JP6882909B2 - Diagnostic system and diagnostic method - Google Patents
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Description
本発明は、列車などの走行体の非接触通信の診断システム、及び、診断方法に関する。 The present invention relates to a diagnostic system for non-contact communication of a traveling body such as a train, and a diagnostic method.
走行体としての列車の制御システムにおいては、列車の走行を制御するために、走行中の列車の位置、そして、走行区間の速度制限情報等が地上側から列車に取得されるようにしている。詳しくは、車体の床下に設置された車上子と、列車が走行する軌道上に設置された地上子との間で、磁気結合を利用した非接触通信を実現することによって、列車の制御装置が制御情報を受信している。すなわち、車上子が出力する電力波によって地上子が起動されると、地上子は、位置や制限速度等の記録情報を、情報波として、車上子に無線によって非接触で送信する。 In the train control system as a traveling body, in order to control the traveling of the train, the position of the traveling train, the speed limit information of the traveling section, and the like are acquired by the train from the ground side. Specifically, the train control device by realizing non-contact communication using magnetic coupling between the on-board element installed under the floor of the car body and the ground element installed on the track on which the train travels. Is receiving control information. That is, when the ground element is activated by the power wave output by the on-board element, the ground element wirelessly transmits the recorded information such as the position and the speed limit to the on-board element as an information wave in a non-contact manner.
列車が走行中に、その位置や速度制限等の制御情報を取得できるようにするために、駅間ばかりでなく閑散線区間を含む走行区間の全域に亘って地上子が設置されている。そのため、地上子のメンテナンスやその健全性の確認、さらに、地上子の交換等に多くの手間とコストを費やしているという課題がある。 In order to be able to acquire control information such as the position and speed limit while the train is running, ground elements are installed not only between stations but also over the entire running section including the off-line section. Therefore, there is a problem that a lot of labor and cost are spent on maintenance of the ground element, confirmation of its soundness, and replacement of the ground element.
そこで、営業車両を利用して地上子を保全するという予防保全が提案されており、例えば、特許文献1には、車上子が地上子から受信する情報波のレベルを所定のタイミング毎に記録し、受信レベルが所定値に達した回数をカウントすることで地上子からの情報波レベルの低下を検知する発明が開示されている。
Therefore, preventive maintenance has been proposed in which the ground element is maintained by using a commercial vehicle. For example, in
そして、特許文献2には、列車に設けられた車上子と地上子との間の通信品質を測定する手段として、車上子が地上子から受信した無線パケット数と列車の速度とを用いて車上子及び地上子間の通信距離を算出し、これを、通信方式、アンテナ利得、そして、送信出力等で決定される固定値からなる判定値と比較して、通信距離の劣化を判定する発明が開示されている。
Then, in
しかしながら、従来のシステムは、車上子と地上子との間で行われている非接触通信を的確に診断する上で十分でないという課題があった。そこで、本発明は、車上子と地上子との間で行われた非接触通信を診断して、通信品質が低下している、車上子、及び、/又は、地上子を判定することによって、走行体の非接触通信機能の予防保全を的確に実現し得る診断システム及び診断方法を提供することを目的とする。 However, the conventional system has a problem that it is not sufficient for accurately diagnosing the non-contact communication between the on-board element and the ground element. Therefore, the present invention diagnoses the non-contact communication performed between the vehicle-mounted element and the ground element, and determines the vehicle-mounted element and / or the ground element whose communication quality is deteriorated. It is an object of the present invention to provide a diagnostic system and a diagnostic method capable of accurately realizing preventive maintenance of the non-contact communication function of a traveling body.
前記目的を達成するために本発明は、複数の走行体夫々の非接触通信を診断する診断システムであって、当該複数の走行体夫々は走行路に沿って走行し、前記走行路に沿って、複数の地上子が順に配置され、前記複数の走行体夫々が前記走行路に沿って走行する過程で前記複数の地上子の夫々と非接触通信が可能である車上子が前記複数の走行体夫々に設置され、前記診断システムは、前記車上子と前記複数の地上子夫々との間の通信品質を管理する管理装置を備え、当該管理装置は、前記車上子と前記複数の地上子との間の非接触通信の実行結果から、当該複数の地上子夫々について、当該非接触通信を診断するための管理パラメータを算出し、前記複数の走行体夫々に設置された車上子毎に前記管理パラメータを記録するようにした。さらに本発明は、この診断のための方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is a diagnostic system for diagnosing non-contact communication of each of a plurality of traveling bodies, and the plurality of traveling bodies each travel along a traveling path and along the traveling path. , A plurality of ground elements are arranged in order, and a vehicle-mounted element capable of non-contact communication with each of the plurality of ground elements in a process in which the plurality of traveling bodies travel along the traveling path is the plurality of traveling bodies. Installed on each body, the diagnostic system includes a management device that manages the communication quality between the vehicle-mounted child and the plurality of ground-based children, and the management device includes the vehicle-mounted child and the plurality of ground-based children. From the execution result of the non-contact communication with the child, the management parameter for diagnosing the non-contact communication is calculated for each of the plurality of ground children, and each on-board child installed in each of the plurality of traveling bodies is calculated. The control parameters are recorded in. Furthermore, the present invention provides a method for this diagnosis.
本発明は、車上子と地上子との間で行われた非接触通信を診断して、通信品質が低下している、車上子、及び、/又は、地上子を判定することによって、走行体の非接触通信機能の予防保全を的確に実現することができる。 The present invention diagnoses the non-contact communication between the on-board element and the ground element to determine the on-vehicle element and / or the ground element whose communication quality is deteriorated. It is possible to accurately realize preventive maintenance of the non-contact communication function of the traveling body.
以下図面について、本発明の実施の形態を詳述する。図1は、列車2と、複数の列車2を統合管理する地上設備3と、を備える列車制御システム1の機能ブロック図である。列車制御システム1は、営業運転中の列車2の非接触通信を診断する診断システム実現する。列車2は、列車2を総合制御する制御システムを備え、列車制御システム1は、診断システムの管理装置を実現する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram of a
列車2は、走行路としての軌道上を走行する複数車両の編成であってよい。列車2は、その床下に車上子5を備え、軌道に沿って順に敷設された地上子4から情報波を受信する。軌道は複数の区間に区切られ、区間毎に地上子4が敷設されていてよい。列車2が営業運転中に地上子4を順次通過する際、車上子5と地上子4との間で、磁気結合を利用した非接触通信が行われる。非接触通信は、車上子5が出力する電力波により地上子4が起動され、地上子4内に保持されている位置情報や速度制限情報等の関連情報を、情報波として地上子4から車上子5に無線送信することによって確立される。
The
列車2の制御システムは、列車2の走行速度を計測する列車速度計測装置9と、車上子5から情報波を受信する情報波受信器6と、サブ診断システム100と、サブ診断システム100の判定結果を記録する判定結果記録装置11と、記録情報を地上設備3に送信する送信器12と、を備えている。列車速度計測装置9は、軌道上を転動する車輪9Aの回転に伴うパルス信号を計測する。
The control system of the
サブ診断システム100は、大別して、診断のための管理パラメータを算出する第1の処理モジュール7と、管理パラメータを評価するための基準を算出する第2の処理モジュール8と、地上子4及び車上子5の通信品質の劣化、低下、変化等を判定する劣化判定モジュール10とを備える。なお、モジュールという用語は、機能がメモリ、CPU等を備えるコンピュータのソフトウェアによって実現されることを示している。
The
第1の処理モジュール7は、情報波受信器6によって復号、及び、復調された情報波と、列車速度計測装置9によって測定された列車速度とに基づいて、管理パラメータを算出する。第1の処理モジュール7は、管理パラメータの一例として、車上子5が地上子4と通信できる軌道方向の距離としてのコンタクト長を算出する。第1の処理モジュール7は、通信可能距離(コンタクト長)の算出のために、データ長抽出モジュール13、受信時間演算モジュール15、そして、通信可能距離演算モジュール16を備える。
The first processing module 7 calculates management parameters based on the information wave decoded and demodulated by the
データ長抽出モジュール13は、情報波受信器6の復調後のデータからデータ長を抽出する。受信時間演算モジュール15は、このデータ長を情報波の伝送速度14で除して、情報波の受信時間を算出しこれを出力する。受信時間演算モジュール15は、メモリにアクセスして予め記録されている伝送速度14を取得すればよい。通信可能距離演算モジュール16は、列車速度計測装置9から受け取る列車速度に受信時間演算モジュール15から受け取る受信時間を掛けて通信可能距離を演算する。
The data
第2の処理モジュール8は、管理パラメータを評価するための基準を算出するために、上限速度抽出モジュール17と判定値算出モジュール19を備える。上限速度抽出モジュール17は、情報波受信器6の復調後のデータから走行区間の列車2の上限速度情報を抽出する。判定値算出モジュール19は、地上子4からの情報波を正常に受信するために少なくとも必要な時間として予め記録されている最小受信時間18を、上限速度抽出モジュール17から取得した上限速度に乗じることによって、列車2が前記走行区間を上限速度で走行する際に情報波の受信に必要な最小のコンタクト長(最小受信可能距離)を算出し、これに所定量のマージンを加えて、通信可能距離演算モジュール16の算出値を評価するための評価基準(判定値)を出力する。なお、判定値算出モジュール19は、メモリにアクセスして最小受信時間18を取得できる。
The
劣化判定モジュール10は、通信可能距離演算モジュール16から受け取る通信可能距離と、判定値算出モジュール19から受け取る判定値と、を比較して、前者が後者より小さい場合に、車上子5と地上子4との間の非接触通信品質が劣化していると判定する。なお、この劣化は、地上子4の通信機能が低下している、又は、車上子5の通信機能が低下している、又は、両方に起因している。
The
劣化判定モジュール10は、判定結果を、地上子4を識別する識別番号と車上子5の識別番号とに対応付けて、判定結果記録装置11に記録する。送信器12は、判定結果記録装置11の記録情報を地上設備3に無線送信する。
The
地上設備3は、受信器20と、データ蓄積装置21と、劣化箇所分析モジュール22と、そして、分析結果出力モジュール23とを備える。受信器20は、複数の列車2毎の送信器12から判定結果を受信する。データ蓄積装置21は、受信器20が受信したデータを蓄積するサーバであってよい。劣化箇所分析モジュール22は、データ蓄積装置21のデータを分析して、通信機能が劣化している、車上子5、及び/又は、地上子4を推定、特定、判定等する。分析結果出力モジュール23は分析結果の報知情報を生成して、これを表示する等の出力を実行する。地上設備3の少なくとも劣化箇所分析モジュール22は、診断システムの管理装置の一部を構成する。例えば管理装置は、サブ診断システム100、判定結果記録装置11、送信器12、受信器20、劣化箇所分析モジュール22及び分析結果出力モジュール23から構成される。なお、列車2のサブ診断システム100を地上設備3において実現するようにしてもよい。
The ground equipment 3 includes a
図2は、軌道300上を列車2が走行しているモデルの斜視図である。軌道300には、地上子4がB1,B2,B3の位置で順に敷設されている。列車2が軌道上を走行する際、列車2の車上子5は、これら複数の地上子4から情報波を順次受信する。軌道300は、列車2の上限速度が高速に設定されている高速区間25と、列車2の上限速度が低速に制限されている低速区間26とを含んでいる。地上子4(B1,B2)は高速区間25に存在し、地上子4(B3)は低速区間26に存在する。地上子4(B1,B2)は上限速度(高速)の情報を有し、地上子4(B3)は上限速度(低速)の情報を有している。既述のとおり上限速度抽出モジュール17は、車上子5が地上子4を通過する際に、地上子4からの情報波から上限速度の情報を抽出する。
FIG. 2 is a perspective view of a model in which the
列車2の速度に応じて、車上子5と地上子4との間の通信可能距離(管理パラメータ)は変化するため、通信可能距離が比較されるべき基準値としての最小通信可能距離27は、列車2の高速区間25と低速区間26では異なる値になるようにされている(判定値算出モジュール19)。高速区間25の上限速度が150[km/h]であり、低速区間26の上限速度が30[km/h]であり、車上子5が地上子4からの情報波を正常に受信するために必要な最小受信時間が10[ms]であると、地上子4(B1,B2)の最小通信可能距離27は、以下の数1により0.42[m]になり、地上子4(B3)の最小通信可能距離27は0.083[m]になる。
Since the communicable distance (management parameter) between the on-
[数1]
Lmin=Vmax×Tmin
Lmin:最小通信可能距離
Vmax:上限速度(例:高速区間:150[km/h],低速区間:30[km/h])
Tmin:最小受信時間(例:10[ms])
[Number 1]
Lmin = Vmax x Tmin
Lmin: Minimum communicable distance Vmax: Upper limit speed (Example: High-speed section: 150 [km / h], Low-speed section: 30 [km / h])
Tmin: Minimum reception time (example: 10 [ms])
列車上限速度、最小受信時間、地上子4の数、走行区間の分割数、通信可能距離判定のための計算式等は一例であり、既述のものに限定されない。例えば、天候、季節、気温等の外乱要因によって、最小通信可能距離が調整されてもよい。なお、送信器12から受信器20への送信は常時でもよいし、又は、列車2の運行終了時でもよい。
The maximum train speed, the minimum reception time, the number of
次に、劣化箇所分析モジュール22に分析処理を詳細に説明する。既述のとおり、データ蓄積装置21は、車上子5(A1,A2,A3,A4,・・・)と,地上子4(B1,B2,B3,B4,・・・)との間の劣化判定結果(劣化判定モジュール10)を、車上子識別番号、地上子識別番号、通信可能距離(通信可能距離演算モジュール16)、通信時刻などを関連付けて蓄積している。図3は、データ蓄積装置21のデータ構造の一例を示している。“OK”は、車上子5と地上子4との間の非接触通信の品質が劣化していないことを示し、反面、“NG”は、この非接触通信が劣化していることを示している。図3のTB10においては、車上子A3と地上子B1、車上子A3と地上子B3、車上子A3と地上子B4の夫々の組合せ(TB11)が劣化判定になっている。劣化判定が車上子A3に集中していることから、車上子A3の通信機能が劣化していることが推定、特定、そして、判定等できる。
Next, the analysis process will be described in detail in the deteriorated
図3のTB20においては、車上子A1と地上子B2、車上子A2と地上子B2、車上子A4と地上子B2の夫々の組合せ(TB21)が劣化判定になっている。劣化判定が地上子B2に集中していることから、地上子B2の通信機能が劣化していることが特定できる。 In TB20 of FIG. 3, each combination (TB21) of the on-board element A1 and the ground element B2, the on-board element A2 and the ground element B2, and the on-board element A4 and the ground element B2 is determined to be deteriorated. Since the deterioration determination is concentrated on the ground element B2, it can be identified that the communication function of the ground element B2 is deteriorated.
図3のTB30では、地上子4と車上子5との不規則かつ多数の組合せに劣化判定がある場合は、車上子5と地上子4の両方に劣化があるか、又は、天候等の外乱による通信障害の影響が推定される。そこで、劣化箇所分析モジュール22は、劣化の疑いがある車上子5と地上子4の組合せについて、図4のように通信可能距離を時系列順に並べ、短期的に日時の天候データを対応付けることにより、通信可能距離が悪天候によって一時的に劣化したことを明らかにできる。即ち、劣化箇所分析モジュール22は、劣化の疑いがある車上子5と地上子4の組合せについて、両者に通信機能の低下が無いことを明らかにできる。
In TB30 of FIG. 3, if there is deterioration judgment in an irregular and large number of combinations of the
さらに、図5に示すように、劣化箇所分析モジュール22は、劣化の疑いがない車上子5と地上子4の組合せでも、車上子5及び地上子4の経年変化に伴う、通信可能距離の長期的な変化の推移、例えば、通信可能距離の月平均値の変化の推移のプロットから近似関数を求めることにより、車上子5と地上子4の組合せの通信品質が、劣化判定モジュール10において、劣化したと判定されるであろう時期、即ち、両者の間で正常に通信が出来なくなる時期(推定故障時期)を予測することができる。そして、劣化箇所分析モジュール22は、推定故障時期の手前に、地上子4、及び/又は、車上子5の交換を推奨する時期を設定することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the deterioration
次に、地上設備3の劣化箇所分析モジュール22において実行される分析処理を図3のとおり説明したが、さらに以下の通り具体的に説明する。図6は、地上子4と車上子5との間の通信品質の判定結果から、実際に劣化が発生している地上子4の特定を説明するフローチャートである、図7は同様に車上子5の特定を説明するフローチャートである。劣化箇所分析モジュール22は、これらフローチャートを順番に実行する。このフローチャートを参照する上で、フローチャートに表示される符号の意味は次の通りである。
Ai:i番目の地上子(i=1,2,…,n)
Bj:j番目の車上子(j=1,2,…,m)
n:地上子の数
m:車上子の数
Xij:AiとBjの通信時の劣化判定結果(Xij=0:正常,Xji=1:劣化)
Di:Aiと通信劣化判定になった車上子の数
Dj:Bjと通信劣化判定になった地上子の数
ET:判定用閾値(0<ET≦1)
Next, the analysis process executed by the deterioration
Ai: i-th ground element (i = 1,2, ..., n)
Bj: jth on-board child (j = 1,2, ..., m)
n: Number of ground elements m: Number of on-board elements Xij: Deterioration judgment result during communication between Ai and Bj (Xij = 0: normal, Xji = 1: deterioration)
Di: Number of on-board elements judged to be communication deterioration with Ai Dj: Number of ground elements judged to be communication deterioration with Bj ET: Judgment threshold (0 <ET ≦ 1)
先ず、図6のフローチャートについて説明する。劣化箇所分析モジュール22は所定のイベントを契機としてフローチャートを開始する。例えば、イベントとしては、月に一度の点検日時がある。劣化箇所分析モジュール22は、一つの車上子5毎に全ての地上子4との通信品質を順番に評価していく。そこで、劣化箇所分析モジュール22は、“j”に“1”を設定し、“Dj”に“0”を設定して、第1の車上子5を設定してフローチャートを開始する(S100)。次に、劣化箇所分析モジュール22は、“i”に“1”を設定して、劣化の有無が判定されるべき第1の地上子4を設定する(S102)。
First, the flowchart of FIG. 6 will be described. The deterioration
次いで、劣化箇所分析モジュール22は、データ蓄積装置21(図1)の蓄積情報を参照して、地上子4と車上子5との組み合わせ(Xij)の判定結果(劣化判定モジュール10)をチェックする(S104)。劣化箇所分析モジュール22は、この判定を“劣化(Xij=1)”と判定すると(S104:Y)、Djに1を加算する(S106)。
Next, the deterioration
劣化箇所分析モジュール22は、前記判定を“劣化なし(Xij=0)”と判定すると(S104:N)と、i=nか否か(S108)、即ち、全ての地上子4について判定を行ったか否かをチェックし、これを否定すると(S108:N)、“i”に“1”を加算して(S110)、S104にリターンし次の地上子4の判定に移り、一方、S108を肯定すると(S108:Y)、S112に進む。
When the deterioration
S112では、劣化箇所分析モジュール22は、データ蓄積装置21(図1)の蓄積情報を参照して、判定対象の車上子5(Bj)との通信品質が劣化と判定された地上子4の数(Dj)が基準(ET*n)以上に多いか否かを判定する。即ち、劣化箇所分析モジュール22は、Dj≧ET*nか否かを判定し、これを否定する場合には、判定対象の車上子5との組み合わせにおいて、通信品質が劣化と判定された地上子4は少なく、車上子5の通信機能に劣化や障害は無いとして、S116に移行する。劣化箇所分析モジュール22は、S116において、全ての車上子5について判定を終了したか否か、即ち、j=mか否かを判定し、これを否定する場合には“j”に“1”を加算して(S118)S102にリターンし、次の車上子5の判定を継続し、S116を肯定すると全ての車上子5について判定が完了したとして、フローチャートを終了する。
In S112, the deterioration
劣化箇所分析モジュール22は、S112において、判定対象の車上子5(Bj)との通信品質が劣化していると判定された地上子4の数が基準以上であると判定するとS114に移行する。S114では、劣化箇所分析モジュール22は、地上子4との通信が劣化していると判定された車上子5(Bj)に、車上子5の通信機能以外の要因、例えば、既述のような雨、雪等の天候不良があったか否かを判定する。この判定は、既述したようなものでよい(図4参照)。劣化箇所分析モジュール22は、天候不良が関係していると判定(S114:Y)すると、車上子5(Bj)の通信機能に問題はないとしてS116に移行する。一方、劣化箇所分析モジュール22は、天候不良が関係していない判定(S114:N)すると、車上子5(Bj)の通信機能に問題があり劣化したと判定する(S115)。
The deterioration
劣化箇所分析モジュール22は、以上のフローチャートによって、全ての車上子5について通信機能が劣化しているか否かを判定し劣化している車上子5を特定することができる。劣化箇所分析モジュール22は、このフローチャートを終了すると、続いて、図7のフローチャートを開始させて、地上子4の劣化の有無を判定する。劣化箇所分析モジュール22は、一つの地上子4毎に全ての車上子5との通信品質を順番に評価していく。そこで、劣化箇所分析モジュール22は、“i”に“1”を設定し、“Di”に“0”を設定して、第1の地上子4を設定してフローチャートを開始する(S200)。次に、劣化箇所分析モジュール22は、“j”に“1”を設定して、劣化の有無が判定されるべき第1の車上子5を設定する(S202)。
The deterioration
次いで、劣化箇所分析モジュール22は、データ蓄積装置21(図1)の蓄積情報を参照して、地上子4と車上子5との組み合わせ(Xij)の判定結果(劣化判定モジュール10)をチェックする(S204)。劣化箇所分析モジュール22は、この判定を“劣化(Xij=1)”と判定すると(S204:Y)、Diに1を加算する(S206)。
Next, the deterioration
劣化箇所分析モジュール22は、前記判定を“劣化なし(Xij=0)”と判定すると(S204:N)と、j=mか否か(S208)、即ち、全ての車上子5について判定を行ったか否かをチェックし、これを否定すると(S208:N)、jに“1”を加算して(S210)、S204にリターンし次の車上子5の判定に移行し、一方、S208を肯定すると(S208:Y)、S212に進む。
When the deterioration
S212では、劣化箇所分析モジュール22は、データ蓄積装置21(図1)の蓄積情報を参照して、判定対象の地上子4(Ai)との通信品質が劣化と判定された車上子5の数(Di)が基準(ET*m)以上に多いか否かを判定する。即ち、劣化箇所分析モジュール22は、Di≧ET*mか否かを判定し、これを否定する場合には、判定対象の地上子4との組み合わせにおいて、通信品質が劣化と判定された車上子5は少なく、地上子4の通信機能に劣化や障害は無いとして、S216に移行する。劣化箇所分析モジュール22は、S216において、全ての地上子4について判定を終了したか否か、即ち、i=1か否かを判定し、これを否定する場合には“i”に“1”を加算してS202にリターンし、次の地上子4の判定を継続し、S216を肯定すると全ての地上子4について判定が完了したとして、フローチャートを終了する。
In S212, the deterioration
劣化箇所分析モジュール22は、S212において、判定対象の地上子4(Ai)との通信品質が劣化していると判定された車上子5の数が基準以上であると判定するとS214に移行する。S214では、劣化箇所分析モジュール22は、車上子5との通信が劣化していると判定された地上子4(Ai)に、地上子4の通信機能以外の要因、例えば、既述のような雨、雪等の天候不良があったか否かを判定する。劣化箇所分析モジュール22は、天候不良が関係していると判定(S214:Y)すると、地上子4(Ai)の通信機能に問題はないとしてS216に移行する。一方、劣化箇所分析モジュール22は、天候不良が関係していない判定(S214:N)すると、地上子4(Ai)の通信機能に問題があり劣化したと判定して(S215)、S216に移行する。
The deterioration
劣化箇所分析モジュール22は、以上のフローチャートによって、全ての地上子4について通信機能が劣化しているか否かを評価することができる。
The deterioration
既述の実施形態(図1乃至図7)によれば、地上子4と車上子5の非接触通信の通信状態や通信品質を通信可能距離(通信可能距離演算モジュール16)で診断、評価されているため、列車速度の大小に影響されることなく、通信機能が劣化している地上子4、及び/又は、車上子5を特定することができる。
According to the above-described embodiments (FIGS. 1 to 7), the communication state and communication quality of non-contact communication between the
さらに、既述の実施形態によれば、地上子4が設置された走行区間の上限速度を用いて、通信品質の劣化判定のための基準(判定値:判定値算出モジュール19)が決定されることから、走行区間ごとの地上子4に対して適切に劣化の有無を判定できる。例えば、地上子4と車上子5の通信時間が短い高速区間25では判定値が大きくなるため、地上子4の特性劣化を早期に検知して、地上子4の故障前に余裕を持って地上子4を交換することができる。一方,通信時間が十分な低速区間26では、判定値が小さくなることにより、地上子4の軽度の劣化を許容することにより地上子4の寿命を延ばすことができる。図2に関連して、判定値を上限速度に拘わらず固定値、例えば、高速区間25の0.42[m]とすると、低速区間26の地上子4(B3)に対しては過剰な判定値となり、地上子4の通信機能が実際には低下していないにも拘わらず、地上子4が劣化していると判定されてしまう。これに対し、低速区間26に合わせて判定値が高速区間25の5分の1である0.083[m]であれば、低速区間26の地上子4が不当に劣化と判定されることなくなく、地上子4の交換が早まることなく適切に実行される。
Further, according to the above-described embodiment, the reference (judgment value: judgment value calculation module 19) for determining the deterioration of communication quality is determined using the upper limit speed of the traveling section in which the
これらに対して、特許文献1に記載の従来技術では、地上子4と車上子5との間の実際の通信特性は、車上子5からの無線電力伝送によって地上子4が起動している時間と、地上子4からの情報波レベルによって決まるのにも拘わらず、情報波レベルだけをモニタしているに過ぎない。したがって、無線電力送受信部の劣化により通信に必要な時間または通信距離が確保できなくなることを見逃してしまうため、通信部の予防保全として十分ではない。
On the other hand, in the prior art described in
そして、特許文献2に記載の従来技術では、通信機能の劣化診断に用いる判定値が、使用する通信方式やアンテナ利得、送信出力等で決定される固定値であり、この固定値は最高速度に合わせた最も厳しい値が適用されるべきこととなるため、列車2の低速走行区間のように、短い通信距離で十分なパケットを受信可能な条件においては、過剰な判定基準となり、通信装置を交換する周期を不要に縮めることになる。さらに、従来技術では、通信可能距離によって通信装置の劣化が検出されても、劣化が地上子4か車上子5かに生じているかの区別ができなかった。
In the prior art described in
さらに、既述の実施形態によれば、診断システムが、地上子4の劣化を判定する際、地上設備に蓄積した複数の列車2(複数の車上子5)の管理パラメータを参照するために、地上子4の劣化判定と同時に車上子5の劣化判定も可能にする。したがって、地上子4、及び、車上子5を同時に交換することなく、通信機能に劣化が発生した、地上子4、又は、車上子5を交換すればよい。
Further, according to the above-described embodiment, when the diagnostic system determines the deterioration of the
既述の実施形態では、診断システムは、列車2の上限速度を地上子4の情報波から取得しているが、それ以外の通信手段を用いてもよいし、列車2にデータベースを備えて区間ごとに上限速度を予め記録してもよい。送信器12と受信器20との通信は、無線の他、有線通信、メモリカードを介した通信でもよい。
In the above-described embodiment, the diagnostic system acquires the upper limit speed of the
判定値算出モジュール19は、判定値に任意のマージンを加えたが、それに限らず、最小受信時間にマージンを加えたり、通信可能距離演算モジュール16によって演算された値からマージン分を差し引いたりしてもよい。データ長は、受信した情報波のパケット数によって決定されてもよいし、又は、データのビット数をカウントすることによって決定されてもよい。前者であれば,処理を簡素化できる利点があり、後者では、より高い分解能で通信可能距離の劣化を診断できる利点がある。
The determination
なお上述の実施の形態においては、データ長抽出モジュール13が抽出する情報波のデータ長に基づいて通信可能距離を算出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、受信レベルがさらに参照されてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the communicable distance is calculated based on the data length of the information wave extracted by the data
図8は、通信可能距離の算出に受信レベルを用いる列車制御システム30を示す。図8に示すように、管理パラメータを算出するのと同じタイミングで、列車31に設置された第3の処理モジュール32は、受信レベルが検知閾値34を超えている時間を計測することで、受信時間を算出する。受信レベルは、受信レベル抽出モジュール33によって情報波から抽出される。また検知閾値34はメモリに予め記憶されている。
FIG. 8 shows a
第3の処理モジュール32は、第1の処理モジュール7が算出する管理パラメータを検証するための専用のソフトウェア構成を有し、受信レベル抽出モジュール33、受信時間演算モジュール35及び通信可能距離演算モジュール36を備えて構成される。
The
受信時間演算モジュール35は、第1の処理モジュール7が算出した受信時間が正しいかを第3の処理モジュール32で算出する受信時間を用いることで検証する。例えば、第3の処理モジュール32が算出した値が第1の処理モジュール7の算出した値の7割に満たない場合は、受信レベルが何らかの理由で小さくなっていると受信時間演算モジュール35が、判定することができる。
The reception
また、例えば、第1の処理モジュール7の算出した値が第3の処理モジュール32の算出した値の7割に満たない場合は、ノイズ等の影響でデータ長が短くなっていると受信時間演算モジュール35が、判定することができる。なお第3の処理モジュール32の算出する受信時間を、第1の処理モジュール7の算出する受信時間の代わりに用いてもよい。
Further, for example, when the value calculated by the first processing module 7 is less than 70% of the value calculated by the
また上述の実施の形態においては、地上子4に設定される上限速度は固定とする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、地上子4に設定される上限速度が変更されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the upper limit speed set in the
図9は、地上子4に設定される上限速度を変更できる列車制御システム50を示す。図9に示すように分析結果出力モジュール23から出力される地上子4の劣化箇所の情報に基づいて、地上設備51に設置された上限速度設定モジュール52は、当該地上子4が設置されている区間の上限速度を小さく設定しなおし、地上子4が劣化したと判定されないようにする。
FIG. 9 shows a train control system 50 capable of changing the upper limit speed set on the
さらに上述の実施の形態においては、車上子判定処理によって劣化した車上子5が検出された後、地上子判定処理によって劣化した地上子4が検出される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、地上子判定処理によって劣化した地上子4が検出された後、車上子判定処理によって劣化した車上子5が検出されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the on-
さらに上述の実施の形態においては、上限速度が地上子4からの情報波から取得される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、上限速度は、地上設備3の他の機器からの情報から取得されてもよいし、列車2にデータベースを備え、当該データベースに区間毎の上限速度を予め記録し、当該データベースから上限速度が取得されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the upper limit speed is acquired from the information wave from the
さらに上述の実施の形態においては、最小通信可能距離27に例えば1より大きい所定の安全率を乗じた値を判定値とする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、最小受信時間Tminに1より大きい所定の安全率を乗じてもよいし、通信可能距離演算モジュール16によって算出される通信可能距離に1未満の所定の安全率を乗じてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where a value obtained by multiplying the minimum
さらに上述の実施の形態においては、OKかNGという2値の判定結果を用いて地上子4及び車上子5の劣化を判定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、〇,△,×といった3値以上の判定結果を用いて地上子4及び車上子5の劣化を判定してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the deterioration of the
さらに上述の実施の形態においては、判定結果を用いて地上子4及び車上子5の劣化を判定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、通信可能距離を用いて地上子4及び車上子5の劣化を判定してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the deterioration of the
さらに上述の実施の形態においては、各モジュールはそれぞれ専用のソフトウェア構成を有する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各モジュールはそれぞれ専用のハードウェア構成を有してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where each module has its own dedicated software configuration has been described, but the present invention is not limited to this, and each module may have its own dedicated hardware configuration.
なお通信可能距離を用いる場合は、月平均の値を用いてもよいし、日平均、年平均、移動平均等の値を用いてもよい。なお、当月平均値から前月平均値を減算した値等の通信可能距離の変化量を用いて地上子4及び車上子5の劣化を判定してもよい。
When the communicable distance is used, the monthly average value may be used, or the daily average, annual average, moving average, or the like may be used. The deterioration of the
1,30,50……列車制御システム、2,31……列車、3,51……地上設備、4……地上子、5……車上子、6……情報波受信器、7……第1の処理モジュール、8……第2の処理モジュール、9……列車速度計測装置、10……劣化判定モジュール、11……判定結果記録装置、12……送信器、13……データ長抽出モジュール、14……伝送速度、15,35……受信時間演算モジュール、16,36……通信可能距離演算モジュール、17……上限速度抽出モジュール、18……最小受信時間、19……判定値算出モジュール、20……受信器、21……データ蓄積装置、22……劣化箇所分析モジュール、23……分析結果出力モジュール、32……第3の処理モジュール、33……受信レベル抽出モジュール、34……検知閾値、52……上限速度設定モジュール。 1,30,50 ... train control system, 2,31 ... train, 3,51 ... ground equipment, 4 ... ground module, 5 ... on-board module, 6 ... information wave receiver, 7 ... 1st processing module, 8 ... 2nd processing module, 9 ... train speed measuring device, 10 ... deterioration judgment module, 11 ... judgment result recording device, 12 ... transmitter, 13 ... data length extraction Module, 14 ... Transmission speed, 15, 35 ... Reception time calculation module, 16, 36 ... Communicationable distance calculation module, 17 ... Upper limit speed extraction module, 18 ... Minimum reception time, 19 ... Judgment value calculation Module, 20 ... receiver, 21 ... data storage device, 22 ... deteriorated part analysis module, 23 ... analysis result output module, 32 ... third processing module, 33 ... reception level extraction module, 34 ... … Detection threshold, 52 …… Upper limit speed setting module.
Claims (7)
当該複数の走行体夫々は走行路に沿って走行し、
前記走行路に沿って、複数の地上子が順に配置され、
前記複数の走行体夫々が前記走行路に沿って走行する過程で前記複数の地上子の夫々と非接触通信が可能である車上子が前記複数の走行体夫々に設置され、
前記複数の地上子は、前記車上子が出力する電力波により起動されて、予め保持している情報を前記車上子に無線送信することで前記非接触通信を確立し、
前記診断システムは、
前記車上子と前記複数の地上子夫々との間の通信品質を管理する管理装置を備え、
当該管理装置は、
前記車上子と前記複数の地上子との間の非接触通信の実行結果から、当該複数の地上子夫々について、当該地上子からの信号を受信するのに要した受信時間と、当該車上子を有する走行体の走行速度と、に基づいて、前記車上子が前記地上子からの信号を受信できる距離としての通信可能距離を管理パラメータとして算出し、
前記地上子を設置した前記走行路の一定の区間における前記走行体の走行上限速度と、前記車上子が前記地上子からの信号を正常に受信するために必要な最小受信時間と、に基づいて判定値を算出し、
前記管理パラメータと前記判定値とを比較することで前記地上子と前車上子との組合せ毎に判定を行い、
前記複数の走行体夫々に設置された車上子毎に前記管理パラメータの判定結果を記録する
診断システム。 A diagnostic system that diagnoses non-contact communication between multiple vehicles.
Each of the plurality of traveling bodies travels along the traveling path,
A plurality of ground elements are arranged in order along the road.
In the process in which each of the plurality of traveling bodies travels along the traveling path, on-board elements capable of non-contact communication with each of the plurality of ground elements are installed in each of the plurality of traveling bodies.
The plurality of ground elements are activated by the power wave output by the on-board element, and wirelessly transmit the information held in advance to the on-board element to establish the non-contact communication.
The diagnostic system
A management device for managing the communication quality between the on-board child and each of the plurality of ground children is provided.
The management device is
From the execution result of non-contact communication between the on-board element and the plurality of ground elements, the reception time required to receive the signal from the on-board element and the on-board on the vehicle for each of the plurality of ground elements. Based on the traveling speed of the traveling body having the child, the communicable distance as the distance at which the on-board child can receive the signal from the ground element is calculated as a management parameter.
Based on the traveling upper limit speed of the traveling body in a certain section of the traveling path on which the ground element is installed, and the minimum reception time required for the on-board element to normally receive a signal from the ground element. Calculate the judgment value
By comparing the management parameter with the determination value, a determination is made for each combination of the ground element and the front vehicle upper element.
A diagnostic system that records the determination results of the management parameters for each on-board child installed on each of the plurality of traveling bodies.
請求項1記載の診断システム。 The diagnostic system according to claim 1, wherein the management device identifies an on-vehicle element or a ground element whose communication quality is deteriorated based on the management parameters for each on-vehicle element installed in each of the plurality of traveling bodies. ..
前記管理装置は、前記地上子から受信した走行上限速度を当該地上子が設置された区画の走行上限速度として前記判定値を算出する
請求項2記載の診断システム。 The ground element holds the position information and the traveling upper limit speed in advance, and wirelessly transmits the position information and the traveling upper limit speed to the on-board element.
The diagnostic system according to claim 2, wherein the management device calculates the determination value using the traveling upper limit speed received from the ground element as the traveling upper limit speed of the section in which the ground element is installed.
請求項3記載の診断システム。 The diagnostic system according to claim 3, wherein the management device instructs the ground element, which is identified as having deteriorated communication quality, to change the traveling upper limit speed to be held.
前記車上子が前記地上子から受信した信号から抽出されたデータ長を、当該信号の伝送速度で除することから前記受信時間を算出する
請求項4記載の診断システム。 The management device is
The diagnostic system according to claim 4, wherein the reception time is calculated by dividing the data length extracted from the signal received by the on-board child from the ground element by the transmission speed of the signal.
請求項4記載の診断システム。 The diagnostic system according to claim 4, wherein the management device extracts a reception level of a signal received by the on-board child from the ground element, and sets a time when the reception level exceeds a threshold value as the reception time.
当該複数の走行体夫々は走行路に沿って走行し、
前記走行路に沿って、複数の地上子が順に配置され、
前記複数の走行体夫々が前記走行路に沿って走行する過程で前記複数の地上子の夫々と非接触通信が可能である車上子が前記複数の走行体夫々に設置され、
前記複数の地上子は、前記車上子が出力する電力波により起動されて、予め保持している情報を前記車上子に無線送信することで前記非接触通信を確立し、
前記車上子と前記複数の地上子夫々との間の通信品質を管理する管理装置は、
前記車上子と前記複数の地上子との間の非接触通信の実行結果から、当該複数の地上子夫々について、当該地上子からの信号を受信するのに要した受信時間と、当該車上子を有する走行体の走行速度と、に基づいて、前記車上子が前記地上子からの信号を受信できる距離としての通信可能距離を管理パラメータとして算出し、
前記地上子を設置した前記走行路の一定の区間における前記走行体の走行上限速度と、前記車上子が前記地上子からの信号を正常に受信するために必要な最小受信時間と、に基づいて判定値を算出し、
前記管理パラメータと前記判定値とを比較することで前記地上子と前車上子との組合せ毎に判定を行い、
前記複数の走行体夫々に設置された車上子毎に前記管理パラメータの判定結果を記録する
診断方法。 It is a diagnostic method for diagnosing non-contact communication between multiple vehicles.
Each of the plurality of traveling bodies travels along the traveling path,
A plurality of ground elements are arranged in order along the road.
In the process in which each of the plurality of traveling bodies travels along the traveling path, on-board elements capable of non-contact communication with each of the plurality of ground elements are installed in each of the plurality of traveling bodies.
The plurality of ground elements are activated by the power wave output by the on-board element, and wirelessly transmit the information held in advance to the on-board element to establish the non-contact communication.
The management device that manages the communication quality between the on-board child and each of the plurality of ground children is
From the execution result of non-contact communication between the on-board element and the plurality of ground elements, the reception time required to receive the signal from the on-board element and the on-board on the vehicle for each of the plurality of ground elements. Based on the traveling speed of the traveling body having the child, the communicable distance as the distance at which the on-board child can receive the signal from the ground element is calculated as a management parameter.
Based on the traveling upper limit speed of the traveling body in a certain section of the traveling path on which the ground element is installed, and the minimum reception time required for the on-board element to normally receive a signal from the ground element. Calculate the judgment value
By comparing the management parameter with the determination value, a determination is made for each combination of the ground element and the front vehicle upper element.
A diagnostic method for recording the determination result of the management parameter for each on-board child installed on each of the plurality of traveling bodies.
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