JP2020008453A - パンタグラフアーク監視システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、電動車105においてアークが発生する一般的状況の概略図である。電力は、車体201の上面に取り付けられたパンタグラフ103によって架線102から引き出され、レール202を介して電動車105の外に出る。パンタグラフ103は、すり板104を備える。すり板104は、パンタグラフ103と架線102を機械的に接触させるためのものである。架線102と、パンタグラフ103の上面のすり板104との間が離れると、アーク放電101が形成される。
本実施形態1に係るシステムは、アンテナ401によって検出した磁場を用いて、パンタグラフ103上のアークの角度位置を推定する。この推定は第1プロセッサ107によってほぼリアルタイムで実施され、第1プロセッサ107は電動車105上かつアンテナ401の近傍に配置されている。したがって電動車105は、アーク位置を推定するために高性能なプロセッサや高速ネットワークチャネルを実装する必要はない。第1プロセッサ107は高解像度カメラのような大容量データを用いることはなく、よってそのような大容量データを処理・送信する必要がないからである。
本開示の実施形態2においては、システムの具体的構成例について説明する。その具体的詳細部分以外の構成は実施形態1と同じであり、よって再説明はしない。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
102:架線
103:パンタグラフ
104:すり板
105:電動車
106:アンテナ
107:第1プロセッサ
108:第2プロセッサ
109:第3プロセッサ
Claims (11)
- 架線と電動車のパンタグラフとの間のアークを監視するシステムであって、前記パンタグラフは前記架線から前記電動車のための電流を収集し、前記システムは、
前記アークによって生成される磁場の変化を検出する磁場検出器、
前記パンタグラフ上における前記アークの水平位置を判定し、前記水平位置、前記アークの発生時刻、および前記アークの強度を記述する第1データを出力する、第1プロセッサ、
を備え、
前記磁場検出器は前記パンタグラフの近傍に配置されており、
前記第1プロセッサは前記電動車内に配置されている
ことを特徴とするシステム。 - 前記システムはさらに、
前記水平位置、前記発生時刻、および前記強度を格納する第1データベース、
前記第1プロセッサから前記第1データを受信し、前記受信した前記第1データを前記第1データベースに保存し、前記第1データを処理して前記パンタグラフの状態を推定する、第2プロセッサ、
を備え、
前記第2プロセッサは前記電動車内に配置されており、
前記第2プロセッサは、前記第1プロセッサから複数の前記第1データを取得して複数の前記アークの発生イベントについての情報を収集し、前記複数の前記アークの発生イベントにしたがって前記パンタグラフの状態を推定する
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記アークが発生したとき前記電動車が走行しているインフラ内における前記電動車の第1地理的位置を記述した情報を受信し、
前記第2プロセッサは、前記第1地理的位置にしたがって、前記インフラ内における前記アークの第2地理的位置を判定し、前記アークの前記第2地理的位置を記述した第2データを送信する
ことを特徴とする請求項2記載のシステム。 - 前記システムはさらに、
前記アークの前記第2地理的位置を格納する第2データベース、
前記第2プロセッサから前記第2データを受信し、前記受信した前記第2データを前記第2データベースに格納し、前記第2データを処理して前記架線の状態を推定する、第3プロセッサ、
を備え、
前記第3プロセッサは前記電動車外に配置されており、
前記第3プロセッサは、前記インフラを走行している複数の前記電動車から前記第2データを受信し、前記複数の電動車から受信した前記第2データを前記第2データベースに格納し、
前記第3プロセッサは、前記第2データベースが格納している複数の前記第2データにしたがって、前記架線の状態を推定する
ことを特徴とする請求項3記載のシステム。 - 前記磁場検出器は、2つのシールドループアンテナによって構成されている
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 前記第1プロセッサは、前記パンタグラフに対する前記シールドループアンテナの傾き、前記アークが発生したとき第1の前記シールドループアンテナが受信した第1アンテナ信号、および前記アークが発生したとき第2の前記シールドループアンテナが受信した第2アンテナ信号を用いて、前記シールドループアンテナから前記アークに対する角度位置を判定することにより、前記水平位置を判定する
ことを特徴とする請求項5記載のシステム。 - 前記第1プロセッサは、前記シールドループアンテナが前記パンタグラフ上の既知の位置から磁場を受信したとき前記シールドループアンテナが取得した基準値に対して、前記第1アンテナ信号と前記第2アンテナ信号を正規化し、
前記第1プロセッサは、前記正規化したアンテナ信号を用いて、前記角度位置を判定する
ことを特徴とする請求項6記載のシステム。 - 前記アークの強度は、前記アークから前記パンタグラフに対して与えられるエネルギーを表し、
前記第2プロセッサは、前記アークの強度が表すエネルギーにしたがって、前記パンタグラフに対するダメージを推定する
ことを特徴とする請求項2記載のシステム。 - 前記第1プロセッサは、1以上のケーブルにより、電力を受信するとともに他デバイスと通信する
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 前記第1プロセッサは、前記第1プロセッサの近傍に配置されたエナジーハーベスティングユニットによって電力を受け取り、他デバイスと無線通信する
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 架線と電動車のパンタグラフとの間のアークを監視する方法であって、前記パンタグラフは前記架線から前記電動車のための電流を収集し、前記方法は、
前記パンタグラフの近傍に配置されている磁場検出器により、前記アークによって生成される磁場の変化を検出するステップ、
前記電動車内に配置されている第1プロセッサにより、前記パンタグラフ上における前記アークの水平位置を判定し、前記水平位置、前記アークの発生時刻、および前記アークの強度を記述する第1データを出力する、ステップ、
を有することを特徴とする方法。
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