WO2022130488A1 - 締結具監視装置、締結具監視システム及び締結具監視方法 - Google Patents

Abstract

締結具の個別管理に起因するデータ処理量を削減することを目的とする。鉄道車両が走行する軌道の締結具を監視する締結具監視装置であって、前記鉄道車両の走行データ及び前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態データに基づいて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を、前記軌道における前記締結具の締結状態を示す指標値として演算する処理部を備える。

Description

締結具監視装置、締結具監視システム及び締結具監視方法

　この開示は、軌道の締結具を監視する技術に関する。

　特許文献１では、複数の締結装置に個別に割当てられた締結装置番号に基づいて締結装置を管理する技術を開示している。

特開２０１０－２３０５２７号公報

　しかしながら、特許文献１に開示の技術によると、締結装置の個別管理に起因するデータ処理量が膨大となる可能性がある。

　そこで、本開示は、上記課題を解決するため、締結具の個別管理に起因するデータ処理量を削減することを目的とする。

　上記課題を解決するため、締結具監視装置は、鉄道車両が走行する軌道の締結具を監視する締結具監視装置であって、前記鉄道車両の走行データ及び前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態データに基づいて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を、前記軌道における前記締結具の締結状態を示す指標値として演算する処理部を備える。

　上記構成によれば、軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数または脱落数を軌道における締結具の締結状態を示す指標値として演算する。このため、個々の締結具に固有番号を割り当てる等して締結具を個別管理する必要がなくなり、締結具番号の個別管理に起因するデータ処理量を削減することができる。

　また、締結具監視システムは、上記締結具監視装置と、管理基地に設けられ、前記締結具監視装置における処理結果が通信網を介して送信される基地側状態監視装置とを備える。

　上記構成によれば、管理基地における基地側監視装置において、締結具が監視され得る。

　また、締結具監視方法は、鉄道車両が走行する軌道の締結具を監視する締結具監視方法であって、（ａ）前記鉄道車両の走行中に、前記鉄道車両の走行状態と、前記締結具の締結状態とを検出し、（ｂ）前記締結具の締結状態の検出結果に基づいて、前記締結具の有無及び脱落の有無の少なくとも一方を判定し、（ｃ）検出された前記鉄道車両の走行状態と、前記締結具の有無及び脱落の有無の少なくとも一方の判定結果に基づいて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を、前記軌道における前記締結具の締結状態を示す指標値として演算する。

　上記方法によれば、軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数または脱落数を軌道における締結具の締結状態を示す指標値として演算する。このため、個々の締結具に固有番号を割り当てる等して締結具を個別管理する必要がなくなり、締結具番号の個別管理に起因するデータ処理量を削減することができる。

　この締結具監視装置及び締結具監視方法によると、軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を、前記軌道における前記締結具の締結状態を示す指標値として演算するため、締結具番号の個別管理に起因するデータ処理量を大幅に削減することができる。

　また、この締結具監視システムによると、管理基地における基地側監視装置において、締結具が監視され得る。

実施形態に係る締結具監視システムの全体構成を示す説明図である。 鉄道車両における走行状態取得部、締結状態検出部及び締結具監視装置の例を示すブロック図である。 鉄道車両から観察され得るレール、まくらぎ及び締結具を示す説明図である。 締結具監視装置の処理例を示すフローチャートである。 走行履歴データ、締結状態履歴データ及び軌道対応付データの例を示す図である。 表示装置における表示例を示す図である。 学習済モデルの一例を示す説明図である。 学習用モデルの学習中の状態を示す説明図である。 締結具監視装置の他の処理例を示すフローチャートである。 表示装置における他の表示例を示す図である。 基地側状態監視装置における処理例を示すフローチャートである。 管理基地における表示装置の表示例を示す図である。

　以下、実施形態に係る締結具監視装置、締結具監視システム及び締結具監視方法について説明する。図１は締結具監視システム３０の全体構成を示す説明図である。

　本システム３０による監視対象となる軌道１０の一例について説明する。軌道１０は、鉄道車両２０を所定の経路に沿って導く路である。ここでは、軌道１０は、２つのレール１２、１２を含む。２つのレール１２、１２は、締結具１４によって敷設面１８上に固定されている。敷設面１８は、土地の表面であってもよいし、トンネル内の下側表面であってもよいし、橋梁又は高架橋等の橋の上面であってもよい。軌道１０は、軌道は、モノレールのように１本のレールが鉄道車両を案内するものであってもよい。

　レール１２、１２は、まくらぎ１３を介して敷設面１８上に固定されていてもよい。まくらぎ１３は、敷設面１８と２つのレール１２との間に介在し、レール１２、１２を支える直方体状の部材である。すなわち、敷設面１８上に、複数のまくらぎ１３がレール１２、１２の延在方向において間隔をあけて平行姿勢で配置される。２つのレール１２、１２が、まくらぎ１３の延在方向に対して間隔をあけて、当該まくらぎ１３に対して直交する姿勢で、当該まくらぎ１３上に配置される。レール１２，１２がまくらぎ１３に対して締結具１４によって固定される。まくらぎ１３の材質は特に限定されず、木製であってもよいし、コンクリート製であってもよい。左右のレール１２、１２が共通するまくらぎ１３によって支持されていてもよいし、左右のレールが別々のまくらぎによって支持されていてもよい。まくらぎ１３とレール１２との間にタイプレートが介在していてもよい。タイプレートには、レールの基部を配置可能な溝が形成されている。レール１２が当該溝内に配置されることで、タイプレートがレールを両側から支えることができる。

　締結具１４は、レール１２をまくらぎ１３に対して一定位置に保つように、レール１２をまくらぎ１３に締結するものであればよい。例えば、締結具１４は、レール１２をまくらぎ１３に固定する釘であってもよい。かかる釘は、例えば、釘本体１４ａと頭部１４ｂとを含む（図２参照）。釘本体１４ａがまくらぎ１３に刺さった状態で、頭部１４ｂがレール１２の基部をまくらぎ１３に向けて押え込む。かかる釘は、例えば、イヌクギと呼ばれるものであってもよい。まくらぎ１３とレール１２との間にタイプレートが介在する場合、釘はタイプレートを貫通してまくらぎ１３に刺さっていてもよい。この場合、釘は、レール１２をまくらぎ１３に向けて押え付けていてもよいし、レール１２をまくらぎ１３に向けて押え付けないでタイプレートをまくらぎ１３に向けて押え付けていてよい。いずれの釘も、締結具１４の一部を構成し得る。釘は、板ばねを介してレール１２をまくらぎ１３に向けて押え込んでいてもよい。この場合においても、当該釘及び板ばねは、締結具１４の一部を構成し得る。後述する締結具１４の有無又は脱落の判定は、釘単位でなされる場合もあるし、複数の釘単位でなされる場合もあるし、釘に他のタイプレート等を含む単位でなされる場合もあるし、また、左右のレール１２単位でなされる場合もある。

　このように、締結具１４は、レール１２を敷設面１８に固定するものであればよく、イヌクギ、パンドロールレール締結装置（pandrol rail fastener）、E-clip、ボスロー型レール締結装置（vossloh type rail fastening）、Surelok、Fastclip、Safelok、Amsted等と称される各種構成のものが用いられ得る。本実施形態では、締結具１４が、イヌクギのように、まくらぎ１３に刺さった状態でレール１２をまくらぎ１３に向けて押え付ける釘である例が説明される。

　鉄道車両２０は、車体２２と台車２４とを備える。台車２４は、台車枠２５と、複数の車輪２５Ｗとを備える。複数の車輪２５Ｗは、台車枠２５の左右部位に車軸部を介して回転可能に支持されている。車軸部を支持する部分は軸箱と呼ばれることがある。なお、本実施形態において、鉄道車両２０の進行方向を前側、後退方向を後側ということがある。また、鉄道車両２０から進行方向を見た場合を基準として左又は右という場合がある。重力方向において重力が加わる側を下側、その反対側を上側という場合がある。左右の車輪２５Ｗは、それぞれ２つのレール１２によって案内されつつ当該レール１２上を走行する。台車２４が下方から車体２２を支持している。台車２４が軌道１０上を走行することで、車体２２を含む鉄道車両２０が軌道１０に沿って走行する。鉄道車両２０は、軌道１０を走行する車両であればよく、電車、貨物列車の機関車、貨車、旅客列車の機関車、客車のいずれであってもよい。貨車又は客車は、機関車によって牽引される付随車であってもよいし、自身が動力を有する動力車であってもよい。機関車は、電気機関車であってもよいし、ディーゼル機関車等の内燃機関車であってもよい。鉄道車両２０は、人又は荷物の輸送のための営業車両であってもよいし、軌道状態を監視するための事業用車両であってもよい。鉄道車両２０は、軌道と道路との両方を走行可能な軌陸車であってもよい。

　上記締結具１４は時間の経過等に伴い脱落し得る。例えば、検査員が軌陸車に搭乗してレール１２上を走行し、走行中において目視によって締結具１４が脱落していないか否かを検査することが考えられる。また、徒歩巡回により目視で検査することも考えられる。この場合、人的コストが高くなる。

　特許文献１に開示された技術によると、締結具の個別管理に起因するデータ処理量が膨大となる可能性がある。特に、広大な場所に敷設されたレール１２においては、締結具１４の数が膨大となり、締結具の個別管理に起因するデータ処理量がより膨大となり得る。

　本実施形態で説明する締結具監視装置、締結具監視システム及び締結具監視方法によって、締結具１４の個別管理を行わなくても、締結具１４の締結状態、特に、レール１２を敷設面１８に締結するのに必要な締結状態となっているか否かを監視できる。

　図１に示すように、締結具監視システム３０は、軌道１０における締結具１４の締結状態を監視するためのシステムであり、走行状態取得部３２と、締結状態検出部４０と、締結具監視装置５０とを備える。

　走行状態取得部３２と締結状態検出部４０とは、鉄道車両２０に設けられる。本実施形態では、締結具監視装置５０も、鉄道車両２０に設けられる。管理基地２８には、基地側状態監視装置７０が設けられる。管理基地２８は、鉄道車両２０とは異なる場所に設けられる。例えば、管理基地２８は、鉄道車両２０を監視するために地上に設けられた建築物である。締結具監視装置５０と基地側状態監視装置７０とは、通信網１６を介して通信可能に接続されている。鉄道車両２０の走行中において、締結具監視装置５０は、走行状態取得部３２及び締結状態検出部４０からの出力に基づき、締結具１４の装着状態を監視するための処理を実行する。処理結果は、鉄道車両２０に設けられた表示装置５９に表示される。これにより、鉄道車両２０の走行中において、当該鉄道車両２０において締結具１４の装着状態が監視される。締結具監視装置５０による処理結果は、通信網１６を介して、基地側状態監視装置７０に送信される。これにより、管理基地２８において、当該鉄道車両２０が走行した軌道１０における締結具１４の装着状態が監視され得る。通信網１６は、有線式であっても無線式であってもよいしそれらの複合方式であってもよい。また、通信網１６は、公衆通信網であっても専用回線による通信網であってもよい。基地側状態監視装置７０は省略されてもよい。

　締結状態検出部４０は、鉄道車両２０の走行中に締結具１４の締結状態を検出して、締結状態データを出力する。締結状態検出部４０は、締結具１４がレール１２を締結した状態となっているか、或いは、締結具１４が脱落した状態となっているかを判定するのに供される物理的な状態を検出し得るものであればよい。例えば、締結状態検出部４０は、鉄道車両２０の下部からレール１２に向う下方を撮像する撮像装置を含んでもよい。レール１２とまくらぎ１３との交差箇所の周りの撮像データが締結状態データとして出力されれば、当該撮像データに基づいて締結具１４の締結状態が判定され得るからである。この場合、撮像データは、静止画データであってもよいし、動画データであってもよい。また、例えば、締結状態検出部４０は、光切断法による形状計測装置を含んでもよい。光切断法による形状計測装置は、レール１２及びその両外側領域にスリット光源を照射し、スリット光が写り込んだ像を撮像し、撮像された像におけるスリットの位置に基づいてレール１２及びその両外側領域の表面の座標位置を演算する装置である。レール１２及びその両外側領域の表面の座標位置には、締結具１４が反映される。このため、レール１２及びその両外側領域の表面の座標位置のデータが、締結状態データとして利用されてもよい。締結状態検出部４０は、締結具１４のうちまくらぎ１３から突出している部分を、レーザーセンサ、超音波センサ、光センサ等の距離センサによって検出し、その検出結果を締結状態データとして出力するものであってもよい。締結状態検出部４０は、金属部品としての締結具１４を、磁気センサ等の金属検出センサによって検出し、その検出結果を締結状態データとして出力するものであってもよい。

　走行状態取得部３２は、鉄道車両２０の走行中において、鉄道車両２０の走行状態を取得して走行データを出力する。走行状態を示す走行データは、締結状態検出部４０からの締結状態データに基づいて締結具１４の有無又は脱落の有無が判定されたタイミングで、鉄道車両２０の速度又は位置を直接又は演算により特定可能なデータであればよい。ここで、鉄道車両２０の位置は、軌道１０の長手方向における鉄道車両２０の位置であり、軌道１０の長手方向における固定位置（例えば、線路の起点、いずれかの駅）等を基準とする位置（例えば、キロ程）であってもよいし、軌道１０の長手方向における任意位置を基準とする位置であってもよい。例えば、走行状態取得部３２は、車輪の回転数を検出する回転数検出センサを含み、当該回転数検出センサの検出結果に基づくいずれかの位置からの走行距離又は一定時間毎の速度を出力してもよい。鉄道車両２０の回転数に基づいて車速を検出するセンサは、速度発電機と呼ばれることもある。また、例えば、走行状態取得部３２は、鉄道車両２０の進行方向における加速度を検出する加速度センサを含み、当該加速度センサの検出結果に基づく加速度、又は、当該加速度に基づき演算される速度を出力してもよい。また、例えば、走行状態取得部３２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部を含み、当該ＧＰＳ受信部による受信信号によって求められる緯度経度情報又は当該緯度経度情報に基づく軌道１０の長手方向における位置を出力してもよい。

　鉄道車両２０が走行する際に、締結状態検出部４０によって締結具１４の有無又は脱落の有無を判定可能な締結状態データが得られると共に、締結具１４の有無又は脱落の有無と判定されたタイミングにおける鉄道車両２０の速度又は位置を特定可能な走行データが走行状態取得部３２によって得られる。

　上記走行状態取得部３２からの走行データ及び締結状態検出部４０からの締結状態データは、締結具監視装置５０に与えられる。締結具監視装置５０は、鉄道車両２０が走行する軌道１０の締結具１４を監視する。ここでは、締結具監視装置５０は、締結具１４の有無及び脱落の有無を判定することに加えて、複数の締結具１４による軌道１０の締結状態が当該軌道１０を支持するのに十分な状態か否かを判断するための指標値を提供する。

　締結具監視装置５０は、走行状態取得部３２からの走行データ及び締結状態検出部４０からの締結状態データに基づき、軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数又は脱落数を、軌道１０における締結具１４の締結状態を示す指標値として演算する処理部を備える。

　鉄道車両２０には、表示装置５９が設けられている。表示装置５９は、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro-luminescence）表示装置等であってもよい。表示装置５９として、スマートフォン、タブレット端末等に設けられた表示装置等が用いられてもよい。表示装置５９は、運転席の前方位置等、運転席に着座した運転者から視認可能な位置に設けられてもよい。締結具監視装置５０における処理部による演算結果に基づく軌道１０の締結状態が、表示装置５９に表示されてもよい。軌道１０の状態は、鉄道車両２０の走行中にリアルタイムで表示装置５９に表示されてもよい。これにより、運転者等は、鉄道車両２０の実際の走行位置と締結状態とを関連付けて把握し易い。

　走行データが鉄道車両２０の走行位置情報を含む場合、締結具監視装置５０における処理部は、軌道１０の位置に軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数又は脱落数を対応付けた軌道対応付データ５６ｄを生成してもよい。軌道対応付データ５６ｄは、締結具監視装置５０における処理結果の一例である。

　鉄道車両２０には、通信装置５８が設けられる。通信装置５８は、通信網１６に接続可能な通信回路を含む。通信装置５８は、例えば、無線通信装置である。締結具監視装置５０は、軌道対応付データ５６ｄを、通信装置５８を介して送信する。軌道対応付データ５６ｄは、リアルタイムで送信されてもよいし、所定時間又は所定走行距離毎に送信されてもよい。

　送信された軌道対応付データ５６ｄは、通信網１６を介して基地側状態監視装置に記憶される。基地側状態監視装置７０は、ＣＰＵ等のプロセッサ７２、記憶装置７４、通信装置７６等を含むコンピュータによって構成されている。通信装置７６は、通信回路を含み、通信網１６を介して締結具監視装置５０に通信可能に接続されている。基地側状態監視装置７０は、締結具監視装置５０から送信される軌道対応付データ５６ｄを、通信網１６を介して受信し、記憶装置７４に記憶する。プロセッサ７２は、基地側処理部として、記憶装置７４に記憶されたプログラム７４ａに従った処理を実行することで、軌道１０における締結具１４の締結状態を監視するための処理を実行する。例えば、プロセッサ７２は、軌道対応付データ５６ｄにおける軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数又は脱落数を、予め設定された基準値と比較することで、軌道１０の締結状態の良否を判定する処理を実行する。なお、基準値は、経験的、実験的又は推論的に決定された基準値であり、記憶装置７４において予め基準値データ７４ｃとして記憶されている。

　また、基地側状態監視装置７０には、表示装置７８及び入力部７９が接続されている。表示装置７８は、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro-luminescence）表示装置等であってもよい。表示装置７８として、スマートフォン、タブレット端末等に設けられた表示装置等が用いられてもよい。入力部７９は、基地側状態監視装置７０に対する利用者からの諸指示を受付ける。入力部７９は、複数のスイッチを含むキーボード、マウス、タッチパネル等であってもよい。上記軌道１０の締結状態の良否の判定結果が、表示装置７８に表示されてもよい。

　なお、鉄道車両２０からの軌道対応付データ５６ｄは、基地側状態監視装置７０に直接送信される必要は無い。例えば、通信網１６にデータサーバが接続されており、鉄道車両２０からの軌道対応付データ５６ｄがデータサーバに蓄積されてもよい。複数の鉄道車両２０からの軌道対応付データ５６ｄがデータサーバに蓄積されてもよい。この場合、基地側状態監視装置７０は、データサーバに蓄積された軌道対応付データ５６ｄを参照することで、軌道１０の締結状態の監視処理等を実行してもよい。

　締結具監視システム３０の各部のより具体的な例を説明する。

　図２は走行状態取得部３２、締結状態検出部４０及び締結具監視装置５０を示すブロック図である。

　同図に示すように、鉄道車両２０に、走行状態取得部３２が設けられる。本実施形態では、走行状態取得部３２は、走行状態として鉄道車両２０の速度と走行位置（軌道１０の長手方向における位置）とを取得し、速度及び走行位置を含む走行データを出力するとして説明する。

　鉄道車両２０に、締結状態検出部４０が設けられる。本実施形態では、締結状態検出部４０は、撮像装置である。締結状態検出部４０は、撮像範囲を照明する照明装置を含んでもよい。締結状態検出部４０は、鉄道車両２０の左右に下向き姿勢で設けられている。締結状態検出部４０は、左又は右のレール１２及びその隣接領域（締結具１４が写り込む領域）を撮像し、撮像データを締結具監視装置５０に出力する。

　図３は鉄道車両２０から観察され得るレール１２、まくらぎ１３及び締結具１４を示す説明図である。同図に示すように、レール１２の下方で直交するようにまくらぎ１３が延在する。レール１２の両側に締結具１４が観察される。ここでは、締結具１４は、イヌクギ等の釘であり、２つの釘がレール１２の基部の両外側でまくらぎ１３に打付けられている。締結具１４の頭部１４ｂが基部の外側縁部に接触した状態で当該基部をまくらぎ１３に向けて押込んでいる。図３においてレール１２の右側に締結具１４が脱落した跡（孔）１４ｈが例示される。

　締結状態検出部４０は、鉄道車両２０の下部から上記レール１２及びその両外側を含む領域Ｅを撮像する。レール１２の両外側領域は、締結具１４が写り込む領域である。締結状態検出部４０は、静止画を撮像してもよいし、動画を撮像してもよい。締結状態検出部４０が静止画を撮影する場合、レール１２の長手方向に沿って隣合う撮影領域Ｅを連続的に撮影できるように、鉄道車両２０の車速に応じて撮影時間間隔が制御されるとよい。例えば、撮影領域のレール１２の長手方向における寸法（又は撮影領域の重ね合せが考慮された当該寸法よりも小さい寸法）を車速で除して求めた間隔で、撮像されてもよい。締結状態検出部４０の撮影間隔の制御は、締結具監視装置５０によってなされてもよいし、別途設けられたコンピュータによってなされてもよい。締結状態検出部４０が動画を撮影する場合、当該動画から上記と同様の間隔で静止画が切出されてもよい。これらの場合、締結具監視装置５０は、静止画に対する画像認識処理等を行うことで、締結具１４が有ること、又は、締結具１４が脱落状態にあること等が判定される。なお、動画のデータがそのまま締結具監視装置５０に与えられ、締結具監視装置５０が動画に基づいて締結具１４の有無等を判定してもよい。

　上記走行状態取得部３２によって得られた走行データ及び締結状態検出部４０によって検出された締結状態データが締結具監視装置５０に出力される。

　締結具監視装置５０は、ＣＰＵ等のプロセッサ５２、画像処理部５３、記憶装置５６、入出力インターフェース５７等を含むコンピュータによって構成されている。入出力インターフェース５７は、上記走行データ及び締結状態データが入力される入力部の一例である。

　プロセッサ５２は、演算回路を含む。プロセッサ５２は、走行データ及び締結状態データに基づいて、軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数又は脱落数を、軌道１０における締結具１４の締結状態を示す指標値として演算する処理部の一例である。画像処理部５３は、演算回路を含むＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等により構成される。画像処理部５３が行う処理は、プロセッサ５２によってなされてもよい。記憶装置５６は、ＨＤＤ（hard disk drive）、ＳＳＤ（Solid-state drive）等の不揮発性記憶装置によって構成されている。記憶装置５６には、プログラム５６ａ、走行履歴データ５６ｂ、締結状態履歴データ５６ｃ、軌道対応付データ５６ｄが記憶される。

　プログラム５６ａには、プロセッサ５２が処理部としての機能を実現するための処理が記述されている。よって、プロセッサ５２が記憶装置５６等に保存されたプログラム５６ａに記述された処理を実行することによって、評価値を演算する処理部としての処理が実行される。例えば、プロセッサ５２は、後述する締結状態を判定する締結状態判定部５２ａ、指標値演算部５２ｂ、データ出力部５２ｃとしての各機能を実行する。プロセッサ５２は、１つであってもよいし、複数であってもよい。複数のプロセッサ５２は、１つのコンピュータに組込まれていてもよい。複数のプロセッサ５２が、複数のコンピュータに組込まれており、複数のコンピュータが評価値を演算する処理部としての処理を分散して行ってもよい。走行履歴データ５６ｂは、走行状態取得部３２によって取得されたデータに基づく履歴データである。例えば、サンプリング周期に応じた時間に、軌道１０の長手方向における位置、速度を対応付けたデータとして生成される（図５参照）。走行状態取得部３２から走行データが入力されることによって、走行履歴データ５６ｂが逐次生成更新される。締結状態履歴データ５６ｃは、締結状態検出部４０によって検出された締結状態データに基づき、締結具１４の有無又は脱落の有無と時間又は軌道１０の長手方向における位置とを対応付けたデータである。例えば、締結状態履歴データ５６ｃは、締結状態データを取得した時間（撮像時間）に、締結具１４の有無判定を対応付けた履歴データとして生成される（図５参照）。締結状態履歴データ５６ｃは、締結状態検出部４０による撮像の毎又は締結状態データ入力の毎、及び、講述する締結具１４の締結状態判定の毎に、逐次生成更新されてもよい。走行履歴データ５６ｂ及び締結状態履歴データ５６ｃは、評価値が求められた後、消去されてもよい。軌道対応付データ５６ｄは、走行履歴データ５６ｂ及び締結状態履歴データ５６ｃに基づいて演算された軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数又は脱落数を、軌道１０の位置に付けたデータである。軌道対応付データ５６ｄは、通信装置５８から通信装置５８を介して基地側状態監視装置７０に送信される。軌道対応付データ５６ｄは、所定の時間毎又は所定の走行距離毎に、送信されてもよい。送信後、軌道対応付データ５６ｄは消去されてもよい。

　締結具監視装置５０における処理部としての処理例について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

　ステップＳ１において、カウント変数を初期値０に設定する。

　次ステップＳ２において、締結状態検出部４０から締結状態データが締結具監視装置５０に入力される。

　次ステップＳ３において、締結状態データに対して前処理を実行する。ここでは、締結状態データが、締結状態検出部４０によって撮像された画像データであるとする。前処理として、ノイズ除去処理等が実行される。前処理は、画像処理部５３によってなされてもよい。

　次ステップＳ４において、締結状態データに基づいて締結具１４の締結状態が判定される。締結具１４の締結状態は、締結具１４が有ることとして判定されてもよいし、締結具１４が脱落していることとして判定されてもよい。即ち、画像において、締結具１４が写り込んでいる場合に締結有りと判定されてもよい。例えば、画像に、締結具１４が刺さっていた跡（釘跡となる孔）が写り込んでいる場合に締結具１４が脱落していると判定されてもよい。締結具１４の締結状態判定は、機械学習された学習済モデルによる、物体検出時の信頼度スコアを基に決定してもよいし、画像に対するテンプレートマッチング処理によってなされてもよい。

　締結具１４の有り又は締結具１４の脱落状態の判定は、締結具を構成する釘単位で行われてもよい。例えば、レール１２とまくらぎ１３との交差箇所には、少なくとも２つの釘が設けられるので、各釘単位で締結具１４の有無、又は、脱落の有無が判定されてもよい。また、締結具１４の有り又は締結具１４の脱落状態の判定は、レール１２とまくらぎ１３との交差箇所単位で行われてもよい。例えば、レール１２とまくらぎ１３との交差箇所には、少なくとも２つの釘が設けられるので、全ての釘が存在する場合に締結具１４の締結有りと判定され、少なくとも１つの釘の脱落箇所が存在する場合に締結具１４の脱落有りと判定されてもよい。また、左右のレール１２に関し、別々に締結具１４の有無又は締結具１４の脱落の有無が判定されてもよいし、左右のレール１２を一体として締結具１４の有無又は締結具１４の脱落の有無が判定されてもよい。

　複数の釘を含む単位で締結具１４の有無又は脱落の有無を判定する場合、釘毎に有無又は脱落の有無を判定してもよいし、複数の釘を含む単位で当該複数の釘の有無又は脱落の有無を判定してもよい。

　上記したように、締結具１４が、タイプレート、板ばね等を含む場合、当該タイプレート、板ばねの有無に応じて、締結具１４の有無等が判別されてもよい。

　本実施形態の以下の説明では、左右のレール１２のそれぞれの左右に１つずつ釘が設けられることを前提に（図３参照）、同時期の左右の締結状態データそれぞれにおいて２つ釘が有ると判定された場合（合計４つの釘があると判定された場合）に、締結具１４が有ると判定される例で説明する。つまり、１つのまくらぎ１３に対して左右のレール１２が正常に締結具１４によって締結されている場合に、締結具１４が有ると判定される。よって、撮像画像にまくらぎ１３が写り込んでいても４つの釘が揃っていない場合、及び、そもともまくらぎ１３自体が写り込んでいないので釘が１つも写り込んでいない場合、締結具１４無しと判定される。締結具１４の有無判定に基づき、当該有無判定に締結状態データの取得時間（例えば、撮影時間）が対応付けられて締結状態履歴データ５６ｃの生成、更新がなされる。

　ステップＳ４において締結具１４の締結有りと判定されると、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、カウント変数に１を加える。

　ステップＳ４において締結具１４が無いと判定された場合、及び、ステップＳ５の処理後、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、カウント開始後の経過時間が、予め設定された基準時間経過したか否かが判定される。経過時間は、例えば、カウント変数を初期値０に設定した処理時間等を基準とする経過時間である。基準時間は、締結具１４の締結状態の変化を監視するのに適した時間であり、例えば、１秒に設定される。ステップＳ６において、経過時間が基準時間を経過していないと判定されると、ステップＳ２に戻って上記処理を繰返し、経過時間が基準時間を経過していないと判定されると、ステップＳ７に進む。

　ステップＳ７において、評価値が演算される。例えば、締結状態履歴データ５６ｃに基づいて、直前の単位時間（ここでは基準時間）当りの締結具１４の締結数が求められる。また、走行履歴データ５６ｂを参照することによって、当該直前の単位時間（基準時間）における鉄道車両２０の平均速度が演算される。そして、単位時間（ここでは基準時間）当りの締結具１４の締結数に、鉄道車両２０の速度が乗じられることによって、評価値として、軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数が求められる。鉄道車両２０の速度は、例えば、基準時間が経過するまでの平均速度であり、走行履歴データ５６ｂに基づいて求められ得る。

　次ステップＳ８において、求められた評価値がデータとして出力される。この出力に基づいて、表示装置５９において評価値が表示されてもよい。出力された評価値に対し、走行履歴データ５６ｂに基づく走行位置を対応付けて、軌道対応付データ５６ｄとして記憶装置５６に記憶されてもよい。

　次ステップＳ９において、走行状態取得部３２からの出力に基づき走行終了か否かが判定される。走行が終了していないと判定されると、ステップＳ１に戻り上記処理を繰返す。これにより、走行中において、軌道１０の各位置について、逐次、単位長さ当りの締結具１４の締結数が算出される。ステップＳ９において走行終了と判定されると、処理を終了する。

　本ステップＳ１からＳ９の処理は、鉄道車両２０の走行中においてなされる。このため、鉄道車両２０の走行中に、逐次、軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数等が把握され得る。

　図５に走行履歴データ５６ｂ、締結状態履歴データ５６ｃ及び軌道対応付データ５６ｄの一例が示される。走行履歴データ５６ｂは、例えば、所定のサンプリング周期の時間に、軌道１０の長手方向における鉄道車両２０の位置と、速度とを対応付けたデータである。締結状態履歴データ５６ｃは、例えば、締結状態データの取得時間（例えば撮影時間）に、締結具１４の有無を対応付けたデータである。締結状態履歴データ５６ｃを参照することによって、所定の基準時間（例えば、１秒）における締結具１４の締結数が求められる。また、走行履歴データ５６ｂを参照することによって、当該所定の基準時間における鉄道車両２０の平均速度が求められる。そして、当該所定の基準時間における締結具１４の締結数に鉄道車両２０の平均速度を乗じることによって、単位長さ当りの締結具１４の締結数が指標値として算出される。指標値は、例えば、１ｍ当りの締結数として算出されてもよい。この際、走行履歴データ５６ｂを参照することによって、鉄道車両２０の位置も特定され得る。軌道対応付データ５６ｄとして、例えば、各基準時間に対して、単位長さ当りの締結具１４の締結数及び鉄道車両２０の位置を対応付けたデータが生成されてもよい。

　図６は表示装置５９における表示例を示す図である。表示装置５９には、鉄道車両２０の走行中において、締結具監視装置５０における処理結果に基づく、軌道１０の締結状態が表示される。軌道１０の締結状態は、単位長さ当りの締結具１４の締結数（指標値）によって表現されてもよいし、当該指標値を基準値と比較した結果が表示されてもよい。図６では、監視指標として、単位長さ（例えば１ｍ）当りの締結具１４の締結数（図では、１．５６個／ｍ）が表示される。あわせて、単位長さを２５ｍに換算した場合の本数（図６では３９個）が表示される。

　単位長さは特に限定されない。図６において、単位長さを変えて、２つの指標値を表示している理由は次の通りである。すなわち、軌道１０に対する締結具１４の締結数の基準値は、例えば、１本のレール１２の長さ単位で決定されることがある。例えば、当該軌道１０上を通る鉄道車両２０の速度、年間設計通過トン数等に応じて、レール長（例えば、２５ｍ）単位で締結具１４の締結数が決定されることがある。この点からすると、単位長さは、レール長等の長さに応じた大きさであってもよい。軌道１０における締結具１４の締結状態をなるべく詳細に把握するためには、単位長さは小さい方がよい。鉄道車両２０の走行中において、短い距離単位（例えば１ｍ）で指標値が表示されれば、ｍ単位で、どの部分で締結具１４の締結数が少ないかを把握し易い。

　このため、軌道１０の単位長さとして、第１の単位長さ（例えば、１ｍ）と、第１の単位長さよりも大きい第２の単位長さ（例えば、２５ｂ）とが設定され、締結具監視装置５０は、走行データ及び締結状態データに基づいて、第１の単位長さ当りの締結具１４の締結数等を演算し、この演算結果に基づいて第２の単位長さ当りの締結具１４の締結数等を演算してもよい。図６ではそのような場合において、２種類の指標値を表示した例が表示される。第２の単位長さは、レール長に応じた値であってもよい。

　締結具監視装置５０は、指標値と予め設定された基準値とを比較し、単位長さ当りの締結具１４の本数が基準値以下又は小さい場合に、表示装置５９に注意を促す画像を表示してもよい。注意を促す画像は、文字、記号、色等によって注意を促す画像であってもよい。

　上記説明では、締結具監視装置５０が、締結具１４の有無を判定し、単位長さ当りの締結具１４の締結数を演算する例を中心に説明したが、当該構成に代えて又は加えて、締結具監視装置５０は、締結具１４の脱落箇所を判定し、単位長さ当りの締結具１４の脱落数を演算してもよい。この場合、単位長さ当りの締結具１４の脱落数が表示装置５９に表示されてもよい。

　上記ステップＳ４における締結具１４の締結状態の判定は、図７に示すように、機械学習が行われた学習済モデル８０によって行われてもよい。学習済モデル８０は、例えば、多層ニューラルネットワークによって構成されており、記憶装置５６に記憶されている。プロセッサ５２が学習済モデルに記述されたプログラム及びパラメータを読出して識別処理を実行することで、締結状態判定部５２ａ（推論部）としての処理を実行する。例えば、締結状態データである画像Ｇ１、Ｇ２が、学習済モデル８０に入力されることで、締結具１４の有無及び脱落の有無の少なくとも一方が判定される。

　学習済モデル８０は、例えば、図８に示すように、学習用モデル８７を記憶した記憶装置８６及びモデル生成部８８ａを有するプロセッサ８８等を備えるコンピュータによって構成される機械学習装置８５によって生成される。モデル生成部８８aは、記憶装置５６又は締結状態検出部４０から出力される締結具１４の締結状態の画像データと、教師データとしての締結具１４の締結状態の正解のデータの組み合わせに基づいて作成される学習用データに基づいて、締結具１４の有無または脱落の有無を学習する。すなわち、締結具１４の締結状態の画像データと教師データから、締結具１４の有無または脱落の有無を推論する学習済モデル８０を生成する。ここで、学習用データは締結具１４の締結状態の画像データおよび教師データとしての締結具１４の締結状態の正解のデータを互いに関連付けたデータである。画像データに対する正解（締結されている又は締結されていない）の関連付けは、作業者によってなされてもよい。また、教師データは、締結具１４有りを判定するための締結具１４が写り込んだ画像Ｇ１群であってもよいし、締結具１４の脱落を判定するための締結具１４が脱落した痕跡１４ｈが写り込んだ画像Ｇ２群であってもよいし、その両方であってもよい。

　締結具１４の締結状態が不明な状態を含む場合、締結具監視装置５０は、軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結不明数を、参考情報として演算してもよい。即ち、画像によって締結具１４の有無又は脱落の有無を判定するとしても、締結具１４上の物（植物等）によって、締結具１４が存在すべき箇所を十分に撮像できない可能性がある。このような箇所については、締結具１４が存在する又は脱落が存在すると決定づけて締結状態を判定するよりも、そもそも締結不明として締結状態を把握することが考えられる。そこで、軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結不明数を、参考情報として演算してもよい。

　上記学習済モデル８０を前提として、図９に示すフローチャートを参照して、軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結不明数を演算する処理例を説明する。なお、当該説明においては、学習済モデル８０は、締結具１４が写り込んだ画像Ｇ１群及び締結具１４が脱落した痕跡が写り込んだ画像Ｇ２群を教師データとして機械学習されたモデルであることを前提とする。画像Ｇ２が入力されると、締結具１４有りの可能性を示すスコア及び締結具１４の脱落有りの可能性を示すスコアが出力される。締結具１４有りの可能性を示すスコアが所定の基準値を超える又は以上である場合に締結具１４が有りと判定され、締結具１４の脱落有りの可能性を示すスコアが所定の基準値を超える又は以上である場合に締結具１４の脱落有りと判定され、それらの間である場合に締結具１４の締結状態が不明であると判定される。

　なお、機械学習装置８５は、鉄道車両の走行中における締結具１４の有無または脱落の有無を学習するために使用されるが、例えば、ネットワークを介して鉄道車両に接続され、鉄道車両とは別個の装置であってもよい。また、機械学習装置８５は、鉄道車両に内蔵されていてもよいし、クラウドサーバ上に存在していてもよい。

　図９に示すフローチャートが図４に示すフローチャートと異なるのは、次の点である。すなわち、図４におけるステップＳ３の次にステップＴ１が実行される。ステップＴ１では、まくらぎ１３の有無が判定される。まくらぎ１３の有無は、締結状態データ（画像）に対してテンプレートマッチング処理を行うことによって判定されてもよいし、まくらぎ１３を含む画像を教師データとして機械学習させた学習済モデル８０によって判定されてもよい。まくらぎ１３無しと判定されると、ステップＳ２に戻り、まくらぎ１３有りと判定されると、ステップＳ１４に進む。

　ステップＳ１４は、図４におけるステップＳ４の代りに行われる処理である。ステップＳ１４では、締結状態データに基づいて締結具１４が有るかどうか、脱落が有るかどうか、不明かどうかが判定される。本処理は、例えば、上記したように、締結状態データ（画像）を学習済モデル８０に適用することによってなされてもよい。また、締結具１４の有無を判定するテンプレートマッチング処理と、締結具１４の脱落を判定するテンプレートマッチング処理とを実行し、両方の判定でマッチングしないときに不明と判定されてもよい。

　ステップＳ１４において、締結具１４有りと判定されると、ステップＳ１５ｂに進み、締結カウント変数に１を加える。締結具１４の脱落有りと判定されると、ステップＳ１５ａに進み、脱落カウント変数に１を加える。締結具１４の締結状態が不明であると判定されると、ステップＳ１５ｃに進み、不明カウント変数に１を加える。

　ステップＳ１５ａ、Ｓ１５ｂ、Ｓ１５ｃの後、ステップＳ６に進む。基準時間を経過するまで上記処理が繰返されることで、基準時間における締結数、脱落数、不明数がカウントされる。

　次ステップＳ１７において、ステップＳ７と同様に、基準時間当りの締結数、脱落数、不明数のそれぞれについて、平均速度が乗じられことによって、評価値として、軌道１０の単位長さ当りの締結数、脱落数、不明数が演算される。

　次ステップＳ１８において、演算された各データが出力される。図１０は、出力されたデータが表示装置５９に表示される一例が示される。同図では、監視指標として、単位長さ（１ｍ及び２５ｍ）当りの締結数、脱落数、不明数が表示される。上記したように、軌道対応付データ５６ｄは、基地側状態監視装置７０に送信される。基地側状態監視装置７０は、軌道対応付データ５６ｄに基づいて、軌道１０の締結状態の監視を行ってもよい。

　ステップＳ９に示すように、走行が終了するまで、上記処理が繰返され、走行が終了すると、処理が終了する。

　図１１は、基地側状態監視装置７０における処理例を示すフローチャートである。基地側状態監視装置７０におけるプロセッサ７２がプログラム７４ａに従って処理を行うことで、締結評価処理部としての処理が実行される。

　すなわち、ステップＳ２１において、記憶装置７４に記憶された軌道対応付データ５６ｄにおいて、いずれかの評価対象区間の評価値が読出される。評価値は、単位長さ当りの締結具１４の締結数又は脱落数である。ここでの単位長さは、締結具監視装置５０における単位長さとは異なっていてもよい。例えば、単位長さは、軌道対応付データ５６ｄにおける複数区間の評価値が集約された長さであってもよい。

　次ステップＳ２２において、評価値が予め設定された締結評価基準値と比較され、注意レベルが判定される。例えば、単位長さ当りの締結具１４の本数が少なければ、保守点検の必要度合は大きくなる。このため、保守点検の必要度合（注意レベル）に応じて複数の締結評価基準値が予め設定される。そして、評価値が当該締結評価基準値と比較されることで、当該区間における注意レベルが判定される。注意レベルは、軌道１０締結状態の良否を示す。注意レベルは、単に注意の要否を示す２段階のレベルであってもよいし、より多段階のレベルであってもよい。

　次ステップＳ２３において、当該区間に注意レベルを対応付けたデータが記憶装置７４に記憶される。

　次ステップＳ２４において、注意レベルを判定すべき次区間の要否が判定される。次区間がある場合、ステップＳ２１に戻り、上記処理を繰返す。これにより、連続的な軌道１０に対して、区間に分けて注意レベルが判定される。次区間がなければ、処理を終了する。

　図１２は軌道１０の各位置（各区間）に、締結具１４の締結状態を対応付けた画像例である。この画像は、基地側状態監視装置７０における表示装置７８に表示される。

　画像は、実際の軌道経路を表現する軌道画像９０を含む。軌道画像９０に注意レベルを表示する注意画像９１が含まれる。注意画像９１は、色、濃淡、模様等によって識別されてもよい。例えば、注意レベルが緑色から黄色を経て赤に遷移するのに伴って高レベルとなるように区別されてもよい。この画像を見ることによって、軌道１０におけるどの位置で、締結具１４の締結状態を注意すべきかが容易に把握される。

　軌道画像９０とは別に、当該軌道画像９０の一部を拡大した範囲に、締結具１４の締結状態（例えば、脱落数）を表した詳細画像９４が表示される。詳細画像９４は、軌道１０における長方向の位置（例えばキロ程）を横軸、締結具１４の監視指標値（例えば、脱落数）を横軸としたグラフである。詳細画像９４は、例えば、軌道画像９０の一部をクリック、タッチ操作等で選択することによって表示されてもよい。この詳細画像によって、軌道１０の一部の状態がより詳細に把握され得る。

　このように構成された締結具監視装置５０、締結具監視システム３０及び締結具監視方法によると、軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数又は脱落数を、軌道１０における締結具１４の締結状態を示す指標値として演算する。このため、個々の締結具１４に固有番号を割当てる等して、締結具１４を個別管理する必要がなくなり、締結具番号の個別管理に起因するデータ処理量が削減される。

　また、所定の単位時間における締結具１４の締結数又は脱落数を求め、その値に鉄道車両２０の速度を乗じることで、容易に締結具１４の締結状態を示す指標値を求めることができる。例えば、締結具１４の存在位置等を管理しなくても、締結具１４の締結状態を示す指標値を求めることができる。

　また、軌道１０の単位長さとして、第１の単位長さ（例えば、１ｍ）と、この長さよりも大きい第２の単位長さ（例えば、レール長）とが設定される。このため、例えば、軌道１０における締結具１４の締結状態は、レール長を単位として監視され得る。また、例えば、レール長よりも短い単位で、細かく締結具１４の締結状態が監視される。

　また、指標値として単位長さ当りの締結具１４の締結数を演算することによって、実際のレール１２を締結している締結具１４の数を把握することができる。

　また、指標値として単位長さ当りの締結具１４の脱落数を演算することによって、当初の締結具１４の締結数が不明である状況においても、脱落数を手がかりとして、レール１２の締結状態を把握することができる。

　また、締結具監視装置５０が鉄道車両２０に設けられ、鉄道車両２０の走行中に逐次、軌道１０の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算することによって、走行中にリアルタイムで軌道１０の締結状態が評価され得る。

　この際、締結具監視装置５０における演算結果が指標値又は指標値に基づく良否判定結果として、表示装置５９に表示されれば、鉄道車両２０の走行中において、利用者によってレール１２の締結状態がリアルタイムで把握され得る。

　また、締結具監視装置５０が軌道１０の位置に軌道１０の単位長さ当りの締結具１４の締結数又は脱落数を対応付けた軌道対応付データ５６ｄを生成することによって、事後的に、軌道１０の位置と締結具１４の締結数又は脱落数とを対応付けて、軌道１０を管理できる。

　かかる軌道対応付データ５６ｄが基地側状態監視装置７０に送信されることで、基地側状態監視装置７０において、軌道１０における締結具１４の締結状態を監視できる。

　上記締結具１４の有無、脱落の有無等を学習済モデルの適用によって判定すると、外環境要因において締結具１４が種々態様で検出されたとしても、締結具１４の有無又は脱落の有無を正確に判定できる。

　また、軌道１０の単位長さ当りの締結不明数を参考情報として演算するため、判定精度をも考慮して、レール１２の締結状態を監視できる。

　基地側状態監視装置７０において、予め設定された締結評価基準値との比較に基づいて、軌道１０の締結状態の良否を監視することができる。これにより、統一された判断基準が適用され得る。

　また、管理基地２８において、軌道１０の位置に締結具１４の締結状態を対応付けた画像（軌道画像９０及び注意画像９１）、詳細画像９４が表示される。これにより、締結具１４の締結状態が、軌道１０の位置と対応付けて把握され得る。

　なお、上記締結具監視装置５０が鉄道車両２０に搭載されていることは必須ではない。鉄道車両２０における走行状態取得部３２で取得された走行データ及び締結状態検出部４０で検出された締結状態データが通信網１６等を介して基地側に設けられた締結具監視装置に送信され、基地側の締結具監視装置において、上記締結具監視装置５０と同様の処理がなされてもよい。この場合において、締結状態データに基づいて締結具１４の有無又は脱落の有無を判定する処理が鉄道車両２０において行われてもよい。

　なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。

　本明細書及び図面は、下記の各態様を開示する。

　課題を解決するための手段欄に記載された締結具監視装置を第１の態様とすると、第２の態様は、第１の態様に係る締結具監視装置であって、前記処理部は、前記走行データ及び前記締結具の締結状態データに基づいて、単位時間当りの前記締結具の締結数又は脱落数を求め、求められた値に前記鉄道車両の速度を乗じて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を求める、締結具監視装置である。これにより、所定の単位時間における締結具の締結数又は脱落数を求め、その値に鉄道車両の速度を乗じることで、容易に締結具の締結状態を示す指標値を求めることができる。

　第３の態様は、第１又は第２の態様に係る締結具監視装置であって、前記軌道の単位長さとして、第１の単位長さと、前記第１の単位長さよりも大きい第２の単位長さとが設定され、前記処理部は、前記鉄道車両の走行データ及び前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態データに基づいて、前記第１の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算し、この演算結果に基づいて前記第２の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算する、締結具監視装置である。これにより、第２の単位長さよりも短い第１の単位長さ単位で変っていく締結具の締結状態を監視できる。そして、第１の単位長さよりも大きい第２の単位長さで、締結具の締結状態を監視できる。

　第４の態様は、第１から第３のいずれか１つの態様に係る締結具監視装置であって、前記処理部は、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数を演算する、締結具監視装置である。これにより、軌道に実在すると判定された締結具の締結数によって、軌道の締結具の締結状態を監視できる。

　第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る締結具監視装置であって、前記処理部は、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の脱落数を演算する、締結具監視装置である。これにより、軌道における締結具の脱落数によって、軌道の締結具の締結状態を監視できる。

　第６の態様は、第１から第５のいずれか１つの態様に係る締結具監視装置であって、前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態が不明な状態を含む場合、前記処理部は、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結不明数を、参考情報として演算する、締結具監視装置である。これにより、軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結不明数が参考情報として利用者に供される。利用者は、当該参考情報を参照しつつ、締結具の締結状態が把握される。

　第７の態様は、第１から第６のいずれか１つの態様に係る締結具監視装置であって、前記締結具の締結状態データと、前記締結具の締結状態の正解データとを含む学習用データを取得し、前記学習用データを用いて、前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態を推定するための学習済みモデルを生成する、締結具監視装置である。これにより、学習用データを用いて締結具の締結状態を推定するための学習済モデルを生成することができる。

　第８の態様は、第１から第７のいずれか１つの態様に係る締結具監視装置であって、前記処理部は、前記締結具の締結状態データが、前記締結具の締結状態を推定するための機械学習が行われた学習済モデルに入力されることで、前記締結具の有無及び脱落の有無の少なくとも一方を判定する推論部を含む、締結具監視装置である。機械学習による学習済モデルによって、締結具の有無及び脱落の有無の少なくとも一方が判定される。

　第９の態様は、第１から第８のいずれか１つの態様に係る締結具監視装置であって、前記鉄道車両に設けられ、前記鉄道車両の走行状態を取得して走行データを出力する走行状態取得部と、前記鉄道車両に設けられ、前記鉄道車両の走行中に前記締結具の締結状態を検出して、締結状態データを出力する締結状態検出部と、を備え、前記鉄道車両に設けられた前記処理部が、前記鉄道車両の走行中に、前記走行データと前記締結状態データとに基づいて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算する、締結具監視装置である。これにより、鉄道車両の走行中に、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数が把握され得る。

　第１０の態様は、第９の態様に係る締結具監視装置であって、前記処理部による演算結果に基づいて、前記鉄道車両の走行中に前記軌道の締結状態を表示する表示装置をさらに備える、締結具監視装置である。これにより、鉄道車両の走行中に、軌道の締結状態が表示装置に表示される。

　第１１の態様は、第９又は第１０の態様に係る締結具監視装置であって、前記鉄道車両の走行データは、前記鉄道車両の走行位置情報を含み、前記処理部は、前記軌道の位置に前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を対応付けたデータを生成する、締結具監視装置である。これにより、軌道の位置に軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を対応付けたデータに基づいて、軌道の締結状態が監視され得る。

　課題を解決するための手段欄に記載された締結具監視システムを第１２の態様とすると、第１３の態様に係る締結具監視システムは、第１２の態様に係る締結具監視システムであって、前記基地側状態監視装置は、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を、予め設定された基準値と比較することで、軌道の締結状態の良否を判定する基地側処理部を備える、締結具監視システムである。これにより、基地側状態監視装置において、予め設定された基準値との比較に基づいて、軌道状態が監視され得る。

　第１４の態様に係る締結具監視システムは、第１２又は第１３の態様に係る締結具監視システムであって、前記管理基地に、前記軌道の位置に前記締結具の締結状態を対応付けた画像を表示する、締結具監視システムである。これにより、管理基地の利用者が、軌道の位置に対応付けられた締結具の締結状態を把握し易い。

　課題を解決するための手段欄に記載された締結具監視方法を第１５の態様とすると、第１６の態様に係る締結具監視方法は、第１５の態様に係る締結具監視方法であって、前記演算処理（ｃ）において、単位時間当りの前記締結具の締結数又は脱落数を求め、求められた値に前記鉄道車両の速度を乗じて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を求める、締結具監視方法である。これにより、所定の単位時間における締結具の締結数又は脱落数を求め、その値に鉄道車両の速度を乗じることで、容易に締結具の締結状態を示す指標値を求めることができる。

　第１７の態様は、第１５又は第１６の態様に係る締結具監視方法であって、前記処理（ｃ）において、第１の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算し、この演算結果に基づいて前記第１の単位長さよりも大きい第２の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算する、締結具監視方法である。これにより、第２の単位長さよりも短い第１の単位長さ単位で変っていく締結具の締結状態を監視できる。そして、第１の単位長さよりも大きい第２の単位長さで、締結具の締結状態を監視できる。

　上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０　　軌道
１４　　締結具
１６　　通信網
２０　　鉄道車両
２８　　管理基地
３０　　締結具監視システム
３２　　走行状態取得部
４０　　締結状態検出部
５０　　締結具監視装置
５２　　プロセッサ
５２ａ　　締結状態判定部
５２ｂ　　指標値演算部
５６　　記憶装置
５６ａ　　プログラム
５６ｂ　　走行履歴データ
５６ｃ　　締結状態履歴データ
５６ｄ　　軌道対応付データ
５９　　表示装置
７０　　基地側状態監視装置
７２　　プロセッサ
７４　　記憶装置
７４ａ　　プログラム
７４ｃ　　基準値データ
７８　　表示装置
８０　　学習済モデル
９０　　軌道画像
９１　　注意画像
９４　　詳細画像

Claims (17)

1. 　鉄道車両が走行する軌道の締結具を監視する締結具監視装置であって、
   　前記鉄道車両の走行データ及び前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態データに基づいて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を、前記軌道における前記締結具の締結状態を示す指標値として演算する処理部を備える、締結具監視装置。
2. 　請求項１に記載の締結具監視装置であって、
   　前記処理部は、前記走行データ及び前記締結具の締結状態データに基づいて、単位時間当りの前記締結具の締結数又は脱落数を求め、求められた値に前記鉄道車両の速度を乗じて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を求める、締結具監視装置。
3. 　請求項１又は請求項２に記載の締結具監視装置であって、
   　前記軌道の単位長さとして、第１の単位長さと、前記第１の単位長さよりも大きい第２の単位長さとが設定され、
   　前記処理部は、前記鉄道車両の走行データ及び前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態データに基づいて、前記第１の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算し、この演算結果に基づいて前記第２の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算する、締結具監視装置。
4. 　請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の締結具監視装置であって、
   　前記処理部は、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数を演算する、締結具監視装置。
5. 　請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の締結具監視装置であって、
   　前記処理部は、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の脱落数を演算する、締結具監視装置。
6. 　請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の締結具監視装置であって、
   　前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態が不明な状態を含む場合、前記処理部は、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結不明数を、参考情報として演算する、締結具監視装置。
7. 　請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の締結具監視装置であって、
   　前記締結具の締結状態データと、前記締結具の締結状態の正解データとを含む学習用データを取得し、前記学習用データを用いて、前記鉄道車両の走行中における前記締結具の締結状態を推定するための学習済みモデルを生成する、締結具監視装置。
8. 　請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の締結具監視装置であって、
   　前記処理部は、前記締結具の締結状態データが、前記締結具の締結状態を推定するための機械学習が行われた学習済モデルに入力されることで、前記締結具の有無及び脱落の有無の少なくとも一方を判定する推論部を含む、締結具監視装置。
9. 　請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の締結具監視装置であって、
   　前記鉄道車両に設けられ、前記鉄道車両の走行状態を取得して走行データを出力する走行状態取得部と、
   　前記鉄道車両に設けられ、前記鉄道車両の走行中に前記締結具の締結状態を検出して、締結状態データを出力する締結状態検出部と、
   　を備え、
   　前記鉄道車両に設けられた前記処理部が、前記鉄道車両の走行中に、前記走行データと前記締結状態データとに基づいて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算する、締結具監視装置。
10. 　請求項９に記載の締結具監視装置であって、
    　前記処理部による演算結果に基づいて、前記鉄道車両の走行中に前記軌道の締結状態を表示する表示装置をさらに備える、締結具監視装置。
11. 　請求項９又は請求項１０に記載の締結具監視装置であって、
    　前記鉄道車両の走行データは、前記鉄道車両の走行位置情報を含み、前記処理部は、前記軌道の位置に前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を対応付けたデータを生成する、締結具監視装置。
12. 　請求項９から請求項１１のいずれか１つに記載の締結具監視装置と、
    　管理基地に設けられ、前記締結具監視装置における処理結果が通信網を介して送信される基地側状態監視装置と、
    　を備える締結具監視システム。
13. 　請求項１２に記載の締結具監視システムであって、
    　前記基地側状態監視装置は、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を、予め設定された基準値と比較することで、軌道の締結状態の良否を判定する基地側処理部を備える、締結具監視システム。
14. 　請求項１２又は請求項１３に記載の締結具監視システムであって、
    　前記管理基地に、前記軌道の位置に前記締結具の締結状態を対応付けた画像を表示する、締結具監視システム。
15. 　鉄道車両が走行する軌道の締結具を監視する締結具監視方法であって、
    　（ａ）前記鉄道車両の走行中に、前記鉄道車両の走行状態と、前記締結具の締結状態とを検出し、
    　（ｂ）前記締結具の締結状態の検出結果に基づいて、前記締結具の有無及び脱落の有無の少なくとも一方を判定し、
    　（ｃ）検出された前記鉄道車両の走行状態と、前記締結具の有無及び脱落の有無の少なくとも一方の判定結果に基づいて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を、前記軌道における前記締結具の締結状態を示す指標値として演算する、締結具監視方法。
16. 　請求項１５に記載の締結具監視方法であって、
    　前記処理（ｃ）において、単位時間当りの前記締結具の締結数又は脱落数を求め、求められた値に前記鉄道車両の速度を乗じて、前記軌道の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を求める、締結具監視方法。
17. 　請求項１５又は請求項１６に記載の締結具監視方法であって、
    　前記演算処理（ｃ）において、第１の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算し、この演算結果に基づいて前記第１の単位長さよりも大きい第２の単位長さ当りの前記締結具の締結数又は脱落数を演算する、締結具監視方法。

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