JP7164407B2 - 設備監視システム、転てつ機、軌道回路及び踏切装置 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 平成３０年７月２４日に、信号設備における検査業務の機械化についての提案の会議にて、設備監視システム、転てつ機、軌道回路及び踏切装置の開発について公開した。

本発明は、設備監視システム、転てつ機、軌道回路及び踏切装置に関する。

鉄道電力設備におけるメンテナンスのためのデータ収集の方法に関して、例えば非特許文献１等に例示されるように、無線式センサを導入して、走行する列車でデータを収集するものが知られている。これにより、メンテナンスのための人員削減を図り、人手不足を解消することが期待される。

しかしながら、センサにおいて蓄積したデータを走行する列車で収集するためには、多大な設備投資等が必要となる可能性がある。例えば、無線ＬＡＮにより、センサにおいて蓄積されている大量のデータを高速で通過しながら授受する場合、通信速度が技術的・コスト的問題を生じさせる可能性がある。例えば通信速度が遅いと通信量の制約から、鉄道電力設備の異常に関するデータの取得ができなくなってしまう、といったことが生じるおそれがある。

2014年9月10日、東日本旅客鉄道株式会社、鉄道電力設備における無線式センサの導入について〈URL：https://www.jreast.co.jp/press/2014/20140906.pdf〉

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、確実に異常に関するデータの取得ができ、鉄道の設備におけるメンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できる設備監視システム、及び設備監視システムに適用可能な転てつ機、軌道回路及び踏切装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための設備監視システムは、線路に沿って設置される設備の動作記録から直近の異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出する現場装置と、線路を走行する列車に搭載され、現場装置の設置位置から所定距離内において現場装置と通信して通信データに含まれる異常判別データを取得するデータ収集装置とを備える。

上記設備監視システムでは、現場装置において、設備の動作記録のうちから、直近の異常及び正常に関する記録である正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出しておき、当該通信データに含まれる異常判別データをデータ収集装置に取得させることで、通信時におけるデータ量を抑えつつ、異常判別に必要なデータの確実な授受を維持でき、メンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できる。さらに、授受するデータ量を抑えることでデータ収集装置と現場装置との通信が所定距離内の短い間であっても十分な構成とすることができ、通信設備に掛かる費用が抑えられる。

本発明の具体的な側面では、データ収集装置は、既に蓄積している過去の異常判別データと、現場装置との直近の通信において取得した最新の異常判別データとの比較に基づき設備における異常発生の有無を判断する。この場合、送受信において取り扱うデータ量を抑えつつ、データの比較によって異常発生を検知できる。

本発明の別の側面では、データ収集装置は、異常の累積回数の増加により、異常発生有りと判断する。この場合、異常の累積回数を利用して異常発生を検知できる。

本発明のさらに別の側面では、異常判別データは、設備における異常発生の種別の情報を含む。この場合、異常発生の検知に際して、併せて異常発生の種別を検知できる。

本発明のさらに別の側面では、データ収集装置は、予め記憶した現場装置の設置位置の情報と列車の現在地の情報とに基づいて、現場装置との通信を開始する。この場合、データ収集装置と現場装置との間で、効率的かつ確実な通信が可能となる。

本発明のさらに別の側面では、現場装置は、設備の動作記録を保存するデータ保存部と、データ保存部から異常判別データを抽出するデータ抽出部とを有する。この場合、データ保存部において設備の動作記録として保存しておくべき種々の情報を格納するとともに、データ抽出部においてデータ保存部に格納された情報のうち異常判別データとして取り扱うべきもの、すなわち通信の対象となるものを抽出しておくことによって、送受信において取り扱うデータ量を抑えつつ、異常発生をデータ収集装置側において検知させることができる。

本発明のさらに別の側面では、データ保存部は、設備の動作記録の全てを保存する。この場合、必要に応じて現場装置についての全てのデータを取得することが可能になる。

本発明のさらに別の側面では、データ保存部は、通常の列車運行状態にある通常動作モードから異常発生の検知に基づき現場確認を行う現場モードへ切替えられた場合に、設備の動作記録についてデータ収集装置に対して未送信であるデータを含む情報を提供する。この場合、現場装置とデータ収集装置との送受信において取り扱われなかったデータについて、現場モードにおいて提供可能となる。

上記目的を達成するための転てつ機は、動作記録から直近の異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出するデータ抽出部と、データ抽出部に接続され、線路を走行する列車に搭載されるデータ収集装置に対して所定距離内において異常判別データを含む通信データを送信する通信端末とを備える。

上記転てつ機では、動作記録のうちから、直近の異常及び正常に関する記録である正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データをデータ抽出部において抽出しておき、当該通信データに含まれる異常判別データを通信端末によりデータ収集装置に対して所定距離内において送信し、データ収集装置に取得させている。これにより、通信時におけるデータ量を抑えつつ、異常判別に必要なデータの確実な授受を維持でき、メンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できる。さらに、授受するデータ量を抑えることでデータ収集装置と現場装置との通信が所定距離内の短い間であっても十分な構成とすることができ、通信設備に掛かる費用が抑えられる。

本発明の具体的な側面では、データ抽出部は、動作記録としての転換時におけるモータ電圧値、モータ電流値、制御リレー電圧値、及び転換時間、又は、これらの組合せにより算出される値のいずれかの変化に基づき異常判別データを抽出する。この場合、転てつ機の異常として、特に重要な情報や緊急を要する情報についてデータ収集装置に取得させることができる。

本発明の別の側面では、異常判別の基準となる閾値の設定入力を受け付ける入力受付部と、入力受付部で受け付けた設定値を表示する設定値表示部と、閾値に基づく異常発生の判別時に表示状態を変更する異常発生表示灯と、異常発生の判別時に異常発生を外部に出力する接点と、自己の機能の健全性を表示する自己健全性表示灯とを備える。この場合、入力受付部において異常判別の基準となる閾値の設定が可能となり、また、閾値の設定における設定値を設定値表示部において表示できる。また、設定された閾値に基づく異常発生の判別時において、異常発生表示灯による報知がなされるとともに、接点から異常発生について転てつ機の外部に出力される。また、転てつ機自身の状態については、自己健全性表示灯により確認できる。

本発明のさらに別の側面では、複数の測定モードから選択された一の測定モードにおける各測定値を選択式固定で又は順番に表示する測定値表示部を備える。この場合、測定値表示部において、選択された測定モードにおける各測定値について、確実に確認できる。

本発明のさらに別の側面では、蓄積した異常データの異常発生の種別を履歴順に表示する異常履歴表示部を備える。この場合、異常履歴表示部において、異常発生の履歴について確認できる。

上記目的を達成するための軌道回路は、動作記録から直近の異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出するデータ抽出部と、データ抽出部に接続され、線路を走行する列車に搭載されるデータ収集装置に対して所定距離内において異常判別データを含む通信データを送信する通信端末とを備える。

上記軌道回路では、動作記録のうちから、直近の異常及び正常に関する記録である正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データをデータ抽出部において抽出しておき、当該通信データに含まれる異常判別データを通信端末によりデータ収集装置に対して所定距離内において送信し、データ収集装置に取得させている。これにより、通信時におけるデータ量を抑えつつ、異常判別に必要なデータの確実な授受を維持でき、メンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できる。さらに、授受するデータ量を抑えることでデータ収集装置と現場装置との通信が所定距離内の短い間であっても十分な構成とすることができ、通信設備に掛かる費用が抑えられる。

本発明の具体的な側面では、データ抽出部は、動作記録として軌道回路電圧の立下りデータ、立上りデータ及び立下りから立上りまでの間における残留電圧のピーク値に基づき異常判別データを抽出する。この場合、軌道回路の異常として、特に重要な情報や緊急を要する情報についてデータ収集装置に取得させることができる。

上記目的を達成するための踏切装置は、動作記録から直近の異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出するデータ抽出部と、データ抽出部に接続され、線路を走行する列車に搭載されるデータ収集装置に対して所定距離内において異常判別データを含む通信データを送信する通信端末とを備える。

上記踏切装置では、動作記録のうちから、直近の異常及び正常に関する記録である正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データをデータ抽出部において抽出しておき、当該通信データに含まれる異常判別データを通信端末によりデータ収集装置に対して所定距離内において送信し、データ収集装置に取得させている。これにより、通信時におけるデータ量を抑えつつ、異常判別に必要なデータの確実な授受を維持でき、メンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できる。さらに、授受するデータ量を抑えることでデータ収集装置と現場装置との通信が所定距離内の短い間であっても十分な構成とすることができ、通信設備に掛かる費用が抑えられる。

本発明の具体的な側面では、データ抽出部は、動作記録として、踏切制御子におけるリレー動作に関する時間データを抽出し、通信端末は、データ収集装置に対して時間データを送信しており、この結果、踏切装置は、列車の先頭から最後尾の車軸間距離、時間データ及び前記時間データに基づく列車速度から制御区間長の算出を可能にしている。つまり、この場合、踏切制御子の位置についての妥当性を判断するためのデータ取得が可能になっている。

第１実施形態に係る転てつ機、軌道回路及び踏切装置を含む設備監視システムについて示す概念図である。 設備監視システムを構成する現場装置及びデータ収集装置について説明するためのブロック図である。 設備監視システムにおける通信の様子について一例を示す斜視図である。 現場装置におけるデータ保存について説明するための概念図である。 第１実施形態に係る転てつ機の一例について概要を示す概念的な平面図である。 転てつ機について内部構成の一例を概念的に示すブロック図である。 （Ａ）は、転てつ機におけるフォーマットのうち転てつ機の動作に関するデータ部の内容について一例を示すデータ表であり、（Ｂ）は、転てつ機について伝送対象となる電文フォーマットの一例を示すデータ表である。 設備監視システムの動作の一例について説明するための概念図である。 設備監視システムを構成するデータ収集装置の一動作例を説明するためのフローチャートである。 （Ａ）は、設備監視システムを構成する現場装置における設備の動作記録の処理について一例を説明するためのフローチャートであり、（Ｂ）は、現場装置のデータ収集装置への応答についての一動作例を説明するためのフローチャートである。 現場確認を行う現場モードへの切替えについて説明するための概念図である。 現場モードにおいて現場確認を行うための現場装置の一構成例を示す概念図である。 （Ａ）は、第２実施形態に係る軌道回路の一例について概要を示す概念的な平面図であり、（Ｂ）は、測定対象である軌道回路電圧の様子を概念的に示すグラフである。 第３実施形態に係る踏切装置の一例について概要を示す概念図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、第１実施形態に係る転てつ機、軌道回路及び踏切装置を含む設備監視システムについて説明する。

図１及び図２に例示するように、本実施形態の設備監視システム５００は、鉄道において線路ＲＬに沿って設けられている転てつ機ＴＭ、軌道回路ＴＣ及び踏切装置ＲＣ等の各種設備ＥＱについて、異常の有無を判定するためシステムである。特に、本実施形態の設備監視システム５００では、営業車として矢印Ａ１の方向に走行してくる列車ＴＲが、設備ＥＱにある程度の距離内に接近した際に、列車ＴＲ側からの呼びかけに応じて設備ＥＱ側から異常判別データ等の各種データ（後述する通信データ）を送信し、列車ＴＲ側がこれを受信することで、営業車を利用した線路設備の保守管理を可能にしている。ここで、異常判別データとは、設備ＥＱの動作に関わる正常・異常の発生について判断を行うための種々のデータを意味するが、本実施形態では、特に、設備ＥＱの動作記録から異常の累積回数を含むように抽出したデータを取り扱う対象の異常判別データとしている。また、設備ＥＱの動作記録から抽出した直近の異常及び正常に関する記録についても、異常判別データとともに送信する対象としており、ここでは、このようなデータを正常異常記録データとする。つまり、本実施形態では、異常判別データと正常異常記録データとを、設備ＥＱから列車ＴＲへの送信対象（通信対象）としている。また、これらのデータをまとめて通信データとする。

このため、設備監視システム５００は、現場に設置された各設備ＥＱに付随してそれぞれ設けられて異常判別データに関する各種処理を行う現場装置１０と、列車ＴＲに搭載された携帯型通信端末等で構成されて現場装置１０から送信される異常判別データを取得するデータ収集装置２０と、単数又は複数設けられる保守管理部５０と、異常判別データを管理統制する指令部１００とを備える。なお、これらのうちから現場装置１０を除いたデータ収集装置２０、保守管理部５０及び指令部１００については、例えば保全用のネットワーク回線ＮＴ等を通じて、適宜通信可能となっている。これに対して、各現場に備えられる現場装置１０については、通信部１３による近距離通信機能のみを有し、設置位置から所定距離内においてのみデータ収集装置２０との近距離での通信が可能となっている。なお、転てつ機ＴＭ、軌道回路ＴＣ及び踏切装置ＲＣ等の設備監視システム５００において、データの送受信の対象となる設備ＥＱについては、現場装置１０を含めて設備ＥＱと記載することもあるが、現場装置１０以外の部分のみを設備ＥＱと記載することもあるものとする。特に、現場装置１０以外の部分のみを設備について示す場合には、設備ＥＱａ（図２参照）等と記載することもあるものとする。

まず、設備監視システム５００のうち、現場装置１０は、各設備ＥＱにおける異常の有無を監視するために各種動作に関するデータを取得するモニタ装置であり、図２に例示するように、設備ＥＱのうち現場装置１０を除いた本体部分である設備ＥＱａにおける各種動作についてのデータを受け付けるデータ受付部１１と、データ受付部１１から取得した各種データの処理を行うデータ処理部１２と、データ収集装置２０との通信を行うための無線装置である通信部１３と、各部の動作処理を行うための主制御部ＭＣとを備える。

データ受付部１１は、設備ＥＱに関する各種動作に関するデータの入力を受け付けるために現場装置１０に設けられたインターフェースである。例えば設備ＥＱの一例としての転てつ機ＴＭにおけるレールの移動動作が考えられる。転てつ機ＴＭは、例えば電気転てつ機であり、分岐器を構成する枕木上の基本レールやトングレールのうち、トングレールを移動させることで、分岐器における列車の進路の切替えを行う部材である。詳しい図示を省略するが、上記切替えの動作を行うために、転てつ機ＴＭは、動力源であるモータ等のほか、例えば本体部から延びる動作かん、さらに動作かんに接続されてトングレールに繋がる接続部、あるいは、切替え動作後の位置固定のための鎖錠かん等を備える。本実施形態では、これらの転てつ機ＴＭを構成する各部についての動作時のデータを記録すべく、現場装置１０に各種データの入力がなされる。

データ処理部１２は、ＣＰＵやストレージデバイス等で構成され、各種データ処理を行う電子回路部である。データ処理部１２は、データ受付部１１を介して受け付けた設備ＥＱの動作に関する各種情報を設備ＥＱの動作記録として保存するデータ保存部１２ａと、データ保存部１２ａから異常判別データを抽出するデータ抽出部１２ｂとを有する。本実施形態では、特に、データ保存部１２ａは、設備ＥＱの動作記録の全てを保存している。これに対して、データ抽出部１２ｂは、送信対象となる直近の動作に関する異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データを抽出している。なお、詳しくは後述するが、データ保存部は、現場確認を行う現場モードに際しては、蓄積していた未送信であるデータを含む情報を提供するものとなっている。すなわち、現場装置１０は、データ処理部１２において正常異常記録データ及び異常判別データで構成される通信データ以外のデータについても蓄積しており、状況に応じて全データを提供可能としている。

通信部１３は、データ収集装置２０との無線通信を行うための装置で構成されている。ここでは、例えば９２０ＭＨｚの周波数帯での送受信を行うものとなっており、データ収集装置２０とのデータ通信がない場合は、受信待機し、データ通信が必要な場合だけ、待機状態から無線通信を使って起動させるウェイクアップ方式となっている。ここでの一例では、通信部１３は、例えば付随する設備ＥＱの直近に固定して設置され、設置位置からの距離１００ｍ程度の範囲内において通信可能となっている。すなわち、列車ＴＲに搭載されたデータ収集装置２０が通信部１３から距離１００ｍの範囲内にある間において、現場装置１０とデータ収集装置２０との通信が可能になっている。

主制御部ＭＣは、ＣＰＵ等で構成され、上記各部を含む現場装置１０全体の動作を制御する。ここでは、特に、データ処理部１２において処理されたデータについて、通信部１３を介してデータ収集装置２０へ送信に関する制御を行う。

次に、設備監視システム５００のうち、データ収集装置２０は、既述のように、列車ＴＲに搭載されており、例えばスマホ等の携帯型通信端末で構成されている。データ収集装置２０は、通信機能やデータ記憶機能、あるいは各種動作制御が可能であるが、ここでは特に、通信部１３との通信を可能とするための各種機構を有している。すなわち、通信部１３に対応して同一の周波数帯（例えば９２０ＭＨｚ）での通信を可能としている。特に本実施形態では、データ収集装置２０をホストとするポーリングアンサー式の応答をしている。すなわち、データ収集装置２０が、線路ＲＬに沿って複数存在する現場装置１０（通信部１３）に対して、送信したいデータがあるかどうかを一定のタイミングで問い合わせ、条件を満たした場合に送受信する形式となっている。データ収集装置２０は、内蔵するストレージにおいて各現場装置１０からの最新の異常判別データを受け付けるとともに過去に受け付けた異常判別データも保存しており、最新の正常異常記録データ及び異常判別データと、既に蓄積している過去の正常異常記録データ及び異常判別データとを比較することが可能になっている。なお、データ収集装置２０は、通信機能を利用して、これらの情報を、保守管理部５０や指令部１００に対して提供可能になっている。

図１に戻って、設備監視システム５００のうち、保守管理部５０は、例えばデータ収集装置２０を搭載した列車ＴＲが走行する１つあるいは複数の路線、または路線の一部等を管轄区間とし、管轄下にある区間上の各設備の保守管理を担う。このため、保守管理部５０は、例えば各設備の状況を把握すべく収集端末２０Ａと、データ収集サーバ３０と、表示装置４０とを備える。収集端末２０Ａは、保守管理部５０が管理対象とする区間のデータ収集をするデータ収集装置２０との通信が可能であるか、あるいは、データ収集装置２０そのものである。データ収集サーバ３０は、収集端末２０Ａからデータを取得し、これを管理保管する。また、表示装置４０は、データ収集サーバ３０に格納されている各種データを表示する。これにより、例えば、保守管理部５０における管理者が、管轄区間の状況を視認により把握することができるようになっている。なお、保守管理部５０については、単数の場合に限らず、複数設けられて、各々の管轄区間について、上記のような管理をそれぞれ行うものとしてもよい。また、保守管理部５０は、保全用のネットワーク回線ＮＴ等を介して指令部１００からの指令を受け付け、例えば管轄下にある区間において緊急の補修を要する場合には、管理者に対してその旨の報知を行う。

最後に、設備監視システム５００のうち、指令部１００は、データ収集装置２０や保守管理部５０からの各種データを、ネットワーク回線ＮＴ等を介して受け付け、設備監視システム５００の監視下にある路線の全区間についての統括的な管理（管理統制）を行う。このため、指令部１００は、表示部等を含む管理装置１１０等を備える。つまり、指令部１００における監督責任者が、全区間の状況を視認により把握することができるようになっている。指令部１００は、データ収集装置２０や保守管理部５０からの各種データから状況を判断し、特に、急を要する等の場合には、ネットワーク回線ＮＴ等を介して該当する区間を管轄する保守管理部５０に対して、その旨の報知を行う。なお、上記のような判断については、監督責任者すなわち人間が行うものとしてもよいが、例えば急を要する補修事項等を予め定めておく一方、現場装置１０からの異常判別データの発信に際して、異常判別データに各設備ＥＱにおける異常発生の種別の情報を含ませておくことで、急を要する補修事項等に該当する異常発生であるか否かを管理装置１１０で自動的に判断可能であるようにしてもよい。

以上のような構成により、設備監視システム５００は、列車ＴＲが走行する線路の各設備における異常判別を確実に遂行可能としている。

ここで、営業車の走行については、例えば最高速度が１３０ｋｍ／ｈに設定されている。このように高速で走行する列車（営業車）を利用して各種情報を収集しようとした場合、多大な設備投資等が必要となるおそれがある。また、閑散地域や無線通信の携帯通信による無線通信に速度制限がある地域等では、短い時間で大量のデータ送受信を行うことが困難となる可能性もある。

これに対して、本実施形態では、上記のように現場に設けた現場装置１０と列車ＴＲに搭載したデータ収集装置２０との間で通信を行う構成し、さらに現場装置１０側で正常か異常かを判断することにより送受信するデータ量を抑えることで、簡易な構成で、確実に異常に関するデータの取得ができ、これにより、例えば定期検査の回数削減を図ることで、さらに、鉄道の設備におけるメンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できるものとなっている。

以下、図３を参照して、設備監視システム５００における現場装置１０とデータ収集装置２０との通信の様子について一例を説明する。

図示のように、複数の現場装置１０あるいはこれを構成する通信部１３は、転てつ機ＴＭ等の設備ＥＱごとに設けられており、線路ＲＬの脇にそれぞれ設けられている。各通信部１３は、走行する列車ＴＲに搭載されたデータ収集装置２０の通信可能範囲ＣＣ内、すなわちデータ収集装置２０との距離が１００ｍ以内になると、データ収集装置２０は、該当する通信部１３に構成される現場装置１０との通信を開始し、正常異常記録データ及び異常判別データを収集する。なお、図示のように、複数の通信部１３がデータ収集装置２０との通信が可能となる場合には、データ収集装置２０が現場装置１０（通信部１３）に対して一定のタイミングで順番に問い合わせることで、混信等が回避されるようになっている。

ここで、既述のように、データ収集装置２０は、営業速度（例えば、最高速度１３０ｋｍ／ｈ）で走行する列車ＴＲに搭載されている場合に通信可能な範囲が１００ｍ程度であると、通信可能時間が、最短の場合には数秒程度となり、データ収集装置２０と現場装置１０との間で列車ＴＲの１回の通過で通信できる情報量が、通信方式によっては、例えば数百バイトの情報を３回に分けて送信する、といった程度に制限される可能性がある。本実施形態では、かかる事態を踏まえて、設備ＥＱの動作記録のうちから正常異常記録データ及び異常判別データを上記制限された情報量（データ量）の範囲内となるように予め抽出しておき、列車ＴＲの通過に際して当該異常判別データをデータ収集装置に取得させるようにすることで、通信が所定距離内・所定時間内の短い間に限られる、といった制限が厳しい状況下にあっても十分な構成とすることができるようにしている。

図４は、現場装置１０におけるデータ保存について一例を説明するための概念図である。より具体的には、データＤＴ１は、データ処理部１２のデータ保存部１２ａに相当するメモリに格納されるデータの様子を概念的に示している。既述のように、ここでの一例では、データ保存部１２ａにおいて、各回の動作に関する全データを蓄積して記憶している。図示の例では、データＤＴ１は、正常に動作した場合のデータを蓄積する正常データ蓄積領域データＤＴ１ａと、動作に異常があった場合のデータ（異常データ）を蓄積する異常データ蓄積領域データＤＴ１ｂとで構成されている。ここでは、一例として、データＤＴ１では、全データとして、正常データ蓄積領域データＤＴ１ａでは、最新４５０件分のデータ（正常データ）を蓄積可能にしており、異常データ蓄積領域データＤＴ１ｂでは、最新５０件分のデータ（異常データ）を蓄積可能にしている。これに対して、データ処理部１２のデータ抽出部１２ｂでは、データＤＴ１として蓄積されたもののうち、直近（最新）の異常及び正常に関する記録である正常異常記録データと、異常の累積回数の情報及び異常発生の種別の情報を含む異常判別データとを、１回の通過で通信できる情報量に収まる最新の１データとし、これをデータ収集装置２０に送信する通信データＪＤ１として抽出している。つまり、通信データＪＤ１は、データ収集装置２０あるいはデータ収集装置２０からデータを受け付ける指令部１００（図１参照）等において、異常の有無の判断（故障分析）ができる情報を構成している。また、通信データＪＤ１は、１回の通過で通信できるように、図示のように、例えば１つにつき数百バイトのデータずつの３つの分割データＤＶ１～ＤＶ３に分けた状態で送信するようにしている。

以下、図５等を参照して、本実施形態に係る異常判定の対象となる設備ＥＱとしての転てつ機ＴＭの一例について説明する。図５は、転てつ機ＴＭの筐体ＳＣの内部の構成について概要を示す概念的な平面図である。

まず、図５に例示するように、転てつ機ＴＭの各部を収める筐体ＳＣの内部のうち、ほぼ中央に現場装置１０のうち通信部１３以外の各部を収納する本体部１０Ａが設けられ、本体部１０Ａに接続されたケーブルＣＢ１が転てつ機ＴＭの筐体ＳＣの外部まで延びて通信部１３に接続されている。以上により、現場装置１０が転てつ機ＴＭに取り付けられている。なお、本体部１０Ａは、例えば直方体状の収納部の天板において四隅がボルトで締めつけられて、転てつ機ＴＭの筐体ＳＣに固定され、かつ、蓋をされた状態となっている。また、現場装置１０のケーブルＣＢ２が、転てつ機ＴＭの電源部ＰＳに接続されていることで、現場装置１０を構成する各部の電力が確保されている。

以下、図６等を参照して、転てつ機ＴＭの各部のうち、転てつ機ＴＭの動作に際して現場装置１０によるデータの取得方法について一例を説明する。図６は、転てつ機ＴＭについて内部構成の一例を概念的に示すブロック図である。電気転てつ機である転てつ機ＴＭは、図示のように、筐体ＳＣ内において、各部を動作させるための電源部ＰＳのほか、例えば、転てつ機内回路ＴＭｃや、モータ部ＴＭｍ等を備える。電源部ＰＳは、転てつ機内回路ＴＭｃに接続されて電力供給を行っており、転てつ機内回路ＴＭｃは、モータ端子板やモータで構成されるモータ部ＴＭｍ等について、電力供給をするとともに各種動作制御を行っている。以上において、現場装置１０のうち通信部１３以外の各部を収納する本体部１０Ａは、転てつ機ＴＭの動作をモニタするためのセンサ端末として機能する。図示の例を参照してより具体的に説明すると、現場装置１０の本体部１０Ａは、分割式（クランプ式）の測定部ＣＬ１，ＣＬ２により、電源部ＰＳと転てつ機内回路ＴＭｃとの間、あるいは、転てつ機内回路ＴＭｃとモータ部ＴＭｍとの間における電流値や電圧値の測定あるいは算出を可能にしている。なお、測定部ＣＬ１，ＣＬ２を分割式（クランプ式）とすることで、転てつ機ＴＭ側の配線変更等をすることなく現場装置１０による測定が可能になっている。また、本体部１０Ａに含まれるデータ処理部１２（図２参照）は、上記のような電流値や電圧値あるいはこれから導出される各値のほか、時刻に関するデータを併せて取得する。以上により、例えば、データ処理部１２は、転てつ機ＴＭの動作記録として、転換時におけるモータ電圧値、モータ電流値、制御リレー電圧値及び転換時間等の各種データの取得が可能であり、データ処理部１２のデータ抽出部１２ｂは、取得可能なこれらの各種データの値、又は、これらの組合せにより算出される値のうちいずれかの変化に基づき異常判別データを抽出する。この場合、転てつ機ＴＭの異常として、特に重要な情報や緊急を要する情報についてデータ収集装置２０に取得させることができる。なお、上記において、各種データの組合せとは、各種データの全てを利用した組合せのほか、一部のみを利用した組合せの場合も含むものとする。

以下、図７を参照して、現場装置１０において保存される各種データやデータ収集装置２０へ伝送される各種データ等について説明する。図７のうち、図７（Ａ）は、転てつ機ＴＭにおけるフォーマットデータのうち転てつ機ＴＭの動作に関するデータ部の内容について一例を示すデータ表であり、図７（Ｂ）は、転てつ機ＴＭについてデータ収集装置２０への伝送対象となる電文フォーマットの一例を示すデータ表である。まず、図７（Ａ）に例示するように、ここでは、連続的に動作する転てつ機ＴＭの転換動作の動的な変化を捉えるため、例えばサンプリング時間を５０ｍｍ秒単位として、逐次モータ電圧値及び電流値の値を測定している。これらのデータが、転換動作の時刻情報等とともに全てデータ保存部１２ａに記録される。ここで、上記の場合において、例えば転てつ機ＴＭにおける一回の転換動作に、平均で５．５秒かかるとすると、モータ電圧値及び電流値の値が１１０回測定されることになる。各値のデータ量が２バイトであり、さらに、時刻に関する情報や、以上の累積回数のデータ及び異常発生の種別の情報のほか、さらに、妨害電流の測定時間等を加味すると、数百バイトから千数百バイト程度の情報量が必要であると考えられる。本実施形態では、これらの情報を数百バイト単位で３つに分割した状態で送信することで、短い通信時間の間に確実にデータ収集装置２０へ送信可能となるようにしている。なお、データ収集装置２０への電文フォーマットとしては、例えば図７（Ｂ）に示すようなものとなっている。

以下、図８等を参照して、設備監視システム５００の動作の一例について説明する。図８は、設備監視システムの動作の一例について説明するための概念図であり、ここでは、データ収集装置２０を搭載した列車ＴＲが、Ａ駅を出発して矢印Ａ１の方向に向かい、Ｂ駅に到着するまでの様子について示している。ここでは、図示のように、データ収集装置２０との通信の対象となる現場装置１０が組み込まれた複数の設備ＥＱが、Ａ駅から近い順に、線路ＲＬに沿って設備ＥＱ１，ＥＱ２，…ＥＱｎ，…と並んで設置されている。データ収集装置２０には、Ａ駅において予めこれらの設置位置すなわち各現場装置１０の設置位置の情報が予め記憶されている。さらに、列車ＴＲには、自身の現在地を検知する位置検知装置ＰＤが設けられている。したがって、データ収集装置２０は、各現場装置１０の設置位置の情報と、列車の現在地の情報と取得可能としており、これらの情報に基づいて、各現場装置１０との通信を開始する態様となっている。これにより、データ収集装置２０は、複数のデータ収集装置２０は、通信を行う際のホストとして、より適切なタイミングで通信動作をおこなうことが可能となっている。つまり、通信可能な範囲内に存在する設備ＥＱを特定して、これらに対して応答を呼びかける態様とすることができる。なお、位置検知装置ＰＤについては、種々の態様が考えられるが、例えばＧＰＳ機能を有するものや、列車ＴＲの車輪の回転数に基づき移動距離を測定するもの等が想定される。

以下、図９のフローチャートを参照して、上記図８に例示した態様において、設備監視システム５００を構成するデータ収集装置２０の一動作例について説明する。まず、列車ＴＲがＡ駅を出発すると、データ収集装置２０は、位置検知装置ＰＤを利用して列車ＴＲの位置を検出し（ステップＳ１０１）、目的地であるＢ駅に到着したか否かを確認する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、Ｂ駅に到着していないと判断すると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、データ収集装置２０は、予め記憶されている各現場装置１０の設置位置の情報に基づいて、通信可能範囲内（例えば検出した列車ＴＲの位置から１００ｍ以内）に通信の対象となっている設備ＥＱが存在する否かを確認する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、通信可能範囲内に設備ＥＱが存在しないと判断すると（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、データ収集装置２０は、再び列車ＴＲの位置を検出する（ステップＳ１０１）。

一方、ステップＳ１０３において、通信可能範囲内に設備ＥＱが存在していると判断すると（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、データ収集装置２０は、当該設備ＥＱ（現場装置１０）に対して、情報要求信号を送信し（ステップＳ１０４）、返信確認を行う（ステップＳ１０５）。データ収集装置２０は、所定時間が経過するまで、情報要求信号の送信と返信確認の動作を継続する（ステップＳ１０４～ステップＳ１０６）。なお、所定時間が経過しても設備ＥＱからの応答が無い場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、データ収集装置２０は、当該設備ＥＱが通信不能な状態にあると判断し、その旨の通知として、通信異常通知を行う（ステップＳ１０７）。なお、データ収集装置２０による通信異常通知の方法や通知先については、種々考えられるが、例えば、携帯通信回線を利用して、保守管理部５０のデータ収集サーバ３０、さらには、指令部１００の管理装置１１０（図１参照）に対して通知を行うようにすることが考えられる。

データ収集装置２０は、ステップＳ１０５において、情報要求信号に対する返信確認がなされた場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、当該データすなわち対応する現場装置１０からの異常判別データ及び正常異常記録データで構成される通信データを取得し（ステップＳ１０８）、取得したデータのうち現場装置１０との直近の通信において取得した最新の異常判別データと、既にデータ収集装置２０に蓄積している当該現場装置１０についての過去の異常判別データとを比較する（ステップＳ１０９）。データ収集装置２０は、ステップＳ１０９での比較結果に基づき、当該現場装置１０に対応する設備ＥＱにおける異常発生の有無を判断する（ステップＳ１１０）。例えば異常判別データに含まれる異常の累積回数の変化から異常発生の有無が判断される。

ステップＳ１１０における判断の結果、該当設備ＥＱに異常が無いと判断した場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、すなわち最新の異常判別データ中において異常回数についての累積数に変化が無く、直近のデータも正常の範囲内である場合、データ収集装置２０は、正常である旨の通知をする（ステップＳ１１１）。一方、最新の異常判別データから、該当設備ＥＱに異常があると判断した場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、データ収集装置２０は、異常が発生した旨の通知をする（ステップＳ１１２）。なお、ステップＳ１１１あるいはステップＳ１１２の通知についても、ステップＳ１０７の場合と同様、種々の報知の態様が考えられる。

なお、ステップＳ１０７、ステップＳ１１１あるいはステップＳ１１２での処理の後、データ収集装置２０は、再びステップＳ１０１における列車ＴＲの位置検出からの動作を繰り返し、Ｂ駅に到着する（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）まで、上記動作を繰り返す。

なお、以上では、説明を簡単にするため、１つの設備ＥＱあるいはこれに対応する現場装置１０とデータ収集装置２０との関係で説明したが、データ収集装置２０は、既述のように、ほぼ同時期に複数の現場装置１０との通信が可能であり、例えば１０台の現場装置１０との高速な通信を順番に行うことで、実質的に同時並行的な通信が可能である。なお、本実施形態では、既述のように、データ収集装置２０をホストとするポーリングアンサー式の応答とすることで、一定のタイミングで現場装置１０への問い合わせを行っている。

次に、図１０（Ａ）のフローチャートを参照して、設備監視システム５００を構成する現場装置１０における設備ＥＱの動作記録の処理について一例を説明する。ここでは、上記図８に例示した態様における１つの設備ＥＱ（例えば設備ＥＱｎ）についての処理について説明する。なお、以下では設備ＥＱｎが転てつ機であるものとして説明するが、他の設備でも以下の場合と同様の処理がなされる。

まず、設備ＥＱｎとしての転てつ機に設けられた現場装置１０は、設備ＥＱｎにおける動作である転換動作すなわちレール切替え（進路切替え）の動作が開始されたか否かの確認を継続する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１において、レール切替えの動作開始が確認されると（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、現場装置１０のデータ処理部１２は、当該動作についての記録を開始する（ステップＳ２０２）。データ処理部１２のデータ保存部１２ａにおける動作記録は、レール切替えの動作終了が確認されるまで（ステップＳ２０３）、継続する。ステップＳ２０３において、レール切替えの動作終了が確認されると（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、データ処理部１２のデータ抽出部１２ｂにおける異常判別データの抽出が行われる（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４の処理が完了すると、設備ＥＱの動作記録に関する一連の処理が終了し、再びステップＳ２０１からの動作を継続する。なお、ステップＳ２０４での異常判別データの抽出に際しては、併せて記録された動作が異常であるか否かの判定がなされる。このため、例えば現場装置１０では、データを取得する対象となっている設備ＥＱにおける動作時の電圧、電流あるいは動作時間といった各数値データについて予め閾値が決められており、当該閾値を超えた値が検出された場合に、異常があったと判断し、累積異常回数のカウント数を１つ増やす処理をする。この場合、データ収集装置２０において、異常の累積回数の増加により異常発生有りと判断することが可能になる。また、予め設定された各閾値のうちどの閾値を超えたかについて示すことで、設備ＥＱにおける異常発生の種別の情報を作成することができる。

以下、図１０（Ｂ）のフローチャートを参照して、現場装置１０のデータ収集装置２０への応答についての一動作例を説明する。現場装置１０は、図１０（Ａ）のフローチャートを参照して説明した異常判別データの抽出（作成）についての動作を、転てつ機の転換動作ごとに繰り返す一方、データ収集装置２０から異常判別データの送信要求があった場合にはこれに応答する動作を行う。すなわち、現場装置１０は、通信部１３を介して、データ収集装置２０からの情報要求信号を受信したか否かの確認を継続し（ステップＳ３０１）、情報要求信号の受信が確認されると（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、抽出しておいた正常異常記録データ及び異常判別データをデータ抽出部１２ｂから読み出して（ステップＳ３０２）、通信部１３を介してデータ収集装置２０に送信し（ステップＳ３０３）、再びステップＳ３０１からの動作を継続する。

以上のように、本実施形態に係る設備監視システム５００では、現場装置１０において、設備ＥＱの動作記録のうちから、直近の異常及び正常に関する記録と異常の累積回数とを含む異常判別データを抽出しておき、当該異常判別データをデータ収集装置２０に取得させることで、通信時におけるデータ量を抑えつつ、異常判別に必要なデータの確実な授受を維持でき、メンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できる。さらに、授受するデータ量を抑えることでデータ収集装置２０と現場装置１０との通信が所定距離内の短い間であっても十分な構成とすることができ、通信設備に掛かる費用が抑えられる。

以下、図１１等を参照して、データ収集装置２０において設備ＥＱにおける異常が確認された後の処理について、一例を説明する。上記態様において、異常が発生した場合であっても、異常の程度によって、早急な対処が必要な場合もあれば、それほどの緊急性を要しない場合もある。上記においては、異常発生の種別によって措置の緊急性を判断することが典型的一例として考えられる。緊急性を要しない場合には、例えば最低限必要なメンテナンス（例えば動作維持のための定期的な機械類の油さし等）の際に併せて当該異常を正常化させるといった態様でもよいと考えられる。一方、急を要するものについては、当該設備を設置した現場に補修人員を直ちに向かわせることになる。ここでは、上記したように、通常の列車運行状態にある営業車による異常判別データの取得を行うモードを営業車モードあるいは通常動作モードと呼ぶものとし、さらに、営業車モードに対して、異常発生の検知に基づき現場に補修人員を向かわせて現場確認を行うモードを現場モードとする。

図１１は、現場確認を行う現場モードへの切替えについて説明するための概念図である。まず、営業車モード（通常動作モード）においては、図１１において矢印Ｃ１で示すように、設備ＥＱに設けた現場装置１０（通信部１３）を介して列車ＴＲに搭載されたデータ収集装置２０で異常判別データを取得し、保守管理部５０及び指令部１００へ伝達される。

一方、図１１において矢印Ｃ２で示すように、指令部１００において、異常判別データの内容から緊急性を要するものであり、現場に補修人員を向かわせるべきとの判断がなされると、その旨が当該緊急性を要する設備を管轄下におく保守管理部５０に対して伝達され、保守管理部５０から設置箇所へ向かって現場確認を行う現場モードへと切り替わる。この際、保守管理部５０からは、異常を解消するための要員、すなわち故障を修理するための作業員等が向かうほか、併せて、収集端末２０Ａが運ばれ、収集端末２０Ａによって現場装置１０に保存されている動作記録に関する全データの取得を可能にしている。収集端末２０Ａは、例えば携帯型通信端末であり、より具体的には、データ収集装置２０そのものであるか、あるいは、データ収集装置２０と同様に９２０ＭＨｚの周波数帯での送受信が可能なもの等が適用され、無線通信によって通信部１３を介して動作記録のデータの授受を可能としている。なお、現場モードでの無線通信の場合、営業車モード（通常動作モード）での送受信とは異なり通信時間の制約等が無いため、大量のデータ授受が可能である。また、以上の態様について、現場装置１０側から言い換えると、データ処理部１２のデータ保存部１２ａは、営業車モード（通常動作モード）から現場モードへ切替えられた場合に、設備ＥＱの動作記録についてデータ収集装置である収集端末２０Ａに対して未送信であるデータを含む情報を提供するものとなっている。以上のように、現場モードにおいては、異常発生（障害発生）時の詳細データ取得が可能になる。なお、図１１において矢印Ｃ３で示すように、収集端末２０Ａで取得した動作記録に関す全データは、保守管理部５０及び指令部１００へ伝達される。

図１２は、現場モードにおいて現場確認を行うための現場装置１０の一部について、一構成例を示す概念図である。ここでは、図示のように、現場装置１０においてモード切替等の各種動作を行うための操作端末ＯＴが、動作をモニタするためのセンサ端末として機能し、特に、操作を受け付けるインターフェースとして機能すべく、設置されているものとする。操作端末ＯＴは、現場モードと通常動作モードとのモード切替等を含む各種モードの切替えのためのモード切替スイッチＳＷ１のほか、現場モードでの各種作業をするための機能を発揮させるために、例えば各種閾値を設定するための閾値設定スイッチＳＷ２や、セグメント表示部ＳＳ、異常発生表示ランプＬＡ１、動作確認ランプＬＡ２等を備える。閾値設定スイッチＳＷ２は、各値の測定結果について、異常であるか否かの判断基準となる各種閾値を設定するためのものである。例えば、設備ＥＱが電気転てつ機である場合には、閾値設定スイッチＳＷ２の操作により、転換時における電圧、電流、転換時間の閾値を設定できるようにしておくことが考えられる。また、セグメント表示部ＳＳは、例えば４ケタの７セグメントＬＥＤで構成され、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２における操作での状況について表示を行う。より具体的には、セグメント表示部ＳＳは、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２により、モードや電圧、電流等を表示する値を切り替えると、これに応じた内容の表示が可能である。また、セグメント表示部ＳＳにおける表示を、例えば数秒毎に自動で切り換えていく、といった態様とすることも可能である。また、異常発生表示ランプＬＡ１は、例えばＬＥＤランプ等で構成され、現場装置１０における異常発生の判別時に表示状態を変更する異常発生表示灯である。表示状態の変更のさせ方については、例えば正常時は滅灯しており異常発生の判別時に点灯する、あるいは、正常時と異常時とで色が変わる、あるいは点滅表示をする等、種々の態様が考えられる。また、動作確認ランプＬＡ２は、例えばＬＥＤランプ等で構成され、操作端末ＯＴ自身や操作端末ＯＴが組み込まれた現場装置１０さらには設備ＥＱの機能が正常に動作していることを示すためのものである。すなわち、動作確認ランプＬＡ２は、自己の機能の健全性を表示する自己健全性表示灯である。動作確認ランプＬＡ２の表示態様についても、異常発生表示ランプＬＡ１と同様、種々の態様が考えられる。

また、操作端末ＯＴは、上記のほか、電源確保のための電源線ＬＬ１や、現場装置１０の各部と有線あるいは無線による通信を可能とするための通信線ＬＬ２、異常を外部に伝達するための警報接点ＬＬ３等を備える。なお、警報接点ＬＬ３は、例えば現場装置１０の測定に際して異常値が判別された場合にＯＦＦ（オープン）にして、異常を外部に伝達する。現場モードにおいて現場確認を行う際には、警報接点ＬＬ３がＯＦＦ（オープン）になっている可能性が高く、現場の作業員によって併せて補修されることになる。また、この場合、警報接点ＬＬ３は、現場装置１０における異常発生の判別時に異常発生を外部に出力する接点として、異常発生表示ランプＬＡ１とともに動作する。

なお、操作端末ＯＴについては、種々の構成が考えられ、例えば本体部１０Ａ（図５等参照）の一部として組み込まれてもよいが、例えば通信部１３（図１等参照）と同様に、設備ＥＱの本体部分から外部へ配線により接続する構成とすることで、現場確認のための各種動作をしやすいようにする、あるいは通信部１３と一体型とする、といった態様が考えられる。また、図示を省略するが、現場モードでのデータの収集については、上記した収集端末２０Ａによる無線通信でのデータ収集のほかにも、例えばメディアを入れるスロットを操作端末ＯＴに設け、メディアを入れると自動的に保存するような態様としてもよい。

以下、操作端末ＯＴの利用に関する一態様として、設備ＥＱの１つである転てつ機ＴＭの現場装置１０（図５等参照）に操作端末ＯＴが組み込まれた場合について説明する。

この場合、まず、閾値設定スイッチＳＷ２は、異常判別の基準となる閾値の設定入力を受け付ける入力受付部として機能する。より具体的には、閾値設定スイッチＳＷ２は、転てつ機ＴＭにおける測定されるべき値として、例えば転換時におけるモータの電流値や電圧値やこれらに付随する時刻に関するデータ等の各測定値について、正常・異常の判断基準となるべき各種閾値の設定を受け付ける。また、各種閾値の設定に際して、セグメント表示部ＳＳは、閾値設定スイッチＳＷ２で受け付けた設定値を表示する設定値表示部として機能する。

なお、上記閾値に基づいて現場装置１０において異常であるとの判別がなされた場合には、すなわち異常発生の判別時には、異常発生表示灯としての異常発生表示ランプＬＡ１が作動して表示状態を変更し、また、警報接点ＬＬ３が作動して異常発生を外部に出力する。また、上記のような異常発生の判別時を含めた全ての動作期間において操作端末ＯＴを含めた現場装置１０の動作さらには転てつ機ＴＭの動作が正常であるか否かが、動作確認ランプＬＡ２により確認できる。

また、操作端末ＯＴを含む転てつ機ＴＭにおいて、種々の測定モードを設定しておき、測定モードごとにおける各測定値を表示可能にしてもよい。以下、転てつ機ＴＭにおける各種測定モードについての一例を説明する。まず、転てつ機ＴＭは、通常の列車運行状態にある通常動作モードにおいては、動作記録として、転換時におけるモータ電圧値、モータ電流値、制御リレー電圧及び転換時間あるいは転換時間内での各値の最大値及び最小値等の各種データの取得をする。ここでは上記のような通常時の測定を、通常動作モードにおける一態様としての通常測定モードでの測定とする。これに対して、例えば現場確認を行う現場モードにおいては、上記のような通常の態様とは異なる測定を行いたい場合もある。典型例としては、転てつ機ＴＭにおけるすべり電流の測定を行うことが考えられる。ここでは、すべり電流の測定を行うモードを、現場モードにおける一態様としてのすべり電流測定モードとし、モード切替スイッチＳＷ１において、通常測定モードとすべり電流測定モードとの切替えが可能であるものとする。

以下、すべり電流の測定について説明する。まず、前提として、転てつ機ＴＭにおいて、例えば基本レールとトングレールとの間に異物が挟まる等によって転てつ機ＴＭの動作が妨害された際に、電動機が回転を続けるのに対して、モータ焼損を保護するためクラッチが滑るようになっている。この際に流れる電流をすべり電流と呼ぶ。上記すべり電流を測定することにより、転てつ機ＴＭにおいて電動機やクラッチの特性が変わっていない（正常である）ことが確認できる。このため、すべり電流の測定については、例えば定期点検の項目に含むようにしておく等が考えられる。本実施形態では、例えば現場モードにおいて、すべり電流測定モードに設定可能することで、現地でのすべり電流の測定が可能になっている。

なお、すべり電流の測定については、電流を安定させるため、妨害開始から一定時間後に測定することと定められている。したがって、すべり電流の検査では、例えば、現地でレール間にスパナ等を挟み、一定時間後の電流を測定する、といった方法をとることが考えられる。ここではさらに、すべり電流測定モードにおいては、通常測定モードにおける測定の場合と比べて、サンプリング時間と測定時間を変更した測定を行っている。例えば、通常測定モードでは、転換データの測定について、サンプリング時間を５０ｍｍ秒単位、測定時間を１６．５秒とするのに対して、すべり電流測定モードでは、サンプリング時間を３００ｍｍ秒単位、測定時間を９０．０秒とする。これにより、測定における省力化を図ることができる。

また、ここでは、選択されたモードでの測定結果としての各測定値を、測定値表示部としてのセグメント表示部ＳＳにおいて、選択式固定（例えば電流のみ、電圧のみ等）で、あるいは、順番に表示するようにしてもよい。すなわち、セグメント表示部ＳＳが、転てつ機ＴＭによる転換時において測定されたモータ電圧値やモータ電流値等の各測定結果を、例えば数秒ごとに、予め定められた順に表示していく、といった態様としてもよい。

以上の場合、転てつ機ＴＭは、操作端末ＯＴにより、複数の測定モードから選択された一の測定モードにおける各測定値を順番に表示することができる。

さらに、操作端末ＯＴにおいて、蓄積した異常データの異常発生の種別を履歴順に表示するようにしてもよい。具体的には、例えばモード切替スイッチＳＷ１において、異常履歴を表示させるための異常履歴表示モードへの切替えが可能であるようにしておき、異常履歴表示モードが選択された場合に、異常履歴表示部としてのセグメント表示部ＳＳにおいて、異常発生の種別を履歴順に表示させることが考えられる。この場合も、例えば数秒ごとに、最も新しい直近の異常発生の種別から順に、過去に発生した異常発生の種別を表示していく、といった態様とすることが考えられる。

なお、セグメント表示部ＳＳにおける各測定値の表示や異常発生の種別あるいは履歴の表示については、測定値の種類や異常発生の種別を示す符号等を予め定めておき、また、セグメント上において測定値や異常発生の種別、測定値の種類や履歴数を示す位置等を予め定めておくことが考えられる。

また、上記では、種々の表示をセグメント表示部ＳＳにおいて行うものとしているが、これに限らず種々の態様で表示を行うようにしてもよい。また、上記では、セグメント表示部ＳＳを、閾値についての設定値を表示する設定値表示部のみならず、測定モードにおける各測定値を表示する測定値表示部、さらには、異常発生の種別を履歴順に表示する異常履歴表示部としても利用しているが、例えば複数の表示部を用意して、目的に応じて別々に表示させる態様としてもよい。

また、上記では、設備ＥＱの１つとして転てつ機ＴＭを例示したが、他の設備ＥＱについても、設備ＥＱの属性に応じて、測定内容を種々変更することで、同様の態様とすることが考えられる。

〔第２実施形態〕
以下、図１３を参照して、第２実施形態に係る設備監視システムあるいは設備監視システムに適用可能な設備としての軌道回路について一例を説明する。

本実施形態に係る軌道回路及びこれを含む設備監視システムは、第１実施形態で例示した設備監視システムの変形例であり、軌道回路の詳細を除いて、第１実施形態の場合と同様であるので、設備監視システムの全体に関する説明は省略し、軌道回路についてのみ説明する。

図１３（Ａ）は、本実施形態に係る設備ＥＱとしての軌道回路ＴＣを動作させる制御装置ＣＥについて一構成例を示す概念的な平面図である。言い換えると、図１に示す設備ＥＱとしての軌道回路ＴＣについて詳細な一例を示しているとも言える。また、図１３（Ｂ）は、測定対象である軌道回路電圧の様子を概念的に示すグラフである。図１３（Ｂ）において横軸は時間、縦軸は軌道回路電圧の値となっている。

図１３（Ａ）に示すように、本実施形態に係る軌道回路ＴＣは、制御装置ＣＥの各部を収納する筐体ＳＣ内において、各部を動作させるための電源部ＰＳのほか、データ処理部１２、あるいは各種動作を司る制御盤ＣＮ等を備える。データ処理部１２は、各種データの処理を行う主要部ＰＰの一部として、異常判定に関するデータ処理を行う異常判別データ処理部ＰＰ１を有し、異常判別データ処理部ＰＰ１において、データ収集装置２０に対して送信すべき異常判別データの抽出を行う。抽出された異常判別データ及び正常異常記録データ（異常及び正常に関する記録）は、異常判別データ保存部ＰＰ２に格納されている。以上のように、ここでは、異常判別データ処理部ＰＰ１と異常判別データ保存部ＰＰ２とが協働して、異常判別データを抽出するデータ抽出部として機能している。異常判別データ保存部ＰＰ２から通信端末である通信部１３を介して異常判別データ及び正常異常記録データで構成される通信データが、データ収集装置２０に送信される。

ここで、データ抽出部としての異常判別データ処理部ＰＰ１は、図１３（Ｂ）のグラフに示すように、軌道回路ＴＣの動作記録のうち、軌道回路電圧の立下りデータＦＤ、立上りデータＲＤ及び立下りから立上りまでの間における残留電圧のピーク値ＰＫに基づき異常判別データを抽出している。なお、図１３（Ｂ）の例示では、図中において、左側の立下りデータＦＤと、右側の立上りデータＲＤと、立下りデータＦＤから立上りデータＲＤまでの間における残留電圧のピーク値ＰＫとが、同一列車でのデータについての組合せであるものとする。以下、より具体的に説明すると、まず、立下りデータＦＤは、軌道回路ＴＣの検知区間外から当該検知区間に列車が進入して当該列車の輪軸で電気的に短絡して閉塞されるまでの前後約１０秒間について軌道回路電圧の変化を測定したデータである。立上りデータＲＤは、軌道回路ＴＣの検知区間に存在していた列車が進入して当該検知区間外へ向かい、当該列車の輪軸での電気的な短絡が無くなり閉塞の状態が解除されるまでの前後約１０秒間について軌道回路電圧の変化を測定したデータである。残留電圧のピーク値ＰＫは、立下りから立上りまでの間すなわち列車が軌道回路ＴＣに在線している間における軌道回路電圧の変化を測定した際に生じた閾値以上の残留電圧の値についてのデータである。これらのデータ測定については、第１実施形態において図７（Ａ）に例示した場合と同様に、連続的に動作して動的な変化を捉えるべく、例えばサンプリング時間を５０ｍｍ秒単位として、逐次軌道回路電圧を測定している。なお、これらのデータを、動作の時刻情報等とともに全てデータ処理部１２等において記録しておいてもよい。ここで、上記のうち、立下りデータＦＤ及び立上りデータＲＤについては、直近（最新）の１回分のデータが異常及び正常に関する記録として抽出され、データ収集装置２０に送信する正常異常記録データの対象となる。一方、残留電圧のピーク値ＰＫについては、予め定めた閾値を超える電圧が検出された時点のみが抽出され、データ収集装置２０に送信する異常判別データの対象となる。以上の判断基準については、例えば立下りデータＦＤ及び立上りデータＲＤのそれぞれについて、十分電圧が下がっているか、あるいは、上がっているかの基準となる所定の電圧値を閾値としてそれぞれ定め、当該閾値を基準に異常の有無を判断する。あるいは、立下りや立上りの変化の仕方について基準を定めるものとしてもよい。残留電圧のピーク値ＰＫについては、予め定めた閾値を超えたり、さらに、閾値を超えた時間が一定以上続いたりした場合に異常である旨の判定をすることが考えられる。

本実施形態においても、軌道回路に関する動作記録のうちから、直近の異常及び正常に関する記録である正常異常記録データと、異常の累積回数を含む異常判別データとを、データ抽出部において抽出しておき、当該異常判別データを通信端末によりデータ収集装置に対して所定距離内において送信し、データ収集装置に取得させていることで、通信時におけるデータ量を抑えつつ、異常判別に必要なデータの確実な授受を維持でき、メンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できる。特に、本実施形態では、動作記録としての立下りデータ、立上りデータ及び立下りから立上りまでの間における残留電圧のピーク値に基づき異常判別データを抽出することで、軌道回路の異常として、特に重要な情報や緊急を要する情報についてデータ収集装置に取得させることができる。

〔第３実施形態〕
以下、図１４を参照して、第３実施形態に係る設備監視システムあるいは設備監視システムに適用可能な設備としての踏切装置について一例を説明する。

本実施形態に係る踏切装置及びこれを含む設備監視システムは、第１実施形態等で例示した設備監視システムの変形例であり、踏切装置の詳細を除いて、第１実施形態等の場合と同様であるので、設備監視システムの全体に関する説明は省略し、踏切装置についてのみ説明する。

図１４は、本実施形態に係る設備ＥＱとしての踏切装置ＲＣについて一構成例を示す概念的な平面図である。言い換えると、図１に示す設備ＥＱとしての踏切装置ＲＣについて詳細な一例を示しているとも言える。なお、図示では、分かりやすさの観点から、現場装置１０を、踏切装置ＲＣを構成する遮断機等の本体部分から引き出して描いているが、現場装置１０の組付け態様については、これに限らず種々のものが考えられる。

図示のように、また、既述のように、本実施形態に係る踏切装置ＲＣは、踏切装置ＲＣ内部における各種処理によってデータ抽出部１２ｂで抽出された正常異常記録データ及び異常判別データを、通信端末である通信部１３から送信している。さらに、本実施形態では、踏切装置ＲＣは、一対の踏切制御子（閉電路式踏切制御子）ＣＣ１，ＣＣ２におけるリレー動作に関するデータの処理を行っている。

まず、図１４を参照して、一構成例の踏切装置ＲＣについて概要を説明する。図示のように、また、既述のように、踏切装置ＲＣには、現場装置１０が付随して設けられており、列車ＴＲに搭載されたデータ収集装置２０が距離１００ｍの範囲内にある間において、通信可能になっている。また、現場装置１０は、踏切装置ＲＣを構成する一対の踏切制御子ＣＣ１，ＣＣ２とも接続されており、一対の踏切制御子ＣＣ１，ＣＣ２におけるリレー動作についてのデータ取得と取得したデータについてのデータ収集装置２０への送信が可能となっている。

一対の踏切制御子ＣＣ１，ＣＣ２は、踏切から所定の距離外方に設置され、列車検知によって警報の始動点及び終止点を定めている。図示の例では、踏切制御子ＣＣ１が始動点を定め、踏切制御子ＣＣ２が終止点を定めている。このため、図に示す各踏切制御子ＣＣ１，ＣＣ２の配置等についての妥当性は非常に重要であり、各踏切制御子ＣＣ１，ＣＣ２の制御区間長Ｌｓ，Ｌｅを算出する必要がある。そこで、本実施形態では、制御区間長Ｌｓ，Ｌｅの算出を可能とすべく、踏切装置ＲＣの現場装置１０において、踏切制御子におけるリレー動作に関する時間データを抽出し、データ収集装置２０に対して送信している。より具体的には、時間データとして、まず、列車ＴＲが、踏切制御子ＣＣ１の始動点先端Ｓｔを通過する時刻を時刻Ｔｓ０とし、始動点後端Ｓｒを通過する時刻を時刻Ｔｓ１とする。また、列車ＴＲが、踏切制御子ＣＣ２の終止点先端Ｅｔを通過する時刻を時刻Ｔｅ０とし、終止点後端Ｅｒを通過する時刻を時刻Ｔｅ１とする。これらの時刻Ｔｓ０，Ｔｓ１，Ｔｅ０，Ｔｅ１の情報は、各踏切制御子ＣＣ１，ＣＣ２を列車ＴＲが通過する際のリレー動作を現場装置１０側で検出することで把握できる。

以上において、さらに、列車ＴＲの車軸間距離を車軸間距離Ｌｔとし、始動点先端Ｓｔから終止点先端Ｅｔまでの距離を距離Ｌとする。ここで、車軸間距離Ｌｔと距離Ｌとについては、既知であるものとし、また、一対の踏切制御子ＣＣ１，ＣＣ２の区間を通過する間の列車ＴＲの速度は略一定とみなせることから、この区間での平均速度Ｖを列車ＴＲの速度とする。この場合、まず、
平均速度Ｖ＝距離Ｌ÷通過時間（Ｔｅ０－Ｔｓ０）…（１）
となり、上式（１）に既知の距離Ｌと現場装置１０での時刻の検出結果を代入して、平均速度Ｖが算出される。さらに、
始動点制御区間長Ｌｓ＝Ｖ×通過時間（Ｔｓ１－Ｔｓ０）－車軸間距離Ｌｔ…（２）
終止点制御区間長Ｌｅ＝Ｖ×通過時間（Ｔｅ１－Ｔｅ０）－車軸間距離Ｌｔ…（３）
となり、上式（１）から算出された平均速度Ｖを利用すれば、上式（２）、（３）から制御区間長Ｌｓ，Ｌｅを算出できる。すなわち、時刻Ｔｓ０，Ｔｓ１，Ｔｅ０，Ｔｅ１の情報から制御区間長Ｌｓ，Ｌｅが算出できる。なお、通信時間の僅かな違いが、制御区間長の算出結果に大きな影響を与えるので、例えば通過時間（Ｔｅ１－Ｔｅ０）、通過時間（Ｔｓ１－Ｔｓ０）の値は、個別の時刻Ｔｓ０，Ｔｓ１，Ｔｅ０，Ｔｅ１から算出するよりも、差分をデータとすることで、さらに望ましい結果の取得（精度の高い算出）が期待される。

本実施形態においても、踏切装置に関する動作記録のうちから、直近の異常及び正常に関する記録である正常異常記録データと、異常の累積回数を含む異常判別データとを、データ抽出部において抽出しておき、当該異常判別データを通信端末によりデータ収集装置に対して所定距離内において送信し、データ収集装置に取得させていることで、通信時におけるデータ量を抑えつつ、異常判別に必要なデータの確実な授受を維持でき、メンテナンスに際して人員削減を図り、人手不足を解消できる。特に、本実施形態では、動作記録として、踏切制御子におけるリレー動作に関する時間データを抽出し、通信端末が、データ収集装置に対して時間データを送信することで、踏切制御子の位置についての妥当性を判断するためのデータ取得が可能になる。

〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

まず、上記では、動作記録を取得する対象である線路に沿って設置される設備ＥＱを、転てつ機、軌道回路及び踏切装置としているが、これに限らず、種々の設備を対象とし、異常発生を検出できる。

また、上記のうち、第３実施形態において、踏切装置ＣＲに設けた現場装置１０からデータの送信をしているが、例えば踏切制御子において独自に現場装置１０を設けて送信を行うものとしてもよい。

また、上記では、データ収集装置２０と各現場装置１０との間での通信において、予めデータ収集装置２０側で各現場装置１０の設置位置を把握している場合について説明したが、各現場装置１０の位置情報を有しない構成としてもよい。例えばＡ駅からＢ駅の間に存在する全ての現場装置１０に対してデータ収集装置２０が一定のタイミングで順番に問い合わせをするようにしてもよい。

１０…現場装置、１０Ａ…本体部、１１…データ受付部、１２…データ処理部、１２ａ…データ保存部、１２ｂ…データ抽出部、１３…通信部、２０…データ収集装置、２０Ａ…収集端末、３０…データ収集サーバ、４０…表示装置、５０…保守管理部、１００…指令部、１１０…管理装置、５００…設備監視システム、Ａ１…矢印、Ｃ１－Ｃ３…矢印、ＣＢ１，ＣＢ２…ケーブル、ＣＣ…通信可能範囲、ＣＣ１，ＣＣ２…踏切制御子、ＣＥ…制御装置、ＣＬ１，ＣＬ２…測定部、ＣＮ…制御盤、ＣＲ…踏切装置、ＤＴ１…データ、ＤＴ１ａ…正常データ蓄積領域データ、ＤＴ１ｂ…異常データ蓄積領域データ、ＤＶ１～ＤＶ３…分割データ、ＥＱ，ＥＱ１，ＥＱ２，ＥＱａ，ＥＱｎ…設備、Ｅｒ…終止点後端、Ｅｔ…終止点先端、ＦＤ…立下りデータ、ＪＤ１…通信データ、Ｌ…距離、ＬＡ１…異常発生表示ランプ、ＬＡ２…動作確認ランプ、ＬＬ１…電源線、ＬＬ２…通信線、ＬＬ３…警報接点、Ｌｅ…終止点制御区間長、Ｌｓ…始動点制御区間長、Ｌｔ…車軸間距離、ＭＣ…主制御部、ＮＴ…ネットワーク回線、ＯＴ…操作端末、ＰＤ…位置検知装置、ＰＫ…ピーク値、ＰＰ…主要部、ＰＰ１…異常判別データ処理部、ＰＰ２…異常判別データ保存部、ＰＳ…電源部、ＲＣ…踏切装置、ＲＤ…立上りデータ、ＲＬ…線路、ＳＣ…筐体、ＳＳ…セグメント表示部、ＳＷ１…モード切替スイッチ、ＳＷ２…閾値設定スイッチ、Ｓｒ…始動点後端、Ｓｔ…始動点先端、ＴＣ…軌道回路、ＴＭ…転てつ機、ＴＭｃ…機内回路、ＴＭｍ…モータ部、ＴＲ…列車、Ｔｓ０，Ｔｓ１，Ｔｅ０，Ｔｅ１…時刻、Ｖ…平均速度

Claims (17)

1. 線路に沿って設置される設備の動作記録から直近の異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出する現場装置と、
   前記線路を走行する列車に搭載され、前記現場装置の設置位置から所定距離内において前記現場装置と通信して前記通信データに含まれる前記異常判別データを取得するデータ収集装置と
   を備える設備監視システム。
2. 前記データ収集装置は、既に蓄積している過去の前記異常判別データと、前記現場装置との直近の通信において取得した最新の前記異常判別データとの比較に基づき前記設備における異常発生の有無を判断する、請求項１に記載の設備監視システム。
3. 前記データ収集装置は、異常の累積回数の増加により、異常発生有りと判断する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の設備監視システム。
4. 前記異常判別データは、前記設備における異常発生の種別の情報を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の設備監視システム。
5. 前記データ収集装置は、予め記憶した前記現場装置の設置位置の情報と前記列車の現在地の情報とに基づいて、前記現場装置との通信を開始する、請求項１～４のいずれか一項に記載の設備監視システム。
6. 前記現場装置は、前記設備の動作記録を保存するデータ保存部と、前記データ保存部から前記異常判別データを抽出するデータ抽出部とを有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の設備監視システム。
7. 前記データ保存部は、前記設備の動作記録の全てを保存する、請求項６に記載の設備監視システム。
8. 前記データ保存部は、通常の列車運行状態にある通常動作モードから異常発生の検知に基づき現場確認を行う現場モードへ切替えられた場合に、前記設備の動作記録について前記データ収集装置に対して未送信であるデータを含む情報を提供する、請求項６及び７のいずれか一項に記載の設備監視システム。
9. 動作記録から直近の異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出するデータ抽出部と、
   前記データ抽出部に接続され、線路を走行する列車に搭載されるデータ収集装置に対して所定距離内において前記異常判別データを含む前記通信データを送信する通信端末と
   を備える転てつ機。
10. 前記データ抽出部は、前記動作記録としての転換時におけるモータ電圧値、モータ電流値、制御リレー電圧値、転換時間、又は、これらの組合せにより算出される値のいずれかの変化に基づき前記異常判別データを抽出する、請求項９に記載の転てつ機。
11. 異常判別の基準となる閾値の設定入力を受け付ける入力受付部と、
    前記入力受付部で受け付けた設定値を表示する設定値表示部と、
    前記閾値に基づく異常発生の判別時に表示状態を変更する異常発生表示灯と、
    前記異常発生の判別時に異常発生を外部に出力する接点と、
    自己の機能の健全性を表示する自己健全性表示灯と
    を備える、請求項９及び１０のいずれか一項に記載の転てつ機。
12. 複数の測定モードから選択された一の測定モードにおける各測定値を選択式固定で又は順番に表示する測定値表示部を備える、請求項９～１１のいずれか一項に記載の転てつ機。
13. 蓄積した異常データの異常発生の種別を履歴順に表示する異常履歴表示部を備える、請求項９～１２のいずれか一項に記載の転てつ機。
14. 動作記録から直近の異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出するデータ抽出部と、
    前記データ抽出部に接続され、線路を走行する列車に搭載されるデータ収集装置に対して所定距離内において前記異常判別データを含む前記通信データを送信する通信端末と
    を備える軌道回路。
15. 前記データ抽出部は、前記動作記録として軌道回路電圧の立下りデータ、立上りデータ及び立下りから立上りまでの間における残留電圧のピーク値に基づき前記異常判別データを抽出する、請求項１４に記載の軌道回路。
16. 動作記録から直近の異常及び正常に関する正常異常記録データと異常の累積回数を含む異常判別データとで構成される通信データを抽出するデータ抽出部と、
    前記データ抽出部に接続され、線路を走行する列車に搭載されるデータ収集装置に対して所定距離内において前記異常判別データを含む前記通信データを送信する通信端末と
    を備える踏切装置。
17. 前記データ抽出部は、前記動作記録として、踏切制御子におけるリレー動作に関する時間データを抽出し、
    前記通信端末は、前記データ収集装置に対して前記時間データを送信し、
    前記列車の先頭から最後尾の車軸間距離、前記時間データ及び前記時間データに基づく列車速度から制御区間長の算出を可能にする、請求項１６に記載の踏切装置。

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