特開 2024-37029 設備の状態監視装置

(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】P2024037029

(43)【公開日】2024-03-18

(54)【発明の名称】設備の状態監視装置

(51)【国際特許分類】

   B61L 23/00 20060101AFI20240311BHJP

   B61B 1/02 20060101ALI20240311BHJP

【ＦＩ】

B61L23/00 Z

B61B1/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022141652

(22)【出願日】2022-09-06

(71)【出願人】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100181146

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 啓

(74)【代理人】

【識別番号】100109221

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 充広

(72)【発明者】

【氏名】上田 譲

(72)【発明者】

【氏名】山崎 茂

(72)【発明者】

【氏名】細野 桜斐

【テーマコード（参考）】

3D101

5H161

【Ｆターム（参考）】

3D101AA03

3D101AA05

3D101AB12

3D101AB16

3D101AB19

3D101AB20

3D101AC05

3D101AD11

5H161AA01

5H161MM01

5H161MM15

5H161NN10

5H161NN15

5H161PP01

5H161PP11

5H161QQ01

5H161QQ03

5H161QQ05

(57)【要約】

【課題】外的要因によって設備に異常が発生するといった場合において、これに対処可能な設備の状態監視装置を提供すること。
【解決手段】設備の状態監視装置１００は、対象設備であるホームドア装置ＦＤ内の動作状況を監視する内部監視部ＩＭと、ホームドア装置ＦＤを外側から監視する外部監視部ＯＭと、内部監視部ＩＭと外部監視部ＯＭとにおける監視結果を比較してホームドア装置ＦＤの状態について判定する判定部ＪＤとを備える。上記設備の状態監視装置１００では、ホームドア装置ＦＤ内の動作状況のみならず、ホームドア装置ＦＤを外側から監視した結果に基づいて、ホームドア装置ＦＤの状態を判定することで、外的要因によって異常が発生するといった場合においても、これを検知でき、より的確な監視が可能になる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象設備内の動作状況を監視する内部監視部と、
対象設備を外側から監視する外部監視部と、
前記内部監視部と前記外部監視部とにおける監視結果を比較して対象設備の状態について判定する判定部と
を備える設備の状態監視装置。

【請求項2】

前記判定部は、前記外部監視部の監視結果としての外乱の有無に基づき、対象設備において異常が発生したか否かを判定する、請求項１に記載の設備の状態監視装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記内部監視部の監視結果として正常値からの逸脱が検出された場合に、前記外部監視部の監視結果を参照して、前記内部監視部と前記外部監視部との監視結果を比較する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の設備の状態監視装置。

【請求項4】

前記判定部は、前記外部監視部により取得される対象設備の正常動作時のデータに基づいて作成された学習済みモデルを利用して、対象設備についての動作異常が、内的要因にあるか外的要因にあるかの判定を行う、請求項１に記載の設備の状態監視装置。

【請求項5】

前記外部監視部は、対象設備のうち外部に露出した可動部について監視する、請求項１に記載の設備の状態監視装置。

【請求項6】

前記外部監視部は、前記可動部としての駅のホームドア開閉部について、開閉時における物体の接触の有無を検知する、請求項５に記載の設備の状態監視装置。

【請求項7】

前記外部監視部は、撮像又は測距により対象設備に接触する物体の存否を検知する検知部を有する、請求項１に記載の設備の状態監視装置。

【請求項8】

前記外部監視部は、対象設備周辺について音声データを収録する集音部を有する、請求項１に記載の設備の状態監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道等の設備について、状態の監視を行う設備の状態監視装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、監視対象としての設備である開閉装置やホームドア機器内部に設置したセンサーにより、機器の異常を判断するものが知られている（特許文献１，２参照）。

【0003】

しかしながら、上記特許文献１，２では、監視対象としての設備が外的要因によって異常が発生した場合に、これを検知できず、的確な状態監視ができなくなる可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１３０３７８号公報

【特許文献2】特開２０２０－１０４６１１号公報

【発明の概要】

【0005】

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、外的要因によって設備に異常が発生するといった場合において、これに対処可能な設備の状態監視装置を提供することを目的とする。

【0006】

上記目的を達成するための設備の状態監視装置は、対象設備内の動作状況を監視する内部監視部と、対象設備を外側から監視する外部監視部と、内部監視部と外部監視部とにおける監視結果を比較して対象設備の状態について判定する判定部とを備える。

【0007】

上記設備の状態監視装置では、対象設備内の動作状況のみならず、対象設備を外側から監視した結果に基づいて、対象設備の状態を判定することで、外的要因によって異常が発生するといった場合においても、これを検知でき、より的確な監視が可能になる。

【0008】

本発明の具体的な側面では、判定部は、外部監視部の監視結果としての外乱の有無に基づき、対象設備において異常が発生したか否かを判定する。この場合、異常が発生した場合に、これが外的要因によるものであるか否かを的確に判定できる。

【0009】

本発明の別の側面では、判定部は、内部監視部の監視結果として正常値からの逸脱が検出された場合に、外部監視部の監視結果を参照して、内部監視部と外部監視部との監視結果を比較する。この場合、内部において検出された正常値からの逸脱が、内的要因によるものか外的要因によるものかが判定できる。

【0010】

本発明のさらに別の側面では、判定部は、外部監視部により取得される対象設備の正常動作時のデータに基づいて作成された学習済みモデルを利用して、対象設備についての動作異常が、内的要因にあるか外的要因にあるかの判定を行う。この場合、正常動作時のデータを利用することで、学習済みモデルの作成に必要なデータを確実に入手できる。

【0011】

本発明のさらに別の側面では、外部監視部は、対象設備のうち外部に露出した可動部について監視する。この場合、外的要因による動作異常を的確に捉えることができる。

【0012】

本発明のさらに別の側面では、外部監視部は、可動部としての駅のホームドア開閉部について、開閉時における物体の接触の有無を検知する。この場合、ホームドア開閉時における動作の監視が可能となる。

【0013】

本発明のさらに別の側面では、外部監視部は、撮像又は測距により対象設備に接触する物体の存否を検知する検知部を有する。この場合、検知部により対象設備に接触する物体を確実に捉えることができる。

【0014】

本発明のさらに別の側面では、外部監視部は、対象設備周辺について音声データを収録する集音部を有する。この場合、音声に基づき外部環境を検知できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態の設備の状態監視装置について説明するための概念的な側面図及び正面図である。

【図2】（Ａ）及び（Ｂ）は、設備の状態監視装置の機能に関する一構成例を説明するための概念的な図である。

【図3】（Ａ）は、外部監視について、学習フェーズにおける一構成例を説明するための概念図であり、（Ｂ）は、運用フェーズにおける一構成例を説明するための概念図である。

【図4】設備の状態監視装置全体の一構成例を説明するための概念図である。

【図5】設備の状態監視装置による監視の動作について説明するためのフローチャートである。

【図6】第２実施形態の設備の状態監視装置について説明するための概念的な側面図である。

【図7】状態監視装置におけるカメラ及びマイクの設置例を示す図である。

【図8】第３実施形態の設備の状態監視装置について説明するための概念的な図である。

【図9】設備の状態監視装置の機能について概要をまとめたブロック図である。

【図10】（Ａ）は、設備の状態監視装置の一変形例について示す概念図であり、（Ｂ）は、設備の状態監視装置の他の一変形例について示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、第１実施形態の設備の状態監視装置について、一例を説明する。図１（Ａ）は、本実施形態の設備の状態監視装置１００について説明するための概念的な側面図であり、図１（Ｂ）は、正面図である。ここでは、状態監視の対象となる設備（対象設備ＥＱ）の一例を、駅ＳＴのホーム（プラットホーム）ＰＦに設置されたホームドア装置ＦＤとし、特にホームドア装置ＦＤの動作について状態を監視すべく、ホームドア装置ＦＤのうち可動に関する部分を監視の対象としている。このため、状態監視装置１００は、ホームドア装置ＦＤを構成する各所に取り付けられた装置を利用するとともに、ホームドア装置ＦＤを外部から点検可能とすべく、ホームＰＦの各所に設けた設備を有している。ここでは、状態監視装置１００のうち、対象設備内を監視するもの、すなわちホームドア装置ＦＤの内部構造を監視するものを内部監視部ＩＭとし、対象設備を外側から監視するもの、すなわちホームドア装置ＦＤの外側に設けられて監視を行うものを外部監視部ＯＭとする。

【0017】

内部監視部ＩＭの典型例としては、状態監視装置１００の内部に設けた各種センサーや測定装置等が考えられ、外部監視部ＯＭの典型例としては、カメラＣＡやマイクＭＣ等が考えられるが、これらについて詳しくは、後述する。本実施形態の状態監視装置１００は、内部監視部ＩＭと外部監視部ＯＭとにおいて監視した結果を比較し、比較した結果に基づいて、対象設備であるホームドア装置ＦＤの状態について判定することで、ホームドア装置ＦＤの内的要因による異常のみならず、外的要因によって異常が発生する場合についても、的確な検知ができる。

【0018】

ここで、監視の対象設備となっているホームドア装置ＦＤは、図示のように、駅ＳＴのホームＰＦの縁に沿って設置され、開閉式の扉部材ＤＯと、扉部材ＤＯを収納する収納部ＤＳと、扉部材ＤＯを駆動する駆動装置ＤＲと、各種センサーＳＥとを備える。このうち、駆動装置ＤＲや各種センサーＳＥは、制御装置ＣＵに接続され、制御装置ＣＵから出力される指令信号に従って、駆動装置ＤＲは扉部材ＤＯを開閉し、各種センサーＳＥは、各部についてのセンシングをする。扉部材ＤＯの開閉動作の際、扉部材ＤＯに設けた扉袋ＤＢに扉部材ＤＯが出し入れされるものとなる。つまり、扉部材ＤＯは、駅ＳＴのホームドア開閉部であり、ホームドア装置ＦＤにおける可動部である。なお、扉部材ＤＯは、一対構成の車両ドアＣＤに対応した一対構成となっており、列車を構成する車両ＴＲが基準位置に停止した場合に、車両ＴＲ（列車）の進行方向について、一対構成の車両ドアＣＤの中心位置と、一対構成の扉部材ＤＯの中心位置とが一致する。以下、図示において、車両ＴＲ（列車）の進行方向に沿う方向である一対構成の扉部材ＤＯが並ぶ方向をＺ方向とし、車両ＴＲ（列車）の進行方向を＋Ｚ方向としている。また、車両ＴＲ（列車）の進行方向に対して水平方向（左右方向）をＸ方向とし、垂直方向（上下方向）をＹ方向とする。

【0019】

状態監視装置１００は、ホームドア装置ＦＤについての監視をすべく、ホームドア装置ＦＤの一部や、ホームＰＦに設けられる各部等を組み合わせて構成されている。見方を変えると、状態監視装置１００は、ホームドア装置ＦＤの一部を援用しつつ、ホームドア装置ＦＤやホームＰＦのうちホームドア装置ＦＤ外の部分に種々の装置を設けることで、ホームドア装置ＦＤが設置されたホームＰＦに組み込まれている、とも言える。

【0020】

状態監視装置１００のうち、内部監視部ＩＭは、例えば扉部材ＤＯの開閉時におけるモーター駆動の電流値やモーター音等に基づき動作異常の有無について監視を行う。つまり、各種センサーＳＥを利用して、これらについて監視を行い、例えば電流値や、音、振動等が、予め規定した正常の範囲からずれた場合に、異常（故障又は故障の予兆）が発生したといった判定が可能となる。しかしながら、内部監視部ＩＭでの上記のような監視だけでは、当該異常が、内的要因によるものか外的要因によるものかが、不明なままとなってしまう可能性がある。例えば図１（Ａ）に示すように、ホームＰＦ上にいる人物ＨＵが、扉部材ＤＯに寄り掛かっているような場合、通常の動作では意図しない負荷が、扉部材ＤＯに掛かり、仮に、内部監視部ＩＭのみにおいて異常の有無を判定しているとした場合、人物ＨＵが、扉部材ＤＯに寄り掛かっていることで、ホームドア装置ＦＤに事態に、異常（故障又は故障の予兆）があると誤検知してしまう可能性がある。すなわち、ホームドア装置ＦＤの機構としては異常が無くても、上記のような人物ＨＵに起因する外的要因によってホームドア装置ＦＤに異常がある、と判定してしまうおそれがある。かかる事態を回避又は抑制すべく、本実施形態では、内部監視部ＩＭに加え、外部監視部ＯＭを設けた構成としている。

【0021】

以下、図２を参照して、上記のように、内部監視部ＩＭに加え、外部監視部ＯＭを有する状態監視装置１００について、より詳しい一構成例を説明する。

【0022】

図２に示すように、また、既述のように、状態監視装置１００は、ホームドア装置ＦＤの一部や、ホームＰＦ上の各種施設を利用して構成されている。例えば、内部監視部ＩＭは、ホームドア装置ＦＤ内に設けられて各種センシングを行い、動作状況を示す各種データを取得する各種センサーＳＥや、ホームドア装置ＦＤ全般の動作制御を行う制御装置ＣＵを構成する各部の一部等によって構成されている。また、外部監視部ＯＭは、制御装置ＣＵを構成する他の一部や、ホームＰＦ上に設けたカメラＣＡやマイクＭＣ等によって構成されている。

【0023】

以下、上述した状態監視装置１００の内部監視部ＩＭや外部監視部ＯＭを構成する各部について、説明する。

【0024】

カメラＣＡは、ホームドア装置ＦＤの本体部分の上方側（＋Ｙ側）において下方側（－Ｙ側）に向けた状態で設置されている。これにより、例えば図２（Ｂ）において破線で囲って示すように、ホームドア装置ＦＤの可動部である一対構成の扉部材ＤＯを中心に、扉部材ＤＯ及びその周辺を含む範囲を、撮像範囲ＤＤ１としている。こうすることで、例えば図１（Ａ）に示すように人物ＨＵ等が存在する、といった場合に、これを検知可能となる。なお、カメラＣＡの種類については、種々の態様のものが想定され、通常のカメラ（可視光波長帯域の範囲について撮像するカメラ）のほか、赤外光カメラやサーモグラフィーカメラ等であってもよい。さらに、ＴＯＦ（Time Of Flight）方式等の測距を行うものであってもよい。

【0025】

図２（Ａ）に戻って、マイクＭＣは、ホームドア装置ＦＤの本体部分の上方側（＋Ｙ側）に設置され、ホームドア装置ＦＤの周辺について音声データを収録する集音部として機能する。

【0026】

外部監視部ＯＭは、ホームドア装置ＦＤ及びその周辺の外部状況に関して、カメラＣＡにより画像情報（視覚的情報）を取得し、マイクＭＣにより音響情報（聴覚的情報）を取得するものとなっている。

【0027】

ホームドア装置ＦＤの本体部分の内部に設けられる各種センサーＳＥは、扉部材ＤＯの開閉に際して、センシングを行って、各種数値的情報を取得する。例えば、開閉のために駆動装置（モーター）ＤＲが動作する時のモーター音や、駆動のための電流に関する物理量（電流値や電圧値）、扉部材ＤＯの移動量、移動時の振動状況に関する各種数値、駆動時間等の各種情報が、各種センサーＳＥにより取得され、取得した結果が、制御装置ＣＵに送信される。つまり、内部監視部ＩＭは、ホームドア装置ＦＤの内部状況に関して、各種センサーＳＥにより、各種情報を取得する。

【0028】

ホームドア装置ＦＤの制御装置ＣＵは、例えばＣＰＵや各種ストレージデバイス等で構成され、外部情報処理部１０と、内部情報処理部２０と、状態監視部３０と、扉開閉部４０と、制御部５０とを備える、あるいは、これらとして機能する。制御装置ＣＵは、ホームドア装置ＦＤの動作全般に関する制御を統括する。ここでは、説明を簡易にするため、制御装置ＣＵのうち、制御部５０がＣＰＵ等で構成されるとともに上記各部と接続され、これらを統括制御して、ホームドア装置ＦＤに関する各種動作がなされるものとして説明する。例えば、制御部５０が、扉開閉部４０を介してホームドア装置ＦＤの本体部分に対して開閉動作についての指令信号（駆動信号）を出力することで、扉部材ＤＯの開閉動作が制御されている。なお、このほか、制御装置ＣＵは、例えば通信部６０等を備え、状態監視装置１００による監視結果を外部に対して通知可能としている。

【0029】

まず、制御装置ＣＵのうち、外部情報処理部１０は、外部情報受付部１１と、データ処理部１２とを備え、カメラＣＡで取得された画像データや、マイクＭＣで取得された音響データを受け付けて解析処理を行う。データ処理部１２は、画像データについての解析を行う画像処理部１２ｇと、音響データについての解析を行う音響処理部１２ｓとで構成されている。

【0030】

外部情報受付部１１は、カメラＣＡやマイクＭＣで取得された各種データを受け付けるためのインターフェース（ＩＦ）である。

【0031】

外部情報受付部１１で受け付けた各種データのうち、画像データについては、データ処理部１２の画像処理部１２ｇにより解析処理がなされる。例えば、画像処理部１２ｇでの画像解析により、ホームドア開閉部としての扉部材ＤＯについて、その周辺にいる人物ＨＵ等の物体を検知することが可能となっている。これにより、扉部材ＤＯの開閉時における人物（乗客）ＨＵ等と扉部材ＤＯとの接触の有無についての監視あるいは判定が可能となっている。つまり、画像処理部１２ｇは、カメラＣＡでの撮像又は測距により対象設備としてのホームドア装置ＦＤに接触する物体の存否を検知する検知部として機能している。

【0032】

外部情報受付部１１で受け付けた各種データのうち、音響データについては、データ処理部１２の音響処理部１２ｓにより解析処理がなされる。例えば、音響処理部１２ｓでの音響解析により、扉部材ＤＯ及びその周辺における種々の音が抽出可能であり、例えば車両ＴＲの到着から出発に至る前の間において通常発せられる音から逸脱したような音が存在するか否かを検知することが可能となっている。これにより、ホームドア装置ＦＤ外における異常発生について監視あるいは判定が可能となっている。

【0033】

カメラＣＡやマイクＭＣに加え、外部情報処理部１０が、外部監視部ＯＭを構成している、すなわち外部監視部ＯＭの一部として機能している。これにより、状態監視装置１００は、外部監視部ＯＭにおいて、対象設備としてのホームドア装置ＦＤを外側から監視することができる。

【0034】

また、以上の場合、外部監視部ＯＭは、ホームドア装置ＦＤのうち外部に露出した可動部としての扉部材（駅のホームドア開閉部）ＤＯについて監視するものとなっており、特に、扉部材ＤＯについて、開閉時における物体の接触の有無を検知している。

【0035】

次に、制御装置ＣＵのうち、内部情報処理部２０は、内部情報受付部２１と、データ処理部２２とを備える。内部情報受付部２１は、ホームドア装置ＦＤの本体部分の内部に設けた各種センサーＳＥで取得された各種データを受け付けるためのインターフェース（ＩＦ）であり、データ処理部２２は、内部情報受付部２１で受け付けた各種データについて解析処理を行う。

【0036】

各種センサーＳＥに加え、内部情報処理部２０が、内部監視部ＩＭを構成している、すなわち内部監視部ＩＭの一部として機能している。これにより、状態監視装置１００は、内部監視部ＩＭにおいて、対象設備としてのホームドア装置ＦＤの内部での動作について、監視することができる。

【0037】

状態監視部３０は、外部情報処理部１０及び内部情報処理部２０で解析された結果に基づき、各種判定を行う、すなわち、内部監視部ＩＭと外部監視部ＯＭとにおける監視結果を比較して対象設備であるホームドア装置ＦＤの状態について判定する判定部ＪＤとして機能する。上記態様の場合、外部監視部ＯＭは、カメラＣＡやマイクＭＣにより取得された情報から、ホームドア装置ＦＤ外においていわば外乱のようなものが発生しているか否かを監視するものとなっている。したがって、判定部ＪＤとしての状態監視部３０は、外部監視部ＯＭの監視結果としての外乱の有無に基づき、ホームドア装置ＦＤにおける異常が内的要因によって発生したのか、それとも外的要因によって発生したのかについて、判定をするものとなっている。

【0038】

また、上記の場合、状態監視部３０は、例えば内部監視部ＩＭの監視結果として正常値からの逸脱が検出された場合であっても、直ちに異常とはせず、かかる場合において、さらに、外部監視部ＯＭの監視結果を参照して、内部監視部ＩＭと外部監視部ＯＭとの監視結果を比較する態様にできる。こうすることで、例えば内部監視部ＩＭのみにおいて異常の有無を判定することで、ホームドア装置ＦＤ外における外乱をホームドア装置ＦＤ内での異常と誤検知してしまうような事態を回避できる。外的要因による異常であるにもかかわらず、内的要因によって発生したと誤検知をすると、例えば、保守作業の必要性が無いような場合であるにも関わらず、保守作業を行うべきとの判断をしてしまう可能性がある。本実施形態では、このような事態が回避可能となる。つまり、より的確な異常の有無の判定が可能となる。

【0039】

以下、図３を参照して、外部監視部ＯＭによる監視、判定やこれらを行うための解析処理等に際して、機械学習を利用する態様について一例を説明する。画像や音響（音声）に基づく外乱発生の判定に関しては、種々の態様とすることが可能であるが、手法の１つとして、外乱発生の有無に関する学習を行ったＡＩ（人工知能）を利用する態様とすることが考えられる。

【0040】

図３（Ａ）は、外部監視を行える外部監視部ＯＭ（図２等参照）を構成できるようにするための学習段階（学習フェーズ）における一構成例を説明する概念図である。図中において、学習段階の外部情報処理部１０Ａと、機械学習を行う機械学習部ＭＬと、学習内容に関するデータを蓄積するデータベースＤＤＢｘとが、準備されている。なお、外部情報処理部１０Ａについては、データ処理部１２Ａが学習段階における処理内容に関して、必要に応じて修正される。データ処理部１２Ａは、学習段階の画像処理部１２Ａｇと、学習段階の音響処理部１２Ａｓとを備え、画像処理部１２Ａｇは、カメラＣＡに接続されて学習サンプルとしての画像データを取得し、学習段階の音響処理部１２Ａｓは、マイクＭＣに接続されて学習サンプルとしての音響データを取得する。

【0041】

ここで、学習サンプルとしては、実際に外乱が発生している態様を利用することも考えらえるが、かかる状況が、ホームドア装置ＦＤの周辺で実際に生じるのは極稀である。そこで、ここでは、実際にホームドア装置ＦＤが動作中となっている場合であって、外乱が発生していない状況について、撮像・集音したものを学習サンプルとする。すなわち、ホームドア装置ＦＤを構成する機器が、車両や乗客等の出入りがある実際の現場で、正常動作している状態において、動作画像、動作音響を学習サンプルとして取得し、取得した画像・音響を機械学習部ＭＬにおいて学習して、正常動作として学習モデルを生成し、データベースＤＤＢｘに蓄積する。

【0042】

なお、以上において、例えば、画像処理部１２Ａｇや学習段階の音響処理部１２Ａｓについては、既存の手法で、人や物体、あるいは音の種類についての抽出処理を行うものとしてもよいが、ホームドア装置ＦＤ及びその周辺で生じ得る固有の事項を考慮して、人が適宜調整（チューンアップ）を行うものとしてもよい。

【0043】

上述のような学習を繰り返し、機械学習部ＭＬやデータベースＤＤＢｘ、さらには、外部情報処理部１０Ａにおける学習モデル（データ構造）の生成が完了する（以下、完了したデータ構造を学習済みモデルとする。）と、例えば図３（Ｂ）に例示するようなものが、外部監視部ＯＭとして構成されることになる。すなわち、外部監視部ＯＭが、カメラＣＡやマイクＭＣに加え、外部情報受付部１１及びデータ処理部１２と、動作支障有無判定部ＨＪ及びデータベースＤＤＢとによって構成されるものとなり、ここでの外部情報受付部１１及びデータ処理部１２は、学習段階において画像処理部１２Ａｇ及び音響処理部１２Ａｓであったものが必要に応じて適宜処理内容を調整されたものであり、動作支障有無判定部ＨＪ及びデータベースＤＤＢは、学習を完了した機械学習部ＭＬ及びデータベースＤＤＢｘである。なお、以上の場合、動作支障有無判定部ＨＪやデータベースＤＤＢは、状態監視部３０における判定に利用されるものとしても機能し得る。つまり、判定部ＪＤとしての状態監視部３０は、外部監視部ＯＭにより取得されるホームドア装置ＦＤの正常動作時のデータに基づいて作成された学習済みモデルを利用して、ホームドア装置ＦＤについての動作異常が、内的要因にあるか外的要因にあるかの判定を行う。

【0044】

上記のように、正常動作している状態について学習を行った場合、学習の結果として規定された正常とされるべき範囲から逸脱した状況が監視の結果として確認されることで、外乱が発生したものと判定することができる。

【0045】

以上のようにして、ホームドア装置ＦＤを構成する機器の運用中において、上記構成の外部監視部ＯＭが、動作画像、動作音響を取得して、正常動作の学習モデルと比較、分析を行うことで、外観や動作音から、機器の動作に支障が有るか無いかについて、判定をする。

【0046】

なお、カメラＣＡとマイクＭＣとについては、図３（Ａ）に示す学習フェーズの段階と、図３（Ｂ）に示す運用フェーズの段階とで、同一の状態であること、すなわちカメラＣＡ等の取替や位置変更等がなされないようにすることが考えられる。こうすることで、上記学習モデルに基づく判定精度を維持することができる。また、これに応じて、例えばカメラＣＡとマイクＭＣ等について、位置変更や交換等をした場合には、再度学習を行う態様としてもよい。

【0047】

図４は、図３（Ｂ）に例示した機械学習に基づく外部監視部ＯＭを含む状態監視装置１００全体の一構成例を説明するための概念図である。図４の一例では、外部監視部ＯＭのみならず、内部監視部ＩＭについても、機械学習に基づく判定を行う一例について示している。具体的には、例えば既存の種々の方法で、各種センサーＳＥにおいて取得される各種データに関して機械学習を行って作成した学習済みモデルを、例えば内部情報処理部２０において動作支障有無判定部ＪＪとして搭載することで、動作支障有無判定部ＪＪに基づいて、各種センサーＳＥからの情報に基づく内部異常についての判定が可能になる。なお、この場合、ホームドア装置ＦＤの故障のみならず、故障の予兆がみられること（異常判定又は異常予兆検知）について、判定するものとしてもよい。

【0048】

以上の場合、内部監視部ＩＭに相当する部分は、ホームドア装置ＦＤの内部における故障（動作支障）あるいは故障の予兆に関する判定を行っており、これを、内部側正常異常判定部ＩＪともする。同様に、外部監視部ＯＭに相当する部分は、ホームドア装置ＦＤの外部における動作支障の有無について判定を行っており、これを、外部側正常異常判定部ＯＪともする。

【0049】

ここで、既述のように、上記のうち、内部側正常異常判定部ＩＪ（内部監視部ＩＭ）での判定については、実際にホームドア装置ＦＤの内部において故障（異常）が発生しているのか、他の要因（外的要因）によるものかについては、把握できない。そこで、状態監視部３０（判定部ＪＤ）は、例えば図示の一例のように、内部側正常異常判定部ＩＪから異常判定又は異常予兆検知の判定結果が通知されても、直ちにこれをもって異常とはせず、外部側正常異常判定部ＯＪ（外部監視部ＯＭ）から動作支障無しの判定結果が通知されている場合であって、かつ、内部側正常異常判定部ＩＪから異常判定又は異常予兆検知の判定があった場合に、ホームドア装置ＦＤに異常又はその予兆があったものと判定する。以上により、ホームドア装置ＦＤについての的確な監視が可能となる。

【0050】

以下、図５として示すフローチャートを参照して、上記のような態様における状態監視装置１００の一連の動作について説明する。まず、状態監視装置１００の制御部５０は、ホームＰＦに向かって進入する列車（車両ＴＲ）が停止し、ホームドア装置ＦＤの扉部材ＤＯが動作するタイミング（あるいは扉部材ＤＯが動作し始める少し前のタイミング）となったか否かについて確認し（ステップＳ１０１）、確認がなされると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、内部監視部ＩＭ及び外部監視部ＯＭによる監視が開始される（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２における監視が開始されると、外部監視部ＯＭにおいて、カメラＣＡやマイクＭＣを利用した外部状況に関する各種情報がインプットされ（ステップＳ１０３）、これに基づいて、外部監視部ＯＭによる外部状況に関して支障が有るか否かの判定がなされる（ステップＳ１０４）。

【0051】

ステップＳ１０４において、支障が有ると判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、外部状況に異常有りとして取り扱われ（ステップＳ１０５）、扉部材ＤＯの開閉動作が中止され（ステップＳ１０６）、扉部材ＤＯを一旦開の状態とする処置がなされ（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３からの動作に戻る。なお、以後のステップＳ１０３からの動作において再びステップＳ１０５に至った場合、ステップＳ１０６，Ｓ１０７において、開閉動作の中止が継続され、かつ、扉部材ＤＯを開のままとする状態が維持される。

【0052】

一方、ステップＳ１０４において、支障が無いと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、今度は、内部監視部ＩＭにおいて故障又は故障予兆が有るとされたか否かについて確認がなされる（ステップＳ１０８）。

【0053】

ステップＳ１０８において、故障又は故障予兆が有ると判定された場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、内部状況に異常有りとして取り扱われ（ステップＳ１０９）、異常判定となった旨の通知が、通信部６０を介して、例えば総合指令所等の外部に対して通知され（ステップＳ１１０）、一連の処理が終了する。

【0054】

一方、ステップＳ１０８において、故障又は故障予兆が無いと判定された場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、扉部材ＤＯの開閉動作が継続され（ステップＳ１１１）、扉部材ＤＯの開閉動作が完了したか否かの確認がなされる（ステップＳ１１２）。

【0055】

ステップＳ１１２において、開閉動作が完了していないと判定された場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、ステップＳ１０３からの動作に戻る一方、ステップＳ１１２において、開閉動作が完了していると判定された場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、一連の処理が終了する。

【0056】

以上のように、本実施形態の設備の状態監視装置１００は、対象設備であるホームドア装置ＦＤ内の動作状況を監視する内部監視部ＩＭと、ホームドア装置ＦＤを外側から監視する外部監視部ＯＭと、内部監視部ＩＭと外部監視部ＯＭとにおける監視結果を比較してホームドア装置ＦＤの状態について判定する判定部ＪＤとを備える。上記設備の状態監視装置１００では、ホームドア装置ＦＤ内の動作状況のみならず、ホームドア装置ＦＤを外側から監視した結果に基づいて、ホームドア装置ＦＤの状態を判定することで、外的要因によって異常が発生するといった場合においても、これを検知でき、より的確な監視が可能になる。

【0057】

〔第２実施形態〕
以下、図６等を参照して、第２実施形態の設備の状態監視装置２００について、一例を説明する。図６は、本実施形態の設備の状態監視装置２００について説明するための概念的な側面図であり、図７は、状態監視装置２００におけるカメラＣＡ及びマイクＭＣの設置例を示す図である。第１実施形態においては、対象設備ＥＱをホームドア装置ＦＤ（図１等参照）としていたが、本実施形態では、図６又は図７に示すように、踏切装置ＣＲあるいは踏切装置の遮断桿ＢＲを対象設備ＥＱとしている、すなわち監視の対象としている点において、第１実施形態の場合と異なっている。なお、上記以外については、第１実施形態の場合と同様であるので、状態監視装置２００の全体構成に関する説明や図示を省略する。

【0058】

本実施形態の場合、踏切装置ＣＲのうち、外部に露出した可動部である遮断桿ＢＲ（あるいは遮断機）等に接触する物体の存否を検知し、踏切装置ＣＲの昇降動作（上下動作）の正常性に関する監視を行うことが重要となる。外的要因としては、例えば遮断桿ＢＲに寄り掛かっている人や昇降を妨げる障害物等が想定され、これらの有無を外側から検知できるようにする必要がある。したがって、例えば図６に示すように、カメラＣＡ及びマイクＭＣを、降りた状態にある遮断桿ＢＲに対して、上方側（＋Ｙ側）から下方側（－Ｙ側）に向けた状態で設置する態様とすることが考えられる。具体的な設置例としては、例えば図７に示すように、柱状の踏切装置ＣＲのうち上方側に取り付ける態様が考えられる。なお、設置に際して、遮断桿ＢＲの長さや位置関係等を考慮して、適宜姿勢等を調整してもよい。

【0059】

以上のような構成において、遮断桿ＢＲの上下動作時に、カメラＣＡにおける画像解析により、上下動作に支障となる障害物有無、通過交通の接触が無いことを確認し、また、マイクＭＣにより音響の測定をし、これらの結果から、判定部ＪＤにおいて、例えば正常動作時の音響情報と比較することで、踏切装置ＣＲを構成する機器動作の支障の有無について的確な判定が可能となる。

【0060】

なお、上記態様に関して、種々の変形が可能であり、例えばカメラＣＡにおける画像の撮像範囲（監視範囲）については、踏切装置ＣＲを構成する機器の稼働部位がすべて収まる範囲が最良であるが、撮像範囲を稼働部位の部分的な範囲としてもよく、この場合、例えば遮断桿ＢＲの接続箇所（アームの付け根）等の稼働重要箇所とする、といったことが考えられる。

【0061】

また、マイクＭＣにより測定される音響については、踏切装置ＣＲの周辺音を捉えることが想定される。この場合、通過交通による雑音が多ければ、正常動作時の音響に、通過交通の音響を平均的に加えたものをもって、正常動作時の音と取り扱う態様が考えられる。また、通常の自動車の走行音や、人の声等については、発せられるべきものとしてフィルタリングする一方、特定の衝突音、激突音など瞬間的な大音量のものについては、選択的にピックアップして、異常動作として検知する態様としてもよい。

【0062】

本実施形態では、踏切装置ＣＲ内の動作状況のみならず、踏切装置ＣＲを外側から監視した結果に基づいて、踏切装置ＣＲの状態を判定することで、外的要因によって異常が発生するといった場合においても、これを検知でき、より的確な監視が可能になる。

【0063】

〔第３実施形態〕
以下、図８を参照して、第３実施形態の設備の状態監視装置３００について、一例を説明する。図８は、本実施形態の設備の状態監視装置３００について説明するための概念的な図である。第１実施形態等においては、対象設備ＥＱをホームドア装置ＦＤ（図１等参照）や踏切装置ＣＲ（図６等参照）としていたが、本実施形態では、図８に示すように、転てつ機ＴＭを対象設備ＥＱとしている、すなわち監視の対象としている点において、第１実施形態等の場合と異なっている。なお、上記以外については、第１実施形態等の場合と同様であるので、状態監視装置３００の全体構成に関する説明や図示を省略する。

【0064】

転てつ機ＴＭは、電気転てつ機であり、分岐器Ｐを構成する枕木上の各レールのうち、トングレールＴＯを移動させることで、分岐器Ｐにおける列車の進路の切替えを行っている。この場合、トングレールＴＯを基本レールに密着させた状態にしたり離間した状態にしたりする、つまり切替えができることが重要となる。ここでは、図に例示するように、転てつ機ＴＭは、上記切替えの動作を行うために、動力源であるモーター等を備える本体部ＴＭａのほか、例えば本体部ＴＭａの内部から延びる動作かんに接続される鎖錠かんＬＬ１や、動作かんＬＬ２等を備える。本体部ＴＭａは、モーターやモーターを動かすための電力装置等を有し、動作かんを進退させることで、トングレールＴＯを移動させる際の転換力を生じさせている。各種センサーＳＥは、本体部ＴＭａ内に設けられてこれらの動作についてモニタリング（センシング）をする。鎖錠かんＬＬ１は、トングレールＴＯに接続され、本体部ＴＭａからの動作をトングレールＴＯに伝達する。動作かんＬＬ２は、切替え動作後の位置固定のための部材であり、転てつ機ＴＭによる転換動作後において、鎖錠かんＬＬ１あるいはこれに繋がる動作かんを定位位置及び反位位置においてそれぞれ鎖錠する。

【0065】

本実施形態の場合、転てつ機ＴＭのうち、外部に露出した可動部であるトングレールＴＯやこれに繋がる鎖錠かんＬＬ１や、動作かんＬＬ２等に接触する物体の存否を検知し、これらの転換動作の正常性に関する監視を行うことが重要となる。外的要因としては、例えばトングレールＴＯと基本レールとの間に挟まれる障害物等が想定され、これらの有無を外側から検知できるようにする必要がある。したがって、例えば図８に示すように、カメラＣＡによる撮像範囲ＤＤ１については、少なくともトングレールＴＯとその周辺を含むように設置することが考えられる。カメラＣＡやマイクＭＣの設置箇所については、図示等を省略するが、例えば転てつ機ＴＭの近隣に架線柱等が存在する場合には、架線柱等に取り付ける態様とする、といったことが想定される。

【0066】

また、上記において、例えばトングレールＴＯと基本レールとの間に挟まれる障害物等について、例えばプラスチックごみ等のように、一度挟まれて動作に影響が出ても、潰れてしまうあるいはなくなってしまい、その後の動作に影響せず保守を要しないような場合と、石等のようにその場にとどまり挟まれる状態が維持されてしまって保守を要する場合とについてまで、画像処理から判別できるようにして、判定を行うものとしてもよい。

【0067】

また、マイクＭＣにより測定される音響については、転てつ機ＴＭの周辺音を捉えることが想定される。この場合、列車通過による雑音が多ければ、正常動作時の音響に、列車通過の音響を平均的に加えたものをもって、正常動作時の音と取り扱う態様が考えられる。また、通常の列車走行音等については、発せられるべきものとしてフィルタリングする一方、特定の衝突音、激突音など瞬間的な大音量のものについては、選択的にピックアップして、異常動作として検知する態様としてもよい。

【0068】

本実施形態では、転てつ機ＴＭ内の動作状況のみならず、転てつ機ＴＭを外側から監視した結果に基づいて、転てつ機ＴＭの状態を判定することで、外的要因によって異常が発生するといった場合においても、これを検知でき、より的確な監視が可能になる。

【0069】

〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

【0070】

まず、上記のように、本願発明の設備の状態監視装置１００等では、種々の設備について状態を監視することができ、共通する機能としては、例えば図９に概要をまとめたブロック図として示されるようなものとなる。すなわち、図９に示す状態監視装置１００αは、内部監視部ＩＭと、外部監視部ＯＭと、判定部ＪＤとを備え、内部監視部ＩＭは、対象設備ＥＱ内に設けられて、内部側からその動作状況を監視する。一方、外部監視部ＯＭは、対象設備ＥＱを外側から監視する。その上で、判定部ＪＤは、内部監視部ＩＭと外部監視部ＯＭとにおける監視結果を比較して、比較結果に基づいて、対象設備ＥＱの状態について判定する。以上により、状態監視装置１００αは、対象設備ＥＱ内の動作状況のみならず、対象設備ＥＱを外側から監視した結果に基づいて、対象設備ＥＱの状態を判定することで、外的要因によって異常が発生するといった場合においても、これを検知でき、より的確な監視が可能になる。

【0071】

ここで、上記各実施形態では、対象設備ＥＱを、ホームドア装置ＦＤや踏切装置ＣＲ、あるいは転てつ機ＴＭとしているが、対象設備ＥＱは、これらの各装置全体ではなく、その一部と見ることもできる。例えば、ホームドア装置ＦＤであれば、扉部材ＤＯやこれを動かす駆動装置ＤＲを対象設備ＥＱと捉えることもできる。同様に、例えば踏切装置ＣＲのうち遮断桿ＢＲあるいは遮断桿ＢＲを回転駆動させる駆動機構を、対象設備ＥＱと捉えることもできる。したがって、駆動装置ＤＲや駆動機構を対象設備ＥＱと捉えた場合、ホームドア装置ＦＤの駆動装置ＤＲ以外の部分に取り付けて駆動装置ＤＲの監視を行うものや、踏切装置ＣＲの駆動機構以外の部分に取り付けて駆動機構の監視を行うものも、外側から監視する外部監視部ＯＭを構成するものと見ることができる。具体的には、図１０（Ａ）に一変形例として例示するように、扉部材ＤＯに接触センサーＴＳを設け、扉部材ＤＯへの物体等の接触を検知して外部環境について監視する態様とする場合や、図１０（Ｂ）に一変形例として例示するように、遮断桿ＢＲに接触センサーＴＳを設け、遮断桿ＢＲを回転駆動させる駆動機構（モーター）ＤＡへの物体等の接触を検知して外部環境について監視する態様とする場合において、接触センサーＴＳを、外部監視部ＯＭを構成するものと見ることができる。

【0072】

また、上記では、外部監視部ＯＭにおいて、カメラＣＡとマイクＭＣとを備える構成について説明したが、これに限らず、これらのうちの一部のみ有する構成とすることも考えられ、例えばマイクＭＣを有さず、カメラＣＡのみで構成される、といった態様とすることも考えられる。

【0073】

また、上記では、鉄道に関する設備について監視を行う場合について説明しているが、監視の対象となる設備は、鉄道に関するものに限らず、例えば、駐車場のゲート装置等、鉄道以外の種々の設備において適用可能である。

【0074】

また、外乱発生の有無に関する学習についても、例えば、機械学習モデルの一例として、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）等の既存の態様を利用することが可能であり、また、ＶｉＴ（Vision Transformers）等の他の手法を利用すること等も考えられる。また、学習する範囲についても、例えば天候（晴れ、雨天、雪等）や時間帯（朝、昼、晩、あるいは季節の差等）を加味して、都度個別に異なる学習済みモデルを利用する態様としてもよく、全ての状況に対応可能な１つの学習済みモデルを利用する態様としてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１０，１０Ａ…外部情報処理部、１１…外部情報受付部、１２，１２Ａ…データ処理部、１２ｓ，１２Ａｓ…音響処理部、１２ｇ，１２Ａｇ…画像処理部、２０…内部情報処理部、２１…内部情報受付部、２２…データ処理部、３０…状態監視部、４０…扉開閉部、５０…制御部、６０…通信部、１００，１００α，２００，３００…状態監視装置、ＢＲ…遮断桿、ＣＡ…カメラ、ＣＤ…車両ドア、ＣＲ…踏切装置、ＣＵ…制御装置、ＤＡ…駆動機構（モーター）、ＤＢ…扉袋、ＤＤＢ，ＤＤＢｘ…データベース、ＤＤ１…撮像範囲、ＤＯ…扉部材（ホームドア開閉部）、ＤＲ…駆動装置（モーター）、ＤＳ…収納部、ＥＱ…対象設備、ＦＤ…ホームドア装置、ＨＪ…動作支障有無判定部、ＨＵ…人物（乗客）、ＩＪ…内部側正常異常判定部、ＩＭ…内部監視部、ＪＤ…判定部、ＪＪ…動作支障有無判定部、ＭＣ…マイク、ＭＬ…機械学習部、ＯＪ…外部側正常異常判定部、ＯＭ…外部監視部、Ｐ…分岐器、ＰＦ…ホーム（プラットホーム）、ＳＥ…各種センサー、ＳＴ…駅、ＴＭ…転てつ機、ＴＭａ…本体部、ＴＯ…トングレール、ＴＲ…車両（列車）、ＴＳ…接触センサー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】