维护装置、维护系统以及维护方法与流程

1.本发明涉及一种对轨道以及与轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况进行探测的维护装置等。


背景技术：

2.作为对发生于铁路的轨道的异常之一的轨道断裂进行检测的技术的一例，在专利文献1中公开有向轨道入射脉冲信号并在观测到与入射波同相的反射波的情况下检测轨道断裂的技术。该技术是不使用轨道电路而在地面侧对轨道断裂进行检测的技术。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2010-59688号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.另外，在设置轨道电路的列车控制系统中，需要判别轨道电路的非正常坠落。作为发生非正常坠落的主要原因，有漏电导的增加、轨道断裂。另外，轨道除了连接与轨道电路有关的装置以外，还连接着阻抗联结器等各种电气设备，而这些电气设备发生的异常也可能成为轨道电路的非正常坠落的原因。可能成为轨道电路的非正常坠落的原因的异常的检测对象涉及多方面，但考虑到设置、维护所需的成本，期望如下一种技术：不是专用于检测特定的异常，而是将轨道以及与轨道连接的电气设备的整体作为检测对象来确定并检测异常的产生源及其内容。
8.本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于使得能够检测到轨道以及与轨道连接的电气设备的异常。
9.用于解决问题的方案
10.用于解决上述课题的第一发明是一种维护装置，其具备：
11.发送控制部，其从铁路的轨道的规定的观测点发送脉冲信号；
12.观测部，其在所述脉冲信号被发送后对出现于所述观测点的观测信号进行观测；以及
13.检测部，其将所述观测信号的观测历史记录与本次接收到的所述观测信号进行比较，来对所述轨道以及与所述轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况进行检测。
14.作为其它的发明，也可以构成一种维护方法，其包括：
15.从铁路的轨道的规定的观测点发送脉冲信号；
16.在所述脉冲信号被发送后对出现于所述观测点的观测信号进行观测；以及
17.将所述观测信号的观测历史记录与本次接收到的所述观测信号进行比较，来对所述轨道以及与所述轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况进行检测。
18.根据第一发明等，能够对轨道以及与轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况进行检测。也就是说，在轨道以及与轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况下，观测信号可能发生变化。因此，能够通过将观测信号与例如轨道以及同轨道连接的电气设备正常的状态下的过去的观测信号的观测历史记录进行比较，来对轨道以及与轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况进行检测。
19.第二发明是根据第一发明的维护装置，其中，
20.所述观测信号包含来自连接着所述电气设备的连接点的反射波，
21.所述检测部利用所述反射波的信号水平来进行所述检测。
22.根据第二发明，能够对轨道以及与轨道连接的电气设备中的哪一者发生了异常进行确定。也就是说，发送到轨道的脉冲信号的一部分在电气设备的连接点被反射，发送到轨道的脉冲信号的没有被反射的信号原样传播。在与轨道连接的电气设备发生了异常的情况下或者在从观测点到电气设备的连接点为止的轨道发生了异常的情况下，来自该电气设备的连接点的反射信号可能发生变化。例如，在作为不与绝缘边界连接的电气设备的异常而发生了开路故障的情况下，从观测点观察到的该电气设备的连接点的负载阻抗变为与轨道r的特性阻抗相当的状态，从而该连接点处的反射波的信号水平消失(观测不到)。此外，如果在比连接点靠后处连接着其它电气设备，则来自该电气设备的连接点的反射波的信号水平增加。另外，在作为异常而发生了电气设备的短路故障的情况下，从观测点观察到的该电气设备的连接点的负载阻抗变为与零相当，从而该连接点处的反射波的信号水平比正常状态增加。此外，如果比连接点靠后处连接着其它电气设备，则来自该电气设备的连接点的反射波消失(观测不到)。另外，在作为异常而发生了轨道的漏电导的增加的情况下，从观测点观察时，来自该异常的发生部位之后的部位所连接的所有电气设备的连接点的反射波的信号水平下降。像这样，能够根据观测到的反射波的信号水平的变化来确定发生了异常的电气设备或轨道部分。
23.第三发明是根据第二发明的维护装置，其中，
24.所述检测部利用与本次接收到的反射波对应的过去的反射波的有无来进行所述检测。
25.根据第三发明，能够检测到轨道断裂作为异常。也就是说，在发生了轨道断裂的情况下，脉冲信号在轨道断裂的发生部位发生反射而不向该发生部位之后传播，因此观测不到来自该轨道断裂的发生部位之后的轨道所连接的所有电气设备的连接点的反射波。由此，能够根据反射波的有无来对轨道断裂的发生及其发生部位进行检测。
26.第四发明是根据第二或第三发明的维护装置，其中
27.所述观测历史记录包含关于发送所述脉冲信号与观测到所述反射波之间的时间间隔的信息，
28.所述检测部利用本次发送出的脉冲信号与本次接收到的反射波之间的时间间隔来进行所述检测。
29.根据第四发明，能够确定观测到的反射波是来自哪一个电气设备的连接点的反射波。这是由于，从发送脉冲信号到观测到电气设备的连接点处的反射波为止的时间间隔是根据从该观测点到该连接点为止的距离来决定的。另外，在从观测到的反射波中观测到观测历史记录所包含的过去的时间间隔中没有的反射波的情况下，能够判定为该反射波例如
是轨道断裂的发生部位处的反射波。这是由于，产生了新的反射波表示能够估计为产生了轨道断裂。
30.第五发明是根据第一发明的维护装置，其中，
31.所述观测信号包含来自连接着所述电气设备的连接点的反射波，
32.所述观测历史记录包含关于发送所述脉冲信号与观测到所述反射波之间的时间间隔的信息，
33.所述检测部利用所述反射波的信号水平、与本次接收到的反射波对应的过去的反射波的有无、以及本次发送出的脉冲信号与本次接收到的反射波之间的时间间隔，来至少判定异常的产生源。
34.根据第五发明，能够对轨道以及与轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况进行检测，并且至少能够判定哪一个轨道部分或电气设备是异常的产生源。也就是说，根据观测历史记录所包含的时间间隔，能够确定观测到的反射波是来自哪一个电气设备的连接点的反射波。而且，根据反射波的信号水平，能够判定发生了异常的电气设备或轨道部分。另外，根据来自电气设备的连接点的反射波的有无，能够判定轨道断裂的发生和发生部位。
35.第六发明是根据第五发明的维护装置，其中，
36.还具备存储部，所述存储部将从所述观测点观察时的所述电气设备各自的相对连接位置的信息与所述时间间隔相关联地进行存储，所述相对连接位置的信息包含从所述观测点观察时所述电气设备处于上行方向或从所述观测点观察时所述电气设备处于下行方向的信息，
37.所述检测部参照所述存储部的存储内容来判定异常的产生源。
38.根据第六发明，能够区分并判定异常的产生源从观测点观察时是处于上行方还是下行方。也就是说，能够通过将包含从观测点观察时电气设备处于上行方向或从观测点观察时电气设备处于下行方向的信息的从所述观测点观察时的电气设备各自的相对连接位置的信息同发送脉冲信号与观测到反射波之间的时间间隔相关联地进行存储，来确定观测到的反射波是来自上行方和下行方中的哪一个方向的轨道所连接的电气设备的连接点的反射波。
39.第七发明是一种维护系统，其中，
40.沿着所述轨道配置有多个第一发明至第六发明中的任一个发明的维护装置，并且所述观测点是以使相邻的所述维护装置的所述观测部的观测范围局部重叠的方式来决定的。
41.根据第七发明，能够以广范围的线路为对象，实现发挥第一发明至第六发明中的任一个发明的维护系统。
附图说明
42.图1是维护系统的应用例。
43.图2是观测信号的一例。
44.图3是发生了电气设备的异常的情况的一例。
45.图4是发生了漏电导的增加的情况的一例。
46.图5是发生了漏电导的增加的情况的观测信号的一例。
47.图6是发生了轨道断裂的情况的观测信号的一例。
48.图7是维护装置的功能结构图。
49.图8是电气设备连接表的一例。
50.图9是异常检测表的一例。
51.图10是观测历史记录数据的一例。
具体实施方式
52.下面，参照附图来对本发明的优选的实施方式进行说明。此外，本发明不限定于下面说明的实施方式，能够应用本发明的方式不限定于下面的实施方式。另外，在附图的记载中，对相同要素标注相同附图标记。
53.[系统结构]
[0054]
图1是本实施方式的维护系统的应用例。如图1所示，本实施方式的维护系统1是用于对铁路的轨道r以及与轨道r连接的电气设备20中的某一者发生了异常的情况进行检测的系统，且构成为具备沿着轨道r配置的多个维护装置10。
[0055]
维护装置10从与轨道r的连接点即观测点p发送脉冲信号，并基于脉冲信号被发送后出现于观测点p的观测信号来对轨道r以及与轨道r连接的电气设备20中的某一者处的异常发生进行检测。维护装置10以使相邻的维护装置10的能够检测异常的范围即观测范围12彼此局部重叠的方式配置，就维护系统1整体而言，能够进行轨道r以及与轨道r连接的电气设备20中的某一者处的异常发生的检测。
[0056]
维护装置10的观测范围12是以观测点p为基准且沿着轨道r的范围，根据维护装置10向轨道r发送的脉冲信号的脉宽、信号水平来决定。也就是说，发送到轨道r的脉冲信号与传播距离相应地衰减，如后所述，维护装置10向轨道r发送脉冲信号并观测其反射波，因此以形成如下的传播距离的方式决定观测范围12：该传播距离使所观测的反射波的衰减的程度收敛于能够作为反射波进行判别的范围。
[0057]
电气设备20是与轨道r连接来构成电路的设备，例如是在与轨道r之间发送和接收信号电流的轨道电路的发送接收器、阻抗联结器。轨道电路有多种，除以闭塞区间为单位的信号控制用的轨道电路以外，还有设置于闭塞区间的两端并用于检入检出方式的列车探测的短小轨道电路、设置于道口的警报区间整体并连续地探测区间内的列车的轨道电路、设置于道口的警报开始点以及警报结束点的道口控制件之类的道口控制用的轨道电路、探测区间比信号控制用的轨道电路的探测区间长的备份用的轨道电路等。另外，阻抗联结器有设置于有绝缘轨道电路的边界即绝缘部位的阻抗联结器、在设置了无绝缘轨道电路的线路中为了防止轨道间的异常电压而以规定间隔设置的平衡用的阻抗联结器、牵引回流用的阻抗联结器等。
[0058]
[异常发生的检测]
[0059]
对由维护装置10检测异常发生的检测方法进行说明。在下面的说明时参照的图2～图6为对图1进行简化而得到的图。也就是说，在图2～图6中，将左右两条轨道r统合并设为一条轨道r进行表示。另外，图2～图6是着眼于一台维护装置10的图，虽未图示，但从维护装置10观察时，上行方向和下行方向的各轨道r连接着其它电气设备20、相邻的其它维护装
置10。
[0060]
图2表示在轨道r连接着两台电气设备20a、20b的例子。在上侧示出与轨道r连接的维护装置10以及电气设备20a、20b的位置关系，且在下侧示出维护装置10处的观测信号。观测信号以横轴为时刻t且以纵轴为信号水平地进行表示。在图2的例子中，从维护装置10观察时两台电气设备20a、20b连接在不同的方向(上行方向和下行方向)上。
[0061]
维护装置10将脉冲信号从与轨道r的连接点即观测点p向轨道r发送。发送到轨道r的脉冲信号分别沿着轨道r朝向上行方向和下行方向传播，其一部分在与电气设备20的连接点q(q1、q2)处反射后再次到达观测点p。没有在连接点q处反射的脉冲信号原样地沿着轨道r传播。维护装置10观测包含来自电气设备20的连接点q的反射波的观测信号来作为脉冲信号被发送后出现于观测点p的观测信号。从观测点p处观察时，电气设备20的阻抗与轨道r的特性阻抗并联连接，在电气设备20的连接点q必然变为失配，因此由轨道r的特性阻抗和电气设备20的阻抗决定的反射系数为负，来自电气设备20的连接点q的反射波变为相对于脉冲信号反相的信号。
[0062]
在图2的例子中，从观测点p起到电气设备20b的连接点q2为止的距离d2比从观测点p起到电气设备20a的连接点q1为止的距离d1长。因而，如图2的下侧所示，当维护装置10在时刻ts1从观测点p发送脉冲信号时，首先，在时刻tr1观测到来自电气设备20a的连接点q1的反射波，在接下来的时刻tr2观测到来自电气设备20b的连接点q2的反射波。观测点p处的从发送脉冲信号到观测到反射波为止的时间间隔δt与从观测点p到电气设备20与轨道r的连接点q为止的距离d(d1、d2)大致成正比。时间间隔δt可能根据从观测点p到连接点q为止的轨道r的漏电导的变化而发生变化。因而，如果从观测点p到电气设备20的连接点q为止的距离d是已知的，则维护装置10能够确定在观测点p观测到的反射波是哪一个电气设备20的连接点处的反射波。
[0063]
维护装置10所检测的异常是与轨道r连接的电气设备20的异常以及轨道r的异常。前者的电气设备20的异常包括电气设备20内部的开路故障或电气设备20与轨道r之间的布线的开路故障、以及电气设备20内部的短路故障或电气设备20与轨道r之间的布线的短路故障。另外，后者的轨道r的异常有轨道-路基间的漏电导的增加、以及轨道断裂。与发生的异常相应地，维护装置10的观测信号发生变化。维护装置10通过与没有发生异常的正常状态下的观测信号进行比较来对异常的产生源和发生的异常的内容进行检测。
[0064]
图3是发生了电气设备20的异常的情况的例子。在图3中，在上侧示出与轨道r连接的维护装置10以及电气设备20c的位置关系，在下侧示出维护装置10处的观测信号。对于观测信号，按从上到下的顺序示出了在电气设备20c发生了开路故障的情况的观测信号、在电气设备20c发生了短路故障的情况的观测信号、正常状态下的观测信号。
[0065]
如图3所示，在电气设备20c发生了异常的情况下，在观测点p观测到的来自电气设备20c的连接点q3的反射波的信号水平发生变化。也就是说，在发生了电气设备20c的开路故障的情况下，与正常状态相比，反射波消失(观测不到)。这是由于，从维护装置10观察时的电气设备20c的连接点q3处的负载阻抗从与正常状态下的电气设备20c相当的负载阻抗变为只有轨道r的特性阻抗的状态。此外，脉冲信号不在连接点q3处被反射而原样传播，因此来自比连接点q3靠后处连接的电气设备20的连接点q的反射波与正常状态相比，增加没有在连接点q3处衰减的量。
[0066]
另外，在发生了电气设备20c的短路故障的情况下，反射波相对于脉冲信号成为反射系数为
“‑
1”的反相的反射波，反射波的信号水平比正常状态增加。这是由于短路故障相当于以下状态：从维护装置10观察时的电气设备20c的阻抗消失，电气设备20c的连接点q3处的负载阻抗变为与零相当。此外，在发生了电气设备20的短路故障的情况下，脉冲信号不向比电气设备20的连接点q3靠后处进行传播，因此来自比连接点q3靠后处连接的电气设备20的连接点q的反射波消失。
[0067]
像这样，维护装置10能够通过将观测到的反射波的信号水平与正常状态进行比较来对电气设备20的异常的发生进行检测。
[0068]
另外，电气设备20的异常也可能是除开路故障和短路故障以外的故障。在该情况下，观测的反射波的信号水平可能根据故障的内容发生变化，因此能够检测该电气设备发生了某种异常的可能性。但是，如后所述，反射波的信号水平的下降也可能是由轨道r的异常产生的，因此在该情况下，根据来自多个电气设备20各自的连接点q的反射波的信号水平的变化来估计并检测异常的产生源以及异常的内容。
[0069]
图4是作为轨道r的异常发生了漏电导的增加的情况的例子。在图4中，在上侧示出与轨道r连接的维护装置10和电气设备20d、20e的位置关系，在下侧示出维护装置10处的观测信号。对于观测信号，按从上到下的顺序示出了在观测点p与电气设备20d的连接点q4之间发生了轨道-路基间的漏电导的增加的情况的观测信号、正常状态下的观测信号。
[0070]
如图4所示，在观测点p与电气设备20d的连接点q4之间的轨道r中发生了漏电导的增加的情况下，在观测点p观测的来自电气设备20d、20e的连接点q4、q5的反射波的信号水平与正常状态相比下降。这是由于，轨道r中的漏电感的增加是泄漏电流增加的状态，也就是说，在沿着轨道r传播的脉冲信号中的泄漏电流的比例增加。因而，维护装置10能够通过将观测到的反射波的信号水平与正常状态进行比较来对轨道r中的漏电导的增加的发生进行检测。
[0071]
此外，在观测点p观测的、来自电气设备20的连接点q的反射波的信号水平也可能由于该电气设备20的异常而减小。如图4的例子所示，在从观测点p观察时比漏电导的增加的发生部位靠后处连接着多个电气设备20的情况下，通过对来自这些电气设备20各自的连接点q的反射波的信号水平进行比较，能够判别所观测到的反射波的信号水平的下降是基于轨道r的漏电导的增加还是电气设备20的异常。也就是说，这是由于，与发生了轨道r的漏电导的增加的情况不同，在基于电气设备20d发生的异常而该电气设备20d的连接点q4处的反射波的信号水平下降的情况下，从观测点p观察时，来自电气设备20d之后处连接的电气设备20e的连接点q5的反射波的信号水平几乎不变化。
[0072]
维护装置10的观测范围12内的轨道r连接着多个电气设备20，根据来自这些电气设备20的连接点q的反射波的信号水平，能够锁定漏电导的增加的发生部位。图5是作为轨道r的异常而发生了漏电导的增加的情况的其它例，轨道r连接着三台电气设备20f、20g、20h。在图5中，在上侧示出与轨道r连接的维护装置10与电气设备20f、20g、20h的位置关系，在下侧示出维护装置10处的观测信号。在图5的例子中，从维护装置10观察时，在下行方向连接着一台电气设备20f，在上行方向连接着两台电气设备20g、20h。而且，上行方向的电气设备20g、20h的连接点q7、q8之间的轨道r发生了漏电导的增加。
[0073]
由维护装置10从观测点p发送到轨道的脉冲信号分别沿着轨道朝向上行方向和下
行方向传播，通过经过漏电导的增加的发生部位而其一部分变为泄漏电流。也就是说，从维护装置10观察时，来自比发生了漏电导的增加的部位靠后的位置(远的位置)的反射波的信号水平全部下降。在图5的例子中，电气设备20h的连接点q8处的反射波的信号水平与正常状态相比下降。另一方面，来自与漏电导的增加的发生部位相反方向的电气设备20f的连接点q6的反射波、以及来自作为漏电导的增加的发生部位的前侧的电气设备20g的连接点q7的反射波的信号水平与正常状态相比几乎不变化。因而，维护装置10能够通过将观测到的反射波的信号水平与正常状态进行比较来对轨道r中的漏电导的增加的发生进行检测，并且能够根据来自多个电气设备20中的哪个电气设备20的连接点q的反射波的信号水平与正常状态相比发生了变化来将漏电导的增加的发生部位以相邻的两个连接点q之间这一单位进行锁定。
[0074]
图6是作为轨道r的异常而发生了轨道断裂的情况的例子。在图6中，在上侧示出同轨道r连接的维护装置10与电气设备20i的位置关系，在下侧示出维护装置10处的观测信号。对于观测信号，按从上到下的顺序示出在观测点p与电气设备20i的连接点q9之间发生了轨道断裂的情况的观测信号、正常状态下的观测信号。
[0075]
如图6所示，在观测点p与电气设备20i的连接点q9之间的轨道r发生了断裂的情况下，从观测点p发送到轨道r的脉冲信号在轨道断裂的发生部位发生反射而不向该发生部位之后传播。因而，在维护装置10中，观测不到电气设备20i的连接点q9处的反射波，而新观测到轨道断裂的断裂部位处的反射波。该反射波与脉冲信号为同相。从发送脉冲信号到观测到轨道断裂的发生部位处的反射波为止的时间间隔δt与从观测点p到轨道断裂的发生部位为止的距离成正比。因而，维护装置10通过将从发送脉冲信号到观测到反射波为止的时间间隔与正常状态进行比较，能够检测轨道断裂的发生，并且能够确定从观测点p到轨道断裂部位为止的距离。另外，从维护装置10观察时，观察不到来自比轨道断裂的发生部位靠后处连接的电气设备20的连接点q的反射波，因此根据观察不到来自哪一个电气设备20的连接点的反射波，能够确定于上行方向和下行方向中的哪一个方向的轨道发生了轨道断裂。此外，在列车占用导致轨道短路的情况下也能够观测到来自该短路部位的反射波，但该情况下的来自短路部位的反射波与脉冲信号为反相，因此能够与轨道断裂进行区分。
[0076]
[维护装置的功能结构]
[0077]
图7是示出维护装置10的功能结构的框图。根据图7，维护装置10具备发送控制部102、观测部104、检测部106、外部接口部108以及存储部200。
[0078]
发送控制部102从轨道r的规定的观测点p以规定的发送间隔发送脉冲信号。关于脉冲波，能够通过生成例如规定频率的正弦波的信号、将该正弦波进行平方得到的信号、方形波的信号、三角波的信号并提取该波形的半周期份或一个周期份的信号波形来生成脉冲波。当然，脉冲波不限于此。另外，设脉冲波的发送间隔为比来自该维护装置10的观测范围12的端部的反射波的到达所需的时间间隔长得多的时间。
[0079]
观测部104在发送控制部102发送脉冲信号后对出现于观测点的观测信号进行观测。
[0080]
检测部106将由观测部104观测到的观测信号的观测历史记录与本次接收到的观测信号进行比较，来对轨道r以及与轨道r连接的电气设备20中的某一者发生了异常的情况进行检测。检测部106利用观测信号所包含的来自连接着电气设备20的连接点q的反射波的
信号水平来进行异常的发生的检测。另外，检测部106利用与本次接收到的反射波对应的过去的反射波的有无来进行异常的发生的检测。观测历史记录包含关于发送脉冲信号与观测到反射波之间的时间间隔的信息。检测部106利用本次发送出的脉冲信号与本次接收到的反射波之间的时间间隔来进行异常的发生的检测。另外，检测部106判定异常的产生源。
[0081]
具体地说，检测部106将在从发送控制部102发送脉冲信号到发送下一个脉冲信号为止的期间接收到观测信号的情况设为一次观测，在每一次观测，基于观测部104的观测信号来对观测范围12内的轨道r以及与轨道r连接的电气设备20中的某一者是否发生了异常进行检测。即，在每一次观测，判别观测信号所包含的反射波，确定观测范围12内的轨道r所连接的电气设备20分别对应的反射波。参照电气设备连接表202，基于从发送脉冲信号到观测到反射波为止的时间间隔δt是否一致，来确定电气设备20与反射波的对应。
[0082]
图8是电气设备连接表202的一例。根据图8，电气设备连接表202针对该维护装置10的观测范围12内的轨道r所连接的电气设备20中的各个电气设备20，将用于识别该电气设备20的设备id与同轨道r的连接位置、观测时间间隔相关联地进行保存。连接位置是相对于该维护装置10的相对位置，包含表示从该维护装置10观察时处于上行方还是下行方的连接方向、以及从该维护装置10的观测点p起的沿着轨道的距离d。观测时间间隔是从自观测点p发送脉冲信号到观测到该电气设备20的连接点q处的反射波为止的时间间隔。该时间间隔由从观测点p到连接点q为止的距离d、以及脉冲信号和反射波在轨道r中的传播速度vp来决定，但传播速度vp可能由于轨道r的漏电导而发生变化，因此该时间间隔例如可以定为与漏电导为“0～0.01[s/km]”时对应的“x1～x2”之类的时间范围。在图8中，作为字符示出而没有示出具体的数值。
[0083]
如果判别出的反射波之中存在不与任一个电气设备20相关联且与脉冲信号同相的反射波，则检测部106检测到“轨道断裂”的发生作为异常。而且，将该反射波视为来自轨道断裂的发生部位的反射波，基于从发送脉冲信号到观测到该反射波为止的时间间隔δt来计算从观测点p到轨道断裂的发生部位为止的距离。然后，通过分别针对上行方向和下行方向确认是否存在来自比计算出的到轨道断裂的发生部位为止的距离的位置靠后处连接的电气设备20各自的连接点q的反射波，来判定轨道断裂的发生部位是从该维护装置10的观测点p观察时的下行方向和上行方向中的哪一个方向，来确定轨道断裂的发生部位(参照图6)。
[0084]
另外，对于有对应的反射波的电气设备20中的各个电气设备20，通过将对应的反射波的信号水平与正常状态下的信号水平进行比较来判定该电气设备20是否发生了异常。也就是说，参照观测信号的观测历史记录即观测历史记录数据210，将过去的反射波之中被检测为无异常(正常)的反射波设为正常状态下的反射波，来与本次观测到的反射波的信号水平进行比较。如果信号水平没有变化，则判定为该电气设备20“无异常(正常)”。如果信号水平发生变化，则根据异常检测表204来判定异常的产生源和异常的内容。
[0085]
图9是异常检测表204的一例。根据图9，异常检测表204针对轨道r或电气设备20中发生的各异常，将该异常的产生源及内容的组合与在发生了该异常的情况下观测到的反射波的信号水平的变化相关联地进行确定。
[0086]
例如，在来自某电气设备20的连接点q的反射波消失的情况下，判定为该电气设备20的开路故障。另外，在来自某电气设备20的连接点q的反射波的信号水平增加的情况下，
判定为以下中的某一个：1)该电气设备20的短路故障、2)除开路故障和短路故障以外的故障，且是可能使该电气设备20的阻抗下降的故障、3)从观测点p观察时的该电气设备20的前侧的轨道的漏电导的减少。在该情况下，进一步参照该电气设备20之后处连接的其它电气设备20的反射波的信号水平，如果消失，则判定为1)短路故障，如果几乎没有变化或增加，则判定为2)可能使阻抗下降那样的故障，如果全部减少，则判定为3)漏电导的减少。另外，在来自某电气设备20的连接点q的反射波的信号水平与正常状态的信号水平相比减少的情况下，判定为1)从观测点p观察时的该电气设备20的前侧的轨道的漏电导的增加、或者2)该电气设备20的故障(除开路故障和短路故障以外的故障，且是可能使该电气设备20的阻抗增加的故障)。在该情况下，进一步参照该电气设备20之后处连接的其它电气设备20的反射波的信号水平，如果全部减少，则判定为1)漏电导的增加，如果几乎没有变化，则判定为2)该电气设备20的故障。
[0087]
像这样，检测部106根据来自观测范围12内的轨道r所连接的多个电气设备20的连接点q中的各个连接点q的反射波的信号水平的组合，来锁定并检测轨道r或与轨道r连接的电气设备20中的哪一个发生了哪一种异常之类的异常的产生源和异常的内容。
[0088]
检测部106的检测结果包含于观测历史记录数据210并被存储。图10是观测历史记录数据210的一例。根据图10，在每一次观测时生成观测历史记录数据210，观测历史记录数据210与用于识别该观测的观测id212相关联地保存有发送控制部102的脉冲信号发送时刻214、观测部104的观测信号波形数据216、包含于观测信号的反射波数据218、以及异常的检测结果数据220。反射波数据218和检测结果数据220是由检测部106计算出的数据。反射波数据218针对包含于观测信号的反射波中的每一个反射波，与用于识别该反射波的反射波id相关联地，将从发送脉冲信号到观测到该反射波为止的时间间隔与信号水平相关联地进行保存。检测结果数据220与对应的反射波(反射波id)和电气设备(设备id)的每组组合相关联地保存有异常的检测结果。该组合也包含对应的一方不存在的组合。
[0089]
外部接口部108例如实现为经由所给予的通信网络来进行有线或无线的通信的通信模块等通信装置、外部输出用的继电器等，与其它维护装置10之类的外部装置进行数据的输入和输出。
[0090]
存储部200例如实现为硬盘、rom(read only memory：只读存储器)、ram(random access memory：随机存取存储器)等存储装置。在本实施方式中，存储部200存储电气设备连接表202、异常检测表204以及观测历史记录数据210。
[0091]
[作用效果]
[0092]
像这样，根据本实施方式，能够对轨道r以及与轨道r连接的电气设备20中的某一者发生了异常的情况进行检测。维护装置10从观测点p向轨道r发送脉冲信号，并对出现于观测点p的观测信号进行观测，在轨道r以及与轨道r连接的电气设备20中的某一者发生了异常的情况下，观测信号可能发生变化。因此，能够通过将观测信号与例如轨道r以及同轨道r连接的电气设备20正常的状态下的过去的观测信号即观测历史记录进行比较，来对轨道r以及与轨道r连接的电气设备20中的某一者发生了异常的情况进行检测。
[0093]
此外，能够应用本发明的实施方式不限定于上述的实施方式，当然能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适当变更。
[0094]
例如，在上述的实施方式中，维护装置10对轨道r以及与轨道r连接的电气设备20
中的某一者发生了异常的情况的产生源以及所发生的异常的内容进行判定，但在知道产生源即可而不需要连异常内容都通知的情况下，也可以止步于判定异常的产生源。另外，也可以在观测信号即反射波的信号水平与正常状态相比变化了阈值以上的情况下，检测到电气设备20中的某一个发生了异常，也可以在与正常状态相比变化了阈值以下但在持续地发生变化的情况下，探测为电气设备异常的预兆。例如，也能够将信号水平持续地下降的情况认为是由漏电导增加导致的非正常坠落的予兆。
[0095]
附图标记说明
[0096]
1：维护系统；10：维护装置；102：发送控制部；104：观测部；106：检测部；108：外部接口部；200：存储部；202：电气设备连接表；204：异常检测表；210：观测历史记录数据；12：观测范围；p：观测点；20：电气设备；q：连接点；r：轨道。

技术特征：
1.一种维护装置，具备：发送控制部，其从铁路的轨道的规定的观测点发送脉冲信号；观测部，其在所述脉冲信号被发送后对出现于所述观测点的观测信号进行观测；以及检测部，其将所述观测信号的观测历史记录与本次接收到的所述观测信号进行比较，来对所述轨道以及与所述轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况进行检测。2.根据权利要求1所述的维护装置，其中，所述观测信号包含来自连接着所述电气设备的连接点的反射波，所述检测部利用所述反射波的信号水平来进行所述检测。3.根据权利要求2所述的维护装置，其中，所述检测部利用与本次接收到的反射波对应的过去的反射波的有无来进行所述检测。4.根据权利要求2或3所述的维护装置，其中，所述观测历史记录包含关于发送所述脉冲信号与观测到所述反射波之间的时间间隔的信息，所述检测部利用本次发送出的脉冲信号与本次接收到的反射波之间的时间间隔来进行所述检测。5.根据权利要求1所述的维护装置，其中，所述观测信号包含来自连接着所述电气设备的连接点的反射波，所述观测历史记录包含关于发送所述脉冲信号与观测到所述反射波之间的时间间隔的信息，所述检测部利用所述反射波的信号水平、与本次接收到的反射波对应的过去的反射波的有无、以及本次发送出的脉冲信号与本次接收到的反射波之间的时间间隔，来至少判定异常的产生源。6.根据权利要求5所述的维护装置，其中，还具备存储部，所述存储部将从所述观测点观察时的所述电气设备各自的相对连接位置的信息与所述时间间隔相关联地进行存储，所述相对连接位置的信息包含从所述观测点观察时所述电气设备处于上行方向或从所述观测点观察时所述电气设备处于下行方向的信息，所述检测部参照所述存储部的存储内容来判定异常的产生源。7.一种维护系统，其中，多个根据权利要求1～6中的任一项所述的维护装置沿着所述轨道配置，并且所述观测点是以使相邻的所述维护装置的所述观测部的观测范围局部重叠的方式来决定的。8.一种维护方法，包括：从铁路的轨道的规定的观测点发送脉冲信号；在所述脉冲信号被发送后对出现于所述观测点的观测信号进行观测；以及将所述观测信号的观测历史记录与本次接收到的所述观测信号进行比较，来对所述轨道以及与所述轨道连接的电气设备中的某一者发生了异常的情况进行检测。

技术总结
维护装置(10)从轨道(R)的规定的观测点(P)发送脉冲信号，在脉冲信号被发送后对出现于观测点(P)的观测信号进行观测，将观测信号的观测历史记录与本次接收到的观测信号进行比较，来对轨道(R)以及与轨道(R)连接的电气设备(20)中的某一者发生了异常的情况进行检测。备(20)中的某一者发生了异常的情况进行检测。备(20)中的某一者发生了异常的情况进行检测。


技术研发人员：桥本直树 薗部正和 佐野实 菊野孝博 市川雄太 森本阳平
受保护的技术使用者：株式会社京三制作所
技术研发日：2021.03.30
技术公布日：2022/11/25