(57)【要約】【課題】コストの上昇を抑制しつつ、作業員の負担が軽減された鉄道用異常診断システムおよびデータ収集装置を提供することである。【解決手段】データ収集装置２０は、鉄道車両に設置されており、振動センサ２２によって測定されたデータを収集する。データ収集装置２０は、振動センサ２２の出力信号に対応するデータを記録するデータ記録装置５３と、データ記録装置５３に記録されたデータをデータ収集装置２０の外部に送信するデータ送信装置５４とを含む。解析装置１４は、鉄道車両３の外部に設置されており、データ収集装置２０から送信されたデータを受信し、振動波形の解析を行なう。制御装置５７は、ＧＰＳ受信機５６を用いて鉄道車両３が所定の測定エリア１２を通過中の振動センサ２２の出力信号に対応するデータをデータ記録装置５３に記録させる。【選択図】図２
2017173082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の振動を測定する振動センサと、
前記鉄道車両に設置され、前記振動センサによって測定されたデータを収集するデータ収集装置とを備え、
前記データ収集装置は、
前記振動センサの出力信号に対応するデータを記録するデータ記録装置と、
前記データ記録装置に記録されたデータを前記データ収集装置の外部に送信するデータ送信装置とを含み、
前記鉄道車両の外部に設置され、前記データ送信装置から送信されたデータを受信し、振動波形の解析を行なう解析装置をさらに備える、鉄道用異常診断システム。
【請求項２】
前記データ収集装置は、
前記鉄道車両の現在位置を測定する測位装置と、
前記測位装置を用いて前記鉄道車両が所定の測定区間を通過中の前記振動センサの出力信号に対応するデータを前記データ記録装置に記録させる制御装置とをさらに含む、請求項１に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項３】
前記データ送信装置は、無線通信によって前記記録されたデータを前記データ収集装置の外部に送信し、
予め定められた受信スポットに配置され、前記データ送信装置から前記無線通信によって送信されたデータを受信し、前記解析装置に転送する受信装置をさらに備える、請求項２に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項４】
前記データ送信装置は、前記測位装置の測定した前記鉄道車両の現在位置が前記受信スポットと一致した場合に、前記データ記録装置からデータを読み出して、無線通信によって前記受信装置に送信する、請求項３に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項５】
前記データ送信装置および前記解析装置は、携帯電話回線または列車専用無線を用いた無線通信によって、前記記録されたデータの送受信を行なう、請求項２に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項６】
前記データ送信装置から送信されたデータを受信し、振動波形の解析を行なう携帯型の簡易解析装置をさらに備える、請求項２に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項７】
前記振動センサは、前記鉄道車両の車輪を支持する台車に配置され、
前記測位装置、前記データ記録装置および前記データ送信装置は、前記台車上にばねによって支持された車体に配置される、請求項２に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項８】
前記振動センサは、前記測位装置、前記データ記録装置および前記データ送信装置の１セットに対して複数設けられ、
前記測位装置、前記データ記録装置および前記データ送信装置の前記１セットは、台車１台ごとに設けられる、請求項７に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項９】
前記振動センサは、加速度センサ、音響センサ、超音波センサおよびＡＥセンサのいずれか１つである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項１０】
前記データ収集装置は、
前記振動センサの出力信号から一部の周波数帯域を除去するフィルタ処理部をさらに含み、
前記データ記録装置は、前記フィルタ処理部で処理された出力信号をデータとして記録する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項１１】
前記データ収集装置は、
前記データ記録装置および前記データ送信装置に電力を供給する自己発電装置をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の鉄道用異常診断システム。
【請求項１２】
鉄道車両に設置された振動センサによって測定されたデータを収集するデータ収集装置であって、
前記鉄道車両の現在位置を測定する測位装置と、
前記振動センサの出力信号に対応するデータを記録するデータ記録装置と、
前記測位装置を用いて前記鉄道車両が所定の測定区間を通過中の前記振動センサの出力信号に対応するデータを前記データ記録装置に記録させる制御装置とを備える、データ収集装置。
【請求項１３】
前記測位装置の測定した前記鉄道車両の現在位置が受信スポットと一致した場合に、前記データ記録装置に記録されたデータを、無線通信によって前記受信スポットに配置された受信装置に送信するデータ送信装置をさらに備える、請求項１２に記載のデータ収集装置。
【請求項１４】
前記データ記録装置に記録されたデータを、携帯電話回線または列車専用無線を用いた無線通信によって、鉄道車両管理センターに配置された解析装置に送信するデータ送信装置をさらに備える、請求項１２に記載のデータ収集装置。
【請求項１５】
前記データ記録装置に記録されたデータを、振動波形の解析を行なう携帯型の簡易解析装置に送信するデータ送信装置をさらに備える、請求項１２に記載のデータ収集装置。
【請求項１６】
前記測位装置および前記データ記録装置に電力を供給する自己発電装置をさらに備える、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のデータ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道用異常診断システムおよびデータ収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車軸軸受は、鉄道車両の走行安全上、重要な部品の一つである。万一、車軸軸受に異常が生じると、高速走行時の安定性が低下するため、鉄道車両の運行に重大な悪影響を及ぼす。したがって、鉄道車両の信頼性を確保し、保全コストの最小化を実現するための車軸軸受異常診断技術の確立は、鉄道運輸にとって必須の課題である。
【０００３】
たとえば、特開２０１５−１７２５１６号公報（特許文献１）は、鉄道車両に設置する軸受異常診断システムを開示する。この軸受異常診断システムでは、軸箱に振動センサを取り付けて振動を測定し、Ａ／Ｄ変換した後に記録メディアに記録している。その後、記録メディアの回収を行ない、解析装置に記録メディアから振動データを読み込み軸受異常の診断を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７２５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特開２０１５−１７２５１６号公報で使用された振動検出装置は、永久磁石によって軸箱に着脱自在に取り付けられており、常設されるものではなかった。このため、振動検出装置の軸箱への設置、測定開始指示、測定後の振動検出装置の回収、回収した装置から記録メディアを取り出して解析装置に読み込ませる等の作業を作業員が行なう必要があり、作業員の負担が大きかった。
【０００６】
作業員の負担を軽減するために、解析装置と振動検出装置を鉄道車両に常設し、解析装置と振動検出装置を通信線で接続することも考えられるが、その場合、解析装置が車両ごとまたは車両の一編成ごとに必要となるので、コストが高く普及させるのが難しい。
【０００７】
また、データ解析装置は精密な電子機器を含んでおり使用環境の制限が厳しいので、車両高速走行時の強い振動を受ける場所には配置できない。したがってデータ解析装置は振動の影響を受けにくい車両内に設置する必要がある。軸箱に固定する振動センサのアナログ出力信号を車内に設置したデータ解析装置へ引き込むために、長い配線が使用されることが多く、これにより振動信号の減衰や波形歪みが生じることがある。
【０００８】
さらに、車両走行時における、車輪のレールの継ぎ目やポイント部の通過時に発生する外乱振動が、軸受の異常に起因する振動波形と共に検出されると、軸受の異常判定が正確にできないという問題がある。したがって、軸受診断用に適したデータを収集するために、レールの継ぎ目やポイント部を避けてデータを収集する必要がある。上記特開２０１５−１７２５１６号公報では、車両走行範囲内のレールの傍に設置された標識を見て作業員が測定開始を行なっており、作業員の見落としが懸念される。
【０００９】
この発明の目的は、コストの上昇を抑制しつつ、作業員の負担が軽減された鉄道用異常診断システムおよびデータ収集装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、鉄道用異常診断システムであって、振動センサと、データ収集装置と、解析装置とを備える。振動センサは、鉄道車両の振動を測定する。データ収集装置は、鉄道車両に設置され、振動センサによって測定されたデータを収集する。データ収集装置は、振動センサの出力信号に対応するデータを記録するデータ記録装置と、データ記録装置に記録されたデータをデータ収集装置の外部に送信するデータ送信装置とを含む。解析装置は、鉄道車両の外部に設置され、データ送信装置から送信されたデータを受信し、振動波形の解析を行なう。
【００１１】
上記の構成によれば、データ収集装置と解析装置とが分離されて配置されるので、解析装置を複数の鉄道車両の異常診断に共用することができる。これによって、鉄道用異常診断システムの全体的なコストを下げることができる。
【００１２】
好ましくは、データ収集装置は、鉄道車両の現在位置を測定する測位装置と、測位装置を用いて鉄道車両が所定の測定区間を通過中の振動センサの出力信号に対応するデータをデータ記録装置に記録させる制御装置とをさらに含む。
【００１３】
上記の構成によれば、予めレールの継ぎ目やポイント部などを避けて、軸受の異常診断に用いる車両の振動データを収集する場所を指定することができる。したがって、外乱振動が少ない振動データを軸受等の診断に使用することができるので、診断の精度が向上する。
【００１４】
より好ましくは、データ送信装置は、無線通信によって記録されたデータをデータ収集装置の外部に送信し、予め定められた受信スポットに配置され、データ送信装置から無線通信によって送信されたデータを受信し、解析装置に転送する受信装置をさらに備える。
【００１５】
無線通信によってデータを送信するので、データの解析装置への転送時に配線の接続やメモリカードの回収などのユーザの手間を省くことができる。さらに、上記のような受信スポットを受信条件の良好な場所に配置しておくことにより、無線通信によるデータの送信の確実性が増す。
【００１６】
さらに好ましくは、データ送信装置は、測位装置の測定した鉄道車両の現在位置が受信スポットと一致した場合に、データ記録装置からデータを読み出して、無線通信によって受信装置に送信する。
【００１７】
このように、測位装置を使用して送信トリガーを生成することによって、作業者が送信開始ボタンを押すなどの手間を省くことができる。
【００１８】
より好ましくは、データ送信装置および解析装置は、携帯電話回線または列車専用無線を用いた無線通信によって、記録されたデータの送受信を行なう。
【００１９】
無線通信によってデータを送信するので、データの解析装置への転送時に配線の接続やメモリカードの回収などのユーザの手間を省くことができる。
【００２０】
より好ましくは、鉄道用異常診断システムは、データ送信装置から送信されたデータを受信し、振動波形の解析を行なう携帯型の簡易解析装置をさらに備える。
【００２１】
上記の構成によれば、携帯型の簡易解析装置を用いて、データ収集装置に一時保存された対象軸受の測定データを取得し簡易的な振動解析を実施することができるので、現場調査の際、作業者が直ちに診断状況をその場で把握することが可能となる。
【００２２】
より好ましくは、振動センサは、鉄道車両の車輪を支持する台車に配置され、測位装置、データ記録装置およびデータ送信装置は、台車上にばねによって支持された車体に配置される。
【００２３】
上記の構成によれば、鉄道車両の走行による車輪や車軸の振動は、ばねによって弱められるので、測位装置、データ記録装置およびデータ送信装置に強い振動が加わることがない。このため、振動センサよりは振動に弱い測位装置、データ記録装置およびデータ送信装置等の機器が振動から保護される。
【００２４】
さらに好ましくは、振動センサは、測位装置、データ記録装置およびデータ送信装置の１セットに対して複数設けられ、測位装置、データ記録装置およびデータ送信装置の１セットは、台車１台ごとに設けられる。
【００２５】
上記の構成とすれば、測位装置、データ記録装置およびデータ送信装置の１セットを含むデータ収集装置と振動センサとを結ぶ配線が短くて済む。配線が短いと振動センサからの信号の減衰が少なくて済むので解析に有利となる。
【００２６】
好ましくは、振動センサは、加速度センサ、音響センサ、超音波センサおよびＡＥセンサのいずれか１つである。
【００２７】
好ましくは、データ収集装置は、振動センサの出力信号から一部の周波数帯域を除去するフィルタ処理部をさらに含む。データ記録装置は、フィルタ処理部で処理された出力信号をデータとして記録する。
【００２８】
上記の構成とすれば、不要な周波数帯域の信号が除去された状態で出力信号が記録されるので、記録データの量を削減することができる。
【００２９】
好ましくは、データ収集装置は、データ記録装置およびデータ送信装置に電力を供給する自己発電装置をさらに含む。
【００３０】
自己発電装置を搭載することによって、データ収集装置に外部から電力を供給しなくて良くなる。このため、既存の鉄道車両の電気系統に変更を加えることなく鉄道車両にデータ収集装置を取り付けることができる。
【００３１】
この発明は、他の局面では、鉄道車両に設置された振動センサによって測定されたデータを収集するデータ収集装置であって、測位装置と、データ記録装置と、制御装置とを備える。測位装置は、鉄道車両の現在位置を測定する。記録装置は、振動センサの出力信号に対応するデータを記録する。制御装置は、測位装置を用いて鉄道車両が所定の測定区間を通過中の振動センサの出力信号に対応するデータをデータ記録装置に記録させる。
【００３２】
上記の構成によれば、予めレールの継ぎ目やポイント部などを避けて、軸受の異常診断に用いる車両の振動データを収集する場所を指定することができる。したがって、外乱振動が少ない振動データを軸受等の診断に使用することができるので、診断の精度が向上する。
【００３３】
好ましくは、データ収集装置は、測位装置の測定した鉄道車両の現在位置が受信スポットと一致した場合に、データ記録装置に記録されたデータを、無線通信によって受信スポットに配置された受信装置に送信するデータ送信装置をさらに備える。
【００３４】
このように、測位装置を使用して送信トリガーを生成することによって、作業者が送信開始ボタンを押すなどの手間を省くことができる。
【００３５】
好ましくは、データ収集装置は、データ記録装置に記録されたデータを、携帯電話回線または列車専用無線を用いた無線通信によって、鉄道車両管理センターに配置された解析装置に送信するデータ送信装置をさらに備える。
【００３６】
無線通信によってデータを送信するので、データの解析装置への転送時に配線の接続やメモリカードの回収などのユーザの手間を省くことができる。
【００３７】
好ましくは、データ収集装置は、データ記録装置に記録されたデータを、振動波形の解析を行なう携帯型の簡易解析装置に送信するデータ送信装置をさらに備える。
【００３８】
上記の構成によれば、携帯型の簡易解析装置を用いて、データ収集装置に一時保存された対象軸受の測定データを取得し簡易的な振動解析を実施することができるので、現場調査の際、作業者が直ちに診断状況をその場で把握することが可能となる。
【００３９】
好ましくは、データ収集装置は、測位装置およびデータ記録装置に電力を供給する自己発電装置をさらに備える。
【００４０】
自己発電装置を搭載することによって、データ収集装置に外部から電力を供給しなくて良くなる。このため、既存の鉄道車両の電気系統に変更を加えることなく鉄道車両にデータ収集装置を取り付けることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、詳細な振動の解析をおこなう解析装置部分を共用し、コストの上昇を抑制しているので、車両に常設するデータ収集装置の普及が促進され、作業員の負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態の鉄道用異常診断システムの全体構成を示す図である。
【図２】データ収集装置の構成を示すブロック図である。
【図３】車両の一編成におけるデータ収集装置の配置を示す図である。
【図４】データ収集装置と振動センサの接続関係を示す図である。
【図５】データ収集装置と振動センサの配置を示す図である。
【図６】データ収集装置から解析装置へのデータ送信の第１形態を説明するための図である。
【図７】データ測定の開始処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】データの送信処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】データ収集装置から解析装置へのデータ送信の第２形態を説明するための図である。
【図１０】データ収集装置から携帯型簡易解析装置へのデータ送信を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００４４】
図１は、本実施の形態の鉄道用異常診断システムの全体構成を示す図である。最初に図１を参照して本実施の形態の鉄道用異常診断システムの概要について説明する。本実施の形態の鉄道用異常診断システムでは、振動波形の詳細な解析を行なう解析装置１４は、鉄道車両の運行状態を監視する監視端末１５が配置されている車両運行管理センター１に配置される。解析装置１４は、たとえば、高度なデータ処理や、振動波形の分析などを行なうためのサーバー（処理・分析サーバー）などが該当する。
【００４５】
鉄道車両３には、振動センサとデータ収集装置２０とが搭載されている。コストが高く、設置環境の制限が厳しい解析装置１４を車両とは別の場所に配置し、この解析装置１４を複数の鉄道車両３の異常診断に共用する。これによって、鉄道用異常診断システムの全体的なコストを下げることができる。
【００４６】
また、車両の振動データは、レール４の継ぎ目やポイント部の通過時等の外乱振動を含む場合がある。軸受の異常診断には、このような外乱振動が少ない振動データを使用することが望ましい。走行中の振動データをすべて記録しておき、後から外乱振動が無い部分を抽出して異常診断に使用することも可能であるが、データの記録量が多くなり現実的ではない。
【００４７】
そこで、本実施の形態のデータ収集装置２０は、必要な時間だけに限ってデータ収集を行なう。各データ収集装置２０にはＧＰＳ衛星１３からの送信波１０を受信するＧＰＳ受信機が内蔵されており、鉄道線路上所定の測定エリア１２を通過する際に、ＧＰＳ受信機の出力をトリガー信号として、車両の振動のデータを一定時間だけ（一定の記録容量分）収集を行なう。なお、収集された振動データは、データ収集装置２０に一時的に保存する。このようにすることによって、データ収集装置２０に搭載する記録装置の記憶容量をあまり大きくしなくても済む。
【００４８】
次に採集されたデータの処理方法について説明する。所定の送信エリア１１（駅など）に停車した際、無線通信方式で予め駅に設置されたデータの受信スポット２に送信波８によってデータを送信し、受信スポット２を通じて、送信波６によって解析装置１４に送信する。または、車両走行中に携帯電話回線／列車無線を通じて、送信波７によって解析装置１４にデータを送信する。その後、解析装置１４でデータの確認、解析作業などを行なう（図１では、一例として、処理・解析サーバーを車両運行管理センター１に設置した例を示している）。
【００４９】
より好ましくは、鉄道用異常診断システムは、データ収集装置２０のデータ送信装置から送信波９によって送信されたデータを受信し、振動波形の解析を行なう携帯型の簡易解析装置１６をさらに備える。
【００５０】
図２は、データ収集装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る鉄道用異常診断システム１００は、振動センサ２２と、データ収集装置２０と、解析装置１４とを備える。
【００５１】
図１、図２を参照して、振動センサ２２は、鉄道車両３の振動を測定する。好ましくは、振動センサ２２は、加速度センサ、音響センサ、超音波センサおよびＡＥセンサのいずれか１つである。
【００５２】
データ収集装置２０は、鉄道車両３に設置されており、振動センサ２２によって測定されたデータを収集する。
【００５３】
データ収集装置２０は、振動センサ２２の出力信号から一部の周波数帯域を除去するフィルタ処理部５１と、振動センサ２２の出力信号に対応するデータを記録するデータ記録装置５３と、データ記録装置５３に記録されたデータをデータ収集装置２０の外部に送信するデータ送信装置５４とを含む。
【００５４】
フィルタ処理部５１により、軸受固有振動に対応した所定の周波数帯域のみを抽出し、不要な周波数帯域を除去する。制御装置５７は、フィルタ処理部５１を介して出力された信号をＡ／Ｄ変換器５２によってＡ／Ｄ変換した後にデータ記録装置５３にデータとして記録する。これにより、不要な周波数帯域の信号が除去された状態で出力信号が記録されるので、記録データの量を削減することができる。
【００５５】
解析装置１４は、鉄道車両３の外部に設置されており、データ収集装置２０から送信されたデータを受信し、振動波形の解析を行なう。
【００５６】
データ収集装置２０は、鉄道車両の現在位置を測定するＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機５６と、ＧＰＳ受信機５６を用いて鉄道車両３が所定の測定エリア１２を通過中の振動センサ２２の出力信号に対応するデータをデータ記録装置５３に記録させる制御装置５７とをさらに含む。
【００５７】
なお、ＧＰＳ受信機５６は、衛星を利用する測位装置（全地球航法衛星システム：Global  Navigation  Satellite  System（ＧＮＳＳ））であればＧＰＳでなくても他の方式であっても良い。また衛星を利用しないものであっても、位置を特定できる装置であれば他の方式を使用するものでも良い。
【００５８】
好ましくは、データ収集装置２０は、データ記録装置５３およびデータ送信装置５４に電力を供給する自己発電装置５８をさらに含む。自己発電装置５８は、たとえば、振動を受けて発電を行なう圧電素子や、風を受けて回転する風車によって発電する風力発電機や、太陽電池などを使用することができる。特に、鉄道車両は、走行中に振動や走行風などを受けるので、圧電素子や風力発電機などが好ましい。自己発電装置５８を搭載することによって、データ収集装置２０に外部から電力を供給しなくて良くなる。このため、既存の鉄道車両の電気系統に変更を加えることなく鉄道車両にデータ収集装置２０を取り付けることができる。
【００５９】
図３は、車両の一編成におけるデータ収集装置の配置を示す図である。図３には、８両編成の鉄道車両３１〜３８が示されている、鉄道車両３１〜３８の各々には、車輪を支持する台車１９が２台ずつ取り付けられている。データ収集装置２０は、各台車１９に対応して１つ設けられている。
【００６０】
図４は、データ収集装置と振動センサの接続関係を示す図である。図５は、データ収集装置と振動センサの配置を示す図である。
【００６１】
データ収集装置２０を車両内に配置すると、振動センサ２２から車両中のデータ収集装置２０につなぐ配線が長くなる。長い配線を使うとＡ／Ｄ変換前のアナログ信号が減衰して解析に不利となる。そこで、振動センサ２２は台車１９の軸箱の下、データ収集装置２０は台車１９のばね上部分に配置する。すると振動センサ２２とデータ収集装置２０とを結ぶ配線は短くて済む。
【００６２】
図５に示すように、振動センサ２２は、鉄道車両の車輪を支持する台車１９に配置される。より詳細には、軸箱４２，４６の下側あるいは軸箱４２，４６の斜め上に設置することが好ましい（鞍型軸箱の場合）。軸箱４２，４６に設置することによって、車軸軸受に異常が発生した場合の振動を良好に検出することができる。
【００６３】
一方、ＧＰＳ受信機５６、データ記録装置５３およびデータ送信装置５４を収容するデータ収集装置２０は、台車１９上に空気ばね４０によって支持された鉄道車両３１の車体に配置される。鉄道車両の走行による車輪や車軸の振動は、軸ばね（１次ばね）４４および空気ばね（２次ばね）４０によって弱められるので、データ収集装置２０に強い振動が加わることがない。このため、振動センサ２２よりは振動に弱い機器を搭載していても、データ収集装置２０は保護されている。
【００６４】
図４、図５に示すように、振動センサ２２は、ＧＰＳ受信機５６、データ記録装置５３およびデータ送信装置５４の１セットを収容するデータ収集装置２０の１つに対して複数（図４の例では４個）設けられる。図３に示すように、ＧＰＳ受信機５６、データ記録装置５３およびデータ送信装置５４の１セットを収容するデータ収集装置２０は、台車１台ごとに設けられる。
【００６５】
図６は、データ収集装置から解析装置へのデータ送信の第１形態を説明するための図である。図５のデータ送信装置５４は、無線通信によって記録されたデータをデータ収集装置２０の外部に送信する。受信装置６０は、データ送信装置５４から無線通信によって送信されたデータを受信する。受信装置６０は、駅などに設置された予め定められた受信スポット２に配置される。受信装置６０は、受信したデータを解析装置１４に転送する。
【００６６】
無線通信によってデータを送信するので、データの解析装置１４への転送時に配線の接続やメモリカードの回収などのユーザの手間を省くことができる。さらに、上記のような受信スポット２を受信条件の良好な場所（停車する駅など）に配置しておくことにより、無線通信によるデータの送信の確実性が増す。
【００６７】
図７は、データ測定の開始処理を説明するためのフローチャートである。図５の制御装置５７は、ＧＰＳ受信機５６を用いて鉄道車両３が所定の測定エリア１２を通過中の振動センサ２２の出力信号に対応するデータをデータ記録装置５３に記録させる。
【００６８】
図５、図７を参照して、まずステップＳ１において、制御装置５７は、ＧＰＳ受信機５６が検出した鉄道車両の現在位置が、図１に示した測定エリア１２に入ったか否かを判断する。ＧＰＳ受信機５６は、アンテナ５５によってＧＰＳ衛星からの電波を受信して、現在位置の緯度、経度の情報を計算して制御装置５７に出力する。制御装置５７は、あらかじめ登録された測定エリア１２の緯度、経度情報と現在位置とを比較して現在位置が測定エリア１２に入ったか否かを判断する。
【００６９】
ステップＳ１において、現在位置が測定エリア１２に入っていないと判断された場合には、ステップＳ４に処理が進められ、繰り返してステップＳ１の処理が行なわれる。
【００７０】
ステップＳ１において、現在位置が測定エリア１２に入ったと判断された場合には、ステップＳ２に処理が進められ、制御装置５７は、Ａ／Ｄ変換器５２およびデータ記録装置５３に測定開始指令を送信し、振動の測定が開始される。振動の測定が開始されると、フィルタ処理部５１によって軸受異常に対応する周波数の信号が抽出された振動センサ２２の出力信号が、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル信号に変換され、ステップＳ３においてデータ記録装置５３に記録される。
【００７１】
このように、ＧＰＳ受信機５６を使用して開始トリガーを生成し、軸受けの診断に有効なデータを必要な量だけ取得する。これにより、データ記録装置５３の記憶容量を節約することができる。開始された測定は、測定エリア１２から鉄道車両３が出たことをＧＰＳ受信機５６および制御装置５７によって検出して、測定停止のトリガーとしても良い。また、測定開始から所定時間が経過したり、データ記録装置５３に所定容量のデータが記録されたりした場合に、測定を停止しても良い。
【００７２】
また、データ記録装置５３の記録容量を異常診断に必要な量とし、車両走行開始からデータを繰り返しデータ記録装置５３に上書きして記録するようにしておき、ＧＰＳ受信機５６からの信号を測定停止のトリガーとして使用しても良い。そうすれば、データ記録装置５３に必要な部分のデータが残る。
【００７３】
図８は、データの送信処理を説明するためのフローチャートである。図５、図８を参照して、好ましくは、データ送信装置５４は、ＧＰＳ受信機５６の測定した鉄道車両の現在位置が受信スポット２と一致した場合に、データ記録装置５３からデータを読み出して、無線通信によって受信装置６０に送信する。
【００７４】
まずステップＳ１１において、制御装置５７は、ＧＰＳ受信機５６が検出した鉄道車両の現在位置が、図１に示した送信エリア１１に入ったか否かを判断する。ＧＰＳ受信機５６は、アンテナ５５によってＧＰＳ衛星からの電波を受信して、現在位置の緯度、経度の情報を計算して制御装置５７に出力する。制御装置５７は、あらかじめ登録された送信エリア１１の緯度、経度情報と現在位置とを比較して現在位置が送信エリア１１に入ったか否かを判断する。
【００７５】
ステップＳ１１において、現在位置が送信エリア１１に入っていないと判断された場合には、ステップＳ１４に処理が進められ、繰り返してステップＳ１１の処理が行なわれる。
【００７６】
ステップＳ１１において、現在位置が送信エリア１１に入ったと判断された場合には、ステップＳ１２に処理が進められる。ステップＳ１２では、測定エリア１２を通過したときに記録された振動データがデータ記録装置５３に存在するか否かが判断される。ステップＳ１２においてデータが記録済でなかった場合には、ステップＳ１４に処理が進められ制御はメインルーチンに戻される。
【００７７】
ステップＳ１２において、データが記録済であった場合には、ステップＳ１３に処理が進められる。ステップＳ１３では、データ記録装置５３から記録済のデータが読み出され、データ送信装置５４によって受信スポットの受信装置６０に送信する。
【００７８】
このように、ＧＰＳ受信機５６を使用して送信トリガーを生成することによって、作業者が送信開始ボタンを押すなどの手間を省くことができる。
【００７９】
図９は、データ収集装置から解析装置へのデータ送信の第２形態を説明するための図である。図６では、受信スポット２を経由して解析装置１４にデータを送っていたが、データ収集装置２０から解析装置１４にデータを直接送信しても良い。
【００８０】
図９に示すように、データ送信装置５４および解析装置１４は、携帯電話回線または列車専用無線を用いた無線通信（図１の送信波７）によって、記録されたデータの送受信を行なう。
【００８１】
無線通信によってデータを送信するので、データの解析装置への転送時に配線の接続やメモリカードの回収などのユーザの手間を省くことができる。
【００８２】
図１０は、データ収集装置から携帯型簡易解析装置へのデータ送信を説明するための図である。図１、図１０を参照して、たとえば、現場調査の際、作業者が携帯型の簡易解析装置１６（ハンディタイプ振動解析端末）を用いて、データ収集装置２０に一時保存された対象軸受の測定データを無線通信方式で取得する。そして作業者は、簡易解析装置１６において簡易的な振動解析を実施し、異常診断結果をまとめて、地上施設内に設置される解析装置１４に送信することができる。したがって、現場調査の際、作業者が直ちに診断状況をその場で把握し、報告することが可能となる。
【００８３】
以上説明した異常診断装置によれば、以下のａ）〜ｄ）に示す効果が得られる。
ａ）  直線線路など外乱が少ない場所を振動の測定エリア１２として、予めデータ収集装置２０に設定しておくことによって、レール４の繋ぎ目やポイント部を避けて振動を検出する。これにより、軸受異常に起因する振動波形以外の余分な振動波形が現れない高精度で安定した振動データを採取することができる。
【００８４】
ｂ)  振動を測定し記録する部分（振動センサ２２およびデータ収集装置２０）と振動を解析、診断する部分（解析装置１４）とを分離しているため、各車両（台車毎）に振動測定・データ収集ユニットのみ搭載する構成にできる。これにより、解析装置１４の鉄道車両への搭載が不要となり、異常診断システムの大幅なコストダウンにつながる。
【００８５】
ｃ)  車両運行管理センターなど、周囲温度、湿度、ノイズ、振動が管理された環境が良好な場所に解析装置１４を振動センサ部分とは分離して設置することによって、解析装置１４を構成するサーバーのハイスペック化が可能で、より安全性・信頼性の高いデータ解析システムを構築することができる。
【００８６】
ｄ）  台車近傍の車体にデータ収集装置２０を設置することによって、振動センサ２２の出力信号のＡ／Ｄ変換をデータ収集装置２０の内部で行うため、長い配線による振動信号への外乱の影響を排除できる。
【００８７】
ｅ）  現場調査の際、メンテナンススタッフがハンディタイプの簡易解析装置１６を用いて、観測対象軸受の一時保存された測定データを無線通信方式で取得して振動解析を実施することができる。また、簡易解析装置１６で得た異常診断結果をまとめて、地上施設内に設置される解析装置１４に送信することができる。
【００８８】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８９】
１  車両運行管理センター、２  受信スポット、３，３１〜３８  鉄道車両、４  レール、６〜１０  送信波、１１  送信エリア、１２  測定エリア、１３  ＧＰＳ衛星、１４  解析装置、１５  監視端末、１６  簡易解析装置、１９  台車、２０  データ収集装置、２２  振動センサ、４０  空気ばね、４２，４６  軸箱、５１  フィルタ処理部、５２  Ａ／Ｄ変換器、５３  データ記録装置、５４  データ送信装置、５５  アンテナ、５６  ＧＰＳ受信機、５７  制御装置、５８  自己発電装置、６０  受信装置、１００  鉄道用異常診断システム。
【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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