JP2014240262A - 軌道検測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクトに構成でき、軌道変位の計測を迅速に行える。
【解決手段】実施形態の軌道検測装置は、被測定レールの複数箇所の測定点までの距離に対応する複数の距離データが入力されて軌道変位を算出する軌道検測装置である。記憶手段は、複数の前記測定タイミングにおける前記複数箇所の測定点に対応する前記距離データを測定履歴として記憶する。これにより、測定弦正矢算出手段は、被測定レールの延在方向に沿った複数箇所の測定点における同じ測定タイミングに対応する前記距離データに基づいて、測定弦正矢を算出し、弦正矢算出手段は、複数の測定タイミングに対応する測定弦正矢の算出結果に基づいて、所定の基準弦に対応するレール形状を算出する。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態の軌道検測装置は、被測定レールの複数箇所の測定点までの距離に対応する複数の距離データが入力されて軌道変位を算出する軌道検測装置である。記憶手段は、複数の前記測定タイミングにおける前記複数箇所の測定点に対応する前記距離データを測定履歴として記憶する。これにより、測定弦正矢算出手段は、被測定レールの延在方向に沿った複数箇所の測定点における同じ測定タイミングに対応する前記距離データに基づいて、測定弦正矢を算出し、弦正矢算出手段は、複数の測定タイミングに対応する測定弦正矢の算出結果に基づいて、所定の基準弦に対応するレール形状を算出する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、軌道検測装置に関する。
鉄道線路を構成する軌道は、レール、レールの間隔を一定に保つ枕木、レールおよび枕木を支え、走行する車両の重量を路盤に伝える道床等から構成されているが、列車運転等によりレールに軌道変位が発生する。
この変位としては、以下の5種類の変位が規定されている。
(1)通り変位(通り狂い):レールの左右方向の変位
(2)高低変位(高低狂い):レールの上下方向の変位
(3)軌間変位(軌間狂い):左右のレールの間隔の変位
(4)水準変位(水準狂い):左右のレールの高さの差
(5)平面性変位(平面性狂い)
(1)通り変位(通り狂い):レールの左右方向の変位
(2)高低変位(高低狂い):レールの上下方向の変位
(3)軌間変位(軌間狂い):左右のレールの間隔の変位
(4)水準変位(水準狂い):左右のレールの高さの差
(5)平面性変位(平面性狂い)
これらの軌道変位(軌道狂い)の中で、特に高低変位(高低狂い)、通り変位(通り狂い)を計測するための技術として、レール上の3点に対して、両端(弦と呼ぶ)に対する端間の相対変位を狂いと定義する正矢法が一般的に知られている。
前述した正矢法に関して、基準弦の長さは、在来線の場合、通常10mが規定で定めており、軌道検測車はレーザー距離センサ等を用いて基準弦を定義し、基準弦に対する狂い(正矢)を計測している。しかし、基準弦を10mとする場合、車両のサイズが最低10m以上必要であるため、小回りが利かないという欠点があった。さらにより高速な車両のための基準弦は、20m、40m等とより長くなる傾向がある。
しかしながら、従来技術においては、基準弦の長さが長くなる傾向にあるため、軌道検測車両、ひいては、システム構成が大きくなってしまうという虞があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンパクトに構成でき、軌道変位の計測を迅速に行うことが可能な軌道検測装置及び軌道検測車両を提供することを目的としている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンパクトに構成でき、軌道変位の計測を迅速に行うことが可能な軌道検測装置及び軌道検測車両を提供することを目的としている。
実施形態の軌道検測装置は、被測定レールの複数箇所の測定点までの距離に対応する複数の距離データが入力されて軌道変位を算出する軌道検測装置である。
記憶手段は、複数の前記測定タイミングにおける前記複数箇所の測定点に対応する前記距離データを測定履歴として記憶する。
これにより、測定弦正矢算出手段は、被測定レールの延在方向に沿った複数箇所の測定点における同じ測定タイミングに対応する前記距離データに基づいて、測定弦正矢を算出し、弦正矢算出手段は、複数の測定タイミングに対応する測定弦正矢の算出結果に基づいて、所定の基準弦に対応するレール形状を算出する。
記憶手段は、複数の前記測定タイミングにおける前記複数箇所の測定点に対応する前記距離データを測定履歴として記憶する。
これにより、測定弦正矢算出手段は、被測定レールの延在方向に沿った複数箇所の測定点における同じ測定タイミングに対応する前記距離データに基づいて、測定弦正矢を算出し、弦正矢算出手段は、複数の測定タイミングに対応する測定弦正矢の算出結果に基づいて、所定の基準弦に対応するレール形状を算出する。
次に実施形態について図面を参照して説明する。
まず、実施形態の軌道検測車両の大きさについて説明する。
図1は、実施形態の軌道検測装置を搭載した軌道検測車両と、弦正矢法における基準弦と、の寸法関係説明図である。
まず、実施形態の軌道検測車両の大きさについて説明する。
図1は、実施形態の軌道検測装置を搭載した軌道検測車両と、弦正矢法における基準弦と、の寸法関係説明図である。
図1に示すように、本実施形態の軌道検測車両1に設けられ、同一の被測定レールRW、かつ、同一の測定対象変位に対応する3個の距離センサ2a〜2c(図1の例では、高低変位検出用の距離センサ)のうちの距離センサ2aの測定点P1と、距離センサ2cの測定点P3と、の離間距離は、基準弦BSrefの長さLrefよりも十分に短く(たとえば、L1=Lref/10)設定されている。
ここで、弦正矢法の一例として、基準弦BSrefの長さLref=10mの10m弦正矢法について説明する。
10m弦正矢法は、原理的には、10mの長さの弦(糸:基準弦)をレールに沿って張り、この弦の中央位置(弦の両端からそれぞれ5mの位置)における弦とレールとの離間距離を通り変位あるいは高低変位として扱うものである。
10m弦正矢法は、原理的には、10mの長さの弦(糸:基準弦)をレールに沿って張り、この弦の中央位置(弦の両端からそれぞれ5mの位置)における弦とレールとの離間距離を通り変位あるいは高低変位として扱うものである。
したがって、軌道検測車両により1回の検測で通り変位あるいは高低変位を取得するために従来においては、10m以上の長さの軌道検測車両を用いて、検測を行うようにしていた。
ここで、基準弦の長さBSref=10mとするのは、在来線で一般的な速度である90km/hrの場合に車両が揺れやすい周波数(1.0Hzから1.5Hz)に相当する波長と、10m弦正矢法において測定倍率が大きい波長(=実際の軌道変位量よりも振幅が大きく計測される波長)とがほぼ一致しているためである。したがって、在来線の高速線区や新幹線等の車両速度が速い路線においては、車両の運行速度に応じて、基準弦の長さBSref=20mや基準弦の長さBSref=40mとした20m弦正矢法あるいは40m弦正矢法が用いられる。
これらに対し、本実施形態の軌道検測車両1は、上述したように距離センサ2aの測定点P1と、距離センサ2cの測定点P3と、の測定時基準弦BSの長さに相当する離間距離L1は、例えば、1mとなり、従来の軌道検測車両と比較して非常に小型とすることが可能となっていることがわかる。
一方、本実施形態の軌道検測車両1で得られる軌道検測結果は、従来の軌道検測車両と同じ基準弦(の長さ)に対応するものであり、基準弦の長さが異なることによるデメリットはない。
一方、本実施形態の軌道検測車両1で得られる軌道検測結果は、従来の軌道検測車両と同じ基準弦(の長さ)に対応するものであり、基準弦の長さが異なることによるデメリットはない。
次により詳細に説明する。
以下の説明においては、座標、左右、計測位置を以下のように定義するものとする。
X軸:軌道検測車両1の進行方向(鉄道に関しては、レール敷設方向)
Y軸:軌道検測車両1の左右方向
Z軸:軌道検測車両1の高さ方向
左(L):軌道検測車両1の進行方向に対して左側のレール
右(R):軌道検測車両1の進行方向に対して右側のレール
また、以下の説明においては、左右対称に複数の距離センサがそれぞれ配置されているものとする。
以下の説明においては、座標、左右、計測位置を以下のように定義するものとする。
X軸:軌道検測車両1の進行方向(鉄道に関しては、レール敷設方向)
Y軸:軌道検測車両1の左右方向
Z軸:軌道検測車両1の高さ方向
左(L):軌道検測車両1の進行方向に対して左側のレール
右(R):軌道検測車両1の進行方向に対して右側のレール
また、以下の説明においては、左右対称に複数の距離センサがそれぞれ配置されているものとする。
[1]第1実施形態
まず、第1実施形態について説明する。
本第1実施形態は、軌道検測車両1を被測定レールRWの高低変位(高低狂い)を測定し、被測定レールの実形状を再現する場合の実施形態である。
まず、第1実施形態について説明する。
本第1実施形態は、軌道検測車両1を被測定レールRWの高低変位(高低狂い)を測定し、被測定レールの実形状を再現する場合の実施形態である。
図2は、第1実施形態の軌道検測車両の概要構成側面図である。
軌道検測車両1は、大別すると、センサ部2、制御部3、記憶部4及び進行方向前後に配置された車輪5Aを有する移動体(車両本体)5を備えている。
ここで、センサ部2、制御部3及び記憶部4は、軌道検測装置6を構成している。
軌道検測車両1は、大別すると、センサ部2、制御部3、記憶部4及び進行方向前後に配置された車輪5Aを有する移動体(車両本体)5を備えている。
ここで、センサ部2、制御部3及び記憶部4は、軌道検測装置6を構成している。
センサ部2は、それぞれ左右の被測定レールRL、RR(両者を区別しない場合、被測定レールRWという。以下同じ。)に対応する一対の距離センサ2a、一対の距離センサ2b及び一対の距離センサ2cの合計3組の距離センサを備えている。
そして、3組の距離センサ2a、2b、2cは、検出面が同一面上に位置するように、フレーム2Fに取り付けられている。すなわち、変位が全くない理想的なレールRWの検測を行った場合には、距離センサ2a、2b、2cの全ての測定距離(レールRW上面までの距離)が等しくなるように取り付けられている。
ここで、距離センサ2a、距離センサ2b、距離センサ2cは、例えば光源を赤外線とするレーザー距離センサ、または光源を可視光とする可視光計等として構成されている。
このフレーム2Fは、剛性が高く、歪の少ないリジッドに形成されている。
ここで、一方のレールに対応する距離センサ2a、2b、2cは、X軸方向に沿って一直線上に配置されている。そして、測定点P1と測定点P3との間のX軸方向の離間距離は、軌道検測車両1における測定用基準弦BSの長さL1(≪基準弦BSrefの長さLref)に等しい。さらに、測定点P1と測定点P2との間のX軸方向の離間距離及び測定点P2と測定点P3との間のX軸方向の離間距離は、それぞれL(=L1/2)とされている。
このフレーム2Fは、剛性が高く、歪の少ないリジッドに形成されている。
ここで、一方のレールに対応する距離センサ2a、2b、2cは、X軸方向に沿って一直線上に配置されている。そして、測定点P1と測定点P3との間のX軸方向の離間距離は、軌道検測車両1における測定用基準弦BSの長さL1(≪基準弦BSrefの長さLref)に等しい。さらに、測定点P1と測定点P2との間のX軸方向の離間距離及び測定点P2と測定点P3との間のX軸方向の離間距離は、それぞれL(=L1/2)とされている。
そして、移動体5が移動(走行)中の、距離センサ2a、距離センサ2b、距離センサ2cの投光部と被測定レールRWの上面の測定点までの距離Z1〜Z3を計測し、距離Z1〜Z3のそれぞれに対応する距離データDZ1〜DZ3を記憶部4に出力して記憶させる。
記憶部4は電源供給が遮断されても記憶内容を保持可能なメモリを採用しても良い。例えば、EEPROMやフラッシュROMあるいはハードディスクなどである。
移動体5は、フレーム2F及び車輪5Aが取り付けられた場合に、振動等がなければ、常に被測定レールRL、RRとフレーム2Fとの距離が一定となる様に走行可能に構成されている。
移動体5は、フレーム2F及び車輪5Aが取り付けられた場合に、振動等がなければ、常に被測定レールRL、RRとフレーム2Fとの距離が一定となる様に走行可能に構成されている。
この場合において、移動体5の振動がフレーム2Fに直接影響を与えないように、フレーム2Fの中央部を移動体5にリジッドに固定する。さらに、フレーム2Fの両端は、移動体5とフレーム2Fの間に、フレーム2Fの剛性に合ったゴム板等の緩衝材7を挟みこみ、ねじ止めする。このような取り付け方にすることで、移動体5の振動の影響を低減できるとともに、フレーム2Fが歪む方向への応力を逃がすことができるようになっている。
図3は、第1実施形態における演算部の概要機能構成ブロック図である。
制御部3は、いわゆるマイクロコンピュータとして構成されており、図示しないMPU、各種データを不揮発的に記憶するROM、各種データを一時的に記憶し、MPUのワーキングエリアとして機能するRAM等を備えている。
制御部3は、いわゆるマイクロコンピュータとして構成されており、図示しないMPU、各種データを不揮発的に記憶するROM、各種データを一時的に記憶し、MPUのワーキングエリアとして機能するRAM等を備えている。
そして、本第1実施形態において、制御部3は、測定弦BSを用いて測定弦正矢を算出する測定弦正矢算出手段3aと、算出した測定弦正矢に基づいて被測定レールRWの実形状を再現する軌道実形状再現手段3bと、して機能する。
制御部3における処理について、詳細に説明する。
図4は、第1実施形態の動作説明図である。
まず、測定弦正矢算出手段3aとして機能する制御部3について説明する。
測定弦正矢算出手段3aは、距離センサ2aで計測した測定点P1の距離データDZ1(=距離Z1)、距離センサ2bで計測した計測点P2の距離データDZ2(=距離Z2)及び距離センサ2cで計測した測定点P3の距離データDZ3(=距離Z3)を用いて測定弦正矢MMSを算出する。
ここで、算出に用いる距離データDZ1〜DZ3は、記憶部4に記憶、保存されている。
図4は、第1実施形態の動作説明図である。
まず、測定弦正矢算出手段3aとして機能する制御部3について説明する。
測定弦正矢算出手段3aは、距離センサ2aで計測した測定点P1の距離データDZ1(=距離Z1)、距離センサ2bで計測した計測点P2の距離データDZ2(=距離Z2)及び距離センサ2cで計測した測定点P3の距離データDZ3(=距離Z3)を用いて測定弦正矢MMSを算出する。
ここで、算出に用いる距離データDZ1〜DZ3は、記憶部4に記憶、保存されている。
ここで、図4(b)に示すように、測定点P1と測定点P3とを結ぶ線分P1−P3と距離センサ2bと測定点P2とを結ぶ線分の延長線の交点をP4とする。
一方、距離センサ間が等間隔Lで設置されていることから、線分P1−P3を測定弦BSMとした場合の測定弦正矢MMSは、線分P2−P4となる。測定弦正矢MMSの値をmと定義した場合、幾何学的な関係から以下の式(1)で表すことができる。
一方、距離センサ間が等間隔Lで設置されていることから、線分P1−P3を測定弦BSMとした場合の測定弦正矢MMSは、線分P2−P4となる。測定弦正矢MMSの値をmと定義した場合、幾何学的な関係から以下の式(1)で表すことができる。
移動体5が被測定レールRW上を走行している間、一定間隔で距離センサ2a、距離センサ2b、距離センサ2cが距離データDZ1、DZ2、DZ3を出力する。
これにより、測定弦正矢算出手段3aとして機能する制御部3は、測定弦正矢MMSを算出し、算出結果を順次記憶部4に出力して記憶させ、測定履歴とする。なお、距離データDZ1、DZ2、DZ3を生成するための計測は、軌道検測車両1に取り付けられた、図示しないロータリーエンコーダ等の、軌道検測車両1の走行距離に応じてパルスを発生する手段(装置あるいは回路)が出力するトリガ信号に同期して行われる。
次に軌道実形状再現手段3bとして機能する制御部3について説明する。
測定弦正矢算出手段3aで算出した測定弦正矢MMSを式(2)のように変形する。ここでLは距離センサ間(例えば、距離センサ2aと距離センサ2bとの間)の距離である。
測定弦正矢算出手段3aで算出した測定弦正矢MMSを式(2)のように変形する。ここでLは距離センサ間(例えば、距離センサ2aと距離センサ2bとの間)の距離である。
一方、関数f(x)の二階微分は以下の式(3)で求めることができる。
距離センサ間の距離L(例えば、1m)は、基準弦BSrefの長さLref(例えば、10m)に対して十分に小さいため、2m/L2を被測定レールRWの測定点xに対する関数f(x)の空間上の二階微分と見なすことができる。
従って、軌道検測車両1が走行しながら算出する測定弦正矢MMSの値m(n)(n=1,2,3,…)を空間二階積分し、被測定レールRWの測定点xに対する関数f(x)を算出することで被測定レールRWの形状を再現することができる。
具体的な処理としては、測定弦正矢MMSの値m(n)の間隔を、基準弦BSrefに対して十分小さいΔxとし、以下の式(4)、式(5)により、被測定レールRWの実形状を表す関数f(x)を算出する。
従って、軌道検測車両1が走行しながら算出する測定弦正矢MMSの値m(n)(n=1,2,3,…)を空間二階積分し、被測定レールRWの測定点xに対する関数f(x)を算出することで被測定レールRWの形状を再現することができる。
具体的な処理としては、測定弦正矢MMSの値m(n)の間隔を、基準弦BSrefに対して十分小さいΔxとし、以下の式(4)、式(5)により、被測定レールRWの実形状を表す関数f(x)を算出する。
本実施形態では、軌道検測車両1が走行している間に算出した測定弦正矢MMSの値m(n)を、順次二階積分していくことで被測定レールRWの実形状を再現している。
ところで、本第1実施形態においては、測定した測定弦正矢MMSに異常値があった場合(例えば、被測定レールRWのつなぎ目で軌道検測車両1が大きく振動するなど)、被測定レールRWの実形状の再現に影響がでてしまう虞がある場合であっても、異常値を取り除いて被測定レールRWの形状を再現することが可能となっている。
次に異常値を取り除いて被測定レールRWの形状を再現する処理について、より詳細に説明する。
図5は、測定弦正矢算出手段で算出した複数の測定弦正矢MMSの値m(n)を、測定点xに対してプロットしたイメージ図である。
図5は、測定弦正矢算出手段で算出した複数の測定弦正矢MMSの値m(n)を、測定点xに対してプロットしたイメージ図である。
ここで、測定点xの周期は、測定弦正矢算出手段3aで測定弦正矢MMSの値m(n)を算出する周期stの整数倍に設定されており、算出した全ての測定弦正矢MMSの値m(n)は、少なくとも異常値を取り除いて被測定レールRWの形状を再現する処理が完了するまでは、保持されているものとする。
軌道実形状再現手段3bとして機能する制御部3においては、積分間隔Δxを定義して、二階積分する。
図5においては、5個の測定弦正矢MMSの値m(1),m(2),m(3),m(4),m(5)が積分に用いられる測定弦正矢MMSの値mである。
図5においては、5個の測定弦正矢MMSの値m(1),m(2),m(3),m(4),m(5)が積分に用いられる測定弦正矢MMSの値mである。
ここで、図5中、測定弦正矢MMSの値m(4)のように、標準的なレールの狂いに対して、明らかに大きい値(測点に異物がある、つなぎ目を計測する等)、すなわち、異常値が積分に使用されてしまうと、被測定レールRWの形状の再現結果が、実際の被測定レールRWの形状と大きく異なる可能性が生じる。
そこで、本第1実施形態では、得られた測定弦正矢MMSの値m(n)の中に、通常想定される測定弦正矢MMSの値m(n)の変動範囲VALを超えて変動した異常値を検知した場合、図5(b)に示すように、元の測定弦正矢MMSの値m(4)を破棄し、隣接する正常値(図5の例では、直前値mp)を新たな測定弦正矢MMSの値m(4)として定義し直し、積分区間も併せて変更して積分している。
すなわち、m(3)と新たなm(4)の積分区間=Δx’とし、新たなm(4)とm(5)の積分区間=2Δx−Δx’と変更している。
このように、異常値を破棄し、積分区間も変更することにより、異常値を含めず正確に被測定レールRWの実形状を再現することができる。
このように、異常値を破棄し、積分区間も変更することにより、異常値を含めず正確に被測定レールRWの実形状を再現することができる。
この場合において、積分による離散誤差については注意が必要である。すなわち、測定弦正矢は離散値となるため、積分区間が長くなれば離散誤差が蓄積し、軌道実形状の復元結果に影響を与えることとなる。従って、離散誤差の影響を低減するために、離散誤差の蓄積による結果のずれが、被測定レールRWの形状再現の精度を超えない区間を積分区間に設定する必要がある。
以上の説明のように、本第1実施形態によれば、測定弦BSの長さを短くすることができるため、軌道検測装置のサイズ、ひいては、軌道検測車両を小型化することができる。
また、被測定レールRWの形状を円弧、正弦といった形状に仮定をすることなく、センサ部2の計測方向に対する実形状を再現することができる。
また、被測定レールRWの形状を円弧、正弦といった形状に仮定をすることなく、センサ部2の計測方向に対する実形状を再現することができる。
また、測定弦正矢MMSの値m(n)に異常値が含まれる場合であっても、確実に測定弦正矢MMSの値m(n)の異常値を取り除いて被測定レールRWの実形状を復元することができる。
以上の説明においては、軌道実形状の復元は本装置の設置方向を変更するだけで、水平方向、高さ方向といったあらゆる方向の復元に対応することができる。
また、以上の説明においては、鉄道用のレールの場合を例として説明したが、本装置が対象とする被計測対象は鉄道レールに限定されず、道路の路面状況調査、ジェットコースターのレール検査など、計測区間の形状把握が必要なあらゆる対象に対して適用可能である。
また、以上の説明においては、鉄道用のレールの場合を例として説明したが、本装置が対象とする被計測対象は鉄道レールに限定されず、道路の路面状況調査、ジェットコースターのレール検査など、計測区間の形状把握が必要なあらゆる対象に対して適用可能である。
[2]第2実施形態
次に第2実施形態について説明する。
上記第1実施形態は、軌道検測車両1を被測定レールRWの高低変位(高低狂い)を測定し、被測定レールの実形状を再現する場合の実施形態であったが、本第2実施形態は、軌道検測車両1を被測定レールの高低変位(高低狂い)を測定し、基準弦に対応する弦正矢を算出する場合の実施形態である。
次に第2実施形態について説明する。
上記第1実施形態は、軌道検測車両1を被測定レールRWの高低変位(高低狂い)を測定し、被測定レールの実形状を再現する場合の実施形態であったが、本第2実施形態は、軌道検測車両1を被測定レールの高低変位(高低狂い)を測定し、基準弦に対応する弦正矢を算出する場合の実施形態である。
図6は、第2実施形態における演算部の概要機能構成ブロック図である。
図6において、図3と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
本第2実施形態においても、制御部3は、いわゆるマイクロコンピュータとして構成されている。そして本第2実施形態の制御部3は、測定弦BSを用いて測定弦正矢を算出する測定弦正矢算出手段3aと、算出した測定弦正矢に基づいて被測定レールRWの実形状を再現する軌道実形状再現手段3bと、基準弦BSrefを用いて弦正矢を算出する弦正矢算出手段3cと、して機能する。
図6において、図3と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
本第2実施形態においても、制御部3は、いわゆるマイクロコンピュータとして構成されている。そして本第2実施形態の制御部3は、測定弦BSを用いて測定弦正矢を算出する測定弦正矢算出手段3aと、算出した測定弦正矢に基づいて被測定レールRWの実形状を再現する軌道実形状再現手段3bと、基準弦BSrefを用いて弦正矢を算出する弦正矢算出手段3cと、して機能する。
ここで、測定弦正矢算出手段3a及び軌道実形状再現手段3bは、第1実施形態と同様に動作するので、以下の説明においては、主として弦正矢算出手段3cの動作に関して説明する。
第1実施形態で述べた通り、軌道実形状再現手段3bの再現結果によれば、被測定レールRWの実形状は測定点xの関数f(x)として表現することができる。
図7は、第2実施形態の動作説明図である。
そこで、図7に示すように、被測定レールRWの任意の測定点P11(X座標=x1)、測定点P13(X座標=x2)を選んだ場合、被測定レールRWの測定点xに対する関数f(x)を用いると、測定点P11、P13のXY座標はそれぞれ、P11=(x1,f(x1))、P13=(x2,f(x2))となる。
図7は、第2実施形態の動作説明図である。
そこで、図7に示すように、被測定レールRWの任意の測定点P11(X座標=x1)、測定点P13(X座標=x2)を選んだ場合、被測定レールRWの測定点xに対する関数f(x)を用いると、測定点P11、P13のXY座標はそれぞれ、P11=(x1,f(x1))、P13=(x2,f(x2))となる。
線分P11−P13を測定弦BS1とし、端間の任意の測定点P12=(x3,f(x3))における変位MMS11(図7では線分P12−P14の長さ)を算出する場合、計算の都合上、測定弦(あるいは基準測定弦)の両端位置(測定点P11、P13)における高さを零とすることが適切である。
このため、本第2実施形態では、測定点P11、P13のY座標f(x1)、f(x2)が双方とも零となるように関数f(x)を回転する。
図8は、関数の回転の説明図である。
すなわち、図8に示すように、測定点P11を原点とした時に、測定点P13を複素数で表現したP13=xf+iyfを、測定点P11、P13間の距離r、偏角θを用いた極座標系で表現すると以下の式(6)〜式(8)として表せる。
図8は、関数の回転の説明図である。
すなわち、図8に示すように、測定点P11を原点とした時に、測定点P13を複素数で表現したP13=xf+iyfを、測定点P11、P13間の距離r、偏角θを用いた極座標系で表現すると以下の式(6)〜式(8)として表せる。
また、xf、yfを直交座標系で表現すると以下の式(9)、式(10)で表せる。
これらの式からcosθ、sinθは以下の式(11)、式(12)として表せる。
以上の結果から求められたeiθを被測定レールRWの測定点xに対する関数f(x)に乗じる。つまり、偏角θだけ回転させることで式(13)に示すように、測定点P12における変位MMS11を求めることができる。
以上、説明した方法を用いれば任意の2点間を測定弦BS1とした場合の端間の狂いを算出することができる。話を正矢に限定すれば、測定弦BS1に対する正矢の定義は、「両端を糸で固定した際の中央の距離」のため、線分P11−P13を基準弦BSrefとし、上式のf(xG)を以下の式(14)に示す様に変形すれば弦正矢m’として求めることができる。
なお、変位MMS11の算出方法はこれまでに説明してきた方法だけではなく、他の方法を用いてもよい。例えば、測定点P12を通る接線ベクトルと線分P11−P13が直交する測定点P14を求め線分P12−P14の長さを直接算出する等の方法も可能である。
以上の説明のように、本第2実施形態によれば、被測定レールRW上の任意の2点間(図7では、測定点P11−測定点P13間)を弦BS1とした場合の被測定レールRWの測定点の位置に対応する測定弦BS1との最短距離である変位MMS11(正矢)を算出することができる。
本第2実施形態においても、対象とする被計測対象は鉄道レールに限定されず、道路の路面状況調査、ジェットコースターのレール検査など、計測区間の形状把握が必要なあらゆる対象に対して適用可能である。
[3]第3実施形態
次に第3実施形態について説明する。
本第3実施形態は、測定対象の変位が高低変位である場合の実施形態である。
図9は、第3実施形態における軌道検測車両の概要構成説明図である。
図9(a)は、軌道検測車両1の平面図、図9(b)は、軌道検測車両1の進行方向に対し後方から見た背面図である。なお、理解の容易のため、図9(b)においては、一部構成を省略して記載している。
次に第3実施形態について説明する。
本第3実施形態は、測定対象の変位が高低変位である場合の実施形態である。
図9は、第3実施形態における軌道検測車両の概要構成説明図である。
図9(a)は、軌道検測車両1の平面図、図9(b)は、軌道検測車両1の進行方向に対し後方から見た背面図である。なお、理解の容易のため、図9(b)においては、一部構成を省略して記載している。
第3実施形態における移動体5は、左レールLR、右レールRRが敷設された、いわゆる鉄道軌道のような軌道を走行する車両である。
移動体5には、左レールLRまでの高低方向の距離を計測するためのセンサ部2LV及び右レールRRまでの高低方向の距離を計測するためのセンサ部2RVが設けられている。
移動体5には、左レールLRまでの高低方向の距離を計測するためのセンサ部2LV及び右レールRRまでの高低方向の距離を計測するためのセンサ部2RVが設けられている。
センサ部2LV及びセンサ部2RVは、それぞれ3個の距離センサ2a、2b、2cを備えており、センサ部2LV及びセンサ部2RVにおいて、対応する距離センサ(たとえば、距離センサ2a)は、移動体5の中心を通り、X軸に平行な直線LNに対して線対称な位置に設けられている。
そして、被測定レールRW(軌道)上を移動体5が走行しながらセンサ部2LVで左レールLR1の高低方向の距離データ、センサ部2RVで右レールRR1の高低方向の距離データを計測する。さらに、第2実施形態と同様の構成を用いて、左レールRL1、右レールRR1の高低方向の軌道形状を復元し、高低変位(高低狂い)を算出することとなる。
そして、軌道実形状復元結果から基準弦BSrefに対する高低変位を算出する。
そして、軌道実形状復元結果から基準弦BSrefに対する高低変位を算出する。
以上の説明のように、本第3実施形態によれば、コンパクトな構成で、左右レールLR1、RR1の高低方向の実形状を復元でき、実形状再現結果から基準弦に対する高低変位(高低狂い)を判定することができる。
[4]第4実施形態
次に第4実施形態について説明する。
本第4実施形態は、測定対象の変位が通り変位である場合の実施形態である。
次に第4実施形態について説明する。
本第4実施形態は、測定対象の変位が通り変位である場合の実施形態である。
第4実施形態における移動体5は、左レールLR、右レールRRが敷設された、いわゆる鉄道軌道のような軌道を走行する車両である。
図10は、第4実施形態における軌道検測車両の概要構成説明図である。
図10(a)は、軌道検測車両1の平面図、図10(b)は、軌道検測車両1の進行方向に対し後方から見た背面図である。なお、理解の容易のため、図10(b)においても、図9(b)と同様に、一部構成を省略して記載している。
図10は、第4実施形態における軌道検測車両の概要構成説明図である。
図10(a)は、軌道検測車両1の平面図、図10(b)は、軌道検測車両1の進行方向に対し後方から見た背面図である。なお、理解の容易のため、図10(b)においても、図9(b)と同様に、一部構成を省略して記載している。
本第4実施形態において、移動体5には、左レールLRの通り方向の距離を計測するためのセンサ部2LH及び右レールRRの通り方向の距離を計測するためのセンサ部2RHが設けられている。
センサ部2LH及びセンサ部2RHは、それぞれ3個の距離センサ2d、2e、2fを備えており、センサ部2LH及びセンサ部2RHにおいて、対応する距離センサ(たとえば、距離センサ2d)は、移動体5の中心を通り、X軸に平行な直線LNに対して線対称な位置に設けられている。
センサ部2LH及びセンサ部2RHは、それぞれ3個の距離センサ2d、2e、2fを備えており、センサ部2LH及びセンサ部2RHにおいて、対応する距離センサ(たとえば、距離センサ2d)は、移動体5の中心を通り、X軸に平行な直線LNに対して線対称な位置に設けられている。
被測定レールRW上を移動体5が走行しながらセンサ部2LHで左レールLRの通り方向の距離データ、センサ部2RHで右レールの高低方向の距離データを計測する。
さらに、第2実施形態と同様の構成を用いて、左レールLR、右レールRRの通り方向の軌道形状を復元し、通り変位(通り狂い)を算出することとなる。
そして、軌道実形状復元結果から基準弦BSrefに対する通り変位を算出する。
さらに、第2実施形態と同様の構成を用いて、左レールLR、右レールRRの通り方向の軌道形状を復元し、通り変位(通り狂い)を算出することとなる。
そして、軌道実形状復元結果から基準弦BSrefに対する通り変位を算出する。
以上の説明のように、本第4実施形態によれば、コンパクトな構成で、左右レールLR、RRの通り方向の実形状を復元でき、実形状再現結果から基準弦に対する通り変位(通り狂い)を判定することができる。
[5]第5実施形態
次に第5実施形態について説明する。
図11は、第5実施形態における軌道検測車両の概要構成説明図である。
図12は、第5実施形態における演算部の概要機能構成ブロック図である。
本第5実施形態は、測定対象の変位が通り変位であるとともに、移動体5の揺動(揺れ)を補正してより正確に通り変位を算出する場合の実施形態である。
次に第5実施形態について説明する。
図11は、第5実施形態における軌道検測車両の概要構成説明図である。
図12は、第5実施形態における演算部の概要機能構成ブロック図である。
本第5実施形態は、測定対象の変位が通り変位であるとともに、移動体5の揺動(揺れ)を補正してより正確に通り変位を算出する場合の実施形態である。
第5実施形態における移動体5は、左レールLR、右レールRRが敷設された、いわゆる鉄道軌道のような軌道を走行する車両である。
本第5実施形態の軌道検測車両1は、第4実施形態の軌道検測車両1と比較して、センサ部2LHに、加速度センサ2La、加速度センサ2Lb及び加速度センサ2Lcを設け、センサ部2RHに加速度センサ2Ra、加速度センサ2Rb及び加速度センサ2Rcを設け、さらに制御部3に揺動補正手段3dの機能を設けた点が異なっている。
本第5実施形態の軌道検測車両1は、第4実施形態の軌道検測車両1と比較して、センサ部2LHに、加速度センサ2La、加速度センサ2Lb及び加速度センサ2Lcを設け、センサ部2RHに加速度センサ2Ra、加速度センサ2Rb及び加速度センサ2Rcを設け、さらに制御部3に揺動補正手段3dの機能を設けた点が異なっている。
次に第5実施形態の動作を説明するが、左レールLR側のセンサ部2LHと、右レールRR側のセンサ部2RHと、は同様の動作であるため、以下の説明においては、主としてセンサ部2LHについて説明する。
ところで、移動体5が被測定レールRW上を走行する際、走行速度が大きくなるにつれて移動体5には左右方向に揺動(揺れ)が発生する。
ここで、センサ部2LHの距離センサ2d、距離センサ2e、距離センサ2fは、リジッドなフレーム2Fに設置されるため、フレーム2Fが歪まない、あるいは、ひずみが無視出来るほど小さいと仮定すれば、移動体5の振動によるフレーム2Fの変位成分は、フレーム2F全体が同方向に変位するとみなすことができ、測定弦正矢算出手段3aにおいて実行される演算式(数式)において振動成分を打ち消すことができる。
ここで、センサ部2LHの距離センサ2d、距離センサ2e、距離センサ2fは、リジッドなフレーム2Fに設置されるため、フレーム2Fが歪まない、あるいは、ひずみが無視出来るほど小さいと仮定すれば、移動体5の振動によるフレーム2Fの変位成分は、フレーム2F全体が同方向に変位するとみなすことができ、測定弦正矢算出手段3aにおいて実行される演算式(数式)において振動成分を打ち消すことができる。
しかし、揺動の様に、軌道検測車両1の車体の前方と後方が互いに反対方向に動くような動作をする場合、測定弦正矢算出手段3aにおいて実行される演算式では、打ち消すことができず計測誤差となる。
そこで、本第5実施形態においては、センサ部2LHの距離センサ2d、距離センサ2e、距離センサ2fの設置位置近傍に、それぞれ加速度センサ2La、加速度センサ2Lb、加速度センサ2Lcをそれぞれ設置し、移動体5の左右方向の加速度データを距離センサデータと同期させて計測し、記憶部4に記憶、保存する。
そこで、本第5実施形態においては、センサ部2LHの距離センサ2d、距離センサ2e、距離センサ2fの設置位置近傍に、それぞれ加速度センサ2La、加速度センサ2Lb、加速度センサ2Lcをそれぞれ設置し、移動体5の左右方向の加速度データを距離センサデータと同期させて計測し、記憶部4に記憶、保存する。
この場合において、記憶部4に保存される、加速度センサ2Laの加速度データをa1、加速度センサ2Lbの加速度データをa2、加速度センサ2Lcの加速度データをa3とする。
これにより、揺動補正手段3dとして機能する制御部3は、記憶部4に記憶された加速度データa1、加速度データa2及び加速度データa3をそれぞれ二階積分し、左右の変位量を求め、距離センサ2a、距離センサ2b及び距離センサ2cの計測データを、揺動補正手段3dとして算出した変位量分を補正して測定弦正矢算出手段3aとして機能する制御部3に出力する。
これらの結果、本第5実施形態によれば、距離データに含まれる揺動成分の影響を低減でき、軌道検測車両1を高速走行させた場合でも計測精度を向上させることができる。
これらの結果、本第5実施形態によれば、距離データに含まれる揺動成分の影響を低減でき、軌道検測車両1を高速走行させた場合でも計測精度を向上させることができる。
[6]第6実施形態
本第6実施形態は、第3実施形態及び第5実施形態を組み合わせて、一台の軌道検測車両1として構成した場合の実施形態である。
図13は、第6実施形態における軌道検測車両の概要構成説明図である。
本第6実施形態は、第3実施形態及び第5実施形態を組み合わせて、一台の軌道検測車両1として構成した場合の実施形態である。
図13は、第6実施形態における軌道検測車両の概要構成説明図である。
本第6実施形態において、移動体5には、左レールLRまでの高低方向の距離を計測するためのセンサ部2LVと、右レールRRまでの高低方向の距離を計測するためのセンサ部2RVと、左レールLRの通り方向の距離を計測するためのセンサ部2LHと、右レールRRの通り方向の距離を計測するためのセンサ部2RHと、センサ部2LHに設けられた加速度センサ2La、加速度センサ2Lb及び加速度センサ2Lcと、センサ部2RHに設けられた加速度センサ2Ra、加速度センサ2Rb及び加速度センサ2Rcと、が設けられるとともに、制御部3に揺動補正手段3dの機能を設けている。
上記構成によれば、コンパクトな構成で、左右レールの高低方向、および通り方向の軌道復元および狂い判定をすることができる。
[7]第7実施形態
次に、第7実施形態について説明する。
本第7実施形態が第6実施形態と異なる点は、移動体5のレール左右方向(Y方向)の傾きを計測する傾斜センサ15と、センサ部2LH、センサ部2RHで計測した、通り方向の距離データから左右レールの軌間を算出する軌間算出手段16と、軌間算出手段16で算出した左右レールの軌間と、傾斜センサ15の傾きデータから、左右レールの水準狂いを算出する水準算出手段17と、水準算出手段17で算出した水準結果から、左右レールの平面性を算出する平面性算出手段18と、を備え、これらの構成により、水準変位を検出する構成とした点である。
次に、第7実施形態について説明する。
本第7実施形態が第6実施形態と異なる点は、移動体5のレール左右方向(Y方向)の傾きを計測する傾斜センサ15と、センサ部2LH、センサ部2RHで計測した、通り方向の距離データから左右レールの軌間を算出する軌間算出手段16と、軌間算出手段16で算出した左右レールの軌間と、傾斜センサ15の傾きデータから、左右レールの水準狂いを算出する水準算出手段17と、水準算出手段17で算出した水準結果から、左右レールの平面性を算出する平面性算出手段18と、を備え、これらの構成により、水準変位を検出する構成とした点である。
本第7実施形態に係る各種装置の構成のうち、第1実施形態乃至第6実施形態で説明した部分と同一部分の詳細な説明については援用するものとする。
図14は、第7実施形態の軌道検測車両(軌道検測装置)の概要構成図である。
図14(a)は、軌道検測車両の平面図であり、図14(b)は、軌道検測車両の背面図(進行方向後方から見た図)である。なお、図14(b)においては、理解の容易のため、一部構成を省略している。
図14(a)は、軌道検測車両の平面図であり、図14(b)は、軌道検測車両の背面図(進行方向後方から見た図)である。なお、図14(b)においては、理解の容易のため、一部構成を省略している。
ここで、制御部3は、軌間算出手段16、水準算出手段17及び平面性算出手段18として機能している。
記憶部19は、電源供給が遮断されても記憶内容を保持可能なメモリを採用しても良い。例えばEEPROMやフラッシュROMあるいはハードディスクなどである。第1の実施例から第6の実施例で説明した構成要素は同様の動作をする。
以下、軌間算出手段16、水準算出手段17、平面性算出手段18として機能する制御部3の動作を主として説明する。
記憶部19は、電源供給が遮断されても記憶内容を保持可能なメモリを採用しても良い。例えばEEPROMやフラッシュROMあるいはハードディスクなどである。第1の実施例から第6の実施例で説明した構成要素は同様の動作をする。
以下、軌間算出手段16、水準算出手段17、平面性算出手段18として機能する制御部3の動作を主として説明する。
まず、軌間算出手段16に関して説明する。軌間の定義は、「左右レール頭頂部(日本ではレールの上面から14mm以内)の内側の間隔(最短距離)」であるため、センサ部2LHとセンサ部2RHの距離データの結果及びセンサ部2LHとセンサ部2RHとの離間距離を用いて軌間GAを算出する。
センサ部2は3組の距離センサを備えるが、軌間GA算出の際は、センサ部2LH、センサ部2RHの進行方向に対して中央部に設置した距離センサデータをそれぞれ使用する。
センサ部2は3組の距離センサを備えるが、軌間GA算出の際は、センサ部2LH、センサ部2RHの進行方向に対して中央部に設置した距離センサデータをそれぞれ使用する。
図15は、軌間算出手段としての機能説明概略図である。
左レールLRとの左右方向の距離を計測する距離センサ2bLHで計測した距離データをYL、右レールRRとの左右方向の距離を計測する距離センサ2bRHで計測した距離データをYR、距離センサ2bLH、距離センサ2bRHのレーザー投光部間距離をYconstとすると、軌間GAは以下の式で算出することができる。
左レールLRとの左右方向の距離を計測する距離センサ2bLHで計測した距離データをYL、右レールRRとの左右方向の距離を計測する距離センサ2bRHで計測した距離データをYR、距離センサ2bLH、距離センサ2bRHのレーザー投光部間距離をYconstとすると、軌間GAは以下の式で算出することができる。
ここで、αは、被測定レールRWを構成している左レールLR及び右レールRR間とレーザー投光部のなす角度を表す。建築限界上、距離センサ2bLHおよび距離センサ2bRHをレール側面の測定点の真横に設置することが難しい状況がある。
したがって、真横に設置することが難しい場合には、角度αでYL、YRを補正し、水平にセンサを設置した場合には、角度αを0として算出すればよい。前述した方法で算出した軌間GAの結果は記憶部19に記憶、保存される。
次に水準算出手段17の機能について、説明する。水準は、「左右レールの高さの差」と定義される。
図16は、水準算出手段としての機能説明概略図である。
水準算出手段17は、傾斜センサ15で計測する移動体5の左右方向の傾きをβとすると、水準LVは、三角比を用いて、以下の式(16)で算出する。
水準算出手段17は、傾斜センサ15で計測する移動体5の左右方向の傾きをβとすると、水準LVは、三角比を用いて、以下の式(16)で算出する。
そして、水準算出手段17で算出した水準LVの結果は記憶部19に保存される。
次に平面性算出手段18に関して説明する。
平面性は、「定められた区間における水準の差」と定義されている。
平面性は、「定められた区間における水準の差」と定義されている。
JR在来線では2軸貨車の固定軸距4.6mを考慮して5m、新幹線では車体/台車間は空気ばねによってねじれに対する追従性が高いので、台車の固定軸距を考慮して2.5m離れた水準の差を平面性狂いと定義している。
そして、移動体5が走行する間に、水準LVの算出結果が記憶部19に順次保存されるため、平面性は、定義した距離に従って記憶部19から水準結果を読み出し、差をとって算出すればよい。前述した方法で算出した平面性の結果は記憶部19に保存される。
そして、移動体5が走行する間に、水準LVの算出結果が記憶部19に順次保存されるため、平面性は、定義した距離に従って記憶部19から水準結果を読み出し、差をとって算出すればよい。前述した方法で算出した平面性の結果は記憶部19に保存される。
以上の説明で得られた各狂いの結果をそれぞれの判定基準と比較して、軌道の健全性を判定する。
[8]実施形態の変形例
[8.1]第1変形例
以上の各実施形態においては、軌道変位を非接触で検出する場合について説明したが、本第1変形例は、軌間変位を一部接触状態で検出する場合の例である。
[8.1]第1変形例
以上の各実施形態においては、軌道変位を非接触で検出する場合について説明したが、本第1変形例は、軌間変位を一部接触状態で検出する場合の例である。
図17は、第1変形例の要部説明図である。
第1変形例の軌道検測車両1Aは、左レールLRの内側面に当接し回動するローラ21を有し、フレーム5dの下面に設けられた可動ユニット22Lと、右レールRRの内側面に当接し回動するローラ21を有し、移動体5の下面に設けられた可動ユニット22Rと、所定の基準位置から左レールLRの内側面までの距離を可動ユニット22Lを介して間接的に測定するとともに、移動体5の下面に設けられた測定ユニット23Lと、所定の基準位置から右レールRRの内側面までの距離を可動ユニット22Lを介して間接的に測定するとともに、移動体5の下面に設けられた測定ユニット23Rと、を備えている。
第1変形例の軌道検測車両1Aは、左レールLRの内側面に当接し回動するローラ21を有し、フレーム5dの下面に設けられた可動ユニット22Lと、右レールRRの内側面に当接し回動するローラ21を有し、移動体5の下面に設けられた可動ユニット22Rと、所定の基準位置から左レールLRの内側面までの距離を可動ユニット22Lを介して間接的に測定するとともに、移動体5の下面に設けられた測定ユニット23Lと、所定の基準位置から右レールRRの内側面までの距離を可動ユニット22Lを介して間接的に測定するとともに、移動体5の下面に設けられた測定ユニット23Rと、を備えている。
可動ユニット22Lは、ローラ21と、ローラ21を回動可能に支持する回動軸が突設された測定プレート24と、測定プレート24を軌道検測車両1Aの幅方向(図17では、Y軸方向)にのみ可動可能とするとともに、付勢部材25により測定プレート24を介してローラ21を左レールLRの内側面に当接させるべく付勢する付勢ユニット26と、を備えている。
同様に、可動ユニット22Rは、ローラ21と、ローラ21を回動可能に支持する回動軸が突設された測定プレート24と、測定プレート24を軌道検測車両1Aの幅方向(図17では、Y軸方向)にのみ可動可能とするとともに、付勢部材25により測定プレート24を介してローラ21を右レールRRの内側面に当接させるべく付勢する付勢ユニット26と、を備えている。
また、測定ユニット23L及び測定ユニット23Rは、同一構成を有しており、図示しない非接触型の距離センサを備えている。そして、測定ユニット23Lは、可動ユニット22Lの測定プレート24までの距離L21を測定し、測定ユニット23Rは、可動ユニット22Lの測定プレート24までの距離L22を測定する。
ここで、測定ユニット23L及び測定ユニット23Rのそれぞれの測定時の基準位置間の距離L23は固定であるので、測定された距離L21及び距離22を距離L23に加算することで軌間変位を測定することが可能となっている。
[8.2]第2変形例
以上の各実施形態において、軌道検測車両1の車輪5Aは、車軸が固定とされていたが、本第2変形例は、車軸が回動可能なように回動機構を設けたものである。
図18は、第2変形例の説明図である。
図18(a)は、軌道検測車両1Bを下面側から見た場合の概略説明図である。
以上の各実施形態において、軌道検測車両1の車輪5Aは、車軸が固定とされていたが、本第2変形例は、車軸が回動可能なように回動機構を設けたものである。
図18は、第2変形例の説明図である。
図18(a)は、軌道検測車両1Bを下面側から見た場合の概略説明図である。
図18(b)は、車輪5Aを透視した場合の回動機構の概略説明図である。
図18に示すように、前後の車輪5Aは、前後の車軸5Bにそれぞれ回転可能に支持されている。前後の車軸5Bは、回動軸5Cを介してベース5Eに回動可能に支持されている。
図18に示すように、前後の車輪5Aは、前後の車軸5Bにそれぞれ回転可能に支持されている。前後の車軸5Bは、回動軸5Cを介してベース5Eに回動可能に支持されている。
この結果、軌道検測車両1Bの走行時に、進行方向に応じて車軸5Bが被測定レールRWに沿って回動することで、滑らかにカーブを走行することができる。
この結果、軌道検測車両1Bの移動がスムーズになり、振動などによる騒音の発生を抑制できるとともに、振動などに起因する測定誤差を低減することが可能となる。
この結果、軌道検測車両1Bの移動がスムーズになり、振動などによる騒音の発生を抑制できるとともに、振動などに起因する測定誤差を低減することが可能となる。
[8.3]第3変形例
以上の説明においては、軌道検測車両は、牽引などにより移動させる場合を前提としていたが、自走機構及び制動機構を設けることにより、軌道検測車両単独で軌道検測処理をおこなうことができる。
以上の説明においては、軌道検測車両は、牽引などにより移動させる場合を前提としていたが、自走機構及び制動機構を設けることにより、軌道検測車両単独で軌道検測処理をおこなうことができる。
[8.4]第4変形例
本実施形態の軌道検測装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
本実施形態の軌道検測装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
また、本実施形態の軌道検測装置で実行される制御ログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の軌道検測装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の軌道検測装置の制御プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
また、本実施形態の軌道検測装置の制御プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
[9]実施形態の効果
以上の説明のように、上記各実施形態によれば、鉄道軌道の点検基準である、通り変位、高低変位、軌間変位、水準変位及び平面性変位の5項目の点検の少なくともいずれかに適用でき、かつ、軌道検測装置をコンパクトに構成できるので、小型軽量の軌道検測車両を構成でき、簡便性を向上でき、手動点検に対して、大幅な点検時間短縮も見込むことができる。
以上の説明のように、上記各実施形態によれば、鉄道軌道の点検基準である、通り変位、高低変位、軌間変位、水準変位及び平面性変位の5項目の点検の少なくともいずれかに適用でき、かつ、軌道検測装置をコンパクトに構成できるので、小型軽量の軌道検測車両を構成でき、簡便性を向上でき、手動点検に対して、大幅な点検時間短縮も見込むことができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1、1A、1B 軌道検測車両
2 センサ部
2LH センサ部
2LV センサ部
2La〜2Lc 加速度センサ
2RH センサ部
2RV センサ部
2Ra〜2Rc 加速度センサ
2a〜2c 距離センサ
2bLH、2bRH 距離センサ
2F フレーム
2d〜2f 距離センサ
3 制御部
3a 測定弦正矢算出手段
3b 軌道実形状再現手段
3c 弦正矢算出手段
3d 揺動補正手段
4 記憶部
5 移動体
5A 車輪
5B 車軸
5C 回動軸
5E ベース
5d フレーム
6 軌道検測装置
7 緩衝材
15 傾斜センサ
16 軌間算出手段
17 水準算出手段
18 平面性算出手段
19 記憶部
21 ローラ
22L 可動ユニット
22R 可動ユニット
23L 測定ユニット
23R 測定ユニット
24 測定プレート
25 付勢部材
26 付勢ユニット
BS1 測定弦
DZ1 距離データ
DZ2 距離データ
DZ3 距離データ
LR、LR1 左レール
L22 距離
RR、RR1 右レール
SS1 距離センサ
SS3 距離センサ
MMS11 変位
BS 測定弦
BSM 測定弦
BSref 基準弦
GA 軌間
RW 被測定レール
2 センサ部
2LH センサ部
2LV センサ部
2La〜2Lc 加速度センサ
2RH センサ部
2RV センサ部
2Ra〜2Rc 加速度センサ
2a〜2c 距離センサ
2bLH、2bRH 距離センサ
2F フレーム
2d〜2f 距離センサ
3 制御部
3a 測定弦正矢算出手段
3b 軌道実形状再現手段
3c 弦正矢算出手段
3d 揺動補正手段
4 記憶部
5 移動体
5A 車輪
5B 車軸
5C 回動軸
5E ベース
5d フレーム
6 軌道検測装置
7 緩衝材
15 傾斜センサ
16 軌間算出手段
17 水準算出手段
18 平面性算出手段
19 記憶部
21 ローラ
22L 可動ユニット
22R 可動ユニット
23L 測定ユニット
23R 測定ユニット
24 測定プレート
25 付勢部材
26 付勢ユニット
BS1 測定弦
DZ1 距離データ
DZ2 距離データ
DZ3 距離データ
LR、LR1 左レール
L22 距離
RR、RR1 右レール
SS1 距離センサ
SS3 距離センサ
MMS11 変位
BS 測定弦
BSM 測定弦
BSref 基準弦
GA 軌間
RW 被測定レール
Claims (2)
- 被測定レールの複数箇所の測定点までの距離に対応する複数の距離データが入力されて軌道変位を算出する軌道検測装置であって、
複数の前記測定タイミングにおける前記複数箇所の測定点に対応する前記距離データを測定履歴として記憶する記憶手段と、
前記被測定レールの延在方向に沿った複数箇所の前記測定点における同じ測定タイミングに対応する前記距離データに基づいて、測定弦正矢を算出する測定弦正矢算出手段と、
複数の前記測定タイミングに対応する前記測定弦正矢の算出結果に基づいて、所定の基準弦に対応するレール形状を算出する弦正矢算出手段と、
を備えた軌道検測装置。 - 前記弦正矢算出手段は、前記測定弦正矢算出手段における算出結果に対して二階積分を行うことで、前記レール形状を算出する、
請求項1に記載の軌道検測装置。
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Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105128888A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-12-09 | 江西日月明测控科技股份有限公司 | 基于多中点弦同步测量的轨道波浪形磨耗快速检测方法 |
JP2016205058A (ja) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 軌道検測方法及びその装置 |
CN108020162A (zh) * | 2017-05-10 | 2018-05-11 | 湖南科技大学 | 基于二维激光扫描与三角原理的轨距仪及其使用方法 |
JP2018105751A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 波形データの異常値判定方法及びこの方法を用いた異常値判定システム |
JP2018127314A (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | フジテック株式会社 | ガイドレール計測装置 |
JP2018127882A (ja) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | ハーペードライ・レアール・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 軌道を最適化するための方法 |
KR102010341B1 (ko) * | 2018-11-19 | 2019-08-14 | (주)성신알에스티 | 철도용 궤도점검차 |
KR102010352B1 (ko) * | 2018-11-19 | 2019-10-15 | (주)성신알에스티 | 궤도점검차의 분기기감지장치 제어시스템 및 이의 제어방법 |
CN111750829A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-09 | 沈阳铁道科学技术研究所有限公司 | 一种铁路站台限界非接触测量中垂直断面的判定方法 |
CN112033316A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-12-04 | 深圳市埃伯瑞科技有限公司 | 轨道波形确定方法、装置及电子设备、存储介质 |
JP2021143499A (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 西日本旅客鉄道株式会社 | 軌道状態予測方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び軌道状態予測システム |
CN114509040A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-17 | 上海工程技术大学 | 一种车轮周不圆度的测量方法及测量机构 |
JP2022545942A (ja) * | 2019-08-29 | 2022-11-01 | トラック マシーンズ コネクティッド ゲゼルシャフト エム.ベー.ハー. | 軌道の実際位置を求めるための方法および測定車両 |
JP2023022130A (ja) * | 2018-06-26 | 2023-02-14 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 波形データの高精度位置補正方法及びシステム |
US11745774B2 (en) | 2019-12-26 | 2023-09-05 | Kawasaki Railcar Manufacturing Co., Ltd. | Track displacement measurement device, track displacement measurement system, and track displacement measurement method |
JP7538776B2 (ja) | 2021-05-27 | 2024-08-22 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 軌道検測データの処理方法及び軌道検測データの処理装置 |
CN118623818A (zh) * | 2024-08-09 | 2024-09-10 | 尊芯智能科技(苏州)有限公司 | 弯轨径向圆跳动检测装置及方法 |
-
2013
- 2013-06-12 JP JP2013124169A patent/JP2014240262A/ja active Pending
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016205058A (ja) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 軌道検測方法及びその装置 |
CN105128888B (zh) * | 2015-08-27 | 2017-06-09 | 江西日月明测控科技股份有限公司 | 基于多中点弦同步测量的轨道波浪形磨耗快速检测方法 |
CN105128888A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-12-09 | 江西日月明测控科技股份有限公司 | 基于多中点弦同步测量的轨道波浪形磨耗快速检测方法 |
JP2018105751A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 波形データの異常値判定方法及びこの方法を用いた異常値判定システム |
JP7037948B2 (ja) | 2017-02-06 | 2022-03-17 | ハーペードライ・レアール・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 最適な軌道を算出するための方法 |
JP2018127882A (ja) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | ハーペードライ・レアール・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 軌道を最適化するための方法 |
JP2018127314A (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | フジテック株式会社 | ガイドレール計測装置 |
CN108020162A (zh) * | 2017-05-10 | 2018-05-11 | 湖南科技大学 | 基于二维激光扫描与三角原理的轨距仪及其使用方法 |
CN108020162B (zh) * | 2017-05-10 | 2023-09-19 | 湖南科技大学 | 基于二维激光扫描与三角原理的轨距仪及其使用方法 |
JP7446698B2 (ja) | 2018-06-26 | 2024-03-11 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 波形データの高精度位置補正方法及びシステム |
JP2023022130A (ja) * | 2018-06-26 | 2023-02-14 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 波形データの高精度位置補正方法及びシステム |
KR102010352B1 (ko) * | 2018-11-19 | 2019-10-15 | (주)성신알에스티 | 궤도점검차의 분기기감지장치 제어시스템 및 이의 제어방법 |
KR102010341B1 (ko) * | 2018-11-19 | 2019-08-14 | (주)성신알에스티 | 철도용 궤도점검차 |
JP2022545942A (ja) * | 2019-08-29 | 2022-11-01 | トラック マシーンズ コネクティッド ゲゼルシャフト エム.ベー.ハー. | 軌道の実際位置を求めるための方法および測定車両 |
JP7431949B2 (ja) | 2019-08-29 | 2024-02-15 | トラック マシーンズ コネクティッド ゲゼルシャフト エム.ベー.ハー. | 軌道の実際位置を求めるための方法および測定車両 |
US11745774B2 (en) | 2019-12-26 | 2023-09-05 | Kawasaki Railcar Manufacturing Co., Ltd. | Track displacement measurement device, track displacement measurement system, and track displacement measurement method |
JP2021143499A (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 西日本旅客鉄道株式会社 | 軌道状態予測方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び軌道状態予測システム |
CN111750829B (zh) * | 2020-07-02 | 2022-06-03 | 沈阳铁道科学技术研究所有限公司 | 一种铁路站台限界非接触测量中垂直断面的判定方法 |
CN111750829A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-09 | 沈阳铁道科学技术研究所有限公司 | 一种铁路站台限界非接触测量中垂直断面的判定方法 |
CN112033316A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-12-04 | 深圳市埃伯瑞科技有限公司 | 轨道波形确定方法、装置及电子设备、存储介质 |
JP7538776B2 (ja) | 2021-05-27 | 2024-08-22 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 軌道検測データの処理方法及び軌道検測データの処理装置 |
CN114509040A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-17 | 上海工程技术大学 | 一种车轮周不圆度的测量方法及测量机构 |
CN118623818A (zh) * | 2024-08-09 | 2024-09-10 | 尊芯智能科技(苏州)有限公司 | 弯轨径向圆跳动检测装置及方法 |
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