JP2014069630A - 車上モニタ装置、地上設備、及び車両用空調システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両17毎に空調装置61が搭載され、1台の車両17又は複数台の車両17を備える編成列車15に搭載される車上モニタ装置51において、空調装置61のうち、劣化した空調装置を特定する演算部201を備え、演算部201は、予め定めた期間、空調装置61に搭載されている機器のオン状態の時間を積算してオン状態積算時間を車両17毎に求め、オン状態積算時間に基づいて、車両17のオン状態積算時間平均値を求め、オン状態積算時間と、オン状態積算時間平均値とに基づいて、機器の中から、劣化した機器を特定し、劣化した機器を搭載している空調装置を特定する。
【選択図】図1
Description
また、劣化した空調装置を特定する処理を行う前提として、理想値に基づいた基準運転パターンを予め作成し、作成した基準運転パターンをデータベース等に事前に格納しておく必要があった。このため、劣化した空調装置を簡易に特定することもできなかった。
図1は、本発明の実施の形態1における車両用空調システム1の概略構成の一例を示す図である。図1に示すように、車両用空調システム1は、地上設備10と、編成列車15とを備える。詳細については後述するが、車両用空調システム1は、空調装置61−1〜61−nに搭載される機器のオン状態積算時間と、オン状態積算時間平均値とに基づいて、空調装置61−1〜61−nの中から劣化したものを特定する。この構成により、車両用空調システム1は、空調装置61−1〜61−nの中から劣化したものを正確かつ簡易に特定する。この結果、車両用空調システム1は、空調装置61−1〜61−nの中から劣化したものを特定する精度を高めつつ、その特定に要するコストを低減させる。
地上設備10は、例えば、回線網23を介して、地域管理局21が保有する各種情報を送受信する各種サーバー群22を備えてもよい。各種サーバー群22は、例えば、管理サーバー41、サービスサーバー42、及び電力設備管理サーバー43等である。なお、地域管理局21が各種サーバー群22を備えてもよい。
回線網23は、例えば、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)や光ファイバー等であるが、特にこれらに限定しない。
例えば、管理サーバー41は、地域管理局21とデータ通信を行うことにより、各種情報を蓄積し、解析する。また、管理サーバー41は、蓄積した各種情報を路線毎に管理し、適宜、地域管理局21へ鉄道の運行に関する情報等を送信する。
また、例えば、サービスサーバー42は、鉄道事業者等が管理し、管理サーバー41とデータ通信を行うことで、各種情報を統合管理すると共に、必要に応じて、各路線を走行する編成列車15に指令を出す。
また、例えば、電力設備管理サーバー43は、各電力会社や自社の電力設備の電力使用率、電力使用量のデータをリアルタイムで保持する。電力設備管理サーバー43は、保持する電力使用率や電力使用量のデータを、サービスサーバー42から要求があったときに供給する。
なお、上記で説明した地上設備10の構成や機能は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
編成列車15は、架空電車線方式及び第3軌条方式の何れかにより電力が供給され、地面等に付設された線路上を走行する。編成列車15は、車両17−1〜車両17−n間で各種信号を伝達させる伝送路19を備える。
車両17−1は、例えば、屋根側に空調装置61−1を備える。車両17−1は、例えば、車両内部の屋根裏側に空調制御装置65−1を備える。車両17−1は、例えば、運転室に車上モニタ装置51を備える。車両17−1は、例えば、運転室側の屋根上に車両用アンテナ18を備える。また、図示は省略するが、車両17−1下部には台車を複数台備える。
なお、上記で説明した配置構成は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。例えば、空調装置61−1が車両17−1下部に設けられてもよい。また、空調制御装置65−1が空調装置61−1内部に組み込まれてもよい。
なお、車両17−1以外に、車上モニタ装置51や車両用アンテナ18が設置されてもよい。例えば、車両17−nが車上モニタ装置51及び車両用アンテナ18を備えてもよい。
また、個々の空調装置61−1〜空調装置61−nを特に限定しない場合、空調装置61と称する。
また、個々の空調制御装置65−1〜空調制御装置65−nを特に限定しない場合、空調制御装置65と称する。
また、1台の車両17だけであっても、編成列車15に含めることにする。つまり編成列車15を構成する車両数は特に限定せず、1台以上であればよい。
なお、上記で説明した編成列車15の構成は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。例えば、車両17−1に、複数台の空調装置61が備えられてもよい。
演算部101は、マイクロプロセッサユニットを主体として構成され、全体を統括制御し、又、各種演算を実行する。操作部109は、例えば、マウスやキーボード等により構成され、作業者等からの操作を受け付け、操作指令を演算部101に供給する。送受信部111は、地域管理局用アンテナ31を備え、地域管理局用アンテナ31から受信した各種情報を所定の形式にコード変換したものを演算部101に供給する。また、送受信部111は、回線網23を介して、外部と通信を行う。記憶部113は、例えば、ハードディスクや半導体メモリ等により構成され、各種情報等を記憶する。表示部115は、例えば、液晶ディスプレイ等で構成され、作業者に各種情報等を表示する。
演算部201は、マイクロプロセッサユニットを主体として構成され、全体の統括制御と、各種演算とを実行する。操作部209は、例えば、操作スイッチ等により構成され、運転手や作業者等からの操作を受け付け、操作指令を演算部201に供給する。送受信部211は、車両用アンテナ18を備え、各種情報を所定の形式にコード変換したものを車両用アンテナ18を介して送信したり、車両用アンテナ18から各種指令等を受信後に演算部201に供給したりする。また、送受信部211は、伝送路19を介して、他の車両17と通信を行う。記憶部213は、例えば、ハードディスクや半導体メモリ等で構成され、各種情報等を記憶する。表示部215は、例えば、液晶ディスプレイ等で構成され、運転手や作業者に各種情報等を表示する。
なお、地域管理局21及び車上モニタ装置51は、互いにデータ通信を行っているが、そのデータ通信の実施形態については特に限定しない。例えば、データ通信は、有線通信であっても、無線通信であってもよい。データ通信が無線通信の場合、例えば、アドホックネットワーク・マルチホップ通信であってもよい。
四方弁343は、冷房運転時には、図3の四方弁343内部の実線で示すように、圧縮機342の吐出側と室外熱交換器344のガス側とを接続すると共に、圧縮機342の吸入側とガス接続配管321側とを接続する。この構成により、四方弁343は、室外熱交換器344を圧縮機342で圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、室内熱交換器331を室外熱交換器344で凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる。
四方弁343は、暖房運転時には、図3の四方弁343内部の破線で示すように、圧縮機342の吐出側とガス接続配管321側とを接続すると共に、圧縮機342の吸入側と室外熱交換器344のガス側とを接続する。この構成により、四方弁343は、室内熱交換器331を圧縮機342で圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、室外熱交換器344を室内熱交換器331で凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる。
図4に示すように、空調制御装置65には、制御電源(単相)353が供給される。空調制御装置65は、電磁開閉器361を備え、電磁開閉器361の開閉に応じて制御電源(単相)353から供給される制御信号を空調装置61に供給する。
電流検出回路363は、例えば、電磁開閉器361と、空調装置61との間であって、回路配線上、空調装置61側に設けられ、電磁開閉器361と空調装置61との間で電流が流れているか否かを検知する。計時回路364は、電流検出回路363が電流を検知し続けている間、その検知時間を計時する。すなわち、計時回路364は、電磁開閉器361と、空調装置61との間の閉回路の通電時間を計時する。
空調装置61には、駆動電源(三相)351が空調接触器箱501を介して圧縮機342に供給される。
空調接触器箱501は、例えば、圧縮機用接触器511a及び圧縮機用接触器511bを備える。圧縮機用接触器511aは、電磁開閉器361から電流が流れてきたとき、電磁誘導作用で圧縮機用接触器511bが備える開閉器を作動させ、圧縮機342に駆動電源(三相)351を投入する。
電流検出回路563は、例えば、圧縮機用接触器511aと、空調制御装置65との間であって、空調制御装置65から離れた側に設けられ、圧縮機用接触器511aと空調制御装置65との間で電流が流れているか否かを検知する。計時回路564は、電流検出回路563が電流を検知し続けている間、その検知時間を計時する。すなわち、計時回路564は、圧縮機用接触器511aと、空調制御装置65との間の閉回路の通電時間を計時する。
なお、圧縮機用接触器511a及び圧縮機用接触器511bを合わせて、圧縮機用接触器511と称する。
また、マイコン355は、電磁開閉器361の動作に連動した圧縮機342の駆動時間を積算する。この動作で、圧縮機342のON状態の積算値、すなわち、圧縮機342の積算稼働時間が求められる。
なお、圧縮機342の積算稼働時間は、本発明におけるオン状態積算時間に相当する。
また、マイコン555は、圧縮機用接触器511が作動することで圧縮機342に対して駆動電源が投入されていた時間を積算することで、圧縮機用接触器511のON状態の積算値、すなわち、圧縮機用接触器511の積算オン時間を求める。
また、電流検出回路363は、上記では特に構成について説明していないが、計器用変流器であっても、シャント抵抗器であっても、その他別の機器であってもよい。
また、圧縮機用接触器511は、電磁誘導で開閉器の開閉を制御する機器でなくてもよい。例えば、光電センサで開閉器の開閉を制御する機器であってもよい。
なお、電磁開閉器361は、本発明における開閉器に相当する。
また、圧縮機用接触器511は、本発明における接触器に相当する。
また、圧縮機用接触器511は電磁リレーで開閉器を作動させる。このため、圧縮機用接触器511が劣化傾向にあれば、その反応もその分だけ鈍くなる。また、圧縮機342の能力が低下していれば、圧縮機用接触器511はその分だけ長く作動させておく必要がある。このため、劣化時においては、圧縮機用接触器511は、圧縮機342の場合と同様に、ON状態が継続するオン時間を基準時のときと比較して長い時間だけ駆動させることとし、OFF状態が継続するオフ時間を基準時のときと比較して短い時間だけ停止させることとする。
すなわち、空調装置61に搭載される機器のON状態となっている時間と、その機器の使用年数とは相関関係がある。具体的には、機器のON状態となっている時間が長くなるにつれ、機器の使用年数が長い傾向がある。
ただし、同一の使用環境下でないと、機器のON状態となっている時間と、その機器の使用年数との相関関係が低くなる。例えば、オン時間の調整は、車内環境や車外環境によっても変わってくるため、外気温度が継続して長い期間高い状態で使用された機器と、外気温度がそれほど高くない状態で使用された機器とでは、その調整されたオン時間は異なる。この理由のため、同一の使用環境下で、相関関係を確認するとその相関関係は正確になる。したがって、同一の編成列車15に搭載された機器同士を比較すると精度が高くなる。また、同一の編成列車15同士でなくても、同一地域を走行した編成列車15であれば、使用環境が類似するため、比較的高い精度で相関関係を確認することができる。
なお、1ヶ月を超えた期間、例えば、1年といった長期間となると、機器同士の差が小さくなるため、劣化傾向を確認するのは難しくなる。
以上のことを考慮し、以降の説明では、相関関係を確認する具体的な動作について説明する。
車両用空調システム1は、車上モニタ装置51が、伝送路19を介して、空調制御装置65が保持する圧縮機342のON状態の情報を受信し、圧縮機342のON状態を積算することで、複数の空調装置61の中から、劣化した空調装置を特定する。
(ステップS101)
空調制御装置65は、各空調装置61の圧縮機342のON/OFF状態を記録する。例えば、電磁開閉器361が通電時、圧縮機用接触器511が作動することで圧縮機342に駆動電源(三相)351が投入されるため、圧縮機342は駆動する。この場合には圧縮機342がON状態と等価である。また、電磁開閉器361が遮断時、圧縮機用接触器511が作動しないことで圧縮機342に駆動電源(三相)351が投入されないため、圧縮機342は停止する。この場合には圧縮機342がOFF状態と等価である。
空調制御装置65は、予め定めた通信周期に到達したか否かを判定する。空調制御装置65は、予め定めた通信周期、例えば、1秒に到達した場合、ステップS103へ進む。一方、空調制御装置65は、予め定めた通信周期、例えば、1秒に到達しない場合、ステップS101へ戻る。
なお、上記で説明した予め定めた通信周期は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。例えば、3秒周期であっても1分周期であってもよい。
空調制御装置65は、車上モニタ装置51へ各空調装置61の圧縮機342のON/OFF状態を送信する。具体的には、空調制御装置65は、メモリ368に記録した圧縮機342のON/OFF状態、すなわち、電磁開閉器361の通電時間を伝送路19を介して車上モニタ装置51へ送信する。
空調制御装置65は、終了指令が有るか否かを判定する。具体的には、空調制御装置65は、終了指令が有る場合、そのまま処理を終了する。一方、空調制御装置65は、終了指令が無い場合、ステップS101へ戻る。
なお、終了指令は、例えば、車上モニタ装置51が空調制御装置65に対して送信する制御指令の一つである。
(ステップS201)
車上モニタ装置51は、予め定めた期間における各空調装置61の圧縮機342のON/OFF状態をカウント(積算)する。具体的には、車上モニタ装置51は、予め定めた期間、例えば、1日、1週間、及び1ヶ月の何れかの期間で、空調制御装置65から受信した電磁開閉器361の通電時間を順次積算していく。
なお、上記で説明した予め定めた期間は一例を示すだけであり、特にこれに限定せず、1ヶ月以内であればよい。例えば、3日間であってもよい。
車上モニタ装置51は、予め定めた期間、全空調装置61の圧縮機342のON/OFF状態をカウント(積算)したか否かを判定する。具体的には、車上モニタ装置51は、予め定めた期間、例えば、1日間、編成列車15に搭載されている全空調装置61に設けられた圧縮機342のON/OFF状態をカウント(積算)した場合、ステップS203へ進む。一方、車上モニタ装置51は、予め定めた期間、例えば、1日間、編成列車15に搭載されている全ての空調装置61に設けられた圧縮機342のON/OFF状態をカウント(積算)していない場合、ステップS201へ戻る。
つまり、このようにして求められた圧縮機342の積算稼働時間は、電磁開閉器361の積算通電時間と等価である。
車上モニタ装置51は、圧縮機342の積算稼働時間を車両17毎に算出する。具体的には、車上モニタ装置51は、電磁開閉器361の積算通電時間を車両17毎に記憶部213の所定のアドレスに格納しておく。
車上モニタ装置51は、車両17の積算稼働時間平均値を算出する。具体的には、車上モニタ装置51は、車両17毎に積算した電磁開閉器361の通電時間を全て加算して加算データを作成する。また、車上モニタ装置51は、編成列車15を構成する車両17の台数データを取得する。そして、車上モニタ装置51は、加算データを台数データで除することで、車両17の積算稼働時間平均値を求める。つまり、このようにして求められた車両17の積算稼働時間平均値は、電磁開閉器361の積算通電時間平均値と等価である。
車上モニタ装置51は、積算稼働時間と、積算稼働時間平均値との偏差ΔSを車両17毎に算出する。具体的には、車上モニタ装置51は、電磁開閉器361の積算通電時間と、電磁開閉器361の積算通電時間平均値との偏差ΔSを車両17毎に求め、記憶部213の所定のアドレスに車両17毎に格納していく。
車上モニタ装置51は、空調装置特定処理を実行する。空調装置特定処理は、図7〜12を用いて詳述するが、一方が偏差ΔSを利用することで、劣化した空調装置61を特定する処理である。もう一方が閾値を利用することで、劣化した空調装置61を特定する処理である。なお、図7〜9で説明する処理と、図10〜12で説明する処理とは異なるものである。つまり、ここでは、偏差ΔSを用いて劣化した空調装置61を特定する処理と、閾値を用いて劣化した空調装置61を特定する処理との2種類を説明する。
車上モニタ装置51は、空調装置特定処理で特定した特定結果を地上設備10へ予め定めた通信周期、例えば、10分毎に送信する。
なお、図7で説明する空調装置特定処理と、図10で説明する空調装置特定処理とは、同時に実行されてもよく、どちらかだけ実行されてもよく、順に実行されてもよい。
車上モニタ装置51は、最大の偏差ΔSが存在するか否かを判定する。具体的には、車上モニタ装置51は、車両17毎に求めた複数の偏差ΔSの中で、最大の偏差ΔSが存在する場合、ステップS302へ進む。一方、車上モニタ装置51は、車両17毎に求めた複数の偏差ΔSの中で、最大の偏差ΔSが存在しない場合、処理を終了する。この場合には、能力が低下した空調装置61は特定されていないため、以前に特定した能力が低下した空調装置61があれば、そのデータを利用し、以前に特定した能力が低下した空調装置61がなければ、予めデフォルト設定したダミーデータ等を利用すればよい。
車上モニタ装置51は、最大の偏差ΔSに対応する圧縮機342を特定する。最大の偏差ΔSは、例えば、図8に示すように、最大積算稼働時間Smaxと、積算稼働時間平均値Savとの差が最大の偏差である。つまり、電磁開閉器361の積算通電時間と、電磁開閉器361の積算通電時間平均値との差が最大の値である。図8に示す一例においては、横軸には号車番号が1からnまで示してあり、縦軸には各号車番号に対応する積算稼働時間、すなわち、電磁開閉器361の積算通電時間が示してある。また、積算稼働時間平均値Sav、すなわち、電磁開閉器361の積算通電時間平均値が示してある。
なお、上記で説明した記憶領域へのマッピングは一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
車上モニタ装置51は、特定した圧縮機342が搭載されている空調装置61を特定する。例えば、記憶部213において、元々、圧縮機管理番号記憶領域には、各圧縮機342を一意に特定する管理番号が格納され、空調装置管理番号記憶領域には、各空調装置61を一意に特定する管理番号が格納され、空調装置61と、圧縮機342とが相互参照されるようにアドレス参照等で紐付けされている。つまり、どの空調装置61が、どの圧縮機342を備えているかがデータとして紐付けされている。この状態で、偏差ΔSと、その偏差ΔSに該当する圧縮機342とが紐付けされれば、偏差ΔSと、その偏差ΔSに該当する圧縮機342と、その圧縮機342に該当する空調装置61とが相互参照可能となる。例えば、偏差ΔSに対しては、圧縮機管理番号が#2が紐付けされたので、偏差ΔSと、圧縮機管理番号#2と、空調装置管理番号#2とが相互参照可能となる。
なお、上記で説明した記憶領域へのマッピングは一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
車上モニタ装置51は、特定した空調装置61に対応する能力低下フラグを立てる。例えば、空調装置管理番号記憶領域と、能力低下フラグ記憶領域とが、予め紐付けされている。つまり、各空調装置61に対応する能力低下フラグを立てる領域が予め記憶部213の記憶領域に確保されている。この状態で、例えば、空調装置管理番号記憶領域に格納されている#2と紐付けされている能力低下フラグ記憶領域に、フラグ1が格納される。
なお、上記で説明した記憶領域へのマッピングは一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
車上モニタ装置51は、能力低下フラグが立っている空調装置61の号車番号を特定する。例えば、空調装置管理番号記憶領域と、能力低下フラグ記憶領域と、号車番号記憶領域とが、予め紐付けされている。つまり、デフォルトでは、能力低下フラグが未設定の状態で、空調装置管理番号と、能力低下フラグと、号車番号とがアドレス参照等で相互参照されるようにメモリマッピングされている。この状態で、能力低下フラグが設定されれば、その能力低下フラグに該当する号車番号と、その能力低下フラグに該当する空調装置番号とは紐付けされた関係で参照される。例えば、能力低下フラグ1に該当する号車番号は2であり、号車番号2に該当する空調装置管理番号は#2である。
なお、上記で説明した記憶領域へのマッピングは一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
車上モニタ装置51は、特定した号車番号を特定結果として格納する。例えば、車上モニタ装置51は、特定した号車番号と、図示しない特定結果一覧記憶領域とが、アドレス参照等により紐付けされる。
なお、上記で説明した記憶領域で用いられた各種パラメータは一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
図11は、本発明の実施の形態1における号車毎の圧縮機の積算稼働時間の別の一例を示す図である。図11には、横軸に号車番号、縦軸に各号車番号に対応する積算稼働時間が示され、最大積算稼働時間Smax、閾値Sth、及び積算稼働時間平均値Savが示されている。最大積算稼働時間Smax及び積算稼働時間平均値Savについては、図8と同様であるので説明を省略する。閾値Sthについては後述する。
図12は、本発明の実施の形態1における記憶部213の記憶領域の別の一例を示す図である。図12には、記憶部213に、閾値判定フラグ記憶領域、偏差記憶領域、圧縮機管理番号記憶領域、空調装置管理番号記憶領域、能力低下フラグ記憶領域、及び号車番号格納領域がマッピングされている。なお、閾値判定フラグ記憶領域及び偏差記憶領域のマッピングの詳細以外は、図9と同様であるのでその説明については省略する。閾値判定フラグ記憶領域及び偏差記憶領域のマッピングの詳細については後述する。
車上モニタ装置51は、積算稼働時間平均値を取得する。
車上モニタ装置51は、閾値設定率を取得する。閾値設定率は、積算稼働時間平均値に基づいて閾値を求める際に利用する割合である。
車上モニタ装置51は、積算稼働時間平均値に閾値設定率を乗算して閾値Sthを求める。閾値Sthは、積算稼働時間平均値に予め定めた割合である閾値設定率を乗算することで求まる値である。例えば、積算稼働時間の2割増しのときに劣化に伴って稼働時間が長くなっていると想定した場合、閾値設定率は1.2である。
なお、上記で説明した閾値設定率は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
車上モニタ装置51は、積算稼働時間を取得する。
車上モニタ装置51は、積算稼働時間が閾値を超えているか否かを判定する。車上モニタ装置51は、積算稼働時間が閾値を超えている場合、ステップS406に進む。一方、車上モニタ装置51は、積算稼働時間が閾値を超えていない場合、ステップS407へ進む。
車上モニタ装置51は、閾値判定フラグを設定する。ここで、閾値判定フラグについて説明する。記憶部213には、上述したように、閾値判定フラグ記憶領域が設けられている。そして、閾値判定フラグ記憶領域と、偏差記憶領域とは、アドレス参照等で紐付けされた状態で記憶領域が割り当てられている。
なお、上記で説明した記憶領域の設定は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
車上モニタ装置51は、全ての積算稼働時間に対して確認したか否かを判定する。車上モニタ装置51は、全ての積算稼働時間に対して確認した場合、すなわち、編成列車15を構成する各車両17の積算稼働時間に対して、閾値との比較が行われた場合、ステップS408へ進む。一方、車上モニタ装置51は、全ての積算稼働時間に対して確認していない場合、すなわち、編成列車15を構成する各車両17のうち、まだ閾値との比較が行われていない車両17の積算稼働時間が存在する場合、ステップS404へ戻る。
車上モニタ装置51は、閾値判定フラグが立っている偏差ΔSに対応する圧縮機342を特定する。
上述したように、閾値判定フラグ記憶領域の車両17毎の記憶領域と、それに該当する偏差ΔSの記憶領域とが、アドレス参照等で紐付けされた状態で、記憶部213にマッピングされている。また、偏差ΔSの記憶領域の車両17毎の記憶領域と、それに該当する圧縮機管理番号記憶領域とが、アドレス参照等で紐付けされた状態で、記憶部213にマッピングされている。この構成のため、閾値判定フラグが立っている閾値判定フラグを参照すれば、偏差ΔSを仲立ちにして、圧縮機管理番号を参照することができる。よって、閾値判定フラグに基づいて圧縮機342が特定される。
ステップS409〜ステップS412の処理については、上述したステップS303〜ステップS306の処理と同様であるため、その説明については省略する。
なお、積算稼働時間平均値は、本発明におけるオン状態積算時間平均値に相当する。
また、劣化した空調装置を正確かつ簡易に特定することができるため、劣化した空調装置と、劣化していない空調装置との分別を容易に行うことができる。
この構成で、劣化した空調装置を正確かつ簡易に特定することができるため、劣化した空調装置を特定する精度を高めつつ、劣化した空緒装置を特定するコストを低減させることができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、最も劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、空調装置61のうち、劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて劣化した空調装置を特定することができる。よって、劣化した空調装置を正確に特定することができる。
この構成で、理想値に基づいた基準運転パターンを予め作成する必要がなく、そのような基準運転パターンをデータベース等に事前に格納しておく必要もない。よって、劣化した空調装置を簡易に特定することができる。
実施の形態2において、実施の形態1との相違点は、複数の編成列車15、415から機器の積算稼働時間が収集され、複数の編成列車15、415の中から、劣化した空調装置が特定される点である。
なお、本実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
また、実施の形態1と同一の機能や構成についての説明は省略する。
なお、編成列車415は、編成列車15とその機能や構成が同一であるため、その説明については省略する。
また、図13においては、編成列車15及び編成列車415が保有する積算稼働時間を取得する場合について説明するが、編成列車15、415以外の編成列車が存在してもよい。
また、今回新たに加わった処理は、車上モニタ装置51が、空調制御装置65から受信した各種データを、地上設備10へ送信する処理であるため、この点について説明する。
また、地上設備10の処理は、図6で説明した車上モニタ装置51の処理と同様であるが、主体が地上設備10であることに伴って変更となった処理があるので、この点も含めて説明する。
(ステップS601)
車上モニタ装置51及び車上モニタ装置451は、予め定めた通信周期に到達したか否かを判定する。車上モニタ装置51及び車上モニタ装置451は、予め定めた通信周期、例えば、10分に到達した場合、ステップS602へ進む。一方、車上モニタ装置51及び車上モニタ装置451は、予め定めた通信周期、例えば、10分に到達しない場合、ステップS601へ戻る。
なお、上記で説明した予め定めた通信周期は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。例えば、30分周期であっても1時間周期であってもよい。
車上モニタ装置51及び車上モニタ装置451は、地上設備10へ各空調装置61及び各空調装置461の圧縮機342等のON/OFF状態を送信する。具体的には、車上モニタ装置51及び車上モニタ装置451は、記憶部213等に記録した圧縮機342等のON/OFF状態、すなわち、電磁開閉器361等の通電時間を車両用アンテナ18及び車両用アンテナ418を介して地上設備10へ送信する。
車上モニタ装置51及び車上モニタ装置451は、終了指令が有るか否かを判定する。具体的には、車上モニタ装置51及び車上モニタ装置451は、終了指令が有る場合、そのまま処理を終了する。一方、車上モニタ装置51は、終了指令が無い場合、ステップS601へ戻る。
(ステップS701)
地上設備10は、編成列車15、415毎に、予め定めた期間における各空調装置61、461の圧縮機342等のON/OFF状態をカウント(積算)する。具体的には、地上設備10は、予め定めた期間、例えば、1日、1週間、及び1ヶ月の何れかの期間で、車上モニタ装置51及び車上モニタ装置451から受信した電磁開閉器361等の通電時間をそれぞれ順次積算していく。
なお、上記で説明した予め定めた期間は一例を示すだけであり、特にこれに限定せず、1ヶ月以内であればよい。例えば、3日間であってもよい。
地上設備10は、予め定めた期間、全空調装置61、461の圧縮機342等のON/OFF状態をカウント(積算)したか否かを判定する。具体的には、地上設備10の地域管理局21は、予め定めた期間、例えば、1日間、編成列車15、415に搭載されている全空調装置61、461に設けられた圧縮機342等のON/OFF状態をカウント(積算)した場合、ステップS703へ進む。一方、地上設備10の地域管理局21は、予め定めた期間、例えば、1日間、編成列車15、415に搭載されている全空調装置61、461に設けられた圧縮機342等のON/OFF状態をカウント(積算)していない場合、ステップS701へ戻る。
つまり、このようにして求めた圧縮機342等の積算稼働時間は、電磁開閉器361等の積算通電時間のことである。
地上設備10は、圧縮機342等の積算稼働時間を車両17、417毎に算出する。
具体的には、地上設備10の地域管理局21は、電磁開閉器361等の積算通電時間を車両17、417毎に記憶部213の所定のアドレスに格納しておく。
地上設備10は、全ての車両17、417の積算稼働時間平均値を算出する。具体的には、地上設備10の地域管理局21は、車両17、417毎に積算した電磁開閉器361等の通電時間を全て加算して加算データを作成する。また、地上設備10の地域管理局21は、編成列車15、415を構成する車両17、417の台数データを取得し、その合計の台数データを求める。そして、地上設備10の地域管理局21は、加算データを合計の台数データで除することで、全ての車両17、417の積算稼働時間平均値を求める。
つまり、このようにして求めた車両17、417の積算稼働時間平均値は、比較対象となっている全ての車両17、417における電磁開閉器361等の積算通電時間平均値のことである。
地上設備10は、積算稼働時間と、積算稼働時間平均値との偏差ΔSを車両17、417毎に算出する。具体的には、地上設備10の地域管理局21は、電磁開閉器361等の積算通電時間と、電磁開閉器361等の積算通電時間平均値との偏差ΔSを車両17、417毎に求め、記憶部113の所定のアドレスに車両17、417毎に格納していく。
地上設備10の地域管理局21は、全ての編成列車15、415に対して処理を行ったか否かを判定する。地上設備10の地域管理局21は、全ての編成列車15、415に対して処理を行った場合、ステップS707へ進む。一方、地上設備10の地域管理局21は、全ての編成列車15、415に対して処理を行っていない場合、ステップS701へ戻り、ステップS701〜ステップS705の処理をやり直す。つまり、地上設備10は、統括管理する全ての編成列車15、415に対し、空調装置61、461の中から劣化したものを特定する処理をするため、それがなされていない場合には、処理をやり直す。
地上設備10は、空調装置特定処理を実行する。空調装置特定処理は、偏差ΔSを利用することにより、劣化した空調装置61を特定する処理であり、図7〜12を用いて上述した。
地上設備10は、空調装置特定処理で特定した特定結果を車両管理の運用に用いる。例えば、地域管理局21の表示部115に表示する。また、例えば、地上設備10は、各種サーバー群22に特定結果を送信し、各種処理を実行させる。
また、劣化した空調装置を正確かつ簡易に特定することができるため、劣化した空調装置と、劣化していない空調装置との分別を容易に行うことができる。
なお、本実施の形態2において、各処理の詳細を記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含む。
また、劣化した空調装置を正確かつ簡易に特定することができるため、劣化した空調装置と、劣化していない空調装置との分別を容易に行うことができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、最も劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、空調装置61のうち、劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて劣化した空調装置を特定することができる。よって、劣化した空調装置を正確に特定することができる。
この構成で、理想値に基づいた基準運転パターンを予め作成する必要がなく、そのような基準運転パターンをデータベース等に事前に格納しておき必要もない。よって、劣化した空調装置を簡易に特定することができる。
実施の形態3において、実施の形態1、2との相違点は、劣化した空調装置を特定するのに用いるデータが、圧縮機用接触器511の通電時間であり、それ以外は同様の機能や構成となっている。
なお、本実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態1、2と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
また、実施の形態1、2と同一の機能や構成についての説明は省略する。
例えば、空調接触器箱501は、室外ファン用接触器512及び室内ファン用接触器513も備える。圧縮機用接触器511及び室外ファン用接触器512は、室外機312と電気的に接続関係が形成されている。室内ファン用接触器513は、室内機311と電気的に接続関係が形成されている。
そして、空調制御装置65−1は、空調装置61−1に対して、空調接触器箱501を介して、各種制御信号を供給する。また、車上モニタ装置51は、空調制御装置65−1が空調装置61−1から取得した各種データを伝送路19を介して受信する。
例えば、ステップS801、S803において、空調制御装置65は、圧縮機用接触器511の通電時間を記録し、それを車上モニタ装置51へ送信する。
また、例えば、ステップS902において、車上モニタ装置51は、空調制御装置65から受信した圧縮機用接触器511の通電時間を地上設備10へ送信する。
また、例えば、ステップS1001、S1002においては、地上設備10は、車上モニタ装置51から受信した圧縮機用接触器511の通電時間に基づいて、各種演算を実行する。ステップS1003〜ステップS1005において、地上設備10は、圧縮機用接触器511の通電時間の積算オン時間と、その積算オン時間平均値とに基づいて、偏差ΔSを求める。ステップS1006では、地上設備10は、劣化した圧縮機用接触器511に基づいて、劣化した空調装置61を特定する。ステップS1007において、地上設備10は、劣化した圧縮機用接触器511に基づいた車両管理を運用する。
また、劣化した空調装置を正確かつ簡易に特定することができるため、劣化した空調装置と、劣化していない空調装置との分別を容易に行うことができる。
なお、本実施の形態3において、各処理の詳細を記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含む。
なお、上記の説明では、地上設備10が主体となって各種演算を実行する一例について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、車上モニタ装置51が主体となって上述した各種演算を実行してもよい。
この構成で、圧縮機用接触器511の積算オン時間に基づいて処理が実行されたとしても、劣化した空調装置を特定することで、劣化した空調装置を正確かつ簡易に特定することができる。したがって、劣化した空調装置を特定する精度を高めつつ、劣化した空調装置を特定するコストを低減させることができる。
この構成で、圧縮機用接触器511の積算オン時間に基づいて処理が実行されたとしても、劣化した空調装置を特定することで、劣化した空調装置を正確かつ簡易に特定することができる。したがって、劣化した空調装置を特定する精度を高めつつ、劣化した空調装置を特定するコストを低減させることができる。
実施の形態1〜3との相違点は、圧縮機342の容量値を含めた上で、圧縮機342の積算稼働時間を求める点である。
なお、本実施の形態4において、特に記述しない項目については実施の形態1〜3と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
また、実施の形態1〜3と同一の機能や構成についての説明は省略する。
図21は、本発明の実施の形態4における圧縮機の能力補正を行う場合の積算稼働時間平均値算出処理の動作を説明するフローチャートである。
車上モニタ装置51は、圧縮機342の積算稼働時間を取得する。
車上モニタ装置51は、圧縮機342の容量値を取得する。
車上モニタ装置51は、圧縮機342の容量値に基づいて積算稼働時間を補正する。例えば、空調制御装置65からアンロード運転として70%運転が行われている旨を受信した場合、車上モニタ装置51は、積算稼働時間に対して、能力補正として0.7を乗算する。
車上モニタ装置51は、未補正の積算稼働時間があるか否かを判定する。車上モニタ装置51は、未補正の積算稼働時間がある場合、ステップS1501へ戻る。一方、車上モニタ装置51は、未補正の積算稼働時間がない場合、ステップS1505へ進む。
車上モニタ装置51は、補正した積算稼働時間に基づいて積算稼働時間平均値を算出し、処理を終了する。
また、劣化した空調装置をさらに正確かつ簡易に特定することができるため、劣化した空調装置と、劣化していない空調装置との分別をさらに容易に行うことができる。
なお、上記の説明では、車上モニタ装置51が主体となって各種演算を実行する一例について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、地上設備10が主体となって上述した各種演算を実行してもよい。
この構成で、圧縮機342の容量値を含めて劣化した空調装置を特定することで、劣化した空調装置をさらに正確かつ簡易に特定することができる。したがって、劣化した空調装置を特定する精度をさらに高めつつ、劣化した空調装置を特定するコストを低減させることができる。
この構成で、圧縮機342の容量値を含めて劣化した空調装置を特定することで、劣化した空調装置をさらに正確かつ簡易に特定することができる。したがって、劣化した空調装置を特定する精度をさらに高めつつ、劣化した空調装置を特定するコストを低減させることができる。
また、劣化した空調装置を正確かつ簡易に特定することができるため、劣化した空調装置と、劣化していない空調装置との分別を容易に行うことができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、最も劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて、空調装置61のうち、劣化した空調装置を特定することができる。
この構成で、同じ条件下で得られた指標に基づいて劣化した空調装置を特定することができる。よって、劣化した空調装置を正確に特定することができる。
この構成で、理想値に基づいた基準運転パターンを予め作成する必要がなく、そのような基準運転パターンをデータベース等に事前に格納しておき必要もない。よって、劣化した空調装置を簡易に特定することができる。
この構成で、圧縮機342の容量値を含めて劣化した空調装置を特定することで、劣化した空調装置をさらに正確かつ簡易に特定することができる。したがって、劣化した空調装置を特定する精度をさらに高めつつ、劣化した空調装置を特定するコストを低減させることができる。
Claims (24)
- 車両毎に空調装置が搭載され、1台の前記車両又は複数台の前記車両を備える編成列車に搭載される車上モニタ装置において、
前記空調装置のうち、劣化した空調装置を特定する演算部を備え、
前記演算部は、
予め定めた期間、前記空調装置に搭載されている機器のオン状態の時間を積算してオン状態積算時間を前記車両毎に求め、
前記オン状態積算時間に基づいて、前記車両のオン状態積算時間平均値を求め、
前記オン状態積算時間と、前記オン状態積算時間平均値とに基づいて、前記機器の中から、劣化した機器を特定し、前記劣化した機器を搭載している前記空調装置を特定する
ことを特徴とする車上モニタ装置。 - 前記演算部は、
前記オン状態積算時間と、前記オン状態積算時間平均値との偏差を前記車両毎に求め、
前記偏差に基づいて、前記劣化した機器を特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車上モニタ装置。 - 前記演算部は、
前記偏差が最大のものに対応する前記機器を前記劣化した機器と特定する
ことを特徴とする請求項2に記載の車上モニタ装置。 - 前記演算部は、
前記オン状態積算時間が予め定めた閾値を超えている場合、該オン状態積算時間に対応する前記機器を前記劣化した機器と特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車上モニタ装置。 - 前記演算部は、
前記閾値を、前記オン状態積算時間平均値に予め定めた割合を乗算した値に設定する
ことを特徴とする請求項4に記載の車上モニタ装置。 - 前記機器として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機が搭載され、
前記圧縮機の駆動及び停止の何れかの動作を行わせる開閉器を備え、
前記開閉器は、該開閉器が通電時に前記圧縮機を駆動させ、該開閉器が遮断時に前記圧縮機を停止させ、
前記演算部は、
前記開閉器で前記圧縮機を駆動させていた時間を積算することで、前記オン状態積算時間を求める
ことを特徴とする請求項3又は5に記載の車上モニタ装置。 - 前記機器として、前記圧縮機の駆動電源の投入及び遮断の何れかの動作を行う接触器が搭載され、
前記接触器は、前記開閉器が通電時に前記圧縮機へ駆動電源を投入し、前記開閉器が遮断時に前記圧縮機への駆動電源を遮断し、
前記演算部は、
前記接触器で前記圧縮機へ駆動電源を投入していた時間を積算することで、前記オン状態積算時間を求める
ことを特徴とする請求項6に記載の車上モニタ装置。 - 前記演算部は、
前記圧縮機の容量値を取得した場合、前記容量値に基づいて補正した前記オン状態積算時間と、該オン状態積算時間に基づいて求めた前記オン状態積算時間平均値とに基づいて、前記劣化した圧縮機を特定する
ことを特徴とする請求項6に記載の車上モニタ装置。 - 車両毎に空調装置が搭載され、1台の前記車両又は複数台の前記車両を備える複数の編成列車のそれぞれに搭載される車上モニタ装置と相互通信する地上設備において、
前記車上モニタ装置と各種情報を送受信する送受信部と、
前記各種情報に基づいて予め定めた演算を行う演算部と
を備え、
前記演算部は、
前記送受信部を介して、前記空調装置に搭載されている機器のオン状態の時間情報を前記複数の編成列車からそれぞれ受信した場合、
予め定めた期間、前記オン状態の時間を積算してオン状態積算時間を前記車両毎に求め、
前記オン状態積算時間に基づいて、前記車両のオン状態積算時間平均値を求め、
前記オン状態積算時間と、前記オン状態積算時間平均値とに基づいて、前記機器の中から、劣化した機器を特定し、前記劣化した機器を搭載している前記空調装置を特定する
ことを特徴とする地上設備。 - 前記演算部は、
前記オン状態積算時間と、前記オン状態積算時間平均値との偏差を前記車両毎に求め、
前記偏差に基づいて、前記劣化した機器を特定する
ことを特徴とする請求項9に記載の地上設備。 - 前記演算部は、
前記偏差が最大のものに対応する前記機器を前記劣化した機器と特定する
ことを特徴とする請求項10に記載の地上設備。 - 前記演算部は、
前記オン状態積算時間が予め定めた閾値を超えている場合、該オン状態積算時間に対応する前記機器を前記劣化した機器と特定する
ことを特徴とする請求項9に記載の地上設備。 - 前記演算部は、
前記閾値を、前記オン状態積算時間平均値に予め定めた割合を乗算した値に設定する
ことを特徴とする請求項12に記載の地上設備。 - 前記機器として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機が搭載され、
前記圧縮機の駆動及び停止の何れかの動作を行わせる開閉器を備え、
前記開閉器は、該開閉器が通電時に前記圧縮機を駆動させ、該開閉器が遮断時に前記圧縮機を停止させ、
前記演算部は、
前記開閉器で前記圧縮機を駆動させていた時間を積算することで、前記オン状態積算時間を求める
ことを特徴とする請求項11又は13に記載の地上設備。 - 前記機器として、前記圧縮機の駆動電源の投入及び遮断の何れかの動作を行う接触器が搭載され、
前記接触器は、前記開閉器が通電時に前記圧縮機へ駆動電源を投入し、前記開閉器が遮断時に前記圧縮機への駆動電源を遮断し、
前記演算部は、
前記接触器で前記圧縮機へ駆動電源を投入していた時間を積算することで、前記オン状態積算時間を求める
ことを特徴とする請求項14に記載の地上設備。 - 前記演算部は、
前記圧縮機の容量値を取得した場合、前記容量値に基づいて補正した前記オン状態積算時間と、該オン状態積算時間に基づいて求めた前記オン状態積算時間平均値とに基づいて、前記劣化した圧縮機を特定する
ことを特徴とする請求項14に記載の地上設備。 - 車両毎に空調装置が搭載され、1台の前記車両又は複数台の前記車両を備える複数の編成列車のそれぞれに搭載される車上モニタ装置と、
前記車上モニタ装置と各種情報を送受信する地上設備と
を備えた車両用空調システムにおいて、
前記車上モニタ装置は、
前記地上設備と前記各種情報を送受信する第1送受信部と、
前記空調装置のうち、劣化した空調装置を特定する第1演算部と
を備え、
前記第1演算部は、
前記第1送受信部を介して、前記空調装置に搭載されている機器のオン状態の時間情報を送信しない場合、
予め定めた期間、前記機器のオン状態の時間を積算してオン状態積算時間を前記車両毎に求め、
前記オン状態積算時間に基づいて、前記車両のオン状態積算時間平均値を求め、
前記オン状態積算時間と、前記オン状態積算時間平均値とに基づいて、前記機器の中から、劣化した機器を特定し、前記劣化した機器を搭載している前記空調装置を特定し、
特定した前記空調装置に関する情報を、前記送受信部を介して前記地上設備に送信し、
前記地上設備は、
前記車上モニタ装置と前記各種情報を送受信する第2送受信部と、
前記各種情報に基づいて予め定めた演算を行う第2演算部と
を備え、
前記第2演算部は、
前記第2送受信部を介して、前記時間情報を前記複数の編成列車からそれぞれ受信した場合、
予め定めた期間、前記オン状態の時間を積算してオン状態積算時間を前記車両毎に求め、
前記オン状態積算時間に基づいて、前記車両のオン状態積算時間平均値を求め、
前記オン状態積算時間と、前記オン状態積算時間平均値とに基づいて、前記機器の中から、劣化した機器を特定し、前記劣化した機器を搭載している前記空調装置を特定する
ことを特徴とする車両用空調システム。 - 前記第1演算部及び前記第2演算部の何れかは、
前記オン状態積算時間と、前記オン状態積算時間平均値との偏差を前記車両毎に求め、
前記偏差に基づいて、前記劣化した機器を特定する
ことを特徴とする請求項17に記載の車両用空調システム。 - 前記第1演算部及び前記第2演算部の何れかは、
前記偏差が最大のものに対応する前記機器を前記劣化した機器と特定する
ことを特徴とする請求項18に記載の車両用空調システム。 - 前記第1演算部及び前記第2演算部の何れかは、
前記オン状態積算時間が予め定めた閾値を超えている場合、該オン状態積算時間に対応する前記機器を前記劣化した機器と特定する
ことを特徴とする請求項17に記載の車両用空調システム。 - 前記第1演算部及び前記第2演算部の何れかは、
前記閾値を、前記オン状態積算時間平均値に予め定めた割合を乗算した値に設定する
ことを特徴とする請求項19に記載の車両用空調システム。 - 前記機器として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機が搭載され、
前記圧縮機の駆動及び停止の何れかの動作を行わせる開閉器を備え、
前記開閉器は、該開閉器が通電時に前記圧縮機を駆動させ、該開閉器が遮断時に前記圧縮機を停止させ、
前記第1演算部及び前記第2演算部の何れかは、
前記開閉器で前記圧縮機を駆動させていた時間を積算することで、前記オン状態積算時間を求める
ことを特徴とする請求項19又は21に記載の車両用空調システム。 - 前記機器として、前記圧縮機の駆動電源の投入及び遮断の何れかの動作を行う接触器が搭載され、
前記接触器は、前記開閉器が通電時に前記圧縮機へ駆動電源を投入し、前記開閉器が遮断時に前記圧縮機への駆動電源を遮断し、
前記第1演算部及び前記第2演算部の何れかは、
前記接触器で前記圧縮機へ駆動電源を投入していた時間を積算することで、前記オン状態積算時間を求める
ことを特徴とする請求項22に記載の車両用空調システム。 - 前記第1演算部及び前記第2演算部の何れかは、
前記圧縮機の容量値を取得した場合、前記容量値に基づいて補正した前記オン状態積算時間と、該オン状態積算時間に基づいて求めた前記オン状態積算時間平均値とに基づいて、前記劣化した圧縮機を特定する
ことを特徴とする請求項22に記載の車両用空調システム。
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JP2012215611A JP6180094B2 (ja) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | 車上モニタ装置、地上設備、及び車両用空調システム |
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