JP2019129604A - 機器状態記録システム、及び機器状態記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パラメータの変更により機器の状態量を記録させる条件を変更可能な機器状態記録システム、及び機器状態記録装置を提供する。【解決手段】本実施形態に係る機器状態記録システムは、地上システムと、車上システムとを備える。地上システムの指示により車上システム内の機器の状態量を記録する。車上システムは、機器内に設けられる状態記録装置を有する。状態記録装置は、機器側パラメータ設定部と、状態記録格納部と、を有する。機器側パラメータ設定部は、機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する。状態記録格納部は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器の状態量に関するパラメータとに基づいて、機器の状態量を記録する機器の状態量を記録する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、機器状態記録システム、及び機器状態記録装置に関する。

鉄道では、一般に列車情報制御システム（TCMS: Train Control and. Monitoring System）が、主変換装置（CI: Converter - Inverter）やブレーキ装置、補助電源装置（SIV: Static Inverter）、空調装置（HVAC: Heating, Ventilation ,and Air Conditioning）などの列車に搭載される機器と接続され、情報（データ）や制御指令を伝送する。また、近年のＩｏＴ（Internet of Things）の技術進歩により、各種機器の情報やセンサーのデータが分析に活用されつつある。このため、車上ゲートウェイ装置（車上ＧＷ装置）を列車情報制御システムに接続し、データを地上サーバへ送信して、データを蓄積することが行われている。この蓄積されたデータに基づき、各種の分析が行こなれている。これにより、各種サービスの提供や、異常予兆の把握などの予防保全を進める試みが行われている。この異常予兆に関しては、蓄積されたデータを分析することで、例えば機器や機能の正常ではない状態を検出する方法が用いられる。このように、これらの異常予兆、異常動作要因の詳細な現象を分析するために、蓄積されたデータを分析することは有効である。また、機器が保護動作などの異常動作を起こすこともある。

この保護動作の分析には、機器の出力信号を機器の故障ログに取り込むことが行われる場合がある。この場合、故障ログの記録トリガのトリガ条件を変更し、再度の試験を行うことがある。同様に、異常予兆、異常動作要因の詳細な現象を分析するために、情報を取得するためのトリガ条件を変更して、データの再取得が必要となる場合がある。これには、ソフトウェアの変更が必要となる。ところが、ソフトウェアを変更するためには、動作保証をするための検証が必要となってしまう。また、同様なシステムや機器が編成や車両内に多数存在する場合、変更したソフトウェアのインストールを全数実施するのは作業的に困難となってしまう。このように、従来のソフトウェアの変更によるトリガ条件の変更では、迅速な対応が困難となってしまう恐れがある。

また、現在の鉄道ＩｏＴの仕組みでは、機器から取得したデータを定常的に地上サーバへ送信している。このデータの通信量、地上サーバの負荷量、及び全体の処理速度などの影響により、地上サーバへの送信速度は例えば１００ｍｓサンプリングオーダ程度に制限を受けてしまう場合がある。一方で、例えば主変換装置の電気系の動作を分析するためには、数１００マイクロｓｅｃオーダでのデータサンプリングが必要となる。このように、地上サーバへの送信速度の制限により、機器の応答現象などを解明するためのサンプリングオーダに制約を受けてしまう恐れがある。

特願２００６−３３１６８７公報 特願２０１５−１６４３６３号公報 特許第５７３７６９６号公報

発明が解決しようとする課題は、パラメータの変更により機器の状態量を記録させるトリガ条件を変更可能な機器状態記録システム、及び機器状態記録装置を提供することである。

本実施形態に係る機器状態記録システムは、地上システムと、車上システムとを備える。地上システムの指示により車上システム内の機器の状態量を記録する。車上システムは、機器内に設けられる状態記録装置を有する。状態記録装置は、機器側パラメータ設定部と、状態記録格納部と、を有する。機器側パラメータ設定部は、機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する。状態記録格納部は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器の状態量に関するパラメータとに基づいて、機器の状態量を記録する機器の状態量を記録する。

一実施形態における機器状態記録システムの構成を示すブロック図。 機器状態記録装置の詳細な構成を示すブロック図。 状態記録変数アドレス格納部に格納されるアドレスの一例を示す図。 トリガ演算部が用いるアドレスの例を説明する図。 トリガ条件および変数を識別するための識別番号の付与例を示す図。 機器における状態量の取得処理の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の一実施形態に係る機器状態記録装置及び機器状態記録システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

図１は、一実施形態における機器状態記録システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、機器状態記録システム１は、例えば列車に搭載される機器の状態量を記録するシステムであり、相互に通信可能な地上システム１０と、車上システム２０とを備えて構成されている。この機器状態記録システム１は、地上システム１０の指示により車上システム２０内の機器の状態量を記録する。なお、本実施形態に係る機器状態記録システム１は、列車に搭載される機器の状態量を記録する例を説明するが、これに限定されず、例えばバス、航空機、一般車両などに搭載される機器の状態量を記録するために用いてもよい。

地上システム１０は、例えば列車の中央管理室に配置され、複数の列車に搭載される機器の状態を監視するシステムである。この地上システム１０は、地上側パラメータ設定部１２と、地上通信制御部１４と、地上サーバ１６とを備えて構成されている。

車上システム２０は、例えば地上システム１０側から設定されたトリガ条件に従い各機器の状態量を記録するシステムであり、情報通信部２２と、車上ゲートウェイ（車上ＧＷ）２４と、複数の機器２６と、複数の機器状態記録装置２８と、内部通信網（ネットワーク）ＮＷ２とを備えて構成されている。

地上側パラメータ設定部１２は、列車に搭載される機器２６に状態量を記録させるトリガ条件の生成に用いるパラメータを設定する。より具体的には、地上側パラメータ設定部１２は、機器２６の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する。また、地上側パラメータ設定部１２は、このパラメータを地上通信制御部１４に供給する。

地上通信制御部１４は、複数の列車との通信が可能であり、目的とする列車の車上システム２０との通信を制御する。すなわち、この地上通信制御部１４は、車上システム２０へのパラメータの送信を含めて車上システム２０との通信を制御する。例えば、地上通信制御部１４は、パラメータに暗号化、圧縮変換などの処理を施し、外部通信網ＮＷ１を介して車上システム２０に送信する。また、地上通信制御部１４は、外部通信網ＮＷ１を介して受信した情報を復号化、解凍変換などの処理を施し、地上サーバ１６へ蓄積する。このように、車上システム２０の機器の情報は、地上システム１０の地上サーバ１６により記録される。なお、外部通信網ＮＷ１は、有線でも無線でもよく、通信形態を問わない。また、外部通信網ＮＷ１を用いる替わりに、モバイル記憶媒体などによりパラメータなどの情報の設定を行ってもよい。なお、本実施形態に係る地上通信制御部１４が第１通信制御部に対応する。

地上サーバ１６は、地上通信制御部１４を介して車上システム２０の機器状態記録装置２８に記録された機器２６の状態量を取得し蓄積する。また、地上サーバ１６は、蓄積した機器２６の状態量の分析を行う。例えば、地上サーバ１６は、データを分析することにより、通常と異なる振る舞いをしている機器２６を検出したり、機器２６の異常予兆を検出したりする。さらにまた、地上サーバ１６は、機器２６の状態量と、この機器２６の状態量を記録するために用いたトリガ条件を関連付けて蓄積している。すなわち、この地上サーバ１６は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態の種別に関するパラメータとに基づいて、状態記録格納部５２に記録された機器２６の状態量を分析する。これにより、機器の異常予兆や、故障の要因分析を、トリガ条件などに対応させて行うことが可能である。また、本実施形態に係る地上サーバ１６が分析部に対応する。

情報通信部２２は、パラメータの受信を含めて地上システム１０との通信を制御する。この情報通信部２２は、例えば外部通信網ＮＷ１を介して地上システム１０の地上通信制御部１４と通信を行う。なお、本実施形態に係る情報通信部２２が第２通信制御部に対応する。

車上ゲートウェイ２４は、情報通信部２２及び外部通信網ＮＷ１を介して取得した情報の復号化、解凍変換などの処理を施し、トリガ条件設定のためパラメータを複数の機器状態記録装置２８のそれぞれに設定する。また、車上ゲートウェイ２４は、複数の機器２６から取得した情報に暗号化、圧縮変換などの処理を施し、情報通信部２２により外部通信網ＮＷ１を介して地上システム１０へ送信する。

複数の機器２６のそれぞれは、例えば列車に搭載されている機器である。これら複数の機器２６は、例えば主変換装置（ＣＩ）、ブレーキ装置、補助電源装置（ＳＩＶ）、空調装置（ＨＶＡＣ）などである。また、複数の機器２６は、内部通信網ＮＷ２を介して、車上システム２０内の機器と直接的に、あるいは間接的に相互に通信が可能である。

複数の機器状態記録装置２８のそれぞれは、対応する機器２６内に設けられ、対応する機器２６の状態量を記録する。例えば機器２６がブレーキ装置であれば、空気圧などを記録し、機器２６が空調装置であれば、気温、電圧、電流、消費電力などを記録する。

図２は、機器状態記録装置２８の詳細な構成を示すブロック図である。この図２に示すように、機器状態記録装置２８は、記録部４２と、機器側パラメータ設定部４４と、機器側状態記録送信部４６と、トリガ条件生成部４８と、を備えて構成されている。

車上ゲートウェイ２４内の車上側パラメータ設定部３０は、情報通信部２２の制御により受信されたパラメータを機器状態記録装置２８に設定する。記録部４２は、機器２６の状態量を記録する。記録部４２の詳細な構成は後述する。

機器側パラメータ設定部４４は、機器２６の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する。例えば、この機器側パラメータ設定部４４は、車上側パラメータ設定部３０で設定されたパラメータのうち、機器２６に関連するパラメータを設定する。この機器側パラメータ設定部４４は、プロセッサを含んで構成され、地上側パラメータ設定部１２（図１）から外部通信網ＮＷ１、情報通信部２２、及び車上側パラメータ設定部３０を介して、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を取得する。また、機器側パラメータ設定部４４は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を後述するトリガ条件生成部４８、状態記録変数アドレス格納部５０に設定する。なお、車上システム２０側に存在するマンマシンＩＦ機器からこれらパラメータを機器側パラメータ設定部４４へ供給してもよい。ここで、プロセッサという文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの回路を意味する。パラメータの詳細は後述する。

機器側状態記録送信部４６は、内部通信網（ネットワーク）ＮＷ２を介して、車上システム２０内の各機器と通信を行う。

トリガ条件生成部４８は、機器側パラメータ設定部４４に設定されたパラメータに基づいて、トリガ条件を生成する。トリガ条件生成部４８は、例えば、プロセッサを含んで構成され、機器２６から取得した機器の状態量に対してトリガ条件が成立する場合に、記録部４２に機器２６の状態量の記録を行わせる。この場合、トリガ条件生成部４８は、トリガ条件の成立から所定の時間が経過すると、トリガ条件の成立を解除してもよい。これにより、トリガ条件生成部４８は、トリガ条件の成立から所定時間の経過後に、記録部４２による機器２６の状態量の記録を終了させることが可能となる。例えば、トリガ条件生成部４８は、記録部４２に機器２６の状態量の記録を行わせる期間中に状態記録トリガ信号を記録部４２に出力する。このように、トリガ条件生成部４８は、トリガ条件が成立する期間に記録部４２に機器２６の状態量の記録を行わせ、それ以外の期間に機器２６の状態量の記録を行わせないようにする。このため、状態記録格納部５２の記録量の増加を抑制できる。トリガ条件生成部４８の詳細な構成は後述する。

ここで、記録部４２の詳細な構成を説明する。この記録部４２は、状態記録変数アドレス格納部５０と、状態記録格納部５２と、機器側状態記録実行部５４とを有している。

図３は、状態記録変数アドレス格納部５０に格納されるアドレスの一例を示す図である。この図３に示すように、状態記録変数アドレス格納部５０は、アドレスと、アドレスに対応する変数と、値を格納している。この状態記録変数アドレス格納部５０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。

状態記録変数アドレス格納部５０は、機器側パラメータ設定部４４がアクセス可能なメモリ空間であり、状態記録変数アドレス格納部５０に格納されるアドレスは、機器の状態量を記録する記憶領域である状態量アドレスと、状態量アドレスのアドレスを記録する記憶領域である格納アドレスと、トリガ条件を記録する記憶領域であるトリガ条件アドレスと、演算子の種類を記録する記憶領域である演算子アドレスとに分かれている。

例えば、００００ｈ〜０ＦＦＦｈまでが状態量アドレスであり、１０００ｈ〜０ＤＦＦＦｈまでが格納アドレスであり、０Ｆ０００ｈ以降は後述するトリガ条件アドレスと演算子アドレスである。格納アドレス１０００ｈ〜１ＦＦＦｈに設定される値が記録パラメータに対応する。例えば、格納アドレス「１０００ｈ」番地の記録変数１の値「０００１ｈ」が記録パラメータに対応する。

これにより、機器側パラメータ設定部４４は、機器側パラメータ設定部４４がアクセス可能なメモリ空間の複数のアドレス１０００ｈ〜１ＦＦＦｈにて記録パラメータを設定し、複数のアドレス００００ｈ〜０ＦＦＦＦｈのうち記録パラメータが設定された機器２６の状態量が記憶される。

図２に示すように、状態記録格納部５２は、機器２６の状態量などを記録する。この状態記録格納部５２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。すなわち、この状態記録格納部５２は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータとに基づいて、機器２６の状態量を記録する。状態記録格納部５２には、例えば、ログファイルのような形式によりデータが記録される。また、状態記録格納部５２は、情報通信部２２を介して、状態記録の読み出し要求があった場合、状態記録格納部５２に記録された機器２６の状態量を情報通信部２２により要求元へ送信する。例えば、情報通信部２２は、地上システム１０の地上サーバ１６から状態記録の読み出し要求がある場合に、状態記録格納部５２に記録された機器２６の状態量を地上サーバ１６に送信する。

機器側状態記録実行部５４は、プロセッサを含んで構成され、トリガ条件生成部４８で生成されたトリガ条件に基づいて、機器２６の状態量を状態記録格納部５２に記録する制御を行う。例えば、機器側状態記録実行部５４は、トリガ条件生成部４８が出力する状態記録トリガ信号に含まれる情報を用いて機器２６の状態量を状態記録格納部５２に記録させる。また、機器側状態記録実行部５４は、車上システム２０の運行に支障を与えることなく、機器２６の状態量を状態記録格納部５２に記録する制御を行う。この機器側状態記録実行部５４は、状態記録部Ａ（可変）５６と、状態記録部Ａ（固定）５８と、を有する。

状態記録部Ａ（可変）５６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。状態記録部Ａ（可変）５６は、状態記録変数アドレス格納部５０に格納されるアドレス００００ｈ〜０ＦＦＦｈ（図３）に対応する記憶領域を有する。

また、状態記録部Ａ（可変）５６には、状態記録変数アドレス格納部５０により状態記録格納部５２にデータを出力する記憶領域が設定される。すなわち、状態記録部Ａ（可変）５６には、状態記録変数アドレス格納部５０に格納される１０００ｈ〜０ＤＦＦＦｈ（図３）の格納アドレスの値に対応する記憶領域が設定される。状態記録部Ａ（可変）５６には、例えば、記録変数１の記録パラメータであるアドレス「０００１ｈ」、すなわち変数「ＡＡＡＡ」に対応する記憶領域が設定される。つまり記録変数１〜Ｎは、状態記録格納部５２に設定される変数である。これにより、例えば機器側状態記録実行部５４により記録変数１の出力が指示されると、状態記録部Ａ（可変）５６の変数「ＡＡＡＡ」に対応する記憶領域の値が出力される。

状態記録部Ａ（固定）５８は、状態記録部Ａ（可変）５６と同等の構成であり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。状態記録部Ａ（固定）５８内における所定の記憶領域には、ソフトウェアで記述された固定のトリガ条件に基づいて、機器２６から取得される状態量がリアルタイムに記録されている。

上述のように、状態記録変数アドレス格納部５０は、機器側状態記録実行部５４に格納アドレスの情報を供給する。これにより、例えば、地上側パラメータ設定部１２（図１）が、機器側パラメータ設定部４４を介して状態記録変数アドレス格納部５０に「１０００ｈ」番地の値を記録変数１として記録パラメータ「０００１ｈ」に設定し、１００１ｈ番地の値を記録変数２として記録パラメータ「０００３ｈ」に設定すると、１０００ｈ番地及び０００３ｈ番地に対応する状態記録部Ａ（可変）５６内の情報が状態記録格納部５２に記録されるようになる。

つまり「１０００ｈ」番地の変数名「記録変数１」としては、記録パラメータ「０００１ｈ」番地（変数ＡＡＡＡ）の値が記録され、また、「１００１ｈ」番地の変数名「記録変数２」としては、記録パラメータ「０００３ｈ」番地（変数ＣＣＣＣ）の値が記録されるようになる。例えば、「０００１ｈ」番地に電力変換装置の出力電圧、「０００２ｈ」番地に電力変換装置の出力電流、「０００３ｈ」番地に電力変換装置の入力電圧、「０００４ｈ」番地に電力変換装置の入力電流、「０００５ｈ」番地に電力変換装置の周囲温度が格納されているとすると、記録したい状態量が格納されたアドレスを設定することで、必要な状態量を記録することが可能となる。

このように、地上側パラメータ設定部１２（図１）は、機器側パラメータ設定部４４を介して、状態記録変数アドレス格納部５０内の格納アドレスに格納される記録パラメータであるアドレスを設定又は変更が可能である。これにより、格納アドレスに格納される記録パラメータを設定又は変更することにより、状態量アドレスに記録される任意の変数の値を状態記録格納部５２に記録させることが可能となる。

ここで、トリガ条件生成部４８の詳細な構成を説明する。トリガ条件生成部４８は、トリガ条件Ａ（固定）生成部６０と、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２と、伝達回路６４とを有する。

トリガ条件Ａ（固定）生成部６０は、機器２６から取得した機器の状態量を用いて固定のトリガ条件が成立するか否かを判定して、固定のトリガ条件が成立すると機器側状態記録実行部５４に機器２６から取得した機器の状態量の記録を指示する。より具体的には、トリガ条件Ａ（固定）生成部６０は、状態記録部Ａ（固定）５８内の状態量を出力させる状態記録トリガ信号を機器側状態記録実行部５４に出力する。これにより、機器側状態記録実行部５４は、状態記録部Ａ（固定）５８内における固定の記憶領域にリアルタイムで入力される状態量を状態記録格納部５２へ出力する。なお、固定のトリガ条件は、その処理をソフトウェアで記述することが可能である。

トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２は、機器側パラメータ設定部４４が取得した情報を用いて設定したトリガ条件の成立により、機器側状態記録実行部５４に機器２６から取得した機器の状態量の記録を指示する。より具体的には、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２は、状態記録部Ａ（可変）５６内における格納アドレス１０００ｈ〜１ＦＦＦｈ（図３）内の出力をさせる記録変数の情報を含む状態記録トリガ信号を機器側状態記録実行部５４に出力する。例えば、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２は、格納アドレス１０００ｈ番地乃至１００２ｈ番地（図４）に対応する記録変数１乃至３の情報を含む状態記録トリガ信号を機器側状態記録実行部５４に出力する。これにより、機器側状態記録実行部５４は、状態記録部Ａ（可変）５６内の状態記録トリガ信号に含まれる記録変数１乃至３に対応する状態量を状態記録格納部５２へ出力させる処理を実行する。

伝達回路６４は、トリガ条件Ａ（固定）生成部６０及びトリガ条件Ｂ（可変）生成部６２の出力信号を記録部４２に伝達する。

ここで、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２の構成をより具体的に説明する。トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２は、トリガ信号パラメータ格納部６６と、トリガ演算部６８とを有する。

トリガ信号パラメータ格納部６６は、機器側パラメータ設定部４４が取得したトリガ条件を生成するためのパラメータを格納する。トリガ信号パラメータ格納部６６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。

例えば、トリガ演算部６８は、状態記録トリガ信号をＨ／Ｌの状態を有するビット情報として生成する。この場合、トリガ演算部６８は、トリガ条件が成立するタイミングに状態記録トリガ信号をＬからＨに遷移する。このトリガ信号の発生条件は、例えば、次のように記述できる。
（変数ＢＢＢＢ＞変数ＤＤＤＤ） （１）式

すなわち、変数ＢＢＢＢが変数ＤＤＤＤ（図４）より大きければ、状態記録トリガ信号をＨとし、変数ＤＤＤＤに対応する記録変数２（図４）を状態記録格納部５２へ出力させる処理を実行させる。一方で、変数ＢＢＢＢが変数ＤＤＤＤ以下ならば、状態記録トリガ信号をＬとし、記録変数２（図４）を状態記録格納部５２へ出力させる処理を終了させる。

図４に基づき、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２の詳細な処理例を説明する。図４は、状態記録変数アドレス格納部５０に格納されるトリガ条件のパラメータの一例を示す図である。図４中のアドレス０Ｅ０００ｈ〜０ＦＦＦＦｈまでの情報と同等の情報は、トリガ信号パラメータ格納部６６にも記憶され、トリガ演算部６８の演算に用いられる。状態量アドレスと格納アドレスは図３と同様であるので説明を省略する。

図４に示すように、０Ｅ０００ｈ〜０ＥＦＦＦｈまでのトリガ条件アドレスがトリガ演算部６８におけるトリガ条件の生成に用いられる。すなわち、０Ｅ０００ｈ〜０ＥＦＦＦｈまでに設定される変数がトリガ条件の生成に関するパラメータに対応する。

より詳細には、本実施形態に係るトリガ演算部６８は、逆ポーランド記法を用いる。逆ポーランド記法は、演算子を被演算子の後に記述する記法である。例えば、逆ポーランド記法により３４＋と記述すると、３＋４を意味する。逆ポーランド記法により記述された演算式の計算をする場合、まず記述された演算式の先頭から順に記号がトリガ演算部６８に読み込み込まれる。続いて、トリガ演算部６８は、記号が演算子以外であればスタックに値を積み、演算子であればスタックから値を取り出して演算し結果をスタックに積む操作を繰り返す。このように、トリガ演算部６８における演算処理が単純化されるので、演算処理の高速化が可能となる。

図４の例では、トリガ信号の発生条件のトリガパラメータが変数「０００１ｈ」番地、変数「０００３ｈ」番地、演算子「０Ｆ０００ｈ」である。すなわち、トリガ信号の発生条件が（変数０００１ｈ）（変数０００３ｈ）（演算子０Ｆ０００ｈ）のように逆ポーランド記法により定義されている。ここで、演算子０Ｆ０００ｈは、”＞”に予め関連付けられている。このため、トリガ信号の発生条件は、
（変数０００１ｈ）＞（変数０００３ｈ） （２）式
となる。これは（１）式を処理したことと、等価である。つまり、地上側パラメータ設定部１２は、０Ｅ０００ｈ〜０ＥＦＦＦｈまでのトリガ条件アドレスの領域における変数を発生条件のトリガパラメータとして、機器側パラメータ設定部４４を介して設定すれば、トリガ演算部６８に任意のトリガ条件を生成させることが可能となる。

また、トリガ条件を生成させるパラメータの初期値が、トリガ条件生成部４８、及び状態記録変数アドレス格納部５０に予め設定されている。地上側パラメータ設定部１２（図１）、車上側パラメータ設定部３０（図１）、及び機器側パラメータ設定部４４のそれぞれは、トリガ条件生成部４８、及び状態記録変数アドレス格納部５０のパラメータ設定を初期化する処理を行うことも可能である。例えば地上システム１０の地上側パラメータ設定部１２（図１）は、機器側パラメータ設定部４４に設定されたパラメータを初期値に初期化する。これにより、パラメータを変更する際に動作が不安定になっても、動作保証されている初期値の状態に戻すことができるため、システムの信頼性を確保できる。なお、本実施形態に係る機器側パラメータ設定部４４がパラメータ初期化部に対応する。

トリガ条件や記録状態の変更は、データ分析に用いるデータを変更するために行われる。しかしながら、トリガ条件が任意に変更できる場合には、トリガ条件と、記録した機器の状態量との対応が取れなくなってしまう恐れがある。そこで、本実施形態では、設定するパラメータの一つに、トリガ条件および変数を識別するための識別番号が付与可能となっている。

図５は、トリガ条件および変数を識別するための識別番号の付与例を示す図である。上述のように、００００ｈ〜０ＤＦＦＦｈまでが状態量アドレスを示し、１０００ｈ〜１ＦＦＦｈまでが格納アドレスを示し、０Ｅ０００ｈ〜０ＥＦＦＦｈまでがトリガ条件を生成するために用いるパラメータを示し、０Ｆ０００ｈ以降は演算子の識別を示している。格納アドレス内の記録変数１からＮは、機器側状態記録実行部５４により状態記録格納部５２に状態量として記録される変数である。

この図５に示すように、例えば記録変数１に対応する「０Ｅ０００ｈ」番地がトリガ条件を識別する識別番号「４０２ｈ」を格納するアドレスに対応する。これにより。地上システム１０側（図１）は、状態記録格納部５２から取得した状態量の中の「記録変数１」を参照すると、状態記録変数アドレス格納部５０内のアドレス「０Ｅ０００ｈ」を得ることができる。すなわち、アドレス「０Ｅ０００ｈ」番地に格納される状態量が識別番号「４０２ｈ」である。より具体的には、機器側パラメータ設定部４４は、機器側パラメータ設定部４４がアクセス可能なメモリ空間の複数のアドレス群０Ｅ０００ｈ〜０ＦＦＦＦｈにて、トリガ条件がそれぞれ異なる複数のパラメータ群を設定し、記複数のパラメータ群のそれぞれを識別する識別番号「４０２ｈ」などをパラメータの一つとして設定する。

また、この識別番号「４０２ｈ」が格納されるアドレス以降で指示される変数がトリガ条件の生成に用いられるトリガパラメータである。すなわち、「０Ｅ００１ｈ」番地に格納されるアドレス「０００２ｈ」がトリガパラメータ１に対応し、アドレス「０００４ｈ」がトリガパラメータ２に対応し、アドレス「０Ｆ００１ｈ」がトリガパラメータ３に対応する。なお、このアドレス「０Ｅ０００ｈ」が格納されるアドレス「１０００ｈ」から順に記録パラメータが格納されている。「０Ｅ０００ｈ」が記録パラメータ１であり、「０００２ｈ」が記録パラメータ２であり、「０００４ｈ」が記録パラメータ３である。このように、識別番号「４０２ｈ」が格納されるアドレス「０Ｅ００１ｈ」番地を基準として、トリガパラメータ、記録パラメータの保存方法が規則化されている。このように、メモリ空間の一部のアドレス００００ｈ〜０ＦＦＦｈには、複数のパラメータ群のそれぞれを識別する識別番号「４０２ｈ」などに対応する状態量が記憶される。

これにより、地上システム１０側は、状態量として「記録変数１」に格納される状態記録変数アドレス格納部５０内のアドレス「０Ｅ０００ｈ」を参照することにより、識別番号「４０２ｈ」に対応したトリガ条件のトリガパラメータや記録パラメータを取得可能となる。このように、地上システム１０側（図１）は、識別番号「４０２ｈ」に対応したトリガ条件のトリガパラメータや記録パラメータを取得し、識別番号「４０２ｈ」とトリガ条件のパラメータを関連付けて管理しておけば、取得した状態量とトリガ条件のパラメータとを対応させることができる。

図６は、機器２６における状態量の取得処理の一例を示すフローチャートである。この図６に示すように、まず、地上側パラメータ設定部１２が記録部４２に記録を開始させるトリガ条件のパラメータを設定し、機器側パラメータ設定部４４は、このパラメータを、外部通信網ＮＷ１を介して取得する（ステップＳ１００）。次に、トリガ条件生成部４８及び状態記録変数アドレス格納部５０はパラメータを格納する。続いて、トリガ条件生成部４８のトリガ演算部６８がこのパラメータを用いてトリガ条件を生成する（ステップＳ１０２）。

トリガ演算部６８は、トリガ条件の判定に用いる機器２６の状態量を取得し（ステップＳ１０４）、機器２６から取得した状態量に対して、トリガ条件が成立するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。トリガ条件が成立する場合（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、記録部４２の機器側状態記録実行部５４に機器２６の状態量の記録を実行させる（ステップＳ１０８）。機器側状態記録実行部５４は、機器２６の状態量を状態記録格納部５２に記録させる処理を実行する。一方で、条件が成立しない場合（ステップＳ１０６のＮＯ）、ステップＳ１０４からの処理を繰り返す。

次に、トリガ演算部６８は、トリガ条件が成立してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ１１０のＮＯ）、トリガ演算部６８は、記録部４２に機器２６の状態量の記録を継続させる。一方で、所定時間が経過した場合（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、トリガ演算部６８は、記録部４２に機器２６の状態量の記録を終了させる（ステップＳ１１２）。

次に、機器側状態記録送信部４６は、地上システム１０からデータ送信の要求があるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。要求がない場合（ステップＳ１１４のＮＯ）、機器側状態記録送信部４６は、地上システム１０からデータ送信の要求があるか否かの判定を継続する。

一方で、要求がある場合（ステップＳ１１４のＹＥＳ）、機器側状態記録送信部４６は、状態記録格納部５２に状態量の送信を行わせ（ステップＳ１１２）、全体処理を終了する。

このように、トリガ演算部６８が外部通信網ＮＷ１を介して取得したトリガ条件の設定に用いるパラメータを用いてトリガ条件を生成する。次に、トリガ演算部６８が機器２６から取得した状態量に対して、条件が成立するか場合に、記録部４２に機器２６の状態量の記録を開始させる。そして、所定の時間の経過に従い、機器２６の状態量の記録を終了させる。

以上のように、本実施形態によれば、トリガ条件生成部４８は、機器側パラメータ設定部４４が取得したパラメータを用いて設定したトリガ条件の成立により、記録部４２に機器２６の状態量の記録を行わせる。これにより、ソフトウェアを修正することなくトリガ条件を変更させることが可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…機器状態記録システム、１６…地上サーバ、２６…機器２６…機器状態記録装置、４２…記録部、４４…機器側パラメータ設定部、４８…トリガ条件生成部、５０…状態記録変数アドレス格納部、５２…状態記録格納部５２…機器側状態記実行部、６２…トリガ条件Ｂ（可変）生成部、６６…トリガ信号パラメータ格納部、６８…トリガ演算部

Claims (10)

1. 地上システムと車上システムとを備え、前記地上システムの指示により前記車上システム内の機器の状態量を記録する機器状態記録システムであって、
   前記車上システムは、前記機器内に設けられる状態記録装置を有し、
   前記状態記録装置は、
   前記機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する機器側パラメータ設定部と、
   前記トリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータとに基づいて、前記機器の状態量を記録する状態記録格納部と、を有する、機器状態記録システム。
2. 前記地上システムは、
   前記機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する地上側パラメータ設定部と、
   前記車上システムへの前記パラメータの送信を含めて前記車上システムとの通信を制御する第１通信制御部と、を有し、
   前記車上システムは、
   前記パラメータの受信を含めて前記地上システムとの通信を制御する第２通信制御部と、
   前記第２通信制御部の制御により受信された前記パラメータを前記状態記録装置に設定する車上側パラメータ設定部と、を有し、
   前記状態記録装置は、
   前記機器側パラメータ設定部に設定された前記パラメータに基づいて、前記トリガ条件を生成するトリガ条件生成部と、
   前記トリガ条件生成部で生成された前記トリガ条件に基づいて、前記機器の状態量を前記状態記録格納部に記録する制御を行う状態記録実行部と、をさらに有し、
   前記機器側パラメータ設定部は、前記車上側パラメータ設定部で設定された前記パラメータのうち、前記機器に関連する前記パラメータを設定する、請求項１に記載の機器状態記録システム。
3. 前記状態記録実行部は、前記車上システムの運行に支障を与えることなく、前記機器の状態量を前記状態記録格納部に記録する制御を行う、請求項２に記載の機器状態記録システム。
4. 前記車上システムは、前記機器側パラメータ設定部に設定された前記パラメータを初期値に初期化するパラメータ初期化部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の機器状態記録システム。
5. 前記機器側パラメータ設定部は、前記機器側パラメータ設定部がアクセス可能なメモリ空間の複数のアドレスにて前記パラメータを設定し、前記複数のアドレスのうちの一部のアドレスには前記機器の状態量が記憶される、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の機器状態記録システム。
6. 前記機器側パラメータ設定部は、前記機器側パラメータ設定部がアクセス可能なメモリ空間の複数のアドレス群にて、前記トリガ条件がそれぞれ異なる複数のパラメータ群を設定し、前記複数のパラメータ群のそれぞれを識別する識別番号をパラメータの一つとして設定する、請求項５に記載の機器状態記録システム。
7. 前記メモリ空間の一部のアドレスには、前記複数のパラメータ群のそれぞれを識別する前記識別番号に対応する状態量が記憶される、請求項６に記載の機器状態記録システム。
8. 前記トリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態の種別に関するパラメータとに基づいて、前記状態記録格納部に記録された前記機器の状態量を分析する分析部を備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の機器状態記録システム。
9. 前記機器の状態量のサンプリング周期は、前記分析部のデータ記録周期よりも短い、請求項８に記載の機器状態記録システム。
10. パラメータの受信を含めて地上システムとの通信を制御する通信制御部と、
    前記通信制御部の制御により受信された情報に基づき、機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する機器側パラメータ設定部と、
    前記トリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータとに基づいて、前記機器の状態量を記録する状態記録格納部と、
    を備える、機器状態記録装置。

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