JP5653677B2 - Breaking breakage detector for level crossing breaker - Google Patents
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Description
本発明は、踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置に関する。 The present invention relates to a breakage breakage detecting device for a level crossing breaker.
従来、踏切しゃ断機では、主に自動車によるしゃ断かんの折損が度々発生している。これは、例えば、自動車がしゃ断かんの降下完了の直前に踏切を強引に通過しようとしたり、しゃ断かんによって閉じ込められた踏切内から脱出しようとしたりして発生する。このようなしゃ断かんの折損は、踏切への侵入防止の機能が失われて非常に危険であるため、速やかに検知される必要がある。 Conventionally, in a railroad crossing breaker, breakage of the cut off mainly by an automobile has frequently occurred. This occurs, for example, when an automobile attempts to forcibly pass through a railroad crossing just before the completion of the lowering of the shield or to escape from within a railroad crossed by the barrier. Such breakage of the breaker is very dangerous because the function of preventing entry to the level crossing is lost, so it must be detected promptly.
このしゃ断かんの折損を検知するために、しゃ断かんを動作させる電動モータの電流データを用いる技術がある。
特許文献1に記載の装置にあっては、モータ電流の時系列データの線形統計量を算出して、その線形統計量の合計値を求めるとともに、時系列データに基づいて軌道平行測度を演算して非線形統計量を算出し、非線形統計量の平均値を求め、線形統計量の合計値および非線形統計量の平均値をそれぞれ評価関数として、2次元空間にプロットし、プロットされた外側の各点により形成される領域を正常エリアとする。その後、しゃ断機が動作するたびに、しゃ断機が動作したときの電流データを収集して、線形統計量の合計値および非線形統計量の平均値を求め、これらを2次元空間にプロットした点が正常エリアの外部に存在すれば、しゃ断かんの折損と判断する。
In order to detect the breakage of the breaker, there is a technique that uses current data of an electric motor that operates the breaker.
In the apparatus described in Patent Document 1, a linear statistic of time series data of motor current is calculated to obtain a total value of the linear statistic, and a trajectory parallel measure is calculated based on the time series data. To calculate the nonlinear statistic, determine the average value of the nonlinear statistic, plot the total value of the linear statistic and the average value of the nonlinear statistic in the two-dimensional space as evaluation functions, respectively, The region formed by the above is defined as a normal area. After that, every time the breaker operates, current data when the breaker operates is collected, the total value of the linear statistics and the average value of the nonlinear statistics are obtained, and the points plotted in the two-dimensional space are If it exists outside the normal area, it is determined that the blockage is broken.
しかし、特許文献1記載の発明にあっては、正常エリアを決定するためにモータ電流の時系列データを大量に蓄積する必要があり、蓄積データ数が少なければ検知精度が低下し、ある程度の検知精度を得るために蓄積データ数を多くするとデータ収集作業に時間を要してしまう。
また、特許文献1記載の発明にあっては、「軌道平行測度」等のパラメータがユーザにとって直感しにくいため、導入に理解が得がたいとともにユーザによる設定に委ねる項目を設けることが難しい。
また、しゃ断かんの折損には、しゃ断かんがすべて奪われる完全折損のみならず、いずれかの部位から部分的に奪われる部分折損のほか、折れた部位から先が繋がった状態でぶら下がるぶら下がり折損などの様々な状況があり、いずれも検知すべきである。
しかし、従来技術にあっては、正常を異常と判断したり異常を正常と判断したりする誤検知が生じることがあり、しゃ断かん折損検知の精度を向上するという課題が依然として存在する。
However, in the invention described in Patent Document 1, it is necessary to accumulate a large amount of time-series data of the motor current in order to determine a normal area. If the number of accumulated data is small, the detection accuracy decreases, and a certain degree of detection If the number of accumulated data is increased in order to obtain accuracy, it takes time to collect data.
In the invention described in Patent Document 1, parameters such as “orbit parallel measure” are difficult for the user to understand, so it is difficult to understand the introduction and it is difficult to provide items to be set by the user.
In addition, the breakage of the breaker is not only a complete breakage where all of the breakers are taken away, but also a partial breakage that is partially taken away from any part, and a hanging breakage that hangs while the tip is connected from the broken part. There are a variety of situations, all of which should be detected.
However, in the prior art, there is a case where erroneous detection of determining normality as abnormal or abnormal as normal occurs, and there still remains a problem of improving the accuracy of detection of breaking breakage.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、しゃ断かんを動作させる電動モータの電流データに基づきしゃ断かんの折損を検知するにあたり、折損の有無を正確に判断することができる踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and accurately detects the presence or absence of breakage when detecting breakage of the breaker based on current data of an electric motor that operates the breaker. An object of the present invention is to provide a breakage breakage detecting device for a level crossing breaker capable of performing the above.
以上の課題を解決するための請求項1記載の発明は、鉄道と交差する道路を踏切道の手前で電動モータにより動作するしゃ断かんによって遮断する踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置であって、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する時の前記電動モータの電流値の時系列データを収集するデータ収集部と、
前記時系列データの近似関数を算出する近似演算部と、
前記近似演算部で算出した近似関数をしゃ断かんの個体識別情報と関連付けて蓄積するデータベース部と、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する区間に属する所定の判断基準時における、しゃ断かんを上昇動作させる毎に算出した近似関数の値が、判定許容範囲から逸脱するか否かにより前記しゃ断かんの折損を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is a breakage breakage detecting device for a level crossing cutting machine that cuts off a road intersecting with a railroad by a breaker operated by an electric motor in front of the level crossing.
A data collection unit that collects time-series data of the current value of the electric motor when the cutoff operation moves upward from a substantially horizontal position to a substantially vertical position;
An approximate calculation unit for calculating an approximate function of the time series data;
A database unit that stores the approximate function calculated by the approximate calculation unit in association with individual identification information for cutting, and
Whether or not the value of the approximate function calculated each time the cutoff can be lifted deviates from the judgment allowable range at the time of a predetermined judgment reference belonging to the section in which the cutoff lift moves from the substantially horizontal position to the substantially vertical position A breakage breakage detecting device for a level crossing breaker, comprising: an abnormality determination unit for determining breakage of the breaker.
請求項2記載の発明は、前記近似演算部は、
前記時系列データの入力を受けると、前記時系列データにおける前記電動モータの起動電流を除く前記電動モータ電流中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最大値検出部で検出した最大値となった時間以前又は以後の範囲にある前記時系列データから所定の電流値となる時間を当てはめ区間開始点として設定する当てはめ区間設定部と、を備え、
前記当てはめ区間開始点から収集を中止する時点までの範囲にある前記時系列データに対して前記近似関数を算出することを特徴とする請求項1に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
According to a second aspect of the present invention, the approximate calculation unit includes:
Upon receiving the input of the time series data, a maximum value detection unit that detects a maximum value from the electric motor current excluding the starting current of the electric motor in the time series data;
A fitting section setting unit that sets a time that is a predetermined current value from the time-series data in a range before or after the time when the maximum value detected by the maximum value detecting unit is set as a fitting section start point;
The breakage breakage detection device for a level crossing breaker according to claim 1, wherein the approximate function is calculated for the time series data in a range from the fitting section start point to the point at which collection is stopped. is there.
請求項3記載の発明は、前記データベース部は、前記異常判定部による判定が行われたその都度の判定結果と、判定の対象となった前記しゃ断かんの上昇動作時の前記時系列データ、及び前記近似関数を決定する情報を前記しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて蓄積することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。 According to a third aspect of the present invention, the database unit includes a determination result each time when the determination by the abnormality determination unit is performed, the time-series data at the time of the ascending operation of the blocking device, and The information for determining the approximate function is stored in association with the time at which the cutting operation is lifted, and the breaking / breaking detection device for a crossing cutting machine according to claim 1 or 2.
請求項4記載の発明は、前記データベース部から読み出された近似関数を表示する表示手段と、
前記判定許容範囲をオペレータに設定させる設定手段と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
The invention according to claim 4 is a display means for displaying the approximate function read from the database unit;
The breaking breakage detecting device for a level crossing breaker according to any one of claims 1 to 3, further comprising setting means for allowing an operator to set the allowable determination range.
請求項5記載の発明は、前記データベース部は、折損していない正常なしゃ断かん及び折損防止器等の付属品を取り付けた実際の使用状態で踏切しゃ断機をしゃ断かんの長さ毎に上昇動作させたときの前記電動モータの電流に基づき算出した近似関数並びに同条件で上昇動作を複数繰り返して得た近似関数群をもとに設定した判定許容範囲を記憶していることを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, the database section is moved up every time the length of the crossing cutting machine is cut off in an actual use state in which accessories such as a normal cutting machine that is not broken and a breakage preventer are attached. A determination allowable range set based on an approximate function calculated based on the electric current of the electric motor at the time when the electric motor is operated and an approximate function group obtained by repeating a plurality of ascending operations under the same condition is stored. The breaking breakage detecting device for a level crossing breaker according to any one of claims 1 to 4.
請求項6記載の発明は、前記異常判定部は、しゃ断かん上昇時の所定位置における電動モータの電流値の近似値と同一時点の判定許容範囲の値を比較し、判定許容範囲の値から逸脱したことを検知して折損判定を行うことを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。 In the invention described in claim 6, the abnormality determination unit compares the value of the determination allowable range at the same time point with the approximate value of the electric current value of the electric motor at a predetermined position when the cutoff is raised, and deviates from the value of the determination allowable range. The breakage breakage detecting device for a level crossing breaker according to any one of claims 1 to 5, wherein the breakage determination is performed by detecting the occurrence of breakage.
請求項7記載の発明は、前記異常判定部は、しゃ断かんの位置が略水平時に近い時点における判定許容範囲の値とこれと同一時点の電動モータの電流値の近似値を比較して、折損判定を行うことを特徴とする請求項1から請求項6のうちいずれかに一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。 In the seventh aspect of the invention, the abnormality determination unit compares the value of the determination allowable range at the time when the cutoff position is almost horizontal and the approximate value of the current value of the electric motor at the same time, thereby breaking the breakage. 7. The breakage breakage detecting device for a level crossing breaker according to any one of claims 1 to 6, wherein the determination is performed.
請求項8記載の発明は、前記踏切しゃ断機は、バランスウエイト及びバランス補助機構を有さない踏切しゃ断機であることを特徴とする請求項1から請求項7のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
The invention according to
本発明によれば、踏切しゃ断機を敷設して使用するしゃ断かんを複数回上昇させた時のそれぞれの電動モータの電流値を時系列データとして収集するなどして前記時系列データの近似関数を算出し、予め正常時における複数の近似関数からなる近似関数群等に基づき設定される判定許容範囲を参照して、実稼動時の近似関数が、所定の判定基準時において当該判定許容範囲から逸脱するか否かにより、しゃ断かんの折損を判定する。近似関数により折損有無や折損状況の違いによるモータ電流の時系列変化の違いを顕在化させ、判定許容範囲の設定のみならず、判定基準時の選択により折損の検出精度を追及でき、折損をより正確に判断することができるという効果がある。 According to the present invention, the approximate function of the time series data is obtained by collecting the current values of the respective electric motors as time series data when the leveling machine used by installing the railroad crossing machine is raised a plurality of times. Calculating and referring to a judgment allowable range that is set in advance based on an approximate function group consisting of a plurality of approximate functions at normal time, the approximate function during actual operation deviates from the judgment allowable range at a predetermined judgment reference time. The breakage of the blockage is determined depending on whether or not to do so. The approximation function reveals the difference in the time series change of the motor current due to the presence or absence of breakage and the breakage situation, and not only the setting of the judgment tolerance range, but also the detection accuracy of the breakage can be pursued by selection at the judgment reference time. There is an effect that it can be determined accurately.
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following is one embodiment of the present invention and does not limit the present invention.
図1に示すように踏切しゃ断機1に接続された本実施形態のしゃ断かん折損検知装置2は、データ収集部3と、近似演算部4と、データベース部5と、異常判定部6と、しゃ断かん長設定スイッチ7とを本体部に備え、さらに本体部にコネクタ8を介して着脱自在に接続される設定・モニタ部9とを備える。
As shown in FIG. 1, the breakage breakage detecting device 2 of the present embodiment connected to the railroad crossing breaker 1 includes a
踏切しゃ断機1は、しゃ断かんを水平回動軸に保持し、電動モータによりしゃ断かんを水平位置から垂直位置に、垂直位置から水平位置に昇降動作させる。 The level crossing cutting machine 1 holds the cutting bar on a horizontal rotation shaft, and moves the cutting bar up and down from the horizontal position to the vertical position and from the vertical position to the horizontal position by an electric motor.
データ収集部3は、踏切しゃ断機1からモータ電流、昇降開始信号及び昇降停止信号の入力を受ける。
データ収集部3は、電流センサ31と、A/D変換器32と、データ記憶部33と、時計34とを有する。
データ収集部3は、上昇開始信号を受けるとモータ電流の計測及び時系列データの収集を開始する。すなわち、データ収集部3は、電流センサ31により検出した電流値をA/D変換器32によりA/D変換するとともに、順次時計34により刻まれる時刻に対応付けて蓄積することでモータ電流の時系列データを生成し、データ記憶部33に記憶する。
データ収集部3は、上昇停止信号を受けると一の上昇動作信号に係る時系列データを完結し、この時系列データを近似演算部4に出力する。
The
The
When receiving the rise start signal, the
When the
近似演算部4は、データ収集部3から上記の時系列データの入力を受ける。
近似演算部4は、最大値検出部41と、当てはめ区間決定部42と、近似式演算部43とを有する。
近似演算部4は、時系列データの入力を受けると、まず、最大値検出部41が当該時系列データにおけるモータの起動電流を除くモータ電流の中から最大値を検出する。すなわち、最大値検出部41は、モータの起動電流を除くモータ電流の最大値及び最大値となった時間を特定する。
次に、当てはめ区間決定部42は、最大値となった時間以前又は以後の範囲にある時系列データから最大値の10〜100%の間で定めた電流値となる時間を設定すると、これを当てはめ区間開始点とする。最大値の10〜100%の間での定めは、予めデータベース部5に保存しておくので、当てはめ区間決定部42は、これを参照する。
次に、近似式演算部43は、当てはめ区間開始点から計測中止までの範囲にある時系列データに対し、一次関数、二次関数、三次関数等による近似式の最小2乗法等の手法による当てはめを行って、近似式を決定、すなわち、近似関数を算出する。
時系列データ及びその近似式を決定する情報が、しゃ断かんの固体識別情報に関連付けてデータベース部5に保存される。近似式を決定する情報には、関数の種類とその係数及び定数が相当する。
The approximate calculation unit 4 receives the time series data input from the
The approximate calculation unit 4 includes a maximum
When the approximate calculation unit 4 receives input of time series data, first, the maximum
Next, the fitting
Next, the approximate
Information for determining the time series data and its approximate expression is stored in the database unit 5 in association with the individual identification information of the cutoff. The information for determining the approximate expression corresponds to the type of function and its coefficient and constant.
設定・モニタ部9は、オペレータからの操作信号を入力する入力装置及び表示モニタから構成される。すなわち、設定・モニタ部9は設定手段及び表示手段を構成する。
しゃ断かん折損検知装置2は、設定・モニタ部9から入力される要求に従って、データベース部5から当該要求に係る近似式を決定する情報を読出して近似関数を再計算し、設定・モニタ部9に近似関数をグラフ表示する。しゃ断かん折損検知装置2は、正常時の近似関数、異常時の近似関数とを色分け等により区別可能にして複数の近似関数をグラフ表示する。また、しゃ断かん折損検知装置2は、設定・モニタ部9から入力される要求に従って、設定・モニタ部9に時系列データをグラフ表示する。
また、しゃ断かん折損検知装置2は、設定・モニタ部9から判定許容範囲の設定入力、設定変更入力を受け、これをしゃ断かんの固体識別情報に関連付けてデータベース部5に保存する。データベース部5は、判定許容範囲の変更履歴を蓄積し、異常判定部6には最終の判定許容範囲を出力する。なお、判定基準時における判定許容範囲が設定対象となる。判定基準時は、しゃ断かん水平時から垂直時までの区間から判断しやすい時点を選んで設定することができる。
また、しゃ断かん折損検知装置2は、設定・モニタ部9から上述した近似式の当てはめ区間の設定変更入力を受け、これをデータベース部5に保存する。
The setting /
In accordance with a request input from the setting /
Further, the breakage breakage detecting device 2 receives a setting allowable range setting input and a setting change input from the setting /
Further, the breakage breakage detecting device 2 receives the setting change input of the above-described approximate expression fitting section from the setting /
しゃ断かん長設定スイッチ7は、オペレータの操作に従ってしゃ断かん長の設定を異常判定部6に入力する。オペレータは、しゃ断かん長設定スイッチ7を操作して、踏切しゃ断機1に装備されるしゃ断かんの長さを設定入力する。なお、しゃ断かん長設定スイッチ7の機能を、上記の設定・モニタ部9に実現してもよい。
The cutoff
異常判定部6は、近似値計算部61と、判定部62と、許容範囲記憶部63とを有する。
異常判定部6は、しゃ断かん長設定スイッチ7から入力された設定に従ってしゃ断かんの固体識別情報を特定してデータベース部5からその判定許容範囲を読出し、許容範囲記憶部63に記憶する。
必要な設定が完了した後、異常判定部6の判定機能が有効とされる。
判定機能が有効とされた異常判定部6においては、しゃ断かんの上昇動作毎に近似値計算部61が、その上昇動作に係る時系列データに対して近似演算部4が決定した近似式に判定基準時を入力して、判定基準時におけるモータ電流の近似値を計算し、判定部62に出力する。
判定部62は、近似値計算部61から近似値の入力を受けると、許容範囲記憶部63から判定許容範囲を読出し、当該近似値が当該判定許容範囲から逸脱するか否かによりしゃ断かんの折損を判定する。すなわち、判定部62は当該近似値が当該判定許容範囲内の値なら正常と判断し、当該近似値が当該判定許容範囲外の値なら折損と判断し、判定信号を外部出力する。
判定部62の判定があるたびに、データベース部5は、判定結果と、判定の対象となったしゃ断かんの上昇動作時の時系列データ及びその近似式を決定する情報を、しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて記憶蓄積する。
The abnormality determination unit 6 includes an approximate
The abnormality determination unit 6 identifies the individual identification information of the cutoff according to the setting input from the cutoff
After the necessary setting is completed, the determination function of the abnormality determination unit 6 is validated.
In the abnormality determination unit 6 in which the determination function is validated, the approximate
When receiving the approximate value from the approximate
Whenever the determination by the
次に、図2から図5のグラフを参照しながら改めて本実施形態のしゃ断かん折損検知装置2につき説明する。
しゃ断かんを昇降させるモータの負荷を軽減することを主な目的として、しゃ断かん回転軸より後端側のしゃ断かん後端部に取り付けられたバランスウエイトや、しゃ断かん回転軸に補助力を入力するスプリング等による補助機構が利用されている。
図2から図5に示すデータは、踏切しゃ断機1を、バランスウエイトも補助機構もない踏切しゃ断機とした場合である。バランスウエイトも補助機構もない踏切しゃ断機は、バランスウエイトや補助機構を有する踏切しゃ断機に比較してモータの負荷が大きいため、モータの動力をしゃ断かん回転軸に伝達する減速機構の減速比が大きく設定されて実現されている。
またバランスウエイトも補助機構もない場合、しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇駆動期間中の初期の負荷トルクが終期の負荷トルクに対して著しく大きいため、しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇するときに、モータ電流が変動しながら漸次減少していく傾向を示す。このような傾向の踏切しゃ断機に対しては、本発明のしゃ断かん折損検知装置を特に好適に適用することができる。
Next, the breakage breakage detecting device 2 of the present embodiment will be described again with reference to the graphs of FIGS.
The main purpose is to reduce the load on the motor that raises and lowers the cutting wheel. The balance weight attached to the rear edge of the cutting wheel on the rear end side of the cutting wheel rotation shaft and auxiliary force to the cutting rotation shaft are input. An auxiliary mechanism such as a spring is used.
The data shown in FIG. 2 to FIG. 5 is a case where the railroad crossing breaker 1 is a railroad crossing barrier without a balance weight and an auxiliary mechanism. A level crossing machine without a balance weight or auxiliary mechanism has a higher motor load than a level crossing machine with a balance weight or auxiliary mechanism, so the reduction ratio of the reduction mechanism that transmits the motor power to the rotary shaft is high. Largely set and realized.
Also, when there is no balance weight or auxiliary mechanism, the lifting load is increased from the horizontal level to the vertical level. The initial load torque during the driving period is significantly larger than the final load torque, so the vertical direction when the vertical level is switched off. Shows a tendency that the motor current gradually decreases while fluctuating. The breakage breakage detecting device of the present invention can be particularly suitably applied to a crossing breaker having such a tendency.
図2は、長さの異なる3つのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで上昇動作させた時のモータ電流の時系列データを示すグラフである。図2に示すように、モータ電流が細かく増減変動しながらも全体的には漸次減少していく傾向を示す。3つのうち時系列データV1が最も長いしゃ断かんのデータ、時系列データV2が中間の長さ、時系列データV3が最も短いしゃ断かんのデータである。
データ収集部3は、図2に示すような時系列データを収集し近似演算部4に出力する。
FIG. 2 is a graph showing time series data of the motor current when the three cutoffs having different lengths are moved up from the horizontal position to the vertical position, respectively. As shown in FIG. 2, the motor current tends to gradually decrease as a whole while finely increasing and decreasing. Of the three, the time series data V1 is the longest cutoff data, the time series data V2 is an intermediate length, and the time series data V3 is the shortest cutoff data.
The
図3にも、時系列データV1,V2,V3が示される。但し、当てはめ区間決定部42が決定する当てはめ区間内のデータのみが表示される。
図3は最大値となった時間以前の範囲にある時系列データから最大値の約80%となる時間を当てはめ区間開始点とした一例であり、この当てはめ区間開始点から計測中止までの範囲を当てはめ区間としている。しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇するときに、モータ電流が変動しながら漸次減少していく傾向を示す踏切しゃ断機の場合においては、電動モータの起動電流を除くデータから電動モータの最大値を検出して、当該最大値を含む±略20%の間で定めた電流値となる時間以降の範囲にある時系列データに対し近似関数を算出することで、良好にしゃ断かん折損検知が可能である。
次に、近似式演算部43は、当てはめ区間の時系列データV1に対して一次関数による近似式の最小2乗法の手法による当てはめを行って、近似式を決定、すなわち、図3のグラフに示す近似関数V1aを算出する。
同様に、当てはめ区間の時系列データV2に対して近似関数V2aを、当てはめ区間の時系列データV3に対して近似関数V3aを算出する。
FIG. 3 also shows time-series data V1, V2, and V3. However, only the data in the fitting section determined by the fitting
FIG. 3 shows an example in which the time that is approximately 80% of the maximum value from the time series data in the range before the time when the maximum value is set as the fitting section start point, and the range from the fitting section start point to the measurement stop is shown. It is a fitting section. In the case of a level crossing breaker that shows a tendency for the motor current to fluctuate gradually as it rises from horizontal to vertical, the maximum value of the electric motor is calculated from the data excluding the starting current of the electric motor. By detecting and calculating an approximate function for the time series data in the range after the time when the current value is set between ± 20% including the maximum value, it is possible to detect the breaking breakage satisfactorily. is there.
Next, the approximate
Similarly, an approximate function V2a is calculated for the time series data V2 in the fitting section, and an approximate function V3a is calculated for the time series data V3 in the fitting section.
図4に示す時系列データ群V1sは、図3に示した時系列データV1に相当するしゃ断かんの繰り返し上昇動作により取得したもので、当てはめ区間のみのものである。
上記と同様に近似式演算部43は、時系列データ群V1s中の各時系列データに対して近似関数を算出し、図4に示す近似関数群V1asを作成する。
The time-series data group V1s shown in FIG. 4 is obtained by the repetitive ascent operation of the cutoff corresponding to the time-series data V1 shown in FIG. 3, and is only for the fitting section.
Similarly to the above, the approximate
以上の図3、図4に示した時系列データと近似関数が設定・モニタ部9に表示される。なお、図5に示しように二次関数の近似関数V1b,V2b,V3bやその他の種類の関数を適用してもよい。
The time series data and the approximate function shown in FIGS. 3 and 4 are displayed on the setting /
次に、本実施形態のしゃ断かん折損検知装置2を、その初期設定から使用開始までの一連の流れに沿って説明する。 Next, the breakage breakage detecting device 2 of the present embodiment will be described along a series of flow from the initial setting to the start of use.
まず、次のように本装置2の製造時に初期設定を行う。
しゃ断かん折損検知装置2の本体部に設定・モニタ部9を接続する。
しゃ断かんを複数回上昇動作させて得た時系列データに前記した手順に従って近似関数群を取得し、それを元に判定許容範囲を設定する。さらに長さの異なるしゃ断かん及びしゃ断かん折損防止器付きしゃ断かん等の場合についても同様に判定許容範囲を設定し、これらを標準的な判定許容範囲としてデータベース部5に記憶させておく。
すなわち、データベース部5は、折損していない正常なしゃ断かん、及び折損防止器等の付属品を取り付けた実際の使用状態で踏切しゃ断機をしゃ断かんの長さ毎に上昇動作させたときの電動モータの電流に基づき算出した近似関数並びに同条件で上昇動作を複数繰り返して得た近似関数群をもとに設定した判定許容範囲を記憶する。
First, initial setting is performed when the apparatus 2 is manufactured as follows.
The setting /
An approximate function group is acquired according to the above-described procedure for time-series data obtained by raising the cutoff operation a plurality of times, and a determination allowable range is set based on the acquired approximate function group. Further, the determination allowable range is similarly set for the case of the cutting with different lengths and the cutting with the breakage prevention device, and these are stored in the database unit 5 as standard determination allowable ranges.
In other words, the database unit 5 is operated when the level crossing cutting machine is lifted for each length of the cutting in an actual use state where the normal cutting without breakage and accessories such as a breakage preventer are attached. An allowable function set based on an approximate function calculated based on the motor current and an approximate function group obtained by repeating a plurality of ascending operations under the same conditions is stored.
図3の近似関数V1a,V2a,V3aから分かるように、長さの異なるしゃ断かんを上昇させるモータの電流は、グラフの左端で最も大きく差がついており、右に行くほど差は小さくなる。このことから、判定基準時をグラフの左端に近づける、すなわち、しゃ断かんの位置が略水平時に近い時点における判定許容範囲の値とこれと同一時点の電動モータの電流値の近似値を比較して、折損判定を行うほど判定が容易となることがわかる。判定基準時は、デフォルトでプログラムに書き込まれる。後で入力可能とする場合には、設定・モニタ部9が操作されて判定基準時が入力され、データベース部5に記憶される。
次に、判定許容範囲を決める。判定許容範囲は、判定基準時において図4に示す近似関数群V1asが含まれる幅に風や周囲振動の影響によるしゃ断かんの揺れを考慮して多少の幅を加味して設定しておくとよい。例えば、図6に示すように破線VL−破線VH間の幅で判定許容範囲を設定する。
これにより、しゃ断かん正常時には、近似値計算部61が計算する近似値は判定許容範囲に含まれるので正常と判定でき、折損するとしゃ断かんは短くなるから近似関数群V2asの方へ移動して判定許容範囲を外れて折損と判定することができる。
以上のような判定許容範囲をしゃ断かん長毎に設定し、データベース部5に入力する。
As can be seen from the approximate functions V1a, V2a, and V3a in FIG. 3, the motor currents that raise the cutoffs of different lengths have the largest difference at the left end of the graph, and the difference decreases as it goes to the right. Therefore, the judgment reference time is brought closer to the left end of the graph , that is, the judgment allowable range value at the time when the cutoff position is almost horizontal is compared with the approximate value of the electric motor current value at the same time point. It can be seen that the determination becomes easier as the breakage determination is performed . At the time of judgment reference, it is written in the program by default. When it is possible to input later, the setting /
Next, a determination allowable range is determined. The determination allowable range may be set in consideration of a certain width in consideration of the fluctuation of the cutoff due to the influence of wind and surrounding vibration in the width including the approximate function group V1as shown in FIG. . For example, as shown in FIG. 6, the determination allowable range is set by the width between the broken line VL and the broken line VH.
As a result, when the cutoff is normal, the approximate value calculated by the approximate
The allowable determination range as described above is set for each cutoff length and is input to the database unit 5.
次に、踏切しゃ断機設置現場における本しゃ断かん折損検知装置2の使用前の設定や確認につき説明する。
まず、しゃ断かん折損検知装置2の本体部に設定・モニタ部9を接続する。
オペレータが設定・モニタ部9(又はしゃ断かん長設定スイッチ7)を操作してしゃ断かん長を選択する。
選択されたしゃ断かんの時系列データ群、近似関数群及び判定許容範囲が設定・モニタ部9に表示される。
オペレータは、設定されている判定許容範囲を確認し、判定許容範囲に変更があれば設定・モニタ部9を操作して判定許容範囲を変更入力した後、設定を終了する。
Next, a description will be given of the setting and confirmation before use of the breaking / breaking breakage detection apparatus 2 at the level crossing breaker installation site.
First, the setting /
The operator operates the setting / monitor unit 9 (or the cutting length setting switch 7) to select the cutting length.
The selected cutoff time-series data group, approximate function group, and determination allowable range are displayed on the setting /
The operator confirms the set allowable determination range, and if there is a change in the allowable determination range, the operator operates the setting /
判定許容範囲が設定されていれば、異常判定部6は有効に働き、本しゃ断かん折損検知装置2の使用が開始される。但し、まずはテスト使用として、以下のように判定動作をモニタリングして確認し、必要に応じて判定許容範囲を調整する。
それには、まず、しゃ断かん折損検知装置2の本体部に設定・モニタ部9を接続する。
オペレータが設定・モニタ部9を操作して、選択されたしゃ断かんの時系列データ群、近似関数群及び設定された判定許容範囲が設定・モニタ部9に表示させる。
しゃ断かんの動作に伴ってモータ電流値の時系列データが設定・モニタ部9にグラフ表示され、一回の上昇動作終了後に計算された近似関数が設定・モニタ部9にグラフ表示される。そして、近似値計算部61の計算する近似値も設定・モニタ部9に表示出力されるとともに、判定許容範囲内ならば「正常」が、判定許容範囲外ならば「しゃ断かん折損」が設定・モニタ部9に表示出力される。
判定があるたびに、データベース部5は、判定結果と、判定の対象となったしゃ断かんの上昇動作時の時系列データ及びその近似関数を決定する情報を、しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて記憶蓄積する。
オペレータは、以上のように判定動作をモニタリングして、判定許容範囲を調整すべきときは、設定・モニタ部9を操作して判定許容範囲を変更入力する。
すべての確認、設定が完了すれば、しゃ断かん折損検知装置2の本体部から設定・モニタ部9を切り離す。これにより、しゃ断かん折損検知装置2が検知機能を発揮できる状態となったので踏切しゃ断機1を動作させて使用すればしゃ断かん折損検知が可能となる。更に使用中にしゃ断かん折損検知装置2が正常と判断したデータを収集し、近似式を計算した結果をデータベース部5に記憶しておき、設定・モニタ部9を接続して判定許容範囲の再設定を行う際に追加データとして参照できるようにしておくと判定精度を向上させることができる。
設定・モニタ部9を常時接続して使用する場合には設定表示と使用表示の画面切替スイッチを設け、設定表示の画面では判定許容範囲の調整操作の案内表示を行い、使用表示の画面では判定動作、判定結果を表示するようにしても良い。また、判定結果としては正常、不明、折損」の他、部分折損を表示できるようにしても良い。
If the determination allowable range is set, the abnormality determination unit 6 works effectively, and the use of the breakage breakage detecting device 2 is started. However, first, as a test use, the determination operation is monitored and confirmed as follows, and the determination allowable range is adjusted as necessary.
To do so, first, the setting /
The operator operates the setting /
The time series data of the motor current value is displayed in a graph on the setting /
Each time there is a determination, the database unit 5 associates the determination result, the time series data at the time of the ascending operation of the cutting device and the information for determining the approximate function thereof, with the time when the cutting operation is performed. To store and store.
The operator monitors the determination operation as described above, and when the determination allowable range is to be adjusted, the operator operates the setting /
When all the confirmations and settings are completed, the setting /
When the setting /
1 踏切しゃ断機
2 しゃ断かん折損検知装置
3 データ収集部
4 近似演算部
5 データベース部
6 異常判定部
7 しゃ断かん長設定スイッチ
8 コネクタ
9 設定・モニタ部
V1,V2,V3 モータ電流の時系列データ
V1a,V2a,V3a 近似関数
V1s モータ電流の時系列データ群
V1as 近似関数群
V1b,V2b,V3b 近似関数(二次関数)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Railroad crossing breaker 2 Breaking
Claims (8)
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する時の前記電動モータの電流値の時系列データを収集するデータ収集部と、
前記時系列データの近似関数を算出する近似演算部と、
前記近似演算部で算出した近似関数をしゃ断かんの個体識別情報と関連付けて蓄積するデータベース部と、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する区間に属する所定の判断基準時における、しゃ断かんを上昇動作させる毎に算出した近似関数の値が、判定許容範囲から逸脱するか否かにより前記しゃ断かんの折損を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。 A breakage breakage detection device for a level crossing cutting machine that cuts off a road intersecting with a railroad by means of a breaking operated by an electric motor in front of the level crossing,
A data collection unit that collects time-series data of the current value of the electric motor when the cutoff operation moves upward from a substantially horizontal position to a substantially vertical position;
An approximate calculation unit for calculating an approximate function of the time series data;
A database unit that stores the approximate function calculated by the approximate calculation unit in association with individual identification information for cutting, and
Whether or not the value of the approximate function calculated each time the cutoff can be lifted deviates from the judgment allowable range at the time of a predetermined judgment reference belonging to the section in which the cutoff lift moves from the substantially horizontal position to the substantially vertical position A breakage breakage detecting device for a railroad crossing breaker, comprising: an abnormality determination unit that determines breakage of the breakage breaker.
前記時系列データの入力を受けると、前記時系列データにおける前記電動モータの起動電流を除く前記電動モータ電流中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最大値検出部で検出した最大値となった時間以前又は以後の範囲にある前記時系列データから所定の電流値となる時間を当てはめ区間開始点として設定する当てはめ区間設定部と、を備え、
前記当てはめ区間開始点から収集を中止する時点までの範囲にある前記時系列データに対して前記近似関数を算出することを特徴とする請求項1に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。 The approximate calculation unit includes:
Upon receiving the input of the time series data, a maximum value detection unit that detects a maximum value from the electric motor current excluding the starting current of the electric motor in the time series data;
A fitting section setting unit that sets a time that is a predetermined current value from the time-series data in a range before or after the time when the maximum value detected by the maximum value detecting unit is set as a fitting section start point;
The breakage breakage detection apparatus for a level crossing breaker according to claim 1, wherein the approximate function is calculated for the time series data in a range from the fitting section start point to the point at which collection is stopped.
前記判定許容範囲をオペレータに設定させる設定手段と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。 Display means for displaying the approximate function read from the database unit;
The breakage breakage detecting device for a level crossing breaker according to any one of claims 1 to 3, further comprising setting means for allowing an operator to set the allowable determination range.
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