踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置
【課題】しゃ断かんを動作させる電動モータの電流データに基づき、しゃ断かんの折損の有無を正確に判断する。
【解決手段】本発明は、電動モータにより動作するしゃ断かんによって鉄道と交差する道路を踏切道の手前で遮断する踏切しゃ断機におけるしゃ断かんの折損を検知する踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置２であって、しゃ断かんが動作する時の電動モータの電流値の時系列データを収集するデータ収集部３と、時系列データの近似関数を算出する近似演算部４と、所定の判定基準時において近似関数が判定許容範囲から逸脱するか否かにより、しゃ断かんの折損を判定する異常判定部６とを備える。
【効果】近似関数により折損有無や折損状況の違いによるモータ電流の時系列変化の違いを顕在化させ、判定許容範囲の設定のみならず、判定基準時の選択により折損の検出精度を追及でき、折損をより正確に判断することができる。
【解決手段】本発明は、電動モータにより動作するしゃ断かんによって鉄道と交差する道路を踏切道の手前で遮断する踏切しゃ断機におけるしゃ断かんの折損を検知する踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置２であって、しゃ断かんが動作する時の電動モータの電流値の時系列データを収集するデータ収集部３と、時系列データの近似関数を算出する近似演算部４と、所定の判定基準時において近似関数が判定許容範囲から逸脱するか否かにより、しゃ断かんの折損を判定する異常判定部６とを備える。
【効果】近似関数により折損有無や折損状況の違いによるモータ電流の時系列変化の違いを顕在化させ、判定許容範囲の設定のみならず、判定基準時の選択により折損の検出精度を追及でき、折損をより正確に判断することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、踏切しゃ断機では、主に自動車によるしゃ断かんの折損が度々発生している。これは、例えば、自動車がしゃ断かんの降下完了の直前に踏切を強引に通過しようとしたり、しゃ断かんによって閉じ込められた踏切内から脱出しようとしたりして発生する。このようなしゃ断かんの折損は、踏切への侵入防止の機能が失われて非常に危険であるため、速やかに検知される必要がある。
【０００３】
このしゃ断かんの折損を検知するために、しゃ断かんを動作させる電動モータの電流データを用いる技術がある。
特許文献１に記載の装置にあっては、モータ電流の時系列データの線形統計量を算出して、その線形統計量の合計値を求めるとともに、時系列データに基づいて軌道平行測度を演算して非線形統計量を算出し、非線形統計量の平均値を求め、線形統計量の合計値および非線形統計量の平均値をそれぞれ評価関数として、２次元空間にプロットし、プロットされた外側の各点により形成される領域を正常エリアとする。その後、しゃ断機が動作するたびに、しゃ断機が動作したときの電流データを収集して、線形統計量の合計値および非線形統計量の平均値を求め、これらを２次元空間にプロットした点が正常エリアの外部に存在すれば、しゃ断かんの折損と判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９０５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１記載の発明にあっては、正常エリアを決定するためにモータ電流の時系列データを大量に蓄積する必要があり、蓄積データ数が少なければ検知精度が低下し、ある程度の検知精度を得るために蓄積データ数を多くするとデータ収集作業に時間を要してしまう。
また、特許文献１記載の発明にあっては、「軌道平行測度」等のパラメータがユーザにとって直感しにくいため、導入に理解が得がたいとともにユーザによる設定に委ねる項目を設けることが難しい。
また、しゃ断かんの折損には、しゃ断かんがすべて奪われる完全折損のみならず、いずれかの部位から部分的に奪われる部分折損のほか、折れた部位から先が繋がった状態でぶら下がるぶら下がり折損などの様々な状況があり、いずれも検知すべきである。
しかし、従来技術にあっては、正常を異常と判断したり異常を正常と判断したりする誤検知が生じることがあり、しゃ断かん折損検知の精度を向上するという課題が依然として存在する。
【０００６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、しゃ断かんを動作させる電動モータの電流データに基づきしゃ断かんの折損を検知するにあたり、折損の有無を正確に判断することができる踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、鉄道と交差する道路を踏切道の手前で電動モータにより動作するしゃ断かんによって遮断する踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置であって、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する時の前記電動モータの電流値の時系列データを収集するデータ収集部と、
前記時系列データの近似関数を算出する近似演算部と、
前記近似演算部で算出した近似関数をしゃ断かんの個体識別情報と関連付けて蓄積するデータベース部と、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する区間に属する所定の判断基準時における、しゃ断かんを上昇動作させる毎に算出した近似関数の値が、判定許容範囲から逸脱するか否かにより前記しゃ断かんの折損を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記近似演算部は、
前記時系列データの入力を受けると、前記時系列データにおける前記電動モータの起動電流を除く前記電動モータ電流中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最大値検出部で検出した最大値となった時間以前又は以後の範囲にある前記時系列データから所定の電流値となる時間を当てはめ区間開始点として設定する当てはめ区間設定部と、を備え、
前記当てはめ区間開始点から収集を中止する時点までの範囲にある前記時系列データに対して前記近似関数を算出することを特徴とする請求項１に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記データベース部は、前記異常判定部による判定が行われたその都度の判定結果と、判定の対象となった前記しゃ断かんの上昇動作時の前記時系列データ、及び前記近似関数を決定する情報を前記しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて蓄積することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記データベース部から読み出された近似関数を表示する表示手段と、
前記判定許容範囲をオペレータに設定させる設定手段と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記データベース部は、折損していない正常なしゃ断かん及び折損防止器等の付属品を取り付けた実際の使用状態で踏切しゃ断機をしゃ断かんの長さ毎に上昇動作させたときの前記電動モータの電流に基づき算出した近似関数並びに同条件で上昇動作を複数繰り返して得た近似関数群をもとに設定した判定許容範囲を記憶していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記異常判定部は、しゃ断かん上昇時の所定位置における電動モータの電流値と同一時点の判定許容範囲の値を比較し、判定許容範囲の値から逸脱したことを検知して折損判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、前記異常判定部は、しゃ断かんの位置が略水平時に近い時点における判定許容範囲の値とこれと同一時点の電動モータの電流値を比較して、折損判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれかに一に記載のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、前記踏切しゃ断機は、バランスウエイト及びバランス補助機構を有さない踏切しゃ断機であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、踏切しゃ断機を敷設して使用するしゃ断かんを複数回上昇させた時のそれぞれの電動モータの電流値を時系列データとして収集するなどして前記時系列データの近似関数を算出し、予め正常時における複数の近似関数からなる近似関数群等に基づき設定される判定許容範囲を参照して、実稼動時の近似関数が、所定の判定基準時において当該判定許容範囲から逸脱するか否かにより、しゃ断かんの折損を判定する。近似関数により折損有無や折損状況の違いによるモータ電流の時系列変化の違いを顕在化させ、判定許容範囲の設定のみならず、判定基準時の選択により折損の検出精度を追及でき、折損をより正確に判断することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る踏切しゃ断機としゃ断かん折損検知装置の構成ブロック図である。
【図２】長さの異なる３つのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで上昇動作させた時のモータ電流の時系列データの一例を示すグラフである。
【図３】図２に示した各時系列データの当てはめ区間にそれらの一次関数による近似関数を重ねて表示したグラフである。
【図４】同じ長さのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで繰り返し上昇動作させた時のモータ電流の時系列データ群の一例を示すグラフと、これらの時系列データの一次関数による近似関数群を重ねて表示したグラフである。
【図５】図２に示した各時系列データの当てはめ区間にそれらの二次関数による近似関数を重ねて表示したグラフである。
【図６】図４のグラフの一次関数による近似関数群をしゃ断かん水平時方向に延長し、これを挟む判定許容範囲を設定すべき一例の領域を仕切る上閾値と下閾値を破線で示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１８】
図１に示すように踏切しゃ断機１に接続された本実施形態のしゃ断かん折損検知装置２は、データ収集部３と、近似演算部４と、データベース部５と、異常判定部６と、しゃ断かん長設定スイッチ７とを本体部に備え、さらに本体部にコネクタ８を介して着脱自在に接続される設定・モニタ部９とを備える。
【００１９】
踏切しゃ断機１は、しゃ断かんを水平回動軸に保持し、電動モータによりしゃ断かんを水平位置から垂直位置に、垂直位置から水平位置に昇降動作させる。
【００２０】
データ収集部３は、踏切しゃ断機１からモータ電流、昇降開始信号及び昇降停止信号の入力を受ける。
データ収集部３は、電流センサ３１と、Ａ／Ｄ変換器３２と、データ記憶部３３と、時計３４とを有する。
データ収集部３は、上昇開始信号を受けるとモータ電流の計測及び時系列データの収集を開始する。すなわち、データ収集部３は、電流センサ３１により検出した電流値をＡ／Ｄ変換器３２によりＡ／Ｄ変換するとともに、順次時計３４により刻まれる時刻に対応付けて蓄積することでモータ電流の時系列データを生成し、データ記憶部３３に記憶する。
データ収集部３は、上昇停止信号を受けると一の上昇動作信号に係る時系列データを完結し、この時系列データを近似演算部４に出力する。
【００２１】
近似演算部４は、データ収集部３から上記の時系列データの入力を受ける。
近似演算部４は、最大値検出部４１と、当てはめ区間決定部４２と、近似式演算部４３とを有する。
近似演算部４は、時系列データの入力を受けると、まず、最大値検出部４１が当該時系列データにおけるモータの起動電流を除くモータ電流の中から最大値を検出する。すなわち、最大値検出部４１は、モータの起動電流を除くモータ電流の最大値及び最大値となった時間を特定する。
次に、当てはめ区間決定部４２は、最大値となった時間以前又は以後の範囲にある時系列データから最大値の１０〜１００％の間で定めた電流値となる時間を設定すると、これを当てはめ区間開始点とする。最大値の１０〜１００％の間での定めは、予めデータベース部５に保存しておくので、当てはめ区間決定部４２は、これを参照する。
次に、近似式演算部４３は、当てはめ区間開始点から計測中止までの範囲にある時系列データに対し、一次関数、二次関数、三次関数等による近似式の最小２乗法等の手法による当てはめを行って、近似式を決定、すなわち、近似関数を算出する。
時系列データ及びその近似式を決定する情報が、しゃ断かんの固体識別情報に関連付けてデータベース部５に保存される。近似式を決定する情報には、関数の種類とその係数及び定数が相当する。
【００２２】
設定・モニタ部９は、オペレータからの操作信号を入力する入力装置及び表示モニタから構成される。すなわち、設定・モニタ部９は設定手段及び表示手段を構成する。
しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から入力される要求に従って、データベース部５から当該要求に係る近似式を決定する情報を読出して近似関数を再計算し、設定・モニタ部９に近似関数をグラフ表示する。しゃ断かん折損検知装置２は、正常時の近似関数、異常時の近似関数とを色分け等により区別可能にして複数の近似関数をグラフ表示する。また、しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から入力される要求に従って、設定・モニタ部９に時系列データをグラフ表示する。
また、しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から判定許容範囲の設定入力、設定変更入力を受け、これをしゃ断かんの固体識別情報に関連付けてデータベース部５に保存する。データベース部５は、判定許容範囲の変更履歴を蓄積し、異常判定部６には最終の判定許容範囲を出力する。なお、判定基準時における判定許容範囲が設定対象となる。判定基準時は、しゃ断かん水平時から垂直時までの区間から判断しやすい時点を選んで設定することができる。
また、しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から上述した近似式の当てはめ区間の設定変更入力を受け、これをデータベース部５に保存する。
【００２３】
しゃ断かん長設定スイッチ７は、オペレータの操作に従ってしゃ断かん長の設定を異常判定部６に入力する。オペレータは、しゃ断かん長設定スイッチ７を操作して、踏切しゃ断機１に装備されるしゃ断かんの長さを設定入力する。なお、しゃ断かん長設定スイッチ７の機能を、上記の設定・モニタ部９に実現してもよい。
【００２４】
異常判定部６は、近似値計算部６１と、判定部６２と、許容範囲記憶部６３とを有する。
異常判定部６は、しゃ断かん長設定スイッチ７から入力された設定に従ってしゃ断かんの固体識別情報を特定してデータベース部５からその判定許容範囲を読出し、許容範囲記憶部６３に記憶する。
必要な設定が完了した後、異常判定部６の判定機能が有効とされる。
判定機能が有効とされた異常判定部６においては、しゃ断かんの上昇動作毎に近似値計算部６１が、その上昇動作に係る時系列データに対して近似演算部４が決定した近似式に判定基準時を入力して、判定基準時におけるモータ電流の近似値を計算し、判定部６２に出力する。
判定部６２は、近似値計算部６１から近似値の入力を受けると、許容範囲記憶部６３から判定許容範囲を読出し、当該近似値が当該判定許容範囲から逸脱するか否かによりしゃ断かんの折損を判定する。すなわち、判定部６２は当該近似値が当該判定許容範囲内の値なら正常と判断し、当該近似値が当該判定許容範囲外の値なら折損と判断し、判定信号を外部出力する。
判定部６２の判定があるたびに、データベース部５は、判定結果と、判定の対象となったしゃ断かんの上昇動作時の時系列データ及びその近似式を決定する情報を、しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて記憶蓄積する。
【００２５】
次に、図２から図５のグラフを参照しながら改めて本実施形態のしゃ断かん折損検知装置２につき説明する。
しゃ断かんを昇降させるモータの負荷を軽減することを主な目的として、しゃ断かん回転軸より後端側のしゃ断かん後端部に取り付けられたバランスウエイトや、しゃ断かん回転軸に補助力を入力するスプリング等による補助機構が利用されている。
図２から図５に示すデータは、踏切しゃ断機１を、バランスウエイトも補助機構もない踏切しゃ断機とした場合である。バランスウエイトも補助機構もない踏切しゃ断機は、バランスウエイトや補助機構を有する踏切しゃ断機に比較してモータの負荷が大きいため、モータの動力をしゃ断かん回転軸に伝達する減速機構の減速比が大きく設定されて実現されている。
またバランスウエイトも補助機構もない場合、しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇駆動期間中の初期の負荷トルクが終期の負荷トルクに対して著しく大きいため、しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇するときに、モータ電流が変動しながら漸次減少していく傾向を示す。このような傾向の踏切しゃ断機に対しては、本発明のしゃ断かん折損検知装置を特に好適に適用することができる。
【００２６】
図２は、長さの異なる３つのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで上昇動作させた時のモータ電流の時系列データを示すグラフである。図２に示すように、モータ電流が細かく増減変動しながらも全体的には漸次減少していく傾向を示す。３つのうち時系列データＶ１が最も長いしゃ断かんのデータ、時系列データＶ２が中間の長さ、時系列データＶ３が最も短いしゃ断かんのデータである。
データ収集部３は、図２に示すような時系列データを収集し近似演算部４に出力する。
【００２７】
図３にも、時系列データＶ１，Ｖ２，Ｖ３が示される。但し、当てはめ区間決定部４２が決定する当てはめ区間内のデータのみが表示される。
図３は最大値となった時間以前の範囲にある時系列データから最大値の約８０％となる時間を当てはめ区間開始点とした一例であり、この当てはめ区間開始点から計測中止までの範囲を当てはめ区間としている。しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇するときに、モータ電流が変動しながら漸次減少していく傾向を示す踏切しゃ断機の場合においては、電動モータの起動電流を除くデータから電動モータの最大値を検出して、当該最大値を含む±略２０％の間で定めた電流値となる時間以降の範囲にある時系列データに対し近似関数を算出することで、良好にしゃ断かん折損検知が可能である。
次に、近似式演算部４３は、当てはめ区間の時系列データＶ１に対して一次関数による近似式の最小２乗法の手法による当てはめを行って、近似式を決定、すなわち、図３のグラフに示す近似関数Ｖ１ａを算出する。
同様に、当てはめ区間の時系列データＶ２に対して近似関数Ｖ２ａを、当てはめ区間の時系列データＶ３に対して近似関数Ｖ３ａを算出する。
【００２８】
図４に示す時系列データ群Ｖ１ｓは、図３に示した時系列データＶ１に相当するしゃ断かんの繰り返し上昇動作により取得したもので、当てはめ区間のみのものである。
上記と同様に近似式演算部４３は、時系列データ群Ｖ１ｓ中の各時系列データに対して近似関数を算出し、図４に示す近似関数群Ｖ１ａｓを作成する。
【００２９】
以上の図３、図４に示した時系列データと近似関数が設定・モニタ部９に表示される。なお、図５に示しように二次関数の近似関数Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂやその他の種類の関数を適用してもよい。
【００３０】
次に、本実施形態のしゃ断かん折損検知装置２を、その初期設定から使用開始までの一連の流れに沿って説明する。
【００３１】
まず、次のように本装置２の製造時に初期設定を行う。
しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定・モニタ部９を接続する。
しゃ断かんを複数回上昇動作させて得た時系列データに前記した手順に従って近似関数群を取得し、それを元に判定許容範囲を設定する。さらに長さの異なるしゃ断かん及びしゃ断かん折損防止器付きしゃ断かん等の場合についても同様に判定許容範囲を設定し、これらを標準的な判定許容範囲としてデータベース部５に記憶させておく。
すなわち、データベース部５は、折損していない正常なしゃ断かん、及び折損防止器等の付属品を取り付けた実際の使用状態で踏切しゃ断機をしゃ断かんの長さ毎に上昇動作させたときの電動モータの電流に基づき算出した近似関数並びに同条件で上昇動作を複数繰り返して得た近似関数群をもとに設定した判定許容範囲を記憶する。
【００３２】
図３の近似関数Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａから分かるように、長さの異なるしゃ断かんを上昇させるモータの電流は、グラフの左端で最も大きく差がついており、右に行くほど差は小さくなる。このことから、判定基準時をグラフの左端に近づけるほど判定が容易となることがわかる。判定基準時は、デフォルトでプログラムに書き込まれる。後で入力可能とする場合には、設定・モニタ部９が操作されて判定基準時が入力され、データベース部５に記憶される。
次に、判定許容範囲を決める。判定許容範囲は、判定基準時において図４に示す近似関数群Ｖ１ａｓが含まれる幅に風や周囲振動の影響によるしゃ断かんの揺れを考慮して多少の幅を加味して設定しておくとよい。例えば、図６に示すように破線ＶＬ−破線ＶＨ間の幅で判定許容範囲を設定する。
これにより、しゃ断かん正常時には、近似値計算部６１が計算する近似値は判定許容範囲に含まれるので正常と判定でき、折損するとしゃ断かんは短くなるから近似関数群Ｖ２ａｓの方へ移動して判定許容範囲を外れて折損と判定することができる。
以上のような判定許容範囲をしゃ断かん長毎に設定し、データベース部５に入力する。
【００３３】
次に、踏切しゃ断機設置現場における本しゃ断かん折損検知装置２の使用前の設定や確認につき説明する。
まず、しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定・モニタ部９を接続する。
オペレータが設定・モニタ部９（又はしゃ断かん長設定スイッチ７）を操作してしゃ断かん長を選択する。
選択されたしゃ断かんの時系列データ群、近似関数群及び判定許容範囲が設定・モニタ部９に表示される。
オペレータは、設定されている判定許容範囲を確認し、判定許容範囲に変更があれば設定・モニタ部９を操作して判定許容範囲を変更入力した後、設定を終了する。
【００３４】
判定許容範囲が設定されていれば、異常判定部６は有効に働き、本しゃ断かん折損検知装置２の使用が開始される。但し、まずはテスト使用として、以下のように判定動作をモニタリングして確認し、必要に応じて判定許容範囲を調整する。
それには、まず、しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定・モニタ部９を接続する。
オペレータが設定・モニタ部９を操作して、選択されたしゃ断かんの時系列データ群、近似関数群及び設定された判定許容範囲が設定・モニタ部９に表示させる。
しゃ断かんの動作に伴ってモータ電流値の時系列データが設定・モニタ部９にグラフ表示され、一回の上昇動作終了後に計算された近似関数が設定・モニタ部９にグラフ表示される。そして、近似値計算部６１の計算する近似値も設定・モニタ部９に表示出力されるとともに、判定許容範囲内ならば「正常」が、判定許容範囲外ならば「しゃ断かん折損」が設定・モニタ部９に表示出力される。
判定があるたびに、データベース部５は、判定結果と、判定の対象となったしゃ断かんの上昇動作時の時系列データ及びその近似関数を決定する情報を、しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて記憶蓄積する。
オペレータは、以上のように判定動作をモニタリングして、判定許容範囲を調整すべきときは、設定・モニタ部９を操作して判定許容範囲を変更入力する。
すべての確認、設定が完了すれば、しゃ断かん折損検知装置２の本体部から設定・モニタ部９を切り離す。これにより、しゃ断かん折損検知装置２が検知機能を発揮できる状態となったので踏切しゃ断機１を動作させて使用すればしゃ断かん折損検知が可能となる。更に使用中にしゃ断かん折損検知装置２が正常と判断したデータを収集し、近似式を計算した結果をデータベース部５に記憶しておき、設定・モニタ部９を接続して判定許容範囲の再設定を行う際に追加データとして参照できるようにしておくと判定精度を向上させることができる。
設定・モニタ部９を常時接続して使用する場合には設定表示と使用表示の画面切替スイッチを設け、設定表示の画面では判定許容範囲の調整操作の案内表示を行い、使用表示の画面では判定動作、判定結果を表示するようにしても良い。また、判定結果としては正常、不明、折損」の他、部分折損を表示できるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１ 踏切しゃ断機
２ しゃ断かん折損検知装置
３ データ収集部
４ 近似演算部
５ データベース部
６ 異常判定部
７ しゃ断かん長設定スイッチ
８ コネクタ
９ 設定・モニタ部
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ モータ電流の時系列データ
Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａ 近似関数
Ｖ１ｓ モータ電流の時系列データ群
Ｖ１ａｓ 近似関数群
Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂ 近似関数（二次関数）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、踏切しゃ断機では、主に自動車によるしゃ断かんの折損が度々発生している。これは、例えば、自動車がしゃ断かんの降下完了の直前に踏切を強引に通過しようとしたり、しゃ断かんによって閉じ込められた踏切内から脱出しようとしたりして発生する。このようなしゃ断かんの折損は、踏切への侵入防止の機能が失われて非常に危険であるため、速やかに検知される必要がある。
【０００３】
このしゃ断かんの折損を検知するために、しゃ断かんを動作させる電動モータの電流データを用いる技術がある。
特許文献１に記載の装置にあっては、モータ電流の時系列データの線形統計量を算出して、その線形統計量の合計値を求めるとともに、時系列データに基づいて軌道平行測度を演算して非線形統計量を算出し、非線形統計量の平均値を求め、線形統計量の合計値および非線形統計量の平均値をそれぞれ評価関数として、２次元空間にプロットし、プロットされた外側の各点により形成される領域を正常エリアとする。その後、しゃ断機が動作するたびに、しゃ断機が動作したときの電流データを収集して、線形統計量の合計値および非線形統計量の平均値を求め、これらを２次元空間にプロットした点が正常エリアの外部に存在すれば、しゃ断かんの折損と判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９０５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１記載の発明にあっては、正常エリアを決定するためにモータ電流の時系列データを大量に蓄積する必要があり、蓄積データ数が少なければ検知精度が低下し、ある程度の検知精度を得るために蓄積データ数を多くするとデータ収集作業に時間を要してしまう。
また、特許文献１記載の発明にあっては、「軌道平行測度」等のパラメータがユーザにとって直感しにくいため、導入に理解が得がたいとともにユーザによる設定に委ねる項目を設けることが難しい。
また、しゃ断かんの折損には、しゃ断かんがすべて奪われる完全折損のみならず、いずれかの部位から部分的に奪われる部分折損のほか、折れた部位から先が繋がった状態でぶら下がるぶら下がり折損などの様々な状況があり、いずれも検知すべきである。
しかし、従来技術にあっては、正常を異常と判断したり異常を正常と判断したりする誤検知が生じることがあり、しゃ断かん折損検知の精度を向上するという課題が依然として存在する。
【０００６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、しゃ断かんを動作させる電動モータの電流データに基づきしゃ断かんの折損を検知するにあたり、折損の有無を正確に判断することができる踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、鉄道と交差する道路を踏切道の手前で電動モータにより動作するしゃ断かんによって遮断する踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置であって、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する時の前記電動モータの電流値の時系列データを収集するデータ収集部と、
前記時系列データの近似関数を算出する近似演算部と、
前記近似演算部で算出した近似関数をしゃ断かんの個体識別情報と関連付けて蓄積するデータベース部と、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する区間に属する所定の判断基準時における、しゃ断かんを上昇動作させる毎に算出した近似関数の値が、判定許容範囲から逸脱するか否かにより前記しゃ断かんの折損を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記近似演算部は、
前記時系列データの入力を受けると、前記時系列データにおける前記電動モータの起動電流を除く前記電動モータ電流中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最大値検出部で検出した最大値となった時間以前又は以後の範囲にある前記時系列データから所定の電流値となる時間を当てはめ区間開始点として設定する当てはめ区間設定部と、を備え、
前記当てはめ区間開始点から収集を中止する時点までの範囲にある前記時系列データに対して前記近似関数を算出することを特徴とする請求項１に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記データベース部は、前記異常判定部による判定が行われたその都度の判定結果と、判定の対象となった前記しゃ断かんの上昇動作時の前記時系列データ、及び前記近似関数を決定する情報を前記しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて蓄積することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記データベース部から読み出された近似関数を表示する表示手段と、
前記判定許容範囲をオペレータに設定させる設定手段と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記データベース部は、折損していない正常なしゃ断かん及び折損防止器等の付属品を取り付けた実際の使用状態で踏切しゃ断機をしゃ断かんの長さ毎に上昇動作させたときの前記電動モータの電流に基づき算出した近似関数並びに同条件で上昇動作を複数繰り返して得た近似関数群をもとに設定した判定許容範囲を記憶していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記異常判定部は、しゃ断かん上昇時の所定位置における電動モータの電流値と同一時点の判定許容範囲の値を比較し、判定許容範囲の値から逸脱したことを検知して折損判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、前記異常判定部は、しゃ断かんの位置が略水平時に近い時点における判定許容範囲の値とこれと同一時点の電動モータの電流値を比較して、折損判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれかに一に記載のしゃ断かん折損検知装置である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、前記踏切しゃ断機は、バランスウエイト及びバランス補助機構を有さない踏切しゃ断機であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、踏切しゃ断機を敷設して使用するしゃ断かんを複数回上昇させた時のそれぞれの電動モータの電流値を時系列データとして収集するなどして前記時系列データの近似関数を算出し、予め正常時における複数の近似関数からなる近似関数群等に基づき設定される判定許容範囲を参照して、実稼動時の近似関数が、所定の判定基準時において当該判定許容範囲から逸脱するか否かにより、しゃ断かんの折損を判定する。近似関数により折損有無や折損状況の違いによるモータ電流の時系列変化の違いを顕在化させ、判定許容範囲の設定のみならず、判定基準時の選択により折損の検出精度を追及でき、折損をより正確に判断することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る踏切しゃ断機としゃ断かん折損検知装置の構成ブロック図である。
【図２】長さの異なる３つのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで上昇動作させた時のモータ電流の時系列データの一例を示すグラフである。
【図３】図２に示した各時系列データの当てはめ区間にそれらの一次関数による近似関数を重ねて表示したグラフである。
【図４】同じ長さのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで繰り返し上昇動作させた時のモータ電流の時系列データ群の一例を示すグラフと、これらの時系列データの一次関数による近似関数群を重ねて表示したグラフである。
【図５】図２に示した各時系列データの当てはめ区間にそれらの二次関数による近似関数を重ねて表示したグラフである。
【図６】図４のグラフの一次関数による近似関数群をしゃ断かん水平時方向に延長し、これを挟む判定許容範囲を設定すべき一例の領域を仕切る上閾値と下閾値を破線で示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１８】
図１に示すように踏切しゃ断機１に接続された本実施形態のしゃ断かん折損検知装置２は、データ収集部３と、近似演算部４と、データベース部５と、異常判定部６と、しゃ断かん長設定スイッチ７とを本体部に備え、さらに本体部にコネクタ８を介して着脱自在に接続される設定・モニタ部９とを備える。
【００１９】
踏切しゃ断機１は、しゃ断かんを水平回動軸に保持し、電動モータによりしゃ断かんを水平位置から垂直位置に、垂直位置から水平位置に昇降動作させる。
【００２０】
データ収集部３は、踏切しゃ断機１からモータ電流、昇降開始信号及び昇降停止信号の入力を受ける。
データ収集部３は、電流センサ３１と、Ａ／Ｄ変換器３２と、データ記憶部３３と、時計３４とを有する。
データ収集部３は、上昇開始信号を受けるとモータ電流の計測及び時系列データの収集を開始する。すなわち、データ収集部３は、電流センサ３１により検出した電流値をＡ／Ｄ変換器３２によりＡ／Ｄ変換するとともに、順次時計３４により刻まれる時刻に対応付けて蓄積することでモータ電流の時系列データを生成し、データ記憶部３３に記憶する。
データ収集部３は、上昇停止信号を受けると一の上昇動作信号に係る時系列データを完結し、この時系列データを近似演算部４に出力する。
【００２１】
近似演算部４は、データ収集部３から上記の時系列データの入力を受ける。
近似演算部４は、最大値検出部４１と、当てはめ区間決定部４２と、近似式演算部４３とを有する。
近似演算部４は、時系列データの入力を受けると、まず、最大値検出部４１が当該時系列データにおけるモータの起動電流を除くモータ電流の中から最大値を検出する。すなわち、最大値検出部４１は、モータの起動電流を除くモータ電流の最大値及び最大値となった時間を特定する。
次に、当てはめ区間決定部４２は、最大値となった時間以前又は以後の範囲にある時系列データから最大値の１０〜１００％の間で定めた電流値となる時間を設定すると、これを当てはめ区間開始点とする。最大値の１０〜１００％の間での定めは、予めデータベース部５に保存しておくので、当てはめ区間決定部４２は、これを参照する。
次に、近似式演算部４３は、当てはめ区間開始点から計測中止までの範囲にある時系列データに対し、一次関数、二次関数、三次関数等による近似式の最小２乗法等の手法による当てはめを行って、近似式を決定、すなわち、近似関数を算出する。
時系列データ及びその近似式を決定する情報が、しゃ断かんの固体識別情報に関連付けてデータベース部５に保存される。近似式を決定する情報には、関数の種類とその係数及び定数が相当する。
【００２２】
設定・モニタ部９は、オペレータからの操作信号を入力する入力装置及び表示モニタから構成される。すなわち、設定・モニタ部９は設定手段及び表示手段を構成する。
しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から入力される要求に従って、データベース部５から当該要求に係る近似式を決定する情報を読出して近似関数を再計算し、設定・モニタ部９に近似関数をグラフ表示する。しゃ断かん折損検知装置２は、正常時の近似関数、異常時の近似関数とを色分け等により区別可能にして複数の近似関数をグラフ表示する。また、しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から入力される要求に従って、設定・モニタ部９に時系列データをグラフ表示する。
また、しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から判定許容範囲の設定入力、設定変更入力を受け、これをしゃ断かんの固体識別情報に関連付けてデータベース部５に保存する。データベース部５は、判定許容範囲の変更履歴を蓄積し、異常判定部６には最終の判定許容範囲を出力する。なお、判定基準時における判定許容範囲が設定対象となる。判定基準時は、しゃ断かん水平時から垂直時までの区間から判断しやすい時点を選んで設定することができる。
また、しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から上述した近似式の当てはめ区間の設定変更入力を受け、これをデータベース部５に保存する。
【００２３】
しゃ断かん長設定スイッチ７は、オペレータの操作に従ってしゃ断かん長の設定を異常判定部６に入力する。オペレータは、しゃ断かん長設定スイッチ７を操作して、踏切しゃ断機１に装備されるしゃ断かんの長さを設定入力する。なお、しゃ断かん長設定スイッチ７の機能を、上記の設定・モニタ部９に実現してもよい。
【００２４】
異常判定部６は、近似値計算部６１と、判定部６２と、許容範囲記憶部６３とを有する。
異常判定部６は、しゃ断かん長設定スイッチ７から入力された設定に従ってしゃ断かんの固体識別情報を特定してデータベース部５からその判定許容範囲を読出し、許容範囲記憶部６３に記憶する。
必要な設定が完了した後、異常判定部６の判定機能が有効とされる。
判定機能が有効とされた異常判定部６においては、しゃ断かんの上昇動作毎に近似値計算部６１が、その上昇動作に係る時系列データに対して近似演算部４が決定した近似式に判定基準時を入力して、判定基準時におけるモータ電流の近似値を計算し、判定部６２に出力する。
判定部６２は、近似値計算部６１から近似値の入力を受けると、許容範囲記憶部６３から判定許容範囲を読出し、当該近似値が当該判定許容範囲から逸脱するか否かによりしゃ断かんの折損を判定する。すなわち、判定部６２は当該近似値が当該判定許容範囲内の値なら正常と判断し、当該近似値が当該判定許容範囲外の値なら折損と判断し、判定信号を外部出力する。
判定部６２の判定があるたびに、データベース部５は、判定結果と、判定の対象となったしゃ断かんの上昇動作時の時系列データ及びその近似式を決定する情報を、しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて記憶蓄積する。
【００２５】
次に、図２から図５のグラフを参照しながら改めて本実施形態のしゃ断かん折損検知装置２につき説明する。
しゃ断かんを昇降させるモータの負荷を軽減することを主な目的として、しゃ断かん回転軸より後端側のしゃ断かん後端部に取り付けられたバランスウエイトや、しゃ断かん回転軸に補助力を入力するスプリング等による補助機構が利用されている。
図２から図５に示すデータは、踏切しゃ断機１を、バランスウエイトも補助機構もない踏切しゃ断機とした場合である。バランスウエイトも補助機構もない踏切しゃ断機は、バランスウエイトや補助機構を有する踏切しゃ断機に比較してモータの負荷が大きいため、モータの動力をしゃ断かん回転軸に伝達する減速機構の減速比が大きく設定されて実現されている。
またバランスウエイトも補助機構もない場合、しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇駆動期間中の初期の負荷トルクが終期の負荷トルクに対して著しく大きいため、しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇するときに、モータ電流が変動しながら漸次減少していく傾向を示す。このような傾向の踏切しゃ断機に対しては、本発明のしゃ断かん折損検知装置を特に好適に適用することができる。
【００２６】
図２は、長さの異なる３つのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで上昇動作させた時のモータ電流の時系列データを示すグラフである。図２に示すように、モータ電流が細かく増減変動しながらも全体的には漸次減少していく傾向を示す。３つのうち時系列データＶ１が最も長いしゃ断かんのデータ、時系列データＶ２が中間の長さ、時系列データＶ３が最も短いしゃ断かんのデータである。
データ収集部３は、図２に示すような時系列データを収集し近似演算部４に出力する。
【００２７】
図３にも、時系列データＶ１，Ｖ２，Ｖ３が示される。但し、当てはめ区間決定部４２が決定する当てはめ区間内のデータのみが表示される。
図３は最大値となった時間以前の範囲にある時系列データから最大値の約８０％となる時間を当てはめ区間開始点とした一例であり、この当てはめ区間開始点から計測中止までの範囲を当てはめ区間としている。しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇するときに、モータ電流が変動しながら漸次減少していく傾向を示す踏切しゃ断機の場合においては、電動モータの起動電流を除くデータから電動モータの最大値を検出して、当該最大値を含む±略２０％の間で定めた電流値となる時間以降の範囲にある時系列データに対し近似関数を算出することで、良好にしゃ断かん折損検知が可能である。
次に、近似式演算部４３は、当てはめ区間の時系列データＶ１に対して一次関数による近似式の最小２乗法の手法による当てはめを行って、近似式を決定、すなわち、図３のグラフに示す近似関数Ｖ１ａを算出する。
同様に、当てはめ区間の時系列データＶ２に対して近似関数Ｖ２ａを、当てはめ区間の時系列データＶ３に対して近似関数Ｖ３ａを算出する。
【００２８】
図４に示す時系列データ群Ｖ１ｓは、図３に示した時系列データＶ１に相当するしゃ断かんの繰り返し上昇動作により取得したもので、当てはめ区間のみのものである。
上記と同様に近似式演算部４３は、時系列データ群Ｖ１ｓ中の各時系列データに対して近似関数を算出し、図４に示す近似関数群Ｖ１ａｓを作成する。
【００２９】
以上の図３、図４に示した時系列データと近似関数が設定・モニタ部９に表示される。なお、図５に示しように二次関数の近似関数Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂやその他の種類の関数を適用してもよい。
【００３０】
次に、本実施形態のしゃ断かん折損検知装置２を、その初期設定から使用開始までの一連の流れに沿って説明する。
【００３１】
まず、次のように本装置２の製造時に初期設定を行う。
しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定・モニタ部９を接続する。
しゃ断かんを複数回上昇動作させて得た時系列データに前記した手順に従って近似関数群を取得し、それを元に判定許容範囲を設定する。さらに長さの異なるしゃ断かん及びしゃ断かん折損防止器付きしゃ断かん等の場合についても同様に判定許容範囲を設定し、これらを標準的な判定許容範囲としてデータベース部５に記憶させておく。
すなわち、データベース部５は、折損していない正常なしゃ断かん、及び折損防止器等の付属品を取り付けた実際の使用状態で踏切しゃ断機をしゃ断かんの長さ毎に上昇動作させたときの電動モータの電流に基づき算出した近似関数並びに同条件で上昇動作を複数繰り返して得た近似関数群をもとに設定した判定許容範囲を記憶する。
【００３２】
図３の近似関数Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａから分かるように、長さの異なるしゃ断かんを上昇させるモータの電流は、グラフの左端で最も大きく差がついており、右に行くほど差は小さくなる。このことから、判定基準時をグラフの左端に近づけるほど判定が容易となることがわかる。判定基準時は、デフォルトでプログラムに書き込まれる。後で入力可能とする場合には、設定・モニタ部９が操作されて判定基準時が入力され、データベース部５に記憶される。
次に、判定許容範囲を決める。判定許容範囲は、判定基準時において図４に示す近似関数群Ｖ１ａｓが含まれる幅に風や周囲振動の影響によるしゃ断かんの揺れを考慮して多少の幅を加味して設定しておくとよい。例えば、図６に示すように破線ＶＬ−破線ＶＨ間の幅で判定許容範囲を設定する。
これにより、しゃ断かん正常時には、近似値計算部６１が計算する近似値は判定許容範囲に含まれるので正常と判定でき、折損するとしゃ断かんは短くなるから近似関数群Ｖ２ａｓの方へ移動して判定許容範囲を外れて折損と判定することができる。
以上のような判定許容範囲をしゃ断かん長毎に設定し、データベース部５に入力する。
【００３３】
次に、踏切しゃ断機設置現場における本しゃ断かん折損検知装置２の使用前の設定や確認につき説明する。
まず、しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定・モニタ部９を接続する。
オペレータが設定・モニタ部９（又はしゃ断かん長設定スイッチ７）を操作してしゃ断かん長を選択する。
選択されたしゃ断かんの時系列データ群、近似関数群及び判定許容範囲が設定・モニタ部９に表示される。
オペレータは、設定されている判定許容範囲を確認し、判定許容範囲に変更があれば設定・モニタ部９を操作して判定許容範囲を変更入力した後、設定を終了する。
【００３４】
判定許容範囲が設定されていれば、異常判定部６は有効に働き、本しゃ断かん折損検知装置２の使用が開始される。但し、まずはテスト使用として、以下のように判定動作をモニタリングして確認し、必要に応じて判定許容範囲を調整する。
それには、まず、しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定・モニタ部９を接続する。
オペレータが設定・モニタ部９を操作して、選択されたしゃ断かんの時系列データ群、近似関数群及び設定された判定許容範囲が設定・モニタ部９に表示させる。
しゃ断かんの動作に伴ってモータ電流値の時系列データが設定・モニタ部９にグラフ表示され、一回の上昇動作終了後に計算された近似関数が設定・モニタ部９にグラフ表示される。そして、近似値計算部６１の計算する近似値も設定・モニタ部９に表示出力されるとともに、判定許容範囲内ならば「正常」が、判定許容範囲外ならば「しゃ断かん折損」が設定・モニタ部９に表示出力される。
判定があるたびに、データベース部５は、判定結果と、判定の対象となったしゃ断かんの上昇動作時の時系列データ及びその近似関数を決定する情報を、しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて記憶蓄積する。
オペレータは、以上のように判定動作をモニタリングして、判定許容範囲を調整すべきときは、設定・モニタ部９を操作して判定許容範囲を変更入力する。
すべての確認、設定が完了すれば、しゃ断かん折損検知装置２の本体部から設定・モニタ部９を切り離す。これにより、しゃ断かん折損検知装置２が検知機能を発揮できる状態となったので踏切しゃ断機１を動作させて使用すればしゃ断かん折損検知が可能となる。更に使用中にしゃ断かん折損検知装置２が正常と判断したデータを収集し、近似式を計算した結果をデータベース部５に記憶しておき、設定・モニタ部９を接続して判定許容範囲の再設定を行う際に追加データとして参照できるようにしておくと判定精度を向上させることができる。
設定・モニタ部９を常時接続して使用する場合には設定表示と使用表示の画面切替スイッチを設け、設定表示の画面では判定許容範囲の調整操作の案内表示を行い、使用表示の画面では判定動作、判定結果を表示するようにしても良い。また、判定結果としては正常、不明、折損」の他、部分折損を表示できるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１ 踏切しゃ断機
２ しゃ断かん折損検知装置
３ データ収集部
４ 近似演算部
５ データベース部
６ 異常判定部
７ しゃ断かん長設定スイッチ
８ コネクタ
９ 設定・モニタ部
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ モータ電流の時系列データ
Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａ 近似関数
Ｖ１ｓ モータ電流の時系列データ群
Ｖ１ａｓ 近似関数群
Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂ 近似関数（二次関数）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道と交差する道路を踏切道の手前で電動モータにより動作するしゃ断かんによって遮断する踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置であって、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する時の前記電動モータの電流値の時系列データを収集するデータ収集部と、
前記時系列データの近似関数を算出する近似演算部と、
前記近似演算部で算出した近似関数をしゃ断かんの個体識別情報と関連付けて蓄積するデータベース部と、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する区間に属する所定の判断基準時における、しゃ断かんを上昇動作させる毎に算出した近似関数の値が、判定許容範囲から逸脱するか否かにより前記しゃ断かんの折損を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項２】
前記近似演算部は、
前記時系列データの入力を受けると、前記時系列データにおける前記電動モータの起動電流を除く前記電動モータ電流中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最大値検出部で検出した最大値となった時間以前又は以後の範囲にある前記時系列データから所定の電流値となる時間を当てはめ区間開始点として設定する当てはめ区間設定部と、を備え、
前記当てはめ区間開始点から収集を中止する時点までの範囲にある前記時系列データに対して前記近似関数を算出することを特徴とする請求項１に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項３】
前記データベース部は、前記異常判定部による判定が行われたその都度の判定結果と、判定の対象となった前記しゃ断かんの上昇動作時の前記時系列データ、及び前記近似関数を決定する情報を前記しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて蓄積することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項４】
前記データベース部から読み出された近似関数を表示する表示手段と、
前記判定許容範囲をオペレータに設定させる設定手段と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項５】
前記データベース部は、折損していない正常なしゃ断かん及び折損防止器等の付属品を取り付けた実際の使用状態で踏切しゃ断機をしゃ断かんの長さ毎に上昇動作させたときの前記電動モータの電流に基づき算出した近似関数並びに同条件で上昇動作を複数繰り返して得た近似関数群をもとに設定した判定許容範囲を記憶していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項６】
前記異常判定部は、しゃ断かん上昇時の所定位置における電動モータの電流値と同一時点の判定許容範囲の値を比較し、判定許容範囲の値から逸脱したことを検知して折損判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項７】
前記異常判定部は、しゃ断かんの位置が略水平時に近い時点における判定許容範囲の値とこれと同一時点の電動モータの電流値を比較して、折損判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれかに一に記載のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項８】
前記踏切しゃ断機は、バランスウエイト及びバランス補助機構を有さない踏切しゃ断機であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項１】
鉄道と交差する道路を踏切道の手前で電動モータにより動作するしゃ断かんによって遮断する踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置であって、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する時の前記電動モータの電流値の時系列データを収集するデータ収集部と、
前記時系列データの近似関数を算出する近似演算部と、
前記近似演算部で算出した近似関数をしゃ断かんの個体識別情報と関連付けて蓄積するデータベース部と、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する区間に属する所定の判断基準時における、しゃ断かんを上昇動作させる毎に算出した近似関数の値が、判定許容範囲から逸脱するか否かにより前記しゃ断かんの折損を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項２】
前記近似演算部は、
前記時系列データの入力を受けると、前記時系列データにおける前記電動モータの起動電流を除く前記電動モータ電流中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最大値検出部で検出した最大値となった時間以前又は以後の範囲にある前記時系列データから所定の電流値となる時間を当てはめ区間開始点として設定する当てはめ区間設定部と、を備え、
前記当てはめ区間開始点から収集を中止する時点までの範囲にある前記時系列データに対して前記近似関数を算出することを特徴とする請求項１に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項３】
前記データベース部は、前記異常判定部による判定が行われたその都度の判定結果と、判定の対象となった前記しゃ断かんの上昇動作時の前記時系列データ、及び前記近似関数を決定する情報を前記しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて蓄積することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項４】
前記データベース部から読み出された近似関数を表示する表示手段と、
前記判定許容範囲をオペレータに設定させる設定手段と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項５】
前記データベース部は、折損していない正常なしゃ断かん及び折損防止器等の付属品を取り付けた実際の使用状態で踏切しゃ断機をしゃ断かんの長さ毎に上昇動作させたときの前記電動モータの電流に基づき算出した近似関数並びに同条件で上昇動作を複数繰り返して得た近似関数群をもとに設定した判定許容範囲を記憶していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項６】
前記異常判定部は、しゃ断かん上昇時の所定位置における電動モータの電流値と同一時点の判定許容範囲の値を比較し、判定許容範囲の値から逸脱したことを検知して折損判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項７】
前記異常判定部は、しゃ断かんの位置が略水平時に近い時点における判定許容範囲の値とこれと同一時点の電動モータの電流値を比較して、折損判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれかに一に記載のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項８】
前記踏切しゃ断機は、バランスウエイト及びバランス補助機構を有さない踏切しゃ断機であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３５６６７（Ｐ２０１２−３５６６７Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７５０６１（Ｐ２０１０−１７５０６１）
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００００１２９２）株式会社京三製作所 (324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００００１２９２）株式会社京三製作所 (324)
【Ｆターム（参考）】
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