特開 2023-66591 ブレーキ装置健全性判断装置およびブレーキ装置健全性判断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023066591

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】ブレーキ装置健全性判断装置およびブレーキ装置健全性判断方法

(51)【国際特許分類】

   B60T 17/22 20060101AFI20230509BHJP

   B60T 17/00 20060101ALI20230509BHJP

   B60L 7/24 20060101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

B60T17/22 Z

B60T17/00 B

B60T17/00 E

B60L7/24 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021177268

(22)【出願日】2021-10-29

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】弁理士法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮内 努

(72)【発明者】

【氏名】工藤 匠

(72)【発明者】

【氏名】北井 瑳佳

(72)【発明者】

【氏名】小池 潤

【テーマコード（参考）】

3D049

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D049AA04

3D049BB03

3D049CC03

3D049CC04

3D049CC07

3D049HH02

3D049HH47

3D049HH48

3D049HH51

3D049QQ01

3D049RR02

3D049RR06

5H125AA05

5H125CB07

5H125EE44

5H125EE57

(57)【要約】

【課題】ブレーキ圧力の健全性をより正確に判断し検査の手間を軽減することができるブレーキ装置健全性判断装置およびブレーキ装置健全性判断方法を提供することを目的とする。
【解決手段】列車の空気ブレーキ圧の健全性を判定するブレーキ装置健全性判断装置において、当該列車の運転指令と当該列車の乗車率と当該列車の回生ブレーキ力の情報を用いて当該列車の空気ブレーキ圧基準値を算出するとともに、当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施してよいかを示す判断可否信号を算出する基準値算出部と、前記判断可否信号の内容に応じて当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施し、前記判定は前記空気ブレーキ圧基準値と測定された当該列車の空気ブレーキ圧を比較して判定する健全性判定部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

列車の空気ブレーキ圧の健全性を判定するブレーキ装置健全性判断装置において、
当該列車の運転指令と当該列車の乗車率と当該列車の回生ブレーキ力の情報を用いて当該列車の空気ブレーキ圧基準値を算出するとともに、当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施してよいかを示す判断可否信号を算出する基準値算出部と、
前記判断可否信号の内容に応じて当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施し、前記判定は前記空気ブレーキ圧基準値と測定された当該列車の空気ブレーキ圧を比較して判定する健全性判定部と、
を備えることを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項2】

請求項１に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記基準値算出部は、前記判断可否信号を判断可とする場合、前記運転指令がブレーキ指令でかつ所定時間以上変動することがないことを条件に含み、
前記健全性判定部は、前記判断可否信号が判断可の場合に当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施することを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項3】

請求項２に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記基準値算出部は、前記判断可否信号を判断可とする場合、前記回生ブレーキ力の変動が所定時間内において所定範囲内であることを条件に含むことを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項4】

請求項２に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記基準値算出部は、前記判断可否信号を判断可とする場合、当該列車が空転及び滑走しない状態であることを条件に含むことを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項5】

請求項１に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記基準値算出部は、空気ブレーキ圧基準値の算出に、当該列車の減速度特性と、当該列車の重量特性と、当該列車のブレーキ圧特性を用いることを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項6】

請求項１に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記健全性判定部による前記判定は、前記空気ブレーキ圧基準値と空気ブレーキ圧の差分の絶対値が、判定閾値以下の場合に正常であると判定し、判定閾値を超えた場合に異常であると判定することを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項7】

請求項６に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記判定閾値は、前記運転指令と前記乗車率に応じて算出されることを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項8】

請求項１に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記健全性判定部による前記判定は、前記空気ブレーキ圧基準値と前記空気ブレーキ圧の差分の絶対値が判定閾値を超えた回数が複数回継続した場合に異常であると判定し、複数回継続しない場合は正常と判定することを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項9】

列車の空気ブレーキ圧の健全性を判定するブレーキ装置健全性判断装置において、
当該列車の運転指令と当該列車の乗車率と当該列車の回生ブレーキ力の情報を用いて当該列車の空気ブレーキ圧基準値を算出するとともに、当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施してよいかを示す第１の判断可否信号を算出する基準値算出部と、
測定された当該列車の空気ブレーキ圧から空気ブレーキ圧の健全性の判断を実施してよいかを示す第２の判断可否信号を算出する判断可否信号算出部と、
前記第１の判断可否信号と前記第２の判断可否信号の内容に応じて当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施し、前記判定は前記空気ブレーキ圧基準値と測定された当該列車の空気ブレーキ圧を比較して判定する健全性判定部と、
を備えることを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項10】

請求項９に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記健全性判定部は、前記第１の判断可否信号と前記第２の判断可否信号のいずれかが判断可の場合に空気ブレーキ圧の健全性を判定することを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項11】

請求項９に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記健全性判定部は、前記第１の判断可否信号と前記第２の判断可否信号のいずれも判断可の場合に空気ブレーキ圧の健全性を判定することを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項12】

請求項１１に記載のブレーキ装置健全性判断装置において、
前記判断可否信号算出部は、列車のブレーキ圧力が０よりも大きく、かつ列車のブレーキ圧力変動が所定時間内において所定範囲内の場合に、前記第２の判断可否信号を判断可とすることを特徴とするブレーキ装置健全性判断装置。

【請求項13】

列車の空気ブレーキ圧の健全性を判定するブレーキ装置健全性判断方法において、
当該列車の運転指令と当該列車の乗車率と当該列車の回生ブレーキ力の情報を用いて当該列車の空気ブレーキ圧基準値を算出するとともに、当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施してよいかを示す判断可否信号を算出する基準値算出ステップと、
前記判断可否信号の内容に応じて当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施し、前記判定は前記空気ブレーキ圧基準値と測定された当該列車の空気ブレーキ圧を比較して判定する健全性判定ステップと、
を有することを特徴とするブレーキ装置健全性判断方法。

【請求項14】

請求項１３に記載のブレーキ装置健全性判断方法において、
前記基準値算出ステップは、前記判断可否信号を判断可とする場合、前記運転指令がブレーキ指令でかつ所定時間以上変動することがないことを条件に含み、
前記健全性判定ステップは、前記判断可否信号が判断可の場合に当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施することを含むことを特徴とするブレーキ装置健全性判断方法。

【請求項15】

請求項１３に記載のブレーキ装置健全性判断方法において、
前記健全性判定ステップによる前記判定は、前記空気ブレーキ圧基準値と空気ブレーキ圧の差分の絶対値が、判定閾値以下の場合に正常であると判定し、判定閾値を超えた場合に異常であると判定することを特徴とするブレーキ装置健全性判断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブレーキ装置健全性判断装置およびブレーキ装置健全性判断方法に関し、特に、鉄道車両のブレーキ装置の健全性を判断するブレーキ装置健全性判断装置およびブレーキ装置健全性判断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両において、一般的に３ヶ月毎の月検査や４年毎の全般検査で、ブレーキ装置の健全性の検査を実施している。この検査は、車庫などにおいて、空車状態を想定してブレーキ圧力の測定を行っている。これにより、ブレーキ圧が指令に対して十分にかかるかどうかを調べている。

【0003】

しかし、従来の車庫などを行う定期検査は、ブレーキのバルブを人為的に開けてから、ブレーキ圧の指令を出して、実際のブレーキ圧を測定して行っている。このため、非常に時間と手間のかかる検査となる。この定期検査の工数低減のため、走行中データを用いた検査代用について検討されている。例えば、特許文献１では、走行中データを用いてブレーキの妥当性を判定する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２２３２０６公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の手法は、ＡＩ（人工知能）技術を基に判断するため多くのデータが必要である。また、ブレーキ力は、鉄道車両の重量と運転指令に依存している。ブレーキの運転指令を変動させるとブレーキ力も変動するが、目標のブレーキ力に達するまでに遅れが生じる。この変動中のブレーキ力は一定とならず、ブレーキ圧力は所定時間不安定な状態となる。特許文献１の手法では常時判断しているためこのような不安定なブレーキ圧力の状態も用いることとなり、誤検知をする可能性が高い。

【0006】

さらに、鉄道システムのブレーキ装置は、電力回生ブレーキと空気ブレーキの両者で構成されている。通常制動においては、電力回生ブレーキと空気ブレーキの両者によりブレーキ力が発揮される。一方、電力回生ブレーキ力が回生失効などにより出力を絞った場合は、電力回生ブレーキ力を補うために空気ブレーキ力が増加する。この場合は、空気ブレーキ力が増加するまでに所定時間を要し、その間は不安定な状態となる。さらに、通常制動と回生失効のケースが混在すると、正常な判断ができず誤検知をする可能性が高い。特許文献１ではこれらのケースについては想定されていない。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みて、ブレーキ圧力の健全性をより正確に判断し検査の手間を軽減することができるブレーキ装置健全性判断装置およびブレーキ装置健全性判断方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、代表的な本発明のブレーキ装置健全性判断装置の一つは、列車の空気ブレーキ圧の健全性を判定するブレーキ装置健全性判断装置において、当該列車の運転指令と当該列車の乗車率と当該列車の回生ブレーキ力の情報を用いて当該列車の空気ブレーキ圧基準値を算出するとともに、当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施してよいかを示す判断可否信号を算出する基準値算出部と、前記判断可否信号の内容に応じて当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施し、前記判定は前記空気ブレーキ圧基準値と測定された当該列車の空気ブレーキ圧を比較して判定する健全性判定部と、を備えることを特徴とする。

【0009】

さらに本発明のブレーキ装置健全性判断方法の一つは、列車の空気ブレーキ圧の健全性を判定するブレーキ装置健全性判断方法において、当該列車の運転指令と当該列車の乗車率と当該列車の回生ブレーキ力の情報を用いて当該列車の空気ブレーキ圧基準値を算出するとともに、当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施してよいかを示す判断可否信号を算出する基準値算出ステップと、前記判断可否信号の内容に応じて当該列車の空気ブレーキ圧の健全性の判定を実施し、前記判定は前記空気ブレーキ圧基準値と測定された当該列車の空気ブレーキ圧を比較して判定する健全性判定ステップと、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ブレーキ装置健全性判断装置およびブレーキ装置健全性判断方法において、ブレーキ圧力の健全性をより正確に判断し検査の手間を軽減することができる。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施形態による態様を実施するためのコンピュータシステムのブロック図である。

【図2】図２は、本発明の実施例１におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。

【図3】図３は、本発明の実施例１における基準値算出部の例を示すブロック図である。

【図4】図４は、本発明の実施例１における判断可否判定部の処理の例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、本発明の実施例１における健全性判定部の処理の例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の実施例１における空気ブレーキ圧異常度表示の例を示すグラフである。

【図7】図７は、本発明の実施例２におけるブレーキ健全性判断装置の例を示すブロック図である。

【図8】図８は、本発明の実施例２における判断可否信号算出部の処理の例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、本発明の実施例２における健全性判定部の処理の例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、本発明の実施例３におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、本発明の実施例３における基準値算出部の例を示すブロック図である。

【図12】図１２は、本発明の実施例３における判断可否判定部の処理の例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、本発明の実施例３における健全性判定部の処理の例を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、本発明の実施例４におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。

【図15】図１５は、本発明の実施例４における基準値算出部の例を示すブロック図である。

【図16】図１６は、本発明の実施例４における判断可否判定部の処理の例を示すフローチャートである。

【図17】図１７は、本発明の実施例５におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。

【図18】図１８は、本発明の実施例５における空気ブレーキ圧判定閾値テーブルの例を示す。

【図19】図１９は、本発明の実施例５における健全性判定部の処理の例を示すフローチャートである。

【図20】図２０は、本発明の実施例６における鉄道システムの例を示すブロック図である。

【図21】図２１は、本発明の実施例６におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明を実施するための形態を説明する。

【0013】

図１は、本発明の実施形態による態様を実施するためのコンピュータシステム１のブロック図である。本明細書で開示される様々な実施形態の機構及び装置は、任意の適切なコンピューティングシステムに適用されてもよい。

【0014】

コンピュータシステム１の主要コンポーネントは、１つ以上のプロセッサ２、メモリ４、端末インターフェースユニット１２、ストレージインターフェースユニット１４、Ｉ／Ｏ（入出力）デバイスインターフェースユニット１６、及びネットワークインターフェース１８を含む。これらのコンポーネントは、メモリバス６、Ｉ／Ｏバス８、バスインターフェースユニット９、及びＩ／Ｏバスインターフェースユニット１０を介して、相互的に接続されてもよい。

【0015】

コンピュータシステム１は、プロセッサ２と総称される１つ又は複数の処理装置２Ａ及び２Ｂを含んでもよい。各プロセッサ２は、メモリ４に格納された命令を実行し、オンボードキャッシュを含んでもよい。ある実施形態では、コンピュータシステム１は複数のプロセッサを備えてもよく、また別の実施形態では、コンピュータシステム１は単一の処理装置によるシステムであってもよい。処理装置としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｎｇ Ｕｎｉｔ）等を適用できる。

【0016】

ある実施形態では、メモリ４は、データ及びプログラムを記憶するためのランダムアクセス半導体メモリ、記憶装置、又は記憶媒体（揮発性又は不揮発性のいずれか）を含んでもよい。ある実施形態では、メモリ４は、コンピュータシステム１の仮想メモリ全体を表しており、ネットワークを介してコンピュータシステム１に接続された他のコンピュータシステムの仮想メモリを含んでもよい。メモリ４は、概念的には単一のものとみなされてもよいが、他の実施形態では、メモリ４は、キャッシュおよび他のメモリデバイスの階層など、より複雑な構成となる場合がある。例えば、メモリは複数のレベルのキャッシュとして存在し、これらのキャッシュは機能毎に分割されてもよい。その結果、１つのキャッシュは命令を保持し、他のキャッシュはプロセッサによって使用される非命令データを保持する構成であってもよい。メモリは、いわゆるＮＵＭＡ（Ｎｏｎ－Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）コンピュータアーキテクチャのように、分散され、種々の異なる処理装置に関連付けられてもよい。

【0017】

メモリ４は、本明細書で説明する機能を実施するプログラム、モジュール、及びデータ構造のすべて又は一部を格納してもよい。例えば、メモリ４は、潜在因子特定アプリケーション５０を格納していてもよい。ある実施形態では、潜在因子特定アプリケーション５０は、後述する機能をプロセッサ２上で実行する命令又は記述を含んでもよく、あるいは別の命令又は記述によって解釈される命令又は記述を含んでもよい。ある実施形態では、潜在因子特定アプリケーション５０は、プロセッサベースのシステムの代わりに、またはプロセッサベースのシステムに加えて、半導体デバイス、チップ、論理ゲート、回路、回路カード、および／または他の物理ハードウェアデバイスを介してハードウェアで実施されてもよい。ある実施形態では、潜在因子特定アプリケーション５０は、命令又は記述以外のデータを含んでもよい。ある実施形態では、カメラ、センサ、または他のデータ入力デバイス（図示せず）が、バスインターフェースユニット９、プロセッサ２、またはコンピュータシステム１の他のハードウェアと直接通信するように提供されてもよい。このような構成では、プロセッサ２がメモリ４及び潜在因子識別アプリケーションにアクセスする必要性が低減する可能性がある。

【0018】

コンピュータシステム１は、プロセッサ２、メモリ４、表示システム２４、及びＩ／Ｏバスインターフェースユニット１０間の通信を行うバスインターフェースユニット９を含んでもよい。Ｉ／Ｏバスインターフェースユニット１０は、様々なＩ／Ｏユニットとの間でデータを転送するためのＩ／Ｏバス８と連結していてもよい。Ｉ／Ｏバスインターフェースユニット１０は、Ｉ／Ｏバス８を介して、Ｉ／Ｏプロセッサ（ＩＯＰ）又はＩ／Ｏアダプタ（ＩＯＡ）としても知られる複数のＩ／Ｏインターフェースユニット１２、１４、１６、及び１８と通信してもよい。表示システム２４は、表示コントローラ、表示メモリ、又はその両方を含んでもよい。表示コントローラは、ビデオ、オーディオ、又はその両方のデータを表示装置２６に提供することができる。また、コンピュータシステム１は、データを収集し、プロセッサ２に当該データを提供するように構成された１つまたは複数のセンサ等のデバイスを含んでもよい。例えば、コンピュータシステム１は、湿度データ、温度データ、圧力データ等を収集する環境センサ、及び加速度データ、運動データ等を収集するモーションセンサ等を含んでもよい。これ以外のタイプのセンサも使用可能である。バスインターフェースユニット９が提供する機能は、プロセッサ２を含む集積回路によって実現されてもよい。

【0019】

Ｉ／Ｏインターフェースユニットは、様々なストレージ又はＩ／Ｏデバイスと通信する機能を備える。例えば、端末インターフェースユニット１２は、ビデオ表示装置、スピーカテレビ等のユーザ出力デバイスや、キーボード、マウス、キーパッド、タッチパッド、トラックボール、ボタン、ライトペン、又は他のポインティングデバイス等のユーザ入力デバイスのようなユーザＩ／Ｏデバイス２０の取り付けが可能である。ユーザは、ユーザインターフェースを使用して、ユーザ入力デバイスを操作することで、ユーザＩ／Ｏデバイス２０及びコンピュータシステム１に対して入力データや指示を入力し、コンピュータシステム１からの出力データを受け取ってもよい。ユーザインターフェースは例えば、ユーザＩ／Ｏデバイス２０を介して、表示装置に表示されたり、スピーカによって再生されたり、プリンタを介して印刷されたりしてもよい。

【0020】

ストレージインターフェースユニット１４は、１つ又は複数のディスクドライブや直接アクセスストレージ装置２２（通常は磁気ディスクドライブストレージ装置であるが、単一のディスクドライブとして見えるように構成されたディスクドライブのアレイ又は他のストレージ装置であってもよい）の取り付けが可能である。ある実施形態では、ストレージ装置２２は、任意の二次記憶装置として実装されてもよい。メモリ４の内容は、ストレージ装置２２に記憶され、必要に応じてストレージ装置２２から読み出されてもよい。Ｉ／Ｏデバイスインターフェースユニット１６は、プリンタ、ファックスマシン等の他のＩ／Ｏデバイスに対するインターフェースを提供してもよい。ネットワークインターフェース１８は、コンピュータシステム１と他のデバイスが相互的に通信できるように、通信経路を提供してもよい。この通信経路は、例えば、ネットワーク３０であってもよい。

【0021】

図１に示されるコンピュータシステム１は、プロセッサ２、メモリ４、バスインターフェースユニット９、表示システム２４、及びＩ／Ｏバスインターフェースユニット１０の間の直接通信経路を提供するバス構造を備えているが、他の実施形態では、コンピュータシステム１は、階層構成、スター構成、又はウェブ構成のポイントツーポイントリンク、複数の階層バス、平行又は冗長の通信経路を含んでもよい。さらに、Ｉ／Ｏバスインターフェースユニット１０及びＩ／Ｏバス８が単一のユニットとして示されているが、実際には、コンピュータシステム１は複数のＩ／Ｏバスインターフェースユニット１０又は複数のＩ／Ｏバス８を備えてもよい。また、Ｉ／Ｏバス８を様々なＩ／Ｏデバイスに繋がる各種通信経路から分離するための複数のＩ／Ｏインターフェースユニットが示されているが、他の実施形態では、Ｉ／Ｏデバイスの一部または全部が、１つのシステムＩ／Ｏバスに直接接続されてもよい。

【0022】

ある実施形態では、コンピュータシステム１は、マルチユーザメインフレームコンピュータシステム、シングルユーザシステム、又はサーバコンピュータ等の、直接的ユーザインターフェースを有しない、他のコンピュータシステム（クライアント）からの要求を受信するデバイスであってもよい。他の実施形態では、コンピュータシステム１は、デスクトップコンピュータ、携帯型コンピュータ、ノートパソコン、タブレットコンピュータ、ポケットコンピュータ、電話、スマートフォン、又は任意の他の適切な電子機器であってもよい。

【0023】

＜実施例１＞
図２は、本発明の実施例１におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。ブレーキ装置健全性判断装置１０３は、基準値算出部１０１、健全性判定部１０２を備えている。

【0024】

鉄道車両におけるブレーキ装置について説明する。鉄道車両のブレーキ装置は列車に備えられ、回生ブレーキと空気ブレーキを用いる。回生ブレーキは、電気的なブレーキであり、モーターを発電機として働かせることによって生ずる抵抗で制動を行うブレーキである。一方、空気ブレーキは、圧縮された空気を動力として作動させるブレーキであり、このためのピストンやタンク等の構成を備える。空気ブレーキを作動させるために必要な圧力が空気ブレーキ圧となる。これらの構成により全体のブレーキ力は、回生ブレーキ力と空気ブレーキ力の合計で表すことができる。

【0025】

ブレーキ装置健全性判断装置１０３には、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空気ブレーキ圧１５６の情報が列車から入力される。これらの情報は、所定時間ごと（例えば２００ｍｓｅｃごと）の周期で、リアルタイムに時々刻々の情報が受信される。ブレーキ装置健全性判断装置１０３は、これらの周期毎に入力された情報を用いて以下に示す処理が行われる。

【0026】

運転指令１５１は、列車の時々刻々の力行、惰行、制動などの動作を指令する情報である。このうち、制動がブレーキに関する情報であり、ノッチ毎に段階的にブレーキの強さが異なる情報である。例えば、Ｂ１～Ｂ７の７段階に分けて数値が上がるほど強い制動を示す情報とする等である。乗車率１５２は、当該列車の乗車率であり、当該列車でセンサを用いる等して測定することが可能な値である。回生ブレーキ力１５３は、当該列車が制動する際に発生する回生ブレーキ力であり、当該列車でセンサを用いる等して測定することが可能な値である。空気ブレーキ圧１５６は、当該列車の当該列車の時々刻々の空気ブレーキ圧であり、この圧力は当該列車でセンサを用いる等して測定することで得られる値である。

【0027】

基準値算出部１０１は、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３の情報を取得する。そして、基準値算出部１０１は、空気ブレーキ圧基準値１５４を算出して出力するとともに、空気ブレーキ圧の健全性の判断を実施してよいかを示す判断可否信号１５５を算出して出力する。

【0028】

健全性判定部１０２は、空気ブレーキ圧基準値１５４、判断可否信号１５５、空気ブレーキ圧１５６の情報を取得する。そして、ブレーキ圧の健全性を判断して健全性判断１５７を出力する。

【0029】

ブレーキ装置健全性判断装置１０３は、列車に搭載することが可能である。また、列車以外の地上側に設置してもよい。この場合、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空気ブレーキ圧１５６の情報は、該当の列車から遠隔で送信される。

【0030】

図３は、本発明の実施例１における基準値算出部の例を示すブロック図である。基準値算出部１０１の詳細について図３を用いて説明する。

【0031】

基準値算出部１０１は、列車特性テーブル２０１、予定減速度算出部２０２、ブレーキ力算出部２０３、空気ブレーキ力算出部２０４、空気ブレーキ圧基準値計算部２０５、判断可否判定部２０６を備えている。

【0032】

列車特性テーブル２０１は、少なくとも、当該列車の減速度特性２５１、当該列車の重量特性２５２、当該列車の空気ブレーキ圧特性２５３の情報を有する。列車特性テーブル２０１は、記憶部に記録しておくことができる。

【0033】

減速度特性２５１は、運転指令１５１から減速度が一意に定まるように設定されている特性である。例えば、運転指令１５１がブレーキ指令（制動指令）のＢ１であれば、０．５［ｋｍ／ｈ／ｓ］というような形で設定されていれば良い。つまり、各運転指令に対する減速度をあらかじめ定めておけば一意で定めることができる。なお、以降の説明において、本減速度は平坦かつ直線の場合の減速度としている。

【0034】

重量特性２５２は、少なくとも列車の空車重量と定員人数と列車の慣性重量に相当する重量が記録されている特性である。設計値としてあらかじめ登録しておくことができる。

【0035】

空気ブレーキ圧特性２５３は、空気ブレーキ力と空気ブレーキ圧が一意に定まるように設定されている特性である。例えば、空気ブレーキ力が３００［ｋＮ］の場合、空気ブレーキ圧が３４５［ＫＰａ］というようになっていれば良い。この場合、具体的な数値でこれらの関係を記録して良いし、空気ブレーキ力と空気ブレーキ圧の比が記載されている形となっていても良い。例えば、ブレーキ力が３００［ｋＮ］の場合、比率１．１５という値が記録されたテーブルの形式でも良い。

【0036】

予定減速度算出部２０２は、列車特性テーブル２０１からの列車の減速度特性２５１と、運転指令１５１を入力して、これらを基に列車の予定減速度２５４を算出し出力する。減速度特性２５１は、上述したように、運転指令１５１から減速度が一意に定まるように設定されている特性である。このことから、入力された運転指令１５１を基に予定減速度２５４が一意に得られる。

【0037】

ブレーキ力算出部２０３は、乗車率１５２と、列車特性テーブル２０１からの重量特性２５２と、予定減速度算出部２０２からの予定減速度２５４を入力して、これらを基にブレーキ力２５５を算出し出力する。ここで、予定減速度２５４をβ［ｋｍ／ｈ／ｓ］、乗車率１５２をＰ［％］、重量特性２５２に含まれる列車の空車重量をＷ［ｔｏｎ］と定員人数をＮ、乗客１人当たりの重量をＸ［ｔｏｎ］、列車の慣性重量に相当する重量をＷi［ｔｏｎ］とすると、ブレーキ力ＢＰ［ＫＮ］は、
ＢＰ ＝ β／３．６×（Ｗ＋Ｎ×Ｐ／１００×Ｘ＋Ｗi） ・・・（式１）
で計算可能である。このブレーキ力ＢＰは全体のブレーキ力であり、これをブレーキ力２５５として出力する。

【0038】

空気ブレーキ力算出部２０４は、ブレーキ力算出部２０３からのブレーキ力２５５と、回生ブレーキ力１５３を入力して、これらを基に空気ブレーキ力２５６を算出し出力する。空気ブレーキ力２５６は、全体のブレーキ力であるブレーキ力２５５から回生ブレーキ力１５３を引いたものであることから、
空気ブレーキ力２５６ ＝ ブレーキ力２５５－回生ブレーキ力１５３
・・・（式２）
で算出することができる。なお、空気ブレーキ力２５６が負の値になることは、実態としてはないが、データの計測精度によっては、計算上発生することもあるため、０以下はすべて０とするように制限する。

【0039】

空気ブレーキ圧基準値計算部２０５は、空気ブレーキ力算出部２０４からの空気ブレーキ力２５６と、列車特性テーブル２０１からの空気ブレーキ圧特性２５３を入力して、これらを基に当該列車の空気ブレーキ圧基準値１５４を算出する。空気ブレーキ圧特性２５３は、上述したように、空気ブレーキ力と空気ブレーキ圧が一意に定まるように設定されている特性である。このため、入力された空気ブレーキ力２５６を基に、一意に空気ブレーキ圧基準値１５４が得られる。

【0040】

判断可否判定部２０６は、運転指令１５１を基に、空気ブレーキ圧の健全性の判断を実施してよいかを示す判断可否信号１５５を決定して出力する。図４でその処理の詳細について説明する。

【0041】

図４は、本発明の実施例１における判断可否判定部の処理の例を示すフローチャートである。この処理は判断可否判定部２０６において運転指令１５１の情報が入力される毎に行う。

【0042】

まず、ステップ３０１は、本処理が当該日においてこれまで実施されていないかをチェックする。実施されていない（ＹＥＳ）ならばステップ３０２に進む。実施されている（Ｎｏ）ならばステップ３０３に進む。ここでの当該日は、その日や始発から終電までの時間範囲等とすることができる。また、当該日に代えて電源を入れている間の期間としてもよい。

【0043】

ステップ３０２では、ノッチ同一判定カウントを０にリセットして、ステップ３０３に進む。この処理は、電源を入れた時などにおいて、前のデータが仮に残っていると誤検知してしまうため、このようなことを防止するための処理である。

【0044】

ステップ３０３では、今回入力された運転指令１５１が前回入力された運転指令１５１と同一の運転指令で、かつブレーキ指令かどうかを判断する。この条件を満たす場合は（Ｙｅｓであれば）、ステップ３０４に進む。この条件を満たさない場合は（Ｎｏであれば）、ステップ３０５に進む。例えば、２００ｍｓｅｃごと周期で入力される場合、前回の運転指令１５１と２００ｍｓｅｃ前の前回の運転指令を比較する。これらの運転指令１５１が、例えば、同じブレーキ指令Ｂ１であれば、同一のブレーキ指令であると判定される。

【0045】

ステップ３０４では、ノッチ同一判定カウントを１増加して、ステップ３０６に進む。ノッチ同一判定カウントは、同じノッチがどれだけ連続したかを示す値である。ここでのノッチは、運転指令（ブレーキ指令）に該当するため、同じ運転指令（ブレーキ指令）がどれだけ連続したかを示す。また、所定の周期毎に運転指令が入力されるので、どれだけの時間、同じノッチが維持されているかに相当する。例えば、２００ｍｓｅｃごと周期で入力される場合、ノッチ同一判定カウントが「３」であれば、６００ｍｓｅｃは同じ運転指令（ブレーキ指令）を維持していることになる。

【0046】

ステップ３０５は、ノッチ同一判定カウントを０にリセットして、ステップ３０６に進む。ここでは、同じブレーキ指令が維持されていないため、ノッチ同一判定カウントを０にリセットする。

【0047】

ステップ３０６は、ノッチ同一判定カウントが所定値以上かどうかを判断する。所定値以上であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ３０７に進む。所定値以上でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ３０８に進む。所定値は任意に適切な値が決められる。例えば、ブレーキ指令が出てから出力が安定するまでにかかる時間を基に定めて良い。この時間の例として、２秒以上、３秒以上、５秒以上などである。

【0048】

ステップ３０７では、判断可否信号１５５を判断可として、終了となる。

【0049】

ステップ３０８では、判断可否信号１５５を判断否として、終了となる。

【0050】

このように判断可否判定部２０６は、所定時間以上、同じブレーキ指令である場合に判断可否信号１５５が判断可となるように処理される。そして、判断可否信号１５５は判断可否の情報を伴い出力される。

【0051】

図５は、本発明の実施例１における健全性判定部の処理の例を示すフローチャートである。図２で示した健全性判定部１０２の処理について、図５を用いて説明する。

【0052】

まず、ステップ４０１は、判断可否信号１５５が判断可になっているかをチェックする。判断可であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ４０２に進む。判断否であれば（Ｎｏであれば）、終了となる。すなわち判断否の場合は空気ブレーキ圧の健全性の判断は行わない。

【0053】

ステップ４０２では、健全性判定部１０２の空気ブレーキ圧基準値計算部２０５で算出された空気ブレーキ圧基準値１５４と、空気ブレーキ圧１５６の差の絶対値が、基準判定値以下かどうかを判断する。基準判定値以下であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ４０３に進む。基準判定値以下でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ４０４に進む。基準判定値は、判定閾値となるようにあらかじめ定められた定数であり、例えば１０とか２０というように定めればよい。また、空気ブレーキ圧にも設計公差などがあると考えられることから、設計公差を用いて定めても良い。さらに、鉄道会社などで判定用の閾値があれば、それらを用いても良い。

【0054】

ここで、空気ブレーキ圧基準値１５４は上述したように運転指令１５１に基づく予定減速度２５４から推定される空気ブレーキ圧である。このため、運転指令１５１が変化しなければ空気ブレーキ圧基準値１５４は基本的には変化しない。また、空気ブレーキ圧１５６は、列車で測定される空気ブレーキ圧である。空気ブレーキ圧１５６は測定される値のためデータを取得するたびに時々刻々変化している。運転指令１５１に対して空気ブレーキが正常に作動していれば、空気ブレーキ圧基準値１５４と、空気ブレーキ圧１５６の差の絶対値が、基準判定値以下と想定される。

【0055】

ステップ４０３は、判定結果を正常として、終了となる。このため、空気ブレーキ圧基準値１５４に対する測定される空気ブレーキ圧１５６の差が所定以内の場合は異常がないと判断される。

【0056】

ステップ４０４は、判定結果を異常として、終了となる。

【0057】

変形例として、ステップ４０４において判定結果をすぐには異常とせず、異常予兆としておき、異常予兆が数回繰り返された場合に異常としても良い。例えば、２回以上、もしくは３回以上とするなどである。これにより、１回だけなら誤検知の可能性もある場合でも、複数回を条件とすれば、誤検知を防止できる確率が高くなる。その際において、例えば，ステップ４０２で、基準判定値との差分が一定以上大きくなった場合には、異常の可能性が高くなったとして、異常判定とする方法でも良い。すなわち、空気ブレーキ圧基準値１５４と空気ブレーキ圧１５６の差が、基準判定値よりも一定以上大きい場合は、１回で異常判定する。

【0058】

なお、本実施例では、列車特性テーブル２０１を設け、その中に減速度特性２５１、重量特性２５２、空気ブレーキ圧特性２５３があるとして説明した。しかし、入力に対して一意に定まる式あるいは数値があれば、それらの数値を用いる方法でも良い。

【0059】

例えば、減速度特性２５１は、
減速度＝運転指令から定まる減速度×η＋勾配×ω ・・・（式３）
と表現し、η、ωを予定減速度算出部２０２に格納して計算するという方法でも良い。

【0060】

例えば、重量特性２５２は、空車重量、定員人数、慣性重量をブレーキ力算出部２０３に格納しておいても良い。

【0061】

例えば、空気ブレーキ圧特性２５３は、
空気ブレーキ圧基準値＝γ×空気ブレーキ力 ・・・（式４）
と表現し、γを空気ブレーキ圧基準値計算部２０５に格納して計算しても良い。

【0062】

なお、上記のη、ω、γは定数に限らず関数の形であっても良い。さらに、上記で述べた特性について、一部分はテーブルとして、残りは計算式という形であっても良い。

【0063】

また、上述した構成を用いて、正常／異常の結果を基に、健全性の指標を出す方法も考えられる。例えば、１日毎あるいは１か月毎といった定期的な期間毎に、異常とされた判定回数／全判定回数で計算された異常度を表示する。このことで、異常と思われるブレーキ装置を抽出し、保守員が、作業する際に優先的かつ精査すべき装置を示すことができる。

【0064】

図６は、本発明の実施例１における空気ブレーキ圧異常度表示の例を示すグラフである。図６に示すように、横軸を日時、縦軸を空気ブレーキ圧の異常度として示すことで、異常の予兆をとらえることも可能となる。すなわち、異常度が他の期間よりも上昇していれば、何らかの異常が明らかに発生していることを知ることができる。さらに、真の異常と判定する閾値を設け、異常度の割合が真の異常と思われる閾値を超えたら異常と判定するようにしても良い。

【0065】

このように実施例１では、同じブレーキ指令が所定時間継続した場合に、ブレーキ圧健全性判定を行うことで、不安定な状態での判定を防止することができる。さらにブレーキ指令から想定される空気ブレーキ圧基準値１５４と実際に測定された空気ブレーキ圧１５６の差を比較することで、列車を走行させながら空気ブレーキ圧の健全性の判定が可能となる。

【0066】

＜実施例２＞
図７は、本発明の実施例２におけるブレーキ健全性判断装置の例を示すブロック図である。実施例２では、実施例１と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

【0067】

ブレーキ装置健全性判断装置６０３は、基準値算出部１０１、判断可否信号算出部６０１、健全性判定部６０２を備えている。ブレーキ装置健全性判断装置６０３には、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空気ブレーキ圧１５６の情報が入力される点は、実施例１と同様である。

【0068】

基準値算出部１０１は、実施例１と同様であるが、本実施例では実施例１の判断可否信号１５５は便宜上、第１の判断可否信号１５５と記載するが同じ内容である。

【0069】

判断可否信号算出部６０１は、空気ブレーキ圧１５６の情報を取得し、これに基づき第２の判断可否信号６５１を出力する。

【0070】

健全性判定部６０２は、空気ブレーキ圧基準値１５４、第１の判断可否信号１５５、空気ブレーキ圧１５６、第２の判断可否信号６５１の情報を取得する。そして、これらに基づきブレーキ圧の健全性を判断して健全性判断１５７を出力する。ここでは、第２の判断可否信号６５１をふまえる点が実施例１の健全性判定部１０２とは異なる。

【0071】

ブレーキ装置健全性判断装置６０３は、実施例１のブレーキ装置健全性判断装置１０３と同様に列車に搭載することが可能であるし、地上側に設置してもよい。

【0072】

図８は、本発明の実施例２における判断可否信号算出部の処理の例を示すフローチャートである。この処理は判断可否信号算出部６０１において空気ブレーキ圧１５６の情報が入力される毎に行う。

【0073】

まず、ステップ７０１は、本処理が当該日においてこれまで実施されていないかをチェックする。実施されていない（ＹＥＳ）ならばステップ７０２に進む。実施されている（Ｎｏ）ならばステップ７０３に進む。ここでの当該日は、その日や始発から終電までの時間範囲等とすることができる。また、当該日に代えて電源を入れている間の期間としてもよい。

【0074】

ステップ７０２では、ブレーキ圧停滞カウントを０にリセットして、ステップ７０３に進む。この処理は、電源を入れた時などにおいて、前のデータが仮に残っていると誤判定してしまうため、このようなことを防止するための処理である。

【0075】

ステップ７０３は、今回入力された空気ブレーキ圧１５６が前回の空気ブレーキ圧と同一かつ０よりも大きい値となっているかどうかを判断する。条件に合致すれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ７０４に進む。条件に合致しなければ（Ｎｏであれば）、ステップ７０５に進む。ここで、今回の空気ブレーキ圧１５６が前回の空気ブレーキ圧１５６と同一であることは、空気ブレーキ圧が所定時間一定であると判断している。また、空気ブレーキ圧１５６が０よりも大きい値は、空気ブレーキ圧に値があることを判断している。

【0076】

ステップ７０４では、第２の判断可否信号６５１を判断可にし、終了となる。

【0077】

ステップ７０５では、第２の判断可否信号６５１を判断否にし、終了となる。

【0078】

なお、ステップ７０３で実施する空気ブレーキ圧１５６が前回の空気ブレーキ圧と同一の判定については、得られるデータの精度も考慮して、例えば、判定閾値εを設けて、
｜｜今回の空気ブレーキ圧１５６－前回の空気ブレーキ圧｜｜≦ε
・・・（式５）
が成立した場合としても良い。これにより、空気ブレーキ圧１５６と前回の空気ブレーキ圧の差が、同一とみなされる所定の範囲内にある場合は、第２の判断可否信号６５１を判断可とする。

【0079】

また、ステップ７０３では、今回の空気ブレーキ圧１５６が前回の空気ブレーキ圧と同一であることを条件としている。しかし、これ以外に実施例１のノッチ同一判定カウントのように、複数回、連続して同一の場合を条件としてもよい。すなわち、空気ブレーキ圧１５６が所定回数以上同一で、かつ０よりも大きい値となっているかどうかを判断する。合致すれば、ステップ７０４で第２の判断可否信号６５１を判断可とする。ここでの所定回数以上同一は、所定時間以上同一の場合に相当する。また、この場合の同一は、（式５）のように同一とみなされる所定の範囲であってもよい。

【0080】

図９は、本発明の実施例２における健全性判定部の処理の例を示すフローチャートである。図９は実施例１の図５のステップ４０１がステップ８０１となっている以外は同一である。

【0081】

まず、ステップ８０１は、第１の判断可否信号１５５および第２の判断可否信号６５１が判断可になっているかをチェックする。条件に合致すれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ４０２に進む。条件に合致しなければ（Ｎｏであれば）、終了となる。

【0082】

ステップ４０２は、空気ブレーキ圧基準値１５４と、空気ブレーキ圧１５６の差の絶対値が、基準判定値以下かどうかを判断する。基準判定値以下であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ４０３に進む。基準判定値以下でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ４０４に進む。

【0083】

ステップ４０３は、判定結果を正常として、終了となる。

【0084】

ステップ４０４は、判定結果を異常として、終了となる。

【0085】

実施例１で説明したステップ４０２～４０４の変形例の判定方法は本実施例でも同様に適用できる。

【0086】

また、ステップ８０１では、第１の判断可否信号１５５および第２の判断可否信号６５１が判断可になっている場合にステップ４０２に進む判定を説明した。しかし、これ以外に、第１の判断可否信号１５５あるいは第２の判断可否信号６５１のいずれかが判断可になっている場合にステップ４０２に進む判定とすることもできる。第２の判断可否信号６５１のみを用いる場合は、図７に記載の基準値算出部１０１で第１の判断可否信号１５５を出力しなくてもよい。また、第２の判断可否信号６５１を用いずに第１の判断可否信号１５５のみを用いて実施する場合については、実施例１で示した内容と同じ構成となる。

【0087】

さらに、実施例２においては、第１の判断可否信号１５５は基準値算出部１０１にて、第２の判断可否信号６５１は判断可否信号算出部６０１にてそれぞれ算出としている。しかしながら、第１の判断可否信号１５５、第２の判断可否信号６５１の算出を基準値算出部１０１あるいは判断可否信号算出部６０１のいずれかにまとめて実施する構成としても良い。

【0088】

このように実施例２では、実際に測定されるブレーキ圧が前回と同一の場合に、ブレーキ圧健全性判定を行うことで、不安定な状態での判定を防止することができる。さらに、実施例１で示した同じブレーキ指令が所定時間継続した場合の条件と合わせることで、より的確な判定をすることができる。なお、列車を走行させながらブレーキ圧の健全性判定が可能となることは実施例１と同様である。

【0089】

＜実施例３＞
図１０は、本発明の実施例３におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。実施例３では、実施例１、２と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

【0090】

ブレーキ装置健全性判断装置９０３は、基準値算出部９０１、判断可否信号算出部６０１、健全性判定部９０２を備えている。ブレーキ装置健全性判断装置９０３には、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空気ブレーキ圧１５６の情報が入力される点は、実施例１のブレーキ装置健全性判断装置１０３と同様である。

【0091】

基準値算出部９０１は、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３の情報を取得する。そして、基準値算出部９０１は、空気ブレーキ圧基準値１５４を算出して出力するとともに、空気ブレーキ圧の健全性の判断を実施してよいかを示す第１の判断可否信号９５１を算出して出力する。

【0092】

判断可否信号算出部６０１は、実施例２の判断可否信号算出部６０１と同様である。

【0093】

健全性判定部９０２は、空気ブレーキ圧基準値１５４、第１の判断可否信号９５１、第２の判断可否信号６５１、空気ブレーキ圧１５６の情報を取得する。そして、ブレーキ圧の健全性を判断して健全性判断１５７を出力する。

【0094】

ブレーキ装置健全性判断装置９０３は、実施例１のブレーキ装置健全性判断装置１０３と同様に列車に搭載することが可能であるし、地上側に設置してもよい。

【0095】

図１１は、本発明の実施例３における基準値算出部の例を示すブロック図である。基準値算出部９０１の詳細について図１１を用いて説明する。

【0096】

基準値算出部９０１は、列車特性テーブル２０１、予定減速度算出部２０２、ブレーキ力算出部２０３、空気ブレーキ力算出部２０４、空気ブレーキ圧基準値計算部２０５、判断可否判定部１００１を備えている。実施例１で説明した基準値算出部１０１と異なる箇所は、判断可否判定部２０６に代えて判断可否判定部１００１となっている点である。ここでは、判断可否判定部１００１について説明しそれ以外の構成は説明を省略する。

【0097】

判断可否判定部１００１は、運転指令１５１と回生ブレーキ力１５３の情報を入力してこれらを基に、第１の判断可否信号９５１を決定して、出力する。図１２でその処理の詳細について説明する。

【0098】

図１２は、本発明の実施例３における判断可否判定部の処理の例を示すフローチャートである。この処理は判断可否判定部１００１において運転指令１５１と回生ブレーキ力１５３のデータが入力される毎に行う。

【0099】

まず、ステップ１１０１は、本処理が当該日においてこれまで実施されていないかをチェックする。実施されていない（ＹＥＳ）ならばステップ１１０２に進む。実施されている（Ｎｏ）ならばステップ１１０３に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０１と同様である。

【0100】

ステップ１１０２では、ノッチ同一判定カウントを０にリセットして、ステップ１１０３に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０２と同様である。

【0101】

ステップ１１０３では、今回入力された運転指令１５１が前回の運転指令１５１と同一かつブレーキ指令かどうかを判断する。この条件を満たす場合は（Ｙｅｓであれば）、ステップ１１０４に進む。この条件を満たさない場合は（Ｎｏであれば）、ステップ１１０５に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０３と同様である。

【0102】

ステップ１１０４では、ノッチ同一判定カウントを１増加して、ステップ１１０６に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０４と同様である。

【0103】

ステップ１１０５では、ノッチ同一判定カウントを０にリセットして、ステップ１１０６に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０５と同様である。

【0104】

ステップ１１０６では、ノッチ同一判定カウントが所定値以上かどうかを判断する。所定値以上であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ１１０７に進む。所定値以上でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ１１０９に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０６と同様である。

【0105】

ステップ１１０７では、今回入力された回生ブレーキ力１５３が前回の回生ブレーキ力と同一となっているかどうかを判断する。同一であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ１１０８に進む。同一でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ１１０９に進む。今回の回生ブレーキ力１５３が前回の回生ブレーキ力１５３と同一であることは、回生ブレーキ力１５３が所定時間一定であると判断している。

【0106】

ステップ１１０８では、第１の判断可否信号９５１を判断可にして、終了となる。

【0107】

ステップ１１０９では、第１の判断可否信号９５１を判断否にして、終了となる。

【0108】

なお、変形例として、ステップ１１０７で実施する今回の回生ブレーキ力１５３が前回の回生ブレーキ力と同一の判定については、得られるデータの精度も考慮して、例えば、判定閾値εを設けて、
｜｜今回の回生ブレーキ力１５３－前回の回生ブレーキ力｜｜≦ε
・・・（式６）
が成立した場合としても良い。これにより、今回の回生ブレーキ力１５３と前回の回生ブレーキ力の差が、同一とみなされる所定の範囲内にある場合は、第１の判断可否信号９５１を判断可とする。

【0109】

また、他の変形例として、ステップ１１０７では、今回の回生ブレーキ力１５３が前回の回生ブレーキ力１５３と同一であることを条件としている。しかし、これ以外にノッチ同一判定カウントのように、複数回、連続して同一の場合を条件としてもよい。すなわち、回生ブレーキ力１５３が所定回数以上同一かどうかを判断する。同一ならば、ステップ１１０７で第１の判断可否信号９５１を判断可とする。ここでの所定回数以上同一は所定時間以上同一の場合に相当する。また、この場合の同一は、（式６）のように同一とみなされる所定の範囲であってもよい。

【0110】

図１３は、本発明の実施例３における健全性判定部の処理の例を示すフローチャートである。図１３は実施例１の図５のステップ４０１がステップ１２０１となっている以外は同一である。

【0111】

ステップ１２０１は、第１の判断可否信号９５１および第２の判断可否信号６５１が判断可になっているかをチェックする。条件に合致すれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ４０２に進む。条件に合致しなければ（Ｎｏであれば）、終了となる。

【0112】

ステップ４０２は、空気ブレーキ圧基準値１５４と空気ブレーキ圧１５６の差の絶対値が、基準判定値以下かどうかを判断する。基準判定値以下であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ４０３に進む。基準判定値以下でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ４０４に進む。

【0113】

ステップ４０３は、判定結果を正常として、終了となる。

【0114】

ステップ４０４は、判定結果を異常として、終了となる。

【0115】

実施例１で説明したステップ４０２～４０４の変形例の判定方法は本実施例でも同様に適用できる。

【0116】

また、ステップ１２０１では、第１の判断可否信号９５１および第２の判断可否信号６５１が判断可になっている場合に判定結果を正常とする判定を説明した。しかし、これ以外に、第１の判断可否信号９５１あるいは第２の判断可否信号６５１のいずれかが判断可になっている場合にステップ４０２に進む判定とすることもできる。

【0117】

さらに、実施例３においては、第１の判断可否信号９５１は基準値算出部９０１にて、第２の判断可否信号６５１は判断可否信号算出部６０１にてそれぞれ算出としている。しかしながら、第１の判断可否信号９５１、第２の判断可否信号６５１の算出を基準値算出部９０１あるいは判断可否信号算出部６０１のどちらかにまとめて実施する構成としても良い。

【0118】

このように実施例３では、ノッチ同一判定カウントの判定に加えて、回生ブレーキ力が所定時間一定であることを条件とすることで、より正確に安定な状態を判断できる。これは、回生ブレーキ力が変化すると空気ブレーキ力も変わってしまい、空気ブレーキ圧は安定な状態にならないからである。それ以外の効果については、実施例１や２と同様である。

【0119】

＜実施例４＞
図１４は、本発明の実施例４におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。実施例４では、実施例１～３と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

【0120】

ブレーキ装置健全性判断装置１３０２は、基準値算出部１３０１、判断可否信号算出部６０１、健全性判定部９０２を備えている。

【0121】

ブレーキ装置健全性判断装置１３０２には、実施例１と同様に運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空気ブレーキ圧１５６の情報が入力されることに加えて、空転・滑走情報１３５１が入力される。

【0122】

基準値算出部１３０１は、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空転・滑走情報１３５１を入力する。そして、基準値算出部１３０１は、空気ブレーキ圧基準値１５４を算出して出力するとともに、空気ブレーキ圧の健全性の判断を実施してよいかを示す第１の判断可否信号１３５２を算出して出力する。

【0123】

判断可否信号算出部６０１は、実施例２、３の判断可否信号算出部６０１と同様である。

【0124】

健全性判定部９０２は、実施例３の健全性判定部９０２と同様であるが、実施例３の第１の判断可否信号９５１に代えて第１の判断可否信号１３５２を入力する点が異なる。すなわち、健全性判定部９０２は、空気ブレーキ圧基準値１５４、第１の判断可否信号１３５２、第２の判断可否信号６５１、空気ブレーキ圧１５６の情報を取得する。そして、ブレーキ圧の健全性を判断して健全性判断１５７を出力する。処理の内容は図１３と同様である。

【0125】

ブレーキ装置健全性判断装置１３０２は、列車に搭載することが可能である。また、列車以外の地上側に設置してもよい。この場合、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空気ブレーキ圧１５６、空転・滑走情報１３５１の情報は、該当の列車から遠隔で送信される。

【0126】

図１５は、本発明の実施例４における基準値算出部の例を示すブロック図である。基準値算出部１３０１の詳細について図１５を用いて説明する。

【0127】

基準値算出部１３０１は、列車特性テーブル２０１、予定減速度算出部２０２、ブレーキ力算出部２０３、空気ブレーキ力算出部２０４、空気ブレーキ圧基準値計算部２０５、判断可否判定部１４０１を備えている。実施例１で説明した基準値算出部１０１と異なる箇所は、判断可否判定部２０６に代えて判断可否判定部１４０１となっている点である。ここでは、判断可否判定部１４０１について説明しそれ以外の構成は説明を省略する。

【0128】

判断可否判定部１４０１は、運転指令１５１と回生ブレーキ力１５３と空転・滑走情報１３５１のデータを基に、第１の判断可否信号１３５２を決定して、出力する。図１６でその処理の詳細について説明する。

【0129】

図１６は、本発明の実施例４における判断可否判定部の処理の例を示すフローチャートである。この処理は判断可否判定部１４０１において運転指令１５１と回生ブレーキ力１５３の情報が入力される毎に行う。また、空転・滑走情報１３５１は、空転や滑走が発生した場合にその情報が入力される。

【0130】

まず、ステップ１５０１は、本処理が当該日においてこれまで実施されていないかをチェックする。実施されていない（ＹＥＳ）のならばステップ１５０２に進む。実施されている（Ｎｏ）ならばステップ１５０３に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０１と同様である。

【0131】

ステップ１５０２では、判定カウントを０にリセットして、ステップ１５０３に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０２と同様である。

【0132】

ステップ１５０３では、空転・滑走情報１３５１がないかを判断する。空転・滑走情報１３５１がない場合（Ｙｅｓの場合）は、空転・滑走していない状態が想定され、ステップ１５０４に進む。空転・滑走情報１３５１がある場合（Ｎｏの場合）には、空転・滑走している状態が想定されるため判定できないとして、ステップ１５１０に進む。

【0133】

空転は、鉄道車両の車輪がレール面上を滑って回転している状態である。また、滑走は、鉄道車両の車輪が回転せずにレール面を滑る状態である。このような状態は、不安定な状態のため、空気ブレーキ圧の健全性判定を行わないことが好ましい。空転・滑走情報１３５１は列車内で計測されているデータから取得することができる。空転・滑走情報１３５１は空転や滑走が生じた場合の情報であり、空転・滑走情報１３５１がない場合は、空転や滑走が生じていない状態であると想定される。

【0134】

ステップ１５０４は、今回入力された運転指令１５１が前回の運転指令１５１と同一かつブレーキ指令かどうかを判断する。この条件を満たす場合は（Ｙｅｓ）であれば、ステップ１５０５に進む。この条件を満たさない場合は（Ｎｏであれば）、ステップ１５０６に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０３と同様である。

【0135】

ステップ１５０５では、ノッチ同一判定カウントを１増加して、ステップ１５０７に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０４と同様である。

【0136】

ステップ１５０６では、ノッチ同一判定カウントを０にリセットして、ステップ１５０７に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０５と同様である。

【0137】

ステップ１５０７は、ノッチ同一判定カウントが所定値以上かどうかを判断する。所定値以上であれば（Ｙｅｓ）であれば、ステップ１５０８に進む。所定値以上でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ１５１１に進む。この処理は実施例１（図４）のステップ３０６と同様である。

【0138】

ステップ１５０８は、今回入力された回生ブレーキ力１５３が前回の回生ブレーキ力と同一となっているかどうかを判断する。同一であれば（Ｙｅｓ）であれば、ステップ１５０９に進む。同一でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ１５１１に進む。この処理は実施例３（図１２）のステップ１１０７と同様である。

【0139】

ステップ１５０９は、第１の判断可否信号１３５２を判断可にして、終了となる。この処理は実施例１（図４）のステップ３０７と同様である。

【0140】

ステップ１５１０は、判定カウントを０にリセットして、ステップ１５１１に進む。

【0141】

ステップ１５１１は、第１の判断可否信号１３５２を判断否にして、終了となる。この処理は実施例１（図４）のステップ３０８と同様である。

【0142】

以上で述べた本実施例の判断可否判定部１４０１処理は、実施例３に対して空転・滑走情報１３５１を考慮した処理となっている。これ以外に、実施例１、２に空転・滑走情報１３５１を考慮した構成としてもよい。具体的には実施例１、２の判断可否判定部２０６を判断可否判定部１４０１に置き換える等である。

【0143】

また、ステップ１５０８の回生ブレーキ力１５３を考慮するステップは、実施例３の図１２のステップ１１０７で説明した変形例を適用してもよい。

【0144】

このように実施例４では、ノッチ同一判定カウントの判定に加えて、空転や滑走が生じていない場合を条件とすることで、より正確に安定な状態を判断できる。それ以外の効果については、実施例１～３と同様である。

【0145】

＜実施例５＞
図１７は、本発明の実施例５におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。実施例５では、実施例１と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

【0146】

本実施例の図１７の構成では実施例１の図１の構成に対して、判定閾値算出部１６０１を加えたものである。

【0147】

ブレーキ装置健全性判断装置１６０３は、基準値算出部１０１、判定閾値算出部１６０１、健全性判定部１６０２を備えている。ブレーキ装置健全性判断装置１６０３には、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空気ブレーキ圧１５６の情報が入力される点は、実施例１と同様である。

【0148】

基準値算出部１０１は、実施例１と同様である。

【0149】

判定閾値算出部１６０１は、運転指令１５１と乗車率１５２の情報を取得し、これらに基づき空気ブレーキ圧判定閾値１６５１を算出して出力する。

【0150】

健全性判定部１６０２は、空気ブレーキ圧基準値１５４と判断可否信号１５５と空気ブレーキ圧１５６と空気ブレーキ圧判定閾値１６５１から、空気ブレーキ圧の健全性判断１５７を判定して出力する。

【0151】

図１８は、本発明の実施例５におけるブレーキ圧判定閾値テーブルの例を示す。図１８のテーブルを例として、判定閾値算出部１６０１について説明する。

【0152】

図１８のテーブルでは、横方向が運転指令の種類となる。「Ｂ」はブレーキ指令であることを表し、その後の数値は強さを表す。すなわちＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・、Ｂ７の順に段階的に強いブレーキ（高い減速度）となるように設定される。また、縦軸が乗車率（％）を表す。乗車率が高いほど、判定閾値を大きく設定してある。

【0153】

判定閾値算出部１６０１では、図１８に示すような運転指令と乗車率をそれぞれ軸として定めたテーブルを用いて空気ブレーキ圧判定閾値１６５１を算出する。図１８の例では、運転指令が「Ｂ３」、乗車率が「１０％」の場合は、数値が「２０」となっているため、空気ブレーキ圧判定閾値１６５１は「２０」となる。なお、該当するデータがない場合には線形補間などによりデータを算出するあるいは、該当データに最も近いデータの値を用いる構成とすればよい。

【0154】

なお、図１８に用いたテーブルを、下記式のように
空気ブレーキ圧判定閾値１６５１ ＝ 運転指令×θ＋乗車率×δ
・・・（式７）
のような形で表しても良い。ここで、θやδは、定数である。なお、定数に限らず関数の形であっても良い。また（式７）の運転指令は、その運転指令の減速度に応じた値であればよく、θによって調整することが可能である。

【0155】

図１９は、本発明の実施例５における健全性判定部の処理の例を示すフローチャートである。図１９を用いて、健全性判定部１６０２の処理について説明する。図１９は実施例１の図５のステップ４０２がステップ１８０１となっている以外は同一である。

【0156】

ステップ４０１は、判断可否信号１５５が判断可になっているかをチェックする。判断可であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ１８０１に進む。判断可でなければ（Ｎｏであれば）、終了となる。

【0157】

ステップ１８０１は、空気ブレーキ圧基準値１５４、空気ブレーキ圧１５６の差の絶対値が、空気ブレーキ圧判定閾値１６５１以下かどうかを判断する。空気ブレーキ圧判定閾値１６５１以下であれば（Ｙｅｓであれば）、ステップ４０３に進む。空気ブレーキ圧判定閾値１６５１以下でなければ（Ｎｏであれば）、ステップ４０４に進む。

【0158】

ステップ４０３は、判定結果を正常として、終了となる。

【0159】

ステップ４０４は、判定結果を異常として、終了となる。

【0160】

実施例１で説明したステップ４０４の変形例の判定方法は、基準判定値を空気ブレーキ圧判定閾値１６５１と変更すれば、本実施例でも同様に適用できる。

【0161】

なお、上述した実施例５では、実施例１に対して空気ブレーキ圧判定閾値１６５１を用いる構成を示したが、実施例２～４に対しても空気ブレーキ圧判定閾値１６５１を用いることができる。この場合は、ブレーキ装置健全性判断装置６０３、９０３、１３０２に判定閾値算出部１６０１を追加で設け、健全性判定部６０２、９０２の処理における基準判定値を空気ブレーキ圧判定閾値１６５１に変更すればよい。

【0162】

このように実施例４では、基準判定値を空気ブレーキ圧判定閾値１６５１とすることで、運転指令の内容と乗車率を考慮した、より適切な閾値による空気ブレーキ圧の健全性の判定が可能となる。

【0163】

＜実施例６＞
図２０は、本発明の実施例６における鉄道装置の例ブロック図である。実施例６では、実施例１～５と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

【0164】

実施例６の鉄道装置は、ブレーキ装置健全性判断装置１９０１と、自動運転システム１９０２を備えている。

【0165】

ブレーキ装置健全性判断装置１９０１は、運転指令１５１、乗車率１５２、回生ブレーキ力１５３、空気ブレーキ圧１５６の情報が入力され、ブレーキ圧の健全性判断１５７と、ブレーキノッチ１９５１を出力する。ブレーキノッチ１９５１は、当該列車のブレーキ装置において健全性を判定したいブレーキノッチの情報である。

【0166】

自動運転システム１９０２は、ブレーキノッチ１９５１を優先的に用いて走行パターンを生成する自動運転装置である。自動運転装置は、運転手なしで列車を自動運転することができる装置である。

【0167】

図２１は、本発明の実施例６におけるブレーキ装置健全性判断装置の例を示すブロック図である。図２０を用いてブレーキ装置健全性判断装置１９０１の詳細について説明する。

【0168】

図２０に示すブレーキ装置健全性判断装置１９０１は、基準値算出部１０１と、健全性判定部１０２と、計画パターンノッチ選定部２００１を備えている。

【0169】

基準値算出部１０１は実施例１と同様である。

【0170】

健全性判定部１０２は実施例１と同様である。

【0171】

計画パターンノッチ選定部２００１は、運転指令１５１と、基準値算出部１０１が出力する判断可否信号１５５を入力する。そして、計画パターンノッチ選定部２００１では、判断可否信号１５５が判断可となっている時の運転指令１５１のデータを収集する。収集した当該列車の運転指令のブレーキ指令の中で、実施が少ないもの、あるいは、最も判定を実施していないブレーキ指令に対応するブレーキノッチのデータを抽出する。この抽出したブレーキノッチをブレーキノッチ１９５１として出力する。なお、実施が少ないブレーキノッチが複数ある場合には、複数のブレーキノッチを出力しても良い。

【0172】

自動運転システム１９０２は、ブレーキ装置健全性判断装置１９０１が出力されたブレーキノッチ１９５１を入力する。そして、入力したブレーキノッチ１９５１を優先的に用いた走行パターン作成する。走行パターンの作成方法は、既知の手法を用いて実施すれば良い。

【0173】

なお、上述した実施例６では、実施例１のブレーキ装置健全性判断装置１０３の構成をベースにした計画パターンノッチ選定部２００１や自動運転システム１９０２を付加する構成を示した。しかし、実施例２～５のブレーキ装置健全性判断装置６０３、９０３、１３０２、１６０３の構成をベースとした場合でも、計画パターンノッチ選定部２００１や自動運転システム１９０２を付加する構成の鉄道システムとしても良い。

【0174】

このように実施例６では、自動運転システムにおいて、実施が少ないブレーキノッチの情報を収集して、このブレーキノッチを優先的に使用する走行パターンを作成する。このことで、走行しながら実施が少ないブレーキノッチにおける空気ブレーキ圧の健全性を判断することが可能となる。

【0175】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0176】

例えば、上述した実施形態では、ＡＩ（人工知能）技術を適用してもよい。ＡＩ技術を適用する方法としては、実際に入力されているデータに対してＡＩ技術でチューニングする等である。例えば、図１では、空気ブレーキ圧基準値１５４の値について収集したデータにＡＩを利用してチューニングすることも可能である。この他、健全性判断１５７では、空気ブレーキ圧１５６と空気ブレーキ圧基準値１５４の差分をとって判定をするが、差分判定に使う閾値について収集したデータに基づきＡＩを利用してチューニングすることも可能である。

【符号の説明】

【0177】

１…コンピュータシステム、２…プロセッサ、２Ａ…処理装置、４…メモリ、６…メモリバス、８…Ｉ／Ｏバス、９…バスインターフェースユニット、１０…Ｉ／Ｏバスインターフェースユニット、１２…端末インターフェースユニット、１４…ストレージインターフェースユニット、１６…Ｉ／Ｏデバイスインターフェースユニット、１８…ネットワークインターフェース、２２…ストレージ装置、２４…表示システム、２６…表示装置、３０…ネットワーク、５０…潜在因子特定アプリケーション、１０１…基準値算出部、１０２…健全性判定部、１０３…ブレーキ装置健全性判断装置、１５１…運転指令、１５２…乗車率、１５３…回生ブレーキ力、１５４…空気ブレーキ圧基準値、１５５…判断可否信号（第１の判断可否信号）、１５６…空気ブレーキ圧、１５７…健全性判断、２０１…列車特性テーブル、２０２…予定減速度算出部、２０３…ブレーキ力算出部、２０４…空気ブレーキ力算出部、２０５…空気ブレーキ圧基準値計算部、２０６…判断可否判定部、２５１…減速度特性、２５２…重量特性、２５３…空気ブレーキ圧特性、２５４…予定減速度、２５５…ブレーキ力、２５６…空気ブレーキ力、３４５…空気ブレーキ圧、６０１…判断可否信号算出部、６０２…健全性判定部、６０３…ブレーキ装置健全性判断装置、６５１…第２の判断可否信号、９０１…基準値算出部、９０２…健全性判定部、９０３…ブレーキ装置健全性判断装置、９５１…第１の判断可否信号、１００１…判断可否判定部、１３０１…基準値算出部、１３０２…ブレーキ装置健全性判断装置、１３５１…滑走情報、１３５２…第１の判断可否信号、１４０１…判断可否判定部、１６０１…判定閾値算出部、１６０２…健全性判定部、１６０３…ブレーキ装置健全性判断装置、１６５１…空気ブレーキ圧判定閾値、１９０１…ブレーキ装置健全性判断装置、１９０２…自動運転システム、１９５１…ブレーキノッチ、２００１…計画パターンノッチ選定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】