TWI802653B - 軌道迴路狀態判定裝置 - Google Patents
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Abstract
軌道迴路狀態判定裝置(100)具備：設置在軌道迴路的區間邊界之計測終端(200)、以及處理裝置(300)。處理裝置(300)，係於每個軌道迴路，算出與發送電壓相對之發送電流的電流向量，把已算出的電流向量，區分成列車在軌時的期間與列車非在軌時的期間。接著，把各期間的電流向量軌跡，來與基於對於該軌道迴路之過去的電流向量軌跡之參考向量軌跡做比較，藉此，判定至少包含正常狀態抑或是異常狀態之軌道迴路的狀態。
Description
本發明有關判定交流軌道迴路的狀態之軌道迴路狀態判定裝置。
鐵道交通中的軌道迴路，乃是使用軌條作為電氣迴路的一部分來檢測列車有無在軌之裝置，構成從軌條的其中一端側發送訊號，用設在軌條的另一端側之軌道繼電器來檢測用列車的車軸讓軌條間短路所致之接收訊號的有無。軌道迴路係設置在戶外，會有產生受到降雨或積雪等的自然環境的影響而軌道繼電器不正常落下之異常的問題。為此，檢測交流軌道迴路的異常狀態之各式各樣的技術是廣為人知(例如，參閱專利文獻1、2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平4-113941號專利公報
[專利文獻2] 日本特開平11-278269號專利公報
[發明欲解決之課題]
習知的軌道迴路的狀態監視，乃是把發送側或者是接收側的訊號(例如，電壓值或電流值、相位差等)的推移來與特定的閾值做比較，藉此，判定軌道迴路的正常/異常之狀態者。但是，對於每個軌道迴路，包含迴路長度(軌條的長度)、或收發訊機與軌條的距離(纜線長)、軌條及路基之迴路的構成要件的參數為相異，所以有賴保養擔當者(使用者)本身的經驗或真知灼見來對每1臺設定適切的閾值是有必要的。在此，追求不依賴保養擔當者(使用者)的真知灼見等，而用於機械性地實現軌道迴路的狀態判定之嶄新的技術。
本發明欲解決之課題，是提供判定交流軌道迴路的狀態之嶄新的技術。
[解決課題之手段]
用於解決上述課題的第1發明，乃是
一種軌道迴路狀態判定裝置，係判定交流軌道迴路的狀態；其特徵為，具備：
記憶部，其係記憶與發送到前述交流軌道迴路的電壓相對之電流向量的參考向量軌跡；
算出部，其係根據對於前述交流軌道迴路的發送機的發送電壓及發送電流，發送側計測器所計測出的計測值，算出與前述發送電壓相對之前述發送電流的電流向量；以及
判定部，其係從前述算出部所算出的電流向量的特定期間的軌跡，來算出向量軌跡，把該向量軌跡來與前述參考向量軌跡做比較，藉此，判定前述交流軌道迴路的狀態。
根據第1發明，藉由把與發送電壓相對之電流向量軌跡來與參考向量軌跡做比較之嶄新的手法，可以判定至少包含正常狀態抑或是異常狀態之交流軌道迴路的狀態。
第2發明，乃是如第1發明的軌道迴路狀態判定裝置，其中，
前述記憶部，係記憶：於前述交流軌道迴路列車在軌時的前述參考向量軌跡也就是在軌時參考向量軌跡；
前述判定部，係從在於前述交流軌道迴路列車在軌時前述算出部所算出的電流向量，來算出向量軌跡，並把該向量軌跡來與前述在軌時參考向量軌跡做比較。
根據第2發明，把列車在軌時的電流向量軌跡作為對象，可以判定軌道迴路的狀態。
第3發明，乃是如第1或是第2發明的軌道迴路狀態判定裝置，其中，
前述記憶部，係記憶：於前述交流軌道迴路列車不在軌時的前述參考向量軌跡也就是非在軌時參考向量軌跡；
前述判定部，係從在於前述交流軌道迴路列車不在軌時前述算出部所算出的電流向量，來算出向量軌跡，並把該向量軌跡來與前述非在軌時參考向量軌跡做比較。
根據第3發明，把列車非在軌時的電流向量軌跡作為對象，可以判定軌道迴路的狀態。
第4發明，乃是如第2或是第3發明的軌道迴路狀態判定裝置，其中，
更具備區分部，該區分部係在利用前述算出部所算出的電流向量滿足了特定的陡峭變化條件之情況下，區分出：把從滿足時開始到回到滿足該陡峭變化條件前的電流向量為止作為列車在軌時的電流向量，把除此以外者作為列車非在軌時的電流向量。
列車之非在軌時係電流向量幾乎沒有變化，但是，列車通過的話，電流向量係做陡峭變化後復歸到原來的電流向量的附近之變化。為此，如第4發明般，從電流向量的變化，可以在每當往軌道迴路之1次的列車的通過時，區分出列車在軌時與列車非在軌時。
第5發明，乃是如第1～第4發明中任一發明的軌道迴路狀態判定裝置，其中，
前述記憶部，係把前述參考向量軌跡，來與表示前述交流軌道迴路所動作的季節、時間帶及氣象條件中至少1個狀況之隨附資訊做對應關聯，並複數記憶之；
前述判定部，係把進行前述計測時的前述狀況與滿足特定的近似條件之前述參考向量軌跡作為比較對象來做選擇並進行前述比較。
軌道迴路設置在戶外的緣故，因為雨或溫度之外部環境導致發送電流變化，其結果，電流向量軌跡產生變化。為此，如第5發明般，選擇進行了季節或時間帶、氣象條件之發送電壓及發送電流的計測時的狀況近似的參考向量軌跡來做比較，藉此，可以做更高精度的軌道迴路的狀態判定。
第6發明，乃是如第1～第5發明中任一發明的軌道迴路狀態判定裝置，其中，
前述參考向量軌跡，乃是根據利用前述算出部所算出之過去的電流向量的向量軌跡，作成出作為與各個軌跡位置相對應的發現準確率分布之資料；
前述判定部，係根據判定對象的向量軌跡所追溯的前述發現準確率分布上的發現準確率，算出與該判定對象的向量軌跡相關的評量值，根據該評量值，判定前述交流軌道迴路的狀態。
根據第6發明，參考向量軌跡，係從基於過去的電流向量軌跡之各軌跡位置的發現準確率分布，作為與判定對象的電流向量軌跡相關的評量值，可以求出與過去的電流向量軌跡一致的程度來作為發現準確率。
以下，參閱圖面說明有關適合本發明的實施方式。尚且，並非藉由以下說明的實施方式來限定本發明，可以適用本發明的型態也不限定於以下的實施方式。而且，圖面的記載中，對相同元件賦予相同元件符號。
[系統構成]
圖1為本實施方式的軌道迴路狀態判定裝置100的適用例。如圖1表示，於軌道，於每個依特定長度劃分左右的軌條R出的區間設置軌道迴路1T、2T、3T、…。軌道迴路，乃是利用左右的軌條R藉由列車的輪軸而被電性短路來進行在軌檢測之裝置。在本實施方式中，乃是於軌道迴路的區間邊界中在左右的各軌條R設有軌道絕緣1之複軌條軌道迴路，在軌道迴路的邊界包挾軌道絕緣1設有2組阻抗搭接器3。
在軌道迴路的其中一端側(發送側)的軌條R間，介隔著阻抗搭接器3及減流電阻5連接發送機也就是發送變壓器7，在另一端側(接收側)的軌條間，介隔著阻抗搭接器3及相位調整器9連接軌道繼電器11。減流電阻5，係為了限制電流而防止機器燒毀而設置。
發送變壓器7，係把從商用電源等的電源21所供給的交流電力予以變壓而產生軌道訊號(列車檢測訊號)並發送到軌道迴路的發送側的軌條R間。亦即，本實施方式的軌道迴路為交流軌道迴路。
軌道繼電器11，乃是具有軌道線圈及局部線圈之2個線圈，藉由施加到各線圈的電壓與其相位差來驅動接觸點之2元式軌道繼電器。軌道線圈，係連接在軌道迴路的接收側的軌條R間並被施加有流動在軌道迴路之軌道訊號的電壓；於局部線圈，施加有從電源21所供給之交流電壓。施加到局部線圈的電壓(以下，稱為「局部電壓」)係相位(也稱為週期)為安定，所以以局部電壓的相位為基準。
列車進入到軌道迴路的話，以藉由該列車的車軸讓軌條R間短路的方式，被施加到軌道繼電器11的軌道線圈的電壓(以下，稱為「收訊電壓」。也稱為「到達電壓」)下降，並且，該收訊電壓與局部電壓的相位差變小，軌道繼電器11從自升狀態變化到落下狀態，藉此，檢測列車進入到軌道迴路。相位調整器9，係設置成用於調整收訊電壓的相位，並把非在軌時中的收訊電壓與局部電壓的相位差決定成軌道繼電器11保持在自升狀態之最佳的值。
軌道迴路狀態判定裝置100，係藉由傳送線102來通訊連接複數個計測終端200及處理裝置300而構成，個別地判定判定對象之1個1個的軌道迴路的狀態。
計測終端200，係設在每個軌道迴路的區間邊界，輸入發送變壓器7所產生的軌道訊號的電壓(發送電壓)及電流(發送電流)作為與在該邊界相鄰的其中一方的軌道迴路相關的計測值，並且，輸入軌道繼電器11的接觸點條件作為與在該邊界相鄰的另一方的軌道迴路相關的計測值。接著，計測終端200，係算出與發送電壓相對的發送電流的相位差(發送電流相位差)，與被輸入的計測值一起，透過傳送線102輸出到處理裝置300。
發送電壓，係藉由連接到發送變壓器7的二次側之發送側計測器也就是電壓檢測器(PT：Potential Transformer)13來計測。發送電流，係藉由插入到發送變壓器7的二次側與軌條R之間的發送側計測器也就是電流檢測器(CT：Current Transformer)15來計測。尚且，也可以檢測減流電阻5的兩端電壓的方式來算出發送電流。
處理裝置300，乃是構成具備進行演算控制的電子電路之一種電腦，根據從各計測終端200輸入的計測值，於每個軌道迴路，判定至少包含正常狀態抑或是異常狀態之該軌道迴路的狀態。
[判定原理]
說明處理裝置300所致之軌道迴路的狀態判定的原理。處理裝置300，係根據從與判定對象的軌道迴路有關的計測終端200所輸入的計測值，算出該軌道迴路的電流向量，把該電流向量的軌跡來與參考向量軌跡做比較，藉此，判定判定對象的軌道迴路的狀態。
圖2為說明電流向量之圖。如圖2表示，電流向量，乃是以電壓向量的方向為X軸正方向之XY直角座標系統中以原點O為始點之向量，與X軸相對的相位差θ為發送電流相位差，大小為發送電流值之向量(x、y)。包含從計測終端200輸入的發送電流或發送電流相位差之計測值，係與計測時間對應關聯。為此，可以從各計測時間中的發送電流及發送電流相位差，算出該計測時間中的電流向量。接著，把連續的計測時間中的電流向量(x、y)的時序變化，決定為電流向量的軌跡。
電流向量的軌跡的形狀，係因列車是(在軌時)否(非在軌時)進入到符合的軌道迴路而相異。圖3A及圖3B，為示意性表示電流向量軌跡的其中一例之圖。圖3A，係表示列車非在軌時的恆定時間的間的電流向量軌跡；圖3B，係表示列車從進入到符合的軌道迴路一直到進出為止之間的1次份的列車在軌時的電流向量軌跡。
如圖3A表示，列車非在軌時，發送電流及發送電壓皆大致恆定，從而，電流向量幾乎沒有變化，電流向量軌跡幾乎集中在一點。
另一方面，列車在軌時，如圖3B表示，發送電壓為大致恆定，但是，因為行走的列車的車軸所致之軌條的短路位置導致阻抗變化，所以發送電流大幅變化。亦即，發送電流值或發送電流相位差大幅變化，所以電流向量大幅變化，與列車非在軌時比較，成為在廣範圍變之電流向量軌跡。而且，電流向量的變化，係與列車非在軌時比較，是為陡峭。作為具體的電流向量軌跡，對於往符合的軌道迴路之1次的列車的通過，成為描繪出月牙形般之1個閉路的形狀。圖3B，係表示往符合的軌道迴路的列車之從進入到進出為止的1次的通過所致之電流向量軌跡，成為以下狀況的電流向量軌跡：從列車非在軌時的電流向量，因為列車的進入，變化成電流相位差變小之後，再度，變化成電流相位差變大，復歸到進入前的電流向量(亦即，列車非在軌時的電流向量)的附近。尚且，電流向量軌跡係於每個軌道迴路為相異，但是，若為相同狀態的相同的軌道迴路的話，則是會成為大致相同的形狀。
如此，電流向量軌跡係在列車在軌時與列車非在軌時大為相異的緣故，所以將其與以區分來進行軌道迴路的狀態判定。圖4為說明電流向量軌跡的區分之圖，為示意圖。在圖4中，把深度方向及縱方向之XY平面作為向量平面，把右方向作為時間之有關某個軌道迴路的電流向量的時序變化的概要表示成3維的。XY軸係與圖3A、圖3B相同，X軸正方向為電壓向量的方向。
列車斷斷續續地通過軌道迴路，藉此，列車在軌時的期間、與列車非在軌時的期間為反反覆覆。為此，把列車的在軌時期間及非在軌時期間之各期間作為一個判定期間來區分。判定期間的區分邊界，係可以藉由電流向量是否滿足特定的陡峭變化條件來判定。所謂陡峭變化條件，乃是視為電流向量陡峭變化之條件，例如，可以決定成在特定的單位時間之間為以下條件的OR條件：1)電流向量的大小變化到第1變化量以上，而且，電流向量的方向變化到第1變化角度以上，2)電流向量的大小變化到第2變化量以上，3)電流向量的方向變化到第2變化角度以上。
亦即，於列車非在軌時，電流向量幾乎沒有變化的緣故(參閱圖3A)，不滿足陡峭變化條件。列車進入到軌道迴路的話，在單位時間之間變成電流向量大幅變化的狀態，所以成為滿足陡峭變化條件。列車行走在軌道迴路中，持續滿足陡峭變化條件狀態。接著，列車從軌道迴路進出來而復歸到進入前的電流向量的附近的話，又變成不滿足陡峭變化條件(參閱圖3B)。從而，把從不滿足陡峭變化條件的狀態變化成滿足狀態之時點視為列車往軌道迴路的進入時點，把從該時點，一直到復歸到電流向量滿足陡峭變化條件稍前的電流向量的附近之時點，作為列車在軌時期間。接著，把其以外的期間，作為列車非在軌時期間。尚且，稍前的電流向量之所謂“復歸到附近”，是意味著到達表示視為與該稍前的電流向量所表示的座標值為略同等之座標值之電流向量，可以適宜設定視為略同等的範圍。重點是，稍前的電流向量之所謂“復歸到附近”，是可以“回到”稍前的電流向量的緣故，在本實施方式中也適宜稱為“回到”。
如此，把電流向量軌跡，區分成列車在軌時期間及列車非在軌時期間也就是判定期間，於每個判定期間，與基於過去的電流向量軌跡之參考向量軌跡做比較，藉此，判定所符合的軌道迴路的狀態。亦即，關於列車在軌時期間的電流向量軌跡，係與基於過去的列車在軌時期間中的電流向量軌跡之參考向量軌跡做比較；關於列車非在軌時期間的電流向量軌跡，係與基於過去的列車非在軌時期間中的電流向量軌跡之參考向量軌跡做比較。在本實施方式中，把參考向量軌跡，使用作為表示作為與各個軌跡位置對應的發現準確率之發現準確率分布，藉此，實現與參考向量軌跡之比較演算。
圖5A及圖5B，為說明作成發現準確率分布之方法之圖。圖5A，係表示與列車非在軌時的參考向量軌跡相關的發現準確率分布；圖5B，係表示與列車在軌時的參考向量軌跡相關的發現準確率分布。與參考向量軌跡相關的發現準確率分布，係把1個判定期間的向量軌跡作為1次份的向量軌跡，根據過去的複數次分的電流向量軌跡來作成。圖5A及圖5B中的X、Y軸，係與圖3A、圖3B或圖4的X、Y軸相同。
電流向量軌跡，係實際上成為時序的資料的集合的緣故，所以乃是離散資料也就是複數個電流向量(值)的集合。在圖5A及圖5B中，為了方便理解表示，將其用較少的作圖數來表示，但是，實際上是用比起圖示的作圖數還多的數目的作圖來構成。以對構成複數次份的電流向量軌跡之各個的各電流向量進行作圖的方式，在取得作為軌跡位置之可能性高之處成為高密度的作圖群，在取得作為軌跡位置之可能性低之處成為沒有作圖或者是僅為少數的作圖。結果，以重疊複數個電流向量軌跡的作圖的方式，可以得到取得作為向量軌跡之軌跡位置的頻度分布。在本實施方式中，在把XY平面分割成特定尺寸的領域的每一個，把與作圖出的電流向量的總數相對之已作圖到該領域的電流向量的數目的比例，決定作為該領域的發現準確率p。
但是，作為發現準確率p的決定方法，不把作圖的數目作為基準，也可以用如下的方法。亦即，把與1次份的電流向量軌跡相關之各作圖，匯集作為有無在把XY平面分割成特定尺寸之領域的每一個之2值。在該領域有1個以上的作圖的話，就把該領域的作圖數作為1。經此，重疊了過去的電流向量軌跡之結果所得到的發現準確率分布，係對於各領域，成為了基於通過了該領域的電流向量軌跡為多少次的次數者，各領域的發現準確率，係成為電流向量軌跡通過該領域的比例。
而且，在本實施方式中，用於參考向量軌跡的作成之過去的電流向量軌跡，係從判定對象的時點(或者是，判定對象的計測資料的計測時點)開始追溯，作為最近特定次數份的電流向量軌跡。但是，亦可以成為如下所述。亦即，軌道迴路設置在戶外的緣故，因為降雨或積雪、溫度等的自然環境的影響，其每個時刻的發送電流相位差為相異。為此，例如也可以是，用季節或時間帶、雨或晴等的氣象條件之計測時的狀況來分類各判定期間的電流向量軌跡，使用與作為判定對象之電流向量軌跡的計測時的狀況吻合或者是近似之過去的電流向量軌跡，作成與參考向量軌跡有關的發現準確率分布。
以對與如此作成的參考向量軌跡有關的發現準確率分布做比較的方式，算出異常度a來作為與1次份的電流向量軌跡相對的評量值。圖6為說明異常度a的算出之圖。X、Y軸係與其他的圖同樣。在圖6中，表示列車在軌時的電流向量軌跡的例。與1次份的電流向量軌跡相對之異常度a，係由以下式子(1)算出。
正常度N=Σp(i)/n
異常度a=1-N…(1)
「p(i)」乃是表示1個1個的電流向量軌跡的軌跡位置之包含電流向量i的領域中的發現準確率，「n」乃是表示1個1個的電流向量軌跡的軌跡位置之電流向量的數目。
亦即，正常度N，乃是與構成電流向量軌跡的各電流向量i相當之發現準確率p(i)的平均值，表示與參考向量軌跡之吻合程度。而且，正常度N為發現準確率的平均值，所以成為0.0≦N≦1.0的範圍內的值，異常度a也成為0.0≦a≦1.0的範圍內的值。
接著，以把已算出的異常度a來與特定的閾值做比較的方式，判定所符合的軌道迴路的狀態。例如，若是異常度a超過閾值的話則判定為異常狀態，若不是這樣的話就判定為正常狀態。尚且，也可以先階段式定出閾值，來階段式判定作為異常的位準。而且該情況下，於位準低的情況下，可以判定為產生異常的預兆。
[功能構成]
圖7，為軌道迴路狀態判定裝置100的功能構成圖。軌道迴路狀態判定裝置100，係構成通訊連接設在交流軌道迴路的區間邊界之每一個的複數個計測終端200、以及處理裝置300。
於設置了該計測終端200之軌道迴路的區間邊界中，計測終端200係被輸入有發送側的軌道迴路的發送電壓及發送電流，且被輸入有接收側的軌道迴路的軌道繼電器11的接觸點條件。計測終端200具有：相位差算出部202、以及發送控制部204。
相位差算出部202，係根據藉由軌道迴路的發送機的發送電壓及發送電流的發送側計測器所計測出的計測值，算出與發送電壓相對之發送電流的相位差。亦即，相位差算出部202，係算出與所輸入的發送電壓相對之發送電流的相位差。
發送控制部204，係把作為與發送側的軌道迴路相關的計測值之被輸入的發送電壓及發送電流、相位差算出部202所算出的相位差之各值、以及作為與接收側的軌道迴路相關的計測值之被輸入的接觸點條件的值，來與計測日期時間或軌道迴路的識別資訊對應關聯，作為計測資料，發送到處理裝置300。
處理裝置300具備：輸入部302、顯示部304、通訊部306、處理部310、以及記憶部330，可以構成作為一種電腦。
輸入部302，係可以用例如按鈕開關或觸控面板、鍵盤等的輸入裝置來實現，把與已執行的操作對應的操作訊號輸出到處理部310。顯示部304，係可以用例如LCD(Liquid Crystal Display)或觸控面板等的顯示裝置來實現，進行與來自處理部310的表示訊號相應之各種顯示。通訊部306，係可以用例如有線或者是無線所致之通訊裝置來實現，透過傳送線來與各計測終端200進行通訊。
處理部310，係可以用例如CPU(Central Processing Unit)等的演算裝置來實現，根據記憶在記憶部330的程式或資料等，進行朝構成處理裝置300的各部之指示或資料轉送，進行處理裝置300的整體控制。而且，處理部310，係以執行記憶在記憶部330的軌道迴路狀態判定程式332的方式，作為電流向量算出部312、電流向量區分部314、狀態判定部316、報知部318、參考向量軌跡作成部320之各功能方塊發揮功能。但是，這些功能方塊也可以藉由ASIC(Application Specific Integrated Circuit)或FPGA(Field Programmable Gate Array)等來構成作為各自獨立的演算電路。
電流向量算出部312，係根據從計測終端200輸入的計測值，算出與發送電壓相對之發送電流的電流向量。亦即，於XY直角座標系統，算出把與以電壓向量為X軸正方向之X軸相對之相位差θ作為發送電流相位差、把大小作為發送電流值之電流向量(x、y)。包含從計測終端200輸入的發送電流或發送電流相位差之各計測值，係與計測時間對應關聯的緣故，可以從各計測時間中的發送電流及發送電流相位差，算出該計測時間中的電流向量(參閱圖2)。以把各計測時間的電流向量作為時序的方式，得到電流向量軌跡。
電流向量區分部314，係把藉由電流向量算出部312算出的電流向量，區分成列車在軌時與列車非在軌時。亦即，對於根據計測時間的時序的電流向量，作為符合達成滿足陡峭變化條件的時點之朝軌道迴路的列車的進入時點，把從該時點一直到復歸到電流向量滿足陡峭變化條件前的電流向量的附近之時點，作為與1次的列車的通過有關的列車在軌時期間。接著，把列車在軌時期間以外的期間，決定為列車非在軌時期間(參閱圖3A、圖3B)。
狀態判定部316，係把藉由電流向量區分部314區分出的列車在軌時期間及列車非在軌時期間的各期間作為1個判定期間，於每個判定期間，從電流向量軌跡，判定包含所符合的軌道迴路的正常狀態及異常狀態之狀態。亦即，於每個判定期間，把該判定期間的電流向量軌跡來與參考向量軌跡做比較而算出異常度a，並將其來與特定的閾值做比較，藉此，判定所符合的軌道迴路的狀態。此時，判定期間若是列車在軌時期間的話，來與列車在軌時的參考向量軌跡做比較，若是列車非在軌時期間的話，來與列車非在軌時的參考向量軌跡做比較。在本實施方式中，參考向量軌跡乃是各位置的發現準確率p的分布資料的緣故，算出與構成電流向量軌跡的各電流向量相符合之位置的發現準確率p的平均值來作為正常度N，更進一步，算出從「1.0」減掉正常度N後的值來作為異常度a(參閱圖6)。
報知部318，係進行與狀態判定部316所致之判定結果相應之特定的報知。例如，在狀態判定部316判定出異常狀態之情況下，可以採用把表示所符合的軌道迴路的異常之訊息顯示在顯示部304、把該訊息聲音輸出到聲音輸出部、使與該軌道迴路對應的燈點亮之報知。更進一步，在狀態判定之際，在定出了階段性之複數個閾值之情況下，藉由是否超過了哪個閾值來報知異常的位準，也可以在滿足表示異常的預兆之位準的閾值條件的情況下報知產生了異常的預兆。
參考向量軌跡作成部320，係作成用於來與電流向量軌跡做比較之參考向量軌跡。具體方面，在本實施方式中，把參閱向量表示作為發現準確率分布，藉此，參考向量軌跡作成部320，係作成與參閱向量有關的發現準確率分布。把過去的電流向量軌跡，分類成列車在軌時與列車非在軌時，使用列車在軌時的電流向量軌跡，來作成與列車在軌時的參考向量軌跡有關的發現準確率分布(參閱圖5B)。而且，使用列車非在軌時的電流向量軌跡，來作成語列車非在軌時的參考向量軌跡有關的發現準確率分布(參閱圖5A)。
此時，從計測日期時間來看，使用過去最近的特定數目的電流向量軌跡，來作成與參考向量軌跡有關的發現準確率分布。尚且，也可以把進行季節或時間帶、氣象之計測時的狀況的組合也就是分類條件設定有複數個，於每個分類條件，使用滿足該分類條件之過去的電流向量軌跡來作成與參考向量軌跡有關的發現準確率分布。而且，電流向量軌跡，係在軌道迴路的保養作業的前後有變化。為此，也可以是，使用計測日期時間為過去最近的保養作業的實施日期時間以後的電流向量軌跡，來作成與參考向量軌跡有關的發現準確率分布。
記憶部330，係可以用硬碟或ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等的記憶裝置來實現，處理部310記憶著用於整合性控制處理裝置300的程式或資料等，並且，使用作為處理部310的作業領域，處理部310係暫時性儲存根據各種程式而執行過的演算結果、或是透過了輸入部302或通訊部306之輸入資料等。在本實施方式中，於記憶部330，記憶有軌道迴路狀態判定程式332、以及軌道迴路資料340。
於每個軌道迴路產生軌道迴路資料340，與識別該軌道迴路的軌道迴路ID342對應關聯，儲存：計測資料344、電流向量軌跡資料346、判定結果資料348、參考向量軌跡資料350、閾值資料352、以及保養作業履歷資料354。
計測資料344，乃是從所符合的計測終端200所已輸入的計測值的資料，具體方面，與計測時間對應關聯之發送電壓、發送電流、軌道繼電器11的接觸點條件、發送電壓與發送電流的相位差(發送電流相位差)之各計測值的資料。
電流向量軌跡資料346，乃是列車在軌時期間或是列車非在軌時期間也就是每個判定期間的電流向量軌跡的資料，於圖8表示其中一例，包含：與列車在軌時期間中的電流向量軌跡有關的列車在軌時資料346a、以及與列車非在軌時期間中的電流向量軌跡有關的列車非在軌時資料346b。全部都與識別該電流向量軌跡之軌跡編號對應關聯，儲存表示進行計測時的狀況之隨附資訊也就是計測日、與判定期間相當的計測時間帶及氣象、以及該電流向量軌跡。電流向量軌跡，乃是計測時間帶的各計測時間中的電流向量的時序資料。
判定結果資料348，乃是與每個判定期間的電流向量軌跡相對的狀態判定的結果相關的資料，於圖9表示其中一例，包含：與列車在軌時期間中的電流向量軌跡相關的列車在軌時資料348a、以及與列車非在軌時期間中的電流向量軌跡相關的列車非在軌時資料348b。全部都與所符合的電流向量軌跡的軌跡編號對應關聯，把用在狀態判定的參考向量軌跡的參閱編號、異常度、以及正常狀態或異常狀態之判定結果予以對應關聯並儲存。
參考向量軌跡資料350，乃是用於狀態判定之參考向量軌跡的資料，於圖10表示其中一例，包含：與列車在軌時的電流向量軌跡相關的列車在軌時資料350a、以及與列車非在軌時的電流向量軌跡相關的列車非在軌時資料350b。全部都與識別該參考向量軌跡的參閱編號對應關聯，把分類條件、採用電流向量軌跡列表、以及發現準確率分布資料予以對應關聯並儲存。分類條件，乃是用於該參考向量軌跡的作成之電流向量軌跡的條件，乃是與進行了春夏秋冬之季節、晝間或夜間之時間帶、晴或雨、雪之氣象條件等的計測之狀況相關的條件的組合。採用電流向量軌跡列表，乃是用於該參考向量軌跡的作成之過去的電流向量軌跡的軌跡編號的列表，從滿足上述的分類條件之過去的電流向量軌跡中做選擇。發現準確率分布資料，乃是表示該參考向量軌跡之資料，乃是XY平面中的各位置(在本實施方式中為各領域)的發現準確率p(0.0≦p≦1.0)的分布資料。
閾值資料352，乃是用於與該軌道迴路相對的狀態判定之閾值的資料。
保養作業履歷資料354，乃是對該軌道迴路實施了保養作業的履歷，例如，把保養作業的實施日期時間、與實施過的保養作業相關的軌道迴路的軌道迴路ID、以及實施過的保養作業的內容予以對應關聯並儲存。
[處理的流程]
圖11，為說明軌道迴路狀態判定處理的流動之流程圖。該處理，係處理部310把各個軌道迴路作為對象來並列執行。
首先，電流向量算出部312係隨時根據從計測終端200所輸入的計測值，算出電流向量(步驟S1)。接著，電流向量區分部314，係藉由電流向量的變化是否滿足陡峭變化條件，判定列車在軌時與非在軌時之區分的邊界。接著，若是判定出區分的邊界的話(步驟S3：“是”)，狀態判定部316，係把從稍前的區分一直到此次的區分為止作為1個判定期間，從判定期間的各電流向量來算出電流向量軌跡(步驟S5)。而且，特定判定期間為列車在軌時還是列車非在軌時(步驟S7)。接著，把已算出的電流向量軌跡，來與進行了計測日期時間或時間帶、氣象之計測時的狀況對應關聯並記憶(步驟S9)。而且，參考向量軌跡作成部320，係從進行了計測時的狀況來特定電流向量軌跡的分類條件，使用滿足分類條件的過去的電流向量軌跡來作成參考向量軌跡(步驟S11)。
接著，狀態判定部316，係把電流向量軌跡，來與已作成的參考向量軌跡做比較，而算出異常度a (步驟S13)。接著，把已算出的異常度a來與閾值做比較，判定軌道迴路的狀態(步驟S15)。之後，報知部318，係進行軌道迴路或判定結果的顯示輸出之特定的報知(步驟S17)。進行以上的處理的話，返回到步驟S1，重覆同樣的處理。
[作用效果]
如此，根據本實施方式，藉由把與發送電壓相對之電流向量軌跡來與參考向量軌跡做比較之嶄新的手法，可以判定至少包含正常狀態抑或是異常狀態之交流軌道迴路的狀態。而且，在列車在軌時與列車非在軌時，電流向量軌跡的變化的方法為相異的緣故，將其予以區別，藉此，可以得到精度高的判定。而且，於每個軌道迴路，電流向量軌跡為相異的緣故，使用該軌道迴路的過去的電流向量軌跡來作成參考向量軌跡，藉此，可以做出於該軌道迴路表示有固有的特徵之資料。
更進一步，軌道迴路被設置在戶外的緣故，發送電流等的計測值係容易受到外部環境的影響。為此，藉由進行了計測時的狀況來分類過去的電流向量軌跡，於每個分類作成參考向量軌跡，把判定對象的電流向量軌跡，來與進行了計測時的狀況對應之分類的參考向量軌跡做比較，藉此，可以得到精度更高的判定。
尚且，可以適用本發明的實施方式並不限定於上述的實施方式，在不逸脫本發明的主旨之範圍下當然可以適宜改變。
(A)閾值的設定
為了軌道迴路的狀態判定，例如，也可以根據過去的異常度a的時序的推移，來設定來與基於電流向量軌跡的異常度a做比較之閾值。該情況下，把過去的電流向量軌跡分成列車在軌時與列車非在軌時來設定閾值。該閾值的設定，係也可以藉由例如顯示在顯示部304等來對使用者提示過去的異常度a的推移，根據輸入部302所致之使用者的操作指示來進行。更進一步，也可以用季節或時間帶、氣象條件之分類條件來分類過去的電流向量軌跡，於每個分類條件，從有關所符合的電流向量軌跡之異常度a的推移來設定閾值。
(B)參考向量軌跡
而且，不用於每個判定作成參考向量軌跡，可以預先作成與複數個分類條件的每一個對應之參考向量軌跡。接著，也可以從滿足進行了計測時的狀況之分類條件的參考向量軌跡，來選擇並比較判定對象的電流向量軌跡。
100‧‧‧軌道迴路狀態判定裝置
200‧‧‧計測終端
202‧‧‧相位差算出部
204‧‧‧發送控制部
300‧‧‧處理裝置
310‧‧‧處理部
312‧‧‧電流向量算出部
314‧‧‧電流向量區分部
316‧‧‧狀態判定部
318‧‧‧報知部
320‧‧‧參考向量軌跡作成部
330‧‧‧記憶部
332‧‧‧軌道迴路狀態判定程式
340‧‧‧軌道迴路資料
342‧‧‧軌道迴路ID
344‧‧‧計測資料
346‧‧‧電流向量軌跡資料
348‧‧‧判定結果資料
350‧‧‧參考向量軌跡資料
352‧‧‧閾值資料
354‧‧‧保養作業履歷資料
[圖1] 軌道迴路狀態判定裝置的適用例。
[圖2] 電流向量的說明圖。
[圖3A] 電流向量軌跡的說明圖。
[圖3B] 電流向量軌跡的說明圖。
[圖4] 電流向量的區分的說明圖。
[圖5A] 發現準確率分布的作成的說明圖。
[圖5B] 發現準確率分布的作成的說明圖。
[圖6] 異常度的算出的說明圖。
[圖7] 軌道迴路狀態判定裝置的功能構成圖。
[圖8] 電流向量軌跡資料的其中一例。
[圖9] 判定結果資料的其中一例。
[圖10] 參考向量軌跡資料的其中一例。
[圖11] 軌道迴路狀態判定處理的流程。
1‧‧‧軌道絕緣
1T、2T、3T‧‧‧軌道迴路
3‧‧‧阻抗搭接器
5‧‧‧減流電阻
7‧‧‧發送變壓器
9‧‧‧相位調整器
11‧‧‧軌道繼電器
13‧‧‧電壓檢測器
15‧‧‧電流檢測器
21‧‧‧電源
100‧‧‧軌道迴路狀態判定裝置
102‧‧‧傳送線
200‧‧‧計測終端
300‧‧‧處理裝置
R‧‧‧軌條
Claims (7)
- 一種軌道迴路狀態判定裝置，係判定交流軌道迴路的狀態；其特徵為，具備：記憶部，其係記憶與發送到前述交流軌道迴路的電壓相對之電流向量的參考向量軌跡中，列車在軌於前述交流軌道迴路時的前述參考向量軌跡之資料；算出部，其係根據對於前述交流軌道迴路的發送機的發送電壓及發送電流，發送側計測器所計測出的計測值，算出與前述發送電壓相對之前述發送電流的電流向量；區分部，其係把從在經由前述算出部算出的電流向量滿足了特定的陡峭變化條件時開始一直到回到滿足該陡峭變化條件前的電流向量為止，區分作為列車在軌時的電流向量；以及判定部，其係從經由前述區分部所區分出列車在軌時的電流向量的軌跡來算出向量軌跡，把該向量軌跡來與前述參考向量軌跡做比較，藉此，判定前述交流軌道迴路的狀態。
- 一種軌道迴路狀態判定裝置，係判定交流軌道迴路的狀態；其特徵為，具備：記憶部，其係記憶與發送到前述交流軌道迴路的電壓相對之電流向量的參考向量軌跡中，與前述交流軌道迴路相關的列車不在軌時的前述參考向量軌跡之資料； 算出部，其係根據對於前述交流軌道迴路的發送機的發送電壓及發送電流，發送側計測器所計測出的計測值，算出與前述發送電壓相對之前述發送電流的電流向量；區分部，其係把從在經由前述算出部算出的電流向量滿足了特定的陡峭變化條件時開始一直到回到滿足該陡峭變化條件前的電流向量為止以外的期間的電流向量，區分作為列車不在軌時的電流向量；以及判定部，其係經由從前述區分部所區分出列車不在軌時的電流向量的軌跡來算出向量軌跡，把該向量軌跡來與前述參考向量軌跡做比較，藉此，判定前述交流軌道迴路的狀態。
- 一種軌道迴路狀態判定裝置，係判定交流軌道迴路的狀態；其特徵為，具備：記憶部，其係記憶與發送到前述交流軌道迴路的電壓相對之電流向量的參考向量軌跡中，與前述交流軌道迴路相關的列車在軌時的前述參考向量軌跡之資料、以及與前述交流軌道迴路相關的列車不在軌時的前述參考向量軌跡之資料；算出部，其係根據對於前述交流軌道迴路的發送機的發送電壓及發送電流，發送側計測器所計測出的計測值，算出與前述發送電壓相對之前述發送電流的電流向量；區分部，其係把從在經由前述算出部算出的電流向量滿足了特定的陡峭變化條件時開始一直到回到滿足該陡峭 變化條件前的電流向量為止，區分作為列車在軌時的電流向量，把除此以外的，區分作為列車不在軌時的電流向量；以及判定部，其係進行：從前述區分部所區分出列車在軌時的電流向量的軌跡來算出向量軌跡，把該向量軌跡來與列車在軌時的前述參考向量軌跡做比較，藉此，判定前述交流軌道迴路的狀態，以及，經由從前述區分部所區分出列車不在軌時的電流向量的軌跡來算出向量軌跡，把該向量軌跡來與列車不在軌時的前述參考向量軌跡做比較，藉此，判定前述交流軌道迴路的狀態。
- 一種軌道迴路狀態判定裝置，係判定交流軌道迴路的狀態；其特徵為，具備：記憶部，其係把與發送到前述交流軌道迴路的電壓相對之電流向量的參考向量之資料，來與表示前述交流軌道迴路所動作的季節、時間帶及氣象條件中至少1個狀況之隨附資訊做對應關聯，並複數記憶之；算出部，其係根據對於前述交流軌道迴路的發送機的發送電壓及發送電流，發送側計測器所計測出的計測值，算出與前述發送電壓相對之前述發送電流的電流向量；以及判定部，其係從經由前述算出部所算出的電流向量的特定期間的軌跡來算出向量軌跡，把滿足進行了前述計測時的前述狀況與特定的近似條件之該向量軌跡來與前述參 考向量軌跡做比較，藉此，判定前述交流軌道迴路的狀態。
- 如請求項1至3中任一項的軌道迴路狀態判定裝置，其中，前述記憶部，係把前述參考向量軌跡，來與表示前述交流軌道迴路所動作的季節、時間帶及氣象條件中至少1個狀況之隨附資訊做對應關聯，並複數記憶之；前述判定部，係把進行前述計測時的前述狀況與滿足特定的近似條件之前述參考向量軌跡作為比較對象來做選擇並進行前述比較。
- 一種軌道迴路狀態判定裝置，係判定交流軌道迴路的狀態；其特徵為，具備：記憶部，其係記憶與發送到前述交流軌道迴路的電壓相對之電流向量的參考向量軌跡之資料；算出部，其係根據對於前述交流軌道迴路的發送機的發送電壓及發送電流，發送側計測器所計測出的計測值，算出與前述發送電壓相對之前述發送電流的電流向量；以及判定部，其係從前述算出部所算出的電流向量的特定期間的軌跡，來算出向量軌跡，把該向量軌跡來與前述參考向量軌跡做比較，藉此，判定前述交流軌道迴路的狀態； 其中，前述參考向量軌跡之資料，乃是根據利用前述算出部所算出之過去的電流向量的向量軌跡，作成出作為與各個軌跡位置相對應的發現準確率分布之資料；前述判定部，係根據判定對象的向量軌跡所追溯的前述發現準確率分布上的發現準確率，算出與該判定對象的向量軌跡相關的評量值，根據該評量值，判定前述交流軌道迴路的狀態。
- 如請求項1至5中任一項的軌道迴路狀態判定裝置，其中，前述參考向量軌跡之資料，乃是根據利用前述算出部所算出之過去的電流向量的向量軌跡，作成出作為與各個軌跡位置相對應的發現準確率分布之資料；前述判定部，係根據判定對象的向量軌跡所追溯的前述發現準確率分布上的發現準確率，算出與該判定對象的向量軌跡相關的評量值，根據該評量值，判定前述交流軌道迴路的狀態。
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