JP7079641B2 - Condition monitoring device - Google Patents

Condition monitoring device Download PDF

Info

Publication number
JP7079641B2
JP7079641B2 JP2018068555A JP2018068555A JP7079641B2 JP 7079641 B2 JP7079641 B2 JP 7079641B2 JP 2018068555 A JP2018068555 A JP 2018068555A JP 2018068555 A JP2018068555 A JP 2018068555A JP 7079641 B2 JP7079641 B2 JP 7079641B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
unit
detection signal
data
monitoring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018068555A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019177781A (en
Inventor
寛人 大山
直樹 河田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Transport Engineering Co
Original Assignee
Japan Transport Engineering Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Transport Engineering Co filed Critical Japan Transport Engineering Co
Priority to JP2018068555A priority Critical patent/JP7079641B2/en
Publication of JP2019177781A publication Critical patent/JP2019177781A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7079641B2 publication Critical patent/JP7079641B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Description

本発明は、鉄道車両に用いられる状態監視装置に関する。 The present invention relates to a condition monitoring device used in a railroad vehicle.

鉄道車両の走行時の安全性などを確保するため、車体或いは走行装置にセンサを設置し、走行状態の異常の有無や台車部品などの劣化を監視する装置が開発されている(例えば、特許文献1)。例えば特許文献1に記載の装置は、鉄道車両に設置された加速度センサを備えており、加速度センサで検出された加速度の特定周波数帯の信号を所定時間毎に積分することで、得られた積分値と所定時間前の積分値との差に基づいて鉄道車両の状態を判定している。 In order to ensure the safety of railway vehicles when traveling, a device has been developed in which sensors are installed on the vehicle body or traveling device to monitor the presence or absence of abnormalities in the traveling state and deterioration of bogie parts (for example, patent documents). 1). For example, the device described in Patent Document 1 includes an acceleration sensor installed in a railroad vehicle, and the integration obtained by integrating signals in a specific frequency band of acceleration detected by the acceleration sensor at predetermined time intervals. The state of the railroad vehicle is determined based on the difference between the value and the integrated value before a predetermined time.

特開2002-211400号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-211,400

鉄道車両の乗り心地まで考慮した鉄道車両及び線路の検査は、鉄道車両における部品及び線路の劣化スピードと作業効率とを考慮して、一般的には、例えば月に1回程度の頻度で行われている。しかし、様々な原因によって部品及び線路の劣化が早まることで、所望の乗り心地を得られない鉄道車両が走行している場合がある。このため、乗り心地の判定における作業効率の向上が求められている。また、鉄道車両の振動には、乗客が心地よいと感じる周波数と不快と感じる周波数とが含まれている。すなわち、周波数によって乗り心地に対する寄与度が異なる。このため、単なる振動の強弱だけではなく、鉄道車両に生じる振動の周波数成分の違いを考慮した乗り心地の判定が必要であると考えられる。 Inspecting railway vehicles and railroad tracks, taking into consideration the ride quality of railway vehicles, is generally performed once a month, for example, in consideration of the deterioration speed and work efficiency of parts and railroad tracks in railway vehicles. ing. However, due to the accelerated deterioration of parts and railroad tracks due to various causes, there are cases where a railway vehicle that does not have a desired ride quality is running. Therefore, it is required to improve the work efficiency in determining the riding comfort. In addition, the vibration of a railroad vehicle includes frequencies that passengers find comfortable and frequencies that passengers find unpleasant. That is, the degree of contribution to ride comfort differs depending on the frequency. Therefore, it is considered necessary to determine the riding comfort in consideration of not only the strength of the vibration but also the difference in the frequency component of the vibration generated in the railway vehicle.

本発明は、作業負担が少なく、かつ鉄道車両の乗り心地を精度良く判定できる状態監視装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a condition monitoring device that can accurately determine the riding comfort of a railway vehicle with a small work load.

本発明の一側面に係る状態監視装置は、鉄道車両に設けられた加速度センサと、加速度センサからの検出信号データをフーリエ変換し、周波数毎の加速度に関する特性データを算出する第1の算出手段と、第1の算出手段によって算出された特性データと予め取得された単位データとの間のマハラノビスの距離を算出する第2の算出手段と、マハラノビスの距離を予め設定された閾値と比較する比較手段と、比較手段における比較結果に応じて、鉄道車両の乗り心地レベルを判定する判定手段と、を備える。 The state monitoring device according to one aspect of the present invention is an acceleration sensor provided in a railroad vehicle, and a first calculation means for calculating characteristic data related to acceleration for each frequency by Fourier-converting detection signal data from the acceleration sensor. , A second calculation means for calculating the distance of Maharanobis between the characteristic data calculated by the first calculation means and the unit data acquired in advance, and a comparison means for comparing the distance of Maharanobis with a preset threshold value. And a determination means for determining the ride comfort level of the railroad vehicle according to the comparison result in the comparison means.

この状態監視装置では、第1の算出手段によって算出された周波数毎の加速度に関する特性データと予め取得された単位データとの間のマハラノビスの距離が算出される。算出されたマハラノビスの距離は、所望の周波数範囲について単位データとの周波数毎の違いを考慮した単一のデータである。状態監視装置では、このようにして算出されたマハラノビス距離と閾値とが比較されることで鉄道車両の乗り心地レベルが判定されている。このため、上記状態監視装置は、鉄道車両が走行している状態で、周波数毎の乗り心地に対する寄与度の違いを考慮した乗り心地レベルの判定を容易かつ適確に実行できる。すなわち、上記状態監視装置は、作業負担が少なく、かつ鉄道車両の乗り心地を精度良く判定できる。 In this condition monitoring device, the Mahalanobis distance between the characteristic data regarding the acceleration for each frequency calculated by the first calculation means and the unit data acquired in advance is calculated. The calculated Mahalanobis distance is a single piece of data that takes into account the frequency-by-frequency differences from the unit data for the desired frequency range. In the condition monitoring device, the ride quality level of the railway vehicle is determined by comparing the Mahalanobis distance calculated in this way with the threshold value. Therefore, the condition monitoring device can easily and accurately determine the ride quality level in consideration of the difference in the degree of contribution to the ride quality for each frequency while the railway vehicle is running. That is, the condition monitoring device has a small work load and can accurately determine the riding comfort of a railway vehicle.

第1の算出手段は、異なる時間に加速度センサから出力された複数の検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した後に平均することで、特性データを算出してもよい。この場合、加速度センサによる誤検出の影響を低減することができる。 The first calculation means may calculate the characteristic data by Fourier transforming each of the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor at different times and then averaging them. In this case, the influence of erroneous detection by the acceleration sensor can be reduced.

単位データは、正常な鉄道車両が正常な線路を走行した際の特性データであり、異なる時間又は異なる走行区間で加速度センサから出力された複数の検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した周波数毎の加速度に関するデータを含んでいてもよい。この場合、鉄道車両と線路との双方の劣化、及び、時間の違い又は走行区間の違いによる加速度センサの検出結果のばらつきを考慮して、乗り心地レベルを判定することができる。 The unit data is characteristic data when a normal railroad vehicle travels on a normal railroad track, and is the acceleration for each frequency obtained by Fourier-converting each of a plurality of detection signal data output from the acceleration sensor at different times or different traveling sections. May contain data about. In this case, the ride comfort level can be determined in consideration of the deterioration of both the railroad vehicle and the railroad track, and the variation in the detection result of the acceleration sensor due to the difference in time or the difference in the traveling section.

加速度センサから出力された複数の検出信号データは、異なる時間に重複する走行区間で出力された検出信号データを含んでいてもよい。この場合、同一走行区間を走行した場合における加速度センサの検出結果のばらつきを考慮して、乗り心地レベルを判定することができる。 The plurality of detection signal data output from the acceleration sensor may include detection signal data output in overlapping traveling sections at different times. In this case, the ride quality level can be determined in consideration of the variation in the detection result of the acceleration sensor when traveling in the same traveling section.

異なる走行区間のうち少なくとも2つの間には、少なくとも1つの停車駅が位置していてもよい。この場合、少なくとも1つの停車駅を挟んだ異なる走行区間における加速度センサの検出結果のばらつきを考慮して、乗り心地レベルを判定することができる。 At least one stop may be located between at least two of the different travel sections. In this case, the ride quality level can be determined in consideration of the variation in the detection result of the acceleration sensor in different traveling sections sandwiching at least one stop station.

異なる走行区間は、互いに隣り合う停車駅の間に位置する異なる走行区間を含んでいてもよい。この場合、対応する停車駅間に適した単位データによって、乗り心地レベルを判定することができる。 Different travel sections may include different travel sections located between adjacent stations. In this case, the ride quality level can be determined by the unit data suitable for the corresponding stop stations.

状態監視装置は、鉄道車両の車両種別及び当該鉄道車両が走行する走行区間の種別の少なくとも1つを取得する取得手段を更に備えてもよく、比較手段は、取得手段によって取得された情報に応じた閾値と、第2の算出手段によって算出されたマハラノビスの距離とを比較してもよい。この場合、鉄道車両の車両種別及び鉄道車両が走行する走行区間の種別によって、乗り心地レベルの判定基準を変更することができる。 The condition monitoring device may further include an acquisition means for acquiring at least one of the vehicle type of the railroad vehicle and the type of the traveling section in which the railroad vehicle travels, and the comparison means depends on the information acquired by the acquisition means. The threshold value may be compared with the Mahalanobis distance calculated by the second calculation means. In this case, the criterion for determining the ride quality level can be changed depending on the vehicle type of the railway vehicle and the type of the traveling section in which the railway vehicle travels.

状態監視装置は、鉄道車両の車両種別及び当該鉄道車両が走行する走行区間の種別の少なくとも1つを取得する取得手段を更に備えてもよく、第2の算出手段は、取得手段によって取得された情報に応じた単位データに基づいて、マハラノビスの距離を算出してもよい。この場合、鉄道車両の車両種別及び鉄道車両が走行する走行区間の種別によって、乗り心地レベルの判定基準を変更することができる。 The condition monitoring device may further include an acquisition means for acquiring at least one of the vehicle type of the railroad vehicle and the type of the traveling section in which the railroad vehicle travels, and the second calculation means is acquired by the acquisition means. The Mahalanobis distance may be calculated based on the unit data according to the information. In this case, the criterion for determining the ride quality level can be changed depending on the vehicle type of the railway vehicle and the type of the traveling section in which the railway vehicle travels.

加速度センサは、鉄道車両の心皿の直上に配置されていてもよい。この場合、加速度センサによって、鉄道車両に生じる振動の正確性を向上することができる。 The accelerometer may be located directly above the center plate of the railroad vehicle. In this case, the accelerometer can improve the accuracy of the vibrations that occur in the railcar.

状態監視装置は、外部の車両基地と通信を行う通信手段を更に備えてもよく、通信手段は、比較手段が第2の算出手段によって算出されたマハラノビスの距離が閾値以上であると判定した場合に、車両基地に通知を行ってもよい。この場合、車両基地との通信量を低減することができる。 The condition monitoring device may further include a communication means for communicating with an external depot, and the communication means determines that the Mahalanobis distance calculated by the second calculation means is equal to or greater than the threshold value. You may also notify the depot. In this case, the amount of communication with the depot can be reduced.

第2の算出手段は、鉄道車両の上下方向の検出信号データから算出された特性データ、鉄道車両の左右方向の検出信号データから算出された特性データ、及び鉄道車両の前後方向の検出信号データから算出された特性データのそれぞれに基づいて、マハラノビスの距離を算出してもよい。上下方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると判定された場合、乗り心地が悪化した要因として、線路における軌道狂い、及び、空気バネのパンク又は軸ダンパの故障が考えられる。左右方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると判定された場合、乗り心地が悪化した要因として、線路における軌道狂い、及び、左右動ダンパ又はヨーダンパの故障が考えられる。前後方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると判定された場合、乗り心地が悪化した要因として、線路における軌道狂い、及び、連結器周りの異常、ヨーダンパ又は車体間ダンパの故障が考えられる。したがって、第2の算出手段が上述した特性データのそれぞれに基づいてマハラノビスの距離を算出することで、線路における軌道狂い、及び、鉄道車両における各部位の故障の発生を容易に検知することができる。 The second calculation means is from the characteristic data calculated from the detection signal data in the vertical direction of the railway vehicle, the characteristic data calculated from the detection signal data in the left-right direction of the railway vehicle, and the detection signal data in the front-rear direction of the railway vehicle. The distance of Maharanobis may be calculated based on each of the calculated characteristic data. When it is determined that the ride quality is poor based on the detection signal data in the vertical direction, the factors that deteriorate the ride quality are considered to be track deviation on the track, puncture of the air spring, or failure of the shaft damper. If it is determined that the ride quality is poor based on the detection signal data in the left-right direction, the factors that deteriorate the ride quality are considered to be track deviation on the track and failure of the left-right motion damper or yaw damper. If it is determined that the ride quality is poor based on the detection signal data in the front-rear direction, the factors that deteriorated the ride quality include track deviation on the track, abnormalities around the coupler, and failure of the yaw damper or inter-body damper. Conceivable. Therefore, by calculating the Mahalanobis distance based on each of the above-mentioned characteristic data by the second calculation means, it is possible to easily detect the track deviation on the railroad track and the occurrence of failure of each part in the railroad vehicle. ..

本発明によれば、作業負担が少なく、かつ鉄道車両の乗り心地を精度良く判定できる状態監視装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a condition monitoring device that has a small work load and can accurately determine the riding comfort of a railway vehicle.

本発明の実施形態に係る状態監視装置の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the state monitoring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示した状態監視装置の一部のブロック図である。It is a block diagram of a part of the state monitoring apparatus shown in FIG. 図1に示した状態監視装置の一部のブロック図である。It is a block diagram of a part of the state monitoring apparatus shown in FIG. 加速度センサからの検出信号データのうち上下方向の振動に関するデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data about the vibration in the vertical direction among the detection signal data from an acceleration sensor. 加速度センサからの検出信号データのうち上下方向の振動に関するデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data about the vibration in the vertical direction among the detection signal data from an acceleration sensor. 周波数毎の上下方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic data about the acceleration in the vertical direction for every frequency. 周波数毎の上下方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic data about the acceleration in the vertical direction for every frequency. 加速度センサからの検出信号データのうち左右方向の振動に関するデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data about the vibration in the left-right direction among the detection signal data from an acceleration sensor. 加速度センサからの検出信号データのうち左右方向の振動に関するデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data about the vibration in the left-right direction among the detection signal data from an acceleration sensor. 周波数毎の左右方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic data about the acceleration in the left-right direction for every frequency. 周波数毎の左右方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic data about the acceleration in the left-right direction for every frequency. 加速度センサからの検出信号データのうち前後方向の振動に関するデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data about the vibration in the front-rear direction among the detection signal data from an acceleration sensor. 加速度センサからの検出信号データのうち前後方向の振動に関するデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data about the vibration in the front-rear direction among the detection signal data from an acceleration sensor. 周波数毎の前後方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic data about the acceleration in the anteroposterior direction for every frequency. 周波数毎の前後方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic data about the acceleration in the anteroposterior direction for every frequency. 乗り心地レベルの判定の比較例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the comparative example of the determination of the ride quality level. 乗り心地レベルの判定の比較例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the comparative example of the determination of the ride quality level.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and duplicate explanations will be omitted.

まず、図1を参照して、状態監視装置の物理的構成について説明する。図1は、状態監視装置の全体構成を説明するための図である。状態監視装置1は、鉄道車両2に配置された各種機器を有している。鉄道車両2は、図1に示されているように、複数の車両20によって構成されている。状態監視装置1は、各車両20で発生する振動を解析することで鉄道車両2の乗り心地レベルを判定する。 First, the physical configuration of the condition monitoring device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of the condition monitoring device. The condition monitoring device 1 has various devices arranged in the railroad vehicle 2. As shown in FIG. 1, the railroad vehicle 2 is composed of a plurality of vehicles 20. The condition monitoring device 1 determines the ride quality level of the railway vehicle 2 by analyzing the vibration generated in each vehicle 20.

鉄道車両2は、各車両20に、台車21と、空気バネ22と、加速度センサ23と、演算ユニット24と、中継ユニット25と、統括ユニット26とを有する。空気バネ22は、車両20の車体と台車21との間に設けられており、車両20の振動を抑制する。 The railroad vehicle 2 has a bogie 21, an air spring 22, an acceleration sensor 23, a calculation unit 24, a relay unit 25, and a control unit 26 in each vehicle 20. The air spring 22 is provided between the vehicle body of the vehicle 20 and the bogie 21, and suppresses the vibration of the vehicle 20.

加速度センサ23は、各車両20の振動を検出する部分である。演算ユニット24は、主として車両20の乗り心地レベルを判定する部分である。ここで、「乗り心地レベル」とは、乗り心地の良し悪しを示す度合いである。中継ユニット25は、各演算ユニット24の判定結果を中継して、統括ユニット26に向けて送信する部分である。統括ユニット26は、各演算ユニット24から受信した判定結果の報知や記録を行う部分である。 The acceleration sensor 23 is a part that detects the vibration of each vehicle 20. The calculation unit 24 is a part that mainly determines the ride quality level of the vehicle 20. Here, the "ride quality level" is a degree indicating whether the ride quality is good or bad. The relay unit 25 is a part that relays the determination result of each arithmetic unit 24 and transmits it to the control unit 26. The control unit 26 is a part that notifies and records the determination result received from each calculation unit 24.

加速度センサ23は、図1に示されているように、鉄道車両2の台車21の直上に配置されている。本実施形態では、加速度センサ23は、心皿の直上(車両20の床上、床中、又は床下における台車21の回転中心に対応する位置)に配置されている。加速度センサ23は、車両20の妻部27,28(車両20の長手方向の端部を構成する妻構体によって構成される部分)に配置されていてもよいし、妻近傍の側壁(例えば側構体)又は、妻近傍の天井(例えば屋根構体)に配置されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the acceleration sensor 23 is arranged directly above the bogie 21 of the railroad vehicle 2. In the present embodiment, the acceleration sensor 23 is arranged directly above the center plate (position corresponding to the rotation center of the carriage 21 on the floor, in the floor, or under the floor of the vehicle 20). The accelerometer 23 may be arranged on the end parts 27, 28 of the vehicle 20 (a portion formed by the end part of the vehicle 20 in the longitudinal direction), or may be arranged on a side wall near the end part (for example, a side structure). ) Or, it may be arranged on the ceiling (for example, a roof structure) near the wife.

演算ユニット24は、車両20の一方の妻部27に配置されている。演算ユニット24は、運転台などを有する乗務員室を備えた車両20の少なくとも1つ(例えば、先頭車両20及び後尾車両20)のみに設けられていてもよい。中継ユニット25は、例えば車両20の他方の妻部28に配置されている。統括ユニット26は、例えば鉄道車両2の先頭車両20及び後尾車両20にそれぞれ配置されている。統括ユニット26は、運転台などを有する乗務員室を備えた車両20の少なくとも1つのみに設けられていてもよい。演算ユニット24、中継ユニット25、及び統括ユニット26は、車内と車外のいずれに配置されてもよい。 The arithmetic unit 24 is arranged on one end 27 of the vehicle 20. The arithmetic unit 24 may be provided only in at least one of the vehicles 20 having a crew room having a driver's cab or the like (for example, the leading vehicle 20 and the trailing vehicle 20). The relay unit 25 is arranged, for example, on the other wife portion 28 of the vehicle 20. The control unit 26 is arranged, for example, in the leading vehicle 20 and the trailing vehicle 20 of the railway vehicle 2, respectively. The control unit 26 may be provided in only one of the vehicles 20 having a crew room having a driver's cab or the like. The arithmetic unit 24, the relay unit 25, and the control unit 26 may be arranged inside or outside the vehicle.

次に、図2を参照して、加速度センサ23、演算ユニット24、及び中継ユニット25の機能的構成について説明する。図2は、状態監視装置1の一部である加速度センサ23、演算ユニット24及び中継ユニット25を示している。 Next, with reference to FIG. 2, the functional configurations of the acceleration sensor 23, the calculation unit 24, and the relay unit 25 will be described. FIG. 2 shows an acceleration sensor 23, an arithmetic unit 24, and a relay unit 25, which are a part of the condition monitoring device 1.

加速度センサ23は、車両20の振動に応じて生ずる車両20の上下方向、左右方向及び前後方向の加速度をそれぞれ検出する。加速度センサ23で検出された加速度は、逐次、演算ユニット24へ送信される。 The acceleration sensor 23 detects the acceleration in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction of the vehicle 20 generated in response to the vibration of the vehicle 20. The acceleration detected by the acceleration sensor 23 is sequentially transmitted to the calculation unit 24.

演算ユニット24は、図2に示されているように、受信部31と、状態演算部32と、単位空間データベース33と、通信部34とを有している。受信部31は、同一車両20に設けられた少なくとも1つの加速度センサ23からの検出信号データを受信する。受信部31は、例えばBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。 As shown in FIG. 2, the calculation unit 24 has a reception unit 31, a state calculation unit 32, a unit space database 33, and a communication unit 34. The receiving unit 31 receives the detection signal data from at least one acceleration sensor 23 provided in the same vehicle 20. The receiving units 31 are connected to each other so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark). The connection is not limited to wireless, but may be wired.

状態演算部32は、受信部31で受信された加速度センサ23からの検出信号データに基づいて、車両20の状態を判定する。本実施形態では、状態演算部32は、MTS(Mahalanobis-Taguchi System)によって、車両20の乗り心地レベルを判定する。具体的には、状態演算部32は、単位空間データベース33を参照してマハラノビスの距離を算出し、算出されたマハラノビスの距離と閾値とを比較することで車両20の乗り心地レベルを判定する。状態演算部32は、乗り心地レベルの判定結果を通信部34へ出力する。 The state calculation unit 32 determines the state of the vehicle 20 based on the detection signal data from the acceleration sensor 23 received by the reception unit 31. In the present embodiment, the state calculation unit 32 determines the ride quality level of the vehicle 20 by the MTS (Mahalanobis-Taguchi System). Specifically, the state calculation unit 32 calculates the Mahalanobis distance with reference to the unit space database 33, and determines the ride comfort level of the vehicle 20 by comparing the calculated Mahalanobis distance with the threshold value. The state calculation unit 32 outputs the determination result of the ride quality level to the communication unit 34.

単位空間データベース33は、MTSに用いられる予め取得された単位データ(単位空間データ)を格納している。単位データは、正常な鉄道車両2が正常な線路を走行した際の特性データである。単位データは、加速度センサ23から出力されたn個の検出信号データのそれぞれを高速フーリエ変換したものであり、周波数毎の加速度に関するn個のデータである。換言すれば、単位データは、加速度に関する情報を周波数毎に示す特性データである(加速度に関する情報の周波数スペクトル)。 The unit space database 33 stores the unit data (unit space data) acquired in advance used for the MTS. The unit data is characteristic data when a normal railroad vehicle 2 travels on a normal railroad track. The unit data is obtained by fast Fourier transforming each of the n detection signal data output from the acceleration sensor 23, and is n data related to the acceleration for each frequency. In other words, the unit data is characteristic data showing information on acceleration for each frequency (frequency spectrum of information on acceleration).

加速度センサ23から出力された上記n個の検出信号データは、異なる時間又は異なる走行区間で加速度センサ23から出力された検出信号データを含む。本実施形態において、上記n個の検出信号データは、異なる時間に重複する走行区間で出力された検出信号データを含んでいる。例えば、上記n個の検出信号データは、鉄道車両2が同じ走行区間を複数回走行した場合に加速度センサ23から出力された検出信号データを含んでいてもよい。 The n detection signal data output from the acceleration sensor 23 include the detection signal data output from the acceleration sensor 23 at different times or different traveling sections. In the present embodiment, the n detection signal data includes detection signal data output in overlapping traveling sections at different times. For example, the n detection signal data may include detection signal data output from the acceleration sensor 23 when the railway vehicle 2 travels in the same traveling section a plurality of times.

本実施形態において、上記n個の検出信号データは、重複する時間に異なる走行区間で出力された検出信号データを含んでいる。例えば、上記n個の検出信号データは、重複する時間に複数の正常な鉄道車両が正常な線路の異なる走行区間を走行した際に、加速度センサから出力された複数の検出信号データを含んでいてもよい。 In the present embodiment, the n detection signal data include detection signal data output in different traveling sections at overlapping times. For example, the n detection signal data includes a plurality of detection signal data output from the acceleration sensor when a plurality of normal railroad vehicles travel on different traveling sections of a normal track at overlapping times. May be good.

本実施形態において、上記異なる走行区間のうち少なくとも2つの間には、少なくとも1つの停車駅が位置している。換言すれば、本実施形態における単位データは、少なくとも1つの停車駅を挟んだ異なる走行区間で、加速度センサから出力された複数の検出信号データのそれぞれを高速フーリエ変換した周波数毎の加速度に関するデータを含んでいる。本実施形態において、上記異なる走行区間は、互いに隣り合う停車駅の間に位置する異なる走行区間を含んでいる。換言すれば、本実施形態における単位データは、互いに隣り合う停車駅の間に位置する異なる走行区間で、加速度センサから出力された複数の検出信号データのそれぞれを高速フーリエ変換した周波数毎の加速度に関するデータを含んでいる。 In the present embodiment, at least one stop station is located between at least two of the different traveling sections. In other words, the unit data in the present embodiment is the data related to the acceleration for each frequency obtained by fast Fourier transforming each of the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor in different traveling sections sandwiching at least one stop station. Includes. In the present embodiment, the different traveling sections include different traveling sections located between the stations adjacent to each other. In other words, the unit data in the present embodiment relates to the acceleration for each frequency obtained by fast Fourier transforming each of the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor in different traveling sections located between the stations adjacent to each other. Contains data.

単位データは、例えば、m個の鉄道車両IDと単位データとが走行区間ID毎及び時刻毎に予め格納されている。ここで、鉄道車両ID及び走行区間IDは、それぞれ、鉄道車両の車両種別と鉄道車両が走行する走行区間の種別を示す。物理的に同一の鉄道車両2が異なる時間に別の用途で使われる場合があるため、このような場合を考慮して、異なる鉄道車両IDが物理的に同一の鉄道車両2に付されてもよい。例えば、朝は特急快速として利用されていた鉄道車両2が昼は普通列車として利用される場合や乗客を乗せていた鉄道車両2が回送列車として走行する場合がある。鉄道車両IDは、回送列車、普通列車、快速列車、及び特急列車などの鉄道車両2の走行形態を示すものであってもよいし、普通車及びグリーン車などの各車両20の等級を示すものであってもよい。 As the unit data, for example, m railroad vehicle IDs and unit data are stored in advance for each traveling section ID and each time. Here, the railway vehicle ID and the traveling section ID indicate the vehicle type of the railway vehicle and the type of the traveling section in which the railway vehicle travels, respectively. Since the physically same railroad vehicle 2 may be used for different purposes at different times, even if different railroad vehicle IDs are attached to the physically same railroad vehicle 2 in consideration of such a case. good. For example, the railroad vehicle 2 used as a limited express train in the morning may be used as a normal train in the daytime, or the railroad vehicle 2 carrying passengers may travel as a forwarding train. The railroad vehicle ID may indicate the traveling mode of the railroad vehicle 2 such as a forwarding train, an ordinary train, a rapid train, and a limited express train, or indicates the grade of each vehicle 20 such as an ordinary vehicle and a green vehicle. May be.

本実施形態では、単位データは、周波数毎の加速度を示すデータ、すなわち、加速度の周波数特性(加速度の周波数スペクトル)を示すデータである。単位データは、加速度に関する情報を示すデータであればこれに限定されない。単位データは、例えば、周波数毎のPSD(Power Spectral Density、パワースペクトル密度関数)を示すデータ、すなわち、PSDの周波数特性(PSDの周波数スペクトル)であってもよい。 In the present embodiment, the unit data is data showing acceleration for each frequency, that is, data showing frequency characteristics of acceleration (frequency spectrum of acceleration). The unit data is not limited to this as long as it is data indicating information on acceleration. The unit data may be, for example, data showing PSD (Power Spectral Density, power spectral density function) for each frequency, that is, PSD frequency characteristics (PSD frequency spectrum).

通信部34(取得手段)は、隣接する中継ユニット25との間で、状態演算部32で判定された車両20の状態に関する情報(乗り心地レベルの判定結果及び当該判定に用いた各種情報(例えば、特性データ))などの情報について送受信を行う部分である。通信部34は、隣接する車両20及び同一車両20に配置されている中継ユニット25と、例えばBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。 The communication unit 34 (acquisition means) has information on the state of the vehicle 20 determined by the state calculation unit 32 between the adjacent relay unit 25 (ride comfort level determination result and various information used for the determination (for example). , Characteristic data)), etc., is the part that sends and receives information. The communication unit 34 is connected to the adjacent vehicle 20 and the relay unit 25 arranged in the same vehicle 20 so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark). The connection is not limited to wireless, but may be wired.

通信部34は、隣接する中継ユニット25を介して統括ユニット26から鉄道車両ID及び走行区間IDの少なくとも1つを受信(取得)した場合には、受信した鉄道車両ID及び走行区間IDの少なくとも1つを状態演算部32に出力する。通信部34で受信される走行区間IDは、鉄道車両2が現在走行している走行区間のIDであってもよいし、今後走行する予定の走行区間のIDであってもよい。 When the communication unit 34 receives (acquires) at least one of the railroad vehicle ID and the traveling section ID from the control unit 26 via the adjacent relay unit 25, the communication unit 34 receives at least one of the received railway vehicle ID and traveling section ID. Is output to the state calculation unit 32. The traveling section ID received by the communication unit 34 may be the ID of the traveling section in which the railway vehicle 2 is currently traveling, or may be the ID of the traveling section to be traveled in the future.

中継ユニット25は、機能的な構成要素として、例えば通信部41を有している。通信部41は、隣接する演算ユニット24、又は統括ユニット26との間の送受信を中継する部分である。通信部41は、隣接する車両20及び同一車両20に配置されている演算ユニット24又は統括ユニット26と、例えばBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。 The relay unit 25 has, for example, a communication unit 41 as a functional component. The communication unit 41 is a part that relays transmission / reception with the adjacent arithmetic unit 24 or the control unit 26. The communication unit 41 is connected to the arithmetic unit 24 or the control unit 26 arranged in the adjacent vehicle 20 and the same vehicle 20 so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark). The connection is not limited to wireless, but may be wired.

次に、図3を参照して、統括ユニット26の機能的構成について詳細に説明する。図3は、状態監視装置1の一部である統括ユニット26を示している。 Next, with reference to FIG. 3, the functional configuration of the control unit 26 will be described in detail. FIG. 3 shows a control unit 26 that is a part of the condition monitoring device 1.

統括ユニット26は、通信部51と、報知部52と、判定結果格納部53とを有している。通信部51は、外部の車両基地70及び隣接する中継ユニット25との間で情報の送受信(通信)を行う部分である。通信部51は、車両20に配置された中継ユニット25に対して、例えばBluetoothなどの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。 The control unit 26 has a communication unit 51, a notification unit 52, and a determination result storage unit 53. The communication unit 51 is a part that transmits / receives (communicates) information between the external vehicle base 70 and the adjacent relay unit 25. The communication unit 51 is connected to the relay unit 25 arranged in the vehicle 20 so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth. The connection is not limited to wireless, but may be wired.

通信部51は、例えば判定結果受信部54と、ID受信部55とを含んでいる。判定結果受信部54は、隣接する中継ユニット25から受け取った判定結果を報知部52と判定結果格納部53とにそれぞれ出力する。また、ID受信部55は、鉄道車両ID及び走行区間IDの少なくとも1つを車両基地70から受信し、中継ユニット25を介して各演算ユニット24にそれぞれ送信する。鉄道車両ID及び走行区間IDの少なくとも1つを送信する車両基地70は、例えば駅構内や各電車区内に位置している。車両基地70から送信される走行区間IDは、鉄道車両2が現在走行している走行区間のIDであってもよいし、今後走行する予定の走行区間のIDであってもよい。 The communication unit 51 includes, for example, a determination result receiving unit 54 and an ID receiving unit 55. The determination result receiving unit 54 outputs the determination result received from the adjacent relay unit 25 to the notification unit 52 and the determination result storage unit 53, respectively. Further, the ID receiving unit 55 receives at least one of the railroad vehicle ID and the traveling section ID from the depot 70 and transmits them to each arithmetic unit 24 via the relay unit 25. The vehicle base 70 that transmits at least one of the railway vehicle ID and the traveling section ID is located, for example, in a station yard or each train ward. The traveling section ID transmitted from the depot 70 may be the ID of the traveling section in which the railway vehicle 2 is currently traveling, or may be the ID of the traveling section to be traveled in the future.

報知部52は、通信部51から受け取った判定結果を報知する部分である。報知部52は、例えばディスプレイを備え、鉄道車両2の走行時に車両20毎の判定結果を表示する。判定結果格納部53は、判定結果を格納する部分である。判定結果格納部53には、例えば通信部51が判定結果を受け取った時刻と判定結果とが関連付けられて格納される。 The notification unit 52 is a unit that notifies the determination result received from the communication unit 51. The notification unit 52 is provided with, for example, a display, and displays a determination result for each vehicle 20 when the railway vehicle 2 is traveling. The determination result storage unit 53 is a portion for storing the determination result. In the determination result storage unit 53, for example, the time when the communication unit 51 receives the determination result and the determination result are stored in association with each other.

次に、演算ユニット24における鉄道車両2の状態を判定する手法について詳細に説明する。状態演算部32は、図2に示されているように、第1の算出部36(第1の算出手段)と、第2の算出部37(第2の算出手段)と、比較部38(比較手段)と、判定部39(判定手段)とを有する。 Next, a method for determining the state of the railroad vehicle 2 in the arithmetic unit 24 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the state calculation unit 32 includes a first calculation unit 36 (first calculation means), a second calculation unit 37 (second calculation means), and a comparison unit 38 ( It has a comparison means) and a determination unit 39 (determination means).

第1の算出部36は、受信部31で受信された加速度センサ23からの検出信号データを高速フーリエ変換することで、周波数毎の加速度に関する特性データを算出する。本実施形態では、第1の算出部36は、加速度センサ23によって異なる時間に(異なる走行区間で)加速度センサ23から出力された複数の検出信号データをそれぞれ高速フーリエ変換した後に平均することで上記特性データを算出する。 The first calculation unit 36 calculates characteristic data related to acceleration for each frequency by performing a fast Fourier transform on the detection signal data from the acceleration sensor 23 received by the reception unit 31. In the present embodiment, the first calculation unit 36 averages the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor 23 at different times (in different traveling sections) by the acceleration sensor 23 after performing a fast Fourier transform. Calculate characteristic data.

例えば、第1の算出部36は、8つの異なる走行区間毎に加速度センサ23から8つの検出信号データを取得し、8つの検出信号データをそれぞれ高速フーリエ変換する。第1の算出部36は、高速フーリエ変換された8つのデータを平均することで特性データを算出する。第1の算出部36は、加速度センサから出力された、上下方向、左右方向、及び前後方向の検出信号データから、それぞれ上記特性データを算出する。 For example, the first calculation unit 36 acquires eight detection signal data from the acceleration sensor 23 for each of eight different traveling sections, and fast Fourier transforms each of the eight detection signal data. The first calculation unit 36 calculates the characteristic data by averaging the eight data obtained by the fast Fourier transform. The first calculation unit 36 calculates the above-mentioned characteristic data from the detection signal data in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction output from the acceleration sensor.

本実施形態では、第1の算出部36は、周波数毎の加速度を示す特性データ、すなわち、加速度の周波数特性(加速度の周波数スペクトル)を示すデータを算出する。第1の算出部36によって算出される特性データは、加速度に関する情報を示すデータであればこれに限定されない。例えば、第1の算出部36は、単位空間データベース33に格納されている単位データが周波数毎のPSDのデータである場合に、周波数毎のPSDを示す特性データ、すなわち、PSDの周波数特性(PSDの周波数スペクトル)を示すデータを算出してもよい。 In the present embodiment, the first calculation unit 36 calculates characteristic data indicating acceleration for each frequency, that is, data indicating frequency characteristics of acceleration (frequency spectrum of acceleration). The characteristic data calculated by the first calculation unit 36 is not limited to this as long as it is data indicating information on acceleration. For example, in the first calculation unit 36, when the unit data stored in the unit space database 33 is the PSD data for each frequency, the characteristic data indicating the PSD for each frequency, that is, the frequency characteristic of the PSD (PSD). Data indicating the frequency spectrum of) may be calculated.

図4及び図5は、加速度センサ23からの検出信号データのうち上下方向の振動に関するデータの一例を示している。縦軸は加速度を示しており、横軸は時間を示している。図6及び図7は、第1の算出部36によって算出された、周波数毎の上下方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。縦軸は加速度を対数で示しており、横軸は周波数を対数で示している。図4及び図6は、乗り心地が正常な状態の検出信号データ、及び当該検出信号データに基づいて算出された特性データを示している。図5及び図7は、乗り心地が異常な状態の検出信号データ、及び当該検出信号データに基づいて算出された特性データを示している。 4 and 5 show an example of data related to vibration in the vertical direction among the detection signal data from the acceleration sensor 23. The vertical axis shows acceleration and the horizontal axis shows time. 6 and 7 are diagrams showing an example of characteristic data regarding vertical acceleration for each frequency calculated by the first calculation unit 36. The vertical axis shows the acceleration in logarithm, and the horizontal axis shows the frequency in logarithm. 4 and 6 show detection signal data in a state where the ride quality is normal, and characteristic data calculated based on the detection signal data. 5 and 7 show detection signal data in a state where the ride quality is abnormal, and characteristic data calculated based on the detection signal data.

図8及び図9は、加速度センサ23からの検出信号データのうち左右方向の振動に関するデータの一例を示している。縦軸は加速度を示しており、横軸は時間を示している。図10及び図11は、第1の算出部36によって算出された、周波数毎の左右方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。縦軸は加速度を対数で示しており、横軸は周波数を対数で示している。図8及び図10は、乗り心地が正常な状態の検出信号データ、及び当該検出信号データに基づいて算出された特性データを示している。図9及び図11は、乗り心地が異常な状態の検出信号データ、及び当該検出信号データに基づいて算出された特性データを示している。 8 and 9 show an example of data related to vibration in the left-right direction among the detection signal data from the acceleration sensor 23. The vertical axis shows acceleration and the horizontal axis shows time. 10 and 11 are diagrams showing an example of characteristic data regarding acceleration in the left-right direction for each frequency calculated by the first calculation unit 36. The vertical axis shows the acceleration in logarithm, and the horizontal axis shows the frequency in logarithm. 8 and 10 show detection signal data in a state where the ride quality is normal, and characteristic data calculated based on the detection signal data. 9 and 11 show detection signal data in a state where the ride quality is abnormal, and characteristic data calculated based on the detection signal data.

図12及び図13は、加速度センサ23からの検出信号データのうち前後方向の振動に関するデータの一例を示している。縦軸は加速度を示しており、横軸は時間を示している。図14及び図15は、第1の算出部36によって算出された、周波数毎の前後方向の加速度に関する特性データの一例を示す図である。縦軸は加速度を対数で示しており、横軸は周波数を対数で示している。図12及び図14は、乗り心地が正常な状態の検出信号データ、及び当該検出信号データに基づいて算出された特性データを示している。図13及び図15は、乗り心地が異常な状態の検出信号データ、及び当該検出信号データに基づいて算出された特性データを示している。 12 and 13 show an example of data related to vibration in the front-rear direction among the detection signal data from the acceleration sensor 23. The vertical axis shows acceleration and the horizontal axis shows time. 14 and 15 are diagrams showing an example of characteristic data regarding acceleration in the front-rear direction for each frequency calculated by the first calculation unit 36. The vertical axis shows the acceleration in logarithm, and the horizontal axis shows the frequency in logarithm. 12 and 14 show detection signal data in a state where the ride quality is normal, and characteristic data calculated based on the detection signal data. 13 and 15 show detection signal data in a state where the ride quality is abnormal, and characteristic data calculated based on the detection signal data.

第2の算出部37は、第1の算出部36によって算出された特性データと単位空間データベース33に格納されている単位データとの間のマハラノビスの距離を算出する。本実施形態では、第1の算出部36が、上下方向、左右方向、及び前後方向の検出信号データからそれぞれ特性データを算出している。このため、第2の算出部37は、上下方向、左右方向、及び前後方向の特性データに基づいて、それぞれマハラノビスの距離を算出する。 The second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance between the characteristic data calculated by the first calculation unit 36 and the unit data stored in the unit space database 33. In the present embodiment, the first calculation unit 36 calculates characteristic data from the detection signal data in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-back direction, respectively. Therefore, the second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the characteristic data in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-back direction, respectively.

本実施形態では、第2の算出部37は、演算ユニット24が設けられている鉄道車両2の鉄道車両ID及び当該鉄道車両2が走行区間IDの少なくとも1つを取得し、これらに基づいて、単位空間データベース33から、マハラノビスの距離を算出するための単位データを抽出する。本実施形態では、第2の算出部37は、通信部34から鉄道車両2の鉄道車両ID及び当該鉄道車両2が走行する走行区間IDの少なくとも1つを取得する。この場合、第2の算出部37は、抽出された単位データと、第1の算出部36によって算出された特性データとを用いてマハラノビスの距離を算出する。すなわち、第2の算出部37は、通信部34で取得された情報に応じた単位データに基づいてマハラノビスの距離を算出する。第2の算出部37によって抽出される単位データは、ユーザによって設定されていてもよい。マハラノビスの距離は、各車両20に設けられた演算ユニット24の第2の算出部37によって車両20毎に算出されてもよいし、1つの第2の算出部37によって、先頭車両20から後尾車両20までの全ての車両20についてまとめて算出されてもよい。 In the present embodiment, the second calculation unit 37 acquires at least one of the railroad vehicle ID of the railroad vehicle 2 provided with the calculation unit 24 and the traveling section ID of the railroad vehicle 2, and is based on these. Unit data for calculating the distance of Maharanobis is extracted from the unit space database 33. In the present embodiment, the second calculation unit 37 acquires at least one of the railroad vehicle ID of the railroad vehicle 2 and the traveling section ID in which the railroad vehicle 2 travels from the communication unit 34. In this case, the second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance using the extracted unit data and the characteristic data calculated by the first calculation unit 36. That is, the second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the unit data corresponding to the information acquired by the communication unit 34. The unit data extracted by the second calculation unit 37 may be set by the user. The Mahalanobis distance may be calculated for each vehicle 20 by the second calculation unit 37 of the calculation unit 24 provided in each vehicle 20, or by one second calculation unit 37, the leading vehicle 20 to the tail vehicle. It may be calculated collectively for all the vehicles 20 up to 20.

第2の算出部37は、例えば、鉄道車両IDから普通車両かグリーン車両かを判定する。第2の算出部37は、普通車両であると判定した場合には、普通車両に対応する単位データを単位空間データベース33から抽出し、普通車両に対応する単位データを用いてマハラノビスの距離を算出する。第2の算出部37は、グリーン車両であると判定した場合には、グリーン車両に対応する単位データを単位空間データベース33から抽出し、グリーン車両に対応する単位データを用いてマハラノビスの距離を算出する。第2の算出部37は、回送列車、普通列車、快速列車、及び特急列車などの走行形態に応じて、異なる単位データを抽出して、走行形態に応じたマハラノビスの距離を算出してもよい。 The second calculation unit 37 determines, for example, whether it is a normal vehicle or a green vehicle from the railway vehicle ID. When the second calculation unit 37 determines that the vehicle is an ordinary vehicle, the unit data corresponding to the ordinary vehicle is extracted from the unit space database 33, and the Mahalanobis distance is calculated using the unit data corresponding to the ordinary vehicle. do. When the second calculation unit 37 determines that the vehicle is a green vehicle, the unit data corresponding to the green vehicle is extracted from the unit space database 33, and the Mahalanobis distance is calculated using the unit data corresponding to the green vehicle. do. The second calculation unit 37 may extract different unit data according to the traveling mode of the deadhead train, the ordinary train, the rapid train, the limited express train, etc., and calculate the Mahalanobis distance according to the traveling mode. ..

比較部38は、第2の算出部37によって算出されたマハラノビスの距離を、予め設定された閾値と比較する。具体的には、比較部38は、第2の算出部37によって算出されたマハラノビスの距離が閾値以上であるか否か判定する。本実施形態では、比較部38は、上下方向、左右方向、及び前後方向のマハラノビスの距離について、それぞれ比較を行う。 The comparison unit 38 compares the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 37 with a preset threshold value. Specifically, the comparison unit 38 determines whether or not the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 37 is equal to or greater than the threshold value. In the present embodiment, the comparison unit 38 compares the distances of the Mahalanobis in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction, respectively.

本実施形態では、比較部38が用いる閾値は「4」であり、比較部38は、算出されたマハラノビスの距離が「4」以上であるか否かを判定する。判定部39は、比較部38における比較結果に応じて車両20の乗り心地レベルを判定する。本実施形態では、比較部38は、演算ユニット24が設けられている鉄道車両2の鉄道車両ID及び当該鉄道車両2が走行する走行区間IDの少なくとも1つを取得し、これらに基づいて上記閾値を決定する。本実施形態では、比較部38は、通信部34から鉄道車両2の鉄道車両ID及び当該鉄道車両2が走行する走行区間IDの少なくとも1つを取得する。すなわち、比較部38は、通信部34で取得された情報に応じて閾値を決定する。上記閾値は、ユーザによって設定されてもよい。 In the present embodiment, the threshold value used by the comparison unit 38 is "4", and the comparison unit 38 determines whether or not the calculated Mahalanobis distance is "4" or more. The determination unit 39 determines the ride quality level of the vehicle 20 according to the comparison result in the comparison unit 38. In the present embodiment, the comparison unit 38 acquires at least one of the railroad vehicle ID of the railroad vehicle 2 provided with the calculation unit 24 and the traveling section ID in which the railroad vehicle 2 travels, and the threshold value is based on these. To decide. In the present embodiment, the comparison unit 38 acquires at least one of the railway vehicle ID of the railway vehicle 2 and the traveling section ID in which the railway vehicle 2 travels from the communication unit 34. That is, the comparison unit 38 determines the threshold value according to the information acquired by the communication unit 34. The threshold may be set by the user.

例えば、比較部38は、鉄道車両IDから普通車両かグリーン車両かを判定する。比較部38は、普通車両であると判定した場合には、普通車両に対応する閾値とマハラノビスの距離を比較する。比較部38は、グリーン車両であると判定した場合には、グリーン車両に対応する閾値とマハラノビスの距離を比較する。比較部38は、回送列車、普通列車、快速列車、及び特急列車などの走行形態に応じて、異なる閾値を用いて上記比較を行ってもよい。 For example, the comparison unit 38 determines whether it is a normal vehicle or a green vehicle from the railway vehicle ID. When the comparison unit 38 determines that the vehicle is an ordinary vehicle, the comparison unit 38 compares the distance between the threshold value corresponding to the ordinary vehicle and the Mahalanobis. When the comparison unit 38 determines that the vehicle is a green vehicle, the comparison unit 38 compares the distance between the threshold value corresponding to the green vehicle and the Mahalanobis. The comparison unit 38 may perform the above comparison using different threshold values depending on the traveling mode of the deadhead train, the ordinary train, the rapid train, the limited express train, and the like.

判定部39は、比較部38における比較結果に応じて、鉄道車両2の乗り心地レベルを判定する。本実施形態では、判定部39は、上下方向、左右方向、及び前後方向についてそれぞれ乗り心地レベルを判定する。判定部39は、例えば、比較部38においてマハラノビスの距離が「4」以上であると判定された場合に、乗り心地レベルが不良であると判定する。例えば、図6、図10、及び図14に示した特性データでは、第2の算出部37によって、「4」未満のマハラノビスの距離が導出される。この場合、判定部39は、乗り心地レベルは良好であると判定する。図7、図11、及び図15に示した特性データでは、第2の算出部37によって、「4」以上のマハラノビスの距離が導出される。この場合、判定部39は、乗り心地レベルが不良であると判定する。鉄道車両2の乗り心地レベルの判定は、各車両20に設けられた演算ユニット24の判定部39によって車両20毎に算出されてもよいし、1つの判定部39によって、先頭車両20から後尾車両20までの全ての車両20についてまとめて判定されてもよい。 The determination unit 39 determines the ride quality level of the railway vehicle 2 according to the comparison result in the comparison unit 38. In the present embodiment, the determination unit 39 determines the ride quality level in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction, respectively. For example, when the comparison unit 38 determines that the Mahalanobis distance is "4" or more, the determination unit 39 determines that the ride quality level is poor. For example, in the characteristic data shown in FIGS. 6, 10, and 14, the second calculation unit 37 derives the Mahalanobis distance less than “4”. In this case, the determination unit 39 determines that the ride quality level is good. In the characteristic data shown in FIGS. 7, 11 and 15, the second calculation unit 37 derives the Mahalanobis distance of “4” or more. In this case, the determination unit 39 determines that the ride quality level is poor. The determination of the ride quality level of the railroad vehicle 2 may be calculated for each vehicle 20 by the determination unit 39 of the calculation unit 24 provided in each vehicle 20, or by one determination unit 39, the leading vehicle 20 to the tail vehicle. All vehicles 20 up to 20 may be collectively determined.

通信部34は、判定部39で乗り心地レベルが不良と判定された場合(比較部38が第2の算出部37によって算出されたマハラノビスの距離が閾値以上であると判定した場合)に、その判定結果と第1の算出部36で算出された特性データとを、隣接する中継ユニット25を介して統括ユニット26に送信する。この場合、統括ユニット26の通信部51(通信手段)は、外部の車両基地70に判定部39で乗り心地レベルが不良であると判定されたことを示すデータを送信(通知)する。通信部34は、直接、統括ユニット26との間、又は、外部の車両基地70との間で情報の送受信を行ってもよい。例えば、通信部34は、判定部39で乗り心地レベルが不良と判定された場合に、その判定結果と第1の算出部36で算出された特性データとを、直接、統括ユニット26又は外部の車両基地70に送信してもよい。 When the determination unit 39 determines that the ride quality level is poor (when the comparison unit 38 determines that the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 37 is equal to or greater than the threshold value), the communication unit 34 determines that the ride quality level is poor. The determination result and the characteristic data calculated by the first calculation unit 36 are transmitted to the control unit 26 via the adjacent relay unit 25. In this case, the communication unit 51 (communication means) of the control unit 26 transmits (notifies) data indicating that the determination unit 39 has determined that the ride quality level is poor to the external vehicle base 70. The communication unit 34 may directly transmit / receive information to / from the control unit 26 or to an external vehicle base 70. For example, when the determination unit 39 determines that the ride quality level is poor, the communication unit 34 directly transfers the determination result and the characteristic data calculated by the first calculation unit 36 to the control unit 26 or an external unit. It may be transmitted to the depot 70.

次に、状態監視装置1の作用効果について説明する。加速度センサ23は、鉄道車両2の走行時に発生する振動を、上下方向、左右方向、及び前後方向の加速度として検出し、検出信号データを出力する。状態演算部32は、加速度センサ23から出力された検出信号データに基づいて、鉄道車両2の乗り心地レベルを判定する。 Next, the operation and effect of the state monitoring device 1 will be described. The acceleration sensor 23 detects the vibration generated when the railroad vehicle 2 is traveling as acceleration in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction, and outputs the detection signal data. The state calculation unit 32 determines the ride quality level of the railway vehicle 2 based on the detection signal data output from the acceleration sensor 23.

鉄道車両の振動には、乗客が心地よいと感じる周波数と不快と感じる周波数とが含まれている。すなわち、周波数によって乗り心地に対する寄与度が異なる。このため、例えば、図16及び図17で示されているように、鉄道車両に生じる振動の周波数成分の違いを考慮した乗り心地の基準線と特性データとを比較して、乗り心地レベルを判定することが考えられる。図16及び図17は、特性データの一例として、周波数毎の上下方向の加速度に関する特性データを示している。 The vibration of a railroad vehicle includes frequencies that passengers find comfortable and frequencies that passengers find unpleasant. That is, the degree of contribution to ride comfort differs depending on the frequency. Therefore, for example, as shown in FIGS. 16 and 17, the ride quality level is determined by comparing the ride quality reference line and the characteristic data in consideration of the difference in the frequency component of the vibration generated in the railway vehicle. It is conceivable to do. 16 and 17 show characteristic data relating to vertical acceleration for each frequency as an example of characteristic data.

図16は、乗り心地の基準線(a),(b),(c),(d)と乗り心地が正常な状態の特性データ(e)とを示している。図17は、乗り心地の基準線(a),(b),(c),(d)と乗り心地が異常な状態の特性データ(f)とを示している。基準線(a),(b),(c),(d)は、(a),(b),(c),(d)の順で、より良い乗り心地に対応している。例えば、基準線(a)は普通車両の乗り心地の基準を示す基準線であり、基準線(b)はグリーン車両の乗り心地の基準を示す基準線である。 FIG. 16 shows the reference lines (a), (b), (c), (d) of the ride quality and the characteristic data (e) in the state where the ride quality is normal. FIG. 17 shows the reference lines (a), (b), (c), (d) of the ride quality and the characteristic data (f) in the state where the ride quality is abnormal. The reference lines (a), (b), (c) and (d) correspond to better riding comfort in the order of (a), (b), (c) and (d). For example, the reference line (a) is a reference line indicating the standard of riding comfort of a normal vehicle, and the reference line (b) is a reference line indicating the standard of riding comfort of a green vehicle.

特性データが上述した基準線を上回るほど、当該特性データが得られた車両20の乗り心地が悪いことを示している。例えば、図16において、特性データ(e)は、乗り心地が正常な状態(乗り心地が良好な状態)の特性データであるため、基準線(a),(b),(c),(d)のいずれよりも下に位置している。一方、図17において、特性データ(f)の一部が(b)及び(c)の基準線よりも上に位置している。このため、特性データ(f)が取得された鉄道車両2は、特性データ(e)が取得された鉄道車両2よりも乗り心地が悪いことが分かる。しかしながら、この手法では、特性データがどの位置でどの程度だけ基準線を上回った場合に乗り心地が不良と判定するのが適切かを判断し難い。 The more the characteristic data exceeds the above-mentioned reference line, the worse the ride quality of the vehicle 20 from which the characteristic data is obtained. For example, in FIG. 16, since the characteristic data (e) is characteristic data in a state where the ride quality is normal (a state where the ride quality is good), the reference lines (a), (b), (c), (d). ) Is located below any of them. On the other hand, in FIG. 17, a part of the characteristic data (f) is located above the reference lines of (b) and (c). Therefore, it can be seen that the railroad vehicle 2 from which the characteristic data (f) has been acquired is less comfortable to ride than the railroad vehicle 2 from which the characteristic data (e) has been acquired. However, with this method, it is difficult to determine at what position and how much the characteristic data exceeds the reference line to determine whether it is appropriate to determine that the ride quality is poor.

状態監視装置1では、第1の算出部36によって算出された周波数毎の加速度に関する特性データと予め取得された単位データとの間のマハラノビスの距離が算出される。算出されたマハラノビスの距離は、所望の周波数範囲について単位データとの周波数毎の違いを考慮した単一のデータである。状態監視装置1では、このようにして算出されたマハラノビス距離と閾値とが比較されることで鉄道車両の乗り心地レベルが判定されている。このため、状態監視装置1では、マハラノビスの距離を用いて判定が行われることにより、鉄道車両2が走行している状態で、周波数毎の乗り心地に対する寄与度の違いを考慮した乗り心地レベルの判定を容易かつ適確に実行できる。すなわち、状態監視装置1は、作業負担が少なく、かつ鉄道車両の乗り心地を精度良く判定できる。 In the condition monitoring device 1, the Mahalanobis distance between the characteristic data related to the acceleration for each frequency calculated by the first calculation unit 36 and the unit data acquired in advance is calculated. The calculated Mahalanobis distance is a single piece of data that takes into account the frequency-by-frequency differences from the unit data for the desired frequency range. In the condition monitoring device 1, the ride quality level of the railway vehicle is determined by comparing the Mahalanobis distance calculated in this way with the threshold value. Therefore, in the condition monitoring device 1, the determination is made using the Mahalanobis distance, so that the ride comfort level is set in consideration of the difference in the degree of contribution to the ride comfort for each frequency while the railway vehicle 2 is running. Judgment can be performed easily and accurately. That is, the condition monitoring device 1 has a small work load and can accurately determine the riding comfort of a railway vehicle.

第1の算出部36は、異なる時間に加速度センサ23から出力された複数の検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した後に平均することで、特性データを算出する。このため、加速度センサ23による誤検出の影響を低減することができる。 The first calculation unit 36 calculates characteristic data by performing a Fourier transform on each of the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor 23 at different times and then averaging them. Therefore, the influence of erroneous detection by the acceleration sensor 23 can be reduced.

単位データは、正常な鉄道車両2が正常な線路を走行した際の特性データであり、異なる時間又は異なる走行区間で加速度センサ23から出力された複数の検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した周波数毎の加速度に関するデータを含んでいる。このため、鉄道車両2と線路との双方の劣化、及び、時間の違い又は走行区間の違いによる加速度センサ23の検出結果のばらつきを考慮して、乗り心地レベルを判定することができる。 The unit data is characteristic data when a normal railroad vehicle 2 travels on a normal railroad track, and is for each frequency obtained by Fourier-converting each of a plurality of detection signal data output from the acceleration sensor 23 at different times or different traveling sections. Contains data on the acceleration of. Therefore, the ride comfort level can be determined in consideration of the deterioration of both the railroad vehicle 2 and the railroad track, and the variation in the detection result of the acceleration sensor 23 due to the difference in time or the difference in the traveling section.

加速度センサ23から出力された複数の検出信号データは、異なる時間に重複する走行区間で出力された検出信号データを含んでいる。このため、同一走行区間を走行した場合における加速度センサ23の検出結果のばらつきを考慮して、乗り心地レベルを判定することができる。 The plurality of detection signal data output from the acceleration sensor 23 includes the detection signal data output in the traveling sections overlapping at different times. Therefore, the ride quality level can be determined in consideration of the variation in the detection result of the acceleration sensor 23 when traveling in the same traveling section.

異なる走行区間のうち少なくとも2つの間には、少なくとも1つの停車駅が位置している。このため、少なくとも1つの停車駅を挟んだ異なる走行区間における加速度センサ23の検出結果のばらつきを考慮して、乗り心地レベルを判定することができる。 At least one stop is located between at least two of the different travel sections. Therefore, the ride quality level can be determined in consideration of the variation in the detection result of the acceleration sensor 23 in different traveling sections sandwiching at least one stop station.

異なる走行区間は、互いに隣り合う停車駅の間に位置する異なる走行区間を含んでいる。このため、対応する停車駅間に適した単位データによって、乗り心地レベルを判定することができる。 Different travel sections include different travel sections located between adjacent stations. Therefore, the ride quality level can be determined by the unit data suitable for the corresponding stop stations.

通信部34は、鉄道車両2の車両種別(鉄道車両ID)及び当該鉄道車両2が走行する走行区間の種別(走行区間ID)の少なくとも1つを取得する。比較部38は、通信部34によって取得された上記情報に応じた閾値と、第2の算出部37によって算出されたマハラノビスの距離とを比較する。このため、鉄道車両2の車両種別及び鉄道車両2が走行する走行区間の種別によって、乗り心地レベルの判定基準を変更することができる。 The communication unit 34 acquires at least one of the vehicle type (railroad vehicle ID) of the railway vehicle 2 and the type of the traveling section (traveling section ID) in which the railway vehicle 2 travels. The comparison unit 38 compares the threshold value according to the above information acquired by the communication unit 34 with the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 37. Therefore, the criterion for determining the ride quality level can be changed depending on the vehicle type of the railway vehicle 2 and the type of the traveling section in which the railway vehicle 2 travels.

例えば、比較部38は、鉄道車両IDから車両20が普通車両であると判定した場合には、普通車両に対応する閾値とマハラノビスの距離を比較する。比較部38は、鉄道車両IDから車両20がグリーン車両であると判定した場合には、グリーン車両に対応する閾値とマハラノビスの距離を比較する。比較部38は、回送列車、普通列車、快速列車、及び特急列車などの走行形態に応じて異なる閾値を用いて上記比較を行ってもよい。これによれば、各車両20の用途、又は、鉄道車両2の走行形態に応じて、適切に乗り心地レベルを判定することができる。 For example, when the comparison unit 38 determines from the railroad vehicle ID that the vehicle 20 is a normal vehicle, the comparison unit 38 compares the threshold value corresponding to the normal vehicle and the Mahalanobis distance. When the comparison unit 38 determines from the railroad vehicle ID that the vehicle 20 is a green vehicle, the comparison unit 38 compares the threshold value corresponding to the green vehicle and the Mahalanobis distance. The comparison unit 38 may perform the above comparison using different threshold values depending on the traveling mode of the deadhead train, the ordinary train, the rapid train, the limited express train, and the like. According to this, the ride quality level can be appropriately determined according to the use of each vehicle 20 or the traveling mode of the railway vehicle 2.

第2の算出部37は、通信部34によって取得された上記情報に応じた単位データに基づいて、マハラノビスの距離を算出する。このため、鉄道車両2の車両種別及び鉄道車両2が走行する走行区間の種別によって、乗り心地レベルの判定基準を変更することができる。 The second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the unit data according to the above information acquired by the communication unit 34. Therefore, the criterion for determining the ride quality level can be changed depending on the vehicle type of the railway vehicle 2 and the type of the traveling section in which the railway vehicle 2 travels.

例えば、第2の算出部37は、鉄道車両IDから車両20が普通車両であると判定した場合には、普通車両に対応する単位データを用いてマハラノビスの距離を算出する。第2の算出部37は、鉄道車両IDから車両20がグリーン車両であると判定した場合には、グリーン車両に対応する単位データを用いてマハラノビスの距離を算出する。第2の算出部37は、回送列車、普通列車、快速列車、及び特急列車などの走行形態に応じて異なる単位データを用いて上記比較を行ってもよい。これによれば、各車両20の用途、又は、鉄道車両2の走行形態に応じて、適切に乗り心地レベルを判定することができる。 For example, when the second calculation unit 37 determines from the railroad vehicle ID that the vehicle 20 is a normal vehicle, the second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance using the unit data corresponding to the normal vehicle. When the second calculation unit 37 determines from the railroad vehicle ID that the vehicle 20 is a green vehicle, the second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance using the unit data corresponding to the green vehicle. The second calculation unit 37 may make the above comparison using different unit data depending on the traveling mode of the deadhead train, the ordinary train, the rapid train, the limited express train, and the like. According to this, the ride quality level can be appropriately determined according to the use of each vehicle 20 or the traveling mode of the railway vehicle 2.

加速度センサ23は、鉄道車両2の心皿の直上に配置されている。このため、加速度センサ23によって、鉄道車両2に生じる振動の正確性を向上することができる。 The acceleration sensor 23 is arranged directly above the center plate of the railway vehicle 2. Therefore, the acceleration sensor 23 can improve the accuracy of the vibration generated in the railway vehicle 2.

通信部51は、比較部38において第2の算出部37によって算出されたマハラノビスの距離が閾値以上であると判定された場合に外部の車両基地70に通知を行う。このため、車両基地70との通信量を低減することができる。 When the comparison unit 38 determines that the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 37 is equal to or greater than the threshold value, the communication unit 51 notifies the external vehicle base 70. Therefore, the amount of communication with the vehicle base 70 can be reduced.

第2の算出部37は、鉄道車両2の上下方向の検出信号データから算出された特性データに基づいてマハラノビスの距離を算出する。上下方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると判定された場合、乗り心地が悪化した要因として、線路における軌道狂い、及び、空気バネのパンク又は軸ダンパの故障が考えられる。したがって、第2の算出部37が上下方向の検出信号データから算出された特性データに基づいてマハラノビスの距離を算出することで、線路における軌道狂い、及び、空気バネのパンク又は軸ダンパの故障の発生を容易に検知することができる。 The second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the characteristic data calculated from the detection signal data in the vertical direction of the railway vehicle 2. When it is determined that the ride quality is poor based on the detection signal data in the vertical direction, the factors that deteriorate the ride quality are considered to be track deviation on the track, puncture of the air spring, or failure of the shaft damper. Therefore, the second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the characteristic data calculated from the detection signal data in the vertical direction, so that the track is out of alignment on the track and the air spring is punctured or the shaft damper is damaged. The occurrence can be easily detected.

なお、判定部39が上下方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると間欠的に判定した場合には、線路に、高低狂い、平面性狂い、及び水準狂いの少なくとも1つが発生している可能性が高い。判定部39が上下方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると連続的に判定した場合には、空気バネのパンク又は軸ダンパの故障が発生している可能性が高い。 When the determination unit 39 intermittently determines that the ride quality is poor based on the detection signal data in the vertical direction, at least one of high-low deviation, flatness deviation, and level deviation occurs on the track. There is a high possibility that it is. When the determination unit 39 continuously determines that the ride quality is poor based on the detection signal data in the vertical direction, it is highly possible that a puncture of the air spring or a failure of the shaft damper has occurred.

第2の算出部37は、鉄道車両2の左右方向の検出信号データから算出された特性データに基づいてマハラノビスの距離を算出する。左右方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると判定された場合、乗り心地が悪化した要因として、線路における軌道狂い、及び、左右動ダンパ又はヨーダンパの故障が考えられる。したがって、第2の算出部37が左右方向の検出信号データから算出された特性データに基づいてマハラノビスの距離を算出することで、線路における軌道狂い、及び、左右動ダンパ又はヨーダンパの故障の発生を容易に検知することができる。 The second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the characteristic data calculated from the detection signal data in the left-right direction of the railway vehicle 2. If it is determined that the ride quality is poor based on the detection signal data in the left-right direction, the factors that deteriorate the ride quality are considered to be track deviation on the track and failure of the left-right motion damper or yaw damper. Therefore, the second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the characteristic data calculated from the detection signal data in the left-right direction, thereby causing a track deviation on the track and a failure of the left-right moving damper or the yaw damper. It can be easily detected.

なお、判定部39が左右方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると間欠的に判定した場合には、線路に、通り狂い、平面性狂い、及び水準狂いの少なくとも1つが発生している可能性が高い。判定部39が左右方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると連続的に判定した場合には、左右動ダンパ又はヨーダンパの故障が発生している可能性が高い。 When the determination unit 39 intermittently determines that the ride quality is poor based on the detection signal data in the left-right direction, at least one of a deviation, a flatness deviation, and a level deviation occurs on the track. There is a high possibility that it is. When the determination unit 39 continuously determines that the ride quality is poor based on the detection signal data in the left-right direction, it is highly possible that the left-right motion damper or the yaw damper has failed.

第2の算出部37は、鉄道車両2の前後方向の検出信号データから算出された特性データに基づいてマハラノビスの距離を算出する。前後方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると判定された場合、乗り心地が悪化した要因として、線路における軌道狂い、及び、連結器周りの異常、ヨーダンパ又は車体間ダンパの故障が考えられる。したがって、第2の算出部37が前後方向の検出信号データから算出された特性データに基づいてマハラノビスの距離を算出することで、線路における軌道狂い、及び、連結器周りの異常、ヨーダンパ又は車体間ダンパの故障の発生を容易に検知することができる。 The second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the characteristic data calculated from the detection signal data in the front-rear direction of the railway vehicle 2. If it is determined that the ride quality is poor based on the detection signal data in the front-rear direction, the factors that deteriorated the ride quality include track deviation on the track, abnormalities around the coupler, and failure of the yaw damper or inter-body damper. Conceivable. Therefore, the second calculation unit 37 calculates the Mahalanobis distance based on the characteristic data calculated from the detection signal data in the front-rear direction, so that the track is out of alignment on the track, an abnormality around the coupler, a yaw damper, or between the vehicle bodies. The occurrence of damper failure can be easily detected.

なお、判定部39が前後方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると間欠的に判定した場合には、線路に、高低狂い及び通り狂いの少なくとも1つが発生している可能性が高い。判定部39が前後方向の検出信号データに基づいて乗り心地が不良であると連続的に判定した場合には、連結器周りの異常、ヨーダンパ又は車体間ダンパの故障が発生している可能性が高い。 If the determination unit 39 intermittently determines that the ride quality is poor based on the detection signal data in the front-rear direction, there is a possibility that at least one of high and low deviations and deviations has occurred on the track. high. If the determination unit 39 continuously determines that the ride quality is poor based on the detection signal data in the front-rear direction, there is a possibility that an abnormality around the coupler or a failure of the yaw damper or the inter-vehicle body damper has occurred. high.

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施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様々な変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.

例えば、状態演算部32と、単位空間データベース33とを中継ユニット25にも配置し、車両20の状態に異常があるか否かの判定に関する処理を演算ユニット24と中継ユニット25とで分担させるようにしてもよい。 For example, the state calculation unit 32 and the unit space database 33 are also arranged in the relay unit 25, and the processing related to determining whether or not there is an abnormality in the state of the vehicle 20 is shared between the calculation unit 24 and the relay unit 25. You may do it.

1…状態監視装置、2…鉄道車両、23…加速度センサ、34,51…通信部、36…第1の算出部、37…第2の算出部、38…比較部、39…判定部。 1 ... Condition monitoring device, 2 ... Railway vehicle, 23 ... Accelerometer, 34, 51 ... Communication unit, 36 ... First calculation unit, 37 ... Second calculation unit, 38 ... Comparison unit, 39 ... Judgment unit.

Claims (10)

鉄道車両に設けられた加速度センサと、
前記加速度センサからの検出信号データをフーリエ変換し、周波数毎の加速度に関する特性データを算出する第1の算出手段と、
前記第1の算出手段によって算出された前記特性データと予め取得された単位データとの間のマハラノビスの距離を算出する第2の算出手段と、
前記マハラノビスの距離を予め設定された閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段における比較結果に応じて、前記鉄道車両の乗り心地レベルを判定する判定手段と、を備え
前記単位データは、正常な鉄道車両が正常な線路を走行した際の特性データであり、異なる時間又は異なる走行区間で前記加速度センサから出力された複数の前記検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した周波数毎の加速度に関するデータを含む、状態監視装置。
The accelerometer installed on the railroad vehicle and
A first calculation means for Fourier transforming the detection signal data from the acceleration sensor and calculating characteristic data related to acceleration for each frequency.
A second calculation means for calculating the Mahalanobis distance between the characteristic data calculated by the first calculation means and the unit data acquired in advance, and a second calculation means.
A comparison means for comparing the Mahalanobis distance with a preset threshold, and
A determination means for determining the ride quality level of the railway vehicle according to the comparison result in the comparison means is provided .
The unit data is characteristic data when a normal railroad vehicle travels on a normal railroad track, and is a frequency obtained by Fourier transforming each of a plurality of detection signal data output from the acceleration sensor at different times or different traveling sections. A state monitoring device that contains data on each acceleration .
前記第1の算出手段は、異なる時間に前記加速度センサから出力された複数の前記検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した後に平均することで、前記特性データを算出する、請求項1に記載の状態監視装置。 The state according to claim 1, wherein the first calculation means calculates the characteristic data by Fourier transforming each of the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor at different times and then averaging them. Monitoring device. 前記加速度センサから出力された複数の前記検出信号データは、前記異なる時間に重複する走行区間で出力された前記検出信号データを含む、請求項1又は2に記載の状態監視装置。 The condition monitoring device according to claim 1 or 2 , wherein the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor includes the detection signal data output in the traveling sections overlapping at different times. 前記異なる走行区間のうち少なくとも2つの間には、少なくとも1つの停車駅が位置する、請求項1~3のいずれか一項に記載の状態監視装置。 The condition monitoring device according to any one of claims 1 to 3 , wherein at least one stop station is located between at least two of the different traveling sections. 前記異なる走行区間は、互いに隣り合う停車駅の間に位置する異なる走行区間を含む、請求項のいずれか一項に記載の状態監視装置。 The condition monitoring device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the different traveling sections include different traveling sections located between stations adjacent to each other. 前記鉄道車両の車両種別及び当該鉄道車両が走行する走行区間の種別の少なくとも1つを取得する取得手段を更に備え、
前記比較手段は、前記取得手段によって取得された情報に応じた前記閾値と、前記第2の算出手段によって算出された前記マハラノビスの距離とを比較する、請求項1~のいずれか一項に記載の状態監視装置。
Further provided with an acquisition means for acquiring at least one of the vehicle type of the railway vehicle and the type of the traveling section in which the railway vehicle travels.
The comparison means according to any one of claims 1 to 5 , wherein the comparison means compares the threshold value according to the information acquired by the acquisition means with the distance of the Mahalanobis calculated by the second calculation means. The described condition monitoring device.
前記鉄道車両の車両種別及び当該鉄道車両が走行する走行区間の種別の少なくとも1つを取得する取得手段を更に備え、
前記第2の算出手段は、前記取得手段によって取得された情報に応じた前記単位データに基づいて、前記マハラノビスの距離を算出する、請求項1~のいずれか一項に記載の状態監視装置。
Further provided with an acquisition means for acquiring at least one of the vehicle type of the railway vehicle and the type of the traveling section in which the railway vehicle travels.
The condition monitoring device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the second calculation means calculates the distance of the Mahalanobis based on the unit data according to the information acquired by the acquisition means. ..
前記加速度センサは、前記鉄道車両の心皿の直上に配置されている、請求項1~のいずれか一項に記載の状態監視装置。 The condition monitoring device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the accelerometer is arranged directly above the center plate of the railway vehicle. 外部の車両基地と通信を行う通信手段を更に備え、
前記通信手段は、前記比較手段が前記第2の算出手段によって算出された前記マハラノビスの距離が前記閾値以上であると判定した場合に、前記車両基地に通知を行う、請求項1~のいずれか一項に記載の状態監視装置。
Further equipped with communication means to communicate with external depots,
Any of claims 1 to 8 , wherein the communication means notifies the depot when the comparison means determines that the Mahalanobis distance calculated by the second calculation means is equal to or greater than the threshold value. The condition monitoring device described in item 1.
前記第2の算出手段は、前記鉄道車両の上下方向の前記検出信号データから算出された前記特性データ、前記鉄道車両の左右方向の前記検出信号データから算出された前記特性データ、及び前記鉄道車両の前後方向の前記検出信号データから算出された前記特性データのそれぞれに基づいて、前記マハラノビスの距離を算出する、請求項1~のいずれか一項に記載の状態監視装置。 The second calculation means includes the characteristic data calculated from the detection signal data in the vertical direction of the railroad vehicle, the characteristic data calculated from the detection signal data in the left-right direction of the railroad vehicle, and the railroad vehicle. The state monitoring device according to any one of claims 1 to 9 , which calculates the distance of the maharanobis based on each of the characteristic data calculated from the detection signal data in the front-rear direction.
JP2018068555A 2018-03-30 2018-03-30 Condition monitoring device Active JP7079641B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018068555A JP7079641B2 (en) 2018-03-30 2018-03-30 Condition monitoring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018068555A JP7079641B2 (en) 2018-03-30 2018-03-30 Condition monitoring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019177781A JP2019177781A (en) 2019-10-17
JP7079641B2 true JP7079641B2 (en) 2022-06-02

Family

ID=68277556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018068555A Active JP7079641B2 (en) 2018-03-30 2018-03-30 Condition monitoring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7079641B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6997356B2 (en) * 2019-12-13 2022-01-17 株式会社日立製作所 Condition monitoring and analysis equipment and methods for railway vehicles
JP7402127B2 (en) 2020-06-30 2023-12-20 株式会社日立製作所 Track maintenance necessity determination method, maintenance necessity determination device, and vehicle
CN112257576B (en) * 2020-10-21 2021-12-10 华北电力大学 Load switch event detection method and system using Maha distance measure

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001341644A (en) 2000-05-31 2001-12-11 Ntt Docomo Inc Operation control system
JP2004117253A (en) 2002-09-27 2004-04-15 Toshiba Corp Manufacturing machine and life predicting method for rotating machine
JP2015188272A (en) 2014-03-26 2015-10-29 株式会社総合車両製作所 state monitor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59183372A (en) * 1983-04-01 1984-10-18 Sumitomo Metal Ind Ltd Riding comfortableness analytical apparatus
JPH0566568U (en) * 1992-02-14 1993-09-03 株式会社アドバンテスト Digital spectrum analyzer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001341644A (en) 2000-05-31 2001-12-11 Ntt Docomo Inc Operation control system
JP2004117253A (en) 2002-09-27 2004-04-15 Toshiba Corp Manufacturing machine and life predicting method for rotating machine
JP2015188272A (en) 2014-03-26 2015-10-29 株式会社総合車両製作所 state monitor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019177781A (en) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11926357B2 (en) Transport and rail infrastructure monitoring system
US8914162B2 (en) System, method, and apparatus to detect and report track structure defects
AU2013266826B2 (en) System and method for inspecting a route during movement of a vehicle system over the route
JP7079641B2 (en) Condition monitoring device
JP6302315B2 (en) Condition monitoring device
US8224510B2 (en) System and method to provide communication-based train control system capabilities
JP2006341659A (en) Abnormality detecting method of railroad vehicle
CN107921976B (en) Detection device and method for monitoring a defined limit of a train of vehicles, in particular rail vehicles
JP7089921B2 (en) Vehicle test system
JP7040983B2 (en) Vehicle test system
AU2019204634B2 (en) Determining presence of a rail vehicle on a track based on image data
WO2017145572A1 (en) Bearing monitoring device for railway vehicle
JP7028111B2 (en) Bearing abnormality diagnosis system and bearing abnormality diagnosis method
JP7079642B2 (en) Railroad vehicle
EP3686081A1 (en) Methods and devices for monitoring train integrity
JPWO2014199491A1 (en) Railway vehicle door control system
JP7094128B2 (en) Railway vehicle abnormality diagnosis device and railway vehicle abnormality diagnosis method
RU2681275C1 (en) System of distance monitoring of railway vehicle
KR20220142459A (en) train onboard system
JPS6045466A (en) Method of monitoring track and moving body
Mori et al. 2B23 Condition diagnosis of railway tracks by a compact size onboard device (Condition Monitoring-Infrastructure)
JP2020106124A (en) Bearing monitoring system for railway vehicle, and bearing diagnosis method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220413

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7079641

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150