(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器を搭載した列車の運転情報を用いて前記機器の状態を推定する状態推定部と、
前記列車における前記機器の配置を示す機器配置情報を記憶する機器配置記憶部と、
前記機器の状態推定値に基づいて、点検または部品交換が必要な保全対象の前記機器を抽出し、保全対象の前記機器と前記機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力する作業計画出力部と、
前記機器の状態を数値で表した状態推定値を記憶する状態推定値記憶部と、
前記機器の保全作業結果を示す作業結果情報の入力を受け付ける作業結果入力部と、
前記作業結果入力部によって入力が受け付けられた前記作業結果情報に基づいて、前記状態推定値記憶部に記憶された状態推定値を修正する状態推定値修正部と、
を備え、
前記状態推定部は、前記運転情報および前記状態推定値記憶部に記憶された状態推定値に基づいて前記機器の状態を推定すること
を特徴とする状態監視装置。
【請求項２】
機器を搭載した列車の運転情報を用いて前記機器の状態を推定する状態推定部と、
前記列車における前記機器の配置を示す機器配置情報を記憶する機器配置記憶部と、
前記機器の状態推定値に基づいて、点検または部品交換が必要な保全対象の前記機器を抽出し、保全対象の前記機器と前記機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力する作業計画出力部と、
前記運転情報に基づいて前記機器の状態を推定する関数を定める状態推定モデルと、
前記機器の保全作業結果を示す作業結果情報の入力を受け付ける作業結果入力部と、
前記作業結果入力部によって入力が受け付けられた前記作業結果情報に基づいて、前記状態推定モデルを修正する状態推定モデル修正部と、
を備え、
前記状態推定部は、前記運転情報および前記状態推定モデル修正部によって修正された前記状態推定モデルを用いて、前記機器の状態を推定すること
を特徴とする状態監視装置。
【請求項３】
機器を搭載した列車の運転情報を用いて前記機器の状態を推定する状態推定部と、
前記列車における前記機器の配置を示す機器配置情報を記憶する機器配置記憶部と、
前記機器の状態推定値に基づいて、点検または部品交換が必要な保全対象の前記機器を抽出し、保全対象の前記機器と前記機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力する作業計画出力部と、
前記機器の状態を数値で表した状態推定値を記憶する状態推定値記憶部と、
を備え、
前記状態推定値記憶部は、前記機器の保全作業結果を示す作業結果情報に基づいて修正された前記機器の状態推定値を記憶し、
前記状態推定部は、前記運転情報および前記状態推定値記憶部に記憶された修正後の過去の状態推定値に基づいて、前記機器の状態を推定すること
を特徴とする状態監視装置。
【請求項４】
機器を搭載した列車の運転情報を用いて前記機器の状態を推定する状態推定部と、
前記列車における前記機器の配置を示す機器配置情報を記憶する機器配置記憶部と、
前記機器の状態推定値に基づいて、点検または部品交換が必要な保全対象の前記機器を抽出し、保全対象の前記機器と前記機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力する作業計画出力部と、
前記運転情報および前記機器の過去の状態を用いて、前記機器の状態を推定する関数を定める状態推定モデルと、
前記機器の保全作業結果を示す作業結果情報に基づいて前記状態推定モデルを修正する状態推定モデル修正部と、
前記機器の状態を数値で表した状態推定値を記憶する状態推定値記憶部と、
を備え、
前記状態推定部は、前記運転情報、前記機器の過去の状態推定値および前記状態推定モデル修正部によって修正された前記状態推定モデルを用いて、前記機器の状態を推定すること
を特徴とする状態監視装置。
【請求項５】
前記作業計画出力部は、前記機器配置情報に基づいて保全対象の前記機器が点検経路の順に並べられた表示情報を出力すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載の状態監視装置。
【請求項６】
前記作業計画出力部は、前記機器が配置された区域ごとに、部品交換が必要な前記機器の数を予測し、前記区域ごとに予測した前記機器の数を含む情報を出力すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載の状態監視装置。
【請求項７】
前記作業結果入力部は、保全対象の前記機器で部品交換が必要であるか否かを示す情報を出力し、部品交換が必要とされたが保全作業で部品交換が不要であった前記機器または部品交換が不要とされたが保全作業では部品交換が必要であった前記機器を示す作業結果情報の入力を受け付けること
を特徴とする請求項１記載の状態監視装置。
【請求項８】
前記作業結果入力部は、保全作業で計測された前記機器の状態の計測結果の入力を受け付け、
前記状態推定値修正部は、前記作業結果入力部によって入力が受け付けられた計測結果に応じて、前記状態推定値記憶部に記憶された状態推定値を修正すること
を特徴とする請求項１記載の状態監視装置。
【請求項９】
状態推定部が、機器を搭載した列車の運転情報を用いて前記機器の状態を推定するステップと、
作業計画出力部が、前記機器の状態推定値に基づいて、点検または部品交換が必要な保全対象の前記機器を抽出し、保全対象の前記機器と機器配置記憶部に記憶された前記機器の配置を示す機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力するステップと、
作業結果入力部が、前記機器の保全作業結果を示す作業結果情報の入力を受け付けるステップと、
状態推定値修正部が、前記作業結果入力部によって入力が受け付けられた前記作業結果情報に基づいて、前記機器の状態を数値で表した状態推定値を記憶する状態推定値記憶部に記憶された状態推定値を修正するステップと、
を備え、
前記状態推定部は、前記運転情報および前記状態推定値記憶部に記憶された状態推定値に基づいて前記機器の状態を推定すること
を特徴とする保全作業支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、列車に搭載された機器の状態監視装置および保全作業支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、電気車内の寿命部品または消耗部品についてのデバイス名、形名、部品寿命年数、寿命動作回数、および寿命稼働時間が登録されたデータベースと、寿命部品または消耗部品の動作回数および稼働時間を累積カウントして記録し、動作回数または稼働時間の累積カウント値が、上記データベースに登録されている寿命年数、寿命動作回数もしくは稼働時間から求められた交換基準値に到達したときに、該当する部品を交換すべきことを表示装置によって知らせる装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−２９１１０号公報
【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、列車には多数の機器が搭載されているため、機器に使用された寿命部品または消耗部品の点検には多大の労力を要するという課題があった。【０００５】
本開示は上記課題を解決するものであって、列車に搭載された機器の保全作業に要する労力を軽減することができる状態監視装置および保全作業支援方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る状態監視装置は、機器を搭載した列車の運転情報を用いて、機器の状態を推定する状態推定部と、列車における機器の配置を示す機器配置情報を記憶する機器配置記憶部と、機器の状態推定値に基づいて、点検または部品交換が必要な保全対象の機器を抽出し、保全対象の機器と機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力する作業計画出力部と、機器の状態を数値で表した状態推定値を記憶する状態推定値記憶部と、機器の保全作業結果を示す作業結果情報の入力を受け付ける作業結果入力部と、作業結果入力部によって入力が受け付けられた作業結果情報に基づいて、状態推定値記憶部に記憶された状態推定値を修正する状態推定値修正部を備え、状態推定部は、運転情報および状態推定値記憶部に記憶された状態推定値に基づいて機器の状態を推定する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、機器の状態推定値に基づいて、列車に搭載された機器から点検または部品交換が必要な保全対象の機器を抽出し、抽出した保全対象の機器と、列車における機器の配置を示す機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力する。機器配置情報を参照して保全対象の機器を容易に判別できるので、保全作業を効率的に行うことが可能である。これにより、本開示に係る状態監視装置は、列車に搭載された機器の保全作業に要する労力を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る状態監視装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における状態推定処理を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１における作業計画出力処理を示すフローチャートである。
【図４】図４Ａは、機器配置情報の例１を示す図であり、図４Ｂは、保全対象の機器と機器配置情報の例１とを関連付けた情報の例を示す図である。
【図５】図５Ａは、機器配置情報の例２を示す図であり、図５Ｂは、保全対象の機器と機器配置情報の例２とを関連付けた作業計画情報の例を示す図である。
【図６】保全対象の機器が点検経路の順に並べられた情報の例を示す図である。
【図７】運転情報と状態推定値との関係を示す説明図である。
【図８】実施の形態１に係る状態監視装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図９】図９Ａは、実施の形態１に係る状態監視装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図であり、図９Ｂは、実施の形態１に係る状態監視装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態１における作業計画情報の例を示す図である。
【図１１】機器配置情報の例３を示す図である。
【図１２】保全対象の機器と機器配置情報の例３とを関連付けた作業計画情報の例を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係る状態監視装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】保全作業結果の入力処理を示すフローチャートである。
【図１５】保全作業結果の表示例１を示す図である。
【図１６】保全作業結果の表示例２を示す図である。
【図１７】実施の形態３に係る状態監視装置の構成例を示すブロック図である。
【図１８】状態推定モデルの修正処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る状態監視装置１０の構成例を示すブロック図である。状態監視装置１０は、列車に搭載された複数の機器の状態を監視し、機器の状態の監視結果に基づいて機器の保全作業に関する情報を出力する。状態監視対象の機器は、列車の運行に影響を受ける機器であり、例えば、構成部品としてブレーキ制輪子を有したブレーキ装置である。
【００１０】
図１に示すように、状態監視装置１０は、列車に搭載された車上装置２０と、保全作業事務所に配置されるか、保全作業者に携帯される地上装置３０とを備える。車上装置２０は、処理装置、記憶装置および入出力装置を備えたコンピュータである。また、地上装置３０は、車上装置２０と同様に、処理装置、記憶装置および入出力装置を備えたコンピュータである。例えば、地上装置３０は、ディスプレイ装置、キーボード、マウス、およびプリンタを備えた事務用のコンピュータであってもよいし、携帯型のタブレットコンピュータであってもよい。
【００１１】
図１には、車上装置２０と地上装置３０が１対１で接続された状態監視装置１０を示したが、地上装置３０は、ネットワークを通じて複数の車両のそれぞれに搭載された複数の車上装置２０と接続されてもよい。また、複数の保全作業者が状態監視装置１０を利用することを考慮して、状態監視装置１０は、複数の車上装置２０と複数の地上装置３０とが接続された構成であってもよい。
【００１２】
車上装置２０は、運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３および状態推定部２４を備える。地上装置３０は、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２を備えている。
【００１３】
運転情報取得部２１は、機器を搭載した列車の運転情報を取得する。例えば、運転情報取得部２１は、車内ネットワークを通じて随時または一定の間隔で運転情報を取得する。列車の運転情報は、列車の運転状態を示す情報である。運転情報には、例えば、各時刻における列車の運転操作、車両の速度およびブレーキ力を示す情報が含まれる。運転操作を示す情報には、列車のノッチ位置などが含まれる。
【００１４】
状態推定モデル２２は、列車の運転情報と、列車に搭載された機器の過去の状態を示す情報とを用いて、機器の状態を推定する関数を定める。例えば、状態推定モデル２２は、機器の状態を推定する各時刻における運転情報を用いて、前後の時刻における機器の状態推定値の変化量を算出し、算出した変化量を用いて推定対象時刻における機器の状態推定値を算出する。機器の状態推定処理は、列車の運行中に繰り返し自動的に実行され、実行時点における機器の状態を推定する処理である。
【００１５】
状態推定値記憶部２３は、状態推定部２４によって推定された機器の状態推定値を記憶する記憶部である。なお、機器の状態を数値で表したものが状態値であり、状態値を推定したものが状態推定値である。機器の状態推定値は、時間の経過に伴った当該機器の状態の変化の度合いを数値化したものであり、当該機器が部品交換された時点での値は“０”である。例えば、ブレーキ制輪子は、列車の運行によって徐々に摩耗するので、時間経過に伴うブレーキ制輪子の摩耗量をミリメートルで表したものを、ブレーキ装置の状態値と定義することができる。また、各機器には、交換基準値が設定されている。機器の状態値が交換基準値に達した場合、その機器の部品は寿命を迎えており交換が必要であると判断される。
【００１６】
状態推定部２４は、運転情報取得部２１によって取得された列車の運転情報を用いて、列車に搭載された機器の状態を推定し、状態推定値を状態推定値記憶部２３に出力する。例えば、状態推定部２４は、列車の運転情報および状態推定モデル２２を用いて、機器の状態推定値を算出する。状態推定処理は、一日に一回、一週間に一回というように定期的に実行される。また、状態推定処理は、ブレーキ操作などの特定の事象の発生に連動して実行されてもよい。
【００１７】
前回に部品が交換された時刻をｔ０とし、当該部品を備えた機器の時刻ｔ０における状態推定値がｘ０である場合に、機器の状態推定処理を行う時刻ｔｉ（ｉ＝１，・・・，ｎ）における機器の状態推定値ｘｉ（ｉ＝０，・・・，ｎ）は、下記式（１）によって表される。なお、下記式（１）において、Δｘｉは、時刻ｔｉ−１から時刻ｔｉまでの機器の状態推定値の変化量である。
0006914450.tif 000002
【００１８】
状態推定モデル２２は、時刻ｔｉ−１における機器の状態ｘｉ−１および時刻ｔｉ−１から時刻ｔｉまでの列車の運転情報Ｔｉを入力し、下記式（２）に示す関数を用いて変化量Δｘｉを算出する。
0006914450.tif 000003
【００１９】
下記式（３）は、上記式（１）および上記式（２）から導かれる。状態推定部２４は、下記式（３）を用いて、時刻ｔｉにおける機器の状態推定値ｘｉを算出する。
0006914450.tif 000004
【００２０】
機器配置記憶部３１は、列車の車両における機器の配置を示す機器配置情報を記憶する記憶部である。機器配置情報は、車両内の機器の配置を視認可能な図形式または表形式の情報であり、例えば、複数の機器のそれぞれの配置位置を示す情報である。
【００２１】
作業計画出力部３２は、状態推定値記憶部２３に記憶された機器の状態推定値に基づいて、列車に搭載された複数の機器から点検または部品交換が必要な保全対象の機器を抽出し、保全対象の機器と機器配置情報を関連付けた保全作業に関する情報を出力する。作業計画出力部３２は、保全作業に関する情報を、例えば、ディスプレイ装置またはプリンタに出力する。保全作業に関する情報は、ディスプレイ装置の画面に表示され、プリンタによって印刷される。保全作業に関する情報は、車両内における保全対象の機器とその配置位置を視認可能な図形式または表形式の情報である。
【００２２】
図２は、実施の形態１における状態推定処理を示すフローチャートであり、時刻ｔｉにおける機器の状態推定値ｘｉを算出する状態推定処理を示している。運転情報取得部２１は、車内ネットワークを通じて列車の運転情報を取得する（ステップＳＴ１）。例えば、運転情報取得部２１は、時刻ｔｉ−１から時刻ｔｉまでにおける列車の運転操作、速度およびブレーキ力を示す運転情報を取得して状態推定部２４に出力する。
【００２３】
状態推定部２４は、状態推定値記憶部２３に記憶された機器の過去の状態推定値を取得する（ステップＳＴ２）。例えば、状態推定部２４は、状態推定値記憶部２３に記憶されている、時刻ｔｉ−１における機器の状態推定値ｘｉ−１を読み出して取得する。
【００２４】
次に、状態推定部２４は、状態推定モデル２２を用いて、機器の状態推定値を算出する（ステップＳＴ３）。状態推定モデル２２は、時刻ｔｉ−１から時刻ｔｉまでの運転情報Ｔｉを入力すると、上記式（２）に従って、時刻ｔｉ−１から時刻ｔｉまでの変化量Δｘｉを算出する。状態推定部２４は、上記式（１）に従って、時刻ｔｉ−１における状態推定値ｘｉ−１に変化量Δｘｉを加算することで、状態推定値ｘｉを算出する。
【００２５】
状態推定部２４は、状態推定値記憶部２３に記憶されている時刻ｔｉ−１における状態推定値ｘｉ−１を、今回算出した状態推定値ｘｉで更新する（ステップＳＴ４）。これにより、状態推定値記憶部２３には、新たに推定された状態推定値が順次記憶される。
【００２６】
例えば、状態推定対象の機器がブレーキ装置である場合、ブレーキ装置が備えるブレーキ制輪子は、車両のブレーキ操作が行われるたびに徐々に摩耗するので、一定量以上摩耗すると、新しいブレーキ制輪子に交換する必要がある。ここでは、新品のブレーキ制輪子と摩耗したブレーキ制輪子との厚みの差を摩耗量と定義し、この摩耗量がブレーキ装置の状態値であるものとする。
【００２７】
状態推定モデル２２は、運転情報に基づいて、ブレーキ装置の状態値の変化量を推定する。ブレーキ制輪子の摩耗量は、ブレーキ操作によってブレーキ制輪子に印加される負荷量（以下、ブレーキ負荷量と記載する）に比例すると仮定する。状態推定モデル２２は、下記式（４）に示す関数に従って、変化量Δｘｉを算出する。下記式（４）において、ａは状態推定モデル２２ごとに定められたパラメータであり、Ｔｉは時刻ｔｉ−１から時刻ｔｉまでの運転情報である。また、運転情報Ｔｉとしてブレーキ負荷量が取得される。ブレーキ負荷量は、例えば、ブレーキ圧と車両速度との積を積分して算出することができる。
0006914450.tif 000005
【００２８】
上記式（３）と上記式（４）から、下記式（５）が導かれる。状態推定部２４は、運転情報Ｔｉを用いて下記式（５）に従い、時刻ｔｉにおける状態推定値（摩耗量）ｘｉを算出する。なお、摩耗量ｘｉを推定するためには、パラメータａを適切に定める必要がある。
0006914450.tif 000006
【００２９】
図３は、実施の形態１における作業計画出力処理を示すフローチャートであり、機器に対する定期的な保全作業が行われる前の処理である。作業計画出力部３２は、状態推定値記憶部２３に記憶された機器の状態推定値に基づいて、列車に搭載された複数の機器から点検または部品交換が必要な保全対象の機器を抽出する（ステップＳＴ１ａ）。例えば、機器の状態推定値をｘとし、当該機器に設定された交換基準値をｘｅとし、機器の状態値と状態推定値との間の誤差をｍとした場合に、状態推定値ｘが交換基準値ｘｅから誤差ｍを引き算した値を超えていれば、状態値は、交換基準値ｘｅを超えている可能性がある。機器の点検が必要か否かの判定基準である点検基準値ｘｃは、下記式（６）に従って算出される。
0006914450.tif 000007
【００３０】
次に、作業計画出力部３２は、状態推定値ｘと交換基準値ｘｅおよび点検基準値ｘｃとの比較結果に基づいて、列車に搭載された各機器を、点検不要、点検要または交換要に分類する。機器の状態推定値ｘが点検基準値ｘｃ以下であると、機器の点検は不要であるのでグループ（Ａ）に分類される。機器の状態推定値ｘが点検基準値ｘｃ以上であると、点検は必要であるが、状態推定値ｘが交換基準値ｘｅ未満であれば、部品の交換は不要である可能性が高いので、この条件を満たす機器は、グループ（Ｂ）に分類される。機器の状態推定値ｘが交換基準値ｘｅ以上であると、点検かつ部品の交換が必要な機器である可能性が高いので、この条件を満たす機器はグループ（Ｃ）に分類される。作業計画出力部３２は、グループ（Ｂ）および（Ｃ）に分類した機器を保全対象の機器として抽出する。
（Ａ）点検不要  ｘ≦ｘｃ
（Ｂ）点検要  ｘｃ≦ｘ＜ｘｅ
（Ｃ）交換要  ｘｅ≦ｘ
【００３１】
作業計画出力部３２は、ステップＳＴ１ａにおいて抽出した保全対象の機器と機器配置記憶部３１に記憶された機器配置情報とを関連付ける（ステップＳＴ２ａ）。図４Ａは、機器配置情報の例１を示す図であり、図４Ｂは、保全対象の機器と機器配置情報の例１とを関連付けた作業計画情報の例を示す図である。機器配置記憶部３１には、図形式または表形式で視認可能な機器配置情報が記憶されている。
【００３２】
図４Ａは、機器配置情報の例１を示す図であって、平面図で表現された機器配置情報を示している。図４Ａの機器配置情報は、２両編成の列車の各車両に４台ずつ保全対象の機器１Ａ〜１Ｄおよび２Ａ〜２Ｄが配置されていることを示している。図４Ｂは、機器１Ａ〜１Ｄおよび２Ａ〜２Ｄと図４Ａの機器配置情報とを関連付けた作業計画情報の例を示す図である。
【００３３】
作業計画出力部３２は、車両１に配置された機器１Ａ〜１Ｄおよび車両２に配置された２Ａ〜２Ｄから、点検が必要な機器として、例えば、機器１Ａ、機器２Ａおよび機器２Ｄを抽出する。作業計画出力部３２は、図４Ｂに示すように、図４Ａに示した機器配置情報における機器１Ａ、機器２Ａおよび機器２Ｄのシンボルの色を変えた、図４Ｂに示す表示情報を生成することで、点検対象の機器１Ａ、機器２Ａおよび機器２Ｄと、図４Ａの機器配置情報とを関連付ける。
【００３４】
図５Ａは、機器配置情報の例２を示す図であり、表形式で表現された機器配置情報を示している。図５Ａの機器配置情報は、点検対象である８台の機器１Ａ〜１Ｄおよび２Ａ〜２Ｄが車両内の点検経路の順に配置されていることを示している。図５Ｂは、機器１Ａ〜１Ｄおよび２Ａ〜２Ｄと図５Ａの機器配置情報とを関連付けた情報の例を示す図である。図４Ｂの場合と同様に、作業計画出力部３２は、点検が必要な機器として機器１Ａ、機器２Ａおよび機器２Ｄを抽出する。
【００３５】
作業計画出力部３２は、例えば、図５Ａの機器配置情報が示す表データに対して、機器の点検要否を設定するための“点検要否”という名前の設定欄を設ける。作業計画出力部３２は、上記設定欄における機器１Ａ、機器２Ａおよび機器２Ｄに対応する部分に対し、点検が必要な機器であることを示す丸記号を設定した情報を生成することで、点検対象の機器１Ａ、機器２Ａおよび機器２Ｄと、図５Ａの機器配置情報とを関連付ける。
【００３６】
次に、作業計画出力部３２は、保全対象の機器と機器配置情報とを関連付けた情報を、作業計画情報としてディスプレイ装置に表示させる（ステップＳＴ３ａ）。例えば、作業計画出力部３２は、図４Ｂに示した図形式の情報または図５Ｂに示した表形式の情報を、ディスプレイ装置に出力する。ディスプレイ装置は、図４Ｂに示した図形式の情報または図５Ｂに示した表形式の情報を画面に表示する。また、これらの情報はプリンタを用いて印刷してもよい。
【００３７】
例えば、保全作業者は、図４Ｂに示した図形式の情報において、色が変えられたシンボルを参照することで、車両に配置された複数の機器から点検対象の機器を容易に特定することができる。また、保全作業者は、図５Ｂに示した表形式の情報において、丸記号が設定された部分を参照することで、車両に配置された複数の機器から点検対象の機器を容易に特定することができる。
【００３８】
図６は、機器１Ａ〜１Ｄおよび２Ａ〜２Ｄが点検経路の順に並べられた作業計画情報の例を示す図であり、機器１Ａ〜１Ｄおよび２Ａ〜２Ｄと図５Ａの機器配置情報とが関連付けられた情報を図形式で表したものである。作業計画出力部３２は、図６に示す作業計画情報を生成してディスプレイ装置に出力する。図６に示す作業計画情報では、点検対象の機器が点検経路の順に表示されている。保全作業者は、作業計画情報が示す点検経路に沿って点検作業を行うことにより、点検対象の機器を確実に点検することができる。
【００３９】
なお、図６に示す作業計画情報は、点検対象の機器の配置によらず、点検経路が固定されている場合を示したが、作業計画出力部３２は、点検対象の機器の配置に応じて既存の点検経路を変更してもよい。例えば、作業計画出力部３２は、機器配置情報に基づいて、点検対象の機器の配置位置を特定すると、点検対象の機器を最も効率的に保全作業が実施できる点検経路を探索し、探索結果の経路が既存の経路とは異なる場合、探索結果の経路に点検経路を変更する。点検対象の機器を最も効率的に保全作業が実施できる点検経路としては、点検対象の機器に最短距離または最短時間で到達する経路がある。作業計画出力部３２は、変更した点検経路の順に点検対象の機器を並べて配置した作業計画情報を生成してディスプレイ装置に表示させる。
【００４０】
図２に示した処理と図３に示した処理を逐次的に実行して作業計画情報を出力する方法が、実施の形態１に係る保全作業支援方法である。保全作業者は、実施の形態１に係る保全作業支援方法によって出力された作業計画情報を参照することで、機器配置情報に基づいて保全対象の機器を判別することができる。これにより、列車に搭載された機器の保全作業に要する労力を軽減することが可能である。
【００４１】
状態推定モデル２２の関数Ｍ（ｘｉ−１，Ｔｉ）は、状態監視装置１０の運用が開始される前に、適切に定めておく必要がある。この処理が状態推定モデルの構築と呼ばれる。上記式（４）に示した関数であるＭ（ｘｉ−１，Ｔｉ）＝ａＴｉにおけるパラメータａを定めることによって、状態推定モデル２２が構築される。状態推定モデル２２を構築する方法としては、２つの方法が考えられる。
【００４２】
第１の方法は、列車の運転情報と機器の状態変化との関係を示す物理法則に基づいて、状態推定モデル２２を構築する方法である。例えば、ブレーキ負荷量とブレーキ制輪子の摩耗量との関係についての物理法則が知られている場合は、この物理法則を利用して上記式（４）におけるパラメータａを定めることができる。
【００４３】
第２の方法は、列車の運転情報と機器の状態変化との関係を示す実測データを収集し、収集したデータに基づいて状態推定モデル２２を構築する方法である。例えば、車上装置２０が搭載された列車を、その運転情報としてブレーキ圧および車両速度の時系列データを記録しながら走行させる。ブレーキ圧および車両速度の時系列データに基づいて、時々刻々と変化するブレーキ負荷量が算出される。さらに、ブレーキ制輪子の厚みを、数週間ごとに計測することで、ブレーキ制輪子の新品時からの厚みの差を摩耗量として記録することができる。
【００４４】
図７は、運転情報と状態推定値との関係を示す説明図であり、運転情報であるブレーキ負荷量とブレーキ制輪子の摩耗量を推定した状態推定値ｘとの関係を示している。図７に示すデータを用いた最小二乗法によってパラメータａの値を定めることができる。パラメータａの値を定めた状態推定モデル２２を用いることで、上記式（５）に従って時刻ｔｉにおける状態推定値（摩耗量）ｘｉを推定することができる。
【００４５】
図８は、状態監視装置１０の変形例である状態監視装置１０Ａの構成を示すブロック図である。状態監視装置１０Ａは、列車に搭載された車上装置２０Ａと、保全作業事務所に配置されるか、保全作業者に携帯される地上装置３０Ａとを備える。なお、図８には、車上装置２０Ａと地上装置３０Ａとが１対１で接続された状態監視装置１０Ａを示したが、地上装置３０Ａは、ネットワークを通じて、複数の車両のそれぞれに搭載された複数の車上装置２０Ａと接続されていてもよい。また、複数の保全作業者が状態監視装置１０Ａを同時に利用することを考慮すると、状態監視装置１０Ａは、複数の車上装置２０Ａと複数の地上装置３０Ａが接続された構成であってもよい。
【００４６】
状態監視装置１０Ａにおいて、車上装置２０Ａは、運転情報取得部２１を備えている。地上装置３０Ａは、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２を備えている。車両ごとに設けられた運転情報取得部２１は、車両ごとの運転情報を取得して地上装置３０Ａに出力する。状態推定モデル２２は、車両ごとおよび機器ごとに構築される。作業計画出力部３２は、状態推定値記憶部２３に記憶された機器の状態推定値に基づいて、列車に搭載された複数の機器から点検または部品交換が必要な保全対象の機器を抽出し、保全対象の機器と機器配置情報を関連付けた保全作業に関する情報を出力する。これにより、状態監視装置１０Ａは、列車に搭載された機器の保全作業に要する労力を軽減することが可能である。
【００４７】
図９Ａは、状態監視装置１０の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図であり、図９Ｂは、状態監視装置１０の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図９Ａおよび図９Ｂにおいて、入力インタフェース１００は、例えば、運転情報取得部２１によって車両から取得された運転情報を中継するインタフェースである。出力インタフェース１０１は、例えば、作業計画出力部３２からディスプレイ装置へ出力される作業計画情報を中継するインタフェースである。
【００４８】
状態監視装置１０における運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２の機能は、処理回路により実現される。すなわち、状態監視装置１０は、図２および図３に示した各処理を実行するための処理回路を備えている。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００４９】
処理回路が、図９Ａに示す専用のハードウェアの処理回路１０２である場合、処理回路１０２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。状態監視装置１０における運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２の機能は、別々の処理回路で実現されてもよく、これらの機能がまとめて１つの処理回路で実現されてもよい。
【００５０】
処理回路が、図９Ｂに示すプロセッサ１０３である場合、状態監視装置１０における運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２の機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ１０４に記憶される。
【００５１】
プロセッサ１０３は、メモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、状態監視装置１０における運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２の機能を実現する。例えば、状態監視装置１０は、プロセッサ１０３によって実行されるときに、図２および図３に示した各処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するメモリ１０４を備えている。これらのプログラムは、運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２の手順または方法をコンピュータに実行させる。メモリ１０４は、コンピュータを、運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。
【００５２】
メモリ１０４は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。
【００５３】
状態監視装置１０における運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２の機能の一部が、専用のハードウェアで実現され、一部がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。例えば、運転情報取得部２１は、専用のハードウェアである処理回路１０２により機能を実現し、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４、機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２は、プロセッサ１０３がメモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって機能を実現する。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせによって、上記機能を実現することができる。
【００５４】
図１０は、実施の形態１における作業計画情報の例を示す図であり、部品交換が必要な機器について予測された部品交換数を機器が配置された区域ごとに集計した作業計画情報を示している。図１１は機器配置情報の例３を示す図である。図１０に示す作業計画情報には、４両編成の列車の各車両に３つずつ機器が配置されていることが記載されている。点検場所は、区域１と区域２に分かれており、各区域には、交換用部品が配置された部品置き場（部品置き場１および部品置き場２）が設けられている。
【００５５】
機器配置記憶部３１には、例えば、図１１に示すように、表形式の機器配置情報が記憶されている。機器配置情報には、機器Ａ〜Ｌが区域１または区域２のいずれに配置されているか、および、機器Ａ〜Ｌが車両１〜４のいずれに搭載されているかの別が設定されている。作業計画出力部３２は、機器の状態推定値ｘと交換基準値ｘｅおよび点検基準値ｘｃとの比較結果に基づいて、車両１〜４に搭載された機器Ａ〜Ｌを点検不要、点検要または交換要に分類する。
【００５６】
作業計画出力部３２は、点検要または交換要に分類した機器から部品交換が必要な機器を抽出し、部品交換が必要な機器の数を区域ごとに予測する。区域１において部品交換が必要な機器は、機器Ｃであり、区域２において部品交換が必要な機器は、機器Ｈ、機器Ｊおよび機器Ｌである。作業計画出力部３２は、状態推定値ｘに基づいて部品交換が必要と推定した機器の数が、区域１においては１台であると予測し、区域２おいては３台であるを予測する。
【００５７】
続いて、作業計画出力部３２は、予測した機器数を機器配置情報に関連付けることで、図１０に示す図形式の作業計画情報を生成する。作業計画出力部３２によって生成された作業計画情報は、ディスプレイ装置で画面表示されるか、プリンタによって紙の形で出力される。図１２は、保全対象の機器と機器配置情報の例３とを関連付けた作業計画情報の例を示す図である。図１２に示す表形式の作業計画情報は、機器の点検または部品交換の要否の別と部品交換が必要な機器の数の区域ごとの予測値とを、図１０に示した機器配置情報に関連付けた情報である。
【００５８】
作業計画出力部３２は、図１０の機器配置情報が示す表データに対して、機器の点検と部品交換の要否を設定するための“点検交換要否”という名前の第１設定欄を設け、さらに、部品交換が必要な機器の数の区域ごとの予測値を設定する第２設定欄を設ける。作業計画出力部３２は、第１設定欄における点検が必要な機器Ａ、機器Ｄ、機器Ｆおよび機器Ｉに対応する部分に対して点検が必要な機器であることを示す丸記号を設定し、第１設定欄における部品交換が必要な機器Ｃ、機器Ｈ、機器Ｊおよび機器Ｌに対応する部分に対して部品交換が必要な機器であることを示す二重丸記号を設定し、第２設定欄に対して部品交換が必要な機器数を区域ごとに設定した作業計画情報を生成する。作業計画出力部３２によって生成された作業計画情報は、ディスプレイ装置で画面表示されるか、プリンタによって紙の形で出力される。
【００５９】
図１０および図１２に示す作業計画情報には、部品交換が必要な機器の数の区域ごとの予測値が記載されているので、保全作業者は、交換用の部品を各区域の部品置き場に配置しておくことができる。部品交換が必要な機器数の予測情報がない場合、交換用の部品を多めに部品置き場に配置するか、機器を点検して部品交換が必要であることが確定した時点で部品置き場に交換用の部品を搬入することになる。これに対して、部品交換が必要な機器数の予測情報がある場合、点検開始前に交換用の部品を部品置き場に必要数に近い数だけ配置しておくことができる。これにより、倉庫から部品置き場へ過剰に運搬される部品の個数を低減することができる。さらに、点検開始後に倉庫から部品を運搬する頻度が低減され、運搬作業に要する時間が短縮される。さらに、複数の部品置き場のうち、部品交換が必要な機器の近傍にある部品置き場に交換用の部品を配置しておくことが可能となり、部品置き場と作業現場との間の移動時間が短縮される。
【００６０】
以上のように、実施の形態１に係る状態監視装置１０または１０Ａにおいて、作業計画出力部３２が、機器の状態推定値に基づいて、列車に搭載された機器から点検または部品交換が必要な保全対象の機器を抽出し、抽出した保全対象の機器と、列車における機器の配置を示す機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力する。機器配置情報を参照して保全対象の機器を容易に判別できるので、保全作業を効率的に行うことが可能である。これにより、状態監視装置１０または１０Ａは、列車に搭載された機器の保全作業に要する労力を軽減することができる。
【００６１】
機器の保全作業において、機器の部品交換の理想的な時期は、部品が寿命を迎える直前である。部品が寿命を迎える直前に部品交換を行えれば、部品の経時劣化による不具合を回避しつつ、部品の使用期間をなるべく長くすることができる。機器が備える部品が寿命を迎える直前の状態であることを判断するためには、機器を短い間隔で繰り返し点検する必要がある。しかしながら、列車には数多くの機器が搭載されているので、全ての機器を短い間隔で繰り返し点検するには多大な労力を要する。これに対して、状態監視装置１０または１０Ａは、機器配置情報を参照して保全対象の機器を容易に判別できるので、全ての機器の保全作業を短い間隔で繰り返し行うことが可能である。
【００６２】
また、実施の形態１に係る状態監視装置１０または１０Ａにおいて、作業計画出力部３２は、機器配置情報に基づいて保全対象の機器が点検経路の順に並べられた表示情報を出力する。作業計画情報が示す点検経路に沿って点検作業を行うことで、点検対象の機器を確実に点検することができる。
【００６３】
さらに、実施の形態１に係る状態監視装置１０または１０Ａにおいて、作業計画出力部３２は、機器が配置された区域ごとに、部品交換が必要な機器の数を予測し、区域ごとに予測した機器の数を含む情報を出力する。部品交換が必要な機器の近傍に交換用の部品を予め配置しておくことが可能となり、保全作業の工数を低減できる。
【００６４】
実施の形態２．
図１３は、実施の形態２に係る状態監視装置１０Ｂの構成例を示すブロック図である。状態監視装置１０Ｂは、保全対象の機器に対して保全作業を実施した作業結果情報を機器の状態推定値に反映させることで、状態推定値の誤差の低減を図っている。図１３に示すように、状態監視装置１０Ｂは、車上装置２０Ｂおよび地上装置３０Ｂを備える。なお、図１３には、車上装置２０Ｂと地上装置３０Ｂとが１対１で接続された状態監視装置１０Ｂを示したが、地上装置３０Ｂは、ネットワークを通じて複数の車両のそれぞれに搭載された複数の車上装置２０Ｂと接続されてもよい。また、複数の保全作業者が状態監視装置１０Ｂを利用することを考慮して、状態監視装置１０Ｂは、複数の車上装置２０Ｂと複数の地上装置３０Ｂとが接続された構成であってもよい。
【００６５】
車上装置２０Ｂは、運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４および状態推定値修正部２５を備えている。運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３および状態推定部２４は、実施の形態１に係る状態監視装置１０または１０Ａと同様に機能する。
【００６６】
状態推定値修正部２５は、作業結果入力部３３によって入力が受け付けられた作業結果情報に基づいて、状態推定値記憶部２３に記憶されている状態推定値を修正する。状態推定部２４は、実施の形態１と同様の手順で、運転情報取得部２１によって取得された運転情報と、状態推定値記憶部２３に記憶され状態推定値修正部２５によって修正された機器の過去の状態推定値とに基づいて、機器の状態を推定する。
【００６７】
地上装置３０Ｂは、機器配置記憶部３１、作業計画出力部３２および作業結果入力部３３を備える。機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２は、実施の形態１に係る状態監視装置１０または１０Ａと同様に機能する。作業結果入力部３３は、保全対象の機器に対する保全作業結果を示す作業結果情報の入力を受け付ける。
【００６８】
保全作業者は、作業終了後、キーボード、マウスといった入力装置を用いて作業結果を入力するか、タブレットコンピュータが備えるタッチパネルを用いて、作業現場で作業結果を入力する。入力装置によって入力された作業結果情報は、作業結果入力部３３によって入力が受け付けられる。作業結果入力部３３によって受け付けられた作業結果情報は、状態推定値修正部２５に出力される。
【００６９】
図１４は、保全作業結果の入力処理を示すフローチャートであり、保全作業者によって作業後または作業中に実行が開始される一連の処理を示している。
作業結果入力部３３が、保全作業者からの作業結果情報の入力を受け付ける（ステップＳＴ１ｂ）。作業結果情報は、機器の保全作業が作業計画通りに行われたか否かを示す情報である。図１５は、保全作業結果の表示例１を示す図であり、例えば、作業結果入力部３３によって、保全作業結果の入力画面としてディスプレイ装置に表示される。保全作業結果の表示例１は、図１２に示した表形式の情報に対し、“点検交換結果”という名前の入力欄を追加したものである。
【００７０】
保全作業者は、図１５に示す表形式の情報における“点検交換要否”という名前の設定欄を参照して、丸記号が設定された機器および二重丸記号が設定された機器について順に点検を実施する。保全作業において、保全作業者は、部品交換が不要と推定されていたが、実際には部品交換が必要な状態になっていると判断した機器について部品交換を実施する。反対に、部品交換が必要と推定されていたが、実際には部品交換が不要な状態になっていると判断した機器については部品交換を実施しない。
【００７１】
保全作業が作業計画通りであった場合、例えば、図１５において、“点検交換要否”の設定欄に丸記号が設定されていた機器について作業結果も部品交換が不要であった場合、保全作業者は、“点検交換結果”の入力欄に矢印記号を設定する。同様に、“点検交換要否”の設定欄に二重丸記号が設定されていた機器について部品交換を行った場合、保全作業者は、“点検交換結果”の入力欄に矢印記号を設定する。
【００７２】
また、保全作業が作業計画外であった場合、例えば、図１５において、“点検交換要否”の設定欄に丸記号が設定されていた機器について作業結果では部品交換が必要であった場合、保全作業者は、“点検交換結果”の入力欄に部品交換したことを示す二重丸記号を設定する。“点検交換要否”の設定欄に二重丸記号が設定されていた機器について部品交換を行わなかった場合、保全作業者は、“点検交換結果”の入力欄に点検のみを行ったことを示す丸記号を設定する。図１５では、機器Ｃは、部品交換する計画であったが、実際には部品交換が実施されておらず、機器Ｄは、部品交換しない計画であったが、実際には部品交換が実施されている。機器Ｂ、機器Ｆ、機器Ｇ、機器Ｈ、機器Ｉおよび機器Ｌは、それぞれ計画通りに保全作業が実施されている。
【００７３】
次に、状態推定値修正部２５は、作業結果入力部３３によって受け付けられた作業結果情報に基づいて、状態推定値記憶部２３に記憶された状態推定値を修正する（ステップＳＴ２ｂ）。例えば、状態推定値修正部２５は、図１５に示す作業結果情報を参照することにより、実際に部品交換が行われた機器Ｄ、機器Ｈ、機器Ｊおよび機器Ｌを特定し、状態推定値記憶部２３に記憶されている状態推定値のうち、特定した機器の状態推定値をゼロにリセットする。また、状態推定値修正部２５は、図１５に示す作業結果情報を参照することにより、作業計画では部品交換が必要と推定されたが、実際には部品交換が行われなかった機器Ｃを特定し、機器Ｃの状態推定値ｘを交換基準値ｘｅに戻す。
【００７４】
作業結果入力部３３が、保全作業者からの作業結果の入力を受け付けることによって、状態推定値修正部２５は、状態推定値記憶部２３に記憶された状態推定値を、実際に部品交換が行われた機器の状態推定値のみをリセットすることができる。これにより、機器の状態推定値に実際の作業結果を反映させることができる。
【００７５】
保全作業において機器の状態の計測が可能である場合、保全作業者は、その計測結果を地上装置３０Ｂに入力する。計測結果は、作業結果入力部３３によって受け付けられる。状態推定値修正部２５は、作業結果入力部３３によって受け付けられた計測結果に応じて、状態推定値記憶部２３に記憶された状態推定値を修正する。例えば、ブレーキ制輪子の摩耗量は、ブレーキ装置の点検の際に計測することができる。機器の状態を実際に計測した結果が“状態計測値”である。
【００７６】
図１６は、保全作業結果の表示例２を示す図であり、例えば、作業結果入力部３３によって、保全作業結果の入力画面としてディスプレイ装置に表示される。保全作業結果の表示例２は、図１２に示した表形式の情報に対し、“点検交換結果”という名前の入力欄、“状態推定値”という名前の表示欄および“状態計測値”という名前の入力欄を追加したものである。
【００７７】
保全作業者は、図１６に示す表形式の情報における“点検交換要否”という名前の設定欄を参照して、丸記号が設定された機器および二重丸記号が設定された機器について順に点検を実施する。保全作業において、保全作業者は、計測器を使用して保全対象の機器の状態を計測することにより、当該機器の状態計測値を得る。保全作業者は、状態計測値と交換基準値とを比較して部品交換が必要か否かを判定する。機器の状態計測値が交換基準値以上であれば、保全作業者は、当該機器の部品交換を実施する。状態計測値は、図１６に示す表形式の情報における“状態計測値”の入力欄に設定される。この入力欄に設定された状態計測値は、作業結果入力部３３により受け付けられると、状態推定値修正部２５に出力される。
【００７８】
状態推定値修正部２５は、例えば図１６に示す保全作業結果情報に基づいて、状態推定値記憶部２３に記憶された各機器の状態推定値を修正する。例えば、状態推定値修正部２５は、状態計測値が入力された機器について、状態推定値記憶部２３に記憶された機器の状態推定値を、状態計測値で置き換える。ただし、機器Ｄ、機器Ｈ、機器Ｊおよび機器Ｌは、実際に部品交換が実施されたので、状態推定値がゼロにリセットされる。
【００７９】
保全作業で機器の状態が実際に計測された場合、この計測結果を状態推定値に反映することで、機器の状態推定値の誤差が低減される。点検基準値を交換基準値に近づけることができる。点検基準値が交換基準値に近い値になると、機器の寿命を考慮した場合に点検の必要がないと判断されるべき機器が、点検が必要であると推定されることが抑制されるので、点検が必要な機器の数を減らすことができる。これにより、列車に搭載された機器の保全作業に要する労力を軽減することができる。
【００８０】
なお、図１６に示す保全作業結果情報では、保全対象の全ての機器の状態推定値を状態計測値で置き換える場合を示したが、状態推定値修正部２５は、必ずしも全ての機器の状態推定値を修正しなくてもよい。例えば、作業計画外の保全作業が行われた機器は、状態推定値と状態計測値との差が大きかったと考えられる。このため、状態推定値修正部２５が、作業計画外の保全作業が行われた機器のみの状態推定値を状態計測値で置き換えてもよい。
【００８１】
以上のように、実施の形態２に係る状態監視装置１０Ｂは、作業結果入力部３３および状態推定値修正部２５をさらに備える。状態推定値修正部２５は、作業結果入力部３３によって受け付けられた作業結果情報に基づいて、状態推定値記憶部２３に記憶された状態推定値を修正する。状態推定部２４は、運転情報取得部２１によって取得された運転情報と、状態推定値記憶部２３に記憶され、状態推定値修正部２５によって修正された状態推定値とに基づいて、機器の状態を推定する。これにより、機器の状態推定値に実際の作業結果を反映させることができる。
【００８２】
実施の形態２に係る状態監視装置１０Ｂにおいて、作業結果入力部３３が、保全対象の機器で部品交換が必要であるか否かを示す情報を出力し、部品交換が必要とされたが保全作業で部品交換が不要であった機器または部品交換が不要とされたが保全作業では部品交換が必要であった機器を示す作業結果情報の入力を受け付ける。これにより、機器の状態推定値に実際の作業結果を反映させることができる。
【００８３】
実施の形態２に係る状態監視装置１０Ｂにおいて、作業結果入力部３３が、保全作業で計測された機器の状態の計測結果の入力を受け付ける。状態推定値修正部２５が、作業結果入力部３３によって受け付けられた計測結果に応じて、状態推定値記憶部２３に記憶された状態推定値を修正する。これにより、機器の状態推定値と状態計測値との間の誤差が低減される。
【００８４】
実施の形態３．
図１７は、実施の形態３に係る状態監視装置１０Ｃの構成例を示すブロック図である。状態監視装置１０Ｃは、機器に実施した保全作業の作業結果情報を用いて、状態推定モデル２２を修正することで、状態推定値の誤差の低減を図っている。図１７に示すように、状態監視装置１０Ｃは、車上装置２０Ｃおよび地上装置３０Ｃを備える。なお、図１７には、車上装置２０Ｃと地上装置３０Ｃとが１対１で接続された状態監視装置１０Ｃを示したが、地上装置３０Ｃは、ネットワークを通じて、複数の車両のそれぞれに搭載された複数の車上装置２０Ｃと接続されてもよい。また、複数の保全作業者が状態監視装置１０Ｃを利用することを考慮して、状態監視装置１０Ｃは、複数の車上装置２０Ｃと複数の地上装置３０Ｃとが接続された構成であってもよい。
【００８５】
車上装置２０Ｃは、運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３、状態推定部２４および状態推定モデル修正部２６を備えている。運転情報取得部２１、状態推定モデル２２、状態推定値記憶部２３および状態推定部２４は、実施の形態１に係る状態監視装置１０または１０Ａと同様に機能する。
【００８６】
状態推定モデル修正部２６は、作業結果入力部３３によって入力が受け付けられた作業結果情報に基づいて、状態推定モデル２２を修正する。状態推定部２４は、実施の形態１と同様の手順で、運転情報取得部２１によって取得された運転情報と、状態推定値記憶部２３に記憶された機器の過去の状態推定値と、状態推定モデル修正部２６によって修正された状態推定モデル２２とを用いて、機器の状態を推定する。
【００８７】
地上装置３０Ｃは、機器配置記憶部３１、作業計画出力部３２および作業結果入力部３３を備える。機器配置記憶部３１および作業計画出力部３２は、実施の形態１に係る状態監視装置１０または１０Ａと同様に機能する。作業結果入力部３３は、保全対象の機器に対する保全作業結果を示す作業結果情報の入力を受け付ける。
【００８８】
保全作業者は、作業終了後、キーボード、マウスといった入力装置を用いて作業結果を入力するか、タブレットコンピュータが備えるタッチパネルを用いて、作業現場で作業結果を入力する。入力装置によって入力された作業結果情報は、作業結果入力部３３によって入力が受け付けられる。作業結果入力部３３によって受け付けられた作業結果情報は、状態推定モデル修正部２６に出力される。
【００８９】
状態推定モデル２２によって推定される状態推定値の誤差が少なければ、点検基準値を交換基準値に近い値に設定することが可能となる。その結果として部品交換が必要な機器を確実に抽出することができる。しかしながら、機器の状態の変化傾向は、機器が置かれた環境の変化に応じて徐々に変動する。このため、状態推定モデル２２の精度を保つためには、状態監視装置１０Ｃの運用中に、状態推定モデル２２を修正する必要がある。
【００９０】
保全作業が実施される前の作業計画情報の作成段階において、状態推定部２４は、実施の形態１と同様の手順で、前回に部品交換が行われた以降の運転情報Ｔと状態推定モデル２２とを用いて、機器の状態推定値ｘを推定する。この状態推定値ｘが交換基準に達していると、この機器は部品交換が必要であると推定される。保全作業の実施中に計測された機器の状態計測値ｘ’が交換基準値に達していなければ、この機器の部品交換は行われない。この場合、状態推定モデル２２は、状態推定値ｘを過大に推定していると考えられるので、状態推定モデル修正部２６が、状態推定値の誤差ｘ−ｘ’が小さくなるように状態推定モデル２２を修正する。
【００９１】
一般的に状態推定の誤差には、ばらつきがあることから、１回の状態推定の結果だけを使って状態推定モデル２２を修正すると、状態推定モデル２２の精度が低下する可能性がある。そこで、状態推定モデル修正部２６は、修正後の状態推定モデル２２と、修正前のモデルによる状態推定値ｘの算出に用いられた運転情報Ｔを用いて、状態推定値ｘと状態計測値ｘ’との中間値を出力するように状態推定モデル２２を修正する。
【００９２】
修正後の状態推定モデル２２の関数は、下記式（７）で表される。また、状態推定対象の機器がブレーキ制輪子を備えたブレーキ装置である場合、その状態推定値ｘは、パラメータａを用いて下記式（８）で表すことができる。
0006914450.tif 000008
【００９３】
状態推定モデル２２が修正された後のパラメータａ’は、下記式（９）を用いて下記式（１０）から算出することができる。状態推定モデル修正部２６は、下記式（１０）を満たすパラメータａ’の値を定めることにより、精度が向上する方向に状態推定モデル２２を修正することができる。
0006914450.tif 000009
【００９４】
図１８は、状態推定モデル２２の修正処理を示すフローチャートであり、作業結果入力部３３によって受け付けられた作業結果情報によって状態推定値が修正されたときに繰り返し実行される。これにより、状態推定モデル２２の出力が徐々に実際の状態値に近づくことが期待できる。作業結果入力部３３が、機器の状態推定値ｘではなく、保全作業中に計測された状態計測値ｘ’に基づいて、当該機器の保全作業が実施されたことを示す作業結果の入力を受け付ける（ステップＳＴ１ｃ）。
【００９５】
状態推定モデル修正部２６は、作業結果入力部３３によって受け付けられた作業結果に基づいて作業計画外の保全作業が実施された機器を特定し、この機器の状態推定値を算出した際の運転情報Ｔと、修正前の状態推定モデル２２の関数を定めるパラメータとを取得する。このパラメータは、機器がブレーキ装置である場合、上記式（８）におけるパラメータａである。状態推定モデル修正部２６は、上記式（１０）に従って、状態推定モデル２２の関数が、上記式（７）に示したＭ（Ｔ）＝（ｘ＋ｘ’）／２となるように修正する（ステップＳＴ２ｃ）。例えば、機器がブレーキ装置である場合、上記式（１０）に従いパラメータａが（ｘ＋ｘ’）／２Ｔに置き換えられる。
【００９６】
以上のように、実施の形態３に係る状態監視装置１０Ｃは、作業結果入力部３３によって入力が受け付けられた作業結果情報に基づいて状態推定モデル２２を修正する状態推定モデル修正部２６を備える。状態推定部２４は、運転情報と、状態推定モデル修正部２６によって修正された状態推定モデル２２を用いて、機器の状態を推定する。これにより、状態監視装置１０Ｃは、機器の状態を精度よく推定することができる。すなわち、機器の状態推定値の誤差が低減されるので、点検基準値を交換基準値に近づけることができる。点検基準値が交換基準値に近い値になると、機器の寿命を考慮した場合に点検の必要がないと判断されるべき機器が、点検が必要であると推定されることが抑制されるので、点検が必要な機器の数を減らすことができる。これにより、列車に搭載された機器の保全作業に要する労力を軽減することができる。
【００９７】
なお、各実施の形態の組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本開示に係る状態監視装置は、例えば、列車に搭載された複数の機器の保全作業を支援する支援装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１，２，３，４  車両、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ  機器、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  状態監視装置、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  車上装置、２１  運転情報取得部、２２  状態推定モデル、２３  状態推定値記憶部、２４  状態推定部、２５  状態推定値修正部、２６  状態推定モデル修正部、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  地上装置、３１  機器配置記憶部、３２  作業計画出力部、３３  作業結果入力部、１００  入力インタフェース、１０１  出力インタフェース、１０２  処理回路、１０３  プロセッサ、１０４  メモリ。
【要約】
状態監視装置（１０）は、機器を搭載した列車の運転情報を用いて機器の状態を推定する状態推定部（２４）と、列車における機器の配置を示す機器配置情報を記憶する機器配置記憶部（２３）と、機器の状態推定値に基づいて、点検または部品交換が必要な保全対象の機器を抽出し、保全対象の機器と機器配置情報とを関連付けた保全作業に関する情報を出力する作業計画出力部（３２）とを備える。【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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