JPH0191602A - 車両異常検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄道車両の異常検知方式に係り、特に自動運
転方式の電気鉄道に好適な車両異常検知装置に関する。

Ｃ従来の技術） 鉄道車両の高速化は時代のすう勢であるが、さりとて安
全性の低下は論外であり、このため、車両などの機能面
での高信頼性の維持が、当然のこととして欠かせない。

ところで、従来技術では、特開昭４８−５１４１１号公
報に記載のように、車両などの走行中に、実際に機器な
どに異常を生じた場合に警報を発するようにしているほ
か、−射的には保守、点検の内容の充実と、これらの繰
り返し期間の適切化により、必要とする高信頼性の維持
を図っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術では、車両に使用されている機器の劣化を早期
に検知し、予防保守につなげてゆく点について配慮され
ておらず、単に定期的に繰り返される保守、点検により
信頼性の維持を期待しているだけなので、特に電子的な
機器の劣化に対する信顧性維持の点で問題があった。

本発明の目的は、簡単な方法で、機器のいずれかに異常
の徴候が現われたことの検知ができ、常時、リアルタイ
ムでの監視の中で、異常の徴候を現わした機器の検査の
指示が可能で、車両の故障や地上設備の故障に到るのを
事前に阻止できるようにした車両異常検知装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、車両が運行中、その車両が存在する、その
地点、その時刻での制御結果と、予め予測された制御結
果もしくは予め設定されたパラメータによる演算結果と
の対比により異常の有無を検知することにより達成され
る。

ここで、問題となるのは、いかにしたら簡単な方法で目
的が達成されるかであるが、本発明によれば、これは、
以下のようにすることにより解決している。すなわち、
車両、特に電気車では、熟練した運転手や保守員であれ
ば、予め予測される制御結果を与えずとも、この車両は
ブレーキがあまくなったとか、停止時の乗心地が悪いと
か、カ行電流が少し少ないとか、振動が大きいとか、騒
音が大きいとか、車両の異常については自然に気付く事
が多い。

しかし、これをそのまま機械的に、システムとして実行
するのは困難で、定量的には勿論、定性的にもほとんど
不可能である。

そこで、本発明では、「走行距離（地点）対車速、電流
」や「走行時間対車速や電流」等のお手本と現実の制御
結果を比較するようにしたものであり、これにより、上
記したように、簡単な方法で目的が達成されることにな
るのである。すなわち、車両では、同じ条件で制御すれ
ば、はとんど同じ運転結果が得られるものであり、特に
、応荷重装置を備えた車両を用い、ＡＴＯ運転を実施し
ている場合には、この傾向は顕著で、同一駅間では、車
両が正常であれば、何回運行しても１秒と違わずに駅間
を走行する。走行ランカーブもピタリと一致しており、
このランカーブを重ね合せてみれば車両の正常異常は容
易に判断できる。しかるに車両性能が低下するとランカ
ーブに差異が生じ、その差異は停止位置のバラツキや、
走行速度の差、あるいはランカーブの微妙な差となって
現われ、結局、本発明によれば、簡単な方法で目的が達
成されるのである。

〔作用〕

車両には種々の機器が搭載されており、そのいずれに異
常が生じても、走行性能に変化が現われる。例えば、主
制御装置内の電流制御パターンが変化すれば、車両の加
減速性能が変化し、その時点時点で加減速度が変化し、
これの積分値である列車速度にも変化が現われる。すな
わち、これらの走行データには、走行に必要なすべての
機器の動作状態が反映されていることになる。

一方、あらかじめ設定された制御結果とは、例えば、出
発時刻以後の走行距離に対する列車速度とか、走行時間
に対する主回路電流値などの走行データであり、これら
は、当然のこととして、車両に搭載されている機器に異
常を生じていないときのものである。

従って、両方の走行データをつき合わせるだけで極めて
簡単に異常の生じた機器の摘出が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明による車両異常検知装置について、図示の
実施例により詳細に説明する。

図は本発明の一実施例で、主幹制御器、或いは自動運転
指令器などからなる指令器ｌから発せられる制御指令に
基き、主制御装置２が主電動機３の電圧や電流を制御し
、車両を走行させるようにした電気車に本発明を適用し
たもので、これにモニター装置４、電流センサ５、速度
センサ６、モデル選択装置７、比較回路８などを設けた
ものである。

モニター装置４は、主制御装置２内の制御量や制御目標
などのデータを取り込むと共に、電流センサ５や速度セ
ンサ６などのセンサを介して主電動機３の動作状態や車
両の走行状態を表わす各種のデータを取り込み、車両の
走行性能を表わす特性曲線など、比較し易い形に整理し
、それらを実制御結果Ａ、Ｂなどとして用意する働きを
する。

なお、走行距離データは、速度センサ６から得るように
してもよく、或いは別途、専用のセンサから得るように
してもよい。

モデル選択装置７は、指令器１から発せられる制御指令
に基き、その指令に対応して、標準的な状態にある車両
が発揮するであろう走行状態を表わすモデル特性曲線な
どを、モデル制御結果Ｃ１Ｄとして選択し、用意する働
きをする。

比較回路８は、一方からは実制御結果Ａ、Ｂを、他方か
らはモデル制御結果Ｃ，Ｄをそれぞれ入力し、これらの
対応するもの同志を、時々刻々、リアルタイムで比較し
、それらの間に所定値以上の偏差が現われたときには、
異常が発生したものとして、所定の警報を発し、保守指
令を出力するように動作する。

次に、この実施例の動作について説明する。

まず、実制御結果Ａ、Ｂと、これらに対応するモデル制
御結果Ｃ，Ｄをそれぞれ時間ｔに対する走行路Ｍｓｏと
、走行距離Ｓに対する車両速度■。

の関係を表わすものに設定しておいたとする。

この状態で、いま、主幹制御ｎ器が操作され、指令器１
から制御指令として″力行″が出力されたとする。

そうすると、この″力行′″指令に応じて、主制御装置
２は所定の制御１態様にしたがって主電動機３を制御し
、この結果、車両が走行を開始し、時間ｔの経過と共に
、その走行距離の実測値Ｓと速度の実測値Ｖが変化して
ゆき、これがモニター装置４により実制御結果Ａ、Ｂと
して出力されてゆく。

他方、これと並行して、モデル選択装置７は、同じく指
令器１からの″力行パ指令に対応して、所定のテーブル
などに格納し７であるモデル制御結果Ｃ，Ｄを選択し、
これに基き、時間ｔの経過に伴ない、モデル上での走行
距離Ｓ０と速度ｖ０が出力されてゆく。

一方、この間、比較回路８は、実制御結果Ａ。

Ｂとモデル制御結果Ｃ，Ｄからのそれぞれのデータの比
較をリアルタイムで継続している。

上記したように、モデル制御結果Ｃ，Ｄは、車両に何も
異常がなべ、標準的な走行性能を発揮しているときに得
られるであろう制御結果を想定して設定しであるもので
あるから、対象としている車両に特に異常が現われてい
ないときには、理想的には実制御結果Ａ、Ｂとモデル制
御結果Ｃ，Ｄとは完全に一致する筈であり、実用上でも
ほとんど一致する筈である。

そこで、いま、車両に何らかの異常が現われたとすると
、実制御結果Ａ、Ｂとモデル制御結果Ｃ２Ｄの間に偏差
が生じ、それが所定値に達すると警報が発せられ、同時
に保守指令が出力されるようになる。

従って、この実施例によれば、車両運行中、常時、リア
ルタイムで、連続的に、車両の走行性能がモニターされ
、それの標準的な状態からの変化が所定値以上に達した
ときを確実に知ることができ、そして、この結果、信頼
性の低下が許容限度に達する前に、事前に異常を検出し
、チエツクを行ない、安全性を確保することができる。

何故ならば、車両の走行性能は、その車両内の各種の機
器の全ての状態の反映結果であり、従って、たとえそれ
が僅かな異常であっても車両の走行性能の低下に確実に
つながり、個々の機器について個別にチエツクしなくて
も、容易にモニターできるからで、この結果、信頼性の
低下に到る前の段階で充分に異常の発生をモニターでき
るからである。

なお、上記の動作説明では、″力行″指令がなされたと
きについてだけ行ったが、その他の指令、例えば、パ制
動″指令など、車両に与えられる全ての指令に対しても
、それぞれモデル制御結果Ｃ１Ｄを設定することができ
、それぞれ、時間に対する主電動機電流や電圧の関係、
時間に対する加速度や減速度の関係、或いは走行距離に
対する電流、電圧、加速度、それに減速度などの関係と
して表わされたものを採用することができる。

また、上記実施例では、モデル制御結果として、予めテ
ーブルなどに用意しであるものの選択によるものとして
いるが、制御指令に基くシミュレーション結果としてデ
ータを与えるようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、比較回路８での比較結果であ
る偏差をモニターしており、この結果、この実施例によ
れば、指令器１からモニター装置４、モデル選択装置７
を含む、このシステム全体も含めた異常チエツク機能が
与えられることになり、高い信頼性を得ることができる
。

〔発明の効果〕

このような、車上での自動試験機能に必要なことは、保
守員が検査すべき異常が発生していないか、当面の走行
において支障がないかを判断することであり、その原因
の詳細等は保守作業に入ってからチエツクすることにし
ても十分である。しかして、このような場合でも、その
異常のモニターを広い範囲の機器において洩らさずに行
なうことは容易ではない。また、主制御装置の各設定パ
ラメータの各々についても、それが設定値からどれだけ
変化したら異常とすればよいのかなども、−様には定義
できない場合も多い。

しかるに、本発明によれば、システムが最終的に目標と
するモデルを予め設定し、これとの偏差をシステム全体
の制御結果でとらえて比較するため、数項目の簡単な相
互比較だけで全ての項目についてチエツクすることがで
き、節単に構成できる。例えば速度センサが故障し、速
度が走行の有無に関係せず零となったときも、電流セン
サ出力のアナログ的ドリフト１！（１００ＯＡを９００
Ａと誤った）も、結局は走行結果に反映し、それをチエ
ツクすることができるため、結果として全ての項目につ
いてチエツクできることになる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による車両異常検知装置の一実施例を示すブ
ロック構成図である。 １・・・・・・指令器、２・・・・・・主制御装置、３
・・・・・・主電動機、４・・・・・・モニター装置、
５・・・・・・電流センサ、６・・・・・・速度センサ
、７・・・・・・モデル選択装置、８・・・・・・比較
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両が発生すべき推進力と制動力を制御する主制御
   装置を備え、与えられた制御指令に基いて所定の走行性
   能を発揮するようにした電気車において、車両の実運転
   状態での走行データを実測値として検出する監視手段と
   、上記制御指令に基いて車両が発揮するであろう運転状
   態での走行データを基準値として設定する演算手段とを
   設け、上記実測値の上記基準値からの偏差を実時間で算
   定して異常検出を行なうように構成したことを特徴とす
   る車両異常検知装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記演算手段が、
   上記制御指令により選択される複数の運転状態モデルを
   備え、選択された運転状態モデルに基いて上記基準値を
   設定するように構成されていることを特徴とする車両異
   常検知装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記演算手段がシ
   ミュレーション機能を備え、上記制御指令によるシミュ
   レーション結果として上記基準値が設定されるように構
   成されていることを特徴とする車両異常検知装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、上記走行データが
   、走行距離に対する走行速度、走行距離に対する推進用
   電動機電流、走行時間に対する走行速度、走行時間に対
   する推進用電動機電流、走行距離に対する加速度、及び
   走行時間に対する加速度の少くとも１に関するものとな
   るように構成されていることを特徴とする車両異常検知
   装置。