JP2023081545A - Ground resistance deterioration position estimation device and method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電気鉄道のレールで形成された帰線における接地抵抗の劣化(低下)位置を推定する接地抵抗劣化位置推定装置及びその方法に関する。 The present invention relates to a ground resistance degradation position estimating apparatus and method for estimating a ground resistance degradation (lowering) position on a return line formed by rails of an electric railway.
電気鉄道の帰線からの迷走(漏洩)電流が原因となる電食を防ぐため、国際規格IEC62128において、年間の許容迷走電流量が規定されている。 In order to prevent electrolytic corrosion caused by stray (leakage) current from return lines of electric railways, the international standard IEC62128 defines the permissible amount of stray current per year.
また、電気車から変電所までの帰線からの迷走電流について、等価回路で形成されたシミレーションモデル及び計算式により実態を解明する方法が知られている(例えば、特許文献1)。 Also, there is known a method of clarifying the actual state of a stray current from a return line from an electric train to a substation using a simulation model formed of an equivalent circuit and a calculation formula (for example, Patent Document 1).
また、複数位置で計測したレール対地電圧を監視し、レール対地電圧が基準範囲を逸脱した場合に迷走電流が異常であると判断する方法も知られている(例えば、特許文献2)。 Also known is a method of monitoring rail-to-ground voltages measured at a plurality of positions and determining that stray current is abnormal when the rail-to-ground voltages deviate from a reference range (for example, Patent Document 2).
接地抵抗が劣化した場合、それを把握した段階で、部品交換や清掃などのメンテナンスを行う必要がある。しかし、点検範囲は広範囲に及ぶため、高頻度に点検を行うことはメンテナンス負担が大きい。 When the ground resistance has deteriorated, it is necessary to carry out maintenance such as part replacement and cleaning at the stage where the deterioration is detected. However, since the inspection range extends over a wide range, frequent inspections impose a heavy maintenance burden.
特許文献1の技術では、直流電気鉄道のレール大地間電圧及びレール漏れ電流をシミュレーションにより解明できる。しかし、その技術では、積極的な電食防止対策として、対象路線に延在するレールが形成する帰線における接地抵抗の劣化位置を推定することまではできない。
With the technique of
また、特許文献2の技術を用いることで、迷走電流の異常発生を検知し、その検知した段階で点検すれば足りるようになる。したがって、その技術によって、点検の頻度を下げることが可能となり、メンテナンス負担の軽減に寄与できる。しかし、特許文献2の技術では、迷走電流の発生要因である接地抵抗の劣化位置を推定することまではできない。
Moreover, by using the technique disclosed in
このため、接地抵抗の劣化が発生している位置を探すために、広範囲の点検を行う必要があり、メンテナンスに人手や時間を要する。本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接地抵抗の劣化位置を推定することにより、接地抵抗維持のメンテナンス負担を軽減する接地抵抗劣化位置推定装置を提供することにある。 For this reason, it is necessary to inspect a wide area in order to find the position where the deterioration of the ground resistance occurs, requiring manpower and time for maintenance. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a ground resistance deterioration position estimating device that reduces the maintenance burden of maintaining ground resistance by estimating the deterioration position of the ground resistance. to do.
上記課題を解決する本発明は、対象路線内の接地抵抗劣化位置を推定する接地抵抗劣化位置推定装置であって、接地抵抗劣化の可能性が有る予想位置に基づくレール対地電圧候補値を複数位置毎に計算して出力可能に記憶する接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部と、対象路線内の複数位置でレール対地電圧実測値を取得するレール対地電圧取得部と、レール対地電圧実測値と、レール対地電圧候補値と、を比較照合した結果に基づいて、近似した傾向が見出される予想位置を選択して接地抵抗劣化位置とする接地抵抗劣化位置照合部と、を有する。 The present invention for solving the above problems is a ground resistance deterioration position estimating device for estimating a ground resistance deterioration position in a target route, and is provided with a plurality of rail-to-ground voltage candidate values based on predicted positions where there is a possibility of ground resistance deterioration. a rail-to-ground voltage calculation unit that calculates and stores the rail-to-ground voltage when the ground resistance deteriorates and can be output each time; a ground resistance deterioration position matching unit that selects an expected position where a similar tendency is found based on the result of comparing and matching the rail-to-ground voltage candidate value and making it the ground resistance deterioration position.
本発明によれば、接地抵抗の劣化位置を推定することにより、接地抵抗維持のメンテナンス負担を軽減する接地抵抗劣化位置推定装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an earth resistance deterioration position estimating device that reduces the maintenance burden of maintaining earth resistance by estimating the earth resistance deterioration position.
以下、実施例1に係る本装置は、図1~図8を用い、実施例2に係る本装置は、図9~図11を用いて説明する。ここに示す大半の各部及び各処理は、本装置を構成するコンピュータが、そのメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。ソフトウェアで形成された各部は、ハードウェアのように必ずしも視認可能に分別される構成物でなく、それらの形状、所属及び設置場所については、いかようにも変形可能である。さらに、各部及び各処理の呼称は、一例に過ぎず、他の同義語であっても本発明に含まれる。 The apparatus according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 8, and the apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. Most of the units and processes shown here are implemented by a computer that constitutes the device by executing a program stored in its memory. Each part formed by software is not necessarily a component that can be visibly separated like hardware, and its shape, affiliation, and installation place can be changed in any way. Furthermore, the names of each part and each process are merely examples, and other synonyms are also included in the present invention.
[構成]
図1を用いて本装置の構成を説明する。図1に例示する本装置は、レール対地電圧取得部101、位置電流取得部102、接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部(簡略に「レール対地電圧計算部」ともいう)103、接地抵抗劣化位置照合部104、接地抵抗劣化位置報知部105、日時指定部106で構成される。
[composition]
The configuration of this device will be described with reference to FIG. The apparatus illustrated in FIG. 1 includes a rail-to-ground
レール対地電圧取得部101は、路線内の複数位置において、レールと接地極の電圧を計測し、指定日時で検索できる形で記録しておく。そして、指定日時190を受信したら、指定日時におけるレール対地電圧を、レール対地電圧実測結果111として接地抵抗劣化位置照合部104へ出力する。
The rail-to-ground
位置電流取得部102は、対象路線内を走行する全電気車の走行位置及び電流、対象線路内の変電所の位置及びそこでの電流を取得し、指定日時で検索できる形で記録しておく。そして、指定日時190を受信したら、指定日時における電流及び位置の情報を、位置電流情報112としてレール対地電圧計算部103へ出力する。
The position
レール対地電圧計算部103は、指定日時190、位置電流情報112を入力し、指定日時におけるレール対地電圧を計算し、接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果113として接地抵抗劣化位置照合部104へ出力する。レール対地電圧計算部103の詳細は後述する。
The rail-to-ground
接地抵抗劣化位置照合部104は、指定日時190、レール対地電圧実測結果111と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果113を入力し、接地抵抗が劣化している位置を照合し、接地抵抗劣化位置推判断結果114を接地抵抗劣化位置報知部105へ出力する。接地抵抗劣化位置照合部104の詳細も後述する。
The ground resistance deterioration
接地抵抗劣化位置報知部105は、接地抵抗劣化位置照合結果114を入力し、接地抵抗劣化位置をシステム使用者へ報知する。報知方法は、盤面点灯表示と、画面表示と、音声と、紙面等へ印刷出力と、それらに類する表示と、の少なくとも何れかで良い。このように報知方法は、システム使用者が推定された接地抵抗劣化位置を把握できる方法であれば、種類は問わない。
The ground resistance deterioration
日時指定部106は、オペレータによる日時指定操作をトリガーとして、オペレータ操作により指定された日時を、指定日時190として出力する。
The date and
[レール対地電圧計算部]
図2は、レール対地電圧計算部103の動作手順を示すフローチャートである。図2に示すように、レール対地電圧計算部103は、ステップS201~ステップS205の処理を実行する。図1に示した実行主体となる各部は、上述のとおり、ソフトウェアで形成されるため分別視認不可能であるが、説明の便宜上、役割分担している。また、特に主語のない説明における実行主体は本装置である。
[Rail-to-ground voltage calculator]
FIG. 2 is a flow chart showing the operation procedure of the rail-to-
ステップS201では、帰線抵抗モデルを作成し、ステップS202へ進む。ステップS201で作成する帰線抵抗モデルの詳細については、図4及び図5を用いて後述する。 In step S201, a retrace resistance model is created, and the process proceeds to step S202. Details of the retrace resistance model created in step S201 will be described later with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
ステップS202では、位置電流取得部102が、指定日時における電車及び変電所それぞれの位置及びそこでの電流を取得し、ステップS203へ進む。
In step S202, the position
ステップS203はループ処理であり、シミュレーションパターンの数の分だけ、ステップS204の処理を繰り返し、繰り返しが完了したらステップS205へ進む。シミュレーションパターンについては後述する。 Step S203 is a loop process, and the process of step S204 is repeated by the number of simulation patterns, and when the repetition is completed, the process proceeds to step S205. Simulation patterns will be described later.
ステップS204では、レール対地電圧計算部103が低抵抗611を帰線抵抗に接続して、レール対地電圧を計算する。ステップS204におけるレール対地電圧の計算方法については、後述する。
In step S204, the rail-to-
ステップS205では、ステップS204の繰り返しで計算した全てのレール対地電圧を、接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果113として出力し、処理を終了する。 In step S205, all the rail-to-ground voltages calculated by repeating step S204 are output as the rail-to-ground voltage calculation result 113 when the ground resistance is deteriorated, and the process ends.
[シミュレーションパターン]
本装置は、対象路線内の複数位置に対応して、接地抵抗劣化時のレール対地電圧の値を、シミュレーション計算による算出値と、取得した過去値と、の少なくとも何れかの情報に基づく劣化見本として出力可能に記憶する。一方、本装置は、上記複数位置に対応する観測地点において、レール対地電圧実測値を取得する。
[Simulation pattern]
This device displays the value of the rail-to-ground voltage when the ground resistance deteriorates, corresponding to a plurality of positions in the target route, as a deterioration sample based on at least one of the calculated value by simulation calculation and the acquired past value. Stored so that it can be output as On the other hand, the present device acquires rail-to-ground voltage actual measurements at observation points corresponding to the plurality of positions.
また、本装置は、上記複数位置にそれぞれ対応させたパターン、すなわち、波形の傾向について、記憶された劣化見本と、レール対地電圧実測値と、を比較照合する。本装置は、上記比較照合した結果、パターンが一致していた場合に、その劣化見本に設定された劣化位置を接地抵抗劣化位置とする。このようなシミュレーションパターンについて、図3を用いて説明する。 In addition, the device compares and collates the stored deterioration sample and the rail-to-ground voltage actual measurement value with respect to patterns corresponding to the plurality of positions, that is, waveform tendencies. If the patterns match as a result of the above comparison and collation, the present apparatus regards the deterioration position set in the deterioration sample as the ground resistance deterioration position. Such a simulation pattern will be described with reference to FIG.
図3に示すように、シミュレーションパターンは、低抵抗パターン番号、低抵抗611を設置する設置番線、低抵抗611を設置する位置、低抵抗611の抵抗値で構成される。また、1つのシミュレーションパターンで、複数の低抵抗設置位置を設定しても良い。その場合、図3では省略するが、同じ低抵抗パターン番号で2つ以上の接地番線、低抵抗設置位置、抵抗値を設定する。
As shown in FIG. 3, the simulation pattern consists of a low resistance pattern number, an installation number line for installing the
シミュレーションパターンは、インターフェース等を通じて手動で設定される。シミュレーションパターンは、路線が長くなるほど低抵抗設置位置のバリエーションが増加するため、接地位置を網羅的に設定すると、全てのパターンを計算するのに時間がかかる。 A simulation pattern is manually set through an interface or the like. Since the variation of the low-resistance installation position increases as the route becomes longer in the simulation pattern, it takes time to calculate all the patterns if the grounding positions are comprehensively set.
そのため、接地抵抗劣化が発生し易い位置に見当をつけ、対象位置を絞り込んで設定することが望ましい。接地抵抗劣化が発生し易い位置として、例えば、過去に接地抵抗劣化が実際に発生していることが確認できた位置が考えられる。 Therefore, it is desirable to narrow down the target position by finding a position where ground resistance deterioration is likely to occur. As a position where ground resistance deterioration is likely to occur, for example, a position where it has been confirmed that ground resistance deterioration has actually occurred in the past can be considered.
電気鉄道のレールにおいて、電気車が高頻度で発車、及び停車するような駅付近では、電気車が空気ブレーキで減速する際に発生する鉄粉等がまき散らされるため、接地抵抗が劣化し易い可能性がある。 On the rails of electric railways, near stations where electric cars depart and stop frequently, the ground resistance tends to deteriorate because iron powder, etc. generated when electric cars decelerate with air brakes are scattered. there is a possibility.
別の原因として、駅付近では力行や回生を行い、レール対地電圧がそれぞれ正負の方向に比較的高くなり易い条件となる。それに該当する所に敷設されたレールパッド等の絶縁部材は、その絶縁劣化が比較的進み易いと考えられる。 Another reason is that power running and regeneration are performed in the vicinity of the station, and the rail-to-ground voltage tends to become relatively high in the positive and negative directions. Insulating members such as rail pads installed in such places are considered to be relatively susceptible to insulation deterioration.
それ以外には、湿度が高いトンネル区間等は、レールと路盤の間にたまったチリやほこりに水分が付着し、導通し易くなる環境条件と考えられるため、接地抵抗劣化が発生し易い位置に見当をつけられる。このように、接地抵抗が比較的劣化し易い位置に、その劣化を模擬した低抵抗611を設置するようなシミュレーションパターンを設定することが望ましい。
Other than that, in tunnel sections with high humidity, it is considered to be an environmental condition where moisture adheres to the dust accumulated between the rail and the roadbed, making it easier to conduct. I can guess. In this way, it is desirable to set a simulation pattern in which the
[ステップS201で作成される帰線抵抗モデル]
図4は、図1の本装置におけるレール対地電圧計算に用いる、接地抵抗を1層と仮想した帰線抵抗モデルの一例である。図4に示すように、上り線401、下り線402と、上下線を接続する渡線403がある場合、レール抵抗410a、レール抵抗410b、レール抵抗410c、接地抵抗420a、及び接地抵抗420bで帰線抵抗が構成される。
[Retrace resistor model created in step S201]
FIG. 4 is an example of a retrace resistance model assuming that the ground resistance is one layer, which is used for calculating the rail-to-ground voltage in the device of FIG. As shown in FIG. 4, when there are an up line 401, a
レール抵抗410のパラメータはΩ/kmで、接地抵抗420のパラメータはS/kmでそれぞれ定義され、線路の長さに応じて抵抗値が決定される。接地抵抗420の間隔は任意に設定可能であり、数百mおきに設定するのが一般的である。
A parameter of the
なお、図4においては、渡線403をレール抵抗で模擬しているが、それに限らない。渡線403は短く計算精度に影響しない場合もあるため、レール抵抗で模擬するのではなく、上下線の渡線位置を同一ノードで接続して模擬しても良い。
In addition, in FIG. 4, the
また、図4において、上下線の電気的接続は、渡線403のみであるが、それに限らない。渡線403の代わりに、レールタイなどのケーブルを用いて接続する場合も、渡線による接続と同様に、上下線のレール抵抗ノードを接続して模擬することが望ましい。
Also, in FIG. 4, the electrical connection between the up and down lines is only the
また、図4では、接地抵抗が1層の場合を例示したが、それに限らない。図5に示すように、レール方向抵抗501や深さ方向抵抗502を追加し、複数層の格子状抵抗で帰線抵抗を構成しても良い。図5は、図1の本装置におけるレール対地電圧計算に用いる、接地抵抗を2層と仮想した帰線抵抗モデルの一例である。このようにして、帰線抵抗モデルの計算精度をさらに高めることができる。
In addition, although FIG. 4 illustrates the case where the ground resistance is one layer, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 5, a rail-
接地抵抗420の抵抗値は、各位置によって適切な値が設定されていることが望ましい。例えば、通常の地面の上に砂利を敷きレールを敷設する地上区間と、コンクリート製の高架橋にレールを敷設する高架区間、地下トンネルにレールを敷設するトンネル区間では、接地抵抗が異なるため、それを考慮して接地抵抗値の抵抗値を設定することが望ましい。
It is desirable that the resistance value of the
また、地上区間や高架区間であっても、雨天時には水分によって全体的に接地抵抗が低下するため、天候に合わせて接地抵抗を変更して設定することが望ましい。 Also, even in above-ground sections and elevated sections, the ground resistance is generally lowered by moisture in rainy weather, so it is desirable to change the ground resistance according to the weather.
[ステップS204におけるレール対地電圧計算方法]
図6は、図1の本装置におけるレール対地電圧の計算方法を説明するための等価回路図の一例である。まず、ステップS201で作成した帰線抵抗モデルにおいて、現在参照中のシミュレーションパターン番号に紐づけられた位置に、低抵抗611を追加する。
[Rail-to-ground voltage calculation method in step S204]
FIG. 6 is an example of an equivalent circuit diagram for explaining the method of calculating the rail-to-ground voltage in the device of FIG. First, in the retrace resistance model created in step S201, a
次に、位置電流情報112に含まれる電車位置及び変電所位置に対応するノードに、電車電流(a),(b)及び変電所電流を入力し、各ノードの電圧を計算する。各レール抵抗の両端にあるノードの電位を、レール対地電圧として出力する。
Next, the train currents (a) and (b) and the substation current are input to the nodes corresponding to the train position and the substation position included in the position
[接地抵抗劣化位置照合部]
図7は、図1の接地抵抗劣化位置照合部104の動作手順を示すフローチャートである。図7において、ステップS701はループ処理であり、接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果113のパターン数の分だけ、ステップS702の処理を繰り返し、繰り返しが完了したらステップS703へ進む。
[Earth resistance deterioration position matching unit]
FIG. 7 is a flow chart showing the operation procedure of the ground resistance deterioration
ステップS702では、レール対地電圧実測結果111と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果113のレール対地電圧を比較し、各位置におけるレール対地電圧の値が最も近い接地抵抗劣化時のレール対地電圧を、接地抵抗劣化パターン候補として更新する。このステップS702の処理について、その詳細は後述する。
In step S702, the rail-to-ground voltage of the measured rail-to-
ステップS703では、ループ処理S701が終了した段階における接地抵抗劣化パターン候補の接地抵抗劣化位置を、接地抵抗劣化位置照合結果114として出力する。
In step S<b>703 , the ground resistance deterioration position of the ground resistance deterioration pattern candidate at the stage when the loop processing S<b>701 ends is output as the ground resistance deterioration
[ステップS702の処理]
図8は、図7のステップS702におけるレール対地電圧比較の処理を説明するためのグラフである。この図8は、縦軸をレール対地電圧801、横軸を位置とし、レール対地電圧実測結果111と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果113と、をA,Bの場合に分けて示したグラフである。
[Processing of step S702]
FIG. 8 is a graph for explaining the rail-to-ground voltage comparison process in step S702 of FIG. In FIG. 8, the vertical axis is the rail-to-
接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果A(簡略に「計算結果A」ともいう)と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果B(簡略に「計算結果B」ともいう)と、の区別は次のとおりである。計算結果A,Bは、それぞれ異なる接地抵抗劣化位置の時、すなわち低抵抗設置位置が異なる時のレール対地電圧計算結果であり、レール対地電圧計算結果113に含まれる。
Distinguishing between rail-to-ground voltage calculation result A when the earth resistance is degraded (also simply referred to as “calculation result A”) and rail-to-ground voltage calculation result B when the earth resistance is degraded (simply referred to as “calculation result B”) is as follows: Calculation results A and B are rail-to-ground voltage calculation results for different ground resistance deterioration positions, ie, different low-resistance installation positions, and are included in the rail-to-ground
グラフ内のプロットが生成されている位置は、レール対地電圧実測値が計測された位置である。最も簡単な比較方法としては、実測結果と計算結果の同じ位置における電圧を比較し、両者の差分の合計値が最も小さいものを接地抵抗劣化パターン候補とする方法がある。 The locations where the plots in the graph are generated are the locations where the measured rail-to-ground voltage values were measured. As the simplest comparison method, there is a method of comparing the voltage at the same position in the actual measurement result and the calculation result, and using the one with the smallest total value of the difference between the two as the ground resistance deterioration pattern candidate.
図8のレール対地電圧801において、実線で示す実測結果は、破線の計算結果Bと比較して、破線の計算結果Aの方が、実測値に近いところにプロットされている。したがって、本装置は、計算結果Aを接地抵抗劣化パターン候補に選ぶ。
In the rail-to-
なお、図8の例示では、実測結果に対する計算結果A,Bそれぞれの差分が最も小さいものを接地抵抗劣化パターン候補に選んで好結果を得た。しかし、実測結果と計算結果の差分に制限を設けていない場合、次のように誤判断してしまう可能性もある。 In the example of FIG. 8, a good result was obtained by selecting the ground resistance deterioration pattern candidate that has the smallest difference between the calculation results A and B with respect to the actual measurement result. However, if there is no restriction on the difference between the actual measurement result and the calculation result, there is a possibility of misjudgment as follows.
例えば、図8において、シミュレーションパラメータの設定方法によっては、実測結果に対する計算結果A,Bそれぞれの差分が全体的に大きくても、その中で相対的に最小であれば、実際とは異なる位置でも、接地抵抗が劣化しているものと、誤判断されることもある。 For example, in FIG. 8, depending on the method of setting the simulation parameters, even if the difference between the calculation results A and B with respect to the actual measurement results is large overall, if it is the smallest among them, the position may differ from the actual position. , it may be erroneously determined that the ground resistance has deteriorated.
そこで、両者の差分の合計値に閾値を設け、合計値が閾値以下とならない場合、接地抵抗劣化位置を特定するためにはシミュレーションパラメータの見直しが必要である。その場合、見直しが必要である旨を報知する機能を本装置に追加することで、より適切に接地抵抗劣化位置を絞り込むことが可能となる。その結果、本装置は、接地抵抗の劣化位置を効率良く推定できる。 Therefore, a threshold value is set for the total value of the difference between the two, and if the total value does not fall below the threshold value, it is necessary to review the simulation parameters in order to identify the ground resistance deterioration position. In that case, by adding a function to notify that a review is necessary to this device, it becomes possible to narrow down the ground resistance deterioration position more appropriately. As a result, the device can efficiently estimate the location of deterioration of the ground resistance.
なお、実施例1に係る本装置は、接地抵抗劣化時のレール対地電圧計算結果113をシミュレーションパターンとして設定された全ての条件で計算する。本装置では、この計算の後にレール対地電圧実測結果111と比較して接地抵抗劣化位置を照合する処理も逐一実行される。
The apparatus according to the first embodiment calculates the rail-to-ground
この実施例1において、レール対地電圧計算結果の算出は、シミュレーションパターン内の1つの条件だけに簡略化しても良い。そのように限定した1つの条件における接地抵抗劣化時の算出結果と、レール対地電圧実測結果111と、を比較する処理を、シミュレーションパターンで設定された全ての条件の数だけ繰り返す方式を適用しても良い。
In this first embodiment, the calculation of the rail-to-ground voltage calculation result may be simplified to only one condition in the simulation pattern. A method of repeating the process of comparing the calculation result when the ground resistance is deteriorated under one limited condition and the rail-to-ground voltage
その場合、低抵抗設置位置を数km程度ずつずらした条件で計算・比較を実行した後、最も近い低抵抗設置位置の周辺を、数百mずつずらした条件で計算・比較を行うと良い。本装置は、詳細な低抵抗設置位置を探索するような処理機能を構成することで、網羅性と計算時間を両立させつつ、接地抵抗が劣化している位置を推定することができる。 In that case, after performing calculation and comparison under the condition that the low resistance installation position is shifted by several kilometers, it is preferable to perform calculation and comparison under the condition that the vicinity of the nearest low resistance installation position is shifted by several hundred meters. By configuring a processing function that searches for detailed low-resistance installation positions, this device can estimate the position where the ground resistance is degraded while achieving both comprehensiveness and calculation time.
実施例1の本装置は、対象路線内の複数位置で取得したレール対地電圧実測値と、過去取得したもしくはシミュレーション計算により算出した接地抵抗劣化時のレール対地電圧値(劣化見本)と、について、比較照合する。具体的には、図8に例示するような、横軸に位置を示し、縦軸にレール対地電圧801を示すグラフにプロットされた波形の傾向(パターン)について比較照合する。
The device of the first embodiment measures the rail-to-ground voltage actually measured at a plurality of positions on the target route, and the rail-to-ground voltage value (deterioration sample) obtained in the past or calculated by simulation calculation when the ground resistance is deteriorated. Compare and match. Specifically, the trends (patterns) of waveforms plotted on a graph in which the horizontal axis indicates the position and the vertical axis indicates the rail-to-
本装置は、波形の傾向(パターン)が一致する劣化見本が示す位置を接地抵抗劣化位置と推定する。このような本装置によれば、推定された接地抵抗劣化位置の近辺に限定される狭い範囲のみに劣化対策すれば足りるので、接地抵抗維持のメンテナンス負担を軽減できる。 This device estimates the position indicated by the deterioration sample where the tendency (pattern) of the waveform matches as the ground resistance deterioration position. According to this device, it is sufficient to take measures against deterioration only in a narrow range limited to the vicinity of the estimated ground resistance deterioration position, so the maintenance burden for maintaining the ground resistance can be reduced.
[構成]
図9を用いて、実施例2に係る本装置の構成を説明する。図9に示す実施例2の本装置は、レール対地電圧取得部901、位置電流取得部902、接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部(略して「レール対地電圧計算部」ともいう)903、接地抵抗劣化位置照合部904、接地抵抗劣化位置報知部105、及び接地抵抗劣化位置推定開始判定部990により構成される。
[composition]
The configuration of this device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The device of the second embodiment shown in FIG. It is composed of a resistance deterioration
レール対地電圧取得部901は、路線内の複数位置において、レールと接地極の電圧を計測し、レール対地電圧の時系列データを、レール対地電圧実測結果911としてレール対地電圧記憶部903、接地抵抗劣化位置推定開始判定部990、接地抵抗劣化位置照合部904へ出力する。
The rail-to-ground
位置電流取得部902は、対象路線内を走行する全電気車の走行位置及び電流、対象線路内の変電所の位置及び電流を取得し、電流及び位置の時系列データを、位置電流情報912としてレール対地電圧記憶部903、接地抵抗劣化位置推定開始判定部990へ出力する。
The position
レール対地電圧記憶部903は、レール対地電圧実測結果911及び位置電流情報912に基づき、レール対地電圧、電車と変電所それぞれの位置と電流の時系列変化を記録する。
The rail-to-ground
点検等によって接地抵抗劣化が確認された場合に、一定期間のレール対地電圧及び位置電流情報に接地抵抗劣化位置を紐づけ、接地抵抗劣化時のレール対地電圧として記憶し、接地抵抗劣化時のレール対地電圧実測結果913として出力する。
When ground resistance deterioration is confirmed by inspection, etc., the position of ground resistance deterioration is linked to the rail-to-ground voltage and position current information for a certain period of time, stored as the rail-to-ground voltage at the time of earth resistance deterioration, and the rail at the time of earth resistance deterioration Output as ground voltage
また、点検等によって接地抵抗劣化が確認されなかった場合のレール対地電圧及び位置電流情報は、基準レール対地電圧関連情報として記憶し、基準レール対地電圧関連情報923として出力する。
Also, the rail-to-ground voltage and position current information when no deterioration of ground resistance is confirmed by inspection or the like is stored as reference rail-to-ground voltage-related information and output as reference rail-to-ground voltage-related
接地抵抗劣化位置照合部904は、レール対地電圧実測結果911と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧実測結果913と、接地抵抗劣化位置推定開始フラグ991と、を入力して次の処理を実行する。
The ground resistance deterioration
接地抵抗劣化位置照合部904は、接地抵抗が劣化している位置を照合し、接地抵抗劣化位置照合結果114を接地抵抗劣化位置報知部105へ出力する。なお、本処理の詳細については後述する。
The ground resistance deterioration
接地抵抗劣化位置推定開始判定部990は、レール対地電圧実測結果911と、位置電流情報912と、基準レール対地電圧関連情報923と、を入力して次の処理を実行する。
The ground resistance deterioration position estimation start
接地抵抗劣化位置推定開始判定部990は、基準レール対地電圧関連情報923に含まれる電車と変電所の位置及び電流が所定範囲内で一致する場合の基準レール対地電圧を探索し、レール対地電圧実測結果911の値と比較を行う。
The ground resistance deterioration position estimation start
さらに、接地抵抗劣化位置推定開始判定部990は、各位置におけるレール対地電圧に所定のずれが発生していた場合に、どこかで接地抵抗劣化が発生している可能性があると判断し、接地抵抗劣化位置推定開始フラグ991を出力する。
Furthermore, the ground resistance deterioration position estimation start
なお、実施例2では、接地抵抗劣化の判断を、各位置におけるレール対地電圧のずれで判断する例を説明したが、実際には、環境条件等により、本質的でない原因によるずれもある。 In the second embodiment, an example is described in which the ground resistance deterioration is determined based on the deviation of the rail-to-ground voltage at each position.
これに対し、一過性、又は突発的で瑣末な現象を排除する手法として、本装置は、各位置の所定期間におけるレール対地電圧の標準偏差や平均値などの統計量を算出し、統計量がずれていた場合に判断する方法を用いることが好ましい。 On the other hand, as a method to eliminate transient or sudden and trivial phenomena, this device calculates statistics such as the standard deviation and average value of the rail-to-ground voltage at each position for a predetermined period of time. It is preferable to use a method of judging when there is a deviation.
これにより、本装置は、電車と変電所の位置や電流が、接地抵抗劣化時のレール対地電圧記録時と完全に一致していない場合においても適切に判断することが可能となる。なお、接地抵抗劣化位置報知部105の構成は、実施例1の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。
As a result, the apparatus can make appropriate judgments even when the positions and currents of the train and the substation do not completely match the rail-to-ground voltage recorded when the ground resistance deteriorates. Note that the configuration of the ground resistance deterioration
[接地抵抗劣化位置照合部]
図10を用いて、図10の接地抵抗劣化判定部904の処理について説明する。図10は、実施例2に係るレール対地電圧計算部903における処理の一例である。
[Earth resistance deterioration position matching part]
The processing of the ground resistance
ステップS701及びステップS703は、実施例1における接地抵抗劣化位置照合部104、すなわち、図7のステップS701及びステップS703と同様であるため、重複する説明を省略する。
Steps S701 and S703 are the same as the ground resistance deterioration
ステップS1002は、レール対地電圧実測値と、レール対地電圧の統計量と、を比較して最も近い場合に接地抵抗劣化パターン候補を更新する。図11を用いて、ステップS1002の処理を詳細に説明する。図11は、図10のステップS1002の処理について説明するためのヒストグラムである。 A step S1002 compares the rail-to-ground voltage actual measurement value and the rail-to-ground statistic, and updates the ground resistance deterioration pattern candidate if the two are the closest. The processing of step S1002 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 11 is a histogram for explaining the processing in step S1002 of FIG.
ステップS1002では、レール対地電圧実測結果911及び接地抵抗劣化時のレール対地電圧実測結果913のレール対地電圧の時系列データを基に、各位置における所定期間の平均レール対地電圧と、標準偏差を計算する。そして、各位置における平均値及び標準偏差が最も近い接地抵抗劣化時のレール対地電圧実測結果を、接地抵抗劣化パターン候補とする。
In step S1002, the average rail-to-ground voltage and standard deviation for a predetermined period at each position are calculated based on the time-series data of the rail-to-ground
接地抵抗劣化時のレール対地電圧実測結果A(以下、「実測結果A」ともいう)と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧実測結果B(以下、「実測結果B」ともいう)とは、次の結果をいう。実測結果A,Bは、それぞれ異なる接地抵抗劣化位置の時、すなわち低抵抗設置位置が異なる時のレール対地電圧実測結果であり、接地抵抗劣化時のレール対地電圧実測結果913に含まれる。
Rail-to-ground voltage actual measurement result A during earth resistance deterioration (hereinafter also referred to as “actual measurement result A”) and rail-to-ground voltage actual measurement result B during earth resistance deterioration (hereinafter also referred to as “actual measurement result B”) are as follows. means the result of Actual measurement results A and B are actual measurement results of rail-to-ground voltage at different ground resistance deterioration positions, ie, different low-resistance installation positions, and are included in rail-to-ground
図11に示すように、本装置において、実測結果Aよりも、実測結果Bの方が、平均値と標準偏差が近いため、類似する傾向が強い実測結果Bが接地抵抗劣化パターン候補となる。以上の原理により、図9~図11の実施例2に係る本装置は、実施例1のようにシミュレーション計算処理を実行しなくても、実測値のみでレール対地電圧の位置を推定できる。 As shown in FIG. 11, in this apparatus, the average value and standard deviation of the actual measurement result B are closer than those of the actual measurement result A, so the actual measurement result B, which tends to be more similar, becomes the ground resistance deterioration pattern candidate. Based on the principle described above, the apparatus according to the second embodiment shown in FIGS. 9 to 11 can estimate the position of the rail-to-ground voltage only from the actual measurement values without executing the simulation calculation processing as in the first embodiment.
なお、図11において、レール対地電圧の上下振れ幅が小さいほど、接地抵抗劣化位置である可能性が高いことが、電気回路の計算から説明できる。仮に接地抵抗0Ωなら、迷走電流の方向や大小にかかわらずレール対地電圧も0Vとなるからである。 In FIG. 11, it can be explained from the calculation of the electric circuit that the smaller the fluctuation range of the rail-to-ground voltage, the higher the possibility of the ground resistance deterioration position. This is because if the ground resistance is 0Ω, the rail-to-ground voltage is also 0V regardless of the direction and magnitude of the stray current.
[補足]
実施例1では、シミュレーション計算によって接地抵抗劣化時のレール対地電圧を算出した。一方、実施例2では、レール対地電圧実測値と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧の統計量と、を比較して接地抵抗劣化パターン候補を算出した。このような実施例1,2の特徴的技術を組み合わせた構成及び方法でも本装置は成立する。
[supplement]
In Example 1, the rail-to-ground voltage when the ground resistance deteriorates was calculated by simulation calculation. On the other hand, in Example 2, the ground resistance deterioration pattern candidate is calculated by comparing the rail-to-ground voltage actual measurement value and the statistic of the rail-to-ground voltage when the ground resistance is deteriorated. The present apparatus can also be realized with a configuration and method that combine the characteristic techniques of the first and second embodiments.
また、実施例1では、レール対地電圧実測値と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧の各位置におけるレール対地電圧値や、それぞれの大小関係を比較して接地抵抗劣化パターン候補を算出した。一方、実施例2では、レール対地電圧の記録に基づいて、接地抵抗劣化時のレール対地電圧を出力した。このような実施例1,2の特徴的技術を組み合わせた構成及び方法でも本装置は成立する。 In Example 1, the ground resistance deterioration pattern candidate was calculated by comparing the measured rail voltage to ground, the rail voltage to ground at each position at the time of ground resistance deterioration, and the magnitude relationship of each. On the other hand, in Example 2, the rail-to-ground voltage at the time of deterioration of the ground resistance was output based on the record of the rail-to-ground voltage. The present apparatus can also be realized with a configuration and method that combine the characteristic techniques of the first and second embodiments.
この場合、接地抵抗劣化パターン候補を算出する際の条件に、電気車と変電所と、それぞれの位置電流が所定範囲で一致していることを加えることで、より高精度に接地抵抗劣化位置を推定することが可能となる。 In this case, by adding to the conditions for calculating the ground resistance deterioration pattern candidate that the position currents of the electric train and the substation match within a predetermined range, the ground resistance deterioration position can be determined with higher accuracy. It is possible to estimate
それ以外にも、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記実施例で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and includes various modifications within the scope of the invention. For example, the present invention is not limited to those having all the configurations described in the above embodiments, and includes those with some of the configurations omitted. Also, part of the configuration according to one embodiment can be added to or replaced with the configuration according to another embodiment.
[迷走電流]
電気鉄道においては、電源である変電所と負荷である車両が、架線を正極、レールを負極としてそれぞれ接続し、電気回路を構成することで車両の走行に必要な電力が供給される。車両走行時には、正極である架線には変電所から車両へと電流が流れ、負極であるレールには車両から変電所へと電流が流れる(帰線電流)。この時、帰線電流の一部は、レールから地面に漏れ出し、迷走電流として地面を通過して変電所へ戻る。
[Stray current]
In an electric railway, a substation, which is a power source, and a vehicle, which is a load, are connected to each other by connecting overhead wires as positive electrodes and rails as negative electrodes to form an electric circuit, thereby supplying the electric power necessary for running the vehicles. When the vehicle is running, current flows from the substation to the vehicle through the catenary, which is the positive electrode, and current flows from the vehicle to the substation through the rail, which is the negative electrode (return current). At this time, part of the return current leaks from the rail to the ground and passes through the ground as stray current back to the substation.
迷走電流が鉄道設備周辺の地中埋設管や構造物の鉄筋等に流れ込むと、電食によって脆化を促進してしまうことが知られている。これに対し、国際規格IEC62128では年間の許容迷走電流量が規定されている。 It is known that embrittlement is accelerated by electrolytic corrosion when stray current flows into underground pipes and reinforcing bars of structures around railway facilities. On the other hand, the international standard IEC62128 defines the permissible amount of stray current per year.
本装置は、以下のように総括できる。
[1]図1及び図9に示すように、本装置は、電気鉄道において、対象路線内の接地抵抗劣化位置を推定する接地抵抗劣化位置推定装置である。本装置は、接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部103,903と、レール対地電圧取得部101,901と、接地抵抗劣化位置照合部104と、を有する。
This device can be summarized as follows.
[1] As shown in FIGS. 1 and 9, this device is a ground resistance deterioration position estimating device for estimating the ground resistance deterioration position within a target route in an electric railway. This device has rail-to-
電気鉄道において、接地抵抗が劣化した場合、それを把握した段階で、部品交換や清掃などのメンテナンスを行う必要がある。しかし、点検範囲は広範囲に及ぶため、高頻度に点検を行うことはメンテナンス負担の増加につながる。電気鉄道の運行状態に基づいて、広範囲な点検範囲から、いくつかの予想位置に絞ることができる。 In an electric railway, when the ground resistance deteriorates, it is necessary to carry out maintenance such as parts replacement and cleaning at the stage when the deterioration is detected. However, since the inspection range extends over a wide range, frequent inspections lead to an increase in the maintenance burden. Based on the operating conditions of the electric railroad, a wide range of inspections can be narrowed down to a few possible locations.
このように絞られて記憶された複数の予想位置に基づくレール対地電圧候補値をレール対地電圧計算部103,903が出力する。すなわち、レール対地電圧計算部103,903は、接地抵抗劣化の可能性が有る予想位置に基づいて、比較基準、又は劣化見本といった意味合いのレール対地電圧候補値を複数位置毎に計算して出力可能に記憶する。
The rail-to-ground
予想位置に基づくレール対地電圧候補値は、電気鉄道の帰線を模擬する等価回路、及び計算式から求められる各ノード点のレール大地間電圧を意味する。一方、レール対地電圧取得部101,901は、少なくとも予想位置を含めた複数位置でレール対地電圧実測値を取得する。
The rail-to-ground voltage candidate value based on the predicted position means a rail-to-ground voltage at each node obtained from an equivalent circuit simulating a return line of an electric railway and a calculation formula. On the other hand, the rail-to-ground
接地抵抗劣化位置照合部104,904は、レール対地電圧実測値と、レール対地電圧候補値と、を比較照合した結果に基づいて、近似した傾向(パターン)が見出される予想位置を選択して接地抵抗劣化位置とする。傾向の近似に応じて劣化の程度まで推定できる。
Based on the result of comparing and collating the rail-to-ground voltage actual measurement value and the rail-to-ground voltage candidate value, the ground resistance deterioration
このように、本装置で推定された接地抵抗劣化位置は、予想位置のなかから的中確立の高い順に選別されたものである。したがって、保線作業者は、劣化程度の著しいと推定された位置から優先順位をつけて、メンテナンス対応すれば良い。本装置によれば、電気鉄道の保線作業において、接地抵抗維持のメンテナンス負担を軽減できる。 In this way, the ground resistance deterioration positions estimated by this device are selected from the predicted positions in descending order of probability of hitting. Therefore, the track maintenance worker should give priority to the positions estimated to be significantly degraded, and perform maintenance. According to this device, it is possible to reduce the maintenance burden of maintaining the ground resistance in the track maintenance work of the electric railway.
[2]図1及び図8に示すように、計算結果Bよりも計算結果Aの方に近い分だけ、計算結果Aが意味する予想位置の方に、接地抵抗劣化位置が近いと推定される。つまり、上記[1]において、接地抵抗劣化位置照合部104,904は、複数位置それぞれにレール対地電圧候補値に対して近似する傾向があれば、傾向の近似する程度に応じて複数位置の予想位置の間を案分した近さの接地抵抗劣化位置とする。これにより、本装置は、接地抵抗劣化位置をより精密に推定できる。
[2] As shown in FIGS. 1 and 8, it is estimated that the ground resistance deterioration position is closer to the predicted position indicated by the calculation result A by the amount closer to the calculation result A than to the calculation result B. . In other words, in the above [1], if there is a tendency for each of the plurality of positions to approximate the rail-to-ground voltage candidate value, the ground resistance deterioration
[3]図1及び図9に示すように、上記[2]において、レール対地電圧実測値の取得と同時刻で、対象路線内における在線電気車位置と給電設備の位置、及びそれらの電流を取得する、位置電流取得部102,902をさらに有する。
[3] As shown in FIGS. 1 and 9, in the above [2], at the same time as the acquisition of the measured rail-to-ground voltage value, the position of the electric car on the target line and the position of the power supply equipment, and their currents It further has a position
位置電流取得部102,902は、対象路線内を走行する全電気車の走行位置及び電流、対象線路内の変電所の位置及び電流を取得し、指定日時で検索できる形で記録しておく。そして、指定日時190を受信したら、指定日時における電流及び位置の情報を、位置電流情報112としてレール対地電圧計算部103へ出力する。
The position
電気鉄道は、電気車の運行ダイヤに基づいて、概ねいくつかの接地抵抗劣化位置が予想される。したがって、本装置は、運行ダイヤに関連する指定日時で検索できる記録に基づいて、接地抵抗劣化位置をより一層精密に推定できる。 Electric railways are generally expected to have several ground resistance deterioration positions based on the operation schedule of electric cars. Therefore, the present device can more precisely estimate the ground resistance deterioration position based on the records that can be retrieved by the specified date and time related to the bus schedule.
[4]図1、図6及び図9に示すように、上記[2]において、接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部103,903は、次のように動作する機能を有する。まず、図4~図6に示すように、レール抵抗410と接地抵抗420により模擬された帰線抵抗モデルに、接地抵抗劣化を模擬した低抵抗611を接続した接地抵抗劣化帰線抵抗モデルを作成する。
[4] As shown in FIGS. 1, 6 and 9, in [2] above, the rail-to-
次に、レール対地電圧実測値取得時の電気車と変電所の位置、及びそれらの電流を接地抵抗劣化帰線抵抗モデルに入力して、レール抵抗両端の対地電圧を算出する。その対地電圧を接地抵抗劣化時のレール対地電圧候補値として出力する。これにより、本装置は、接地抵抗劣化位置を現実の設備配置や電気車との位置関係に対応して、より一層精密に推定できる。 Next, the positions of the electric car and the substation at the time of acquisition of the rail-to-ground voltage measurement value and their currents are input to the ground resistance degradation return line resistance model to calculate the ground voltage across the rail resistance. The ground voltage is output as a rail-to-ground voltage candidate value when the ground resistance is deteriorated. As a result, the present device can more accurately estimate the location of the ground resistance degradation in accordance with the actual facility layout and the positional relationship with the electric vehicle.
[5]図1、図6及び図9に示すように、上記[1]又は[4]において、接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部103,903は、過去に対象路線で接地抵抗劣化が発生した際の接地抵抗劣化位置と、その時の複数位置におけるレール対地電圧実測値を紐づけて記憶する。本装置は、このように記憶された情報を、接地抵抗劣化時のレール対地電圧候補値として出力する。これにより、本装置は、過去の経験則を生かして接地抵抗劣化位置をより正しく推定できる。
[5] As shown in FIGS. 1, 6 and 9, in the above [1] or [4], the rail-to-ground
[6]図1及び図9に示すように、上記[2]において、接地抵抗劣化位置照合部104,904は、次のような機能を有する。まず、各位置におけるレール対地電圧実測値と接地抵抗劣化時レール対地電圧候補値を比較する。次に、各位置のレール対地電圧の値が最も近い接地抵抗劣化時レール対地電圧を探索する。
[6] As shown in FIGS. 1 and 9, in [2] above, the ground resistance deterioration
その接地抵抗劣化時レール対地電圧が記録もしくは生成された際の接地抵抗劣化位置を、接地抵抗劣化位置として判断する。このように本装置は、過去の経験則を生かすように、各位置のレール対地電圧の値が最も近い接地抵抗劣化時レール対地電圧を探索しながら能動的に、正解を探し当てるので、接地抵抗劣化位置をより正しく推定できる。 The ground resistance deterioration position when the rail-to-ground voltage at the time of earth resistance deterioration is recorded or generated is determined as the ground resistance deterioration position. In this way, this device actively searches for the rail-to-ground voltage at the time of ground resistance deterioration that is closest to the value of the rail-to-ground voltage at each position so as to make use of past empirical rules, so that the correct answer can be found. Position can be estimated more accurately.
[7]図1及び図9に示すように、上記[5]において、接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部103,903は、レール対地電圧実測値を取得した時の電気車及び給電設備の位置と、それらの電流が所定の範囲内で一致する条件の下に、接地抵抗劣化がある状態で記録された接地抵抗劣化時レール対地電圧を選択して出力する。
[7] As shown in FIGS. 1 and 9, in [5] above, the rail-to-ground
なお、電流は、位置電流取得部102,902により取得され、接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部103,903に与えられる。これにより、本装置は、現実の設備配置や電気車との位置関係に対応し、位置電流取得部102,902により取得した電流値のほか、過去の経験則も生かして、接地抵抗劣化位置をより一層精密に推定できる。
The current is acquired by position current acquiring
[8]図1及び図9に示すように、上記[1]において、接地抵抗劣化位置照合部104,904は次の機能を有する。まず、各位置におけるレール対地電圧値の所定期間における統計量と、接地抵抗劣化時のレール対地電圧の所定期間における統計量と、を算出する。
[8] As shown in FIGS. 1 and 9, in [1] above, the ground resistance deterioration
次に、各位置における統計量が最も近い接地抵抗劣化時レール対地電圧を探索する。その接地抵抗劣化時レール対地電圧が、記録もしくは生成された際の接地抵抗劣化位置を、接地抵抗劣化位置と推定する。このような本装置は、計算処理が簡単でしかも信頼性の高い結果を得られ易い。例えば、ワンチップマイコン等の簡素なコンピュータの計算処理によって、接地抵抗劣化位置を実用的精度で推定できる。 Next, a search is made for the rail-to-ground voltage during ground resistance deterioration that has the closest statistic at each position. The ground resistance deterioration position when the rail-to-ground voltage at the time of earth resistance deterioration is recorded or generated is estimated as the ground resistance deterioration position. Such an apparatus is simple in computational processing and tends to obtain highly reliable results. For example, the ground resistance deterioration position can be estimated with practical accuracy by calculation processing of a simple computer such as a one-chip microcomputer.
[9]上記[8]において、統計量は平均値、標準偏差の少なくとも何れか一方であることが好ましい。本装置で用いるレール対地電圧の実測値は、本質的でない原因によるずれもある。これに対し、一過性、又は突発的で瑣末な現象を排除する手法として、本装置は、各位置の所定期間におけるレール対地電圧の標準偏差や平均値などの統計量を算出することが好ましい。 [9] In [8] above, the statistic is preferably at least one of an average value and a standard deviation. The measured rail-to-ground voltage used in this system may vary due to non-essential causes. On the other hand, as a method of eliminating transient or sudden and trivial phenomena, it is preferable that the device calculates statistics such as the standard deviation and average value of the rail-to-ground voltage at each position for a predetermined period. .
[10]図1、図8、図9及び図11に示すように、上記[4]の本装置において、まず、レール対地電圧計算部103,903は、接地抵抗劣化が発生していない時の基準レール対地電圧を出力する。次に本装置は、基準レール対地電圧と、レール対地電圧実測値と、を比較する。その比較結果について、さらに本装置は、各位置におけるレール対地電圧の値や統計量が所定値以上ずれたとき、それをトリガーにして、接地抵抗劣化位置推定を開始する機能も有ると良い。
[10] As shown in FIGS. 1, 8, 9 and 11, in the device of [4] above, first, the rail-to-
このような本装置は、統計量がずれている程度を閾値判定し、相応の判断結果を出力すると良い。例えば、図11において、レール対地電圧の上下振れ幅が小さいほど、接地抵抗劣化位置である可能性が高いと推定できる。これにより、本装置は、電車と変電所の位置や電流が、接地抵抗劣化時のレール対地電圧記録時と完全に一致していない場合でも、適切に判断することが可能となる。 It is preferable that such a device judges the extent to which the statistic is deviated with a threshold value and outputs a corresponding judgment result. For example, in FIG. 11, it can be estimated that the smaller the fluctuation range of the rail-to-ground voltage, the higher the possibility of the ground resistance deterioration position. As a result, this device can make appropriate judgments even when the positions and currents of the train and substation do not completely match the rail-to-ground voltage recorded when the ground resistance deteriorates.
つまり、本装置は、ある程度近い照合結果が得られたならば、それを推定位置として出力すれば良い。その結果、本装置は、多くの劣化見本の中から、実測値と完全に一致するものが照合されるまで、探索処理を継続するような無駄を省ける。そのため、本装置は、適宜起動するプログラムを有する簡素なコンピュータにおいて、不必要な計算処理を繰り返す負担を省略できて、しかも接地抵抗劣化位置を実用的精度で推定できる。 In other words, if the device obtains a matching result that is close to some degree, it should output it as an estimated position. As a result, the present apparatus can eliminate the waste of continuing the search process until one that completely matches the actual measurement value is collated among many deteriorated samples. Therefore, the present apparatus can omit the burden of repeating unnecessary calculation processing in a simple computer having a program to be started as appropriate, and can estimate the ground resistance deterioration position with practical accuracy.
このような本装置は、主要部を単独のコンピュータで構成しても良いが、他のコンピュータを兼用利用しても実現できる。例えば、列車運行管理システム用のコンピュータの一部を兼用利用することでも十分に実用化できる。したがって、本装置は、設備負担も少なくて済む。 Such a present apparatus may be realized by using a single computer as the main part, or by using another computer in common. For example, it can be sufficiently put into practical use by using a part of the computer for the train operation control system as well. Therefore, the present apparatus requires less equipment.
101・・・レール対地電圧取得部(Rail-to-ground voltage acquisition unit)、102・・・位置電流取得部(Position current acquisition unit)、103,903・・・レール対地電圧計算部(Rail-to-ground voltage calculation unit)、104,904・・・接地抵抗劣化位置照合部(Ground resistance deterioration position collation unit)、105・・・接地抵抗劣化位置報知(Ground resistance deterioration position notification)、106・・・日時指定部(Date and time designation part)、401・・・上り線(Up line)、402・・・下り線(Down line)、403・・・渡線(Crossing line)、410,410a,410b,410c・・・レール抵抗(Rail resistance)、420a,420b・・接地抵抗(Ground resistance)、501・・・レール方向抵抗(Rail direction resistance)、502・・・深さ方向抵抗(Depth resistance)、611・・・低抵抗(Low resistance)、801レール対地電圧(Rail-to-ground voltage)、901・・・レール対地電圧取得部(Rail-to-ground voltage acquisition unit)、902・・・位置電流取得部(Position current acquisition unit)、990・・・接地抵抗劣化位置推定開始判定部(Grounding resistance deterioration position estimation start judgment unit)、1101・・・レール対地電圧実測結果(Rail-to-ground voltage measurement results)、1102,1103・・・接地抵抗劣化時のレール対地電圧実測結果B(Rail-to-ground voltage measurement results when ground resistance deteriorates B)
101... Rail-to-ground voltage acquisition unit, 102... Position current acquisition unit, 103, 903... Rail-to-ground voltage calculation unit -ground voltage calculation unit), 104, 904 ... ground resistance deterioration position collation unit, 105 ... ground resistance deterioration position notification, 106 ... date and time Date and time designation part, 401: Up line, 402: Down line, 403: Crossing line, 410, 410a, 410b,
Claims (12)
接地抵抗劣化の可能性が有る予想位置に基づくレール対地電圧候補値を複数位置毎に計算して出力可能に記憶する接地抵抗劣化時レール対地電圧計算部と、
前記対象路線内の複数位置でレール対地電圧実測値を取得するレール対地電圧取得部と、
前記レール対地電圧実測値と、前記レール対地電圧候補値と、を比較照合した結果に基づいて、近似した傾向が見出される前記予想位置を選択して接地抵抗劣化位置とする接地抵抗劣化位置照合部と、
を有する、接地抵抗劣化位置推定装置。 A ground resistance deterioration position estimating device for estimating a ground resistance deterioration position in a target route,
a rail-to-ground voltage calculation unit for calculating rail-to-ground voltage candidate values for each of a plurality of positions based on predicted positions where there is a possibility of ground resistance deterioration, and storing the rail-to-ground voltage candidate values so that they can be output;
a rail-to-ground voltage acquisition unit that acquires measured rail-to-ground voltage values at a plurality of positions in the target line;
A ground resistance degradation position matching unit that selects the predicted position where a similar tendency is found based on the result of comparing and collating the rail-to-ground voltage actual value and the rail-to-ground voltage candidate value, and sets it as a ground resistance degradation position. and,
A ground resistance deterioration position estimation device.
前記複数位置それぞれの前記レール対地電圧候補値に対して前記近似した傾向があれば、該傾向の近似する程度に応じて前記複数位置に跨る前記予想位置の間を案分した近さの接地抵抗劣化位置とする、
請求項1に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 The ground resistance deterioration position matching unit
If there is an approximated tendency for the rail-to-ground voltage candidate values at each of the plurality of positions, the ground resistance of the proximity between the predicted positions across the plurality of positions is proportionally adjusted according to the degree of approximation of the tendency. degraded position,
The ground resistance deterioration position estimating device according to claim 1.
請求項2に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 further comprising a position current acquisition unit that acquires the position of the electric car on the line and the position of the power supply equipment on the target route and their currents at the same time as the acquisition of the measured rail-to-ground voltage value;
The ground resistance deterioration position estimating device according to claim 2.
レール抵抗と接地抵抗により模擬された帰線抵抗モデルに、接地抵抗劣化を模擬した低抵抗を接続した接地抵抗劣化帰線抵抗モデルを作成し、
レール対地電圧実測値取得時の電気車と変電所の位置及びそれらの電流を接地抵抗劣化帰線抵抗モデルに入力してレール抵抗両端の対地電圧を算出し、
該対地電圧を接地抵抗劣化時のレール対地電圧候補値として出力する、
請求項2に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 The rail-to-ground voltage calculation unit when the ground resistance deteriorates,
Create a ground resistance degradation return line resistance model by connecting a low resistance simulating ground resistance deterioration to a return line resistance model simulated by rail resistance and ground resistance,
Input the positions of the electric car and the substation at the time of obtaining the rail-to-ground voltage measurement value and their currents into the ground resistance deterioration return line resistance model to calculate the ground voltage across the rail resistance,
outputting the ground voltage as a rail-to-ground voltage candidate value when the ground resistance is degraded;
The ground resistance deterioration position estimating device according to claim 2.
過去に対象路線で接地抵抗劣化が発生した際の接地抵抗劣化位置と、
その時の複数位置におけるレール対地電圧実測値を紐づけて記憶し、
接地抵抗劣化時のレール対地電圧候補値として出力する、
請求項1又は請求項4に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 The rail-to-ground voltage calculation unit when the ground resistance deteriorates,
The ground resistance deterioration position when the ground resistance deterioration occurred on the target route in the past,
The rail-to-ground voltage measured values at multiple positions at that time are linked and stored,
Output as a rail-to-ground voltage candidate value when the ground resistance deteriorates,
The ground resistance deterioration position estimating device according to claim 1 or 4.
各位置におけるレール対地電圧実測値と接地抵抗劣化時レール対地電圧候補値を比較して、
各位置のレール対地電圧の値が最も近い接地抵抗劣化時レール対地電圧を探索し、
その接地抵抗劣化時レール対地電圧が記録もしくは生成された際の接地抵抗劣化位置を、接地抵抗劣化位置として判断する、
請求項2に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 The ground resistance deterioration position matching unit
By comparing the actual rail-to-ground voltage value at each position with the rail-to-ground voltage candidate value at the time of ground resistance deterioration,
Search for the rail-to-ground voltage at the time of ground resistance deterioration that is closest to the rail-to-ground voltage value at each position,
determining the ground resistance deterioration position when the rail-to-ground voltage at the time of the earth resistance deterioration is recorded or generated as the ground resistance deterioration position;
The ground resistance deterioration position estimating device according to claim 2.
レール対地電圧実測値を取得した時の電気車及び給電設備の位置とそれらの電流が所定の範囲内で一致する条件の下に、
接地抵抗劣化がある状態で記録された接地抵抗劣化時レール対地電圧を選択して出力する、
請求項5に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 The rail-to-ground voltage calculation unit when the ground resistance deteriorates,
Under the condition that the position of the electric car and the power supply equipment and their current match within a predetermined range when the rail-to-ground voltage measurement value is obtained,
Selecting and outputting the rail-to-ground voltage at the time of earth resistance deterioration recorded in the state with earth resistance deterioration,
The ground resistance deterioration position estimating device according to claim 5.
各位置におけるレール対地電圧値の所定期間における統計量と、
接地抵抗劣化時のレール対地電圧の所定期間における統計量と、
を算出し、
各位置における統計量が最も近い接地抵抗劣化時レール対地電圧を探索し、
その接地抵抗劣化時レール対地電圧が記録もしくは生成された際の接地抵抗劣化位置を、
接地抵抗劣化位置と推定する、
請求項1に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 The ground resistance deterioration position matching unit
a statistic of the rail-to-ground voltage value at each location over a given period of time;
a statistic in a predetermined period of the rail-to-ground voltage when the ground resistance deteriorates;
to calculate
Search for the rail-to-ground voltage at the time of ground resistance deterioration that has the closest statistic at each position,
The ground resistance deterioration position when the rail-to-ground voltage is recorded or generated at the time of earth resistance deterioration,
Presumed to be the ground resistance deterioration position,
The ground resistance deterioration position estimating device according to claim 1.
請求項8に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 The statistic is at least one of the mean and standard deviation,
The ground resistance deterioration position estimation device according to claim 8.
レール対地電圧実測値と基準レール対地電圧を比較して、
各位置におけるレール対地電圧の値や統計量が所定値以上ずれた場合に、
接地抵抗劣化位置推定を開始する、
請求項4に記載の接地抵抗劣化位置推定装置。 having a reference rail-to-ground voltage calculator that outputs a rail-to-ground voltage when no deterioration of the ground resistance occurs;
By comparing the measured rail-to-ground voltage with the reference rail-to-ground voltage,
If the rail-to-ground voltage value or statistics at each position deviates by a predetermined value or more,
Start the ground resistance deterioration position estimation,
The ground resistance deterioration position estimation device according to claim 4.
接地抵抗劣化の可能性が有る複数の予想位置と、該予想位置に対応したレール対地電圧候補値を複数位置毎に記憶し、
該複数位置でレール対地電圧実測値を所定期間にわたって取得し、
該レール対地電圧実測値と、前記レール対地電圧候補値と、を前記所定期間の傾向で比較照合し、
該比較照合し結果に近似した傾向が見出される前記予想位置を接地抵抗劣化位置とする、
接地抵抗劣化位置推定方法。 A ground resistance deterioration position estimation method for estimating a ground resistance deterioration position in a target route,
storing a plurality of predicted positions where there is a possibility of ground resistance deterioration and rail-to-ground voltage candidate values corresponding to the predicted positions for each of the plurality of positions;
Acquiring actual rail-to-ground voltage values at the plurality of positions over a predetermined period of time,
comparing and collating the rail-to-ground voltage actual measurement value and the rail-to-ground voltage candidate value according to the tendency of the predetermined period;
The predicted position where a tendency similar to the result of the comparison and collation is found is set as the ground resistance deterioration position;
Ground resistance deterioration position estimation method.
請求項11に記載の接地抵抗劣化位置推定方法。
If there is an approximated tendency for the rail-to-ground voltage candidate values at each of the plurality of positions, the ground resistance of the proximity between the predicted positions across the plurality of positions is proportionally adjusted according to the degree of approximation of the tendency. degraded position,
The ground resistance deterioration position estimation method according to claim 11.
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