２４  メモリ
１２５  電源部
１３１  雨量センサ
１３２  風向・風速センサ
１３３  温度・湿度センサ
１３４  信号処理部
１３５  メモリ
１３６  電源部
１６１  信号処理部
１６２  メモリ
１６３  読み取り部
１６４  電力供給部
【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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