WO2024089981A1 - 摩耗量モニタリング装置及び当該装置を備えた車両、並びに摩耗量モニタリング方法 - Google Patents

摩耗量モニタリング装置及び当該装置を備えた車両、並びに摩耗量モニタリング方法 Download PDF

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WO2024089981A1
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wear
current collecting
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collecting part
wear amount
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PCT/JP2023/029330
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French (fr)
Inventor
将一 青木
裕子 山本
章央 川内
健二 飯塚
浩二 内田
亜蘭 長谷
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/20—Details of contact bow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques

Definitions

  • the present disclosure relates to a wear amount monitoring device, a vehicle equipped with the device, and a wear amount monitoring method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-170467, filed with the Japan Patent Office on October 25, 2022, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 discloses a camera that photographs the side of a current collector (pantograph), which becomes worn due to contact with the contact wire, and a device that measures the amount of wear (thickness) of the current collector parts (main and auxiliary sliders) by processing the image data captured by the camera.
  • Patent Document 2 discloses a device that uses the acoustic emission method (AE method) to inspect damage to a contact wire. This device inspects the fatigue state of specific damaged parts of the contact wire by attaching a pair of AE sensors to the contact wire, applying reciprocating vibrations perpendicular to the axis of the contact wire, and recording the changes in the AE waves along with the amplitude and number of vibrations.
  • AE method acoustic emission method
  • Patent Document 1 requires lighting when measuring the wear of the current collecting parts at night, and the image data captured by the camera may become unclear depending on the weather (rain or snow), which may reduce the accuracy of the measurement data.
  • Patent Document 2 uses the acoustic emission method, but it detects the fatigue state of specific damaged areas of the contact wire while the vehicle is stopped, and does not measure the amount of wear (fatigue state) of the contact wire or current collecting parts (main contact strip and auxiliary contact strip) while the vehicle is moving.
  • At least one embodiment of the present invention aims to provide a wear monitoring device that can quantitatively estimate the wear of a current collecting part while the vehicle is traveling, regardless of the time of day or weather, a vehicle equipped with said device, and a wear monitoring method.
  • a wear amount monitoring device includes: A wear amount monitoring device that monitors the wear amount of a current collecting part that contacts a trolley wire while a vehicle is running, the current collecting part being provided with the current collecting part, an AE sensor for detecting an AE wave emitted from the current collecting component; an estimation device that estimates a wear amount of the current collecting part based on an AE cumulative energy or a cumulative number of detections of a sudden waveform included in the AE wave; Equipped with.
  • a method for monitoring wear amount includes the steps of: A wear amount monitoring method for monitoring a wear amount of a current collecting part attached to a vehicle that contacts a contact wire, the wear amount of the current collecting part being monitored while the vehicle is running, comprising: detecting an AE wave emitted from the current collecting component; estimating a wear amount of the current collecting part based on an AE cumulative energy or a cumulative number of detections of a sudden waveform included in the AE wave; has.
  • the wear of the current collecting parts can be estimated quantitatively while the vehicle is traveling, regardless of the time of day or weather, by estimating the wear of the current collecting parts from the AE cumulative energy or cumulative number of detections of the sudden waveform contained in the AE waves.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a transportation system in which the wear monitoring device of the present disclosure can be employed.
  • 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a current collecting device provided in the vehicle body illustrated in FIG. 1 .
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a wear amount monitoring device that monitors the amount of friction of a current collecting part.
  • FIG. 4 is a diagram showing the signal intensity of an AE wave detected between a pair of insulators in the wear amount monitoring device shown in FIG. 3 .
  • 3 is a diagram illustrating a schematic view of wear during current collection of the current collecting part illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic relationship between the travel distance of the vehicle shown in FIG. 1 and the amount of wear of a current collecting part provided on the vehicle body.
  • FIG. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the type of wear and AE waves.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an AE signal waveform in the case of abnormal wear, in which a threshold value for identifying a sudden waveform is set to a small value.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an AE signal waveform in the case of abnormal wear, in which a threshold value for identifying a sudden waveform is set to a large value.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the wear amount of a current collecting part and the AE accumulated energy.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a waveform analyzer provided with a wear amount estimation unit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a waveform analyzer provided with a wear amount estimation unit.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the amount of wear of a current collecting part and the cumulative number of detections of a sudden waveform.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a waveform analyzer provided with a wear amount estimation unit and a wear amount correction unit.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a wear amount monitoring device according to a modified example of the present disclosure. 1 is a flowchart that generally illustrates a wear amount monitoring method of the present disclosure for monitoring the amount of wear of a current collecting part.
  • expressions representing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only represent rectangular shapes, cylindrical shapes, etc. in the strict geometric sense, but also represent shapes including uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
  • the expressions "comprise,””include,””have,””includes,” or “have” of one element are not exclusive expressions excluding the presence of other elements.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a transportation system 1 in which the wear amount monitoring device of the present disclosure can be used.
  • the transportation system 1 in which the wear amount monitoring device of the present disclosure can be used is, for example, a new transportation system such as a guide rail passenger transportation system (AGT (Automated Guideway Transit)) in which rubber tires are used for the driving wheels, but is not limited thereto, and can also be used in conventional transportation systems such as trains, subways, and streetcars.
  • AGT Automatic Guideway Transit
  • the transportation system 1 is configured such that guideways 12, 12 are provided on a concrete running path 10, and a vehicle 16 in which rubber tires 14 are used for the running wheels advances while being guided by the guideway 12.
  • walls 18, 18 are further provided on the left and right sides of the running path 10, and guide wheels 22 provided on the side of a vehicle body 20 are guided by guide rails 24, 24 provided on the walls 18, 18.
  • contact wires 26, 26 are provided on one wall 18, and current collectors 28, 28 are provided on the vehicle body 20.
  • new transportation systems include those that supply direct current and those that supply three-phase alternating current, and in the transportation system 1 that supplies direct current, two contact wires 26, 26 are provided on the wall, and two current collectors 28, 28 are provided on the vehicle body 20, but this is not limited to this.
  • Fig. 1 shows the current collectors 28, 28 provided on the side of the vehicle body 20, the current collectors are not limited to this, and may be, for example, pantograph-type current collectors provided on the roof of a train or streetcar.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the current collector 28 provided on the vehicle body 20 shown in Fig. 1.
  • the current collector 28 is a device for obtaining electricity from the trolley wire 26, and includes a pair of insulators 32, 32 installed on the outside of an outer plate 30 constituting the outer surface of the vehicle 16, a base 34 supported by the pair of insulators 32, 32, a support 36 erected on the base 34, an arm 38 supported swingably on the support 36, a current collecting part (shoe) 40 installed on one end of the arm 38, and a spring 42 provided between the other end of the arm 38 and the base 34, which exerts an elastic restoring force so as to bring the current collecting part 40 into contact with the trolley wire 26.
  • [Wear monitoring device] 3 is a schematic diagram of a wear amount monitoring device 44 for monitoring the wear amount of the current collecting part 40.
  • the wear amount monitoring device 44 of the current collecting part 40 is a device for monitoring the wear amount of the current collecting part 40 while the vehicle 16 on which the current collecting part 40 (current collector 28) in contact with the trolley wire 26 is installed is traveling.
  • the wear amount monitoring device 44 of the current collecting part 40 utilizes a phenomenon (acoustic emission (hereinafter referred to as "AE")) in which elastic energy stored inside a material is released as a sound wave (referred to as “elastic wave” or "AE wave”) when the material is deformed or destroyed.
  • the wear amount monitoring device 44 of the current collecting part 40 includes an AE sensor 46 for detecting the AE wave released from the current collecting part 40, and an estimation device 48 for estimating the wear amount of the current collecting part 40 based on the AE wave.
  • the AE waves emitted from the current collecting part 40 are elastic energy (elastic waves) emitted when the current collecting part 40 is deformed or destroyed, and are waves with a frequency of several tens of kHz to several MHz.
  • the AE sensor 46 is a sensor capable of detecting AE waves, and incorporates a piezoelectric element such as PZT (lead zirconate titanate). Since AE waves propagate through solids, there is no need to install the AE sensor 46 on the current collecting part 40, and the AE sensor 46 may be installed on a component constituting the current collecting device 28.
  • a couplant 50 (coupling medium) between the AE sensor 46 and the current collecting part 40, or between the AE sensor 46 and the component constituting the current collecting device 28.
  • the couplant 50 is, for example, an adhesive or silicone grease, but may also be water or oil.
  • the AE sensor 46 may be installed on a component or the like that constitutes the current collector 28 as described above, and may be installed, for example, as shown in Fig. 2, at any one of location A on the pole side of the arm 38 relative to the current collector 40, location B on the other end side of the arm 38 relative to the pole 36, location C on the current collector side of the base 34, or location D on the opposite side of the insulator 32 across the outer plate 30.
  • Location D is away from the current collector 40, so there is a risk of attenuation of the signal strength of the AE wave, but the inventors of the present disclosure have confirmed that sufficient signal strength can be obtained.
  • location A is close to the current collector 40 and has a strong signal strength of the AE wave, but there is a risk of a ground fault.
  • Figure 4 is a diagram showing the signal strength of the AE wave detected between a pair of insulators in the wear monitoring device 44 shown in Figure 3.
  • location D which is on the opposite side of the insulator 32 across the outer panel 30, is inside the outer panel 30 and is not exposed to wind, rain, or ultraviolet rays, and is therefore considered to be suitable for installing the AE sensor 46.
  • the inventors of the present disclosure investigated the signal strength (AE accumulated energy amount, described below) of the AE signal (AE wave) detected between a pair of insulators, they found that it is preferable to install the AE sensor 46 on the opposite side of the insulator 32 across the outer panel 30, at a position that overlaps with at least a portion of the insulators 32, 32 in the extension direction of the outer panel 30.
  • AE accumulated energy amount described below
  • the positions where the outer plate 30 overlaps at least a portion of the insulators 32, 32 in the extension direction are 0 to 0.2 and 0.8 to 1.0, assuming that the end of the insulator 32A on the current collecting component side is 0 and the end of the insulator 32B on the opposite side of the current collecting component 40 from the insulator 32A is 1.0.
  • the signal strength is the same at the position where the insulator 32A overlaps on the current collecting component side and the position where the insulator 32B overlaps on the opposite side of the current collecting component 40, but if arc discharge is likely to occur due to the environment (rain), it is preferable to install the insulator 32A in a position where it at least partially overlaps with the insulator 32B on the opposite side of the current collecting component 40.
  • the estimation device 48 is composed of an amplifier 52 and a waveform analyzer 54. Because the AE signal is very weak, it is amplified by the amplifier 52 to about 40 to 100 dB and input to the waveform analyzer 54.
  • FIG. 5 is a diagram showing the wear of the current collecting part 40 during current collection.
  • the wear of the current collecting part 40 during current collection can be classified into (a) wear caused by current flow (hereinafter referred to as “current flow wear") and (b) wear caused by arc discharge (hereinafter referred to as “abnormal wear”).
  • Current flow wear is wear caused by melting of fine protrusions present on the contact surface of the current collecting part 40, and occurs when a current flows from the trolley wire 26 to the current collecting part 40 in a state where the current collecting part 40 is in contact with the trolley wire 26.
  • Abnormal wear is wear caused by insulation breakdown of air (arc discharge), and occurs when the current collecting part 40 is separated from the trolley wire 26, causing excessive energy to be supplied from the trolley wire 26 to the current collecting part 40.
  • arc discharge insulation breakdown of air
  • the trolley wire 26 and the current collecting part 40 are not in contact with each other, resulting in abnormal wear.
  • the trolley wire 26 and the current collecting part 40 are put out of contact with each other, resulting in abnormal wear.
  • Fig. 6 is a diagram showing a schematic relationship between the travel distance of the vehicle 16 and the wear amount of the current collecting part 40.
  • wear caused by a force (frictional force) that prevents the relative movement of the current collecting part in contact with the contact wire 26 (hereinafter referred to as "mechanical wear") occurs.
  • mechanical wear the wear amount due to mechanical wear and electrical wear increases in proportion to the travel distance of the vehicle 16, and abnormal wear occurs suddenly only when an arc discharge occurs.
  • the wear amount due to abnormal wear is generally larger than mechanical wear and electrical wear, and increases rapidly.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the type of wear and the AE wave.
  • abrasion marks remain on the front surface (contact surface) of the current collecting part 40
  • spotted marks remain on the front surface of the current collecting part 40 in addition to abrasion marks.
  • pock-shaped marks remain on the front surface of the current collecting part 40.
  • the waveform of the AE signal input to the waveform analyzer 54 differs between mechanical wear, electrical wear, and abnormal wear, and it is possible to distinguish between mechanical wear, electrical wear, and abnormal wear based on the waveform of the AE signal.
  • the frequency of the AE signal in mechanical wear (hereinafter referred to as “AE frequency”) is 0.3 MHz to 1.2 MHz, and the AE frequency in electrical wear is 0.6 to 1.3 MHz.
  • the AE frequency in abnormal discharge is 0.9 to 1.7 MHz.
  • the voltage of the AE signal (hereinafter referred to as “AE voltage”) is higher in the order of mechanical wear, electrical wear, and abnormal wear. This makes it possible to distinguish between mechanical wear, electrical wear, and abnormal wear based on the AE frequency and AE voltage.
  • the waveforms of the AE signals in the case of mechanical wear and electrical wear are made up of continuous waveforms and do not include a sudden waveform
  • the waveforms of the AE signals in the case of abnormal wear include a sudden waveform in addition to a continuous waveform.
  • [AE energy and detection count of sudden waveform] 8A and 8B are diagrams showing a schematic diagram of a sudden waveform included in an AE signal in abnormal wear.
  • the sudden waveform included in an AE signal is a waveform that rises sharply and then attenuates, and is a lump of AE waves having an amplitude larger than a predetermined amplitude (threshold SH).
  • the integral value of the AE wave is called energy (hereinafter referred to as "AE energy”) and is expressed as the product (area) of amplitude and time.
  • AE energy energy
  • the above-mentioned lump of AE wave is counted as one hit (one detection count).
  • FIG. 8A is a diagram showing an example in which the threshold SH for identifying a sudden waveform is set small, and two sudden waveforms exceeding the threshold SH appear in FIG. 8A.
  • FIG. 8B is a diagram showing an example in which the threshold SH for identifying a sudden waveform is set large, and although the same waveform is shown, one sudden waveform exceeding the threshold SH appears in FIG. 8B. Therefore, the AE energy of the sudden waveform is greater in the example shown in FIG. 8A than in the example shown in FIG. 8B, and the number of detections is two in the example shown in FIG. 8A but one in the example shown in FIG. 8B.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the amount of wear of the current collecting component 40 and the AE accumulated energy. As shown in Fig. 9, there is a correlation between the amount of wear of the current collecting component 40 and the AE accumulated energy, and the AE accumulated energy is proportional to the amount of wear of the current collecting component 40. In other words, the amount of wear of the current collecting component 40 is proportional to the AE accumulated energy. Therefore, the amount of wear of the current collecting component 40 can be monitored by measuring the AE accumulated energy.
  • the amount of wear caused by abnormal wear is generally greater than mechanical wear and electrical wear, and increases rapidly.
  • the waveform of the AE signal in abnormal wear includes a sudden waveform in addition to a continuous waveform, and the majority of the AE accumulated energy in abnormal wear is accounted for by the AE accumulated energy of the sudden waveform. This leads to the principle that the amount of abnormal wear of the current collecting part 40 can be estimated by measuring the AE accumulated energy of the sudden waveform.
  • the waveform analyzer 54 shown in FIG. 10 has a wear amount estimation unit 56.
  • the wear amount estimation unit 56 the correlation between the AE cumulative energy of the sudden waveform contained in the AE signal (AE wave) and the wear amount of the current collecting part is obtained in advance, and the wear amount of the current collecting part 40 is estimated by the AE cumulative energy of the sudden waveform contained in the AE signal (AE wave).
  • the wear amount estimation unit 56 may sequentially estimate the wear amount of the current collecting part 40 by sequentially calculating the AE cumulative energy of the sudden waveform contained in the AE wave, or may estimate the wear amount of the current collecting part 40 for each predetermined period by calculating the AE cumulative energy of the sudden waveform contained in the AE wave for each predetermined period.
  • the wear amount estimation unit 56 may set an AE cumulative energy (threshold value) corresponding to a preset wear amount, and when the threshold value is reached, it may be estimated that the wear amount of the current collecting part 40 has reached the preset wear amount.
  • the AE sensor 46 when estimating the amount of wear of the current collecting part 40 based on the AE accumulated energy of the sudden waveform contained in the AE signal (AE wave), the AE sensor 46 does not have to detect the continuous waveform contained in the AE signal (AE wave) as long as it detects the sudden waveform contained in the AE signal (AE wave).
  • This configuration makes it possible to quantitatively estimate the amount of wear on the current collecting part 40 while the vehicle 16 is traveling, regardless of the time of day or weather.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the amount of wear of the current collecting component 40 and the cumulative number of detections of the sudden waveform.
  • the cumulative number of detections of the sudden waveform is proportional to the amount of wear of the current collecting component 40.
  • the amount of wear of the current collecting component 40 is proportional to the cumulative number of detections of the sudden waveform. This leads to the principle that the amount of wear of the current collecting component 40 can be estimated by measuring the cumulative number of detections of the sudden waveform.
  • the wear amount estimation unit 56 may estimate the amount of wear of the current collecting part 40 based on the number of times the sudden waveform included in the AE signal (AE wave) is detected by determining in advance the correlation between the cumulative number of times the sudden waveform included in the AE signal (AE wave) is detected and the amount of wear of the current collecting part 40. For example, the wear amount estimation unit 56 may successively estimate the amount of wear of the current collecting part 40 by successively counting the cumulative number of times the sudden waveform included in the AE wave is detected, or may estimate the amount of wear of the current collecting part 40 for each predetermined period.
  • the wear amount estimation unit 56 may set the number of times (threshold) the sudden waveform is detected corresponding to a preset amount of wear, and when the threshold is reached, it may be estimated that the amount of wear of the current collecting part 40 has reached the preset amount of wear. In this way, when estimating the amount of wear of the current collecting part 40 based on the cumulative number of detections of the sudden waveform contained in the AE signal (AE wave), the AE sensor 46 does not have to detect the continuous waveform contained in the AE signal (AE wave), as long as it detects the sudden waveform contained in the AE signal (AE wave).
  • the amount of wear on the current collecting part 40 can be quantitatively estimated while the vehicle 16 is traveling, regardless of the time of day or weather.
  • the wear amount correction unit 58 uses the AE cumulative energy of the continuous waveform included in the AE signal input to the waveform analyzer 54 as a correction value, and adds the wear amount corresponding to the AE cumulative energy of the continuous waveform (correction value) to the wear amount estimated by the wear amount estimation unit 56.
  • a threshold value may be set for the amplitude of the continuous waveform, and the AE cumulative energy of the continuous waveform exceeding the threshold value may be used as the correction value.
  • the continuous waveforms contained in the AE signal include a continuous waveform contained in the AE signal due to abnormal wear, a continuous waveform contained in the AE signal due to mechanical wear, and a continuous waveform contained in the AE signal due to electrical wear.
  • Mechanical wear, electrical wear, and abnormal wear can be identified by the AE frequency and AE voltage, so the AE accumulated energy of the continuous waveforms in mechanical wear, electrical wear, and abnormal wear may be distinguished and used as the correction value.
  • the AE cumulative energy of the continuous waveform contained in the AE signal for abnormal wear, mechanical wear, and electrical wear becomes the correction value, so by adding the wear amount corresponding to the AE cumulative energy (correction value) of the continuous waveform to the wear amount estimated by the wear amount estimation unit 56, it is possible to estimate the total wear amount of the current collecting part 40, including not only the wear amount that accounts for the majority of the abnormal wear, but also the remaining wear amount of the abnormal wear, the mechanical wear, and the electrical wear.
  • the wear amount estimated by the wear amount estimating unit 56 is the wear amount of abnormal wear, it may be corrected by the wear amount due to mechanical wear and electrical wear.
  • the mechanical wear and electrical wear may be corrected by a parameter other than the AE signal (AE wave).
  • the parameter other than the AE wave may be, for example, the travel distance of the vehicle 16, which is proportional to the mechanical wear and electrical wear, and the wear amount corresponding to the travel distance of the vehicle 16 may be used as a correction value, and the wear amount (correction value) corresponding to the travel distance of the vehicle 16 may be added to the wear amount estimated by the wear amount estimating unit 56.
  • the total wear amount of the current collecting part 40 including the wear amounts due to mechanical wear and electrical wear, can be estimated by adding the wear amount (corrected value) due to mechanical wear and electrical wear to the wear amount estimated by the wear amount estimation unit 56.
  • Fig. 13 is a diagram showing a schematic diagram of a wear amount monitoring device 60 according to a modified example of the present disclosure.
  • the wear amount monitoring device 60 according to the modified example of the present disclosure is provided with an alarm device 62 in addition to the above-mentioned wear amount monitoring device 44, and the alarm device 62 issues an alarm when the wear amount of the current collecting part 40 estimated by the estimation device 48 (waveform analysis device 54) exceeds a predetermined wear amount (threshold value).
  • increase rate X increase in AE accumulated energy ⁇ 1 / increase in wear of current collecting part ⁇ 2
  • the increase rate X is greater than a constant A (X>A)
  • an alarm is issued to prepare for replacement of the current collecting part 40
  • X>B an alarm is issued to caution against replacing the current collecting part 40.
  • the increase rate X is greater than a constant C (X>B)
  • an alarm of steady wear is issued.
  • the constants A, B, and C are constants determined by the operating conditions (the voltage applied to the current collecting part 40 and the material of the current collecting part).
  • This configuration can encourage replacement of the current collecting parts 40 before they become unusable due to wear, thereby contributing to the safe operation of the transportation system 1.
  • [Wear volume monitoring method] 14 is a flowchart illustrating a method for monitoring the amount of wear of the current collecting part 40.
  • the method for monitoring the amount of wear of the current collecting part 40 is a method for monitoring the amount of wear of the current collecting part 40 while the vehicle 16 on which the current collecting part 40 that contacts the trolley wire 26 is installed is traveling, and includes a step (S1) of detecting AE waves emitted from the current collecting part 40, and a step (S3) of estimating the amount of wear of the current collecting part based on the AE waves.
  • the AE sensor 46 detects the AE waves emitted from the current collecting component 40.
  • the AE waves detected by the AE sensor 46 are then amplified by the amplifier 52 and input to the waveform analyzer 54, where they are integrated (step S2).
  • step (S3) of estimating the wear amount of the current collecting component 40 based on the AE wave the AE cumulative energy of the sudden waveform included in the AE signal (AE wave) and the wear amount of the current collecting component 40 are obtained in advance, and the wear amount of the current collecting component 40 is estimated based on the AE cumulative energy of the sudden waveform included in the AE signal (AE wave).
  • the wear amount of the current collecting component 40 may be estimated sequentially by sequentially calculating the AE cumulative energy of the sudden waveform included in the AE wave, or the wear amount of the current collecting component 40 may be estimated for each predetermined period by calculating the AE cumulative energy of the sudden waveform included in the AE wave for each predetermined period.
  • This method makes it possible to quantitatively estimate the amount of wear on the current collecting part 40 while the vehicle 16 is traveling, regardless of the time of day or weather.
  • a correlation between the cumulative number of detections of the sudden waveform included in the AE signal (AE wave) and the amount of wear of the current collecting part 40 may be obtained in advance, and the amount of wear of the current collecting part 40 may be estimated based on the number of detections of the sudden waveform included in the AE signal (AE wave).
  • the amount of wear of the current collecting part 40 may be estimated sequentially by successively counting the cumulative number of detections of the sudden waveform included in the AE wave, or the amount of wear of the current collecting part 40 may be estimated at predetermined intervals.
  • This method also makes it possible to quantitatively estimate the amount of wear on the current collecting part 40 while the vehicle 16 is traveling, regardless of the time of day or weather.
  • the estimated wear amount of the current collecting part 40 may be corrected by the AE cumulative energy of the continuous waveform included in the AE signal (AE wave).
  • the wear amount of the current collecting part 40 estimated by the AE cumulative energy of the sudden waveform included in the AE signal is corrected by the AE cumulative energy of the continuous waveform included in the AE signal.
  • the AE cumulative energy of the continuous waveform included in the AE signal is used as a correction value, and the wear amount corresponding to the AE cumulative energy (correction value) of the continuous waveform is added to the wear amount estimated in the step (S3) of estimating the wear amount.
  • a threshold value may be set for the amplitude of the continuous waveform, and the AE cumulative energy of the continuous waveform exceeding the threshold value may be used as the correction value.
  • mechanical wear, electrical wear, and abnormal wear can be identified by the AE frequency and the AE voltage, the AE cumulative energy of the continuous waveform in mechanical wear, electrical wear, and abnormal wear may be distinguished and used as the correction value.
  • the AE cumulative energy of the continuous waveform contained in the AE signal for abnormal wear, mechanical wear, and electrical wear becomes the correction value, so by adding the wear amount corresponding to the AE cumulative energy (correction value) of the continuous waveform to the wear amount estimated in the step (S3) of estimating the wear amount, it is possible to estimate the total wear amount of the current collecting part 40, including not only the wear amount that accounts for the majority of the abnormal wear, but also the remaining wear amount of abnormal wear, mechanical wear, and electrical wear.
  • the estimated amount of wear of the current collecting part 40 may be corrected by the amount of wear due to mechanical wear and electrical wear.
  • the mechanical wear and electrical wear may be corrected by a parameter other than the AE signal (AE wave).
  • the parameter other than the AE wave may be, for example, the travel distance of the vehicle 16, which is proportional to the mechanical wear and electrical wear, and the amount of wear corresponding to the travel distance of the vehicle 16 may be set as a correction value, and the amount of wear (correction value) corresponding to the travel distance of the vehicle 16 may be added to the amount of wear estimated in the step (S3) of estimating the amount of wear.
  • the total wear amount of the current collecting part 40 can be estimated by adding the wear amount due to mechanical wear and electrical wear to the wear amount estimated in step (S3) of estimating the wear amount.
  • the wear amount monitoring method according to the modified example of the present disclosure includes a step (S5) of issuing an alarm, in which the alarm is issued when the amount of wear of the current collecting part 40 estimated in the step (S3) of estimating the amount of wear of the current collecting part 40 exceeds a predetermined amount of wear (threshold value) (step S4: Yes).
  • This method can encourage replacement of the current collecting parts 40 before they become unusable due to wear, thereby contributing to the safe operation of the transportation system 1.
  • a wear monitoring device is a wear monitoring device (44) for a current collecting part (40) that monitors the wear of the current collecting part (40) while a vehicle (16) is running on which the current collecting part (40) is installed and that contacts a contact wire (26), and includes an AE sensor (46) that detects AE waves emitted from the current collecting part (40), and an estimation device (48) that estimates the wear of the current collecting part based on the AE cumulative energy of a sudden waveform included in the AE wave or the cumulative number of detections.
  • This configuration makes it possible to quantitatively estimate the amount of wear on the current collecting part (40) while the vehicle (16) is traveling, regardless of the time of day or weather.
  • FIG. 1 Another aspect of the wear monitoring device is the wear monitoring device described in [1], in which the vehicle (16) includes a vehicle body (20) to which the current collecting part (40) is attached, and the AE sensor (46) is installed in the vehicle body (20).
  • the AE sensor (46) can move together with the vehicle body (20) to which the current collecting part (40) is attached.
  • a wear monitoring device is the wear monitoring device described in [2], in which the vehicle body (20) includes an outer plate (30) that constitutes the outer surface of the vehicle (16), the current collecting part (40) is supported by insulators (32, 32) installed on the outside of the outer plate (30), and the AE sensor (46) is installed on the opposite side of the insulators (32, 32) across the outer plate (30).
  • This configuration allows the AE sensor (46) to be protected from wind and rain.
  • a further aspect of the wear monitoring device is the wear monitoring device described in [3], in which the AE sensor (46) is installed at a position overlapping at least a portion of the insulators (32, 32) in the extension direction of the outer plate (30).
  • This configuration ensures the strength of the AE waves detected by the AE sensor (46).
  • the wear monitoring device is the wear monitoring device described in any one of [1] to [4], in which the sudden waveform has an amplitude greater than a predetermined amplitude.
  • This configuration makes it easy to identify sudden waveforms.
  • a wear amount monitoring device is a wear amount monitoring device according to any one of [1] to [5], in which the estimation device (48) corrects the wear amount of the current collecting part (40) estimated by the estimation device (48) using the AE cumulative energy of a continuous waveform included in the AE wave.
  • the AE cumulative energy of the continuous waveform contained in the AE signal in the case of abnormal wear, mechanical wear, and electrical wear becomes the correction value, so it is possible to estimate the total amount of wear of the current collecting part (40), which cannot be estimated only from the AE cumulative energy of the sudden waveform contained in the AE signal in the case of abnormal wear.
  • a wear amount monitoring device is a wear amount monitoring device (44) for a current collecting part (40) according to any one of [1] to [6], and is equipped with an alarm device (62) that issues an alarm when the wear amount of the current collecting part (40) exceeds a predetermined wear amount.
  • the alarm device (62) can issue an alarm when the wear of the current collecting parts (40) exceeds a predetermined wear amount, thereby urging replacement of the current collecting parts (40). This can contribute to the safe operation of the transportation system (1), as it can urge replacement of the current collecting parts (40) before they become unusable due to wear.
  • the wear monitoring device is the wear monitoring device described in any one of [1] to [7], in which the AE cumulative energy of the AE wave is proportional to the wear of the current collecting part (40).
  • the amount of wear of the current collecting part (40) can be estimated based on the AE cumulative energy of the AE wave.
  • a vehicle according to one embodiment is equipped with a wear monitoring device (44) for a current collecting part (40) described in any one of [1] to [8].
  • This configuration makes it possible to quantitatively estimate the amount of wear on the current collecting part (40).
  • a wear monitoring method is a wear monitoring method for a current collecting part (40) that is in contact with a contact wire (26) and that monitors the wear of the current collecting part (40) while a vehicle (16) is running on which the current collecting part (40) is installed, and includes a step (S1) of detecting AE waves emitted from the current collecting part (40) and a step (S3) of estimating the wear of the current collecting part (40) based on the AE cumulative energy of a sudden waveform contained in the AE waves or the cumulative number of detections.
  • This method makes it possible to quantitatively estimate the amount of wear on the current collecting part (40) while the vehicle (16) is running, regardless of the time of day or weather.
  • Another aspect of the wear amount monitoring method is the wear amount monitoring method described in [10], in which the sudden waveform is a waveform with an amplitude larger than a predetermined amplitude.
  • This method makes it easier to identify sudden waveforms.
  • a further aspect of the wear amount monitoring method is the wear amount monitoring method described in [10] or [11], in which the step (S3) of estimating the wear amount corrects the wear amount of the current collecting part (40) estimated in the step (S3) of estimating the wear amount by the AE cumulative energy of a continuous waveform included in the AE wave.
  • the AE cumulative energy of the continuous waveform contained in the AE signal in the case of abnormal wear, mechanical wear, and electrical wear becomes the correction value, so it is possible to estimate the total amount of wear of the current collecting part (40), which cannot be estimated only from the AE cumulative energy of the sudden waveform contained in the AE signal in the case of abnormal wear.
  • a further aspect of the wear monitoring method is the wear monitoring method described in any one of [10] to [12], and includes a step (S5) of issuing an alarm when the wear of the current collecting part (40) exceeds a predetermined wear amount.
  • the step (S5) of issuing an alarm issues an alarm when the wear amount of the current collecting parts (40) exceeds a predetermined wear amount, thereby urging the replacement of the current collecting parts (40). This makes it possible to urge the replacement of the current collecting parts (40) before they become unusable due to wear, thereby contributing to the safe operation of the transportation system 1.
  • a further aspect of the wear monitoring method is the wear monitoring method described in any one of [10] to [13], in which the AE cumulative energy of the AE wave is proportional to the wear of the current collecting part (40).
  • This method makes it possible to estimate the amount of wear on the current collecting part (40) based on the AE cumulative energy of the AE wave.

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Abstract

摩耗量モニタリング装置は、トロリ線に接触する集電部品が設置された車両の走行中に、前記集電部品の摩耗量をモニタリングする摩耗量モニタリング装置であって、前記集電部品から放出されるＡＥ波を検出するＡＥセンサと、前記ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギ又は累積検知回数によって前記集電部品の摩耗量を推定する推定装置と、を備える。

Description

摩耗量モニタリング装置及び当該装置を備えた車両、並びに摩耗量モニタリング方法
　本開示は、摩耗量モニタリング装置及び当該装置を備えた車両、並びに摩耗量モニタリング方法に関する。
　本願は、２０２２年１０月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０２２－１７０４６７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、トロリ線との接触により摩耗する集電装置（パンタグラフ）の側面を撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像データを画像処理することで、集電部品（主すり板と補助すり板）の摩耗量（厚み）を測定する装置が開示されている。
　特許文献２には、アコースティック・エミッション法（ＡＥ法）によってトロリ線の損傷を検査する装置が開示されている。かかる装置は、トロリ線上に一対のＡＥセンサを取り付ける一方、トロリ線の軸線直交方向に往復振動を加え、加振の振幅、回数等とともにＡＥ波の変化を記録することで、トロリ線の特定の損傷箇所の疲労状態を検査している。
特許第３３５３０２４号公報 特開２００６－２４０５０８号公報
　特許文献１に開示された装置では、夜間に集電部品の摩耗量を測定する場合には照明を必要とし、また、天候（雨や雪）によってカメラで撮影された画像データが不鮮明となり、測定データの精度が低下する虞がある。
　特許文献２に開示された装置は、アコースティック・エミッション法を用いるものであるが、車両の停車中にトロリ線の特定の損傷箇所の疲労状態を検出するものであり、車両の走行中にトロリ線や集電部品（主すり板と補助すり板）の摩耗量（疲労状態）を測定するものではない。
　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、時刻や天候に関係なく、車両の走行中に集電部品の摩耗量を定量的に見積もることができる摩耗量モニタリング装置及び当該装置を備えた車両、並びに摩耗量モニタリング方法を提供することを目的とする。
　本発明の少なくとも一実施形態に係る摩耗量モニタリング装置は、
　トロリ線に接触する集電部品が設置された車両の走行中に、前記集電部品の摩耗量をモニタリングする摩耗量モニタリング装置であって、
　前記集電部品から放出されるＡＥ波を検出するＡＥセンサと、
　前記ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギ又は累積検知回数によって前記集電部品の摩耗量を推定する推定装置と、
を備える。
　本発明の少なくとも一実施形態に係る摩耗量モニタリング方法は、
　トロリ線に接触する集電部品が取り付けられた車両の走行中に、前記集電部品の摩耗量をモニタリングする摩耗量モニタリング方法であって、
　前記集電部品から放出されるＡＥ波を検出するステップと、
　前記ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギ又は累積検知回数によって前記集電部品の摩耗量を推定するステップと、
を有する。
　本発明の少なくとも一実施形態に係る摩耗量モニタリング装置及び当該装置を備えた車両、並びに摩耗量モニタリング方法によれば、ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギ又は累積検知回数によって集電部品の摩耗量を推定することで、時刻や天候に関係なく、車両の走行中に集電部品の摩耗量を定量的に見積もることができる。
本開示の摩耗量モニタリング装置を採用可能な交通システムを概略的に示す図である。 図１に示した車両本体に設けられた集電装置の構成を概略的に示す図である。 集電部品の摩擦量をモニタリングする摩耗量モニタリング装置を概略的に示す図である。 図３に示した摩耗量モニタリング装置において一対の碍子間で検出されるＡＥ波の信号強度を示す図である。 図２に示した集電部品の集電時の摩耗を概略的に示す図である。 図１に示した車両の走行距離と車両本体に設けられた集電部品の摩耗量との関係を概略的に示す図である。 摩耗の種類とＡＥ波との関係を示す図である。 異常摩耗におけるＡＥ信号の波形を概略的に示す図であって、突発型波形を識別する閾値を小さく設定した例を示す図である。 異常摩耗におけるＡＥ信号の波形を概略的に示す図であって、突発型波形を識別する閾値を大きく設定した例を示す図である。 集電部品の摩耗量とＡＥ累積エネルギとの関係を示す図である。 摩耗量推定部を設けた波形解析装置を示すブロック図である。 集電部品の摩耗量と突発型波形の累積検知回数との関係を示す図である。 摩耗量推定部と摩耗量補正部を設けた波形解析装置を示すブロック図である。 本開示の変形例に係る摩耗量モニタリング装置を概略的に示す図である。 集電部品の摩耗量をモニタリングする本開示の摩耗量モニタリング方法を概略的に示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
［摩耗量モニタリング装置が適用される交通システム］
　図１は、本開示の摩耗量モニタリング装置を採用可能な交通システム１を概略的に示す図である。図１に示すように、本開示の摩耗量モニタリング装置を採用可能な交通システム１は、例えば、駆動輪にゴムタイヤが採用された案内軌条式旅客輸送システム（ＡＧＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｇｕｉｄｅｗａｙ　Ｔｒａｎｓｉｔ））等の新交通システムであるが、これに限定されるものではなく、電車や地下鉄、路面電車等の従来の交通システムにも採用可能である。交通システム１は、コンクリート製の走行路１０にガイドウェイ１２，１２を設け、走行輪にゴムタイヤ１４が採用された車両１６がガイドウェイ１２に誘導されながら進むように構成される。交通システム１では、さらに走行路１０の左右に壁１８，１８が設けられ、車両本体２０の側面に設けられた案内輪２２が壁１８，１８に設けられた案内レール２４，２４に誘導される。また、交通システム１では、一方の壁１８にトロリ線２６，２６が設けられ、車両本体２０に集電装置２８，２８が設けられる。例えば、新交通システムには直流電流を供給するものと三相の交流電流を供給するものがあり、直流電流を供給する交通システム１では壁に二本のトロリ線２６，２６が設けられ、車両本体２０に二つの集電装置２８，２８が設けられるが、これに限られるものではない。尚、図１には車両本体２０の側面に設けられた集電装置２８，２８を示したが、集電装置は、これに限られるものではなく、例えば、電車や路面電車のように屋根の上に設けられたパンタグラフタイプの集電装置であってもよい。
［集電装置の構成］
　図２は、図１に示した車両本体２０に設けられた集電装置２８の構成を概略的に示す図である。図２に示すように、集電装置２８は、トロリ線２６から電気を得るための装置であって、車両１６の外表面を構成する外板３０の外側に設置された一対の碍子３２，３２と、一対の碍子３２，３２に支持された台座３４と、台座３４に立設された支柱３６と、支柱３６に揺動可能に支持されたアーム３８と、アーム３８の一端に設置された集電部品（シュー）４０と、アーム３８の他端と台座３４との間に設けられ、集電部品４０をトロリ線２６に接触するように弾性復元力が作用するバネ４２と、を備えている。
［摩耗量モニタリング装置］
　図３は、集電部品４０の摩耗量をモニタリングする摩耗量モニタリング装置４４を概略的に示す図である。集電部品４０の摩耗量モニタリング装置４４は、トロリ線２６に接触する集電部品４０（集電装置２８）が設置された車両１６の走行中に、集電部品４０の摩耗量をモニタリングする装置である。集電部品４０の摩耗量モニタリング装置４４は、材料が変形又は破壊される際に内部に蓄えていた弾性エネルギを音波（「弾性波」又は「ＡＥ波」という）として放出する現象（アコースティック・エミッション（Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ（以下「ＡＥ」という）））を利用するものである。集電部品４０の摩耗量モニタリング装置４４は、集電部品４０から放出されるＡＥ波を検出するＡＥセンサ４６と、ＡＥ波に基づいて集電部品４０の摩耗量を推定する推定装置４８と、を備えている。
　集電部品４０から放出されるＡＥ波は、集電部品４０が変形又は破壊される際に放出される弾性エネルギ（弾性波）であり、数１０ｋＨｚから数ＭＨｚの周波数の波である。ＡＥセンサ４６は、ＡＥ波を検出可能なセンサであり、例えば、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）等の圧電素子を内蔵する。ＡＥ波は固体を伝播するので、ＡＥセンサ４６を集電部品４０に設置する必要はなく、ＡＥセンサ４６を集電装置２８を構成する部品等に設置すればよい。数１０ｋＨｚから数ＭＨｚの周波数の波であるＡＥ波をＡＥセンサ４６に伝達するために、ＡＥセンサ４６と集電部品４０との間、又はＡＥセンサ４６と集電装置２８を構成する部品等との間にカプラント５０（接触媒質）を塗布する必要がある。接触媒質は、例えば、接着剤やシリコングリースであるが、水や油であってもよい。
［ＡＥセンサの設置位置］
　ＡＥセンサ４６は、上述したように集電装置２８を構成する部品等に設置すればよいので、例えば、図２に示すように、アーム３８の集電部品４０よりも支柱側となる場所Ａ、アーム３８の支柱３６よりも他端側となる場所Ｂ、台座３４の集電部品側となる場所Ｃ、又は外板３０を挟んで碍子３２の反対側となる場所Ｄのいずれか一つに設置可能である。場所Ｄは集電部品４０から離れるのでＡＥ波の信号強度が減衰する虞があるが本開示の発明者らによって十分な信号強度が得られることが確認された。一方、場所Ａは集電部品４０に近くＡＥ波の信号強度が強いが地絡の虞がある。
　図４は、図３に示した摩耗量モニタリング装置４４において一対の碍子間で検出されるＡＥ波の信号強度を示す図である。上述したように、外板３０を挟んで碍子３２の反対側となる場所Ｄは、外板３０の内側であるから風雨や紫外線に曝されることもないので、ＡＥセンサ４６の設置に適していると考えられる。そこで、一対の碍子間で検出されるＡＥ信号（ＡＥ波）の信号強度（後述するＡＥ累積エネルギ量）を本開示の発明者らが調べると、外板３０を挟んで碍子３２の反対側であって、外板３０の延在方向において碍子３２，３２の少なくとも一部と重なる位置にＡＥセンサ４６を設置することが好ましいことがわかった。外板３０の延在方向において碍子３２，３２の少なくとも一部と重なる位置は、集電部品側となる碍子３２Ａの端を０とし、碍子３２Ａから集電部品４０と反対側となる碍子３２Ｂの端を１．０とすると、図４に示す例では、０～０．２の位置、及び０．８から１．０の位置である。尚、集電部品側となる碍子３２Ａと重なる位置と集電部品４０と反対側となる碍子３２Ｂと重なる位置では信号強度が同じであるが、環境（雨）によってアーク放電が起こりやすい場合には集電部品４０と反対側となる碍子３２Ｂと少なくとも一部が重なる位置に設置することが好ましい。
　図３に示すように、推定装置４８は、アンプ５２及び波形解析装置５４により構成される。ＡＥ信号は非常に微弱なためにアンプ５２により４０から１００ｄＢ程度に増幅されて波形解析装置５４に入力される。
［集電部品の通電摩耗と異常摩耗］
　図５は、集電部品４０の集電時の摩耗を概略的に示す図である。図５に示すように、集電部品４０の集電時の摩耗には（ａ）通電に起因する摩耗（以下「通電摩耗」という）と（ｂ）アーク放電に起因する摩耗（以下「異常摩耗」という）があると考えられる。通電摩耗は集電部品４０の接触面に存在する微細な突起の溶融によって生じる摩耗であり、トロリ線２６に集電部品４０が接触した状態でトロリ線２６から集電部品４０に電流が流れることにより生じる。異常摩耗は空気の絶縁破壊（アーク放電）によって生じる摩耗であり、トロリ線２６から集電部品４０が離線することでトロリ線２６から集電部品４０に過大エネルギが供給されることにより生じる。例えば、降雪や降霜によってトロリ線２６と集電部品４０との間に雪や霜が噛み込まれると、トロリ線２６と集電部品４０が非接触状態となり異常摩耗となる。また、例えば、降雨や結露によってトロリ線２６と集電部品４０との間に雨や水滴が入り込んだ場合にもトロリ線２６と集電部品４０が非接触状態となり異常摩耗となる。
［車両の走行距離と集電部品の摩耗量］
　図６は、車両１６の走行距離と集電部品４０の摩耗量との関係を概略的に示す図である。車両１６の走行時には、上述した通電摩耗及び異常摩耗のほかに、トロリ線２６に接触した集電部品の相対運動を妨げる力（摩擦力）に起因する摩耗（以下「機械摩耗」という）が生じる。図６に示すように、機械摩耗及び通電摩耗による摩耗量は車両１６の走行距離に比例して増加し、異常摩耗はアーク放電が発生したときにだけ突発的に生じる。異常摩耗による摩耗量は一般的に機械摩耗及び通電摩耗に比べて大きく、急激に増加する。
［摩耗の種類とＡＥ波の関係］
　図７は、摩耗の種類とＡＥ波との関係を示す図である。機械摩耗では集電部品４０の正面（接触面）にすり疵が残り、通電摩耗では集電部品４０の正面にすり疵のほかに斑点疵が残る。また、異常摩耗では集電部品４０の正面にあばた状の疵が残る。波形解析装置５４に入力されるＡＥ信号の波形は、機械摩耗、通電摩耗及び異常摩耗で異なり、ＡＥ信号の波形によって機械摩耗、通電摩耗又は異常摩耗の識別が可能である。例えば、機械摩耗におけるＡＥ信号の周波数（以下「ＡＥ周波数」という）は０．３ＭＨｚから１．２ＭＨｚであり、通電摩耗におけるＡＥ周波数は０．６から１．３ＭＨｚある。また、異常放電におけるＡＥ周波数は０．９から１．７ＭＨである。また、ＡＥ信号の電圧（以下「ＡＥ電圧」という）は、機械摩耗、通電摩耗、異常摩耗の順に高い。これにより、ＡＥ周波数及びＡＥ電圧によって機械摩耗、通電摩耗又は異常摩耗の識別が可能である。また、機械摩耗及び通電摩耗におけるＡＥ信号の波形は連続型波形で構成され、突発型波形を含まないのに対して、異常摩耗におけるＡＥ信号の波形は連続型波形のほかに突発型波形が含まれる。
［突発型波形のＡＥエネルギと検知回数］
　図８Ａ及び図８Ｂは、異常摩耗におけるＡＥ信号に含まれる突発型波形を概略的に示す図である。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ＡＥ信号に含まれる突発型波形は、立ち上がりが鋭くその後減衰する波形であり、予め定められた振幅（閾値ＳＨ）よりも大きな振幅を有する一塊のＡＥ波である。ＡＥ計測では、ＡＥ波の積分値をエネルギ（以下「ＡＥエネルギ」という）と称し、振幅と時間の積（面積）で示される。また、ＡＥ計測では、上述した一塊のＡＥ波を１ヒット（検知回数１回）と数える。図８Ａは突発型波形を識別する閾値ＳＨを小さく設定した例を示す図であり、図８Ａには閾値ＳＨを超える二つの突発型波形が現れる。図８Ｂは突発型波形を識別する閾値ＳＨを大きく設定した例を示す図であり、同じ波形を示すが、図８Ｂには閾値ＳＨを超える一つの突発型波形が現れる。したがって、図８Ａに示す例のほうが図８Ｂに示す例よりも突発型波形のＡＥエネルギが大きくなり、図８Ａに示す例では検知回数が二回となるが図８Ｂに示す例では検知回数が一回となる。
［集電部品の摩耗量とＡＥ累積エネルギ］
　図９は、集電部品４０の摩耗量とＡＥ累積エネルギとの関係を示す図である。図９に示すように、集電部品４０の摩耗量とＡＥ累積エネルギには相関関係があり、ＡＥ累積エネルギは集電部品４０の摩耗量に比例する。換言すると、集電部品４０の摩耗量はＡＥ累積エネルギに比例する。したがって、ＡＥ累積エネルギを計測することによって集電部品４０の摩耗量をモニタリングすることができる。
　上述したように、異常摩耗による摩耗量は一般的に機械摩耗及び通電摩耗に比べて大きく、急激に増大する。また、異常摩耗におけるＡＥ信号の波形には連続型波形のほかに突発型波形が含まれ、異常摩耗におけるＡＥ累積エネルギの大部分を突発型波形のＡＥ累積エネルギが占める。このことから突発型波形のＡＥ累積エネルギを計測することによって集電部品４０の異常摩耗量を推定できるという原理が導き出される。
　この原理に基づいて摩擦量を推定するために、図１０に示す波形解析装置５４は摩耗量推定部５６を有している。摩耗量推定部５６では、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギと集電部品の摩耗量の相関関係を予め求めることで、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギによって集電部品４０の摩耗量を推定する。例えば、摩耗量推定部５６ではＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギを逐次算出することによって集電部品４０の摩耗量を逐次推定してもよいが、予め定められた期間ごとにＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギを算出することによって予め定められた期間ごとに集電部品４０の摩耗量を推定してもよい。また、例えば、摩耗量推定部５６では予め設定した摩耗量に対応するＡＥ累積エネルギ（閾値）を設定しておき、その閾値に達したら集電部品４０の摩耗量が予め設定した摩耗量に到達したと推定してもよい。尚、このようにＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギによって集電部品４０の摩耗量を推定する場合には、ＡＥセンサ４６は、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形を検出するものであれば、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる連続型波形を検出しないものであってもよい。
　このような構成によれば、時刻や天候に関係なく、車両１６の走行中に集電部品４０の摩耗量を定量的に見積もることができる。
［集電部品の摩耗量と突発型波形の累積検知回数］
　図１１は、集電部品４０の摩耗量と突発型波形の累積検知回数との関係を示す図である。図１１に示すように、集電部品４０の摩耗量と突発型波形の累積検知回数（累積ヒット数）には相関関係があり、突発型波形の累積検知回数は集電部品４０の摩耗量に比例する。換言すると、集電部品４０の摩耗量は突発型波形の累積検知回数に比例する。このことから突発型波形の累積検知回数を計測することによって集電部品４０の摩耗量を推定できるという原理が導き出される。
　この原理に基づいて摩耗量を推定するために、摩耗量推定部５６では、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形の累積検知回数と集電部品４０の摩耗量の相関関係を予め求めることで、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形の検知回数によって集電部品４０の摩耗量を推定してもよい。例えば、摩耗量推定部５６ではＡＥ波に含まれる突発型波形の累積検知回数を逐次数えることによって集電部品４０の摩耗量を逐次推定してもよいが、予め定められた期間ごとに集電部品４０の摩耗量を推定してもよい。また、例えば、摩耗量推定部５６では予め設定した摩耗量に対応する突発型波形の検知回数（閾値）を設定しておき、その閾値に達したら集電部品４０の摩耗量が予め設定した摩耗量に到達したと推定してもよい。尚、このようにＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形の累積検知回数によって集電部品４０の摩耗量を推定する場合には、ＡＥセンサ４６は、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形を検出するものであれば、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる連続型波形を検出しないものであってもよい。
　このような構成によっても、時刻や天候に関係なく、車両１６の走行中に集電部品４０の摩耗量を定量的に見積もることができる。
［摩耗量の補正１］
　上述したように、集電部品４０の摩耗量とＡＥ累積エネルギには相関関係があり、ＡＥ累積エネルギは集電部品４０の摩耗量に比例するので、摩耗量推定部５６で推定された摩耗量をＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギによって補正してもよい。この場合には、図１２に示すように、波形解析装置５４に摩耗量補正部５８を設け、摩耗量推定部５６で推定された集電部品４０の摩耗量をＡＥ波に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギによって補正する。例えば、摩耗量補正部５８では、波形解析装置５４に入力されたＡＥ信号に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギを補正値とし、連続型波形のＡＥ累積エネルギ（補正値）に対応する摩耗量を、摩耗量推定部５６で推定された摩耗量に加算する。尚、補正値とする連続型波形のＡＥ累積エネルギの計測では、連続型波形の振幅に閾値を設け、その閾値を超える連続型波形のＡＥ累積エネルギを補正値としてもよい。また、ＡＥ信号に含まれる連続型波形には、異常摩耗におけるＡＥ信号に含まれる連続型波形のほか、機械摩耗におけるＡＥ信号に含まれる連続型波形、及び通電摩耗におけるＡＥ信号に含まれる連続型波形がある。機械摩耗、通電摩耗又は異常摩耗は、ＡＥ周波数及びＡＥ電圧によって識別可能であるから、機械摩耗、通電摩耗又は異常摩耗における連続型波形のＡＥ累積エネルギをそれぞれ区別して補正値としてもよい。
　このような構成によれば、異常摩耗、機械摩耗及び通電摩耗におけるＡＥ信号に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギが補正値となるので、連続型波形のＡＥ累積エネルギ（補正値）に対応する摩耗量を、摩耗量推定部５６で推定された摩耗量に加算することで、異常摩耗の大部分を占める摩耗量だけでなく、異常摩耗の残りの摩耗量、機械摩耗及び通電摩耗の摩耗量を含む、集電部品４０の全摩耗量を推定することができる。
［摩耗量の補正２］
　また、摩耗量推定部５６で推定された摩耗量は異常摩耗の摩耗量であるから、機械摩耗及び通電摩耗による摩耗量によって補正するものとしてもよい。この場合に、機械摩耗及び通電摩耗はＡＥ信号（ＡＥ波）以外のパラメータで補正するものとしてもよい。ＡＥ波以外のパラメータは、例えば、機械摩耗及び通電摩耗と比例関係にある車両１６の走行距離であり、車両１６の走行距離に対応する摩耗量を補正値とし、車両１６の走行距離に対応する摩耗量（補正値）を、摩耗量推定部５６で推定された摩耗量に加算してもよい。
　このように補正すれば、機械摩耗及び通電摩耗による摩耗量（補正値）を、摩耗量推定部５６で推定された摩耗量に加算することで、機械摩耗及び通電摩耗の摩耗量を含む集電部品４０の全摩耗量を推定することができる。
［本開示の摩耗量モニタリング装置の変形例］
　図１３は、本開示の変形例に係る摩耗量モニタリング装置６０を概略的に示す図である。図１３に示すように、本開示の変形例に係る摩耗量モニタリング装置６０は、上述した摩耗量モニタリング装置４４に警報装置６２を備えたものであり、警報装置６２は、推定装置４８（波形解析装置５４）で推定された集電部品４０の摩耗量が予め定められた摩耗量（閾値）を超えた場合に警報を発令する。
　ＡＥ累積エネルギの増加が急なほど摩耗が進展するので、警報装置６２は、集電部品４０の摩耗量増加分に対するＡＥ累積エネルギの増加分（増加率Ｘ）に応じて警報を発令するものとしてもよい（増加率Ｘ＝ＡＥ累積エネルギの増加分Δ１／集電部品の摩耗量増加分Δ２）。例えば、増加率Ｘが定数Ａよりも大の場合（Ｘ＞Ａ）に集電部品４０の交換準備の警報を発令するものとし、増加率Ｘが定数Ｂよりも大の場合（Ｘ＞Ｂ）に集電部品４０の交換注意の警報を発令する。また、増加率Ｘが定数Ｃよりも大の場合（Ｘ＞Ｂ）に定常摩耗の警報を発令する。尚、定数Ａ，Ｂ，Ｃは運転条件（集電部品４０への印加電圧や集電部品の材料）によって定まる定数である。
　このような構成によれば、集電部品４０が摩耗により使えなくなる前に集電部品４０の交換を促すことができるので、交通システム１の安全な運行に寄与することができる。
［ＡＥ波のＡＥ累積エネルギと集電部品の摩耗量］
　集電部品４０から放出されるＡＥ波のＡＥ累積エネルギは、集電部品４０の摩耗量に比例する。これを数式で表すと下記の数式１となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　　　Ｐ　　：トロリ線に押し付ける集電部品の押付荷重
　　　Ｐｍ　：集電部品（シュー）の塑性流動圧力
　　　ｅＡＥ　：単位摩耗距離あたりのＡＥエネルギ
　これにより、ＡＥ波のＡＥ累積エネルギによって集電部品４０の摩耗量を推定することができる。
［摩耗量モニタリング方法］
　図１４は、集電部品４０の摩耗量モニタリング方法を概略的に示すフローチャートである。集電部品４０の摩耗量モニタリング方法は、トロリ線２６に接触する集電部品４０が設置された車両１６の走行中に集電部品４０の摩耗量をモニタリングする摩耗量モニタリング方法であって、集電部品４０から放出されるＡＥ波を検出するステップ（Ｓ１）と、ＡＥ波に基づいて集電部品の摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）と、を有する。
　ＡＥ波を検出するステップ（Ｓ１）では、ＡＥセンサ４６が集電部品４０から放出されたＡＥ波を検出する。そして、ＡＥセンサ４６で検出されたＡＥ波はアンプ５２によって増幅されて波形解析装置５４に入力され、波形解析装置５４に集積される（ステップＳ２）。
［摩耗量の推定１］
　ＡＥ波に基づいて集電部品４０の摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）では、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギと集電部品４０の摩耗量を予め求め、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギによって集電部品４０の摩耗量を推定する。例えば、ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギを逐次算出することによって集電部品４０の摩耗量を逐次推定してもよいが、予め定められた期間ごとにＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギを算出することによって予め定められた期間ごとに集電部品４０の摩耗量を推定してもよい。
　このような方法によれば、時刻や天候に関係なく、車両１６の走行中に集電部品４０の摩耗量を定量的に見積もることができる。
［摩耗量の推定２］
　また、ＡＥ波に基づいて集電部品４０の摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）では、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形の累積検知回数と集電部品４０の摩耗量の相関関係を予め求め、ＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる突発型波形の検知回数によって集電部品４０の摩耗量を推定してもよい。例えば、ＡＥ波に含まれる突発型波形の累積検知回数を逐次数えることによって集電部品４０の摩耗量を逐次推定してもよいが、予め定められた期間ごとに集電部品４０の摩耗量を推定してもよい。
　このような方法によっても、時刻や天候に関係なく、車両１６の走行中に集電部品４０の摩耗量を定量的に見積もることができる。
［摩耗量の補正１］
　摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）では、推定された集電部品４０の摩耗量をＡＥ信号（ＡＥ波）に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギによって補正してもよい。この場合には、ＡＥ信号に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギによって推定された集電部品４０の摩耗量をＡＥ信号に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギによって補正する。例えば、ＡＥ信号に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギを補正値とし、連続型波形のＡＥ累積エネルギ（補正値）に対応する摩耗量を、摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）で推定された摩耗量に加算する。尚、補正値とする連続型波形のＡＥ累積エネルギの計測では、連続型波形の振幅に閾値を設け、その閾値を超える連続型波形のＡＥ累積エネルギを補正値としてもよい。また、機械摩耗、通電摩耗又は異常摩耗は、ＡＥ周波数及びＡＥ電圧によって識別可能であるから、機械摩耗、通電摩耗又は異常摩耗における連続型波形のＡＥ累積エネルギをそれぞれ区別して補正値としてもよい。
　このような方法によれば、異常摩耗、機械摩耗及び通電摩耗におけるＡＥ信号に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギが補正値となるので、連続型波形のＡＥ累積エネルギ（補正値）に対応する摩耗量を、摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）で推定された摩耗量に加算することで、異常摩耗の大部分を占める摩耗量だけでなく、異常摩耗の残りの摩耗量、機械摩耗及び通電摩耗の摩耗量を含む、集電部品４０の全摩耗量を推定することができる。
　［摩耗量の補正２］
　また、摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）では、推定された集電部品４０の摩耗量を機械摩耗及び通電摩耗による摩耗量によって補正してもよい。この場合に、機械摩耗及び通電摩耗はＡＥ信号（ＡＥ波）以外のパラメータで補正するものとしてもよい。ＡＥ波以外のパラメータは、例えば、機械摩耗及び通電摩耗と比例関係にある車両１６の走行距離であり、車両１６の走行距離に対応する摩耗量を補正値とし、車両１６の走行距離に対応する摩耗量（補正値）を、摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）で推定された摩耗量に加算してもよい。
　このように補正すれば、機械摩耗及び通電摩耗による摩耗量を摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）で推定された摩耗量に加算することで、機械摩耗及び通電摩耗の摩耗量を含む集電部品４０の全摩耗量を推定することができる。
［本開示の摩耗量モニタリング方法の変形例］
　本開示の変形例に係る摩耗量モニタリング方法は、警報を発令するステップ（Ｓ５）を備えている。警報を発令するステップ（Ｓ５）では、集電部品４０の摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）で推定された集電部品４０の摩耗量が予め定められた摩耗量（閾値）を超えた場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）に警報を発令する。
　ＡＥ累積エネルギの増加が急なほど摩耗が進展するので、集電部品４０の摩耗量増加分に対するＡＥ累積エネルギの増加分（増加率Ｘ）に応じて警報を発令するものとしてもよい（増加率Ｘ＝ＡＥ累積エネルギの増加分Δ１／集電部品の摩耗量増加分Δ２）。例えば、増加率Ｘが定数Ａよりも大の場合（Ｘ＞Ａ）に集電部品４０の交換準備の警報を発令するものとし、増加率Ｘが定数Ｂよりも大の場合（Ｘ＞Ｂ）に集電部品４０の交換注意の警報を発令する。また、増加率Ｘが定数Ｃよりも大の場合（Ｘ＞Ｂ）に定常摩耗の警報を発令する。
　このような方法によれば、集電部品４０が摩耗により使えなくなる前に交換を促すことができるので、交通システム１の安全な運行に寄与することができる。
　上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
　［１］一の態様に係る摩耗量モニタリング装置は、トロリ線（２６）に接触する集電部品（４０）が設置された車両（１６）の走行中に、前記集電部品（４０）の摩耗量をモニタリングする集電部品（４０）の摩耗量モニタリング装置（４４）であって、前記集電部品（４０）から放出されるＡＥ波を検出するＡＥセンサ（４６）と、前記ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギ又は累積検知回数によって前記集電部品の摩耗量を推定する推定装置（４８）と、を備える。
　このような構成によれば、時刻や天候に関係なく、車両（１６）の走行中に集電部品（４０）の摩耗量を定量的に見積もることができる。
　［２］別の態様に係る摩耗量モニタリング装置は、［１］に記載の摩耗量モニタリング装置であって、前記車両（１６）は、前記集電部品（４０）が取り付けられた車両本体（２０）を備え、前記ＡＥセンサ（４６）は、前記車両本体（２０）に設置される。
　このような構成によれば、ＡＥセンサ（４６）は集電部品（４０）が取り付けられた車両本体（２０）とともに移動することができる。
　［３］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング装置は、［２］に記載の摩耗量モニタリング装置であって、前記車両本体（２０）は、前記車両（１６）の外表面を構成する外板（３０）を備え、前記集電部品（４０）は、前記外板（３０）の外側に設置された碍子（３２、３２）に支持され、前記ＡＥセンサ（４６）は、前記外板（３０）を挟んで前記碍子（３２，３２）の反対側に設置される。
　このような構成によれば、ＡＥセンサ（４６）を風雨から保護することができる。
　［４］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング装置は、［３］に記載の摩耗量モニタリング装置であって、前記ＡＥセンサ（４６）は、前記外板（３０）の延在方向において前記碍子（３２，３２）の少なくとも一部と重なる位置に設置される。
　このような構成によれば、ＡＥセンサ（４６）が検出するＡＥ波の強度を確保することができる。
　［５］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング装置は、［１］から［４］のいずれか一つに記載の摩耗量モニタリング装置であって、前記突発型波形は、予め定められた振幅よりも大きな振幅を有する。
　このような構成によれば、突発型波形の識別を容易に行うことができる。
　［６］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング装置は、［１］から［５］のいずれか一つに記載の摩耗量モニタリング装置であって、前記推定装置（４８）は、前記推定装置（４８）で推定された前記集電部品（４０）の摩耗量を前記ＡＥ波に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギによって補正する。
　このような構成によれば、異常摩耗、機械摩耗及び通電摩耗におけるＡＥ信号に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギが補正値となるので、異常摩耗におけるＡＥ信号に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギだけでは推定できない集電部品（４０）の全摩耗量を推定することができる。
　［７］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング装置は、［１］から［６］のいずれか一つに記載の集電部品（４０）の摩耗量モニタリング装置（４４）であって、前記集電部品（４０）の摩耗量が予め定められた摩耗量を超えた場合に警報を発令する警報装置（６２）を備える。
　このような構成によれば、警報装置（６２）は集電部品（４０）の摩耗量が予め定められた摩耗量を超えた場合に警報を発令することで、集電部品（４０）の交換を促すことができる。これにより、集電部品（４０）が摩耗により使えなくなる前に集電部品（４０）の交換を促すことができるので、交通システム（１）の安全な運行に寄与することができる。
　［８］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング装置は、［１］から［７］のいずれか一つに記載の摩耗量モニタリング装置であって、前記ＡＥ波のＡＥ累積エネルギは、前記集電部品（４０）の摩耗量に比例する。
　このような構成によれば、ＡＥ波のＡＥ累積エネルギによって集電部品（４０）の摩耗量を推定することができる。
　［９］一の態様に係る車両は、［１］から［８］のいずれか一つに記載の集電部品（４０）の摩耗量モニタリング装置（４４）を備える。
　このような構成によれば、集電部品（４０）の摩耗量を定量的に見積もることができる。
　［１０］一の態様に係る摩耗量モニタリング方法は、トロリ線（２６）に接触する集電部品（４０）が設置された車両（１６）の走行中に、前記集電部品（４０）の摩耗量をモニタリングする集電部品（４０）の摩耗量モニタリング方法であって、前記集電部品（４０）から放出されるＡＥ波を検出するステップ（Ｓ１）と、前記ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギ又は累積検知回数によって前記集電部品（４０）の摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）と、を有する。
　このような方法によれば、時刻や天候に関係なく、車両（１６）の走行中に集電部品（４０）の摩耗量を定量的に見積もることができる。
　［１１］別の態様に係る摩耗量モニタリング方法は、［１０］に記載の摩耗量モニタリング方法であって、前記突発型波形は、予め定められた振幅よりも大きな振幅の波形である。
　このような方法によれば、突発型波形の識別を容易にすることができる。
　［１２］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング方法は、［１０］又は［１１］に記載の摩耗量モニタリング方法であって、前記摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）は、前記摩耗量を推定するステップ（Ｓ３）で推定された集電部品（４０）の摩耗量を前記ＡＥ波に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギによって補正する。
　このような方法によれば、異常摩耗、機械摩耗及び通電摩耗におけるＡＥ信号に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギが補正値となるので、異常摩耗におけるＡＥ信号に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギだけでは推定できない集電部品（４０）の全摩耗量を推定することができる。
　［１３］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング方法は、［１０］から［１２］のいずれか一つに記載の摩耗量モニタリング方法であって、前記集電部品（４０）の摩耗量が予め定められた摩耗量を超えた場合に警報を発令するステップ（Ｓ５）を有する。
　このような方法によれば、警報を発令するステップ（Ｓ５）は集電部品（４０）の摩耗量が予め定められた摩耗量を超えた場合に警報を発令することで、集電部品（４０）の交換を促すことができる。これにより、集電部品（４０）が摩耗により使えなくなる前に集電部品（４０）の交換を促すことができるので、交通システム１の安全な運行に寄与することができる。
　［１４］さらに別の態様に係る摩耗量モニタリング方法は、［１０］から［１３］のいずれか一つに記載の摩耗量モニタリング方法であって、前記ＡＥ波のＡＥ累積エネルギは、前記集電部品（４０）の摩耗量に比例する。
　このような方法によれば、ＡＥ波のＡＥ累積エネルギによって集電部品（４０）の摩耗量を推定することができる。
１　　交通システム
１０　　走行路
１２　　ガイドウェイ
１４　　ゴムタイヤ（走行輪）
１６　　車両
１８　　壁
２０　　車両本体
２２　　案内輪
２４　　案内レール
２６　　トロリ線
２８　　集電装置
３０　　外板
３２，３２Ａ，３２Ｂ　　碍子
３４　　台座
３６　　支柱
３８　　アーム
４０　　集電部品（シュー）
４２　　バネ
４４　　摩耗量モニタリング装置
４６　　ＡＥセンサ
４８　　推定装置
５０　　カップラント
５２　　アンプ
５４　　波形解析装置
５６　　摩耗量推定部
５８　　摩耗量補正部
６０　　摩耗量モニタリング装置（変形例）
６２　　警報装置

Claims (14)

  1. 　トロリ線に接触する集電部品が設置された車両の走行中に、前記集電部品の摩耗量をモニタリングする摩耗量モニタリング装置であって、
    　前記集電部品から放出されるＡＥ波を検出するＡＥセンサと、
    　前記ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギ又は累積検知回数によって前記集電部品の摩耗量を推定する推定装置と、
    を備えた摩耗量モニタリング装置。
  2. 　前記車両は、前記集電部品が取り付けられた車両本体を備え、
    　前記ＡＥセンサは、前記車両本体に設置される、
    請求項１に記載の摩耗量モニタリング装置。
  3. 　前記車両本体は、前記車両の外表面を構成する外板を備え、
    　前記集電部品は、前記外板の外側に設置された碍子に支持され、
    　前記ＡＥセンサは、前記外板を挟んで前記碍子の反対側に設置される、
    請求項２に記載の摩耗量モニタリング装置。
  4. 　前記ＡＥセンサは、前記外板の延在方向において前記碍子の少なくとも一部と重なる位置に設置される、
    請求項３に記載の摩耗量モニタリング装置。
  5. 　前記突発型波形は、予め定められた振幅よりも大きな振幅を有する、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の摩耗量モニタリング装置。
  6. 　前記推定装置は、前記推定装置で推定された前記集電部品の摩耗量を前記ＡＥ波に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギによって補正する、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の摩耗量モニタリング装置。
  7. 　前記集電部品の摩耗量が予め定められた摩耗量を超えた場合に警報を発令する警報装置を備えた請求項１から４のいずれか一項に記載の摩耗量モニタリング装置。
  8. 　前記ＡＥ波のＡＥ累積エネルギは、前記集電部品の摩耗量に比例する、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の摩耗量モニタリング装置。
  9. 　請求項１から４のいずれか一項に記載の摩耗量モニタリング装置を備えた車両。
  10. 　トロリ線に接触する集電部品が設置された車両の走行中に、前記集電部品の摩耗量をモニタリングする摩耗量モニタリング方法であって、
    　前記集電部品から放出されるＡＥ波を検出するステップと、
    　前記ＡＥ波に含まれる突発型波形のＡＥ累積エネルギ又は累積検知回数によって前記集電部品の摩耗量を推定するステップと、
    を有する摩耗量モニタリング方法。
  11. 　前記突発型波形は、予め定められた振幅よりも大きな振幅の波形である、
    請求項１０に記載の摩耗量モニタリング方法。
  12. 　前記摩耗量を推定するステップは、前記摩耗量を推定するステップで推定された集電部品の摩耗量を前記ＡＥ波に含まれる連続型波形のＡＥ累積エネルギによって補正する、
    請求項１０又は１１に記載の摩耗量モニタリング方法。
  13. 　前記集電部品の摩耗量が予め定められた摩耗量を超えた場合に警報を発令するステップを有する、請求項１０又は１１に記載の摩耗量モニタリング方法。
  14. 　前記ＡＥ波のＡＥ累積エネルギは、前記集電部品の摩耗量に比例する、請求項１０又は１１に記載の摩耗量モニタリング方法。
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