JP2023086002A - Abnormality detection device and abnormality detection method - Google Patents

Abnormality detection device and abnormality detection method Download PDF

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康隆 真木
Yasutaka Maki
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Abstract

To provide an abnormality detection device capable of accurately detecting abnormality of a damper device mounted on a truck.SOLUTION: An abnormality detection device 1 has a processing unit 25 executing detection processing for detecting abnormality of a damper device 5a and a damper device 5b. The processing unit 25 acquires first data, which indicates a relation between a first moving distance of a railway vehicle 7 and a physical amount PQ1 of a preceding truck 3a, and second data, which indicates a relation between the first moving distance and a physical amount PQ1 of a following truck 3b. In relation to a first mutual correlation function between the first data and the second data with a first shift distance as a first variable, the abnormality of the damper device 5a and the damper device 5b is detected based on a first arithmetic value of the first mutual correlation function calculated when a first predetermined distance is substituted for the first variable. The first predetermined distance is set such that a difference between the first predetermined distance and a track intercentral distance is 0 or within a predetermined range.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、鉄道車両におけるダンパ装置の異常を検出する異常検出装置及び異常検出方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abnormality detection device and an abnormality detection method for detecting an abnormality in a damper device of a railway vehicle.

鉄道車両において、台車などに異常が生じた場合には、車体又は台車に固有の異常振動が現れるため、車体又は台車の振動に基づいて台車又はダンパ装置などの異常を検知することが行われている。 In railway vehicles, when an abnormality occurs in a bogie or the like, abnormal vibrations unique to the car body or bogie appear, so abnormalities in the bogie or damper device, etc. are detected based on the vibration of the car body or bogie. there is

特開2000-6807号公報(特許文献1)には、鉄道車両において、車両に配備されている複数の台車上にそれぞれ加速度検出手段を設け、これらの加速度検出手段が検出する加速度信号をそれぞれ比較し、いずれかの信号が他の加速度信号に対して所定値以上に大きな値となった場合に異常が発生したと判断する検知手段を備える技術が開示されている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-6807 (Patent Document 1), in a railway vehicle, acceleration detection means are provided on each of a plurality of bogies deployed in the vehicle, and acceleration signals detected by these acceleration detection means are compared. However, a technique is disclosed that includes detection means for determining that an abnormality has occurred when one of the signals has a value greater than a predetermined value with respect to the other acceleration signals.

特開2004-90848号公報(特許文献2)には、列車を編成する複数の鉄道車両の異常を検知する鉄道車両の異常検知装置において、鉄道車両のある特定部位の振動加速度又は角速度を等距離間隔で測定するサンプリング手段と、振動加速度又は角速度の測定信号をバンドパスフィルタ処理後に2乗平均して空間周波数に対する加速度パワー又は角速度パワーを求める演算手段と、加速度パワー又は角速度パワーを正規化し、その正規化したものをしきい値と比較することにより、鉄道車両に発生した異常を検知する異常検知手段とを有する技術が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-90848 (Patent Document 2) discloses an abnormality detection device for railway vehicles that detects an abnormality in a plurality of railway vehicles forming a train. Sampling means for measuring at intervals, computing means for obtaining acceleration power or angular velocity power with respect to spatial frequency by taking mean square after band-pass filtering of vibration acceleration or angular velocity measurement signals, normalization of acceleration power or angular velocity power, and A technique is disclosed that includes an abnormality detection means for detecting an abnormality that has occurred in a railroad vehicle by comparing the normalized value with a threshold value.

非特許文献1には、鉄道サスペンションの故障検出と状態監視のための効果的な方法として、2つの台車に取り付けられた加速度計からの測定値間の相互相関を用いる技術が開示されている。上記非特許文献1に記載された技術では、車両内に配置された2つの台車に装着されたダンパ類の異常検知手段として、2つの台車の並進及び回転自由度に関する加速度の時系列データの相互相関を算出し、軸ダンパに異常が発生した場合に相互相関が健全状態から変化する性質を利用している。 Non-Patent Document 1 discloses a technique that uses cross-correlation between measurements from two bogie-mounted accelerometers as an effective method for fault detection and condition monitoring of railway suspensions. In the technique described in Non-Patent Document 1, as an abnormality detection means for dampers mounted on two trucks arranged in a vehicle, time-series data of acceleration related to the translational and rotational degrees of freedom of the two trucks are exchanged. The correlation is calculated, and the property that the cross-correlation changes from the healthy state when an abnormality occurs in the shaft damper is utilized.

特開2000-6807号公報JP-A-2000-6807 特開2004-90848号公報JP-A-2004-90848

T.X. Mei et al., “A model-less technique for the fault detection of rail vehicle suspensions”, Vehicle System Dynamics, 2008, Vol.46, pp.277-287T.X. Mei et al., "A model-less technique for the fault detection of rail vehicle suspensions", Vehicle System Dynamics, 2008, Vol.46, pp.277-287

上記特許文献1及び上記特許文献2に記載された技術では、振動加速度又は角速度のレベル又はパワーについての評価値を所定の閾値と比較することで、異常が発生したか判定を行う。ここで、発生した異常が軽微な異常の場合には評価値が小さくなることから、閾値の設定レベルを低くする必要が生じる。しかし、閾値を低くした場合は、軌道不整の大きい箇所を通過する場合などに異常として誤判定されることが懸念される。即ち、上記特許文献1及び上記特許文献2に記載された技術では、異常を精度良く検出できないおそれがある。 In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, it is determined whether an abnormality has occurred by comparing the evaluation value of the level or power of vibration acceleration or angular velocity with a predetermined threshold value. Here, since the evaluation value is small when the abnormality that has occurred is minor, it is necessary to lower the set level of the threshold. However, if the threshold value is lowered, there is a concern that the vehicle may be erroneously determined to be abnormal when passing through a location with a large track irregularity. That is, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 may not be able to accurately detect an abnormality.

また、上記非特許文献1に記載された技術では、異常検知に利用している前後の台車で観測されるデータの時間差が、走行速度の変化に伴って変化することから、異常判定のためには、評価に利用するデータが一定の走行速度の下で取得される必要がある。 In addition, in the technique described in Non-Patent Document 1, the time difference between the data observed by the front and rear trucks used for abnormality detection changes as the running speed changes. , the data used for evaluation must be acquired under constant running speed.

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、台車に取り付けられたダンパ装置を備えた鉄道車両における、ダンパ装置の異常を検出する異常検出装置において、データが一定の走行速度の下で取得される必要が無く、且つ、異常を精度良く検出することができる異常検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above. An object of the present invention is to provide an anomaly detection device that does not require data to be acquired at a constant running speed and can detect anomalies with high accuracy.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 A brief outline of typical inventions disclosed in the present application is as follows.

本発明の一態様としての異常検出装置は、車体と、車体の前方部分を支持する前位台車と、車体の後方部分を支持する後位台車と、前位台車に取り付けられた第1ダンパ装置と、後位台車に取り付けられた第2ダンパ装置と、を備えた鉄道車両における、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出する異常検出装置である。当該異常検出装置は、前位台車に設けられ、且つ、台車の前後方向の加速度、左右方向の加速度及び上下方向の加速度、並びに、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度、を含む6つの物理量、のうちのいずれかの物理量である、第1物理量を測定する第1測定部と、後位台車に設けられ、且つ、第1物理量を測定する第2測定部と、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出する検出処理を実行する処理部と、を有する。処理部は、鉄道車両が第1線路上を走行する際に、第1測定部により第1物理量を測定し、第2測定部により第1物理量を測定し、第1測定部により測定された第1物理量の第1測定値、及び、第2測定部により測定された第1物理量の第2測定値、を記録する第1記録処理、を繰り返し実行することにより、鉄道車両の第1線路上における第1起点からの第1移動距離と第1測定値との関係を示す第1データ、及び、第1移動距離と第2測定値との関係を示す第2データ、を取得する、第1取得処理を実行し、第1データと第2データとの第1相互相関関数であって、且つ、第1データ及び第2データのうち一方が他方に対して第1移動距離軸方向にシフトされる第1シフト距離を第1変数とする第1相互相関関数、を演算する、第1演算処理を実行する。処理部は、第1演算処理では、第1変数に第1所定距離を代入した場合の、第1相互相関関数の第1演算値を演算する。処理部は、検出処理では、第1演算処理にて演算された第1相互相関関数の第1演算値に基づいて、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出する。第1所定距離は、第1所定距離と、前位台車と後位台車との台車中心間距離と、の差が0になるか又は所定の範囲内になるように設定される。 An abnormality detection device as one aspect of the present invention includes a vehicle body, a front bogie that supports a front portion of the vehicle body, a rear bogie that supports a rear portion of the vehicle body, and a first damper device attached to the front bogie. and a second damper device attached to a trailing bogie. The abnormality detection device is provided on the front bogie, and detects six physical quantities including longitudinal acceleration, lateral acceleration, vertical acceleration, and roll angular velocity, pitch angular velocity, and yaw angular velocity of the bogie. a first measuring unit that measures the first physical quantity, which is one of the physical quantities, a second measuring unit that is provided on the trailing truck and measures the first physical quantity, a first damper device, and a second damper and a processing unit that executes a detection process for detecting an abnormality in the device. The processing unit measures the first physical quantity with the first measuring unit, measures the first physical quantity with the second measuring unit, and calculates the first physical quantity measured with the first measuring unit when the railroad vehicle travels on the first track. By repeatedly executing a first recording process for recording the first measured value of one physical quantity and the second measured value of the first physical quantity measured by the second measuring unit, on the first track of the railway vehicle Acquiring first data indicating the relationship between the first distance traveled from the first starting point and the first measured value and second data indicating the relationship between the first distance traveled and the second measured value; a first cross-correlation function of the first data and the second data, and wherein one of the first data and the second data is shifted relative to the other along a first travel distance axis; A first calculation process is executed to calculate a first cross-correlation function having the first shift distance as a first variable. In the first calculation process, the processing unit calculates a first calculated value of the first cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the first variable. In the detection process, the processing unit detects an abnormality in the first damper device and the second damper device based on the first calculated value of the first cross-correlation function calculated in the first calculation process. The first predetermined distance is set such that the difference between the first predetermined distance and the center-to-center distance between the front and rear trucks is 0 or within a predetermined range.

また、他の一態様として、処理部は、第1取得処理では、鉄道車両が第1線路上を第1所定間隔だけ走行するたびに、第1記録処理を繰り返し実行することにより、第1移動距離と第1測定値との関係を第1所定間隔ごとに示す第1データ、及び、第1移動距離と第2測定値との関係を第1所定間隔ごとに示す第2データ、を取得してもよい。第1所定距離は、第1所定距離と、台車中心間距離と、の差が第1所定間隔以下になるように設定されてもよい。 As another aspect, in the first acquisition process, the processing unit repeats the first recording process each time the railroad vehicle travels on the first track for the first predetermined interval, thereby performing the first movement Acquiring first data indicating the relationship between the distance and the first measured value at first predetermined intervals, and second data indicating the relationship between the first moving distance and the second measured value at first predetermined intervals. may The first predetermined distance may be set such that the difference between the first predetermined distance and the center-to-center distance of the truck is equal to or less than the first predetermined interval.

また、他の一態様として、処理部は、第1データと第2データとの第2相互相関関数であって、且つ、第1データ及び第2データのうち一方が他方に対して第1移動距離軸方向にシフトされる第2シフト距離を第2変数とする第2相互相関関数、を演算する、第2演算処理を実行し、第2シフト距離を変更しながら第2演算処理を繰り返し実行することにより、第2シフト距離と、第2演算処理にて演算された第2相互相関関数の第2演算値と、の関係を示す第3データを取得する、第2取得処理を実行してもよい。処理部は、第1演算処理では、第3データに含まれ、それぞれ第2シフト距離と第2演算値とを含む複数の組であって、且つ、第2シフト距離と台車中心間距離との差が第1所定間隔以下である複数の組のうち、第2演算値が最大となる組に含まれる第2演算値を第1演算値として抽出することにより、第1相互相関関数の第1演算値を演算してもよい。 Further, as another aspect, the processing unit calculates a second cross-correlation function between the first data and the second data, and one of the first data and the second data moves a first with respect to the other. A second cross-correlation function is calculated with the second shift distance shifted in the direction of the distance axis as a second variable, and the second calculation process is repeatedly executed while changing the second shift distance. to acquire third data indicating the relationship between the second shift distance and the second calculated value of the second cross-correlation function calculated in the second calculation process by executing the second acquisition process good too. In the first arithmetic processing, the processing unit calculates a plurality of sets, each of which is included in the third data and each includes a second shift distance and a second calculated value, and a combination of the second shift distance and the center-to-center distance of the truck. By extracting, as the first calculated value, the second calculated value included in the set having the largest second calculated value among the plurality of sets whose difference is equal to or less than the first predetermined interval, the first cross-correlation function of the first A calculated value may be calculated.

また、他の一態様として、処理部は、第1取得処理を実行する前に、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置に異常が発生していない状態で、鉄道車両が第2線路上を第1所定間隔だけ走行するたびに、第1記録処理を繰り返し実行することにより、鉄道車両の第2線路上における第2起点からの第2移動距離と第1測定値との関係を第1所定間隔ごとに示す第4データ、及び、第2移動距離と第2測定値との関係を第1所定間隔ごとに示す第5データ、を取得する、第3取得処理を実行し、第4データと第5データとの第3相互相関関数であって、且つ、第4データ及び第5データのうち一方が他方に対して第2移動距離軸方向にシフトされる第3シフト距離を第3変数とする第3相互相関関数、を演算する、第3演算処理を実行してもよい。処理部は、第3演算処理では、第3変数に第1所定距離を代入した場合の、第3相互相関関数の第3演算値を演算してもよい。処理部は、検出処理では、第3演算処理にて演算された第3相互相関関数の第3演算値に対する第1演算値の割合である第1値を算出し、算出された第1値を予め設定された第1閾値と比較し、第1値が第1閾値を超えた場合、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置に異常が発生していないと判定し、第1値が第1閾値以下の場合、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置に異常が発生したと判定してもよい。 Further, as another aspect, the processing unit, before executing the first acquisition process, causes the railway vehicle to travel on the second track in a state in which no abnormality has occurred in the first damper device and the second damper device. By repeatedly executing the first recording process each time the railcar travels for one predetermined interval, the relationship between the second traveled distance from the second starting point on the second track of the railway vehicle and the first measurement value is recorded at the first predetermined interval. and fifth data indicating the relationship between the second movement distance and the second measurement value at first predetermined intervals. A third variable is a third cross-correlation function with 5 data, and a third shift distance by which one of the fourth data and the fifth data is shifted with respect to the other in the second movement distance axis direction. A third calculation process may be performed to calculate a third cross-correlation function. In the third calculation process, the processing unit may calculate a third calculated value of the third cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the third variable. In the detection process, the processing unit calculates a first value that is a ratio of the first calculated value to the third calculated value of the third cross-correlation function calculated in the third calculation process, and calculates the calculated first value. It is compared with a preset first threshold, and if the first value exceeds the first threshold, it is determined that there is no abnormality in the first damper device and the second damper device, and the first value is the first threshold In the following cases, it may be determined that an abnormality has occurred in the first damper device and the second damper device.

また、他の一態様として、当該異常検出装置は、車体のヨー角速度を測定する第3測定部を有してもよい。処理部は、第1取得処理では、鉄道車両が第1線路上を走行する際に、第1測定部により第1物理量を測定し、第2測定部により第1物理量を測定し、第3測定部により車体のヨー角速度である車体ヨー角速度を測定し、測定された車体ヨー角速度の第3測定値を予め設定された第2閾値と比較し、第3測定値が第2閾値以下の場合に、第1測定値及び第2測定値を記録する第1記録処理、を繰り返し実行することにより、第1データ及び第2データを取得してもよい。 Further, as another aspect, the abnormality detection device may have a third measurement unit that measures the yaw angular velocity of the vehicle body. In the first acquisition process, the processing unit measures the first physical quantity with the first measurement unit, measures the first physical quantity with the second measurement unit, and performs the third measurement when the railroad vehicle travels on the first track. The unit measures a vehicle body yaw angular velocity, which is the vehicle body yaw angular velocity, compares a third measured value of the measured vehicle body yaw angular velocity with a preset second threshold value, and if the third measured value is equal to or less than the second threshold value, , and a first recording process of recording the first measured value and the second measured value, the first data and the second data may be obtained by repeatedly performing the steps.

また、他の一態様として、第1ダンパ装置は、車体と前位台車との間にそれぞれ設けられ、且つ、車体の左右両側にそれぞれ配置された2つの第1ヨーダンパを有し、第2ダンパ装置は、車体と後位台車との間にそれぞれ設けられ、且つ、車体の左右両側にそれぞれ配置された2つの第2ヨーダンパを有してもよい。第1物理量は、台車のヨー角速度であってもよい。処理部は、検出処理では、第1演算値に基づいて、2つの第1ヨーダンパ及び2つの第2ヨーダンパのいずれかの異常を検出してもよい。 Further, as another aspect, the first damper device has two first yaw dampers respectively provided between the vehicle body and the front bogie and arranged on both left and right sides of the vehicle body. The device may have two second yaw dampers respectively provided between the vehicle body and the trailing bogie and arranged on both left and right sides of the vehicle body. The first physical quantity may be the yaw angular velocity of the bogie. In the detection process, the processing unit may detect an abnormality in either the two first yaw dampers or the two second yaw dampers based on the first calculated value.

また、他の一態様として、第1ダンパ装置は、車体と前位台車との間に設けられた第1左右動ダンパを有し、第2ダンパ装置は、車体と後位台車との間に設けられた第2左右動ダンパを有してもよい。第1物理量は、台車の左右方向の加速度であってもよい。処理部は、検出処理では、第1演算値に基づいて、第1左右動ダンパ及び第2左右動ダンパのいずれかの異常を検出してもよい。 Further, as another aspect, the first damper device has a first lateral damper provided between the vehicle body and the front bogie, and the second damper device is provided between the vehicle body and the rear bogie. A second lateral damper may be provided. The first physical quantity may be the lateral acceleration of the bogie. In the detection process, the processing unit may detect an abnormality in either the first lateral damper or the second lateral damper based on the first calculated value.

また、他の一態様として、第1測定部は、6つの物理量のうちのいずれかの物理量であり、且つ、第1物理量と異なる種類の物理量である、第2物理量を測定し、第2測定部は、第2物理量を測定してもよい。処理部は、鉄道車両が第1線路上を第1所定間隔だけ走行するたびに、第1測定部により第2物理量を測定し、第2測定部により第2物理量を測定し、第1測定部により測定された第2物理量の第4測定値、及び、第2測定部により測定された第2物理量の第5測定値、を記録する第2記録処理、を繰り返し実行することにより、第1移動距離と第4測定値との関係を示す第6データ、及び、第1移動距離と第5測定値との関係を示す第7データ、を取得する、第4取得処理を実行し、第6データと第7データとの第4相互相関関数であって、且つ、第6データ及び第7データのうち一方が他方に対して第1移動距離軸方向にシフトされる第4シフト距離を第4変数とする第4相互相関関数、を演算する、第4演算処理を実行してもよい。処理部は、第4演算処理では、第4変数に第1所定距離を代入した場合の、第4相互相関関数の第4演算値を演算してもよい。処理部は、検出処理では、第4演算処理にて演算された第4相互相関関数の第4演算値及び第1演算値に基づいて、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出してもよい。 Further, as another aspect, the first measurement unit measures a second physical quantity, which is one of the six physical quantities and is a different type of physical quantity from the first physical quantity, and the second measurement The unit may measure the second physical quantity. The processing unit measures the second physical quantity with the first measurement unit, measures the second physical quantity with the second measurement unit, and measures the second physical quantity with the first measurement unit each time the railcar travels on the first track for the first predetermined interval. By repeatedly executing a second recording process for recording a fourth measured value of the second physical quantity measured by the second measuring unit and a fifth measured value of the second physical quantity measured by the second measuring unit, the first movement executing a fourth acquisition process to acquire sixth data indicating the relationship between the distance and the fourth measured value and seventh data indicating the relationship between the first movement distance and the fifth measured value; and the seventh data, and the fourth variable is a fourth shift distance by which one of the sixth data and the seventh data is shifted relative to the other in the first movement distance axis direction You may perform the 4th arithmetic processing which calculates the 4th cross-correlation function to be. In the fourth calculation process, the processing unit may calculate a fourth calculated value of the fourth cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the fourth variable. In the detection process, the processing unit detects an abnormality in the first damper device and the second damper device based on the fourth calculated value and the first calculated value of the fourth cross-correlation function calculated in the fourth calculation process. may

また、他の一態様として、第1ダンパ装置は、前位台車の前後左右にそれぞれ設けられた4つの第1軸ダンパを有し、第2ダンパ装置は、後位台車の前後左右にそれぞれ設けられた4つの第2軸ダンパを有してもよい。第1物理量は、左右方向の加速度であり、第2物理量は、ロール角速度であってもよい。処理部は、検出処理では、第4演算値及び第1演算値に基づいて、4つの第1軸ダンパ及び4つの第2軸ダンパのいずれかの異常を検出してもよい。 Further, as another aspect, the first damper device has four first shaft dampers provided on the front, rear, left, and right of the front bogie, respectively, and the second damper devices are provided on the front, rear, left, and right of the rear bogie, respectively. It may have four second axial dampers that are connected to each other. The first physical quantity may be horizontal acceleration, and the second physical quantity may be roll angular velocity. In the detection process, the processing unit may detect an abnormality in one of the four first shaft dampers and the four second shaft dampers based on the fourth calculated value and the first calculated value.

また、他の一態様として、第1ダンパ装置は、車体と前位台車との間にそれぞれ設けられ、且つ、車体の左右両側にそれぞれ配置された2つの第3ヨーダンパを有し、第2ダンパ装置は、車体と後位台車との間にそれぞれ設けられ、且つ、車体の左右両側にそれぞれ配置された2つの第4ヨーダンパを有してもよい。第1物理量は、前後方向の加速度であり、第2物理量は、ヨー角速度であってもよい。処理部は、検出処理では、第4演算値及び第1演算値に基づいて、2つの第3ヨーダンパ及び2つの第4ヨーダンパのいずれかの異常を検出してもよい。 Further, as another aspect, the first damper device has two third yaw dampers respectively provided between the vehicle body and the front bogie and arranged on both left and right sides of the vehicle body. The device may have two fourth yaw dampers respectively provided between the vehicle body and the trailing bogie and arranged on both left and right sides of the vehicle body. The first physical quantity may be acceleration in the longitudinal direction, and the second physical quantity may be yaw angular velocity. In the detection process, the processing unit may detect an abnormality in either the two third yaw dampers or the two fourth yaw dampers based on the fourth calculated value and the first calculated value.

また、他の一態様として、第1測定部は、6つの物理量のうちのいずれかの物理量であり、且つ、第1物理量及び第2物理量のいずれとも異なる種類の物理量である、第3物理量を測定し、第2測定部は、第3物理量を測定してもよい。処理部は、鉄道車両が第1線路上を第1所定間隔だけ走行するたびに、第1測定部により第3物理量を測定し、第2測定部により第3物理量を測定し、第1測定部により測定された第3物理量の第6測定値、及び、第2測定部により測定された第3物理量の第7測定値、を記録する第3記録処理、を繰り返し実行することにより、第1移動距離と第6測定値との関係を示す第8データ、及び、第1移動距離と第7測定値との関係を示す第9データ、を取得する、第5取得処理を実行し、第8データと第9データとの第5相互相関関数であって、且つ、第8データ及び第9データのうち一方が他方に対して第1移動距離軸方向にシフトされる第5シフト距離を第5変数とする第5相互相関関数、を演算する、第5演算処理を実行してもよい。処理部は、第5演算処理では、第5変数に第1所定距離を代入した場合の、第5相互相関関数の第5演算値を演算してもよい。処理部は、検出処理では、第5演算処理にて演算された第5相互相関関数の第5演算値、第4演算値及び第1演算値に基づいて、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出してもよい。第1ダンパ装置は、前位台車の前後左右にそれぞれ設けられた4つの第3軸ダンパを有し、第2ダンパ装置は、後位台車の前後左右にそれぞれ設けられた4つの第4軸ダンパを有してもよい。第1物理量は、前後方向の加速度であり、第2物理量は、左右方向の加速度であり、第3物理量は、ロール角速度であってもよい。処理部は、検出処理では、第5演算値、第4演算値及び第1演算値に基づいて、4つの第3軸ダンパ及び4つの第4軸ダンパのいずれかの異常を検出してもよい。 Further, as another aspect, the first measurement unit measures a third physical quantity, which is one of the six physical quantities and is a different physical quantity from both the first physical quantity and the second physical quantity. The second measurement unit may measure the third physical quantity. The processing unit measures the third physical quantity with the first measuring unit, measures the third physical quantity with the second measuring unit, and measures the third physical quantity with the first measuring unit each time the railcar travels on the first track for the first predetermined interval. By repeatedly executing a third recording process of recording a sixth measured value of the third physical quantity measured by the second measuring unit and a seventh measured value of the third physical quantity measured by the second measuring unit, the first movement performing a fifth acquisition process of acquiring eighth data indicating the relationship between the distance and the sixth measured value and ninth data indicating the relationship between the first movement distance and the seventh measured value; and the ninth data, and a fifth shift distance by which one of the eighth data and the ninth data is shifted with respect to the other in the first movement distance axis direction as a fifth variable You may perform the 5th arithmetic processing which calculates the 5th cross-correlation function to be. In the fifth calculation process, the processing unit may calculate a fifth calculated value of the fifth cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the fifth variable. In the detection process, the processing unit performs the first damper device and the second damper device based on the fifth calculated value, the fourth calculated value, and the first calculated value of the fifth cross-correlation function calculated in the fifth calculation process. anomaly may be detected. The first damper device has four third-axis dampers provided on the front, rear, left and right of the front bogie, respectively, and the second damper device has four fourth-axis dampers provided on the front, rear, left and right of the rear bogie, respectively. may have The first physical quantity may be longitudinal acceleration, the second physical quantity may be lateral acceleration, and the third physical quantity may be roll angular velocity. In the detection process, the processing unit may detect an abnormality in any one of the four third-axis dampers and the four fourth-axis dampers based on the fifth calculated value, the fourth calculated value, and the first calculated value. .

本発明の一態様としての異常検出方法は、車体と、車体の前方部分を支持する前位台車と、車体の後方部分を支持する後位台車と、前位台車に取り付けられた第1ダンパ装置と、後位台車に取り付けられた第2ダンパ装置と、を備えた鉄道車両における、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出する異常検出装置を用いた異常検出方法である。異常検出装置は、前位台車に設けられ、且つ、前後方向の加速度、左右方向の加速度及び上下方向の加速度、並びに、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度、を含む6つの物理量、のうちのいずれかの物理量である、第1物理量を測定する第1測定部と、後位台車に設けられ、且つ、第1物理量を測定する第2測定部と、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出する検出処理を実行する処理部と、を有する。当該異常検出方法は、処理部が、鉄道車両が第1線路上を走行する際に、第1測定部により第1物理量を測定し、第2測定部により第1物理量を測定し、第1測定部により測定された第1物理量の第1測定値、及び、第2測定部により測定された第1物理量の第2測定値、を記録する第1記録処理、を繰り返し実行することにより、鉄道車両の第1線路上における第1起点からの第1移動距離と第1測定値との関係を示す第1データ、及び、第1移動距離と第2測定値との関係を示す第2データ、を取得する(a)ステップと、処理部が、第1データと第2データとの第1相互相関関数であって、且つ、第1データ及び第2データのうち一方が他方に対して第1移動距離軸方向にシフトされる第1シフト距離を第1変数とする第1相互相関関数、を演算する(b)ステップと、処理部が、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出する(c)ステップと、を有する。(b)ステップでは、処理部は、第1変数に第1所定距離を代入した場合の、第1相互相関関数の第1演算値を演算する。(c)ステップでは、処理部は、(b)ステップにて演算された第1相互相関関数の第1演算値に基づいて、第1ダンパ装置及び第2ダンパ装置の異常を検出する。第1所定距離は、第1所定距離と、前位台車と後位台車との台車中心間距離と、の差が0になるか又は所定の範囲内になるように設定される。 An abnormality detection method as one aspect of the present invention includes a vehicle body, a front bogie that supports a front portion of the vehicle body, a rear bogie that supports a rear portion of the vehicle body, and a first damper device attached to the front bogie. and a second damper device attached to a trailing bogie. The abnormality detection device is provided on the front bogie and detects any of six physical quantities including longitudinal acceleration, lateral acceleration, vertical acceleration, roll angular velocity, pitch angular velocity and yaw angular velocity. Abnormality of the first measuring unit that measures the first physical quantity, the second measuring unit that is provided on the trailing truck and measures the first physical quantity, and the first damper device and the second damper device. and a processing unit that executes a detection process for detecting the In the anomaly detection method, the processing unit measures a first physical quantity with a first measurement unit, measures a first physical quantity with a second measurement unit, and measures a first physical quantity with a first measurement unit when a railway vehicle travels on a first track. By repeatedly executing a first recording process of recording a first measured value of the first physical quantity measured by the unit and a second measured value of the first physical quantity measured by the second measuring unit, the railway vehicle First data showing the relationship between the first distance traveled from the first starting point on the first track and the first measured value, and second data showing the relationship between the first distance traveled and the second measured value (a) obtaining a first cross-correlation function of the first data and the second data, and a first shift of one of the first data and the second data relative to the other; a step (b) of calculating a first cross-correlation function with the first shift distance shifted in the direction of the distance axis as a first variable; (c) a step; In step (b), the processing unit calculates a first calculated value of the first cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the first variable. In step (c), the processing unit detects an abnormality in the first damper device and the second damper device based on the first calculated value of the first cross-correlation function calculated in step (b). The first predetermined distance is set such that the difference between the first predetermined distance and the center-to-center distance between the front and rear trucks is 0 or within a predetermined range.

本発明の一態様を適用することで、台車に取り付けられたダンパ装置を備えた鉄道車両における、ダンパ装置の異常を検出する異常検出装置において、データが一定の走行速度の下で取得される必要が無く、且つ、異常を精度良く検出することができる。 By applying one aspect of the present invention, in an abnormality detection device for detecting an abnormality in a damper device in a railway vehicle equipped with a damper device attached to a bogie, it is necessary to acquire data under a constant traveling speed. and the abnormality can be detected with high accuracy.

実施の形態の異常検出装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the abnormality detection apparatus of embodiment. 実施の形態の異常検出装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the abnormality detection apparatus of embodiment. 実施の形態の異常検出装置が有する測定部により測定される台車の物理量を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the physical quantity of the trolley|bogie measured by the measurement part which the abnormality detection apparatus of embodiment has. 実施の形態の異常検出装置が有する測定部により測定される台車の物理量を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the physical quantity of the trolley|bogie measured by the measurement part which the abnormality detection apparatus of embodiment has. 実施の形態の異常検出方法の一部のステップを示すフロー図である。It is a flow diagram showing some steps of the anomaly detection method of the embodiment. 実施の形態の異常検出装置が有する処理部が実行する各処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating each process which the process part which the abnormality detection apparatus of embodiment has performs. 実施の形態の異常検出方法を示すフロー図である。It is a flow chart showing the abnormality detection method of the embodiment. ダンパの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of a damper typically. ダンパを表す力学モデルを示す図である。It is a figure which shows the dynamics model showing a damper. 1本のヨーダンパの減衰力が低下した場合の前後の台車の各自由度の移動距離依存性を示すグラフである。4 is a graph showing movement distance dependence of each degree of freedom of the front and rear bogies when the damping force of one yaw damper is reduced. 1本のヨーダンパの減衰力が低下した場合の前後の台車の各自由度の相互相関関数のシフト距離依存性を示すグラフである。4 is a graph showing the shift distance dependency of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies when the damping force of one yaw damper is reduced. 1本の左右動ダンパの減衰力が低下した場合の前後の台車の各自由度の移動距離依存性を示すグラフである。4 is a graph showing movement distance dependence of each degree of freedom of the front and rear bogies when the damping force of one lateral damper is reduced. 1本の左右動ダンパの減衰力が低下した場合の前後の台車の各自由度の相互相関関数のシフト距離依存性を示すグラフである。4 is a graph showing the shift distance dependence of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies when the damping force of one lateral damper is reduced. 1本のヨーダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合の前後の台車の各自由度の移動距離依存性を示すグラフである。4 is a graph showing movement distance dependence of each degree of freedom of the front and rear bogies when a rubber bush with a pin of one yaw damper is damaged. 1本のヨーダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合の前後の台車の各自由度の相互相関関数のシフト距離依存性を示すグラフである。4 is a graph showing shift distance dependency of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies when a rubber bush with a pin of one yaw damper is damaged. 1本の左右動ダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合の前後の台車の各自由度の移動距離依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the movement distance dependence of each degree of freedom of the front and rear trucks when damage occurs to the rubber bush with a pin of one lateral motion damper. 1本の左右動ダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合の前後の台車の各自由度の相互相関関数のシフト距離依存性を示すグラフである。4 is a graph showing the shift distance dependency of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies when a rubber bush with a pin of one lateral motion damper is damaged.

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。 It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can easily conceive appropriate modifications while keeping the gist of the invention are, of course, included in the scope of the present invention. In addition, in order to make the description clearer, the drawings may schematically show the width, thickness, shape, etc. of each part compared to the embodiment, but this is only an example, and the interpretation of the present invention is not limited. It is not limited.

また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 Moreover, in this specification and each figure, the same reference numerals may be given to the same elements as those described above with respect to the previous figures, and detailed description thereof may be omitted as appropriate.

更に、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見やすくするためにハッチング(網掛け)を省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを付す場合もある。 Furthermore, in the drawings used in the embodiments, hatching may be omitted even in cross-sectional views in order to make the drawings easier to see. Also, even a plan view may be hatched to make the drawing easier to see.

(実施の形態)
<異常検出装置及び異常検出方法>
本発明の一実施形態である実施の形態の異常検出装置及び異常検出方法について説明する。
(Embodiment)
<Abnormality detection device and abnormality detection method>
An abnormality detection device and an abnormality detection method according to an embodiment, which is one embodiment of the present invention, will be described.

図1及び図2は、実施の形態の異常検出装置の構成を模式的に示す図である。図1は、実施の形態の異常検出装置の構成を示すブロック図に加えて、実施の形態の異常検出装置が設けられた鉄道車両の構成を模式的に示す側面図を示す。図2は、実施の形態の異常検出装置が設けられた鉄道車両の構成を模式的に示す平面図を示す。また、図1及び図2は、異常検出対象の鉄道台車用緩衝装置であるダンパ類の配置例を示す。 1 and 2 are diagrams schematically showing the configuration of an abnormality detection device according to an embodiment. FIG. 1 shows a side view schematically showing the configuration of a railway vehicle provided with the abnormality detection device of the embodiment, in addition to a block diagram showing the configuration of the abnormality detection device of the embodiment. FIG. 2 shows a plan view schematically showing the configuration of a railway vehicle provided with the abnormality detection device of the embodiment. Also, FIGS. 1 and 2 show an arrangement example of dampers, which are shock absorbers for railroad bogies to be subjected to abnormality detection.

図3及び図4は、実施の形態の異常検出装置が有する測定部により測定される台車の物理量を説明するための図である。図3(a)は、台車の前後方向及び左右方向の位置並びにヨー角を示し、図3(b)は、台車の前後方向及び上下方向の位置並びにピッチ角を示し、図4(a)は、前位台車の左右方向及び上下方向の位置並びにロール角を示し、図4(b)は、後位台車の左右方向及び上下方向の位置並びにロール角を示す。 3 and 4 are diagrams for explaining the physical quantity of the trolley measured by the measurement unit of the abnormality detection device according to the embodiment. 3(a) shows the longitudinal and lateral positions and yaw angles of the truck, FIG. 3(b) shows the longitudinal and vertical positions and the pitch angle of the truck, and FIG. , the lateral and vertical positions and roll angles of the front truck, and FIG. 4(b) shows the lateral and vertical positions and roll angles of the rear truck.

図5は、実施の形態の異常検出方法の一部のステップを示すフロー図である。図6は、実施の形態の異常検出装置が有する処理部が実行する各処理を説明するための図である。 FIG. 5 is a flow diagram showing some steps of the anomaly detection method of the embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining each process executed by a processing unit included in the abnormality detection device according to the embodiment;

初めに、図1及び図2を参照し、本実施の形態の異常検出装置及び異常検出方法の一例について説明する。 First, an example of an abnormality detection device and an abnormality detection method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

図1及び図2に示すように、本実施の形態の異常検出装置1は、車体2と、車体2の前方部分を支持する台車3である前位台車3aと、車体の後方部分を支持する台車3である後位台車3bと、前位台車3aに取り付けられたダンパ装置5であるダンパ装置5aと、後位台車3bに取り付けられたダンパ装置5であるダンパ装置5bと、を備えた鉄道車両7における、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出する異常検出装置である。また、本実施の形態の異常検出方法は、本実施の形態の異常検出装置を用いた異常検出方法である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the abnormality detection device 1 of the present embodiment includes a vehicle body 2, a front bogie 3a serving as a bogie 3 that supports the front portion of the vehicle body 2, and a rear portion of the vehicle body. A railway provided with a rear bogie 3b that is a bogie 3, a damper device 5a that is a damper device 5 attached to the front bogie 3a, and a damper device 5b that is a damper device 5 attached to the rear bogie 3b An abnormality detection device for detecting an abnormality in a damper device 5 a and a damper device 5 b in a vehicle 7 . Further, the abnormality detection method of the present embodiment is an abnormality detection method using the abnormality detection device of the present embodiment.

図1及び図2に示す例では、2台の台車3の各々、即ち前位台車3a及び後位台車3bの各々は、車輪3cと、車軸3dと、軸箱3eと、台車枠3fと、軸ばね3gと、空気ばね3hと、を有する。車輪3cは、レール(線路)Rと転がり接触する部材であり、車軸3dは車輪3cと一体となって回転する部材である。軸箱3eは、車軸3dを回転自在に支持する部材であり、台車枠3fは、台車3の主要構成部であり、左右の側梁とこれらをつなぐ横梁などによって構成されている。軸ばね3gは、軸箱3eと台車枠3fとを結合し、垂直方向(上下方向)の荷重を弾性的に支持する。空気ばね3hは、車体2と台車枠3fとを連結し、車体2を支持する。 In the example shown in FIGS. 1 and 2, each of the two trucks 3, namely the front truck 3a and the rear truck 3b, comprises wheels 3c, axles 3d, axle boxes 3e, truck frames 3f, It has a shaft spring 3g and an air spring 3h. The wheel 3c is a member that makes rolling contact with the rail (track) R, and the axle 3d is a member that rotates together with the wheel 3c. The axle box 3e is a member that rotatably supports the axle 3d, and the bogie frame 3f is a main component of the bogie 3, and is composed of left and right side beams and horizontal beams connecting them. The axle spring 3g connects the axle box 3e and the bogie frame 3f, and elastically supports a load in the vertical direction (vertical direction). The air spring 3h supports the vehicle body 2 by connecting the vehicle body 2 and the bogie frame 3f.

図1及び図2に示す例では、ダンパ装置5aは、車体2と前位台車3aとの間にそれぞれ設けられ、且つ、車体2又は前位台車3aの幅方向における左右両側において互いに間隔を空けてそれぞれ配置された2つのヨーダンパ11としての2つのヨーダンパ11aを有する。また、ダンパ装置5bは、車体2と後位台車3bとの間にそれぞれ設けられ、且つ、車体2又は後位台車3bの幅方向における左右両側において互いに間隔を空けてそれぞれ配置された2つのヨーダンパ11としての2つのヨーダンパ11bを有する。 In the example shown in FIGS. 1 and 2, the damper devices 5a are provided between the vehicle body 2 and the front bogie 3a, respectively, and are spaced apart from each other on the left and right sides in the width direction of the vehicle body 2 or the front bogie 3a. There are two yaw dampers 11a as the two yaw dampers 11 respectively arranged on the sides. The damper devices 5b are two yaw dampers provided between the vehicle body 2 and the rear truck 3b, respectively, and spaced from each other on both left and right sides in the width direction of the vehicle body 2 or the rear truck 3b. 11 with two yaw dampers 11b.

車体2は、車体2の床面から垂下されたヨーダンパ受け2aを有し、2つのヨーダンパ11a及び2つのヨーダンパ11bの各々は、前述したヨーダンパ受け2aと台車枠3fとの間に取り付けられている。ヨーダンパ11は、後述する図8を用いて説明するダンパDM1よりなり、軌道不整又はレールの継ぎ目などの軌道からの加振によって発生する台車3の車体2に対するヨーイングを減衰させる、緩衝装置、制振装置又は減衰装置である。 The vehicle body 2 has a yaw damper receiver 2a suspended from the floor surface of the vehicle body 2, and each of the two yaw dampers 11a and the two yaw dampers 11b is attached between the yaw damper receiver 2a and the bogie frame 3f. . The yaw damper 11 comprises a damper DM1, which will be described later with reference to FIG. 8, and is a damping device and damping device that dampens yawing of the bogie 3 with respect to the vehicle body 2 caused by vibration from the track such as track irregularities or rail joints. device or damping device.

また、ダンパ装置5aは、車体2と前位台車3aとの間に設けられた左右動ダンパ13としての左右動ダンパ13aを有し、ダンパ装置5bは、車体2と後位台車3bとの間に設けられた左右動ダンパ13としての左右動ダンパ13bを有する。左右動ダンパ13は、後述する図8を用いて説明するダンパDM1よりなり、鉄道車両7の車体2の台車枠3fに対する左右動を減衰させる、緩衝装置、制振装置又は減衰装置である。 Further, the damper device 5a has a lateral motion damper 13a as a lateral motion damper 13 provided between the vehicle body 2 and the front bogie 3a, and the damper device 5b is provided between the vehicle body 2 and the rear bogie 3b. has a lateral motion damper 13b as the lateral motion damper 13 provided in the . The lateral motion damper 13 comprises a damper DM1, which will be described later with reference to FIG. 8, and is a shock absorber, vibration damping device, or damping device for damping lateral motion of the vehicle body 2 of the railway vehicle 7 with respect to the bogie frame 3f.

また、ダンパ装置5aは、前位台車3aの前後左右にそれぞれ設けられた4つの軸ダンパ15としての4つの軸ダンパ15aを有し、ダンパ装置5bは、後位台車3bの前後左右にそれぞれ設けられた4つの軸ダンパ15としての4つの軸ダンパ15bを有する。軸ダンパ15は、後述する図8を用いて説明するダンパDM1よりなり、軌道不整又はレールの継ぎ目などの軌道からの加振によって発生する台車3の車体2に対する上下動を減衰させ、鉄道車両7の乗心地を向上させる、緩衝装置、制振装置又は減衰装置である。このように、本願明細書において、ダンパ装置とは、1つの台車に取り付けられた1つのダンパ単体、又は、1つの台車に取り付けられた複数のダンパよりなるダンパ群を意味する。 The damper device 5a has four shaft dampers 15a as the four shaft dampers 15 provided on the front, rear, left, and right sides of the front truck 3a, respectively. It has four axial dampers 15b as the four axial dampers 15 that are separated from each other. The shaft damper 15 comprises a damper DM1, which will be described later with reference to FIG. It is a shock absorber, damping device or damping device that improves the ride comfort of the vehicle. Thus, in the specification of the present application, a damper device means a single damper attached to one truck or a damper group consisting of a plurality of dampers attached to one truck.

図1及び図2に示す例では、前位台車3a及び後位台車3bに装荷されたダンパ類は、車両中央に対して点対称に配置されている。 In the example shown in FIGS. 1 and 2, the dampers loaded on the front bogie 3a and the rear bogie 3b are arranged point-symmetrically with respect to the center of the vehicle.

図1及び図2に示すように、本実施の形態の異常検出装置1は、測定部21としての測定部21aと、測定部21としての測定部21bと、測定部23と、処理部25と、を有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the abnormality detection device 1 of the present embodiment includes a measurement unit 21a as the measurement unit 21, a measurement unit 21b as the measurement unit 21, a measurement unit 23, and a processing unit 25. , has

測定部21aは、前位台車3aに設けられ、且つ、前位台車3aにおける、前後方向の加速度、左右方向の加速度及び上下方向の加速度、並びに、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度、を含む6つの物理量(6自由度)、のうちのいずれかの物理量(自由度)である、物理量(自由度)PQ1を測定する。なお、本願明細書において、前後方向とは、線路に沿った方向即ち線路の長さ方向(車体2の長さ方向)を意味し、左右方向とは、線路の幅方向(車体2の幅方向)を意味し、上下方向とは、鉛直方向を意味する。 The measurement unit 21a is provided on the front bogie 3a, and includes longitudinal acceleration, lateral acceleration, vertical acceleration, roll angular velocity, pitch angular velocity, and yaw angular velocity of the front bogie 3a. A physical quantity (degree of freedom) PQ1, which is one of the six physical quantities (6 degrees of freedom), is measured. In the specification of the present application, the front-rear direction means the direction along the track, that is, the length direction of the track (the length direction of the vehicle body 2), and the left-right direction means the width direction of the track (the width direction of the vehicle body 2). ), and the vertical direction means the vertical direction.

測定部21bは、後位台車3bに設けられ、且つ、後位台車3bにおける、前後方向の加速度、左右方向の加速度及び上下方向の加速度、並びに、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度、を含む6つの物理量、のうちのいずれかの物理量であり、且つ、測定部21aが測定する物理量と同じ種類の物理量である、物理量PQ1を測定する。 The measuring unit 21b is provided on the trailing truck 3b, and includes longitudinal acceleration, lateral acceleration, vertical acceleration, roll angular velocity, pitch angular velocity, and yaw angular velocity of the trailing truck 3b. A physical quantity PQ1, which is one of the two physical quantities and is the same type of physical quantity as the physical quantity measured by the measuring unit 21a, is measured.

図3(a)及び図3(b)並びに図4(a)及び図4(b)に示すように、前後方向、左右方向、上下方向を、x軸方向、y軸方向、z軸方向とする。また、前位台車3aの前後方向の位置、左右方向の位置、上下方向の位置を、xt(1)、yt(1)、zt(1)とし、前位台車3aのロール角、ピッチ角、ヨー角を、φt(1)、θt(1)、ψt(1)とする。また、後位台車3bの前後方向の位置、左右方向の位置、上下方向の位置を、xt(2)、yt(2)、zt(2)とし、後位台車3bのロール角、ピッチ角、ヨー角を、φt(2)、θt(2)、ψt(2)とする。 As shown in FIGS. 3(a) and 3(b) and FIGS. 4(a) and 4(b), the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction are the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction. do. Further, the position in the front-rear direction, the position in the left-right direction, and the position in the vertical direction of the front truck 3a are defined as xt (1) , yt (1) , and zt (1) , and the roll angle of the front truck 3a, Let the pitch angle and yaw angle be φ t(1) , θ t(1) , and ψ t(1) . Further, the position in the front-rear direction, the position in the left-right direction, and the position in the vertical direction of the trailing truck 3b are set to xt (2) , yt (2) , and zt (2) , and the roll angle of the trailing truck 3b, Let the pitch angle and yaw angle be φ t(2) , θ t(2) , and ψ t(2) .

具体的には、本実施の形態の異常検出装置1は、測定部21aとして、前位台車3aの重心CG1付近に設置された慣性センサ21cを有することができ、測定部21bとして、後位台車3bの重心CG2付近に設置された慣性センサ21dを有することができる。慣性センサ21c及び慣性センサ21dの各々は、互いに直交した3軸方向の並進加速度及び回転角速度に対して感度を有する。 Specifically, the abnormality detection device 1 of the present embodiment can have an inertial sensor 21c installed near the center of gravity CG1 of the front truck 3a as the measurement unit 21a, and an inertial sensor 21c installed near the center of gravity CG1 of the front truck 3a as the measurement unit 21b. It can have an inertial sensor 21d placed near the center of gravity CG2 of 3b. Each of the inertial sensor 21c and the inertial sensor 21d has sensitivity to translational acceleration and rotational angular velocity in three mutually orthogonal directions.

測定部23は、鉄道車両7の走行速度を測定する。具体的には、本実施の形態の異常検出装置1は、測定部23として、車両モニタ装置、速度発電機又はブレーキ制御装置を用いることができる。 The measuring unit 23 measures the running speed of the railroad vehicle 7 . Specifically, the abnormality detection device 1 of the present embodiment can use a vehicle monitor device, a speed generator, or a brake control device as the measurement unit 23 .

処理部25は、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出する検出処理を実行する。処理部25として、慣性センサ21c及び慣性センサ21dからの出力データを収録及び解析する収録解析装置25aを用いることができる。収録解析装置25aとして、例えば、演算部(Central Processing Unit:CPU)及び記憶部(メモリ)を含み、記憶部に記憶されたプログラムであって、且つ、本実施の形態の異常検出方法が有する各ステップを実行するためのプログラム、を演算部により実行するコンピュータ、を用いることができる。 The processing unit 25 executes detection processing for detecting an abnormality in the damper device 5a and the damper device 5b. As the processing unit 25, a recording analysis device 25a that records and analyzes output data from the inertial sensors 21c and 21d can be used. As the recording analysis device 25a, for example, a calculation unit (Central Processing Unit: CPU) and a storage unit (memory) are included, and each program stored in the storage unit and the abnormality detection method of the present embodiment has It is possible to use a computer that executes a program for executing the steps by means of an arithmetic unit.

処理部25は、移動距離算出部27を含む。移動距離算出部27は、鉄道車両7の線路上における起点からの移動距離を算出する。移動距離算出部27は、例えば、測定部23により、任意の時刻における鉄道車両7の走行速度SP1を測定し、測定された走行速度SP1の測定値、及び、走行速度SP1の測定値が測定された時刻に基づいて、鉄道車両7の任意の時刻における起点からの移動距離、即ち後述する移動距離DS1及びDS2(図6参照)等を算出する。 Processing unit 25 includes a movement distance calculation unit 27 . The travel distance calculation unit 27 calculates the travel distance of the railroad vehicle 7 from the starting point on the track. For example, the travel distance calculation unit 27 measures the running speed SP1 of the railroad vehicle 7 at an arbitrary time by the measuring unit 23, and the measured value of the measured running speed SP1 and the measured value of the running speed SP1 are measured. Based on the time obtained, the moving distance of the railroad vehicle 7 from the starting point at an arbitrary time, that is, moving distances DS1 and DS2 (see FIG. 6), etc., which will be described later, are calculated.

また、処理部25は、第1取得処理部31を含む。第1取得処理部31は、鉄道車両7が線路上を走行する際に、測定部21aにより物理量PQ1を測定し、測定部21bにより物理量PQ2を測定し、測定部21aにより測定された物理量PQ1の測定値MV1、及び、測定部21bにより測定された物理量PQ1の測定値MV2、を記録する第1記録処理、を繰り返し実行することにより、鉄道車両7の線路上における起点からの移動距離DS1と測定値MV1との関係を示すデータDT1(図6(a)参照)、及び、鉄道車両7の線路上における起点からの移動距離DS1と測定値MV2との関係を示すデータDT2(図6(b)参照)、を取得する、第1取得処理(図5のステップS1)を実行する。 The processing unit 25 also includes a first acquisition processing unit 31 . The first acquisition processing unit 31 measures the physical quantity PQ1 with the measuring unit 21a, measures the physical quantity PQ2 with the measuring unit 21b, and measures the physical quantity PQ1 measured with the measuring unit 21a when the railway vehicle 7 travels on the track. By repeatedly executing the first recording process for recording the measured value MV1 and the measured value MV2 of the physical quantity PQ1 measured by the measuring unit 21b, the travel distance DS1 from the starting point on the track of the railroad vehicle 7 and the measured Data DT1 (see FIG. 6(a)) showing the relationship between the value MV1 and data DT2 (see FIG. 6(b) See), a first acquisition process (step S1 in FIG. 5) is executed.

また、処理部25は、第1演算処理部32を含む。第1演算処理部32は、データDT1とデータDT2との相互相関関数FN1(図6(e)参照)であって、且つ、データDT1及びデータDT2のうち一方が他方に対して移動距離軸方向にシフトされるシフト距離を変数とする相互相関関数FN1、を演算する、第1演算処理(図5のステップS2)を実行する。相互相関関数とは、2つの波形(データ)がどの程度類似しているか等を示すものであり、2つの波形のずれ量(シフト量)の関数として表される。 The processing unit 25 also includes a first arithmetic processing unit 32 . The first arithmetic processing unit 32 calculates the cross-correlation function FN1 (see FIG. 6(e)) of the data DT1 and the data DT2, and the movement distance axis direction of one of the data DT1 and the data DT2 with respect to the other. A first calculation process (step S2 in FIG. 5) is executed to calculate a cross-correlation function FN1 having a shift distance to be shifted to as a variable. The cross-correlation function indicates how similar two waveforms (data) are, etc., and is expressed as a function of the amount of deviation (shift amount) between the two waveforms.

また、処理部25は、第1演算処理(図5のステップS2)では、変数に所定距離PD1を代入した場合であって、且つ、データDT1が移動距離軸方向正側に所定距離PD1だけシフトされたか、又は、データDT2が移動距離軸方向負側に所定距離PD1だけシフトされた場合の、相互相関関数FN1の演算値CV1(図6(e)参照)を演算する。 In addition, in the first arithmetic processing (step S2 in FIG. 5), the processing unit 25 substitutes the predetermined distance PD1 for the variable, and the data DT1 is shifted to the positive side in the moving distance axial direction by the predetermined distance PD1. or the data DT2 is shifted to the negative side in the moving distance axial direction by a predetermined distance PD1, the calculated value CV1 (see FIG. 6E) of the cross-correlation function FN1 is calculated.

なお、データDT2が移動距離軸方向負側に所定距離PD1だけシフトされた場合については、以下のように言い換えることができる。このような場合、第1演算処理部32は、第1演算処理(図5のステップS2)では、所定距離(シフト距離)PD1を移動距離DS1から減じたものを移動距離DS11(図6(c)参照)とすることにより、移動距離DS1と測定値MV2との関係を示すデータDT2(図6(b)参照)を、移動距離DS11と測定値MV2との関係を示すデータDT21(図6(c)参照)に変換し、変換されたデータDT21とデータDT1との相互相関関数FN1(図6(e)参照)を演算する。 The case where the data DT2 is shifted to the negative side in the moving distance axial direction by the predetermined distance PD1 can be rephrased as follows. In such a case, the first arithmetic processing unit 32, in the first arithmetic processing (step S2 in FIG. 5), subtracts the predetermined distance (shift distance) PD1 from the movement distance DS1 to obtain a movement distance DS11 ((c in FIG. 6) )), the data DT2 (see FIG. 6B) representing the relationship between the moving distance DS1 and the measured value MV2 is changed to data DT21 representing the relationship between the moving distance DS11 and the measured value MV2 (see FIG. 6 ( c)), and calculate the cross-correlation function FN1 (see FIG. 6(e)) between the converted data DT21 and the data DT1.

所定距離(シフト距離)PD1は、所定距離PD1と、前位台車3aと後位台車3bとの台車中心間距離LTと、の差が0になるか又は所定の範囲内になるように設定される。所定距離PD1が、前位台車3aと後位台車3bとの台車中心間距離LTと、の差が0になるように設定される場合とは、所定距離PD1が、台車中心間距離LTに等しい場合を意味する。なお、本願明細書において、前位台車3aと後位台車3bとの台車中心間距離LTとは、線路の長さ方向(車体2の長さ方向)における、前位台車3aの重心CG1と、後位台車3bの重心CG2との間の距離を意味する。 The predetermined distance (shift distance) PD1 is set so that the difference between the predetermined distance PD1 and the center-to-center distance LT between the front truck 3a and the rear truck 3b is 0 or within a predetermined range. be. When the predetermined distance PD1 is set so that the difference between the center-to-center distance LT of the front and rear cars 3a and 3b is 0, the predetermined distance PD1 is equal to the center-to-center distance LT. means if In the specification of the present application, the bogie center-to-center distance LT between the front bogie 3a and the rear bogie 3b means the center of gravity CG1 of the front bogie 3a in the length direction of the track (the length direction of the car body 2), It means the distance from the center of gravity CG2 of the trailing truck 3b.

また、処理部25は、検出処理部33を含む。検出処理部33は、第1演算処理(図5のステップS2)にて演算された相互相関関数FN1の演算値CV1(図6(e)参照)に基づいて、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出する検出処理(図5のステップS3)を実行する。 The processing unit 25 also includes a detection processing unit 33 . The detection processing unit 33 detects the damper device 5a and the damper device 5b based on the calculated value CV1 (see FIG. 6E) of the cross-correlation function FN1 calculated in the first calculation process (step S2 in FIG. 5). A detection process (step S3 in FIG. 5) for detecting an abnormality is executed.

ここで、本実施の形態の異常検出装置1が解決しようとする課題について、説明する。 Here, a problem to be solved by the abnormality detection device 1 of the present embodiment will be described.

上記特許文献1に記載された技術では、鉄道車両に配備された複数の台車上にそれぞれ加速度検出手段を設け、検出する加速度信号をそれぞれ比較し、いずれかの信号が他の加速度信号に対して所定値以上に大きな値となった場合に、異常が発生したと判断する。 In the technique described in Patent Document 1, acceleration detection means are provided on each of a plurality of bogies deployed in a railway vehicle, and the detected acceleration signals are compared, and one signal is compared with the other acceleration signal. If the value is greater than a predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred.

また、上記特許文献2に記載された技術では、台車等の振動加速度又は角速度を等距離間隔でサンプリングし、バンドパスフィルタ処理した後に2乗平均した加速度パワー又は角速度パワーを求め、正規化し、閾値と比較することにより、異常を検知する。 Further, in the technique described in Patent Document 2, the vibration acceleration or angular velocity of a truck or the like is sampled at equal distance intervals, and after band-pass filter processing, the square-averaged acceleration power or angular velocity power is obtained, normalized, and thresholded. Anomaly is detected by comparing with

このように、上記特許文献1及び上記特許文献2に記載された技術では、振動加速度又は角速度のレベル又はパワーについての評価値を所定の閾値と比較することで、異常が発生したか判定を行う。ここで、発生した異常が軽微な異常の場合には評価値が小さくなることから、閾値の設定レベルを低くする必要が生じる。しかし、閾値を低くした場合は、軌道不整の大きい箇所を通過する場合などに異常として誤判定されることが懸念される。即ち、上記特許文献1及び上記特許文献2に記載された技術では、異常を精度良く検出できないおそれがある。 As described above, in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is determined whether an abnormality has occurred by comparing the evaluation value of the level or power of the vibration acceleration or angular velocity with a predetermined threshold value. . Here, since the evaluation value is small when the abnormality that has occurred is minor, it is necessary to lower the set level of the threshold. However, if the threshold value is lowered, there is a concern that the vehicle may be erroneously determined to be abnormal when passing through a location with a large track irregularity. That is, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 may not be able to accurately detect an abnormality.

また、上記非特許文献1に記載された技術では、車両内に配置された2つの台車に装着されたダンパ類の異常検知手段として、2つの台車の並進及び回転自由度に関する加速度の時系列データの相互相関(Cross-correlation)を算出し、軸ダンパに異常が発生した場合に相互相関が健全状態から変化する性質を利用している。上記非特許文献1に記載された技術では、台車の前後配置の距離(台車中心間距離)を走行速度で除して得られる時間差に注目しており、軸ダンパの故障した本数及び減衰力の低下程度、並びに、比較対象データの時間差をパラメータとして、これらが相互相関に及ぼす影響を検証している。 In addition, in the technique described in Non-Patent Document 1, time-series data of acceleration related to translational and rotational degrees of freedom of two trucks is used as an abnormality detection means for dampers attached to two trucks arranged in a vehicle. It calculates the cross-correlation of the shaft damper, and utilizes the property that the cross-correlation changes from the normal state when an abnormality occurs in the shaft damper. In the technique described in Non-Patent Document 1, attention is paid to the time difference obtained by dividing the distance between the front and rear trucks (the distance between the truck centers) by the traveling speed. Using the degree of reduction and the time difference of data to be compared as parameters, the effects of these on the cross-correlation are verified.

しかしながら、上記非特許文献1に記載された技術では、異常検知に利用している前後の台車で観測されるデータの時間差が、走行速度の変化に伴って変化することから、異常判定のためには、評価に利用するデータが走行速度が一定の下で取得される必要がある。また、判定のたびに上記の時間差として台車中心間距離をそのときの走行速度で除して算出する必要がある。また、上記非特許文献1に記載された技術では、故障が発生した時に相互相関が変化することは述べられているものの、1種類のダンパに異常が発生した場合に限定され、また台車の自由度についても上下方向及びピッチ角の2自由度のみによる検証にとどまっており、他の自由度を用いた手法については、言及も検討も行われていない。 However, in the technique described in Non-Patent Document 1, the time difference between the data observed by the front and rear trucks used for abnormality detection changes as the running speed changes. , the data used for evaluation must be obtained at a constant running speed. In addition, it is necessary to calculate the time difference by dividing the center-to-center distance of the bogie by the running speed at that time each time the determination is made. In the technique described in Non-Patent Document 1, although it is stated that the cross-correlation changes when a failure occurs, it is limited to the case where an abnormality occurs in one type of damper, and the carriage can be freely selected. As for the degrees, the verification is limited to two degrees of freedom, ie, the vertical direction and the pitch angle, and methods using other degrees of freedom are neither mentioned nor examined.

一方、本実施の形態の異常検出装置1は、前位台車3aの物理量PQ1を測定する測定部21aと、後位台車3bの物理量PQ1を測定する測定部21bと、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出する検出処理を実行する処理部25と、を有する。処理部25は、鉄道車両7の移動距離DS1と前位台車3aの物理量PQ1との関係を示すデータDT1、及び、鉄道車両7の移動距離DS1と後位台車3bの物理量PQ1との関係を示すデータDT2、を取得し、シフト距離を変数とする、データDT1とデータDT2との相互相関関数FN1について、変数に所定距離PD1を代入した場合に演算された相互相関関数FN1の演算値CV1に基づいて、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出する。所定距離PD1は、台車中心間距離LTとの差が、0になるか又は所定の範囲内になるように、設定される。 On the other hand, the abnormality detection device 1 of the present embodiment includes a measurement unit 21a that measures the physical quantity PQ1 of the front truck 3a, a measurement unit 21b that measures the physical quantity PQ1 of the rear truck 3b, damper devices 5a and 5b. and a processing unit 25 that executes a detection process for detecting an abnormality of. The processing unit 25 provides data DT1 indicating the relationship between the travel distance DS1 of the railcar 7 and the physical quantity PQ1 of the leading bogie 3a, and the relationship between the travel distance DS1 of the railcar 7 and the physical quantity PQ1 of the trailing bogie 3b. Based on the calculated value CV1 of the cross-correlation function FN1 calculated when the predetermined distance PD1 is substituted for the variable for the cross-correlation function FN1 between the data DT1 and the data DT2 having the shift distance as a variable. to detect an abnormality in the damper device 5a and the damper device 5b. The predetermined distance PD1 is set so that the difference from the distance LT between the centers of the bogies is 0 or within a predetermined range.

即ち、本実施の形態では、前後の台車で観測されるデータを一定の移動距離毎にサンプリングする、又は一旦時間サンプリングしたデータに対して同じく時間サンプリングされた移動距離のデータも用いて一定の移動距離毎にリサンプリングした上で、前後の台車の上下方向、左右方向及び前後方向の3つの方向における並進加速度と、前後の台車のロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度の3つの回転角速度と、に関する相互相関関数の値を算出する。相互相関関数は2つの距離データ間のシフト距離の関数である。ここで、鉄道車両が特定の区間を走行する際に軌道の軌道不整などにより台車が6自由度方向に加振されるが、前後の台車の仕様が同一で健全な状態であれば、同一地点を通過する際の6自由度方向の剛体運動は前後の台車の間で相関性を有する。本実施の形態の異常検出装置及び異常検出方法では、台車に装荷した緩衝装置、即ちダンパ等の制振装置又は減衰装置に異常が生じた場合に、前後の台車の間の相関性が低下することを捉え、異常として検知する。 That is, in the present embodiment, the data observed by the front and rear carriages is sampled at regular movement distance intervals, or the data once time-sampled is also time-sampled movement distance data. After resampling for each distance, the translational acceleration of the front and rear trucks in the three directions of the vertical direction, the horizontal direction, and the front and rear direction, and the three rotational angular velocities of the front and rear trucks, that is, the roll angular velocity, the pitch angular velocity, and the yaw angular velocity. Calculate the value of the cross-correlation function. A cross-correlation function is a function of the shift distance between two range data. Here, when a railway vehicle travels in a specific section, the bogie is vibrated in six degrees of freedom due to track irregularities, etc. There is a correlation between the front and rear bogies in the rigid body motions in the directions of 6 degrees of freedom when passing through. In the abnormality detection device and abnormality detection method of the present embodiment, when an abnormality occurs in a shock absorber mounted on a truck, that is, a damping device such as a damper or a damping device, the correlation between the front and rear trucks decreases. and detect it as an anomaly.

本実施の形態の異常検出装置では、上記特許文献1及び上記特許文献2に記載された技術のように振動加速度自体により評価を行うのではなく、前後の台車の間の剛体運動の相関性に注目して評価する。このような場合、仮に異常による前後の台車の間の振動状態の差違が軽微であっても、剛体運動の相関性が低下する。そのため、前後の台車の間の剛体運動の相関性を捉えることで、高精度に異常を検出することが可能となる。 In the abnormality detection device of the present embodiment, unlike the techniques described in Patent Documents 1 and 2, evaluation is not performed based on the vibration acceleration itself, but the correlation between the rigid body motions between the front and rear trucks is evaluated. Observe and evaluate. In such a case, even if the difference in the vibration state between the front and rear bogies due to the abnormality is slight, the correlation of the rigid body motion is lowered. Therefore, by capturing the correlation of rigid body motions between the front and rear bogies, it is possible to detect an abnormality with high accuracy.

また、本実施の形態の異常検出装置では、後述する実施例にて図11、図13、図15及び図17にも示すように、装荷した緩衝装置が健全状態の場合には、相互相関関数値は、シフト距離が台車中心間距離と一致する場合に常に最大となる。したがって、走行速度が時間変化した場合にも相互相関の評価を行うために必要となるシフト量の選択に苦慮することはない。これにより、非特許文献1に記載された技術のように、観測データが一定の走行速度の下で取得されたものでなければならないという要件から開放されることになる。加えて、相互相関関数の値を確認し評価する際に注目するシフト距離が、いかなる走行速度の場合にも台車中心間距離という固定値であることから、走行速度に影響されない高精度の台車用緩衝装置の異常検出が可能となる。 Further, in the abnormality detection device of the present embodiment, as shown in FIGS. 11, 13, 15 and 17 in the examples described later, when the loaded shock absorber is in a healthy state, the cross-correlation function The value is maximized whenever the shift distance matches the truck center distance. Therefore, even if the traveling speed changes with time, there is no difficulty in selecting the shift amount necessary for evaluating the cross-correlation. This eliminates the requirement that observation data must be obtained under a constant running speed, as in the technology described in Non-Patent Document 1. In addition, the shift distance, which is the focus of attention when checking and evaluating the value of the cross-correlation function, is a fixed value of the bogie center-to-center distance at any traveling speed. Abnormality detection of the shock absorber becomes possible.

即ち、本実施の形態の異常検出装置によれば、データが一定の走行速度の下で取得される必要が無く、且つ、異常を精度良く検出することができる。 That is, according to the abnormality detection device of the present embodiment, data need not be acquired at a constant running speed, and abnormality can be detected with high accuracy.

次に、本実施の形態の異常検出装置及び異常検出方法の他の好適な例について説明する。 Next, another preferred example of the abnormality detection device and the abnormality detection method of this embodiment will be described.

好適には、処理部25に含まれる第1取得処理部31は、第1取得処理(図5のステップS1)では、鉄道車両7が線路上を所定間隔GP1だけ走行するたびに、第1記録処理を繰り返し実行することにより、移動距離DS1と測定値MV1との関係を所定間隔GP1ごとに示すデータDT1(図6(a)参照)、及び、移動距離DS1と測定値MV2との関係を所定間隔GP1ごとに示すデータDT2(図6(b)参照)、を取得する。 Preferably, the first acquisition processing unit 31 included in the processing unit 25, in the first acquisition processing (step S1 in FIG. 5), each time the railroad vehicle 7 travels on the track for the predetermined interval GP1, the first record By repeatedly executing the process, data DT1 (see FIG. 6A) showing the relationship between the movement distance DS1 and the measurement value MV1 at predetermined intervals GP1, and the relationship between the movement distance DS1 and the measurement value MV2 are obtained. Data DT2 (see FIG. 6B) shown for each interval GP1 is obtained.

また、所定距離PD1は、所定距離PD1と、台車中心間距離LTと、の差が所定間隔GP1以下になるように設定される。 Further, the predetermined distance PD1 is set so that the difference between the predetermined distance PD1 and the distance LT between the centers of the trucks is equal to or less than the predetermined interval GP1.

また、更に好適には、処理部25は、第2演算処理部34を含む。第2演算処理部34は、データDT1とデータDT2との相互相関関数FN2(図6(e)参照)であって、且つ、データDT1及びデータDT2のうち一方が他方に対して移動距離軸方向にシフトされるシフト距離PD2を変数とする相互相関関数FN2、を演算する、第2演算処理(図5のステップS4)を実行する。 Moreover, more preferably, the processing unit 25 includes a second arithmetic processing unit 34 . The second arithmetic processing unit 34 calculates the cross-correlation function FN2 (see FIG. 6(e)) of the data DT1 and the data DT2, and the movement distance axis direction of one of the data DT1 and the data DT2 with respect to the other. A second calculation process (step S4 in FIG. 5) is performed to calculate a cross-correlation function FN2 with the variable shift distance PD2.

なお、第2演算処理については、以下のように言い換えることができる。即ち、第2演算処理部34は、シフト距離PD2を移動距離DS1から減じたものを移動距離DS12(図6(d)参照)とすることにより、移動距離DS1と測定値MV2との関係を示すデータDT2(図6(b)参照)を、移動距離DS12と測定値MV2との関係を示すデータDT22(図6(d)参照)に変換し、変換されたデータDT22とデータDT1との相互相関関数FN2(図6(e)参照)を演算する。 Note that the second arithmetic processing can be rephrased as follows. That is, the second arithmetic processing unit 34 subtracts the shift distance PD2 from the movement distance DS1 to obtain the movement distance DS12 (see FIG. 6D), thereby showing the relationship between the movement distance DS1 and the measured value MV2. The data DT2 (see FIG. 6(b)) is converted into data DT22 (see FIG. 6(d)) indicating the relationship between the movement distance DS12 and the measured value MV2, and the cross-correlation between the converted data DT22 and the data DT1 Calculate the function FN2 (see FIG. 6(e)).

また、処理部25は、第2取得処理部35を含む。第2取得処理部35は、シフト距離PD2を変更しながら第2演算処理(図5のステップS4)を繰り返し実行することにより、シフト距離PD2と、第2演算処理(図5のステップS4)にて演算された相互相関関数FN2の演算値CV2と、の関係を示すデータDT3(図6(e)参照)を取得する、第2取得処理(図5のステップS5)を実行する。 The processing unit 25 also includes a second acquisition processing unit 35 . The second acquisition processing unit 35 repeatedly executes the second arithmetic processing (step S4 in FIG. 5) while changing the shift distance PD2, thereby obtaining the shift distance PD2 and the second arithmetic processing (step S4 in FIG. 5). A second acquisition process (step S5 in FIG. 5) is performed to acquire data DT3 (see FIG. 6(e)) indicating the relationship between the calculated value CV2 of the cross-correlation function FN2 calculated in the above manner.

また、処理部25に含まれる第1演算処理部32は、第1演算処理(図5のステップS2)では、データDT3(図6(e)参照)に含まれ、それぞれシフト距離PD2と演算値CV2(図6(e)参照)とを含む複数の組であって、且つ、シフト距離PD2と台車中心間距離LTとの差が所定間隔GP1以下である複数の組のうち、演算値CV2が最大となる組に含まれる演算値CV2を演算値CV1として抽出し、演算値CV2が最大となる組に含まれるシフト距離PD2を所定距離PD1として抽出することにより、相互相関関数FN1(図6(e)参照)を演算する。 Further, the first arithmetic processing unit 32 included in the processing unit 25 is included in the data DT3 (see FIG. 6E) in the first arithmetic processing (step S2 in FIG. 5), and the shift distance PD2 and the arithmetic value CV2 (see FIG. 6(e)) and in which the difference between the shift distance PD2 and the truck center-to-center distance LT is equal to or less than the predetermined interval GP1, the calculated value CV2 is A cross-correlation function FN1 (Fig. 6 ( e) Compute cf.

後述する実施例にて図11、図13、図15及び図17にも示すように、理想的にはシフト距離は台車中心間距離と一致する。しかしながら、本発明者らが実際に鉄道車両が線路上を走行する際に取得したデータを使用して検証を行った結果、相互相関関数の値がピークとなるシフト距離が、10cm前後の範囲で台車中心間距離と乖離するケースがあることが見出された。10cmという値は、検証したデータが移動距離10cm毎にサンプリングをしたものであることから、1サンプル程度の差違である。シフト距離が台車中心間距離に等しい場合の相互相関関数の値との差はそれほど大きくはないので、シフト距離が台車中心間距離に等しい(所定距離PD1が、台車中心間距離LTに等しい)とした場合でも異常を精度良く検出することができるものの、シフト距離を変更しながら相互相関関数を演算することにより、ピーク値を更により正確に捉えることができる。即ち、所定距離PD1は、所定距離PD1と、台車中心間距離LTと、の差が所定間隔GP1以下になるように設定されることが好ましい。 As shown in FIGS. 11, 13, 15 and 17 in the embodiments described later, the shift distance ideally coincides with the center-to-center distance of the bogie. However, as a result of verification using data obtained when the railroad vehicle actually runs on the railroad track, the shift distance at which the value of the cross-correlation function peaks is in the range of about 10 cm. It was found that there are cases where the distance between the bogie centers deviates. The value of 10 cm is a difference of about 1 sample because the verified data is sampled every 10 cm of movement distance. When the shift distance is equal to the truck center distance, the difference between the cross-correlation function value is not so large, so it is assumed that the shift distance is equal to the truck center distance (the predetermined distance PD1 is equal to the truck center distance LT). Although the abnormality can be detected with high accuracy even in this case, the peak value can be captured even more accurately by calculating the cross-correlation function while changing the shift distance. That is, the predetermined distance PD1 is preferably set such that the difference between the predetermined distance PD1 and the distance LT between the centers of the trucks is equal to or less than the predetermined interval GP1.

好適には、処理部25は、第3取得処理部36を含む。第3取得処理部36は、第1取得処理(図5のステップS1)を実行する前に、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bに異常が発生していない状態で、鉄道車両7が線路上を所定間隔GP1だけ走行するたびに、第1記録処理を繰り返し実行することにより、鉄道車両7の線路上における起点からの移動距離DS2と測定値MV1との関係を所定間隔GP1ごとに示すデータDT4(図6(a)参照)、及び、移動距離DS2と測定値MV2との関係を所定間隔GP1ごとに示すデータDT5(図6(b)参照)、を取得する、第3取得処理(図5のステップS6)を実行する。なお、第3取得処理を実行する際の線路上の位置と、第1取得処理を実行する際の線路上の位置と、は、互いに同じでもよく異なってもよい。 Preferably, the processing section 25 includes a third acquisition processing section 36 . Before executing the first acquisition process (step S1 in FIG. 5), the third acquisition processing unit 36 determines whether the railway vehicle 7 is traveling on the track in a state where there is no abnormality in the damper device 5a and the damper device 5b. By repeatedly executing the first recording process each time the railroad vehicle 7 travels for the interval GP1, data DT4 (Fig. 6(a)) and data DT5 (see FIG. 6(b)) indicating the relationship between the movement distance DS2 and the measured value MV2 at predetermined intervals GP1 (see FIG. 5). S6) is executed. Note that the position on the track when executing the third acquisition process and the position on the track when executing the first acquisition process may be the same or different.

また、処理部25は、第3演算処理部37を含む。第3演算処理部37は、データDT4(図6(a)参照)とデータDT5(図6(b)参照)との相互相関関数FN3(図6(e)参照)であって、且つ、データDT4及びデータDT5のうち一方が他方に対して移動距離軸方向にシフトされるシフト距離を変数とする相互相関関数FN3、を演算する、第3演算処理(図5のステップS7)を実行する。 The processing unit 25 also includes a third arithmetic processing unit 37 . The third arithmetic processing unit 37 is a cross-correlation function FN3 (see FIG. 6(e)) of the data DT4 (see FIG. 6(a)) and the data DT5 (see FIG. 6(b)), and the data A third calculation process (step S7 in FIG. 5) is performed to calculate a cross-correlation function FN3 whose variable is a shift distance in which one of DT4 and data DT5 is shifted relative to the other in the movement distance axis direction.

処理部25は、第3演算処理(図5のステップS7)では、変数に所定距離PD1を代入した場合であって、且つ、データDT4が移動距離軸方向正側に所定距離PD1だけシフトされたか、又は、データDT5が移動距離軸方向負側に所定距離PD1だけシフトされた場合の、相互相関関数FN3の演算値CV3(図6(e)参照)を演算する。 In the third arithmetic processing (step S7 in FIG. 5), the processing unit 25 determines whether the predetermined distance PD1 is substituted for the variable and whether the data DT4 has been shifted to the positive side in the moving distance axial direction by the predetermined distance PD1. Alternatively, the calculated value CV3 (see FIG. 6(e)) of the cross-correlation function FN3 is calculated when the data DT5 is shifted by a predetermined distance PD1 to the negative side in the moving distance axial direction.

なお、データDT5が移動距離軸方向負側に所定距離PD1だけシフトされた場合については、以下のように言い換えることができる。このような場合、第3演算処理部37は、第3演算処理(図5のステップS7)では、所定距離PD1を移動距離DS2から減じたものを移動距離DS21(図6(c)参照)とすることにより、移動距離DS2と測定値MV2との関係を示すデータDT5(図6(b)参照)を、移動距離DS21と測定値MV2との関係を示すデータDT51(図6(c)参照)に変換し、変換されたデータDT51とデータDT4との相互相関関数FN3(図6(e)参照)を演算する。 The case where the data DT5 is shifted to the negative side in the moving distance axial direction by the predetermined distance PD1 can be rephrased as follows. In such a case, in the third arithmetic processing (step S7 in FIG. 5), the third arithmetic processing unit 37 subtracts the predetermined distance PD1 from the movement distance DS2 to obtain the movement distance DS21 (see FIG. 6C). As a result, data DT5 (see FIG. 6(b)) representing the relationship between the moving distance DS2 and the measured value MV2 is converted to data DT51 (see FIG. 6(c)) representing the relationship between the moving distance DS21 and the measured value MV2. , and the cross-correlation function FN3 (see FIG. 6(e)) of the converted data DT51 and data DT4 is calculated.

また、処理部25に含まれる検出処理部33は、検出処理(図5のステップS3)では、第3演算処理(図5のステップS7)にて演算された相互相関関数FN3の演算値CV3(図6(e)参照)に対する演算値CV1の比である第1値を算出し、算出された第1値を予め設定された第1閾値と比較し、第1値が第1閾値を超えた場合、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bに異常が発生していないと判定し、第1値が第1閾値以下の場合、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bに異常が発生したと判定する。 In addition, in the detection process (step S3 in FIG. 5), the detection processing unit 33 included in the processing unit 25 uses the calculated value CV3 ( A first value that is a ratio of the calculated value CV1 to FIG. In this case, it is determined that the damper device 5a and the damper device 5b are not abnormal.

このような場合、判定に際しては、単に相互相関関数の値自体に閾値を設定するのではなく、健全時の相互相関関数の値に対する相互相関関数の値の割合即ち比率を用いて判定することになる。例えば、前後の台車の間で装荷部品などの仕様が異なる場合には、前後の台車の間の相互相関関数の値自体は、低下する。一方、健全時の相互相関関数の値に対する相互相関関数の値の割合を用いることにより、前後の台車の間の仕様の差違による剛体運動の差違を異常として誤検出することなく、異常発生時に確実に検出を行うことが可能となる。但し、前後の台車の間で装荷部品などの仕様があまり異ならない場合には、単に相互相関関数の値自体に閾値を設定して判定することもできる。 In such a case, the determination is made by using the ratio of the cross-correlation function value to the cross-correlation function value at the time of health rather than simply setting a threshold value for the cross-correlation function value itself. Become. For example, if the front and rear trucks have different specifications such as loaded parts, the value of the cross-correlation function itself between the front and rear trucks decreases. On the other hand, by using the ratio of the cross-correlation function value to the value of the cross-correlation function when healthy, it is possible to reliably detect the difference in rigid body motion due to the difference in specifications between the front and rear bogies as an abnormality. It is possible to detect However, if the specifications of loaded parts and the like are not so different between the front and rear trucks, it is also possible to simply set a threshold value for the value of the cross-correlation function for determination.

好適には、本実施の形態の異常検出装置1は、車体2のヨー角速度を測定する測定部MP1を有する。具体的には、本実施の形態の異常検出装置1は、測定部MP1として、車体2の内部即ち車内に設置されたレートジャイロを有することができる。レートジャイロは、車体2のヨーレートを測定する向きになるように、例えば車内の床面に固定設置されている。 Preferably, the abnormality detection device 1 of the present embodiment has a measurement section MP1 that measures the yaw angular velocity of the vehicle body 2. As shown in FIG. Specifically, the abnormality detection device 1 of the present embodiment can have a rate gyro installed inside the vehicle body 2, that is, inside the vehicle, as the measurement unit MP1. The rate gyro is fixedly installed, for example, on the floor surface inside the vehicle so as to be oriented to measure the yaw rate of the vehicle body 2 .

また、処理部25に含まれる第1取得処理部31は、第1取得処理(図5のステップS1)では、鉄道車両7が線路上を走行する際に、測定部21aにより物理量PQ1を測定し、測定部21bにより物理量PQ1を測定し、測定部MP1により車体2のヨー角速度である車体ヨー角速度SP2を測定し、測定部MP1により測定された車体ヨー角速度SP2の測定値MV3を予め設定された第2閾値と比較し、測定値MV3が第2閾値以下の場合に、測定部21aにより測定された測定値MV1、及び、測定部21bにより測定された測定値MV2、を記録する第1記録処理、を繰り返し実行することにより、データDT1(図6(a)参照)、及び、データDT2(図6(b)参照)を取得する。 In addition, in the first acquisition process (step S1 in FIG. 5), the first acquisition processing unit 31 included in the processing unit 25 measures the physical quantity PQ1 with the measurement unit 21a when the railroad vehicle 7 travels on the railroad track. , the measuring unit 21b measures the physical quantity PQ1, the measuring unit MP1 measures the vehicle body yaw angular velocity SP2, which is the yaw angular velocity of the vehicle body 2, and the measured value MV3 of the vehicle body yaw angular velocity SP2 measured by the measuring unit MP1 is set in advance. A first recording process of recording the measured value MV1 measured by the measuring unit 21a and the measured value MV2 measured by the measuring unit 21b when the measured value MV3 is less than or equal to the second threshold compared with the second threshold. , to obtain data DT1 (see FIG. 6A) and data DT2 (see FIG. 6B).

このような場合、後述する図7を用いて説明するように、車体ヨーレート即ち車体ヨー角速度が規定値以下の条件を満たしたら、台車の重心に関する並進加速度及び回転角速度をリングメモリへバッファリングすることができる。そのため、鉄道車両が直線区間を走行する際のみに、データをサンプリングすることができ、鉄道車両が曲線区間を走行することに伴う前後の台車の間の剛体運動の差違を誤検出することを防止又は抑制することができる。 In such a case, as described later with reference to FIG. 7, when the vehicle body yaw rate, that is, the vehicle body yaw angular velocity satisfies the condition that the vehicle body yaw angular velocity is equal to or less than a specified value, the translational acceleration and rotational angular velocity relating to the center of gravity of the bogie are buffered in the ring memory. can be done. Therefore, data can be sampled only when the rolling stock is traveling on a straight section, preventing erroneous detection of the difference in rigid body motion between the front and rear bogies when the rolling stock is traveling on a curved section. or can be suppressed.

更に、本実施の形態の異常検出装置では、台車の全ての自由度を監視することで複数の種類のダンパを同時に監視し、異常を検出することが可能となる。これが可能な理由は、ヨーダンパがx軸、左右動ダンパがy軸、軸ダンパがz軸と、相互に異なる軸に対して直交して装荷されているためである。 Furthermore, in the abnormality detection device of the present embodiment, by monitoring all the degrees of freedom of the bogie, it is possible to simultaneously monitor a plurality of types of dampers and detect an abnormality. This is possible because the yaw dampers are loaded orthogonally to different axes, the x-axis, the y-axis for the lateral dampers, and the z-axis for the axial dampers.

このような場合、好適には、測定部21aは、前位台車3aにおける、6つの物理量のうちのいずれかの物理量であり、且つ、物理量PQ1と異なる種類の物理量である、物理量PQ2を測定し、測定部21bは、後位台車3bにおける、6つの物理量のうちのいずれかの物理量であり、且つ、測定部21aが測定する物理量と同じ種類の物理量である、物理量PQ2を測定する。 In such a case, preferably, the measuring unit 21a measures the physical quantity PQ2, which is one of the six physical quantities of the front bogie 3a and is a different type of physical quantity from the physical quantity PQ1. , the measuring unit 21b measures a physical quantity PQ2, which is one of the six physical quantities in the trailing truck 3b and is the same type of physical quantity as the physical quantity measured by the measuring unit 21a.

また、処理部25は、第4取得処理部38を含む。第4取得処理部38は、鉄道車両7が線路上を所定間隔GP1だけ走行するたびに、測定部21aにより物理量PQ2を測定し、測定部21bにより物理量PQ2を測定し、測定部21aにより測定された物理量PQ2の測定値MV4、及び、測定部21bにより測定された物理量PQ2の測定値MV5、を記録する第2記録処理、を繰り返し実行することにより、鉄道車両7の線路上における起点からの移動距離DS1と測定値MV4との関係を示すデータDT6(図6(a)参照)、及び、移動距離DS1と測定値MV5との関係を示すデータDT7(図6(b)参照)を取得する、第4取得処理(図5のステップS8)を実行する。 The processing unit 25 also includes a fourth acquisition processing unit 38 . The fourth acquisition processing unit 38 measures the physical quantity PQ2 with the measuring unit 21a, measures the physical quantity PQ2 with the measuring unit 21b, and measures the physical quantity PQ2 with the measuring unit 21a every time the railcar 7 travels on the track for the predetermined interval GP1. By repeatedly executing the second recording process for recording the measured value MV4 of the physical quantity PQ2 measured by the measuring unit 21b and the measured value MV5 of the physical quantity PQ2 measured by the measuring unit 21b, the movement of the railroad vehicle 7 from the starting point on the track Acquire data DT6 (see FIG. 6A) indicating the relationship between the distance DS1 and the measured value MV4, and data DT7 (see FIG. 6B) indicating the relationship between the movement distance DS1 and the measured value MV5; A fourth acquisition process (step S8 in FIG. 5) is executed.

また、処理部25は、第4演算処理部39を含む。第4演算処理部39は、データDT6とデータDT7との相互相関関数FN4(図6(e)参照)であって、且つ、データDT6及びデータDT7のうち一方が他方に対して移動距離軸方向にシフトされるシフト距離を変数とする相互相関関数FN4、を演算する、第4演算処理(図5のステップS9)を実行する。 The processing unit 25 also includes a fourth arithmetic processing unit 39 . The fourth arithmetic processing unit 39 calculates the cross-correlation function FN4 (see FIG. 6(e)) of the data DT6 and the data DT7, in which one of the data DT6 and the data DT7 moves in the movement distance axis direction with respect to the other. A fourth calculation process (step S9 in FIG. 5) is executed to calculate a cross-correlation function FN4 having a shift distance to be shifted to as a variable.

また、処理部は、第4演算処理(図5のステップS9)では、変数に所定距離PD1を代入した場合であって、且つ、データDT6が移動距離軸方向正側に所定距離PD1だけシフトされたか、又は、データDT7が移動距離軸方向負側に所定距離PD1だけシフトされた場合の、相互相関関数FN4の演算値CV4(図6(e)参照)を演算する。 In addition, in the fourth arithmetic processing (step S9 in FIG. 5), the processing unit substitutes the predetermined distance PD1 for the variable, and the data DT6 is shifted to the positive side in the moving distance axial direction by the predetermined distance PD1. Alternatively, the calculated value CV4 (see FIG. 6E) of the cross-correlation function FN4 is calculated when the data DT7 is shifted by a predetermined distance PD1 to the negative side in the moving distance axial direction.

なお、データDT7が移動距離軸方向負側に所定距離PD1だけシフトされた場合については、以下のように言い換えることができる。このような場合、第4演算処理部39は、第4演算処理(図5のステップS9)では、所定距離PD1を移動距離DS1から減じたものを移動距離DS13(図6(c)参照)とすることにより、移動距離DS1と測定値MV5との関係を示すデータDT7(図6(b)参照)を、移動距離DS13と測定値MV5との関係を示すデータDT71(図6(c)参照)に変換し、変換されたデータDT71とデータDT6との相互相関関数FN4(図6(e)参照)を演算する。 The case where the data DT7 is shifted to the negative side in the moving distance axial direction by the predetermined distance PD1 can be rephrased as follows. In such a case, in the fourth arithmetic processing (step S9 in FIG. 5), the fourth arithmetic processing unit 39 subtracts the predetermined distance PD1 from the movement distance DS1 to obtain the movement distance DS13 (see FIG. 6(c)). As a result, data DT7 (see FIG. 6(b)) representing the relationship between the moving distance DS1 and the measured value MV5 is converted to data DT71 (see FIG. 6(c)) representing the relationship between the moving distance DS13 and the measured value MV5. , and the cross-correlation function FN4 (see FIG. 6(e)) of the converted data DT71 and data DT6 is calculated.

また、処理部25に含まれる検出処理部33は、検出処理(図5のステップS3)では、第4演算処理(図5のステップS9)にて演算された相互相関関数FN4の演算値CV4及び演算値CV1(図6(e)参照)に基づいて、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出する。 In addition, in the detection process (step S3 in FIG. 5), the detection processing unit 33 included in the processing unit 25 performs the calculation value CV4 of the cross-correlation function FN4 calculated in the fourth calculation process (step S9 in FIG. 5) and Abnormality of the damper device 5a and the damper device 5b is detected based on the calculated value CV1 (see FIG. 6(e)).

このような場合、6自由度に対応した6つの物理量のうち、2つの物理量の各々についてそれぞれ演算された2つの相互相関関数の演算値に基づいて、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出するので、後述する表1に示すように、例えば前位台車3a及び後位台車3bの各々にそれぞれ取り付けられた8つの軸ダンパ15のいずれかの異常を検出することができる。 In such a case, the abnormality of the damper device 5a and the damper device 5b is detected based on the calculated values of the two cross-correlation functions calculated for each of the two physical quantities among the six physical quantities corresponding to the six degrees of freedom. Therefore, as shown in Table 1 which will be described later, for example, an abnormality in any one of the eight shaft dampers 15 attached to each of the front bogie 3a and the rear bogie 3b can be detected.

好適には、測定部21aは、前位台車3aにおける、6つの物理量のうちのいずれかの物理量であり、且つ、物理量PQ1及び物理量PQ2のいずれとも異なる種類の物理量である、物理量PQ3を測定し、測定部21bは、後位台車3bにおける、6つの物理量のうちのいずれかの物理量であり、且つ、測定部21aが測定する物理量と同じ種類の物理量である、物理量PQ3を測定する。 Preferably, the measurement unit 21a measures the physical quantity PQ3, which is one of the six physical quantities in the front bogie 3a and is a different type of physical quantity from both the physical quantity PQ1 and the physical quantity PQ2. , the measuring unit 21b measures a physical quantity PQ3, which is one of the six physical quantities in the trailing truck 3b and is the same type of physical quantity as the physical quantity measured by the measuring unit 21a.

また、処理部25は、第5取得処理部40を含む。第5取得処理部40は、鉄道車両7が線路上を所定間隔GP1だけ走行するたびに、測定部21aにより物理量PQ3を測定し、測定部21bにより物理量PQ3を測定し、測定部21aにより測定された物理量PQ3の測定値MV6、及び、測定部21bにより測定された物理量PQ3の測定値MV7、を記録する第3記録処理、を繰り返し実行することにより、鉄道車両7の線路上における起点からの移動距離DS1と測定値MV6との関係を示すデータDT8(図6(a)参照)、及び、移動距離DS1と測定値MV7との関係を示すデータDT9(図6(b)参照)、を取得する、第5取得処理(図5のステップS10)を実行する。 The processing unit 25 also includes a fifth acquisition processing unit 40 . The fifth acquisition processing unit 40 measures the physical quantity PQ3 with the measuring unit 21a, measures the physical quantity PQ3 with the measuring unit 21b, and measures the physical quantity PQ3 with the measuring unit 21a every time the railroad vehicle 7 travels on the track for the predetermined interval GP1. By repeatedly executing the third recording process for recording the measured value MV6 of the physical quantity PQ3 measured by the measuring unit 21b and the measured value MV7 of the physical quantity PQ3 measured by the measuring unit 21b, the movement of the railroad vehicle 7 from the starting point on the track Acquire data DT8 (see FIG. 6A) indicating the relationship between the distance DS1 and the measured value MV6, and data DT9 (see FIG. 6B) indicating the relationship between the movement distance DS1 and the measured value MV7. , the fifth acquisition process (step S10 in FIG. 5) is executed.

また、処理部25は、第5演算処理部41を含む。第5演算処理部41は、データDT8とデータDT9との相互相関関数FN5(図6(e)参照)であって、且つ、データDT8及びデータDT9のうち一方が他方に対して移動距離軸方向にシフトされるシフト距離を変数とする相互相関関数FN5、を演算する、第5演算処理(図5のステップS11)を実行する。 The processing unit 25 also includes a fifth arithmetic processing unit 41 . The fifth arithmetic processing unit 41 calculates the cross-correlation function FN5 (see FIG. 6(e)) of the data DT8 and the data DT9, and one of the data DT8 and the data DT9 moves in the direction of the moving distance axis with respect to the other. A fifth calculation process (step S11 in FIG. 5) is performed to calculate a cross-correlation function FN5 having a shift distance to be shifted to as a variable.

また、処理部は、第5演算処理(図5のステップS11)では、変数に所定距離PD1を代入した場合であって、且つ、データDT8が移動距離軸方向正側に所定距離PD1だけシフトされたか、又は、データDT9が移動距離軸方向負側に所定距離PD1だけシフトされた場合の、相互相関関数FN5の演算値CV5(図6(e)参照)を演算する。 Further, in the fifth arithmetic processing (step S11 in FIG. 5), the processing unit substitutes the predetermined distance PD1 for the variable, and the data DT8 is shifted to the positive side in the moving distance axial direction by the predetermined distance PD1. Alternatively, the calculated value CV5 (see FIG. 6(e)) of the cross-correlation function FN5 is calculated when the data DT9 is shifted by a predetermined distance PD1 to the negative side in the moving distance axial direction.

なお、データDT9が移動距離軸方向負側に所定距離PD1だけシフトされた場合については、以下のように言い換えることができる。このような場合、第5演算処理部41は、第5演算処理(図5のステップS11)では、所定距離PD1を移動距離DS1から減じたものを移動距離DS14(図6(c)参照)とすることにより、移動距離DS1と測定値MV7との関係を示すデータDT9(図6(b)参照)を、移動距離DS14と測定値MV7との関係を示すデータDT91(図6(c)参照)に変換し、変換されたデータDT91とデータDT8との相互相関関数FN5(図6(e)参照)を演算する。 The case where the data DT9 is shifted to the negative side in the moving distance axial direction by the predetermined distance PD1 can be rephrased as follows. In such a case, in the fifth arithmetic processing (step S11 in FIG. 5), the fifth arithmetic processing unit 41 subtracts the predetermined distance PD1 from the movement distance DS1 to obtain the movement distance DS14 (see FIG. 6C). As a result, data DT9 (see FIG. 6(b)) representing the relationship between the moving distance DS1 and the measured value MV7 is converted to data DT91 (see FIG. 6(c)) representing the relationship between the moving distance DS14 and the measured value MV7. , and the cross-correlation function FN5 (see FIG. 6(e)) of the converted data DT91 and data DT8 is calculated.

また、処理部25に含まれる検出処理部33は、検出処理(図5のステップS3)では、第5演算処理(図5のステップS11)にて演算された相互相関関数FN5の演算値CV5、演算値CV4及び演算値CV1(図6(e)参照)に基づいて、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出する。 In addition, in the detection process (step S3 in FIG. 5), the detection processing unit 33 included in the processing unit 25 performs the calculation value CV5 of the cross-correlation function FN5 calculated in the fifth calculation process (step S11 in FIG. 5), Abnormality of the damper device 5a and the damper device 5b is detected based on the calculated value CV4 and the calculated value CV1 (see FIG. 6(e)).

このような場合、6自由度に対応した6つの物理量のうち、3つの物理量の各々についてそれぞれ演算された3つの相互相関関数の演算値に基づいて、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出するので、後述する表1に示すように、例えば前位台車3a及び後位台車3bの各々にそれぞれ取り付けられた8つの軸ダンパ15のいずれかの異常を検出することができる。 In such a case, the abnormality of the damper device 5a and the damper device 5b is detected based on the calculated values of the three cross-correlation functions calculated for each of the three physical quantities among the six physical quantities corresponding to the six degrees of freedom. Therefore, as shown in Table 1 which will be described later, for example, an abnormality in any one of the eight shaft dampers 15 attached to each of the front bogie 3a and the rear bogie 3b can be detected.

なお、6つの物理量のうち、2つ又は3つの物理量の各々についてそれぞれ演算された相互相関関数の演算値に基づいて、ダンパ装置5a及びダンパ装置5bの異常を検出する場合(2つ又は3つの物理量の場合)も、1つの物理量について演算された相互相関関数の演算値に基づいて異常を検出する場合(1つの物理量の場合)と同様に、シフト距離を変更しながら相互相関関数を演算することにより、ピーク値を更により正確に捉えることができる。また、2つ又は3つの物理量の場合も、1つの物理量の場合と同様に、健全時の相互相関関数の値に対する相互相関関数の値の割合を用いることにより、異常発生時に確実に検出を行うことができる。また、2つ又は3つの物理量の場合も、1つの物理量の場合と同様に、車体ヨー角速度が規定値以下の条件を満たしたら、並進加速度及び回転角速度をリングメモリへバッファリングすることができ、鉄道車両が曲線区間を走行することに伴う前後の台車の間の剛体運動の差違を誤検出することを防止又は抑制することができる。なお、4つ以上の物理量の場合についても、同様である。 Note that when an abnormality in the damper device 5a and the damper device 5b is detected based on the calculated value of the cross-correlation function calculated for each of two or three physical quantities among the six physical quantities (two or three In the case of physical quantity), the cross-correlation function is calculated while changing the shift distance in the same manner as in the case of detecting an abnormality based on the calculated value of the cross-correlation function calculated for one physical quantity (in the case of one physical quantity). Thereby, the peak value can be captured even more accurately. Also, in the case of two or three physical quantities, as in the case of one physical quantity, by using the ratio of the cross-correlation function value to the cross-correlation function value in the normal state, it is possible to reliably detect when an abnormality occurs. be able to. Also, in the case of two or three physical quantities, as in the case of one physical quantity, when the vehicle body yaw angular velocity satisfies the condition that the vehicle body yaw angular velocity is equal to or less than a specified value, the translational acceleration and the rotational angular velocity can be buffered in the ring memory, It is possible to prevent or suppress erroneous detection of the difference in rigid body motion between the front and rear bogies that accompanies the railway vehicle traveling in a curved section. The same applies to the case of four or more physical quantities.

次に、本実施の形態の異常検出装置及び異常検出方法の具体例について説明する。 Next, specific examples of the abnormality detection device and the abnormality detection method according to the present embodiment will be described.

図3(a)及び図3(b)並びに図4(a)及び図4(b)に示すように、慣性センサ21c及び21dの設置位置は、台車3の重心CG1及びCG2と一致することが望ましいものの、台車3の構成部材上に台車重心があるとは限らない。 As shown in FIGS. 3(a) and 3(b) and FIGS. 4(a) and 4(b), the installation positions of the inertial sensors 21c and 21d may coincide with the centers of gravity CG1 and CG2 of the truck 3. Although desirable, the truck center of gravity is not always on the truck 3 components.

ここで、慣性センサから出力される3つの並進加速度であって、前後方向、左右方向及び上下方向である3つの方向における並進加速度を、ds(i)/dt,ds(i)/dt,ds(i)/dt(i=1,2)とする。また、慣性センサから出力される3つの回転角速度であって、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度である3つの回転角速度を、dφs(i)/dt,dθs(i)/dt,dψs(i)/dt(i=1,2)とする。但し、i=1は、台車3が前位台車3aである場合に相当し、i=2は、台車3が後位台車3bである場合に相当する(以下においても同様)。 Here, the three translational accelerations output from the inertial sensor in the three directions of the front-rear direction, the left-right direction, and the up - down direction are d2xs (i) / dt2 , d2ys (i) /dt 2 , d 2 z s(i) /dt 2 (i=1, 2). Further, the three rotational angular velocities output from the inertial sensor, namely roll angular velocity, pitch angular velocity and yaw angular velocity, are defined as dφ s(i) /dt, dθ s(i) /dt, dψ s (i) /dt (i=1, 2). However, i=1 corresponds to the case where the truck 3 is the front truck 3a, and i=2 corresponds to the case where the truck 3 is the rear truck 3b (the same applies hereinafter).

また、台車の重心における3つの並進加速度であって、前後方向、左右方向及び上下方向である3つの方向における並進加速度を、dt(i)/dt,dt(i)/dt,dt(i)/dt(i=1,2)とする。また、台車の重心における3つの回転角速度であって、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度である3つの回転角速度を、dφt(i)/dt,dθt(i)/dt,dψt(i)/dt(i=1,2)とする。 Further, the three translational accelerations at the center of gravity of the bogie, namely, the longitudinal, lateral, and vertical directions, are d 2 x t(i) /dt 2 ,d 2 y t(i) /dt 2 , d 2 z t(i) /dt 2 (i=1, 2). Further, the three rotational angular velocities at the center of gravity of the bogie, which are roll angular velocity, pitch angular velocity and yaw angular velocity, are defined as dφ t(i) /dt, dθ t(i) /dt, dψ t(i ) /dt (i=1, 2).

また、図3(a)及び図3(b)並びに図4(a)及び図4(b)に示すように、前後方向、左右方向及び上下方向である3つの方向における台車3の重心CG1及びCG2から慣性センサ21c及び21dまでのオフセット量を、Ls(i),bs(i),hs(i)(i=1,2)とする。 Also, as shown in FIGS. 3(a) and 3(b) and FIGS. 4(a) and 4(b), the center of gravity CG1 and Let the offset amounts from CG2 to the inertial sensors 21c and 21d be L s(i) , b s(i) , h s(i) (i=1, 2).

このような場合、慣性センサ21c及び21dから出力される3つの並進加速度及び3つの回転角速度は、台車3の重心CG1及びCG2における3つの並進加速度及び3つの回転角速度、並びに、台車3の重心CG1及びCG2から慣性センサ21c及び21dまでのオフセット量を用いて、以下の数式(1)乃至数式(6)で表される。 In such a case, the three translational accelerations and the three rotational angular velocities output from the inertial sensors 21c and 21d are the three translational accelerations and the three rotational angular velocities at the center of gravity CG1 and CG2 of the truck 3 and the three translational accelerations and the three rotational angular velocities at the center of gravity CG1 of the truck 3. and offset amounts from CG2 to the inertial sensors 21c and 21d are used to express the following equations (1) to (6).

Figure 2023086002000002
Figure 2023086002000002

Figure 2023086002000003
Figure 2023086002000003

Figure 2023086002000004
Figure 2023086002000004

Figure 2023086002000005
Figure 2023086002000005

Figure 2023086002000006
Figure 2023086002000006

Figure 2023086002000007
Figure 2023086002000007

上記数式(1)乃至上記数式(6)を台車3の重心CG1及びCG2における3つの並進加速度及び3つの回転角速度について整理すると、以下の数式(7)乃至数式(12)となる。 When the above formulas (1) to (6) are arranged for the three translational accelerations and the three rotational angular velocities at the centers of gravity CG1 and CG2 of the truck 3, the following formulas (7) to (12) are obtained.

Figure 2023086002000008
Figure 2023086002000008

Figure 2023086002000009
Figure 2023086002000009

Figure 2023086002000010
Figure 2023086002000010

Figure 2023086002000011
Figure 2023086002000011

Figure 2023086002000012
Figure 2023086002000012

Figure 2023086002000013
Figure 2023086002000013

上記数式(7)乃至上記数式(9)を用いることにより、慣性センサ21c及び21dから出力される3つの並進加速度を、台車3の重心CG1及びCG2の位置における3つの並進加速度に変換することができる。なお、上記数式(10)乃至上記数式(12)に示すように、台車3の重心CG1及びCG2における3つの回転角速度は、慣性センサ21c及び21dから出力される3つの回転角速度と一致する。 By using the above formulas (7) to (9), the three translational accelerations output from the inertial sensors 21c and 21d can be converted into three translational accelerations at the positions of the centers of gravity CG1 and CG2 of the truck 3. can. It should be noted that, as shown in the above formulas (10) to (12), the three rotational angular velocities at the center of gravity CG1 and CG2 of the truck 3 match the three rotational angular velocities output from the inertial sensors 21c and 21d.

次に、図7を参照し、本実施の形態の異常検出方法の具体例を詳細に説明する。図7は、実施の形態の異常検出方法を示すフロー図である。図7は、図5のフロー図が示す本実施の形態の異常検出方法をより具体的に説明するフロー図である。 Next, with reference to FIG. 7, a specific example of the abnormality detection method of this embodiment will be described in detail. FIG. 7 is a flow diagram showing an abnormality detection method according to the embodiment. FIG. 7 is a flow chart for more specifically explaining the abnormality detection method of the present embodiment shown in the flow chart of FIG.

まず、慣性センサ21c及び21dによる前後の台車3の3つの自由度である前後方向、左右方向及び上下方向の3つの方向における並進加速度の出力と、慣性センサ21c及び21dによる前後の台車3の3つの自由度であるロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度の3つの回転角速度の出力と、ヨーレートセンサ(レートジャイロ)による車体2のヨーレートの出力と、を収録解析装置でデジタルサンプリングする(図7のステップS21)。 First, the inertia sensors 21c and 21d output the translational acceleration in the three degrees of freedom of the front and rear trucks 3, that is, the front-back direction, the left-right direction, and the vertical direction, and the inertia sensors 21c and 21d output the translational accelerations of the front and rear trucks 3 Digitally sample the output of three rotational angular velocities, roll angular velocity, pitch angular velocity, and yaw angular velocity, which are three degrees of freedom, and the output of the yaw rate of the vehicle body 2 by the yaw rate sensor (rate gyro) with a recording analysis device (step in FIG. 7 S21).

次に、電源などを起因とするノイズの除去と、曲線区間や勾配区間の走行に伴う加速度及び角速度の直流成分及びセンサ出力に含まれる不要なオフセット成分を除去するために、前後の台車3の3つの自由度の並進加速度及び3つの自由度の回転角速度に対して、バンドパスフィルタによるフィルタリングを行う(図7のステップS22)。 Next, in order to remove noise caused by the power supply, etc., and to remove unnecessary offset components included in sensor output and DC components of acceleration and angular velocity associated with traveling in curved sections and slope sections, front and rear trucks 3 The translational acceleration with three degrees of freedom and the rotational angular velocity with three degrees of freedom are filtered by a bandpass filter (step S22 in FIG. 7).

次に、軌道の線形状態を把握するために、車体2のヨーレートに対して、ローパスフィルタによるフィルタリングを行う(図7のステップS23)。 Next, in order to grasp the linear state of the track, the yaw rate of the vehicle body 2 is filtered by a low-pass filter (step S23 in FIG. 7).

次に、上記数式(7)乃至上記数式(9)を用いることにより、台車3の重心CG1及びCG2での加速度を、慣性センサ21c及び21dによる出力と、慣性センサ21c及び21dの台車重心位置からのオフセット量と、により補正して算出する(図7のステップS24)。 Next, by using the above formulas (7) to (9), the acceleration at the center of gravity CG1 and CG2 of the truck 3 is obtained from the outputs of the inertial sensors 21c and 21d and the position of the center of gravity of the truck of the inertial sensors 21c and 21d. and the offset amount of (step S24 in FIG. 7).

次に、移動距離のデータについて、前回のバッファリングから規定距離(例えば0.1m)移動したか、走行速度が規定速度(例えば50km/h)以上か、且つ、車体ヨーレートが規定値以下か、の3つの条件の各々を満たしているか否か判定し、3つの条件を全て満たしていると判定された場合に、台車3の重心CG1及びCG2における3つの並進加速度及び3つの回転角速度を、リングメモリへバッファリングする(図7のステップS25)。 Next, with regard to data on the movement distance, whether a specified distance (for example, 0.1 m) has been moved since the previous buffering, whether the running speed is a specified speed (for example, 50 km/h) or higher, and whether the vehicle body yaw rate is a specified value or less; If it is determined that each of the three conditions is satisfied, three translational accelerations and three rotational angular velocities at the center of gravity CG1 and CG2 of the truck 3 are measured by the ring Buffer to memory (step S25 in FIG. 7).

リングメモリの距離ベースデータが規定長(例えば1km)に渡り連続したデータとして新規に更新されたか否か判定し、更新されたと判定された場合に、前後の台車3の3つの並進加速度及び3つの回転角速度について、それぞれ相互相関関数R1,2(m)(相互相関関数FN2)を演算する。相互相関関数R1,2(m)は、シフト距離m(シフト距離PD2)を変数とする関数である。ここで、前後の台車3における重心CG1及びCG2の自由度(物理量)を、qt(1)(i),qt(2)(i)(i=0,1,・・・,N)とする。Nは、各自由度(物理量)のデータの数である。このような場合、相互相関関数R1,2(m)は、下記数式(13)で定義され、シフト距離mがゼロの場合の自己相関関数が1となるように、下記数式(14)により正規化される(図7のステップS26)。 It is determined whether or not the distance base data in the ring memory has been newly updated as continuous data over a specified length (for example, 1 km). A cross-correlation function R 1,2(m) (cross-correlation function FN2) is calculated for each of the rotational angular velocities. The cross-correlation function R 1,2(m) is a function whose variable is the shift distance m (shift distance PD2). Here, the degrees of freedom (physical quantities) of the centers of gravity CG1 and CG2 of the front and rear bogies 3 are q t(1)(i) , q t(2)(i) (i=0, 1, . . . , N) and N is the number of data for each degree of freedom (physical quantity). In such a case, the cross-correlation function R 1,2 (m) is defined by the following formula (13), and the following formula (14) is used so that the autocorrelation function becomes 1 when the shift distance m is zero. Normalized (step S26 in FIG. 7).

Figure 2023086002000014
Figure 2023086002000014

Figure 2023086002000015
Figure 2023086002000015

次に、シフト距離m(シフト距離PD2)が台車中心間距離LTに等しい場合の相互相関関数R1,2(m)(相互相関関数FN2)の値を、3つの並進加速度及び3つの回転角速度についてそれぞれピックアップする(図7のステップS27)。 Next, the value of the cross-correlation function R 1,2(m) (cross-correlation function FN2) when the shift distance m (shift distance PD2) is equal to the truck center distance LT is calculated for three translational accelerations and three rotational angular velocities. are picked up (step S27 in FIG. 7).

ここで、相互相関関数R1,2(m)(相互相関関数FN2)の値のピックアップ即ちデータの収集が、評価の基準となる健全時のデータの収集である場合には、不揮発性メモリなどにピックアップしたデータを保存する(図7のステップS28)。 Here, when picking up the value of the cross-correlation function R 1,2 (m) (cross-correlation function FN2), ie, data collection, is collection of data in a healthy state as a reference for evaluation, a non-volatile memory or the like may be used. saves the picked up data in (step S28 in FIG. 7).

一方、相互相関関数R1,2(m)(相互相関関数FN2)の値のピックアップ即ちデータの収集が、通常の診断処理におけるデータ収集である場合には、ピックアップした6自由度(6物理量)分の相互相関関数R1,2(m)の値を健全時の値と比較し(図7のステップS29)、ピックアップした値の健全時の値に対する割合を算出し、割合が規定値以下の場合には、例えば後述する表1に示すように、各ダンパと異常個数が関連付けられたテーブルを参照する(図7のステップS30)。 On the other hand, when picking up the values of the cross-correlation function R 1,2(m) (cross-correlation function FN2), ie, data collection, is data collection in normal diagnostic processing, the picked-up six degrees of freedom (six physical quantities) The value of the cross-correlation function R 1,2 (m) for minutes is compared with the value at the time of health (step S29 in FIG. 7), the ratio of the picked up value to the value at the time of health is calculated, and the ratio is less than the specified value In this case, for example, as shown in Table 1, which will be described later, a table in which each damper is associated with the number of abnormalities is referred to (step S30 in FIG. 7).

次に、規定値以下となっている自由度(物理量)の組み合わせにより、異常が発生しているダンパの種類や本数を特定する(図7のステップS31)。 Next, the type and the number of dampers in which an abnormality has occurred are identified based on the combination of the degrees of freedom (physical quantities) that are equal to or less than the specified value (step S31 in FIG. 7).

次に、不揮発性メモリなどにピックアップしたデータを保存する(図7のステップS32)。その後、再び、規定長バッファリングの待ち受け状態に戻る(図7のステップS25)。 Next, the picked up data is stored in a non-volatile memory or the like (step S32 in FIG. 7). After that, it returns to the waiting state of the specified length buffering again (step S25 in FIG. 7).

以上の処理フローは、走行中に実時間で処理し判定することを想定したものである。一方、対象となる一連のデータを一旦収録解析装置の記憶領域へ保存した後に、収録解析装置とは別の解析処理装置等を利用して解析し判定することも可能である。 The above processing flow assumes processing and determination in real time while driving. On the other hand, it is also possible to temporarily save a series of target data in the storage area of the recording analysis device, and then analyze and judge using an analysis processing device or the like separate from the recording analysis device.

以下、実施例に基づいて本実施の形態を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, this embodiment will be described in more detail based on examples. In addition, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例)
[データによる検証]
本実施の形態の異常検出方法による効果を検証するため、実施例として、シミュレーションにより算出されたデータによる検証を行った。
(Example)
[Verification by data]
In order to verify the effect of the abnormality detection method of the present embodiment, verification was performed using data calculated by simulation as an example.

具体的には、車体、台車、輪軸、レールのマス要素、並びに、これらを相互に結合するバネ及びダンパで構成される1両のシミュレーションモデルを用いて、鉄道車両の走行中に発生する台車の加速度及び角速度を算出した。鉄道車両の台車中心間距離LTは14.4mとし、装着したダンパが全て健全な状態で鉄道車両が走行した場合と、1本のヨーダンパに異常が発生しているか、又は、1本の左右動ダンパに異常が発生している状態で鉄道車両が走行した場合について、前後の台車の挙動を比較した。軌道条件としては、高低変位、通り変位及び水準変位にそれぞれ対応した3つの方向全てに軌道不整がランダム状に含まれているものとした。 Specifically, using a single-car simulation model consisting of the mass elements of the car body, bogie, wheelsets, and rails, as well as the springs and dampers that connect them, Acceleration and angular velocity were calculated. The distance LT between the bogie centers of the railway vehicle is set to 14.4 m. A comparison was made between the behavior of the front and rear bogies when the railway vehicle was running with an abnormality in the damper. As track conditions, track irregularities were randomly included in all three directions corresponding to elevation displacement, alignment displacement, and level displacement.

図8は、ダンパの構成を模式的に示す図である。図8(a)は、ピン付きゴムブッシュのピンが延在する方向から視た図を示し、図8(b)は、ピン付きゴムブッシュのピンが延在する方向と垂直な方向から視た図を示している。図9は、ダンパを表す力学モデルを示す図である。図9(a)は、ダンパを表す力学モデルを示し、図9(b)は、ゴム隙間による反力を非線形化したことを表すグラフを示している。 FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of the damper. FIG. 8(a) shows a view of the rubber bush with a pin as viewed from the direction in which the pin extends, and FIG. Figure shows. FIG. 9 is a diagram showing a dynamic model representing the damper. FIG. 9(a) shows a dynamic model representing the damper, and FIG. 9(b) shows a graph representing non-linear reaction force due to rubber gaps.

図8(a)及び図8(b)に示すように、ダンパDM1は、円筒形状を有するシリンダ51と、シリンダ51の両端にそれぞれ設けられた2つのピン付きゴムブッシュ52と、を有する。シリンダ51内には、オイルが作動流体として封入されており、2つのピン付きゴムブッシュ52は、台車又は車体にダンパDM1を装着するために、シリンダ51の両端にそれぞれ嵌合されている。ピン付きゴムブッシュ52は、軸部53と、軸部53の外周側に配置され取付対象物の貫通孔に装着される外筒部54と、軸部53と外筒部54との間に嵌合され圧縮された筒状のゴム部55と、を含む。 As shown in FIGS. 8A and 8B, the damper DM1 has a cylindrical cylinder 51 and two rubber bushes 52 with pins provided at both ends of the cylinder 51, respectively. Oil is sealed in the cylinder 51 as a working fluid, and two rubber bushes 52 with pins are fitted to both ends of the cylinder 51 in order to mount the damper DM1 on a bogie or car body. The rubber bush 52 with a pin is fitted between the shaft portion 53 , the outer cylinder portion 54 arranged on the outer peripheral side of the shaft portion 53 and mounted in the through hole of the mounting object, and the shaft portion 53 and the outer cylinder portion 54 . and a tubular rubber portion 55 that is combined and compressed.

図9(a)に示す力学モデルは、鉄道車両のダンパの力学モデルとして多く用いられる、バネ56とダッシュポット57が直列に配置されたマクスウェルモデルである。kはバネ定数を表し、cは減衰係数を表し、xはゴムのたわみを表す。ゴム部55は、弾性変形領域においては、xに比例した反力を発生する。 The dynamic model shown in FIG. 9(a) is a Maxwell model in which a spring 56 and a dashpot 57 are arranged in series, and is often used as a dynamic model for dampers of railway vehicles. k represents the spring constant, c represents the damping coefficient, and x represents the deflection of the rubber. The rubber portion 55 generates a reaction force proportional to x in the elastic deformation region.

ダンパDM1に発生する異常の形態として、オイル漏れによりシリンダ51の減衰力が低下した場合(ケース1)、及び、ピン付きゴムブッシュ52のゴム部55が劣化又は損傷した場合(ケース2)を想定した。ケース2においては、図8(a)に示すように、ゴム部55と、軸部53又は外筒部54と、の間に隙間(図示は省略)が生じた場合を想定した。そして、シミュレーションモデル内においてダンパDM1に発生する異常の形態を再現するために、ケース1では、図9(a)に示す減衰係数cを、設計値の10分の1に減少させた。一方、ケース2では、図9(b)に示すように、ゴム部55と軸部53又は外筒部54との間の隙間によるゴム部55のゴム反力を非線形化させた。 As the mode of abnormality occurring in the damper DM1, it is assumed that the damping force of the cylinder 51 is reduced due to oil leakage (Case 1) and that the rubber portion 55 of the rubber bush 52 with a pin is deteriorated or damaged (Case 2). bottom. In the case 2, as shown in FIG. 8A, it is assumed that there is a gap (not shown) between the rubber portion 55 and the shaft portion 53 or the outer cylindrical portion 54. As shown in FIG. In case 1, the damping coefficient c shown in FIG. 9A was reduced to 1/10 of the design value in order to reproduce the form of the abnormality that occurs in the damper DM1 in the simulation model. On the other hand, in Case 2, as shown in FIG. 9B, the rubber reaction force of the rubber portion 55 due to the gap between the rubber portion 55 and the shaft portion 53 or the outer cylinder portion 54 is made non-linear.

[1車両に装着したダンパのうち1本のダンパで減衰力低下が発生した場合]
1車両に装着したダンパのうち1本のダンパで減衰力低下が発生した場合について、前後に配置された台車の3つの自由度である前後方向、左右方向及び上下方向の3つの方向における並進加速度、並びに、前後に配置された台車の3つの自由度であるロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度の3つの回転角速度の各データを、起点からの鉄道車両の移動距離に対してプロットした。また、前後の台車の各データについて、シフト距離をパラメータとする相互相関関数を求めた。それらの結果を、図10乃至図13に示す。
[When a decrease in damping force occurs in one of the dampers installed in one vehicle]
Translational acceleration in the three directions of the longitudinal direction, the lateral direction, and the vertical direction, which are the three degrees of freedom of the bogies arranged in the front and rear, when a damping force decrease occurs in one damper out of the dampers installed in one vehicle. , and the three degrees of freedom of the bogies arranged in front and behind, which are the roll angular velocity, the pitch angular velocity, and the yaw angular velocity. In addition, a cross-correlation function with the shift distance as a parameter was obtained for each data of the front and rear bogies. Those results are shown in FIGS. 10 to 13. FIG.

図10は、1本のヨーダンパの減衰力が低下した場合の前後の台車の各自由度の移動距離依存性を示すグラフである。図11は、1本のヨーダンパの減衰力が低下した場合の前後の台車の各自由度の相互相関関数のシフト距離依存性を示すグラフである。図10及び図11は、4本のヨーダンパのうち1本の減衰力が低下した場合を示す。 FIG. 10 is a graph showing the movement distance dependence of each degree of freedom of the front and rear bogies when the damping force of one yaw damper is reduced. FIG. 11 is a graph showing the shift distance dependence of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies when the damping force of one yaw damper is reduced. 10 and 11 show the case where the damping force of one of the four yaw dampers is reduced.

図12は、1本の左右動ダンパの減衰力が低下した場合の前後の台車の各自由度の移動距離依存性を示すグラフである。図13は、1本の左右動ダンパの減衰力が低下した場合の前後の台車の各自由度の相互相関関数のシフト距離依存性を示すグラフである。図12及び図13は、2本の左右動ダンパのうち1本の左右動ダンパの減衰力が低下した場合を示す。 FIG. 12 is a graph showing the movement distance dependence of each degree of freedom of the front and rear bogies when the damping force of one lateral damper is reduced. FIG. 13 is a graph showing the shift distance dependence of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies when the damping force of one lateral damper is reduced. 12 and 13 show the case where the damping force of one of the two lateral dampers is reduced.

なお、図10乃至図13における台車の呼称は、鉄道車両の進行方向前側から後ろ側に向かって順に、1位台車、2位台車とされている(後述する図14乃至図17においても同様)。 10 to 13, the bogies are named 1st bogie and 2nd bogie in order from the front side to the rear side in the traveling direction of the railway vehicle (the same applies to FIGS. 14 to 17 described later). .

図10及び図12に示すように、1本のヨーダンパの減衰力が低下した場合も、1本の左右動ダンパの減衰力が低下した場合も、2位台車の挙動即ち波形は、1位台車の挙動即ち波形に対して、移動距離の軸方向において正方向にずれており、遅延していることが分かる。 As shown in FIGS. 10 and 12, both when the damping force of one yaw damper decreases and when the damping force of one lateral damper decreases, the behavior of the 2nd truck, that is, the waveform, is the same as that of the 1st truck. It can be seen that there is a positive shift in the axial direction of the movement distance and a delay with respect to the behavior, that is, the waveform of .

図11及び図13に示すように、全ての自由度(物理量)について、シフト距離が台車中心間距離と一致する-14.4mの場合、即ち2位台車のデータに含まれる移動距離から台車中心間距離と等しい14.4mを減じたものを新たな移動距離とした場合に、相互相関関数の値が最大となっている。 As shown in FIGS. 11 and 13, for all degrees of freedom (physical quantities), when the shift distance is −14.4 m, which is the same as the center-to-center distance of the truck. The value of the cross-correlation function is maximized when the new movement distance is obtained by subtracting 14.4 m, which is equal to the distance between the two.

[1車両に装着したダンパのうち1本のダンパでピン付きゴムブッシュに劣化又は損傷が発生した場合]
1車両に装着したダンパのうち1本のダンパでピン付きゴムブッシュに劣化又は損傷が発生した場合について、前後に配置された台車の3つの自由度である前後方向、左右方向及び上下方向の3つの方向における並進加速度、並びに、前後に配置された台車の3つの自由度であるロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度の3つの回転角速度の各データを、起点からの鉄道車両の移動距離に対してプロットした。また、前後の台車の各データについて、シフト距離をパラメータとする相互相関関数を求めた。それらの結果を、図14乃至図17に示す。
[When deterioration or damage occurs to a rubber bush with a pin in one of the dampers installed in one vehicle]
In the event that one of the dampers installed in one vehicle has a rubber bush with a pin that is deteriorated or damaged, the three degrees of freedom of the bogies arranged in the front and rear, namely the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction Translational acceleration in one direction and three rotation angular velocities (roll angular velocity, pitch angular velocity, and yaw angular velocity), which are the three degrees of freedom of bogies arranged in the front and rear, are compared with the distance traveled by the railway vehicle from the starting point. plotted. In addition, a cross-correlation function with the shift distance as a parameter was obtained for each data of the front and rear bogies. Those results are shown in FIGS. 14 to 17. FIG.

図14は、1本のヨーダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合の前後の台車の各自由度の移動距離依存性を示すグラフである。図15は、1本のヨーダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合の前後の台車の各自由度の相互相関関数のシフト距離依存性を示すグラフである。図14及び図15は、4本のヨーダンパのうち1本のヨーダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合を示す。 FIG. 14 is a graph showing movement distance dependence of each degree of freedom of the front and rear bogies when a rubber bush with a pin of one yaw damper is damaged. FIG. 15 is a graph showing the shift distance dependency of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies when a rubber bush with a pin of one yaw damper is damaged. 14 and 15 show the case where the rubber bush with a pin of one of the four yaw dampers is damaged.

図16は、1本の左右動ダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合の前後の台車の各自由度の移動距離依存性を示すグラフである。図17は、1本の左右動ダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合の前後の台車の各自由度の相互相関関数のシフト距離依存性を示すグラフである。図16及び図17は、2本の左右動ダンパのうち1本の左右動ダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合を示す。 FIG. 16 is a graph showing the movement distance dependency of each degree of freedom of the front and rear trucks when a rubber bush with a pin of one lateral motion damper is damaged. FIG. 17 is a graph showing the shift distance dependence of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies when a rubber bush with a pin of one lateral motion damper is damaged. FIGS. 16 and 17 show the case where the rubber bush with a pin of one of the two laterally-moving dampers is damaged.

図14及び図16に示すように、1本のヨーダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合も、1本の左右動ダンパのピン付きゴムブッシュに損傷が発生した場合も、2位台車の挙動即ち波形は、1位台車の挙動即ち波形に対して、移動距離の軸方向において正方向にずれており、遅延していることが分かる。 As shown in FIGS. 14 and 16, both when the rubber bush with the pin of one yaw damper is damaged and when the rubber bush with the pin of the lateral motion damper is damaged, It can be seen that the behavior or waveform is shifted in the positive direction in the axial direction of the distance traveled and delayed with respect to the behavior or waveform of the 1st truck.

図15及び図17に示すように、全ての自由度(物理量)について、シフト距離が台車中心間距離と一致する-14.4mの場合、即ち2位台車のデータに含まれる移動距離から台車中心間距離と等しい14.4mを減じたものを新たな移動距離とした場合に、相互相関関数の値が最大となっている。 As shown in FIGS. 15 and 17, for all degrees of freedom (physical quantities), when the shift distance is −14.4 m, which matches the center-to-center distance of the truck, that is, the moving distance included in the data of the second-place truck The value of the cross-correlation function is maximized when the new movement distance is obtained by subtracting 14.4 m, which is equal to the distance between the two.

[健全時に対する各自由度の相関関数の割合]
前後の台車の各自由度の相互相関関数の値について、シフト距離が台車中心間距離に等しい場合の値を抽出し、健全な場合に対する割合即ち比率を算出し、算出された割合を、各ダンパ及び異常の種別毎に整理した。その結果を、表1に示す。表1では、算出された割合が0.9以下となった場合の自由度(物理量)とダンパ及び異常の種別との組み合わせの箇所のマス目に、ハッチングを付している。
[Proportion of correlation function for each degree of freedom in healthy condition]
For the value of the cross-correlation function of each degree of freedom of the front and rear bogies, the value when the shift distance is equal to the bogie center-to-center distance is extracted, the ratio to the healthy case is calculated, and the calculated ratio is applied to each damper. and sorted by type of anomaly. The results are shown in Table 1. In Table 1, hatching is applied to the squares of the combination of the degree of freedom (physical quantity) and the type of damper and abnormality when the calculated ratio is 0.9 or less.

Figure 2023086002000016
Figure 2023086002000016

表1に示すように、相互相関関数の値の割合が低下した台車の自由度(物理量)と、異常が発生したダンパ及び異常の種別と、が1対1で対応していることが分かる。 As shown in Table 1, it can be seen that there is a one-to-one correspondence between the degree of freedom (physical quantity) of the bogie in which the ratio of the cross-correlation function value has decreased, the damper in which an abnormality has occurred, and the type of abnormality.

具体的には、割合が低下した自由度(物理量)がヨー角速度である場合は、ヨーダンパの減衰力不足に対応し、割合が低下した自由度が左右加速度である場合は、左右動ダンパの減衰力不足に対応し、割合が低下した自由度が左右加速度及びロール角速度である場合は、軸ダンパの減衰力不足に対応している。 Specifically, when the degree of freedom (physical quantity) whose ratio is reduced is the yaw angular velocity, it corresponds to the insufficient damping force of the yaw damper, and when the degree of freedom whose ratio is reduced is the lateral acceleration, the damping of the lateral damper If the degrees of freedom that correspond to the force deficit and have reduced proportions are the lateral acceleration and the roll angular velocity, then the shaft damper lacks the damping force.

また、割合が低下した自由度(物理量)が前後加速度及びヨー角速度である場合は、ヨーダンパのピン付きゴムブッシュの損傷に対応し、割合が低下した自由度が左右加速度である場合は、左右動ダンパのピン付きゴムブッシュの損傷に対応し、割合が低下した自由度が前後加速度、左右加速度及びロール角速度である場合は、軸ダンパのピン付きゴムブッシュの損傷に対応している。 In addition, if the degree of freedom (physical quantity) whose ratio is reduced is longitudinal acceleration and yaw angular velocity, it corresponds to damage to the rubber bush with the yaw damper pin, and if the degree of freedom whose ratio is reduced is lateral acceleration, lateral movement Corresponding to the damage of the rubber bush with a pin of the damper, if the degree of freedom of which the rate is reduced is the longitudinal acceleration, the lateral acceleration and the roll angular velocity, it corresponds to the damage of the rubber bush with the pin of the shaft damper.

このように、相互相関関数値の割合が低下した台車の自由度(物理量)と、異常が発生したダンパ及び異常の種別と、が1対1で明確に区分される理由は、台車の重心の座標軸に対して3種類のダンパが、互いに交差する3つの方向の各々にそれぞれ平行に配置され、且つ、これらが直交しているためである。 The reason why the degree of freedom (physical quantity) of the bogie with a reduced ratio of the cross-correlation function value and the type of abnormality and the damper in which the abnormality has occurred are clearly classified in a one-to-one ratio is that the center of gravity of the bogie This is because the three types of dampers are arranged parallel to each of the three directions that intersect each other with respect to the coordinate axes, and are orthogonal to each other.

以上より、本実施の形態の異常検出装置及び異常検出方法を用いることで、台車に装荷されたダンパの異常を検出し、また装荷された複数の種類のダンパのいずれが異常を有しているか特定することが可能となることが示された。 As described above, by using the abnormality detection device and the abnormality detection method of the present embodiment, it is possible to detect the abnormality of the dampers loaded on the bogie, and to determine which of the plurality of types of loaded dampers has the abnormality. It was shown that it is possible to specify

即ち、物理量PQ1がヨー角速度である場合、処理部25は、検出処理(図5のステップS3)では、演算値CV1に基づいて、2つのヨーダンパ11a及び2つのヨーダンパ11bのいずれかの異常を検出することができる。 That is, when the physical quantity PQ1 is the yaw angular velocity, the processing unit 25 detects an abnormality in either the two yaw dampers 11a or the two yaw dampers 11b based on the calculated value CV1 in the detection process (step S3 in FIG. 5). can do.

また、物理量PQ1が左右方向の加速度である場合、処理部25は、検出処理(図5のステップS3)では、演算値CV1に基づいて、左右動ダンパ13a及び左右動ダンパ13bのいずれかの異常を検出することができる。 Further, when the physical quantity PQ1 is the acceleration in the horizontal direction, the processing unit 25 detects an abnormality in either the horizontal damper 13a or the horizontal damper 13b based on the calculated value CV1 in the detection process (step S3 in FIG. 5). can be detected.

また、物理量PQ1が左右方向の加速度であり、物理量PQ2がロール角速度である場合、処理部25は、検出処理(図5のステップS3)では、演算値CV4及び演算値CV1に基づいて、4つの軸ダンパ15a及び4つの軸ダンパ15bのいずれかの異常を検出することができる。 Further, when the physical quantity PQ1 is the acceleration in the horizontal direction and the physical quantity PQ2 is the roll angular velocity, in the detection process (step S3 in FIG. 5), the processing unit 25 calculates four Any abnormality of the shaft damper 15a and the four shaft dampers 15b can be detected.

また、物理量PQ1が前後方向の加速度であり、物理量PQ2がヨー角速度である場合、処理部25は、検出処理(図5のステップS3)では、演算値CV4及び演算値CV1に基づいて、2つのヨーダンパ11a及び2つのヨーダンパ11bのいずれかの異常を検出することができる。 Further, when the physical quantity PQ1 is the longitudinal acceleration and the physical quantity PQ2 is the yaw angular velocity, in the detection process (step S3 in FIG. 5), the processing unit 25 calculates two values based on the calculated value CV4 and the calculated value CV1. Abnormalities in either the yaw damper 11a or the two yaw dampers 11b can be detected.

また、物理量PQ1が前後方向の加速度であり、物理量PQ2が左右方向の加速度であり、物理量PQ3がロール角速度である場合、処理部25は、検出処理(図5のステップS3)では、演算値CV5、演算値CV4及び演算値CV1に基づいて、4つの軸ダンパ15a及び4つの軸ダンパ15bのいずれかの異常を検出することができる。 Further, when the physical quantity PQ1 is the acceleration in the longitudinal direction, the physical quantity PQ2 is the acceleration in the lateral direction, and the physical quantity PQ3 is the roll angular velocity, the processing unit 25 calculates the calculated value CV5 , based on the calculated value CV4 and the calculated value CV1, it is possible to detect an abnormality in one of the four shaft dampers 15a and the four shaft dampers 15b.

また、6種類の物理量(自由度)の全てについて相関関数の割合を算出することにより、表1を用いて説明したダンパ及び異常の種別を含めた各種の異常を精度良く検出することができる。 Further, by calculating the ratio of the correlation function for all of the six types of physical quantities (degrees of freedom), it is possible to accurately detect various types of abnormalities including the types of dampers and abnormalities described using Table 1.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say.

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 Within the scope of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various modifications and modifications, and it is understood that these modifications and modifications also fall within the scope of the present invention.

例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 For example, a person skilled in the art may appropriately add, delete, or change the design of components, or add, omit, or change the conditions of the above-described embodiments. As long as it has the gist, it is included in the scope of the present invention.

また、実施の形態では、異常検出装置として、車体と、車体を支持する2台の台車と、を備えた1両の鉄道車両における、2台の台車に取り付けられたダンパ装置の異常を検出するものについて説明した。しかしながら、実施の形態の異常検出装置は、2台の台車が、1両の鉄道車両に備えられている場合に、当該2台の台車に取り付けられたダンパ装置の異常を検出する異常検出装置には限定されない。 Further, in the embodiment, as an abnormality detection device, an abnormality in a damper device attached to two bogies in one railway vehicle provided with a vehicle body and two bogies supporting the vehicle body is detected. explained things. However, the abnormality detection device of the embodiment is an abnormality detection device that detects an abnormality in the damper devices attached to the two bogies when the two bogies are provided in one railway vehicle. is not limited.

そのため、実施の形態の異常検出装置が異常を検出する2台の台車を、列車を編成する1両の鉄道車両に備えられた車体をそれぞれ支持するか、又は、列車を編成する2両の鉄道車両に備えられた2つの車体の各々をそれぞれ支持する、第1台車及び第2台車であって、第2台車が第1台車よりも列車の進行方向における後方に配置された、第1台車及び第2台車、と言い換えることができる。 Therefore, the two bogies for which the abnormality detection device of the embodiment detects an abnormality are respectively supported by the car bodies provided in one railroad vehicle that composes the train, or two railroad cars that compose the train. A first bogie and a second bogie respectively supporting two car bodies provided on the rolling stock, wherein the second bogie is arranged behind the first bogie in the traveling direction of the train. It can be rephrased as a second truck.

このような場合、実施の形態の異常検出装置で説明した前位台車を、第1台車と言い換え、実施の形態の異常検出装置で説明した後位台車を、第2台車と言い換えることができる。また、実施の形態の異常検出装置を、列車を編成する1両の鉄道車両に備えられた車体をそれぞれ支持するか、又は、列車を編成する2両の鉄道車両に備えられた2つの車体の各々をそれぞれ支持する、第1台車及び第2台車であって、第2台車が第1台車よりも列車の進行方向における後方に配置された、第1台車及び第2台車、に取り付けられたダンパ装置の異常を検出する異常検出装置に適用することができる。 In such a case, the front truck described in the abnormality detection device of the embodiment can be called the first truck, and the rear truck described in the abnormality detection device of the embodiment can be called the second truck. Further, the anomaly detection device of the embodiment may be mounted on each of the car bodies provided in one railroad car that composes a train, or on two car bodies provided in two railcars that compose a train. A damper attached to a first bogie and a second bogie that respectively support each, the second bogie being arranged behind the first bogie in the traveling direction of the train It can be applied to an abnormality detection device that detects an abnormality in a device.

また、上記実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。 Also, part of the contents described in the above embodiment will be described below.

[付記1]
列車を編成する1両又は2両の鉄道車両であって、前記1両の鉄道車両に備えられた車体をそれぞれ支持するか又は前記2両の鉄道車両に備えられた2つの車体の各々をそれぞれ支持する第1台車及び第2台車と、前記第1台車に取り付けられた第1ダンパ装置と、前記第2台車に取り付けられた第2ダンパ装置と、を備えた前記1両又は2両の鉄道車両における、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出する異常検出装置において、
前記第1台車に設けられ、且つ、前後方向の加速度、左右方向の加速度及び上下方向の加速度、並びに、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度、を含む6つの物理量、のうちのいずれかの物理量である、第1物理量を測定する第1測定部と、
前記第2台車に設けられ、且つ、前記第1物理量を測定する第2測定部と、
前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出する検出処理を実行する処理部と、
を有し、
前記第2台車は前記第1台車よりも前記列車の進行方向における後方に配置され、
前記処理部は、
前記列車が第1線路上を走行する際に、前記第1測定部により前記第1物理量を測定し、前記第2測定部により前記第1物理量を測定し、前記第1測定部により測定された前記第1物理量の第1測定値、及び、前記第2測定部により測定された前記第1物理量の第2測定値、を記録する第1記録処理、を繰り返し実行することにより、前記列車の前記第1線路上における第1起点からの第1移動距離と前記第1測定値との関係を示す第1データ、及び、前記第1移動距離と前記第2測定値との関係を示す第2データ、を取得する、第1取得処理を実行し、
前記第1データと前記第2データとの第1相互相関関数であって、且つ、前記第1データ及び前記第2データのうち一方が他方に対して前記第1移動距離軸方向にシフトされる第1シフト距離を第1変数とする前記第1相互相関関数、を演算する、第1演算処理を実行し、
前記処理部は、前記第1演算処理では、前記第1変数に第1所定距離を代入した場合の、前記第1相互相関関数の第1演算値を演算し、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第1演算処理にて演算された前記第1相互相関関数の前記第1演算値に基づいて、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出し、
前記第1所定距離は、前記第1所定距離と、前記第1台車と前記第2台車との台車中心間距離と、の差が0になるか又は所定の範囲内になるように設定される、異常検出装置。
[Appendix 1]
One or two railcars forming a train, each supporting a carbody provided on said one railcar or supporting each of two carbodies provided on said two railcars. The one or two railroad cars comprising supporting first and second bogies, a first damper device attached to the first bogie, and a second damper device attached to the second bogie In an abnormality detection device for detecting an abnormality in the first damper device and the second damper device in a vehicle,
Any one of six physical quantities provided on the first bogie and including longitudinal acceleration, lateral acceleration, vertical acceleration, roll angular velocity, pitch angular velocity and yaw angular velocity. a first measuring unit that measures a first physical quantity;
a second measuring unit provided on the second carriage and measuring the first physical quantity;
a processing unit that executes a detection process for detecting an abnormality in the first damper device and the second damper device;
has
The second bogie is arranged behind the first bogie in the traveling direction of the train,
The processing unit is
When the train runs on the first track, the first measurement unit measures the first physical quantity, the second measurement unit measures the first physical quantity, and the first measurement unit measures the first physical quantity. By repeatedly executing a first recording process for recording a first measured value of the first physical quantity and a second measured value of the first physical quantity measured by the second measuring unit, the First data indicating the relationship between the first distance traveled from the first starting point on the first track and the first measured value, and second data indicating the relationship between the first distance traveled and the second measured value. , executing a first acquisition process,
a first cross-correlation function of said first data and said second data, wherein one of said first data and said second data is shifted relative to the other in said first travel distance axis direction; performing a first calculation process for calculating the first cross-correlation function with the first shift distance as the first variable;
The processing unit, in the first calculation process, calculates a first calculated value of the first cross-correlation function when a first predetermined distance is substituted for the first variable,
In the detection process, the processing unit detects an abnormality in the first damper device and the second damper device based on the first calculated value of the first cross-correlation function calculated in the first calculation process. detect and
The first predetermined distance is set such that the difference between the first predetermined distance and the center-to-center distance between the first and second trucks is 0 or is within a predetermined range. , anomaly detector.

本発明は、鉄道車両におけるダンパ装置の異常を検出する異常検出装置及び異常検出方法に適用して有効である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is effective when applied to an abnormality detection device and an abnormality detection method for detecting an abnormality in a damper device in a railway vehicle.

1 異常検出装置
2 車体
2a ヨーダンパ受け
3 台車
3a 前位台車
3b 後位台車
3c 車輪
3d 車軸
3e 軸箱
3f 台車枠
3g 軸ばね
3h 空気ばね
5、5a、5b ダンパ装置
7 鉄道車両
11、11a、11b ヨーダンパ
13、13a、13b 左右動ダンパ
15、15a、15b 軸ダンパ
21、21a、21b、23、MP1 測定部
21c、21d 慣性センサ
25 処理部
25a 収録解析装置
27 移動距離算出部
31 第1取得処理部
32 第1演算処理部
33 検出処理部
34 第2演算処理部
35 第2取得処理部
36 第3取得処理部
37 第3演算処理部
38 第4取得処理部
39 第4演算処理部
40 第5取得処理部
41 第5演算処理部
51 シリンダ
52 ピン付きゴムブッシュ
53 軸部
54 外筒部
55 ゴム部
56 バネ
57 ダッシュポット
CG1、CG2 重心
CV1~CV5 演算値
DM1 ダンパ
DS1、DS11~DS14、DS2、DS21 移動距離
DT1、DT2、DT21、DT22、DT3、DT4、DT5、DT51 データ
DT6、DT7、DT71、DT8、DT9、DT91 データ
FN1~FN5 相互相関関数
GP1 所定間隔
LT 台車中心間距離
MV1~MV7 測定値
PD1 所定距離
PD2 シフト距離
PQ1~PQ3 物理量
R レール
SP1 走行速度
SP2 車体ヨー角速度

REFERENCE SIGNS LIST 1 abnormality detection device 2 car body 2a yaw damper receiver 3 bogie 3a front bogie 3b rear bogie 3c wheel 3d axle 3e axle box 3f bogie frame 3g axle spring 3h air spring 5, 5a, 5b damper device 7 railcar 11, 11a, 11b Yaw dampers 13, 13a, 13b Horizontal dampers 15, 15a, 15b Axial dampers 21, 21a, 21b, 23, MP1 Measuring units 21c, 21d Inertial sensor 25 Processing unit 25a Recording analysis device 27 Moving distance calculating unit 31 First acquisition processing unit 32 First calculation processing unit 33 Detection processing unit 34 Second calculation processing unit 35 Second acquisition processing unit 36 Third acquisition processing unit 37 Third calculation processing unit 38 Fourth acquisition processing unit 39 Fourth calculation processing unit 40 Fifth acquisition Processing unit 41 Fifth arithmetic processing unit 51 Cylinder 52 Rubber bushing 53 with pin 53 Shaft 54 Outer cylinder 55 Rubber 56 Spring 57 Dashpot CG1, CG2 Center of gravity CV1-CV5 Calculated value DM1 Damper DS1, DS11-DS14, DS2, DS21 Movement distance DT1, DT2, DT21, DT22, DT3, DT4, DT5, DT51 Data DT6, DT7, DT71, DT8, DT9, DT91 Data FN1-FN5 Cross-correlation function GP1 Predetermined interval LT Center-to-car distance MV1-MV7 Measured value PD1 Predetermined distance PD2 Shift distance PQ1 to PQ3 Physical quantity R Rail SP1 Running speed SP2 Vehicle yaw angular velocity

Claims (12)

車体と、前記車体の前方部分を支持する前位台車と、前記車体の後方部分を支持する後位台車と、前記前位台車に取り付けられた第1ダンパ装置と、前記後位台車に取り付けられた第2ダンパ装置と、を備えた鉄道車両における、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出する異常検出装置において、
前記前位台車に設けられ、且つ、前後方向の加速度、左右方向の加速度及び上下方向の加速度、並びに、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度、を含む6つの物理量、のうちのいずれかの物理量である、第1物理量を測定する第1測定部と、
前記後位台車に設けられ、且つ、前記第1物理量を測定する第2測定部と、
前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出する検出処理を実行する処理部と、
を有し、
前記処理部は、
前記鉄道車両が第1線路上を走行する際に、前記第1測定部により前記第1物理量を測定し、前記第2測定部により前記第1物理量を測定し、前記第1測定部により測定された前記第1物理量の第1測定値、及び、前記第2測定部により測定された前記第1物理量の第2測定値、を記録する第1記録処理、を繰り返し実行することにより、前記鉄道車両の前記第1線路上における第1起点からの第1移動距離と前記第1測定値との関係を示す第1データ、及び、前記第1移動距離と前記第2測定値との関係を示す第2データ、を取得する、第1取得処理を実行し、
前記第1データと前記第2データとの第1相互相関関数であって、且つ、前記第1データ及び前記第2データのうち一方が他方に対して前記第1移動距離軸方向にシフトされる第1シフト距離を第1変数とする前記第1相互相関関数、を演算する、第1演算処理を実行し、
前記処理部は、前記第1演算処理では、前記第1変数に第1所定距離を代入した場合の、前記第1相互相関関数の第1演算値を演算し、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第1演算処理にて演算された前記第1相互相関関数の前記第1演算値に基づいて、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出し、
前記第1所定距離は、前記第1所定距離と、前記前位台車と前記後位台車との台車中心間距離と、の差が0になるか又は所定の範囲内になるように設定される、異常検出装置。
A vehicle body, a front bogie that supports a front portion of the vehicle body, a rear bogie that supports a rear portion of the vehicle body, a first damper device attached to the front bogie, and a damper device attached to the rear bogie. and a second damper device comprising:
Any one of six physical quantities provided on the front bogie and including longitudinal acceleration, lateral acceleration, vertical acceleration, roll angular velocity, pitch angular velocity and yaw angular velocity. a first measuring unit that measures a first physical quantity;
a second measuring unit provided on the rear bogie and measuring the first physical quantity;
a processing unit that executes a detection process for detecting an abnormality in the first damper device and the second damper device;
has
The processing unit is
When the railway vehicle runs on the first track, the first measurement unit measures the first physical quantity, the second measurement unit measures the first physical quantity, and the first measurement unit measures the first physical quantity. By repeatedly executing a first recording process for recording the first measured value of the first physical quantity and the second measured value of the first physical quantity measured by the second measuring unit, the railway vehicle First data showing the relationship between the first distance traveled from the first starting point on the first track and the first measured value, and the first data showing the relationship between the first distance traveled and the second measured value 2, executing a first acquisition process to acquire data;
a first cross-correlation function of said first data and said second data, wherein one of said first data and said second data is shifted relative to the other in said first travel distance axis direction; performing a first calculation process for calculating the first cross-correlation function with the first shift distance as the first variable;
The processing unit, in the first calculation process, calculates a first calculated value of the first cross-correlation function when a first predetermined distance is substituted for the first variable,
In the detection process, the processing unit detects an abnormality in the first damper device and the second damper device based on the first calculated value of the first cross-correlation function calculated in the first calculation process. detect and
The first predetermined distance is set such that the difference between the first predetermined distance and the center-to-center distance between the front and rear trucks is 0 or is within a predetermined range. , anomaly detector.
請求項1に記載の異常検出装置において、
前記処理部は、前記第1取得処理では、前記鉄道車両が前記第1線路上を第1所定間隔だけ走行するたびに、前記第1記録処理を繰り返し実行することにより、前記第1移動距離と前記第1測定値との関係を前記第1所定間隔ごとに示す前記第1データ、及び、前記第1移動距離と前記第2測定値との関係を前記第1所定間隔ごとに示す第2データ、を取得し、
前記第1所定距離は、前記第1所定距離と、前記台車中心間距離と、の差が前記第1所定間隔以下になるように設定される、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to claim 1,
In the first acquisition process, the processing unit repeats the first recording process each time the railroad vehicle travels on the first track for a first predetermined interval, thereby obtaining the first movement distance and the The first data indicating the relationship with the first measured value at the first predetermined interval, and the second data indicating the relationship between the first moving distance and the second measured value at the first predetermined interval. , to get the
The abnormality detection device, wherein the first predetermined distance is set such that a difference between the first predetermined distance and the center-to-center distance of the truck is equal to or less than the first predetermined interval.
請求項2に記載の異常検出装置において、
前記処理部は、
前記第1データと前記第2データとの第2相互相関関数であって、且つ、前記第1データ及び前記第2データのうち一方が他方に対して前記第1移動距離軸方向にシフトされる第2シフト距離を第2変数とする前記第2相互相関関数、を演算する、第2演算処理を実行し、
前記第2シフト距離を変更しながら前記第2演算処理を繰り返し実行することにより、前記第2シフト距離と、前記第2演算処理にて演算された前記第2相互相関関数の第2演算値と、の関係を示す第3データを取得する、第2取得処理を実行し、
前記処理部は、前記第1演算処理では、前記第3データに含まれ、それぞれ前記第2シフト距離と前記第2演算値とを含む複数の組であって、且つ、前記第2シフト距離と前記台車中心間距離との差が前記第1所定間隔以下である前記複数の組のうち、前記第2演算値が最大となる組に含まれる前記第2演算値を前記第1演算値として抽出することにより、前記第1相互相関関数の前記第1演算値を演算する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to claim 2,
The processing unit is
a second cross-correlation function of said first data and said second data, wherein one of said first data and said second data is shifted relative to the other in said first movement distance axis direction; performing a second calculation process of calculating the second cross-correlation function with the second shift distance as a second variable;
By repeatedly executing the second calculation process while changing the second shift distance, the second shift distance and the second calculated value of the second cross-correlation function calculated in the second calculation process are obtained. , executing a second acquisition process for acquiring third data indicating the relationship between
In the first arithmetic processing, the processing unit generates a plurality of sets, each of which is included in the third data and each includes the second shift distance and the second calculated value, and the second shift distance and the The second calculated value included in the set having the largest second calculated value among the plurality of sets whose difference from the center-to-center distance of the bogie is equal to or less than the first predetermined interval is extracted as the first calculated value. The abnormality detection device that calculates the first calculated value of the first cross-correlation function by:
請求項2に記載の異常検出装置において、
前記処理部は、
前記第1取得処理を実行する前に、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置に異常が発生していない状態で、前記鉄道車両が前記第2線路上を前記第1所定間隔だけ走行するたびに、前記第1記録処理を繰り返し実行することにより、前記鉄道車両の前記第2線路上における第2起点からの第2移動距離と前記第1測定値との関係を前記第1所定間隔ごとに示す第4データ、及び、前記第2移動距離と前記第2測定値との関係を前記第1所定間隔ごとに示す第5データ、を取得する、第3取得処理を実行し、
前記第4データと前記第5データとの第3相互相関関数であって、且つ、前記第4データ及び前記第5データのうち一方が他方に対して前記第2移動距離軸方向にシフトされる第3シフト距離を第3変数とする前記第3相互相関関数、を演算する、第3演算処理を実行し、
前記処理部は、前記第3演算処理では、前記第3変数に前記第1所定距離を代入した場合の、前記第3相互相関関数の第3演算値を演算し、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第3演算処理にて演算された前記第3相互相関関数の前記第3演算値に対する前記第1演算値の割合である第1値を算出し、算出された前記第1値を予め設定された第1閾値と比較し、前記第1値が前記第1閾値を超えた場合、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置に異常が発生していないと判定し、前記第1値が前記第1閾値以下の場合、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置に異常が発生したと判定する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to claim 2,
The processing unit is
Before executing the first acquisition process, the railway vehicle travels on the second track for the first predetermined interval in a state in which no abnormality has occurred in the first damper device and the second damper device. each time, by repeatedly executing the first recording process, the relationship between the second moving distance from the second starting point of the railway vehicle on the second track and the first measured value is recorded at every first predetermined interval. and fifth data indicating the relationship between the second movement distance and the second measurement value at each first predetermined interval, performing a third acquisition process,
a third cross-correlation function of said fourth data and said fifth data, wherein one of said fourth data and said fifth data is shifted relative to the other in said second movement distance axis direction; performing a third calculation process of calculating the third cross-correlation function with the third shift distance as a third variable;
In the third calculation process, the processing unit calculates a third calculated value of the third cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the third variable,
In the detection process, the processing unit calculates a first value that is a ratio of the first calculated value to the third calculated value of the third cross-correlation function calculated in the third calculation process, and calculates The obtained first value is compared with a preset first threshold value, and if the first value exceeds the first threshold value, no abnormality has occurred in the first damper device and the second damper device. and determining that an abnormality has occurred in the first damper device and the second damper device when the first value is equal to or less than the first threshold value.
請求項1に記載の異常検出装置において、
前記車体のヨー角速度を測定する第3測定部を有し、
前記処理部は、前記第1取得処理では、前記鉄道車両が前記第1線路上を走行する際に、前記第1測定部により前記第1物理量を測定し、前記第2測定部により前記第1物理量を測定し、前記第3測定部により前記車体のヨー角速度である車体ヨー角速度を測定し、測定された前記車体ヨー角速度の第3測定値を予め設定された第2閾値と比較し、前記第3測定値が前記第2閾値以下の場合に、前記第1測定値及び前記第2測定値を記録する前記第1記録処理、を繰り返し実行することにより、前記第1データ及び前記第2データを取得する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to claim 1,
Having a third measuring unit for measuring the yaw angular velocity of the vehicle body,
In the first acquisition process, the processing unit measures the first physical quantity using the first measurement unit when the railroad vehicle travels on the first track, and measures the first physical quantity using the second measurement unit. A physical quantity is measured, a vehicle body yaw angular velocity, which is the yaw angular velocity of the vehicle body, is measured by the third measuring unit, and the measured third measured value of the vehicle body yaw angular velocity is compared with a preset second threshold value to determine the By repeatedly executing the first recording process of recording the first measured value and the second measured value when the third measured value is equal to or less than the second threshold value, the first data and the second data An anomaly detection device that acquires
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の異常検出装置において、
前記第1ダンパ装置は、前記車体と前記前位台車との間にそれぞれ設けられ、且つ、前記車体の左右両側にそれぞれ配置された2つの第1ヨーダンパを有し、
前記第2ダンパ装置は、前記車体と前記後位台車との間にそれぞれ設けられ、且つ、前記車体の左右両側にそれぞれ配置された2つの第2ヨーダンパを有し、
前記第1物理量は、ヨー角速度であり、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第1演算値に基づいて、前記2つの第1ヨーダンパ及び前記2つの第2ヨーダンパのいずれかの異常を検出する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to any one of claims 2 to 4,
The first damper device has two first yaw dampers respectively provided between the vehicle body and the front bogie and arranged on both left and right sides of the vehicle body,
The second damper device has two second yaw dampers respectively provided between the vehicle body and the trailing bogie and arranged on both left and right sides of the vehicle body,
the first physical quantity is a yaw angular velocity;
The abnormality detection device, wherein in the detection process, the processing unit detects an abnormality in one of the two first yaw dampers and the two second yaw dampers based on the first calculated value.
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の異常検出装置において、
前記第1ダンパ装置は、前記車体と前記前位台車との間に設けられた第1左右動ダンパを有し、
前記第2ダンパ装置は、前記車体と前記後位台車との間に設けられた第2左右動ダンパを有し、
前記第1物理量は、左右方向の加速度であり、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第1演算値に基づいて、前記第1左右動ダンパ及び前記第2左右動ダンパのいずれかの異常を検出する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to any one of claims 2 to 4,
The first damper device has a first lateral damper provided between the vehicle body and the front bogie,
The second damper device has a second lateral damper provided between the vehicle body and the rear bogie,
The first physical quantity is acceleration in the left-right direction,
The abnormality detection device, wherein in the detection process, the processing unit detects an abnormality in either the first lateral motion damper or the second lateral motion damper based on the first calculated value.
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の異常検出装置において、
前記第1測定部は、前記6つの物理量のうちのいずれかの物理量であり、且つ、前記第1物理量と異なる種類の物理量である、第2物理量を測定し、
前記第2測定部は、前記第2物理量を測定し、
前記処理部は、
前記鉄道車両が前記第1線路上を前記第1所定間隔だけ走行するたびに、前記第1測定部により前記第2物理量を測定し、前記第2測定部により前記第2物理量を測定し、前記第1測定部により測定された前記第2物理量の第4測定値、及び、前記第2測定部により測定された前記第2物理量の第5測定値、を記録する第2記録処理、を繰り返し実行することにより、前記第1移動距離と前記第4測定値との関係を示す第6データ、及び、前記第1移動距離と前記第5測定値との関係を示す第7データ、を取得する、第4取得処理を実行し、
前記第6データと前記第7データとの第4相互相関関数であって、且つ、前記第6データ及び前記第7データのうち一方が他方に対して前記第1移動距離軸方向にシフトされる第4シフト距離を第4変数とする前記第4相互相関関数、を演算する、第4演算処理を実行し、
前記処理部は、前記第4演算処理では、前記第4変数に前記第1所定距離を代入した場合の、前記第4相互相関関数の第4演算値を演算し、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第4演算処理にて演算された前記第4相互相関関数の前記第4演算値及び前記第1演算値に基づいて、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to any one of claims 2 to 4,
The first measurement unit measures a second physical quantity, which is one of the six physical quantities and is a different type of physical quantity from the first physical quantity,
The second measurement unit measures the second physical quantity,
The processing unit is
Each time the railcar travels on the first track for the first predetermined interval, the first measurement unit measures the second physical quantity, the second measurement unit measures the second physical quantity, and Repeatedly executing a second recording process of recording a fourth measured value of the second physical quantity measured by the first measuring unit and a fifth measured value of the second physical quantity measured by the second measuring unit By doing so, obtain sixth data indicating the relationship between the first moving distance and the fourth measured value, and seventh data indicating the relationship between the first moving distance and the fifth measured value, Execute a fourth acquisition process,
a fourth cross-correlation function of said sixth data and said seventh data, wherein one of said sixth data and said seventh data is shifted relative to the other in said first movement distance axis direction performing a fourth calculation process of calculating the fourth cross-correlation function with the fourth shift distance as a fourth variable;
In the fourth calculation process, the processing unit calculates a fourth calculated value of the fourth cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the fourth variable,
In the detection process, the processing unit performs the first damper device and the first damper device based on the fourth calculated value and the first calculated value of the fourth cross-correlation function calculated in the fourth calculation process. 2 An abnormality detection device that detects an abnormality in the damper device.
請求項8に記載の異常検出装置において、
前記第1ダンパ装置は、前記前位台車の前後左右にそれぞれ設けられた4つの第1軸ダンパを有し、
前記第2ダンパ装置は、前記後位台車の前後左右にそれぞれ設けられた4つの第2軸ダンパを有し、
前記第1物理量は、左右方向の加速度であり、
前記第2物理量は、ロール角速度であり、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第4演算値及び前記第1演算値に基づいて、前記4つの第1軸ダンパ及び前記4つの第2軸ダンパのいずれかの異常を検出する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to claim 8,
The first damper device has four first shaft dampers respectively provided on the front, rear, left, and right of the front bogie,
The second damper device has four second shaft dampers provided on the front, rear, left, and right sides of the rear bogie,
The first physical quantity is acceleration in the left-right direction,
The second physical quantity is roll angular velocity,
In the detection process, the processing unit detects an abnormality in one of the four first shaft dampers and the four second shaft dampers based on the fourth calculated value and the first calculated value. detection device.
請求項8に記載の異常検出装置において、
前記第1ダンパ装置は、前記車体と前記前位台車との間にそれぞれ設けられ、且つ、前記車体の左右両側にそれぞれ配置された2つの第3ヨーダンパを有し、
前記第2ダンパ装置は、前記車体と前記後位台車との間にそれぞれ設けられ、且つ、前記車体の左右両側にそれぞれ配置された2つの第4ヨーダンパを有し、
前記第1物理量は、前後方向の加速度であり、
前記第2物理量は、ヨー角速度であり、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第4演算値及び前記第1演算値に基づいて、前記2つの第3ヨーダンパ及び前記2つの第4ヨーダンパのいずれかの異常を検出する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to claim 8,
The first damper device has two third yaw dampers respectively provided between the vehicle body and the front bogie and arranged on both left and right sides of the vehicle body,
The second damper device has two fourth yaw dampers respectively provided between the vehicle body and the trailing bogie and arranged on both left and right sides of the vehicle body,
the first physical quantity is acceleration in the longitudinal direction;
the second physical quantity is a yaw angular velocity;
The abnormality detection device, wherein in the detection process, the processing unit detects an abnormality in one of the two third yaw dampers and the two fourth yaw dampers based on the fourth calculated value and the first calculated value. .
請求項8に記載の異常検出装置において、
前記第1測定部は、前記6つの物理量のうちのいずれかの物理量であり、且つ、前記第1物理量及び前記第2物理量のいずれとも異なる種類の物理量である、第3物理量を測定し、
前記第2測定部は、前記第3物理量を測定し、
前記処理部は、
前記鉄道車両が前記第1線路上を前記第1所定間隔だけ走行するたびに、前記第1測定部により前記第3物理量を測定し、前記第2測定部により前記第3物理量を測定し、前記第1測定部により測定された前記第3物理量の第6測定値、及び、前記第2測定部により測定された前記第3物理量の第7測定値、を記録する第3記録処理、を繰り返し実行することにより、前記第1移動距離と前記第6測定値との関係を示す第8データ、及び、前記第1移動距離と前記第7測定値との関係を示す第9データ、を取得する、第5取得処理を実行し、
前記第8データと前記第9データとの第5相互相関関数であって、且つ、前記第8データ及び前記第9データのうち一方が他方に対して前記第1移動距離軸方向にシフトされる第5シフト距離を第5変数とする前記第5相互相関関数、を演算する、第5演算処理を実行し、
前記処理部は、前記第5演算処理では、前記第5変数に前記第1所定距離を代入した場合の、前記第5相互相関関数の第5演算値を演算し、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第5演算処理にて演算された前記第5相互相関関数の前記第5演算値、前記第4演算値及び前記第1演算値に基づいて、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出し、
前記第1ダンパ装置は、前記前位台車の前後左右にそれぞれ設けられた4つの第3軸ダンパを有し、
前記第2ダンパ装置は、前記後位台車の前後左右にそれぞれ設けられた4つの第4軸ダンパを有し、
前記第1物理量は、前後方向の加速度であり、
前記第2物理量は、左右方向の加速度であり、
前記第3物理量は、ロール角速度であり、
前記処理部は、前記検出処理では、前記第5演算値、前記第4演算値及び前記第1演算値に基づいて、前記4つの第3軸ダンパ及び前記4つの第4軸ダンパのいずれかの異常を検出する、異常検出装置。
In the abnormality detection device according to claim 8,
The first measurement unit measures a third physical quantity, which is one of the six physical quantities and is a different type of physical quantity from both the first physical quantity and the second physical quantity,
The second measurement unit measures the third physical quantity,
The processing unit is
Each time the railcar travels on the first track for the first predetermined interval, the first measurement unit measures the third physical quantity, the second measurement unit measures the third physical quantity, and Repeatedly executing a third recording process of recording a sixth measured value of the third physical quantity measured by the first measuring unit and a seventh measured value of the third physical quantity measured by the second measuring unit By doing so, obtain eighth data indicating the relationship between the first movement distance and the sixth measurement value, and ninth data indicating the relationship between the first movement distance and the seventh measurement value, Execute a fifth acquisition process,
a fifth cross-correlation function of the eighth data and the ninth data, wherein one of the eighth data and the ninth data is shifted relative to the other in the first movement distance axis direction; performing a fifth calculation process of calculating the fifth cross-correlation function with the fifth shift distance as a fifth variable;
The processing unit, in the fifth calculation process, calculates a fifth calculated value of the fifth cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the fifth variable,
In the detection process, the processing unit performs the first detecting an abnormality in the first damper device and the second damper device;
The first damper device has four third shaft dampers respectively provided on the front, rear, left, and right of the front bogie,
The second damper device has four fourth shaft dampers provided on the front, rear, left and right of the rear bogie, respectively,
the first physical quantity is acceleration in the longitudinal direction;
the second physical quantity is acceleration in the left-right direction;
the third physical quantity is roll angular velocity,
In the detection process, the processing unit detects any one of the four third-axis dampers and the four fourth-axis dampers based on the fifth calculated value, the fourth calculated value, and the first calculated value. An anomaly detection device that detects an anomaly.
車体と、前記車体の前方部分を支持する前位台車と、前記車体の後方部分を支持する後位台車と、前記前位台車に取り付けられた第1ダンパ装置と、前記後位台車に取り付けられた第2ダンパ装置と、を備えた鉄道車両における、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出する異常検出装置を用いた異常検出方法において、
前記異常検出装置は、
前記前位台車に設けられ、且つ、前後方向の加速度、左右方向の加速度及び上下方向の加速度、並びに、ロール角速度、ピッチ角速度及びヨー角速度、を含む6つの物理量、のうちのいずれかの物理量である、第1物理量を測定する第1測定部と、
前記後位台車に設けられ、且つ、前記第1物理量を測定する第2測定部と、
前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出する検出処理を実行する処理部と、
を有し、
前記異常検出方法は、
(a)前記処理部が、前記鉄道車両が第1線路上を走行する際に、前記第1測定部により前記第1物理量を測定し、前記第2測定部により前記第1物理量を測定し、前記第1測定部により測定された前記第1物理量の第1測定値、及び、前記第2測定部により測定された前記第1物理量の第2測定値、を記録する第1記録処理、を繰り返し実行することにより、前記鉄道車両の前記第1線路上における第1起点からの第1移動距離と前記第1測定値との関係を示す第1データ、及び、前記第1移動距離と前記第2測定値との関係を示す第2データ、を取得するステップ、
(b)前記処理部が、前記第1データと前記第2データとの第1相互相関関数であって、且つ、前記第1データ及び前記第2データのうち一方が他方に対して前記第1移動距離軸方向にシフトされる第1シフト距離を第1変数とする前記第1相互相関関数、を演算するステップ、
(c)前記処理部が、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出するステップ、
を有し、
前記(b)ステップでは、前記処理部は、前記第1変数に第1所定距離を代入した場合の、前記第1相互相関関数の第1演算値を演算し、
前記(c)ステップでは、前記処理部は、前記(b)ステップにて演算された前記第1相互相関関数の前記第1演算値に基づいて、前記第1ダンパ装置及び前記第2ダンパ装置の異常を検出し、
前記第1所定距離は、前記第1所定距離と、前記前位台車と前記後位台車との台車中心間距離と、の差が0になるか又は所定の範囲内になるように設定される、異常検出方法。

A vehicle body, a front bogie that supports a front portion of the vehicle body, a rear bogie that supports a rear portion of the vehicle body, a first damper device attached to the front bogie, and a damper device attached to the rear bogie. and a second damper device comprising:
The abnormality detection device is
Any one of six physical quantities provided on the front bogie and including longitudinal acceleration, lateral acceleration, vertical acceleration, roll angular velocity, pitch angular velocity and yaw angular velocity. a first measuring unit that measures a first physical quantity;
a second measuring unit provided on the rear bogie and measuring the first physical quantity;
a processing unit that executes a detection process for detecting an abnormality in the first damper device and the second damper device;
has
The anomaly detection method includes:
(a) the processing unit measures the first physical quantity by the first measurement unit and measures the first physical quantity by the second measurement unit when the railroad vehicle travels on the first track; repeating a first recording process of recording a first measured value of the first physical quantity measured by the first measuring unit and a second measured value of the first physical quantity measured by the second measuring unit; By executing, first data indicating the relationship between the first travel distance from the first starting point of the rail vehicle on the first track and the first measurement value, and the first travel distance and the second obtaining second data indicating a relationship with the measured value;
(b) the processing unit is a first cross-correlation function of the first data and the second data, and one of the first data and the second data is the first cross-correlation function with respect to the other; calculating the first cross-correlation function with the first shift distance shifted in the movement distance axis direction as the first variable;
(c) a step in which the processing unit detects an abnormality in the first damper device and the second damper device;
has
In step (b), the processing unit calculates a first calculated value of the first cross-correlation function when the first predetermined distance is substituted for the first variable,
In the step (c), the processing unit performs the calculation of the first damper device and the second damper device based on the first calculated value of the first cross-correlation function calculated in the step (b). detect anomalies,
The first predetermined distance is set such that the difference between the first predetermined distance and the center-to-center distance between the front and rear trucks is 0 or is within a predetermined range. , anomaly detection methods.

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