WO2019146408A1 - 機器状態記録システム、及び機器状態記録装置 - Google Patents

機器状態記録システム、及び機器状態記録装置 Download PDF

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WO2019146408A1
WO2019146408A1 PCT/JP2019/000443 JP2019000443W WO2019146408A1 WO 2019146408 A1 WO2019146408 A1 WO 2019146408A1 JP 2019000443 W JP2019000443 W JP 2019000443W WO 2019146408 A1 WO2019146408 A1 WO 2019146408A1
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state
recording
parameter
unit
trigger condition
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PCT/JP2019/000443
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結城　和明
竜央 山口
幸輝 野澤
勇人 戸田
裕史 宮川
高橋　功
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株式会社 東芝
東芝インフラシステムズ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
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    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions
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    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an apparatus state recording system and an apparatus state recording apparatus.
  • train information control systems In railways, train information control systems (TCMS: Train Control and Monitoring System) generally include a main converter (CI: Converter-Inverter), a brake device, an auxiliary power supply (SIV: Static Inverter), and an air conditioner (HVAC: Heating) (Ventilation, and Air Conditioning), etc., are connected to equipment installed in the train, and transmit information (data) and control commands. Also, with recent technological advances in IoT (Internet of Things), information of various devices and data of sensors are being utilized for analysis. Therefore, the on-board gateway apparatus (on-board GW apparatus) is connected to the train information control system, data is transmitted to the ground server, and data is accumulated. Various analyzes have been conducted based on this accumulated data.
  • CI Converter-Inverter
  • SIV Static Inverter
  • HVAC Heating
  • IoT Internet of Things
  • this abnormal sign for example, a method of detecting an abnormal state of the device or function by analyzing the accumulated data is used. In this way, it is effective to analyze the accumulated data in order to analyze the detailed phenomena of these abnormal signs and abnormal operation factors.
  • the device may cause an abnormal operation such as a protective operation.
  • an output signal of the device may be taken into a failure log of the device.
  • the trigger condition of the recording trigger of the failure log may be changed, and the test may be performed again.
  • verification for guaranteeing operation is required.
  • the transmission speed to the ground server may be limited to, for example, about 100 ms sampling order.
  • data sampling on the order of several hundred microseconds is required.
  • the problem to be solved by the invention is to provide an apparatus state recording system and an apparatus state recording apparatus capable of changing a trigger condition for recording a state quantity of an apparatus by changing a parameter.
  • the device state recording system includes a ground system and an on-vehicle system.
  • the state quantity of the equipment in the on-board system is recorded by the instruction of the ground system.
  • the on-vehicle system has a condition recording device provided in the device.
  • the state recording device has an apparatus-side parameter setting unit and a state recording storage unit.
  • the device-side parameter setting unit sets at least one of a parameter related to generation of a trigger condition instructing start of recording of a device state amount, and a parameter related to a device state amount.
  • the state record storage unit records the state amount of the device that records the state amount of the device based on the parameter related to the generation of the trigger condition and the parameter related to the state amount of the device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a device state recording system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a device state recording apparatus.
  • 6 is a flowchart illustrating an example of an acquisition process of a state quantity in the device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the device state recording system 1 according to an embodiment.
  • the device state recording system 1 is a system for recording, for example, the state quantities of devices mounted on a train, and includes a ground system 10 capable of mutual communication and an on-board system 20. It is done.
  • the device state recording system 1 records state amounts of devices in the on-vehicle system 20 according to an instruction from the ground system 10.
  • the apparatus state recording system 1 which concerns on this embodiment demonstrates the example which records the state quantity of the apparatus mounted in a train, it is not limited to this, For example, it is mounted in a bus, an aircraft, a general vehicle etc. It may be used to record the state quantity of the device.
  • the ground system 10 is, for example, a system which is disposed in a central control room of a train and monitors the status of equipment mounted on a plurality of trains.
  • the ground system 10 includes a ground-side parameter setting unit 12, a ground communication control unit 14, and a ground server 16.
  • the on-vehicle system 20 is a system for recording the state quantity of each device according to a trigger condition set from, for example, the ground system 10, and includes an information communication unit 22, an on-vehicle gateway (on-vehicle GW) 24, and a plurality of devices. 26, a plurality of device state recording devices 28, and an internal communication network (network) NW2.
  • NW2 internal communication network
  • the ground-side parameter setting unit 12 sets a parameter used to generate a trigger condition that causes the device 26 mounted on the train to record a state quantity. More specifically, the ground-side parameter setting unit 12 sets at least one of a parameter related to generation of a trigger condition that instructs recording start of the state quantity of the device 26 and a parameter related to the state quantity of the device 26. Also, the ground-side parameter setting unit 12 supplies this parameter to the ground communication control unit 14.
  • the ground communication control unit 14 can communicate with a plurality of trains, and controls communication with an on-board system 20 of a target train. That is, the ground communication control unit 14 controls the communication with the on-board system 20 including the transmission of the parameters to the on-board system 20. For example, the ground communication control unit 14 performs processing such as encryption and compression conversion on the parameters, and transmits the parameters to the on-board system 20 via the external communication network NW1. Further, the ground communication control unit 14 performs processing such as decoding and decompression conversion on the information received through the external communication network NW1 and stores the information in the ground server 16. Thus, the information of the equipment of the on-board system 20 is recorded by the ground server 16 of the ground system 10.
  • the external communication network NW1 may be wired or wireless, regardless of the communication mode. Further, instead of using the external communication network NW1, information such as parameters may be set by a mobile storage medium or the like.
  • the ground communication control unit 14 according to the present embodiment corresponds to a first communication control unit.
  • the ground server 16 acquires and stores the amount of state of the device 26 recorded in the device state recording device 28 of the on-board system 20 via the ground communication control unit 14. In addition, the ground server 16 analyzes the amount of state of the stored device 26. For example, the ground server 16 analyzes the data to detect the device 26 that behaves differently than usual, or detects an abnormality sign of the device 26. Furthermore, the ground server 16 stores the state quantity of the device 26 in association with the trigger condition used to record the state amount of the machine 26. That is, the ground server 16 analyzes the amount of state of the device 26 recorded in the state record storage unit 52 based on the parameter related to the generation of the trigger condition and the parameter related to the type of the state of the device 26. As a result, it is possible to carry out an analysis of an abnormality sign of a device or a factor analysis of a failure in correspondence with a trigger condition or the like. Moreover, the ground server 16 which concerns on this embodiment respond
  • the information communication unit 22 controls communication with the ground system 10 including the reception of the parameter.
  • the information communication unit 22 communicates with the ground communication control unit 14 of the ground system 10 via, for example, the external communication network NW1.
  • the information communication unit 22 according to the present embodiment corresponds to a second communication control unit.
  • the on-vehicle gateway 24 performs processing such as decoding and decompression conversion of the information acquired through the information communication unit 22 and the external communication network NW1, and sets parameters to each of the plurality of device state recording devices 28 for setting the trigger condition. Set Further, the on-vehicle gateway 24 performs processing such as encryption and compression conversion on the information acquired from the plurality of devices 26, and transmits the information to the ground system 10 via the external communication network NW1 by the information communication unit 22.
  • Each of the plurality of devices 26 is, for example, a device mounted on a train.
  • the plurality of devices 26 are, for example, a main converter (CI), a brake device, an auxiliary power device (SIV), an air conditioner (HVAC), and the like.
  • the plurality of devices 26 can communicate with devices in the on-board system 20 directly or indirectly via the internal communication network NW2.
  • Each of the plurality of device state recording devices 28 is provided in the corresponding device 26 and records the amount of state of the corresponding device 26. For example, if the device 26 is a brake device, air pressure and the like are recorded, and if the device 26 is an air conditioner, air temperature, voltage, current, power consumption and the like are recorded.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the device state recording device 28.
  • the device state recording device 28 is configured to include a recording unit 42, an apparatus side parameter setting unit 44, an apparatus side condition recording transmission unit 46, and a trigger condition generation unit 48. There is.
  • the on-vehicle parameter setting unit 30 in the on-vehicle gateway 24 sets parameters received by the control of the information communication unit 22 in the device state recording device 28.
  • the recording unit 42 records the state amount of the device 26. The detailed configuration of the recording unit 42 will be described later.
  • the device-side parameter setting unit 44 sets at least one of a parameter related to generation of a trigger condition that instructs recording start of the state amount of the device 26 and a parameter related to the state amount of the device 26. For example, the device-side parameter setting unit 44 sets a parameter related to the device 26 among the parameters set by the vehicle upper side parameter setting unit 30.
  • the device-side parameter setting unit 44 includes a processor, and triggers conditions from the ground-side parameter setting unit 12 (FIG. 1) through the external communication network NW1, the information communication unit 22, and the on-vehicle parameter setting unit 30. And / or parameters related to the state quantities of the device 26 are acquired.
  • the device-side parameter setting unit 44 sets at least one of a parameter related to generation of a trigger condition and a parameter related to a state amount of the device 26 in a trigger condition generation unit 48 and a state recording variable address storage unit 50 described later. These parameters may be supplied to the device-side parameter setting unit 44 from a man-machine IF device existing on the on-board system 20 side.
  • the term processor means, for example, a circuit such as a central processing unit (CPU) or a graphics processing unit (GPU). Details of the parameters will be described later.
  • the device-side status recording and transmitting unit 46 communicates with each device in the on-vehicle system 20 via the internal communication network (network) NW2.
  • the trigger condition generation unit 48 generates a trigger condition based on the parameters set in the device-side parameter setting unit 44.
  • the trigger condition generation unit 48 includes, for example, a processor and causes the recording unit 42 to record the state amount of the device 26 when the trigger condition is satisfied for the state amount of the device acquired from the device 26. .
  • the trigger condition generation unit 48 may cancel the establishment of the trigger condition when a predetermined time has elapsed since the establishment of the trigger condition.
  • the trigger condition generation unit 48 can end the recording of the state amount of the device 26 by the recording unit 42 after a predetermined time has elapsed since the establishment of the trigger condition.
  • the trigger condition generation unit 48 outputs a state recording trigger signal to the recording unit 42 during a period in which the recording unit 42 causes the recording of the state amount of the device 26 to be performed.
  • the trigger condition generation unit 48 causes the recording unit 42 to record the state amount of the device 26 in the period when the trigger condition is satisfied, and does not record the state amount of the device 26 in the other period. Make it For this reason, the increase in the recording amount of the state recording storage unit 52 can be suppressed.
  • the detailed configuration of the trigger condition generation unit 48 will be described later.
  • the recording unit 42 includes a state recording variable address storage unit 50, a state recording storage unit 52, and an apparatus-side state recording execution unit 54.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the addresses stored in the state record variable address storage unit 50.
  • the state recording variable address storage unit 50 stores an address, a variable corresponding to the address, and a value.
  • the state recording variable address storage unit 50 is realized by, for example, a random access memory (RAM), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk or the like.
  • the state recording variable address storage unit 50 is a memory space accessible by the device-side parameter setting unit 44, and the address stored in the state recording variable address storage unit 50 is a storage area for recording the state amount of the device.
  • 0000h to 0FFFh are state amount addresses
  • 1000h to 0DFFFh are storage addresses
  • 0F000h and later are trigger condition addresses and operator addresses described later.
  • the values set in the storage addresses 1000h to 1FFFh correspond to the recording parameters.
  • the value “0001h” of the recording variable 1 at the storage address “1000h” corresponds to the recording parameter.
  • the device-side parameter setting unit 44 sets recording parameters at a plurality of addresses 1000h to 1FFFh in the memory space accessible by the device-side parameter setting unit 44, and sets recording parameters among the plurality of addresses 0000h to 0FFFFh.
  • the state quantities of the device 26 stored are stored.
  • the state recording storage unit 52 records the amount of state of the device 26 and the like.
  • the state recording storage unit 52 is realized by, for example, a random access memory (RAM), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk or the like. That is, the state record storage unit 52 records the state amount of the device 26 based on the parameter related to the generation of the trigger condition and the parameter related to the state amount of the device 26. Data is recorded in the status record storage unit 52 in a format such as a log file, for example. Further, when the state record storage unit 52 makes a request to read out the state record via the information communication unit 22, the information amount of the device 26 recorded in the state record storage unit 52 is sent to the request source by the information communication unit 22. Send. For example, when the ground server 16 of the ground system 10 makes a request to read out the state record, the information communication unit 22 transmits the state quantity of the device 26 recorded in the state record storage unit 52 to the ground server 16.
  • the device-side state recording execution unit 54 is configured to include a processor, and performs control of recording the state amount of the device 26 in the state recording storage unit 52 based on the trigger condition generated by the trigger condition generation unit 48. For example, the device-side state recording execution unit 54 causes the state recording storage unit 52 to record the state amount of the device 26 using the information included in the state recording trigger signal output by the trigger condition generating unit 48. In addition, the device-side state recording execution unit 54 performs control to record the state amount of the device 26 in the state recording storage unit 52 without affecting the operation of the on-vehicle system 20.
  • the device-side state recording execution unit 54 includes a state recording unit A (variable) 56 and a state recording unit A (fixed) 58.
  • the state recording unit A (variable) 56 is realized by, for example, a random access memory (RAM), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like.
  • the state recording unit A (variable) 56 has a storage area corresponding to the addresses 0000h to 0FFFh (FIG. 3) stored in the state recording variable address storage unit 50.
  • a storage area for outputting data to the state recording storage unit 52 is set by the state recording variable address storage unit 50. That is, in the state recording unit A (variable) 56, a storage area corresponding to the value of the storage address of 1000h to 0DFFFh (FIG. 3) stored in the state recording variable address storage unit 50 is set. In the state recording unit A (variable) 56, for example, a storage area corresponding to an address “0001h” which is a recording parameter of the recording variable 1, that is, a variable “AAAA” is set. That is, the recording variables 1 to N are variables set in the state recording storage unit 52. Thus, for example, when the output of the recording variable 1 is instructed by the device-side state recording execution unit 54, the value of the storage area corresponding to the variable "AAAA" of the state recording unit A (variable) 56 is output.
  • the state recording unit A (fixed) 58 has the same configuration as the state recording unit A (variable) 56, and is realized by a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory element such as a flash memory, a hard disk, an optical disk or the like. In a predetermined storage area in the state recording unit A (fixed) 58, a state amount acquired from the device 26 is recorded in real time based on a fixed trigger condition described in software.
  • a state amount acquired from the device 26 is recorded in real time based on a fixed trigger condition described in software.
  • the status recording variable address storage unit 50 supplies the storage address information to the device-side status recording execution unit 54.
  • the ground-side parameter setting unit 12 sets the recording parameter “0001h” with the value “1000h” address in the state recording variable address storage unit 50 via the device-side parameter setting unit 44 as the recording variable 1 If the value of address 1001h is set as recording variable 2 in recording parameter “0003h”, the information in state recording unit A (variable) 56 corresponding to addresses 1000h and 0003h is recorded in state recording storage unit 52. Become so.
  • variable name "recording variable 1" at the address "1000h” the value of the recording parameter "0001h” (variable AAAA) is recorded, and as the variable name "recording variable 2" at the address "1001h”, the recording The value of the parameter "0003h” address (variable CCCC) is recorded.
  • the output voltage of the power converter at address 0001h the output current of the power converter at address 0002h
  • the input voltage of the power converter at address 0003h the input current of the power converter at address 0004h
  • it is possible to record a necessary amount of state by setting an address at which the amount of state to be recorded is stored.
  • the ground-side parameter setting unit 12 sets or changes the address which is the recording parameter stored in the storage address in the state recording variable address storage unit 50 via the device-side parameter setting unit 44. Is possible. As a result, by setting or changing the recording parameter stored in the storage address, it becomes possible to record the value of any variable recorded in the state quantity address in the state record storage unit 52.
  • the trigger condition generation unit 48 includes a trigger condition A (fixed) generation unit 60, a trigger condition B (variable) generation unit 62, and a transmission circuit 64.
  • the trigger condition A (fixed) generation unit 60 determines whether or not the fixed trigger condition is satisfied using the state amount of the device acquired from the device 26, and when the fixed trigger condition is satisfied, the device-side state recording execution is performed.
  • the unit 54 instructs the recording of the state quantity of the device acquired from the device 26. More specifically, the trigger condition A (fixed) generation unit 60 outputs a state recording trigger signal that causes the state amount in the state recording unit A (fixed) 58 to be output to the device-side state recording execution unit 54. Accordingly, the device-side state recording execution unit 54 outputs, to the state recording storage unit 52, the state amount input in real time to the fixed storage area in the state recording unit A (fixed) 58.
  • the fixed trigger condition can describe the process by software.
  • the trigger condition B (variable) generation unit 62 generates the condition amount of the device acquired from the device 26 in the device-side state recording execution unit 54 when the trigger condition set using the information acquired by the device-side parameter setting unit 44 is met. Direct recording. More specifically, the trigger condition B (variable) generation unit 62 is a state recording trigger including information of a recording variable that causes output in storage addresses 1000h to 1FFFh (FIG. 3) in the state recording unit A (variable) 56. A signal is output to the device-side state recording execution unit 54. For example, the trigger condition B (variable) generation unit 62 outputs a state recording trigger signal including the information of the recording variables 1 to 3 corresponding to the storage addresses 1000h to 1002h (FIG.
  • the device-side state recording execution unit 54 outputs the state quantities corresponding to the recording variables 1 to 3 included in the state recording trigger signal in the state recording unit A (variable) 56 to the state recording storage unit 52. Run.
  • the transmission circuit 64 transmits the output signals of the trigger condition A (fixed) generation unit 60 and the trigger condition B (variable) generation unit 62 to the recording unit 42.
  • the trigger condition B (variable) generation unit 62 includes a trigger signal parameter storage unit 66 and a trigger calculation unit 68.
  • the trigger signal parameter storage unit 66 stores parameters for generating the trigger condition acquired by the device-side parameter setting unit 44.
  • the trigger signal parameter storage unit 66 is realized by a random access memory (RAM), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk or the like.
  • the trigger operation unit 68 generates a state recording trigger signal as bit information having the H / L state.
  • the trigger operation unit 68 changes the state recording trigger signal from L to H at the timing when the trigger condition is satisfied.
  • the conditions under which this trigger signal is generated can be described, for example, as follows.
  • variable BBBB> variable DDDD (Variable BBBB> variable DDDD) (1) That is, if the variable BBBB is larger than the variable DDDD (FIG. 4), the state recording trigger signal is set to H and the recording variable 2 (FIG. 4) corresponding to the variable DDDD is stored in the state recording The processing to be output to the unit 52 is executed. On the other hand, when the variable BBBB is equal to or less than the variable DDDD, the state recording trigger signal is set to L, and the process of outputting the recording variable 2 (FIG. 4) to the state recording storage unit 52 is ended.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of trigger condition parameters stored in the state record variable address storage unit 50. As shown in FIG. The information equivalent to the information at addresses 0E000h to 0FFFFh in FIG. 4 is also stored in the trigger signal parameter storage unit 66 and used for the calculation of the trigger calculation unit 68. The state quantity address and the storage address are the same as those in FIG.
  • trigger condition addresses from 0E000h to 0EFFFh are used for generation of trigger conditions in the trigger operation unit 68. That is, the variables set from 0E000h to 0EFFFh correspond to the parameters related to the generation of the trigger condition.
  • the trigger operation unit 68 uses the reverse Polish notation.
  • Reverse Polish notation is a notation that describes an operator after an operand. For example, describing 34+ by reverse Polish notation means 3 + 4.
  • the symbols are read into the trigger arithmetic unit 68 sequentially from the beginning of the described arithmetic expression. Subsequently, if the symbol is other than an operator, the trigger operation unit 68 accumulates a value on the stack. As described above, since the calculation process in the trigger calculation unit 68 is simplified, it is possible to speed up the calculation process.
  • the trigger parameter of the trigger signal generation condition is the variable “0001h” address, the variable “0003h” address, and the operator “0F000h”. That is, the generation condition of the trigger signal is defined by the reverse Polish notation as (variable 0001h) (variable 0003h) (operator 0F 000h).
  • the operator 0F000h is previously associated with ">”. Therefore, the trigger signal generation condition is (Variable 0001h)> (Variable 0003h) (2) This is equivalent to processing equation (1).
  • the trigger calculation unit 68 can set any variable. It is possible to generate a trigger condition.
  • initial values of parameters for generating trigger conditions are preset in the trigger condition generation unit 48 and the state recording variable address storage unit 50.
  • the ground-side parameter setting unit 12 (FIG. 1), the vehicle-side parameter setting unit 30 (FIG. 1), and the device-side parameter setting unit 44 respectively set parameters of the trigger condition generation unit 48 and the state recording variable address storage unit 50. It is also possible to carry out a process to initialize.
  • the ground-side parameter setting unit 12 (FIG. 1) of the ground system 10 initializes the parameters set in the device-side parameter setting unit 44 to initial values. As a result, even if the operation becomes unstable when changing the parameter, the state of the operation guaranteed initial value can be restored, and the reliability of the system can be ensured.
  • the device-side parameter setting unit 44 according to the present embodiment corresponds to a parameter initialization unit.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of assigning identification numbers for identifying trigger conditions and variables.
  • 0000h to 0DFFFh indicate state amount addresses
  • 1000h to 1FFFh indicate storage addresses
  • 0E000h to 0EFFFh indicate parameters used to generate a trigger condition
  • 0F000h or later indicate operator identification. Is shown.
  • the recording variables 1 to N in the storage address are variables to be recorded as state quantities in the state recording storage unit 52 by the device-side state recording execution unit 54.
  • the address "0E000h” corresponding to the recording variable 1 corresponds to the address storing the identification number "402h” for identifying the trigger condition.
  • the ground system 10 (FIG. 1) can obtain the address “0E000h” in the state recording variable address storage unit 50 by referring to “recording variable 1” in the state quantities acquired from the state recording storage unit 52. . That is, the state quantity stored at the address "0E000h” is the identification number "402h".
  • the device-side parameter setting unit 44 sets a plurality of parameter groups having different trigger conditions in a plurality of address groups 0E000h to 0FFFFh in the memory space accessible by the device-side parameter setting unit 44, An identification number "402h" or the like for identifying each of the plurality of parameter groups is set as one of the parameters.
  • a variable designated after an address where the identification number "402h” is stored is a trigger parameter used to generate a trigger condition. That is, the address “0002h” stored at the address “0E001h” corresponds to the trigger parameter 1, the address “0004h” corresponds to the trigger parameter 2, and the address “0F001h” corresponds to the trigger parameter 3.
  • the recording parameters are stored in order from the address "1000h” where the address "0E000h” is stored. “0E000h” is the recording parameter 1, “0002h” is the recording parameter 2, and “0004h” is the recording parameter 3.
  • the storage method of the trigger parameter and the recording parameter is standardized based on the address "0E001h” where the identification number "402h” is stored.
  • state quantities corresponding to identification numbers “402h” and the like for identifying each of the plurality of parameter groups are stored at addresses 0000h to 0FFFh of a part of the memory space.
  • the ground system 10 side triggers conditions corresponding to the identification number "402h” by referring to the address "0E000h” in the state recording variable address storage unit 50 stored in the "recording variable 1" as the state quantity. It is possible to acquire trigger parameters and recording parameters of Thus, the ground system 10 side (FIG. 1) acquires the trigger parameter and the recording parameter of the trigger condition corresponding to the identification number "402h”, associates the identification number "402h” with the parameter of the trigger condition, and manages If it is set, it is possible to make the acquired state quantity correspond to the parameter of the trigger condition.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the process of acquiring the state quantity in the device 26.
  • the ground-side parameter setting unit 12 sets a parameter of the trigger condition that causes the recording unit 42 to start recording, and the device-side parameter setting unit 44 sets this parameter to the external communication network NW1. It acquires via (step S100).
  • the trigger condition generation unit 48 and the state recording variable address storage unit 50 store the parameters.
  • the trigger operation unit 68 of the trigger condition generation unit 48 generates a trigger condition using this parameter (step S102).
  • the trigger calculation unit 68 acquires the state amount of the device 26 used to determine the trigger condition (step S104), and determines whether the trigger condition is satisfied for the state amount acquired from the device 26 (step S106). ). If the trigger condition is satisfied (YES in step S106), the device-side state recording execution unit 54 of the recording unit 42 performs recording of the state amount of the device 26 (step S108). The device-side state recording execution unit 54 executes a process of recording the state amount of the device 26 in the state recording storage unit 52. On the other hand, when the condition is not satisfied (NO in step S106), the process from step S104 is repeated.
  • the trigger calculation unit 68 determines whether a predetermined time has elapsed since the trigger condition was established (step S106). When the predetermined time has not elapsed (NO in step S110), the trigger calculation unit 68 causes the recording unit 42 to continue recording of the state amount of the device 26. On the other hand, when the predetermined time has elapsed (YES in step S110), the trigger calculation unit 68 causes the recording unit 42 to end the recording of the state amount of the device 26 (step S112).
  • the device-side status recording and transmitting unit 46 determines whether there is a request for data transmission from the ground system 10 (step S114). If there is no request (NO in step S114), the device-side status record transmission unit 46 continues to determine whether there is a request for data transmission from the ground system 10.
  • the device-side state record transmission unit 46 causes the state record storage unit 52 to transmit the state amount (step S112), and ends the entire process.
  • the trigger condition is generated using the parameter used by the trigger operation unit 68 for setting the trigger condition acquired via the external communication network NW1.
  • the recording unit 42 starts recording of the state amount of the device 26.
  • the recording of the state quantity of the device 26 is ended as the predetermined time elapses.
  • the trigger condition generation unit 48 causes the recording unit 42 to calculate the state amount of the device 26 when the trigger condition set using the parameter acquired by the device-side parameter setting unit 44 is satisfied. Make a record. This makes it possible to change the trigger condition without modifying the software.

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Abstract

本実施形態に係る機器状態記録システムは、地上システムと、車上システムとを備える。地上システムの指示により車上システム内の機器の状態量を記録する。車上システムは、機器内に設けられる状態記録装置を有する。状態記録装置は、機器側パラメータ設定部と、状態記録格納部と、を有する。機器側パラメータ設定部は、機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する。状態記録格納部は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器の状態量に関するパラメータとに基づいて、機器の状態量を記録する機器の状態量を記録する。

Description

機器状態記録システム、及び機器状態記録装置
　本発明の実施形態は、機器状態記録システム、及び機器状態記録装置に関する。
　鉄道では、一般に列車情報制御システム（TCMS: Train Control and. Monitoring System）が、主変換装置（CI: Converter - Inverter）やブレーキ装置、補助電源装置（SIV: Static Inverter）、空調装置（HVAC: Heating, Ventilation ,and Air Conditioning）などの列車に搭載される機器と接続され、情報（データ）や制御指令を伝送する。また、近年のＩｏＴ（Internet of Things）の技術進歩により、各種機器の情報やセンサーのデータが分析に活用されつつある。このため、車上ゲートウェイ装置（車上ＧＷ装置）を列車情報制御システムに接続し、データを地上サーバへ送信して、データを蓄積することが行われている。この蓄積されたデータに基づき、各種の分析が行こなれている。これにより、各種サービスの提供や、異常予兆の把握などの予防保全を進める試みが行われている。この異常予兆に関しては、蓄積されたデータを分析することで、例えば機器や機能の正常ではない状態を検出する方法が用いられる。このように、これらの異常予兆、異常動作要因の詳細な現象を分析するために、蓄積されたデータを分析することは有効である。また、機器が保護動作などの異常動作を起こすこともある。
　この保護動作の分析には、機器の出力信号を機器の故障ログに取り込むことが行われる場合がある。この場合、故障ログの記録トリガのトリガ条件を変更し、再度の試験を行うことがある。同様に、異常予兆、異常動作要因の詳細な現象を分析するために、情報を取得するためのトリガ条件を変更して、データの再取得が必要となる場合がある。これには、ソフトウェアの変更が必要となる。ところが、ソフトウェアを変更するためには、動作保証をするための検証が必要となってしまう。また、同様なシステムや機器が編成や車両内に多数存在する場合、変更したソフトウェアのインストールを全数実施するのは作業的に困難となってしまう。このように、従来のソフトウェアの変更によるトリガ条件の変更では、迅速な対応が困難となってしまう恐れがある。
　また、現在の鉄道ＩｏＴの仕組みでは、機器から取得したデータを定常的に地上サーバへ送信している。このデータの通信量、地上サーバの負荷量、及び全体の処理速度などの影響により、地上サーバへの送信速度は例えば１００ｍｓサンプリングオーダ程度に制限を受けてしまう場合がある。一方で、例えば主変換装置の電気系の動作を分析するためには、数１００マイクロｓｅｃオーダでのデータサンプリングが必要となる。このように、地上サーバへの送信速度の制限により、機器の応答現象などを解明するためのサンプリングオーダに制約を受けてしまう恐れがある。
特願２００６－３３１６８７公報 特願２０１５－１６４３６３号公報 特許第５７３７６９６号公報
　発明が解決しようとする課題は、パラメータの変更により機器の状態量を記録させるトリガ条件を変更可能な機器状態記録システム、及び機器状態記録装置を提供することである。
　本実施形態に係る機器状態記録システムは、地上システムと、車上システムとを備える。地上システムの指示により車上システム内の機器の状態量を記録する。車上システムは、機器内に設けられる状態記録装置を有する。状態記録装置は、機器側パラメータ設定部と、状態記録格納部と、を有する。機器側パラメータ設定部は、機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する。状態記録格納部は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器の状態量に関するパラメータとに基づいて、機器の状態量を記録する機器の状態量を記録する。
一実施形態における機器状態記録システムの構成を示すブロック図。 機器状態記録装置の詳細な構成を示すブロック図。 状態記録変数アドレス格納部に格納されるアドレスの一例を示す図。 トリガ演算部が用いるアドレスの例を説明する図。 トリガ条件および変数を識別するための識別番号の付与例を示す図。 機器における状態量の取得処理の一例を示すフローチャート。
　以下、本発明の一実施形態に係る機器状態記録装置及び機器状態記録システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
　図１は、一実施形態における機器状態記録システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、機器状態記録システム１は、例えば列車に搭載される機器の状態量を記録するシステムであり、相互に通信可能な地上システム１０と、車上システム２０とを備えて構成されている。この機器状態記録システム１は、地上システム１０の指示により車上システム２０内の機器の状態量を記録する。なお、本実施形態に係る機器状態記録システム１は、列車に搭載される機器の状態量を記録する例を説明するが、これに限定されず、例えばバス、航空機、一般車両などに搭載される機器の状態量を記録するために用いてもよい。
　地上システム１０は、例えば列車の中央管理室に配置され、複数の列車に搭載される機器の状態を監視するシステムである。この地上システム１０は、地上側パラメータ設定部１２と、地上通信制御部１４と、地上サーバ１６とを備えて構成されている。
　車上システム２０は、例えば地上システム１０側から設定されたトリガ条件に従い各機器の状態量を記録するシステムであり、情報通信部２２と、車上ゲートウェイ（車上ＧＷ）２４と、複数の機器２６と、複数の機器状態記録装置２８と、内部通信網（ネットワーク）ＮＷ２とを備えて構成されている。
　地上側パラメータ設定部１２は、列車に搭載される機器２６に状態量を記録させるトリガ条件の生成に用いるパラメータを設定する。より具体的には、地上側パラメータ設定部１２は、機器２６の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する。また、地上側パラメータ設定部１２は、このパラメータを地上通信制御部１４に供給する。
　地上通信制御部１４は、複数の列車との通信が可能であり、目的とする列車の車上システム２０との通信を制御する。すなわち、この地上通信制御部１４は、車上システム２０へのパラメータの送信を含めて車上システム２０との通信を制御する。例えば、地上通信制御部１４は、パラメータに暗号化、圧縮変換などの処理を施し、外部通信網ＮＷ１を介して車上システム２０に送信する。また、地上通信制御部１４は、外部通信網ＮＷ１を介して受信した情報を復号化、解凍変換などの処理を施し、地上サーバ１６へ蓄積する。このように、車上システム２０の機器の情報は、地上システム１０の地上サーバ１６により記録される。なお、外部通信網ＮＷ１は、有線でも無線でもよく、通信形態を問わない。また、外部通信網ＮＷ１を用いる替わりに、モバイル記憶媒体などによりパラメータなどの情報の設定を行ってもよい。なお、本実施形態に係る地上通信制御部１４が第１通信制御部に対応する。
　地上サーバ１６は、地上通信制御部１４を介して車上システム２０の機器状態記録装置２８に記録された機器２６の状態量を取得し蓄積する。また、地上サーバ１６は、蓄積した機器２６の状態量の分析を行う。例えば、地上サーバ１６は、データを分析することにより、通常と異なる振る舞いをしている機器２６を検出したり、機器２６の異常予兆を検出したりする。さらにまた、地上サーバ１６は、機器２６の状態量と、この機器２６の状態量を記録するために用いたトリガ条件を関連付けて蓄積している。すなわち、この地上サーバ１６は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態の種別に関するパラメータとに基づいて、状態記録格納部５２に記録された機器２６の状態量を分析する。これにより、機器の異常予兆や、故障の要因分析を、トリガ条件などに対応させて行うことが可能である。また、本実施形態に係る地上サーバ１６が分析部に対応する。
　情報通信部２２は、パラメータの受信を含めて地上システム１０との通信を制御する。この情報通信部２２は、例えば外部通信網ＮＷ１を介して地上システム１０の地上通信制御部１４と通信を行う。なお、本実施形態に係る情報通信部２２が第２通信制御部に対応する。
　車上ゲートウェイ２４は、情報通信部２２及び外部通信網ＮＷ１を介して取得した情報の復号化、解凍変換などの処理を施し、トリガ条件設定のためパラメータを複数の機器状態記録装置２８のそれぞれに設定する。また、車上ゲートウェイ２４は、複数の機器２６から取得した情報に暗号化、圧縮変換などの処理を施し、情報通信部２２により外部通信網ＮＷ１を介して地上システム１０へ送信する。
　複数の機器２６のそれぞれは、例えば列車に搭載されている機器である。これら複数の機器２６は、例えば主変換装置（ＣＩ）、ブレーキ装置、補助電源装置（ＳＩＶ）、空調装置（ＨＶＡＣ）などである。また、複数の機器２６は、内部通信網ＮＷ２を介して、車上システム２０内の機器と直接的に、あるいは間接的に相互に通信が可能である。
　複数の機器状態記録装置２８のそれぞれは、対応する機器２６内に設けられ、対応する機器２６の状態量を記録する。例えば機器２６がブレーキ装置であれば、空気圧などを記録し、機器２６が空調装置であれば、気温、電圧、電流、消費電力などを記録する。
　図２は、機器状態記録装置２８の詳細な構成を示すブロック図である。この図２に示すように、機器状態記録装置２８は、記録部４２と、機器側パラメータ設定部４４と、機器側状態記録送信部４６と、トリガ条件生成部４８と、を備えて構成されている。
　車上ゲートウェイ２４内の車上側パラメータ設定部３０は、情報通信部２２の制御により受信されたパラメータを機器状態記録装置２８に設定する。記録部４２は、機器２６の状態量を記録する。記録部４２の詳細な構成は後述する。
　機器側パラメータ設定部４４は、機器２６の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する。例えば、この機器側パラメータ設定部４４は、車上側パラメータ設定部３０で設定されたパラメータのうち、機器２６に関連するパラメータを設定する。この機器側パラメータ設定部４４は、プロセッサを含んで構成され、地上側パラメータ設定部１２（図１）から外部通信網ＮＷ１、情報通信部２２、及び車上側パラメータ設定部３０を介して、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を取得する。また、機器側パラメータ設定部４４は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を後述するトリガ条件生成部４８、状態記録変数アドレス格納部５０に設定する。なお、車上システム２０側に存在するマンマシンＩＦ機器からこれらパラメータを機器側パラメータ設定部４４へ供給してもよい。ここで、プロセッサという文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの回路を意味する。パラメータの詳細は後述する。
　機器側状態記録送信部４６は、内部通信網（ネットワーク）ＮＷ２を介して、車上システム２０内の各機器と通信を行う。
　トリガ条件生成部４８は、機器側パラメータ設定部４４に設定されたパラメータに基づいて、トリガ条件を生成する。トリガ条件生成部４８は、例えば、プロセッサを含んで構成され、機器２６から取得した機器の状態量に対してトリガ条件が成立する場合に、記録部４２に機器２６の状態量の記録を行わせる。この場合、トリガ条件生成部４８は、トリガ条件の成立から所定の時間が経過すると、トリガ条件の成立を解除してもよい。これにより、トリガ条件生成部４８は、トリガ条件の成立から所定時間の経過後に、記録部４２による機器２６の状態量の記録を終了させることが可能となる。例えば、トリガ条件生成部４８は、記録部４２に機器２６の状態量の記録を行わせる期間中に状態記録トリガ信号を記録部４２に出力する。このように、トリガ条件生成部４８は、トリガ条件が成立する期間に記録部４２に機器２６の状態量の記録を行わせ、それ以外の期間に機器２６の状態量の記録を行わせないようにする。このため、状態記録格納部５２の記録量の増加を抑制できる。トリガ条件生成部４８の詳細な構成は後述する。
　ここで、記録部４２の詳細な構成を説明する。この記録部４２は、状態記録変数アドレス格納部５０と、状態記録格納部５２と、機器側状態記録実行部５４とを有している。
　図３は、状態記録変数アドレス格納部５０に格納されるアドレスの一例を示す図である。この図３に示すように、状態記録変数アドレス格納部５０は、アドレスと、アドレスに対応する変数と、値を格納している。この状態記録変数アドレス格納部５０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。
　状態記録変数アドレス格納部５０は、機器側パラメータ設定部４４がアクセス可能なメモリ空間であり、状態記録変数アドレス格納部５０に格納されるアドレスは、機器の状態量を記録する記憶領域である状態量アドレスと、状態量アドレスのアドレスを記録する記憶領域である格納アドレスと、トリガ条件を記録する記憶領域であるトリガ条件アドレスと、演算子の種類を記録する記憶領域である演算子アドレスとに分かれている。
　例えば、００００ｈ～０ＦＦＦｈまでが状態量アドレスであり、１０００ｈ～０ＤＦＦＦｈまでが格納アドレスであり、０Ｆ０００ｈ以降は後述するトリガ条件アドレスと演算子アドレスである。格納アドレス１０００ｈ～１ＦＦＦｈに設定される値が記録パラメータに対応する。例えば、格納アドレス「１０００ｈ」番地の記録変数１の値「０００１ｈ」が記録パラメータに対応する。
　これにより、機器側パラメータ設定部４４は、機器側パラメータ設定部４４がアクセス可能なメモリ空間の複数のアドレス１０００ｈ～１ＦＦＦｈにて記録パラメータを設定し、複数のアドレス００００ｈ～０ＦＦＦＦｈのうち記録パラメータが設定された機器２６の状態量が記憶される。
　図２に示すように、状態記録格納部５２は、機器２６の状態量などを記録する。この状態記録格納部５２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。すなわち、この状態記録格納部５２は、トリガ条件の生成に関するパラメータと、機器２６の状態量に関するパラメータとに基づいて、機器２６の状態量を記録する。状態記録格納部５２には、例えば、ログファイルのような形式によりデータが記録される。また、状態記録格納部５２は、情報通信部２２を介して、状態記録の読み出し要求があった場合、状態記録格納部５２に記録された機器２６の状態量を情報通信部２２により要求元へ送信する。例えば、情報通信部２２は、地上システム１０の地上サーバ１６から状態記録の読み出し要求がある場合に、状態記録格納部５２に記録された機器２６の状態量を地上サーバ１６に送信する。
　機器側状態記録実行部５４は、プロセッサを含んで構成され、トリガ条件生成部４８で生成されたトリガ条件に基づいて、機器２６の状態量を状態記録格納部５２に記録する制御を行う。例えば、機器側状態記録実行部５４は、トリガ条件生成部４８が出力する状態記録トリガ信号に含まれる情報を用いて機器２６の状態量を状態記録格納部５２に記録させる。また、機器側状態記録実行部５４は、車上システム２０の運行に支障を与えることなく、機器２６の状態量を状態記録格納部５２に記録する制御を行う。この機器側状態記録実行部５４は、状態記録部Ａ（可変）５６と、状態記録部Ａ（固定）５８と、を有する。
　状態記録部Ａ（可変）５６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。状態記録部Ａ（可変）５６は、状態記録変数アドレス格納部５０に格納されるアドレス００００ｈ～０ＦＦＦｈ（図３）に対応する記憶領域を有する。
　また、状態記録部Ａ（可変）５６には、状態記録変数アドレス格納部５０により状態記録格納部５２にデータを出力する記憶領域が設定される。すなわち、状態記録部Ａ（可変）５６には、状態記録変数アドレス格納部５０に格納される１０００ｈ～０ＤＦＦＦｈ（図３）の格納アドレスの値に対応する記憶領域が設定される。状態記録部Ａ（可変）５６には、例えば、記録変数１の記録パラメータであるアドレス「０００１ｈ」、すなわち変数「ＡＡＡＡ」に対応する記憶領域が設定される。つまり記録変数１～Ｎは、状態記録格納部５２に設定される変数である。これにより、例えば機器側状態記録実行部５４により記録変数１の出力が指示されると、状態記録部Ａ（可変）５６の変数「ＡＡＡＡ」に対応する記憶領域の値が出力される。
　状態記録部Ａ（固定）５８は、状態記録部Ａ（可変）５６と同等の構成であり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。状態記録部Ａ（固定）５８内における所定の記憶領域には、ソフトウェアで記述された固定のトリガ条件に基づいて、機器２６から取得される状態量がリアルタイムに記録されている。
　上述のように、状態記録変数アドレス格納部５０は、機器側状態記録実行部５４に格納アドレスの情報を供給する。これにより、例えば、地上側パラメータ設定部１２（図１）が、機器側パラメータ設定部４４を介して状態記録変数アドレス格納部５０に「１０００ｈ」番地の値を記録変数１として記録パラメータ「０００１ｈ」に設定し、１００１ｈ番地の値を記録変数２として記録パラメータ「０００３ｈ」に設定すると、１０００ｈ番地及び０００３ｈ番地に対応する状態記録部Ａ（可変）５６内の情報が状態記録格納部５２に記録されるようになる。
　つまり「１０００ｈ」番地の変数名「記録変数１」としては、記録パラメータ「０００１ｈ」番地（変数ＡＡＡＡ）の値が記録され、また、「１００１ｈ」番地の変数名「記録変数２」としては、記録パラメータ「０００３ｈ」番地（変数ＣＣＣＣ）の値が記録されるようになる。例えば、「０００１ｈ」番地に電力変換装置の出力電圧、「０００２ｈ」番地に電力変換装置の出力電流、「０００３ｈ」番地に電力変換装置の入力電圧、「０００４ｈ」番地に電力変換装置の入力電流、「０００５ｈ」番地に電力変換装置の周囲温度が格納されているとすると、記録したい状態量が格納されたアドレスを設定することで、必要な状態量を記録することが可能となる。
　このように、地上側パラメータ設定部１２（図１）は、機器側パラメータ設定部４４を介して、状態記録変数アドレス格納部５０内の格納アドレスに格納される記録パラメータであるアドレスを設定又は変更が可能である。これにより、格納アドレスに格納される記録パラメータを設定又は変更することにより、状態量アドレスに記録される任意の変数の値を状態記録格納部５２に記録させることが可能となる。
　ここで、トリガ条件生成部４８の詳細な構成を説明する。トリガ条件生成部４８は、トリガ条件Ａ（固定）生成部６０と、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２と、伝達回路６４とを有する。
　トリガ条件Ａ（固定）生成部６０は、機器２６から取得した機器の状態量を用いて固定のトリガ条件が成立するか否かを判定して、固定のトリガ条件が成立すると機器側状態記録実行部５４に機器２６から取得した機器の状態量の記録を指示する。より具体的には、トリガ条件Ａ（固定）生成部６０は、状態記録部Ａ（固定）５８内の状態量を出力させる状態記録トリガ信号を機器側状態記録実行部５４に出力する。これにより、機器側状態記録実行部５４は、状態記録部Ａ（固定）５８内における固定の記憶領域にリアルタイムで入力される状態量を状態記録格納部５２へ出力する。なお、固定のトリガ条件は、その処理をソフトウェアで記述することが可能である。
　トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２は、機器側パラメータ設定部４４が取得した情報を用いて設定したトリガ条件の成立により、機器側状態記録実行部５４に機器２６から取得した機器の状態量の記録を指示する。より具体的には、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２は、状態記録部Ａ（可変）５６内における格納アドレス１０００ｈ～１ＦＦＦｈ（図３）内の出力をさせる記録変数の情報を含む状態記録トリガ信号を機器側状態記録実行部５４に出力する。例えば、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２は、格納アドレス１０００ｈ番地乃至１００２ｈ番地（図４）に対応する記録変数１乃至３の情報を含む状態記録トリガ信号を機器側状態記録実行部５４に出力する。これにより、機器側状態記録実行部５４は、状態記録部Ａ（可変）５６内の状態記録トリガ信号に含まれる記録変数１乃至３に対応する状態量を状態記録格納部５２へ出力させる処理を実行する。
　伝達回路６４は、トリガ条件Ａ（固定）生成部６０及びトリガ条件Ｂ（可変）生成部６２の出力信号を記録部４２に伝達する。
　ここで、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２の構成をより具体的に説明する。トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２は、トリガ信号パラメータ格納部６６と、トリガ演算部６８とを有する。
　トリガ信号パラメータ格納部６６は、機器側パラメータ設定部４４が取得したトリガ条件を生成するためのパラメータを格納する。トリガ信号パラメータ格納部６６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。
　例えば、トリガ演算部６８は、状態記録トリガ信号をＨ／Ｌの状態を有するビット情報として生成する。この場合、トリガ演算部６８は、トリガ条件が成立するタイミングに状態記録トリガ信号をＬからＨに遷移する。このトリガ信号の発生条件は、例えば、次のように記述できる。
（変数ＢＢＢＢ＞変数ＤＤＤＤ）　　　　　　　　　　　　　　　（１）式
　すなわち、変数ＢＢＢＢが変数ＤＤＤＤ（図４）より大きければ、状態記録トリガ信号をＨとし、変数ＤＤＤＤに対応する記録変数２（図４）を状態記録格納部５２へ出力させる処理を実行させる。一方で、変数ＢＢＢＢが変数ＤＤＤＤ以下ならば、状態記録トリガ信号をＬとし、記録変数２（図４）を状態記録格納部５２へ出力させる処理を終了させる。
　図４に基づき、トリガ条件Ｂ（可変）生成部６２の詳細な処理例を説明する。図４は、状態記録変数アドレス格納部５０に格納されるトリガ条件のパラメータの一例を示す図である。図４中のアドレス０Ｅ０００ｈ～０ＦＦＦＦｈまでの情報と同等の情報は、トリガ信号パラメータ格納部６６にも記憶され、トリガ演算部６８の演算に用いられる。状態量アドレスと格納アドレスは図３と同様であるので説明を省略する。
　図４に示すように、０Ｅ０００ｈ～０ＥＦＦＦｈまでのトリガ条件アドレスがトリガ演算部６８におけるトリガ条件の生成に用いられる。すなわち、０Ｅ０００ｈ～０ＥＦＦＦｈまでに設定される変数がトリガ条件の生成に関するパラメータに対応する。
　より詳細には、本実施形態に係るトリガ演算部６８は、逆ポーランド記法を用いる。逆ポーランド記法は、演算子を被演算子の後に記述する記法である。例えば、逆ポーランド記法により３４＋と記述すると、３＋４を意味する。逆ポーランド記法により記述された演算式の計算をする場合、まず記述された演算式の先頭から順に記号がトリガ演算部６８に読み込み込まれる。続いて、トリガ演算部６８は、記号が演算子以外であればスタックに値を積み、演算子であればスタックから値を取り出して演算し結果をスタックに積む操作を繰り返す。このように、トリガ演算部６８における演算処理が単純化されるので、演算処理の高速化が可能となる。
　図４の例では、トリガ信号の発生条件のトリガパラメータが変数「０００１ｈ」番地、変数「０００３ｈ」番地、演算子「０Ｆ０００ｈ」である。すなわち、トリガ信号の発生条件が（変数０００１ｈ）（変数０００３ｈ）（演算子０Ｆ０００ｈ）のように逆ポーランド記法により定義されている。ここで、演算子０Ｆ０００ｈは、”＞”に予め関連付けられている。このため、トリガ信号の発生条件は、
（変数０００１ｈ）＞（変数０００３ｈ）　　　　　　　　　　　（２）式
となる。これは（１）式を処理したことと、等価である。つまり、地上側パラメータ設定部１２は、０Ｅ０００ｈ～０ＥＦＦＦｈまでのトリガ条件アドレスの領域における変数を発生条件のトリガパラメータとして、機器側パラメータ設定部４４を介して設定すれば、トリガ演算部６８に任意のトリガ条件を生成させることが可能となる。
　また、トリガ条件を生成させるパラメータの初期値が、トリガ条件生成部４８、及び状態記録変数アドレス格納部５０に予め設定されている。地上側パラメータ設定部１２（図１）、車上側パラメータ設定部３０（図１）、及び機器側パラメータ設定部４４のそれぞれは、トリガ条件生成部４８、及び状態記録変数アドレス格納部５０のパラメータ設定を初期化する処理を行うことも可能である。例えば地上システム１０の地上側パラメータ設定部１２（図１）は、機器側パラメータ設定部４４に設定されたパラメータを初期値に初期化する。これにより、パラメータを変更する際に動作が不安定になっても、動作保証されている初期値の状態に戻すことができるため、システムの信頼性を確保できる。なお、本実施形態に係る機器側パラメータ設定部４４がパラメータ初期化部に対応する。
　トリガ条件や記録状態の変更は、データ分析に用いるデータを変更するために行われる。しかしながら、トリガ条件が任意に変更できる場合には、トリガ条件と、記録した機器の状態量との対応が取れなくなってしまう恐れがある。そこで、本実施形態では、設定するパラメータの一つに、トリガ条件および変数を識別するための識別番号が付与可能となっている。
　図５は、トリガ条件および変数を識別するための識別番号の付与例を示す図である。上述のように、００００ｈ～０ＤＦＦＦｈまでが状態量アドレスを示し、１０００ｈ～１ＦＦＦｈまでが格納アドレスを示し、０Ｅ０００ｈ～０ＥＦＦＦｈまでがトリガ条件を生成するために用いるパラメータを示し、０Ｆ０００ｈ以降は演算子の識別を示している。格納アドレス内の記録変数１からＮは、機器側状態記録実行部５４により状態記録格納部５２に状態量として記録される変数である。
　この図５に示すように、例えば記録変数１に対応する「０Ｅ０００ｈ」番地がトリガ条件を識別する識別番号「４０２ｈ」を格納するアドレスに対応する。これにより。地上システム１０側（図１）は、状態記録格納部５２から取得した状態量の中の「記録変数１」を参照すると、状態記録変数アドレス格納部５０内のアドレス「０Ｅ０００ｈ」を得ることができる。すなわち、アドレス「０Ｅ０００ｈ」番地に格納される状態量が識別番号「４０２ｈ」である。より具体的には、機器側パラメータ設定部４４は、機器側パラメータ設定部４４がアクセス可能なメモリ空間の複数のアドレス群０Ｅ０００ｈ～０ＦＦＦＦｈにて、トリガ条件がそれぞれ異なる複数のパラメータ群を設定し、記複数のパラメータ群のそれぞれを識別する識別番号「４０２ｈ」などをパラメータの一つとして設定する。
　また、この識別番号「４０２ｈ」が格納されるアドレス以降で指示される変数がトリガ条件の生成に用いられるトリガパラメータである。すなわち、「０Ｅ００１ｈ」番地に格納されるアドレス「０００２ｈ」がトリガパラメータ１に対応し、アドレス「０００４ｈ」がトリガパラメータ２に対応し、アドレス「０Ｆ００１ｈ」がトリガパラメータ３に対応する。なお、このアドレス「０Ｅ０００ｈ」が格納されるアドレス「１０００ｈ」から順に記録パラメータが格納されている。「０Ｅ０００ｈ」が記録パラメータ１であり、「０００２ｈ」が記録パラメータ２であり、「０００４ｈ」が記録パラメータ３である。このように、識別番号「４０２ｈ」が格納されるアドレス「０Ｅ００１ｈ」番地を基準として、トリガパラメータ、記録パラメータの保存方法が規則化されている。このように、メモリ空間の一部のアドレス００００ｈ～０ＦＦＦｈには、複数のパラメータ群のそれぞれを識別する識別番号「４０２ｈ」などに対応する状態量が記憶される。
　これにより、地上システム１０側は、状態量として「記録変数１」に格納される状態記録変数アドレス格納部５０内のアドレス「０Ｅ０００ｈ」を参照することにより、識別番号「４０２ｈ」に対応したトリガ条件のトリガパラメータや記録パラメータを取得可能となる。このように、地上システム１０側（図１）は、識別番号「４０２ｈ」に対応したトリガ条件のトリガパラメータや記録パラメータを取得し、識別番号「４０２ｈ」とトリガ条件のパラメータを関連付けて管理しておけば、取得した状態量とトリガ条件のパラメータとを対応させることができる。
　図６は、機器２６における状態量の取得処理の一例を示すフローチャートである。この図６に示すように、まず、地上側パラメータ設定部１２が記録部４２に記録を開始させるトリガ条件のパラメータを設定し、機器側パラメータ設定部４４は、このパラメータを、外部通信網ＮＷ１を介して取得する（ステップＳ１００）。次に、トリガ条件生成部４８及び状態記録変数アドレス格納部５０はパラメータを格納する。続いて、トリガ条件生成部４８のトリガ演算部６８がこのパラメータを用いてトリガ条件を生成する（ステップＳ１０２）。
　トリガ演算部６８は、トリガ条件の判定に用いる機器２６の状態量を取得し（ステップＳ１０４）、機器２６から取得した状態量に対して、トリガ条件が成立するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。トリガ条件が成立する場合（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、記録部４２の機器側状態記録実行部５４に機器２６の状態量の記録を実行させる（ステップＳ１０８）。機器側状態記録実行部５４は、機器２６の状態量を状態記録格納部５２に記録させる処理を実行する。一方で、条件が成立しない場合（ステップＳ１０６のＮＯ）、ステップＳ１０４からの処理を繰り返す。
　次に、トリガ演算部６８は、トリガ条件が成立してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ１１０のＮＯ）、トリガ演算部６８は、記録部４２に機器２６の状態量の記録を継続させる。一方で、所定時間が経過した場合（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、トリガ演算部６８は、記録部４２に機器２６の状態量の記録を終了させる（ステップＳ１１２）。
　次に、機器側状態記録送信部４６は、地上システム１０からデータ送信の要求があるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。要求がない場合（ステップＳ１１４のＮＯ）、機器側状態記録送信部４６は、地上システム１０からデータ送信の要求があるか否かの判定を継続する。
　一方で、要求がある場合（ステップＳ１１４のＹＥＳ）、機器側状態記録送信部４６は、状態記録格納部５２に状態量の送信を行わせ（ステップＳ１１２）、全体処理を終了する。
　このように、トリガ演算部６８が外部通信網ＮＷ１を介して取得したトリガ条件の設定に用いるパラメータを用いてトリガ条件を生成する。次に、トリガ演算部６８が機器２６から取得した状態量に対して、条件が成立するか場合に、記録部４２に機器２６の状態量の記録を開始させる。そして、所定の時間の経過に従い、機器２６の状態量の記録を終了させる。
　以上のように、本実施形態によれば、トリガ条件生成部４８は、機器側パラメータ設定部４４が取得したパラメータを用いて設定したトリガ条件の成立により、記録部４２に機器２６の状態量の記録を行わせる。これにより、ソフトウェアを修正することなくトリガ条件を変更させることが可能となる。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (10)

  1. 　地上システムと車上システムとを備え、前記地上システムの指示により前記車上システム内の機器の状態量を記録する機器状態記録システムであって、
    　前記車上システムは、前記機器内に設けられる状態記録装置を有し、
    　前記状態記録装置は、
    　前記機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する機器側パラメータ設定部と、
    　前記トリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータとに基づいて、前記機器の状態量を記録する状態記録格納部と、を有する、機器状態記録システム。
  2. 　前記地上システムは、
    　前記機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する地上側パラメータ設定部と、
    　前記車上システムへの前記パラメータの送信を含めて前記車上システムとの通信を制御する第１通信制御部と、を有し、
    　前記車上システムは、
    　前記パラメータの受信を含めて前記地上システムとの通信を制御する第２通信制御部と、
    　前記第２通信制御部の制御により受信された前記パラメータを前記状態記録装置に設定する車上側パラメータ設定部と、を有し、
    　前記状態記録装置は、
    　前記機器側パラメータ設定部に設定された前記パラメータに基づいて、前記トリガ条件を生成するトリガ条件生成部と、
    　前記トリガ条件生成部で生成された前記トリガ条件に基づいて、前記機器の状態量を前記状態記録格納部に記録する制御を行う状態記録実行部と、をさらに有し、
    　前記機器側パラメータ設定部は、前記車上側パラメータ設定部で設定された前記パラメータのうち、前記機器に関連する前記パラメータを設定する、請求項１に記載の機器状態記録システム。
  3. 　前記状態記録実行部は、前記車上システムの運行に支障を与えることなく、前記機器の状態量を前記状態記録格納部に記録する制御を行う、請求項２に記載の機器状態記録システム。
  4. 　前記車上システムは、前記機器側パラメータ設定部に設定された前記パラメータを初期値に初期化するパラメータ初期化部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の機器状態記録システム。
  5. 　前記機器側パラメータ設定部は、前記機器側パラメータ設定部がアクセス可能なメモリ空間の複数のアドレスにて前記パラメータを設定し、前記複数のアドレスのうちの一部のアドレスには前記機器の状態量が記憶される、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の機器状態記録システム。
  6. 　前記機器側パラメータ設定部は、前記機器側パラメータ設定部がアクセス可能なメモリ空間の複数のアドレス群にて、前記トリガ条件がそれぞれ異なる複数のパラメータ群を設定し、前記複数のパラメータ群のそれぞれを識別する識別番号をパラメータの一つとして設定する、請求項５に記載の機器状態記録システム。
  7. 　前記メモリ空間の一部のアドレスには、前記複数のパラメータ群のそれぞれを識別する前記識別番号に対応する状態量が記憶される、請求項６に記載の機器状態記録システム。
  8. 　前記トリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態の種別に関するパラメータとに基づいて、前記状態記録格納部に記録された前記機器の状態量を分析する分析部を備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の機器状態記録システム。
  9. 　前記機器の状態量のサンプリング周期は、前記分析部のデータ記録周期よりも短い、請求項８に記載の機器状態記録システム。
  10. 　パラメータの受信を含めて地上システムとの通信を制御する通信制御部と、
    　前記通信制御部の制御により受信された情報に基づき、機器の状態量の記録開始を指示するトリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータと、の少なくとも一方を設定する機器側パラメータ設定部と、
    　前記トリガ条件の生成に関するパラメータと、前記機器の状態量に関するパラメータとに基づいて、前記機器の状態量を記録する状態記録格納部と、
    　を備える、機器状態記録装置。
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