JPH1062271A - 鉄道車両の機器温度監視装置 - Google Patents

鉄道車両の機器温度監視装置

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JPH1062271A
JPH1062271A JP22225096A JP22225096A JPH1062271A JP H1062271 A JPH1062271 A JP H1062271A JP 22225096 A JP22225096 A JP 22225096A JP 22225096 A JP22225096 A JP 22225096A JP H1062271 A JPH1062271 A JP H1062271A
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JP
Japan
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temperature
value
threshold value
vehicle
data
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JP22225096A
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Satoshi Iba
場 智 射
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 監視対象機器の特性に応じた異常検出を効率
的に行い得る、鉄道車両の機器温度監視装置を提供する
こと。 【解決手段】 監視対象の機器の温度上昇値データを所
定時間ごとに各機器ごとに求め、過去一定時間内におけ
る温度上昇値データから過去一定時間内の各機器の温度
上昇値の平均値および標準偏差を求め、得られた標準偏
差に所定の係数を乗じた値を平均値に加えた値を各機器
ごとに求めてそれを各機器の温度上昇しきい値として設
定し、各機器の温度上昇値を計算によって得られたしき
い値と比較する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行中の鉄道車両
における各種機器、特に軸受などの異常温度を線路側か
ら監視するのに好適な機器温度監視装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】鉄道車両(以下、「車両」という)の定
期的な検査・保守、例えば運行前の床下機器の検査は、
定期点検を典型例として、目視による点検方式がほとん
どである。図5および図6に示すように、枕木22上に
敷設したレール23上を、車輪24を有する車両が走行
するものとする。監視対象機器たとえば車輪24を支持
している軸26の両端に設けられている軸箱25の表面
温度を監視するために、隣接する枕木22の間に、レー
ル23と平行に軸箱25の温度Taおよび外気温Toを
検出する温度センサ21を配設する。
【0003】温度センサ21は、図7に示すように、温
度Taを検出する機器温度センサ1および外気温Toを
検出する外気温センサ2からなっているものとする。こ
れらの温度センサ1,2の検出温度に基づいて監視対象
の機器温度Taと外気温Toとの差ΔTa(=Ta−T
o)を計算し、その差ΔTaを温度上昇値として比較手
段14に入力する。比較手段14には、比較の基準とし
て、異常温度を判定するためのしきい値Tshがしきい値
設定手段26から入力される。比較手段14は温度上昇
値ΔTaをしきい値Tshと比較し、ΔTa≦Tshなら監
視対象機器が正常温度範囲内にあると判断し、ΔTa>
Tshなら監視対象機器が異常温度状態にあるとしてその
旨を表示装置15に表示させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の機器温
度監視装置においては、異常を判断するためのしきい値
Tshは監視対象機器のいかんにかかわらず一定値をとっ
ている。しかしながら、温度監視を必要とする機器とし
て通常の電車には軸受などを含む要監視機器ないし部位
が1車両当り少なくとも8個は存在し、10両1編成と
すれば1編成では80個もの監視箇所が存在することに
なる。しかも、それらの監視箇所はそれぞれ固有の温度
上昇特性を持っているため、温度上昇値も監視箇所によ
って大幅に異なっている。したがって、これら要監視機
器の異常過熱の判断を1つのしきい値に基づいて行うの
には無理がある。つまり、特定の機器の温度上昇特性に
着目して1つのしきい値を設定した場合、着目した機器
よりも温度上昇しにくい機器の場合はしきい値が低すぎ
るという結果になり、逆に着目した機器よりも温度上昇
しやすい機器の場合はしきい値が高すぎるという結果に
なる。
【0005】正常状態での温度上昇値をあらゆる編成の
車両のすべての要監視機器に関して測定することはでき
ないため、しきい値の設定は、すべての要監視機器に対
応できるように、ある程度高めにしておかなければなら
ない。そのため、精度のよい異常検出は不可能であっ
た。
【0006】したがって本発明は、各編成の各監視対象
機器の特性に応じた異常検出を効率的に行い得る、鉄道
車両の機器温度監視装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明による鉄道車両の機器温度監視装置は、走行中
の車両の予め定められた監視対象機器の表面温度を検出
する第1の温度センサと、外気温を検出する第2の温度
センサと、第1の温度センサによって検出された各機器
の表面温度および第2の温度センサによって検出された
外気温を所定時間毎に記憶する温度記憶手段と、記憶手
段に記憶された所定時間毎の表面温度および外気温の差
を各機器ごとに求め、その差を所定時間毎の各機器の温
度上昇値として出力する温度上昇値計算手段と、この温
度上昇値計算手段によって求められた過去一定時間内に
おける所定時間毎の各機器の温度上昇値の平均値および
標準偏差を計算する計算手段と、この計算手段によって
計算された標準偏差に所定の係数を乗じた値を平均値に
加えた値を各機器ごとに求めて各機器の温度上昇のしき
い値として設定するしきい値設定手段と、温度上昇値計
算手段によって求められた各機器の温度上昇値をしきい
値と比較する比較手段と、この比較手段の比較結果を出
力する出力手段とを備えたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図を参照
してさらに詳細に説明する。 (実施の形態1の構成)図1は本発明の一実施の形態を
示すものである。図1の機器温度監視装置は、車両通過
時に機器温度センサ1から得られる各機器の表面温度を
表す温度データTaと、外気温センサ2で検出するその
時点での外気温データToとから、温度上昇値計算手段
4が両者の差ΔTa=Ta−Toを各機器の温度上昇値
として計算する。平行して、車両の編成番号を編成番号
検出手段3により認識する。温度上昇値計算手段4およ
び編成番号検出手段3の出力データに基づいて、データ
処理手段5において、編成の機器別に温度上昇値を整理
し、それを記憶手段16に格納する。また、自動しきい
値設定手段11に含まれているしきい値設定状態判断手
段6では、手動しきい値設定手段17によりしきい値設
定が行われたか否かを記憶手段16に格納されたしきい
値データをチェックして行う。そのチェックの結果、し
きい値設定が行われていない場合は、データ検索手段7
で、記憶手段16に格納されているデータ履歴を検索す
る。データ量が、ある一定値よりも少ない(機器別の統
計計算を行うのに不十分なデータ量しかない)場合は、
編成全体の機器の温度上昇値の平均値および標準偏差を
編成全体しきい値計算手段8で計算する。データ量が一
定値以上ある場合は、各機器ごとの平均値および標準偏
差を編成機器別しきい値計算手段9で計算する。
【0009】計算手段8または9の計算によって得られ
た平均値および標準偏差は、しきい値設定部10で、 要注意温度上昇しきい値=(平均値+標準偏差×A) …(1) 異常温度上昇しきい値=(平均値+標準偏差×B) …(2) をそれぞれ各機器別に設定し、記憶手段16に格納す
る。ここで、A,Bは統計的に得られる任意の係数と
し、例えば、A=3、B=4などとする。判断手段6な
いし設定部11は自動しきい値設定手段11を構成す
る。
【0010】なお、運転初期は、しきい値を設定するた
めのデータが存在しないので、計測によって最初得られ
た例えば1〜2日分の全編成機器の温度上昇値のばらつ
きから平均値および標準偏差を求めて、それに基づいて
上記のしきい値を設定すればよい。個々の機器について
のデータ量が得られたら、その都度、そのデータを用い
て個々のしきい値を更新していけばよい。
【0011】この自動しきい値設定手段11で設定され
たしきい値は、しきい値読み出し手段12で読み出さ
れ、比較手段11により、記憶手段16に格納されてい
る各機器の温度上昇値ΔTaと比較され、その比較結果
を表示装置15に表示するとともに、異常の場合は異常
履歴として記憶手段16に格納する。
【0012】図2(ブロック図)、図3(しきい値設定
説明図)および図4(フローチャート)を参照して本発
明の他の実施の形態について説明する。
【0013】図2において、車両通過(ステップS1
1)に伴って本発明装置の監視動作が開始される。温度
上昇値計算手段4において機器温度センサ1から得られ
る各機器温度Taのデータと、外気温センサ2で検出す
るその時点での外気温Toのデータとを参照し、両者の
差ΔTa=Ta−Toを計算し、それを各機器の温度上
昇値として出力する。他方、車両の編成番号を編成番号
検出手段3によって認識するため、各車両には編成番号
などの情報を予め与えておき、それを識別アンテナ(I
Dアンテナ)および識別コントローラ(IDコントロー
ラ)からなる編成番号検出手段3で読み出し、認識する
(ステップS12)。この編成番号検出手段3および温
度上昇値計算手段4の出力データに基づき、データ処理
手段5において、編成の機器別に温度上昇値を整理し、
編成単位に記憶手段16に格納する。そのため、記憶手
段16には編成1エリア、編成2エリア、…編成nエリ
アと、編成の数に応じた記憶領域を持っている。
【0014】検出温度の正常・異常を判断するためのし
きい値の設定は、通常、手動しきい値設定手段17から
の操作で任意に行う。しきい値の設定は変更可能であ
る。このしきい値設定が行われたか否かをしきい値設定
状態判断手段6で行い(ステップS13)、すでに外部
からしきい値の設定が行われている場合は、自動しき値
設定手段11では、なんの処理も行わず、設定されたし
きい値で異常判断を行う(ステップS19以下)。チェ
ックの結果、しきい値の設定が行われていない場合は、
データ検索手段7において、記憶手段16に格納されて
いるデータ履歴を検索する(ステップS14)。データ
量が、ある一定値以上あるか否かを確認し(ステップS
15)、一定値よりも少ない(機器別の統計計算を行う
のに不十分なデータ量しかない)場合は、編成全体の機
器の温度上昇値の平均値および標準偏差を編成全体しき
い値計算手段18で計算し(ステップS16)、データ
量が一定値以上ある場合は、各機器の平均値および標準
偏差を編成機器別しきい値計算手段19で計算する(ス
テップS17)。
【0015】この場合、例えば軸箱の温度上昇に関係す
る発生熱量は走行距離に比例するため、始発電車などの
場合、温度上昇値は、通常の温度値よりもかなり低い値
を示す。これらのデータを平均値および標準偏差の計算
に用いないようにするため、低温データ検索手段20で
それを検知し、低温と判断された温度データを計算から
削除する処理を行う。
【0016】計算によって得られた各機器の平均値およ
び標準偏差に基づいて例えば次の計算式に従う2種の温
度上昇しきい値を各機器ごとに計算し、記憶手段16に
格納する(ステップS18)。 要注意温度上昇しきい値Tsh1=平均値+標準偏差×3 …(3) 異常温度上昇しきい値Tsh2=平均値+標準偏差×4 …(4) これらのしきい値設定の状況を図3に示す。図3のしき
い値設定方式では、異常を検出するしきい値だけでな
く、異常になる前に、注意が必要な機器の検出を可能に
するため、異常温度上昇しきい値Tsh2のほかに要注意
温度上昇しきい値Tsh1を設定する2段階方式をとって
いる。
【0017】自動しきい値設定手段11で自動設定され
たしきい値は、しきい値読み出し手段12で読み出され
(ステップS19)、比較手段14により、次のような
各機器の温度上昇値との比較判断を行う(ステップS2
0)。 要注意温度上昇しきい値Tsh1>機器温度上昇値ΔTa :正常データ 要注意温度上昇しきい値Tsh1≦機器温度上昇値ΔTa、かつ、 機器温度上昇値ΔTa<異常温度上昇しきい値Tsh2 :注意データ 異常温度上昇しきい値Tsh2≦機器温度上昇値ΔTa :異常データ 比較判断の結果、要注意温度上昇データまたは異常温度
上昇データに相当する機器が発見された場合には、その
機器を表示装置15に表示する(ステップS21,S2
2)とともに、異常履歴として記憶手段16に格納する
(ステップS23)。
【0018】
【発明の効果】本発明は、上述したように、各機器の個
々の温度上昇特性に応じたしきい値を自動的に設定で
き、かつ、個々の特性に応じた異常判断を行うことがで
きる。
【0019】また取得したデータを編成の各機器単位で
履歴として蓄え、そのデータをもとにして各機器のしき
い値を自動的に計算し設定するため、外部からの操作が
ほとんど必要なく、強制的に外部からのしきい値設定を
行わない限り、すべて自動的に行うことが可能になり、
点検作業などの省力化を達成する上で有意義なものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る機器温度監視
装置のブロック図。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る機器温度監視
装置のブロック図。
【図3】図1における機器温度監視手順を説明するため
のフローチャート。
【図4】本発明による温度しきい値の設定方法を説明す
るための線図。
【図5】軸箱温度センサの配設状況を示す平面図。
【図6】軸箱温度センサの配設状況を示す正面図。
【図7】従来の機器温度監視装置のブロック図。
【符号の説明】
1 機器温度センサ 2 外気温センサ 3 編成番号検出手段 4 温度上昇値計算手段 5 データ処理手段 6 しきい値設定状態判断手段 7 データ検索手段 8 編成全体しきい値計算手段 9 編成単位機器別しきい値計算手段 10 しきい値設定部 11 自動しきい値設定手段 12 しきい値読み出し手段 14 比較手段 15 表示装置 16 記憶手段 17 手動しきい値設定手段 18 編成全体しきい値計算設定手段 19 機器別しきい値計算設定手段 20 低温データ検索手段 21 温度センサ 22 まくら木 23 レール 24 車輪 25 軸箱

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走行中の車両の予め定められた監視対象機
    器の表面温度を検出する第1の温度センサと、 外気温を検出する第2の温度センサと、 前記第1の温度センサによって検出された表面温度およ
    び前記第2の温度センサによって検出された外気温を所
    定時間毎に記憶する温度記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された所定時間毎の表面温度および
    外気温の差を各機器ごとに求め、その差を所定時間毎の
    各機器の温度上昇値として出力する温度上昇値計算手段
    と、 この温度上昇値計算手段によって求められた過去一定時
    間内における前記所定時間毎の各機器の温度上昇値の平
    均値および標準偏差を計算する計算手段と、 この計算手段によって計算された前記標準偏差に所定の
    係数を乗じた値を前記平均値に加えた値を各機器ごとに
    求めて各機器の温度上昇のしきい値として設定するしき
    い値設定手段と、 前記温度上昇値計算手段によって求められた各機器の温
    度上昇値を前記しきい値と比較する比較手段と、 この比較手段の比較結果を出力する出力手段とを備えた
    鉄道車両の機器温度監視装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の鉄道車両の機器温度監視装
    置において、 監視対象の鉄道車両の編成番号を読み取る編成番号読取
    手段と、 車両の編成番号に対応する編成の車両数および車両形式
    を予め記憶している編成車両記憶手段とを備え、前記温
    度記憶手段が、前記編成車両記憶手段の記憶内容を参照
    し、前記表面温度および前記外気温を車両形式別に記憶
    する、鉄道車両の機器温度監視装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の鉄道車両の機器温度監視装
    置において、前記しきい値設定手段が前記しきい値を車
    両形式別に設定し、前記比較手段が前記温度上昇値と前
    記しきい値とを車両形式別に比較する、鉄道車両の機器
    温度監視装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載の鉄道車両の機器温度監視装
    置において、前記しきい値設定手段が前記しきい値を車
    両の編成単位に設定し、前記比較手段が前記温度上昇値
    と前記しきい値とを車両の編成単位に比較する、鉄道車
    両の機器温度監視装置。
  5. 【請求項5】請求項2記載の鉄道車両の機器温度監視装
    置において、前記しきい値設定手段が前記しきい値を個
    々の車両の監視対象機器別に設定し、前記比較手段が前
    記温度上昇値と前記しきい値とを個々の車両の監視対象
    機器別に比較する、鉄道車両の機器温度監視装置。
  6. 【請求項6】請求項1記載の鉄道車両の機器温度監視装
    置において、前記出力手段が表示装置である、鉄道車両
    の機器温度監視装置。
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