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JP7558878B2 - Deterioration detection system, deterioration detection method, and deterioration detection device - Google Patents

Deterioration detection system, deterioration detection method, and deterioration detection device Download PDF

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JP7558878B2 JP2021066236A JP2021066236A JP7558878B2 JP 7558878 B2 JP7558878 B2 JP 7558878B2 JP 2021066236 A JP2021066236 A JP 2021066236A JP 2021066236 A JP2021066236 A JP 2021066236A JP 7558878 B2 JP7558878 B2 JP 7558878B2
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Description

本発明は劣化検知システム、劣化検知方法、および劣化検知装置に関し、車両が走行する軌道に対しての劣化検知に好適な、劣化検知システム、劣化検知方法、および劣化検知装置である。 The present invention relates to a deterioration detection system, a deterioration detection method, and a deterioration detection device, which are suitable for detecting deterioration of a track on which a vehicle runs.

鉄道車両など軌道を走行する車両は、摩擦の少ない軌道を走行することから、輸送に必要なエネルギーが少なく、重要な社会インフラの1つとなっている。一方、軌道の異常が発生すると、同じ軌道上を走行する他の車両を停止させる必要が生じる。このことは、安全・安心な旅客サービスに深刻な影響を及ぼすことから、定期保守によって軌道の損傷を予防している。 Train cars and other vehicles that run on tracks require less energy for transportation because they run on tracks with little friction, making them an important part of social infrastructure. However, if an abnormality occurs on the track, other vehicles running on the same track must be stopped. This can have a serious impact on safe and secure passenger services, so damage to the track is prevented by regular maintenance.

特に、軌道の頭頂面は車輪からの荷重を繰り返し受けるため、これに伴う疲労損傷や摩耗が蓄積・進行しやすい。軌道の直線部では、疲労損傷によって頭頂面下にき裂が発生し、これが進行して折損に至ると車両の運行に支障をきたす。このため、定期的にレール削正を行い、頭頂面の疲労層を除去することで、軌道の損傷を予防し軌道寿命の延伸を図っている。軌道の曲線部では、車輪の横圧と車輪フランジのすべり接触により摩耗が進行しやすいため、軌道の頭部を熱処理して硬化させることで摩耗低減を図っている。このような予防策によって軌道寿命を延伸することで、軌道の交換に要する多くの労力とコストの抑制がなされている。 In particular, the top surface of the track is repeatedly subjected to loads from the wheels, and as a result fatigue damage and wear are likely to accumulate and progress. In straight sections of the track, fatigue damage can cause cracks below the top surface, and if these progress and lead to breakage, vehicle operation will be hindered. For this reason, regular rail grinding is carried out to remove the fatigue layer on the top surface, preventing damage to the track and extending the track life. In curved sections of the track, wear is likely to progress due to lateral pressure from the wheels and sliding contact with the wheel flanges, so the head of the track is heat-treated to harden it and reduce wear. Extending the track life with such preventive measures reduces the labor and costs required for track replacement.

また、特許文献1には、軌道走行車両に設けられた駆動系の物理量の特徴量が閾値を超えた時刻を示す閾値超過時刻と、閾値超過時刻における駆動系の軌道走行車両に対する位置を示す駆動系位置を取得して、軌道走行車両に設けられた複数の駆動系について複数の閾値超過時刻および閾値超過時刻における駆動系位置に相関性があると判定された場合、軌道に異常があることを示す軌道異常信号を出力することが開示されている。 Patent Document 1 also discloses that a threshold exceedance time, which indicates the time when a characteristic value of a physical quantity of a drive system installed in a track-traveling vehicle exceeds a threshold, and a drive system position, which indicates the position of the drive system relative to the track-traveling vehicle at the threshold exceedance time, are acquired, and if it is determined that there is a correlation between multiple threshold exceedance times and the drive system positions at the threshold exceedance times for multiple drive systems installed in the track-traveling vehicle, a track abnormality signal is output indicating that there is an abnormality in the track.

特許第6743304号公報Patent No. 6743304

しかしながら、現状では軌道の個別の劣化状態によらず一律の基準でレール削正などの定期保守を実施している。また、これらの保守作業は営業運行の時間帯を避けて夜間に実施される。したがって、保守作業の効率化と作業員の負担軽減の観点で大きな課題が残されている。 However, currently, regular maintenance such as rail grinding is carried out according to uniform standards regardless of the individual state of deterioration of the track. Furthermore, this maintenance work is carried out at night, avoiding commercial operation hours. Therefore, major issues remain in terms of improving the efficiency of maintenance work and reducing the burden on workers.

具体的に、現状のレール削正の周期は、軌道を通過する軸重の積算値を用いた累積通過トン数と呼ばれる指標に基づいており、例えば0.5億トンに到達した時点でレール削正が実施する等で行える。しかしながら、軌道の疲労損傷や摩耗などの劣化進行度は、車輪からの荷重条件に加え、軌道の敷設条件、環境条件によっても大きく異なる。さらに、これらの条件もまた、車両が通過するタイミングごとに大きく異なる。 Specifically, the current rail grinding cycle is based on an index called cumulative passing tonnage, which is the cumulative value of the axle load passing over the track. For example, rail grinding can be carried out when it reaches 50 million tons. However, the degree of deterioration of the track, such as fatigue damage and wear, varies greatly depending on the load conditions from the wheels, as well as the track construction conditions and environmental conditions. Furthermore, these conditions also vary greatly depending on the timing of the trains passing over.

特許文献1では、軌道の異常を検知する技術が開示されてはいるものの、軌道の交換寿命を左右する軌道頭頂面の劣化進行度を可視化する具体策については言及していない。この他にも、超音波探傷装置や磁気センサ探傷装置、カメラを用いた画像収集装置などが存在する。しかし、いずれの装置も、軌道の異常が顕在化して初めて検知が可能となるため、前述の定期保守を代替するには至っていない。 Patent Document 1 discloses technology to detect track anomalies, but does not mention any specific measures to visualize the degree of deterioration of the track top surface, which determines the replacement life of the track. Other devices include ultrasonic flaw detectors, magnetic sensor flaw detectors, and image collection devices that use cameras. However, all of these devices are only able to detect track anomalies once they become apparent, so they have not yet replaced the regular maintenance mentioned above.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、車両が走行する軌道の劣化度をより的確に検知可能な、劣化検知システム、劣化検知方法、および劣化検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to provide a deterioration detection system, a deterioration detection method, and a deterioration detection device that can more accurately detect the degree of deterioration of the track on which a vehicle runs.

上記目的を達成するため、代表的な本発明の劣化検知システムの一つは、車両が走行する軌道の劣化を検知する劣化検知システムであって、前記車両の走行位置を取得する走行位置取得部と、前記車両の走行を担う車輪軸において、鉛直方向下向きにかかる重量を取得する軸重取得部と、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際の前記軌道への衝撃力の条件に関する情報を取得する衝撃力入力条件取得部と、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際に発生する応力を計算するための応力計算条件に関する情報を取得する応力計算条件取得部と、軌道劣化進行度算出部とを備え、軌道劣化進行度算出部は、前記走行位置取得部で取得された位置情報に対応させて、前記軸重取得部で取得された重量情報と、前記衝撃力入力条件取得部で取得された情報と、前記応力計算条件取得部で取得された情報とを用いて、前記軌道の劣化の進行度を示す劣化進行度を算出して出力し、前記劣化進行度は、前記軌道を通過する車両を含む2編成以上について、編成毎の1以上の車輪軸ごとの情報を用いて算出することを特徴とする。 To achieve the above object, one representative deterioration detection system of the present invention is a deterioration detection system that detects deterioration of a track on which a vehicle runs, and includes a running position acquisition unit that acquires the running position of the vehicle, an axle load acquisition unit that acquires the weight applied vertically downward on the wheel axle that drives the vehicle, an impact force input condition acquisition unit that acquires information on the conditions of the impact force on the track when the wheels of the vehicle pass through the track, a stress calculation condition acquisition unit that acquires information on the stress calculation conditions for calculating the stress generated when the wheels of the vehicle pass through the track, and a track deterioration progress calculation unit. The track deterioration progress calculation unit calculates and outputs a deterioration progress degree that indicates the progress of deterioration of the track using the weight information acquired by the axle load acquisition unit, the information acquired by the impact force input condition acquisition unit, and the information acquired by the stress calculation condition acquisition unit in correspondence with the position information acquired by the running position acquisition unit, and the deterioration progress degree is calculated using information for one or more wheel axles for each train for two or more trains including a vehicle that passes through the track.

さらに本発明の劣化検知方法の一つは、車両が走行する軌道の劣化を検知する劣化検知方法であって、前記車両の走行位置を取得する走行位置取得ステップと、前記車両の走行を担う車輪軸において、鉛直方向下向きにかかる重量を取得する軸重取得ステップと、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際の前記軌道への衝撃力の入力条件に関する情報を取得する衝撃力入力条件取得ステップと、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際に発生する応力を計算するための応力計算条件に関する情報を取得する応力計算条件取得ステップと、軌道劣化進行度算出ステップとを有し、軌道劣化進行度算出ステップは、前記走行位置取得ステップで取得された位置情報に対応させて、前記軸重取得ステップで取得された重量情報と、前記衝撃力入力条件取得ステップで取得された情報と、前記応力計算条件取得ステップで取得された情報とを用いて、前記軌道の劣化の進行度を示す劣化進行度を算出して出力し、前記劣化進行度は、前記軌道を通過する車両を含む2編成以上について、編成毎の1以上の車輪軸ごとの情報を用いて算出することを特徴とする。 Furthermore, one of the deterioration detection methods of the present invention is a deterioration detection method for detecting deterioration of a track on which a vehicle runs, and includes a running position acquisition step for acquiring the running position of the vehicle, an axle load acquisition step for acquiring the weight applied vertically downward on the wheel axle that drives the vehicle, an impact force input condition acquisition step for acquiring information on the input conditions of the impact force on the track when the wheels of the vehicle pass through the track, a stress calculation condition acquisition step for acquiring information on the stress calculation conditions for calculating the stress generated when the wheels of the vehicle pass through the track, and a track deterioration progress calculation step, in which the track deterioration progress calculation step calculates and outputs a deterioration progress degree indicating the progress of deterioration of the track using the weight information acquired in the axle load acquisition step, the information acquired in the impact force input condition acquisition step, and the information acquired in the stress calculation condition acquisition step in correspondence with the position information acquired in the running position acquisition step, and the deterioration progress degree is calculated using information for one or more wheel axles for each train for two or more trains including a vehicle that passes through the track.

本発明によれば、劣化検知システム、劣化検知方法、および劣化検知装置において、車両が走行する軌道の劣化度をより的確に検知することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, the deterioration detection system, deterioration detection method, and deterioration detection device can more accurately detect the degree of deterioration of the track on which a vehicle runs. Problems, configurations, and effects other than those described above will become clear from the description of the embodiments below.

図1は、本発明の第1の実施例における車両および軌道の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a vehicle and a track in a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施例における劣化検知装置の出力部を説明するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an output section of the deterioration detection device according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第1の実施例における劣化検知装置を説明するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a deterioration detection device according to a first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第1の実施例における劣化検知装置の判定処理のフローの例を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a flow of a determination process of the deterioration detection device according to the first embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第1の実施例における軌道にかかる荷重の第1の例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a first example of a load acting on a track in the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施例における軌道にかかる荷重の第2の例を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a second example of the load acting on the track in the first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第1の実施例における軌道にかかる荷重を説明する軌道の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a track for explaining a load acting on the track in the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第1の実施例における軌道位置算出の第1の例を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a first example of orbital position calculation in the first embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第1の実施例における軌道位置算出の第2の例を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a second example of the orbit position calculation in the first embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第1の実施例における車両速度と走行位置の関係の第1の例を表す図である。FIG. 10 is a diagram showing a first example of the relationship between the vehicle speed and the traveling position in the first embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第1の実施例における車両速度と走行位置の関係の第2の例を表す図である。FIG. 11 is a diagram showing a second example of the relationship between the vehicle speed and the traveling position in the first embodiment of the present invention. 図12は、本発明の第1の実施例における電流取得部の第1の例を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a first example of a current acquisition unit in the first embodiment of the present invention. 図13は、本発明の第1の実施例における電流取得部の第2の例を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a second example of the current acquisition unit in the first embodiment of the present invention. 図14は、本発明の第1の実施例における地点間の距離の一例を表す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of distances between points in the first embodiment of the present invention. 図15は、本発明の第1の実施例における実距離と推定距離の関係の一例を表す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the relationship between the actual distance and the estimated distance in the first embodiment of the present invention. 図16は、本発明の第1の実施例における地点間の劣化進行度の可視化方法の一例を表す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of a method for visualizing the degree of deterioration between points in the first embodiment of the present invention. 図17は、本発明の第2の実施例における劣化検知システムの第1の例を説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a first example of a deterioration detection system according to the second embodiment of the present invention. 図18は、本発明の第2の実施例における劣化検知システムの第2の例を説明する図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a second example of a deterioration detection system according to the second embodiment of the present invention.

本発明を実施するための形態を説明する。 The following describes the form for implementing the present invention.

以下、本発明の各実施例について図面を参照して説明する。以下の説明では、同一の構成要素には同一の記号を付してある。それらの名称および機能は同じであり、重複説明は避ける。また、以下の説明では鉄道車両を対象としているが、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、軌道を走行する車両全般に適用可能である。 Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, identical components are given the same symbols. Their names and functions are the same, so duplicate explanations will be avoided. In addition, the following description focuses on railway vehicles, but the effects of the present invention are not limited to this and can be applied to all vehicles that run on tracks.

(第1の実施例)
以下、図1乃至16を用いて、本発明の第1の実施例について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本発明の第1の実施例における車両および軌道の説明図である。本実施例の車両および軌道について図1を用いて説明する。車両100は車輪10である各車輪10a、10b、10c、10dから構成され、軌道20を走行する。軌道20の頭頂面21は車輪からの荷重を繰り返し受けるため、これに伴う疲労損傷や摩耗が蓄積・進行する。例えば軌道20の直線部では、疲労損傷によって頭頂面21下にき裂が発生し、これが進行して折損に至ると車両の運行に支障をきたす。 Figure 1 is an explanatory diagram of a vehicle and track in a first embodiment of the present invention. The vehicle and track in this embodiment will be described with reference to Figure 1. A vehicle 100 is composed of wheels 10a, 10b, 10c, and 10d, and runs on a track 20. The top surface 21 of the track 20 is repeatedly subjected to loads from the wheels, which causes fatigue damage and wear to accumulate and progress. For example, in a straight section of the track 20, fatigue damage can cause cracks to form below the top surface 21, and if this progresses and leads to breakage, it can cause problems in the operation of the vehicle.

第1の実施例では、車両100が通過する際の荷重条件に加え、軌道の敷設条件、環境条件などの様々な条件を数値化し、軌道の位置と対応させて軌道劣化進行度として算出する。軌道劣化進行度を算出することで、軌道の劣化状態を可視化することが可能になる。以下、図2から図16を用いて具体的な手段について説明する。 In the first embodiment, various conditions such as the load conditions when the vehicle 100 passes, track construction conditions, environmental conditions, etc. are quantified and calculated as the track deterioration progress degree in correspondence with the track position. By calculating the track deterioration progress degree, it becomes possible to visualize the deterioration state of the track. Specific means are explained below using Figures 2 to 16.

図2は、本発明の第1の実施例における劣化検知装置の出力部を説明するブロック図である。図2に示すように、軌道劣化進行度は出力部200で算出される。出力部200は、走行位置取得部300、軸重取得部310を備える。また、出力部200は、接線力取得部320、速度取得部330、車輪平たん取得部340、勾配取得部350、曲率取得部360、散水有無取得部370、環境温度取得部380、軌道剛性取得部390のうちの少なくとも1つを備える。さらに、出力部200は、軌道劣化進行度算出部400を備える。 Figure 2 is a block diagram illustrating the output unit of the deterioration detection device in the first embodiment of the present invention. As shown in Figure 2, the track deterioration progress degree is calculated by the output unit 200. The output unit 200 includes a running position acquisition unit 300 and an axle load acquisition unit 310. The output unit 200 also includes at least one of a tangential force acquisition unit 320, a speed acquisition unit 330, a wheel flatness acquisition unit 340, a gradient acquisition unit 350, a curvature acquisition unit 360, a watering presence/absence acquisition unit 370, an environmental temperature acquisition unit 380, and a track stiffness acquisition unit 390. Furthermore, the output unit 200 includes a track deterioration progress degree calculation unit 400.

走行位置取得部300は、車両100の走行位置の情報である走行位置情報301を取得する。軸重取得部310は、車両100の走行を担う車輪軸(車輪10に用いる軸)において、鉛直方向下向きにかかる重量の情報である軸重情報311を取得する。接線力取得部320は、車輪軸と機械的に接続された駆動系によって、車輪軸に伝達される接線力の情報である接線力情報321を取得する。速度取得部330は、車輪軸の回転速度等により車両100の速度情報331を取得する。車輪平たん取得部340は、車両100の車輪踏面における平たん部の大きさ等の情報である車輪平たん情報341を取得する。勾配取得部350は、軌道20の勾配の情報である勾配情報351を取得する。曲率取得部360は、軌道20の曲率の情報である曲率情報361を取得する。散水有無取得部370は、軌道20の頭頂面21における散水状態の有無の情報である散水有無情報371を取得する。環境温度取得部380は、車両100の走行位置における環境温度の情報である環境温度情報381を取得する。軌道剛性取得部390は、車両100の走行位置における軌道20の剛性に関する情報である軌道剛性情報391を取得する。 The running position acquisition unit 300 acquires running position information 301, which is information on the running position of the vehicle 100. The axle load acquisition unit 310 acquires axle load information 311, which is information on the weight applied vertically downward on the wheel axle (axle used for the wheel 10) that drives the vehicle 100. The tangential force acquisition unit 320 acquires tangential force information 321, which is information on the tangential force transmitted to the wheel axle by the drive system mechanically connected to the wheel axle. The speed acquisition unit 330 acquires speed information 331 of the vehicle 100 based on the rotation speed of the wheel axle, etc. The wheel flatness acquisition unit 340 acquires wheel flatness information 341, which is information on the size of the flat part on the wheel tread of the vehicle 100, etc. The gradient acquisition unit 350 acquires gradient information 351, which is information on the gradient of the track 20. The curvature acquisition unit 360 acquires curvature information 361, which is information on the curvature of the track 20. The watering presence/absence acquisition unit 370 acquires watering presence/absence information 371, which is information on the presence/absence of watering on the top surface 21 of the track 20. The environmental temperature acquisition unit 380 acquires environmental temperature information 381, which is information on the environmental temperature at the running position of the vehicle 100. The track stiffness acquisition unit 390 acquires track stiffness information 391, which is information on the stiffness of the track 20 at the running position of the vehicle 100.

また、軌道劣化進行度算出部400は、軌道20の劣化の進行度を算出する。具体的には軌道劣化進行度算出部400は、走行位置取得部300で取得された走行位置情報301に対応させて、軸重取得部310で取得された軸重情報311とともに、取得された接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341、勾配情報351、曲率情報361、散水有無情報371、環境温度情報381、軌道剛性情報391のうち少なくとも一つの情報と、に基づいて、軌道劣化進行度を算出する。 The track deterioration progress calculation unit 400 also calculates the degree of deterioration of the track 20. Specifically, the track deterioration progress calculation unit 400 calculates the degree of deterioration of the track 20 based on the axle load information 311 acquired by the axle load acquisition unit 310 in correspondence with the running position information 301 acquired by the running position acquisition unit 300, and at least one of the acquired tangential force information 321, speed information 331, wheel flatness information 341, gradient information 351, curvature information 361, watering information 371, environmental temperature information 381, and track stiffness information 391.

走行位置情報301は、車両100に搭載された全地球測位システム(GPS)から取得される情報でも良いし、車両速度(車両100の速度)の積分により停止位置からの走行距離を算出して取得される情報でも良いし、その他の位置情報でも良い。なお、ここでの車両速度は、速度情報331を用いても良い。 The traveling position information 301 may be information obtained from a global positioning system (GPS) installed in the vehicle 100, or may be information obtained by calculating the traveling distance from the stopping position by integrating the vehicle speed (the speed of the vehicle 100), or may be other position information. Note that the vehicle speed here may be the speed information 331.

軸重情報311は、車両100の設計重量から算出した情報でも良いし、乗車率や積載率を考慮して算出した情報でも良いし、その他の重量情報でも良い。乗車率は、例えば、駅の人の流れをカメラ等で感知し、車両に乗り込んだ人数を推定していき、当該車両の乗車率を算出しても良い。軸重は軌道20に対して鉛直方向下向きの荷重としてかかるため、軌道頭頂面21の疲労損傷を進行させる重要なファクターとなる。 The axle load information 311 may be information calculated from the design weight of the vehicle 100, or may be information calculated taking into account the occupancy rate and loading rate, or may be other weight information. The occupancy rate of the vehicle may be calculated, for example, by detecting the flow of people at the station with a camera or the like and estimating the number of people on board the vehicle. The axle load acts as a vertical downward load on the track 20, and is therefore an important factor in the progression of fatigue damage to the track top surface 21.

接線力情報321は、車両運転台のノッチ指令から算出した情報でも良いし、駆動力源となる回転機の電流値から算出した情報でも良いし、車両重量と速度変化率から得られる駆動力情報でも良い。接線力は、車輪10の駆動時に軌道20に対して発生する力を含む。接線力は、軌道20の延伸方向の水平荷重としてかかるため、軌道頭頂面21の疲労損傷を進行させる重要なファクターとなる。 The tangential force information 321 may be information calculated from a notch command from the vehicle cab, information calculated from the current value of the rotating machine that serves as the driving force source, or driving force information obtained from the vehicle weight and speed change rate. The tangential force includes the force generated on the track 20 when the wheels 10 are driven. Since the tangential force is applied as a horizontal load in the extension direction of the track 20, it is an important factor in the progression of fatigue damage to the track top surface 21.

速度情報331は、車両の運行制御にて使用される速度情報でも良いし、駆動力源となる回転機の速度センサで取得される情報でも良いし、駆動力源となる回転機の電流値から算出した情報でも良いし、その他の速度情報でも良い。速度が速いほど車輪10が軌道20を通過する際の衝撃荷重が大きくなるため、速度は軌道頭頂面21の疲労損傷を進行させる重要なファクターとなる。また、軌道20の損傷を進行させる急ブレーキや急加速は速度の変化率から算出可能であり、この観点で速度情報を活用しても良い。 The speed information 331 may be speed information used in vehicle operation control, information acquired by a speed sensor of the rotating machine that serves as the driving force source, information calculated from the current value of the rotating machine that serves as the driving force source, or other speed information. The faster the speed, the greater the impact load when the wheel 10 passes over the track 20, so speed is an important factor in the progression of fatigue damage to the track top surface 21. In addition, sudden braking and sudden acceleration that accelerate damage to the track 20 can be calculated from the rate of change of speed, and the speed information may be used from this perspective.

車輪平たん情報341は、車両運転台の検知システムから取得される情報でも良いし、車輪近傍に設置された振動センサ等で取得される情報でも良いし、駆動力源となる回転機の電流値から算出した情報でも良いし、その他の情報でも良い。車輪平たんは、車輪10に形成される平たん面であり、この平たん面と車輪10の円周の間に角ができる。これにより、平たん面の回転方向終端が軌道20と接触する際に、車輪10の1回転ごとに、この接触部にて集中荷重が発生する。このため、車輪平たんは軌道20の頭頂面21の疲労損傷を進行させる重要なファクターとなる。例えば、ブレーキ時にスリップすると、車輪10が軌道20に対して滑走し、摩擦により平たん面が形成される。このスリップ状態を車両運転台が検知したとき車輪平たん情報341として扱うことができる。また、車輪10が軌道20に対して滑走した場合、モータの電流値は一旦下がる。そして、もう一度車輪10の軌道20の頭頂面21を粘着させるために、電流を上げていく、その挙動が電流情報として残るため、車輪平たん情報341として扱うことができる。 The wheel flatness information 341 may be information obtained from a detection system in the vehicle cab, information obtained from a vibration sensor installed near the wheel, information calculated from the current value of the rotating machine that serves as the driving force source, or other information. The wheel flatness is a flat surface formed on the wheel 10, and an angle is formed between this flat surface and the circumference of the wheel 10. As a result, when the rotational end of the flat surface contacts the track 20, a concentrated load is generated at this contact point for each rotation of the wheel 10. For this reason, the wheel flatness is an important factor that advances fatigue damage to the top surface 21 of the track 20. For example, when slipping occurs during braking, the wheel 10 slides against the track 20, and a flat surface is formed due to friction. When this slip state is detected by the vehicle cab, it can be treated as wheel flatness information 341. Also, when the wheel 10 slides against the track 20, the current value of the motor drops once. Then, in order to make the top surface 21 of the track 20 of the wheel 10 adhere again, the current is increased, and this behavior remains as current information, so it can be treated as wheel flatness information 341.

勾配情報351、曲率情報361は、コンピュータ上に記録された地理情報から取得される情報でも良いし、その他の地理情報から取得される情報でも良い。また、散水有無情報371、環境温度情報381は、コンピュータ上で予測されるか、またはコンピュータ上に記録された気象情報から取得される情報でも良いし、その他の情報でも良い。ここでのコンピュータ上から得られる情報は、インターネット等のネットワークを介して得られる情報が含まれる。例えば、インターネットから得られる、エリアごとの、地形に関する情報、天気に関する情報、温度に関する情報等である。 The slope information 351 and curvature information 361 may be information obtained from geographic information recorded on a computer, or may be information obtained from other geographic information. Furthermore, the watering information 371 and the environmental temperature information 381 may be information predicted on a computer, or information obtained from meteorological information recorded on a computer, or may be other information. The information obtained from a computer here includes information obtained via a network such as the Internet. For example, information on the topography, weather, temperature, etc. for each area obtained from the Internet.

勾配情報351に関して、勾配がある場合、軌道20の頭頂面21への荷重のかかり方が、勾配無しの場合とは異なる。これは、軸重による鉛直方向荷重のベクトルと、接線力による軌道20の延伸方向荷重のベクトルとが直行しないためである。したがって、勾配情報は、疲労損傷の進行度を算出する上で重量なファクターとなる。 Regarding the gradient information 351, when there is a gradient, the way in which the load is applied to the top surface 21 of the track 20 differs from when there is no gradient. This is because the vector of the vertical load due to the axle load and the vector of the load in the extension direction of the track 20 due to the tangential force are not perpendicular to each other. Therefore, the gradient information is an important factor in calculating the degree of progression of fatigue damage.

曲率情報361に関して、曲率が大きい場合、軸重による鉛直方向荷重と、接線力による軌道20の延伸方向荷重に加えて、車輪10の横圧による荷重が発生する。このため、曲率により、軌道頭頂面21への荷重のかかり方が、直線区間とは異なる。したがって、曲率情報は、疲労損傷の進行度を算出する上で重量なファクターとなる。 Regarding the curvature information 361, when the curvature is large, in addition to the vertical load due to the axle load and the load in the extension direction of the track 20 due to the tangential force, a load due to the lateral pressure of the wheels 10 occurs. Therefore, the way in which the load is applied to the track top surface 21 differs from that in a straight section due to the curvature. Therefore, the curvature information is an important factor in calculating the degree of progression of fatigue damage.

散水有無情報371に関して、軌道20への散水がある場合には軌道20の熱疲労を進行させる。これは、車輪10が軌道20を通過する際の摩擦によって頭頂面21は局所的に温度上昇して、さらに、頭頂面21に付着した水分によって急速に熱が奪われるため、冷熱衝撃が大きくなるからである。したがって、散水有無情報は、疲労損傷の進行度を算出する上で重量なファクターとなる。 Regarding the watering information 371, if water is sprayed onto the track 20, thermal fatigue of the track 20 will progress. This is because friction when the wheels 10 pass over the track 20 causes a localized temperature rise in the top surface 21, and furthermore, moisture adhering to the top surface 21 rapidly removes heat, resulting in a large thermal shock. Therefore, the watering information is an important factor in calculating the degree of progress of fatigue damage.

また、環境温度情報381に関して、軌道20への散水が無く環境温度が高い場合、日射による影響で軌道頭頂面21の温度が上昇し、高温状態が維持される。これにより、車輪10が軌道20を通過する際の摩擦による冷熱衝撃は、環境温度が低い場合に比べて緩和される。また、後述するように、環境温度によって軌道母材の材料物性が変化するため、車輪10が通過する際の軌道20の内部応力が変化する。したがって、環境温度情報は、疲労損傷の進行度を算出する上で重量なファクターとなる。 In addition, with regard to the environmental temperature information 381, when there is no watering of the track 20 and the environmental temperature is high, the temperature of the track top surface 21 rises due to the effects of solar radiation, and a high temperature state is maintained. As a result, the thermal shock caused by friction when the wheels 10 pass over the track 20 is mitigated compared to when the environmental temperature is low. In addition, as described below, the material properties of the track base material change depending on the environmental temperature, so the internal stress of the track 20 changes when the wheels 10 pass over it. Therefore, the environmental temperature information is an important factor in calculating the degree of progression of fatigue damage.

軌道剛性情報391は、軌道の材料物性値と、軌道20を支持する枕木の敷設状態を基に算出した剛性情報でも良いし、その他の剛性を示す情報でも良い。軌道剛性が高い場合は、軌道20の変形量が小さくなるため、車輪10が通過する際の軌道20の頭頂面21の内部応力は大きくなる。これは、枕木間の軌道20のしなり度合いが少ないため、車輪10からの局所的な応力を受けやすくなるためである。一方で、軌道剛性が低い場合は、軌道20の変形量が大きくなるため、軌道頭頂面21の内部応力は小さくなる。これは、枕木間の軌道20のしなり度合いが大きいため、車輪10からの応力が分散するためである。したがって、軌道剛性情報は、疲労損傷の進行度を算出する上で重量なファクターとなる。なお、前述の環境温度によっても軌道母材の材料物性が変化して、それにともない、軌道20の内部応力は変化する。このため、環境温度情報381を用いても良い。軌道剛性情報391は、データベースから得ることができる。 The track stiffness information 391 may be stiffness information calculated based on the material properties of the track and the state of laying of the sleepers supporting the track 20, or may be information indicating other stiffness. When the track stiffness is high, the amount of deformation of the track 20 is small, so the internal stress of the top surface 21 of the track 20 when the wheel 10 passes is large. This is because the track 20 is less flexible between the sleepers and is more susceptible to local stress from the wheel 10. On the other hand, when the track stiffness is low, the amount of deformation of the track 20 is large, so the internal stress of the top surface 21 of the track is small. This is because the track 20 is more flexible between the sleepers and is more susceptible to local stress from the wheel 10. Therefore, the track stiffness information is an important factor in calculating the progress of fatigue damage. The material properties of the track base material also change depending on the above-mentioned environmental temperature, and the internal stress of the track 20 changes accordingly. For this reason, the environmental temperature information 381 may be used. The track stiffness information 391 can be obtained from a database.

上記のうち、接線力情報321、速度情報331、曲率情報361、散水有無情報371は、軌道20の劣化度に影響が極めて大きい情報であると考えられる。また、車輪平たん情報341、勾配情報351、環境温度情報381、軌道剛性情報391も、軌道20の劣化度にある程度以上、影響を及ぼす情報であると考えられる。 Of the above, tangential force information 321, speed information 331, curvature information 361, and watering information 371 are considered to be information that has a very large effect on the degree of deterioration of the track 20. In addition, wheel flatness information 341, gradient information 351, environmental temperature information 381, and track stiffness information 391 are also considered to be information that has a certain degree of influence on the degree of deterioration of the track 20.

また、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341は、車輪10が軌道20を通過する際に、車輪10から軌道20に対して衝撃力を与える入力条件に関する情報となる。このため、これらの情報は衝撃力入力条件もしくは応力入力条件に相当する。そして、接線力取得部320、速度取得部330、車輪平たん取得部340は、衝撃力入力条件取得部とすることができる。すなわち、衝撃力入力条件取得部は、接線力取得部320、速度取得部330、車輪平たん取得部340のうち少なくとも1つを含む。 The tangential force information 321, the speed information 331, and the wheel flatness information 341 are information related to the input conditions under which the wheel 10 applies an impact force to the track 20 when the wheel 10 passes over the track 20. Therefore, this information corresponds to the impact force input conditions or the stress input conditions. The tangential force acquisition unit 320, the speed acquisition unit 330, and the wheel flatness acquisition unit 340 can be considered as an impact force input condition acquisition unit. In other words, the impact force input condition acquisition unit includes at least one of the tangential force acquisition unit 320, the speed acquisition unit 330, and the wheel flatness acquisition unit 340.

さらに、勾配情報351、曲率情報361、散水有無情報371、環境温度情報381、軌道剛性情報391は、車輪10が軌道20を通過する際に、発生する応力を計算する条件となる。このため、これらの情報は応力計算条件に相当する。そして、勾配取得部350、曲率取得部360、散水有無取得部370、環境温度取得部380、軌道剛性取得部390は、応力計算条件取得部とすることができる。すなわち、応力計算条件取得部は、勾配取得部350、曲率取得部360、散水有無取得部370、環境温度取得部380、軌道剛性取得部390、のうち少なくとも1つを含む。 Furthermore, the gradient information 351, curvature information 361, watering presence/absence information 371, environmental temperature information 381, and track stiffness information 391 are conditions for calculating the stress generated when the wheel 10 passes over the track 20. Therefore, these pieces of information correspond to the stress calculation conditions. The gradient acquisition unit 350, curvature acquisition unit 360, watering presence/absence acquisition unit 370, environmental temperature acquisition unit 380, and track stiffness acquisition unit 390 can be considered as a stress calculation condition acquisition unit. In other words, the stress calculation condition acquisition unit includes at least one of the gradient acquisition unit 350, curvature acquisition unit 360, watering presence/absence acquisition unit 370, environmental temperature acquisition unit 380, and track stiffness acquisition unit 390.

ここで、出力部200は、衝撃力入力条件取得部と応力計算条件取得部のいずれも備えると良い。 Here, it is preferable that the output unit 200 includes both an impact force input condition acquisition unit and a stress calculation condition acquisition unit.

図3は、本発明の第1の実施例における劣化検知装置を説明するブロック図である。 Figure 3 is a block diagram illustrating a deterioration detection device in a first embodiment of the present invention.

軌道20の劣化は、複数の車輪10を有する複数の車両が繰り返し通過することによって進行する。したがって、図2に示す出力部200を、車両100の複数の車輪10a、10b、10c、10d…の車輪軸に対してそれぞれ個別に設ける。このことで、軌道の位置情報に対応させて、複数の出力部の劣化進行度を積算して出力することができ、軌道劣化進行度を高精度に算出することができる。この構成を図3に示す。 The deterioration of the track 20 progresses as multiple vehicles with multiple wheels 10 repeatedly pass over it. Therefore, the output unit 200 shown in FIG. 2 is provided individually for each of the wheel axles of the multiple wheels 10a, 10b, 10c, 10d, etc. of the vehicle 100. This makes it possible to integrate and output the deterioration progress of the multiple output units in accordance with the track position information, and to calculate the track deterioration progress with high accuracy. This configuration is shown in FIG. 3.

図3は劣化検知装置1の全体構成を示したものである。劣化検知装置1では、車輪10a、10b、10c…に対応させて出力部200a、200b、200c…をそれぞれ個別に設ける。そして、出力部200a、200b、200c…の各軌道劣化進行度算出部400a、400b、400c…にて算出された軌道劣化進行度を出力部401に出力する。出力部401は、車輪軸ごとに出力された軌道劣化進行度に基づき軌道劣化進行度積算値f(x)を積算して出力する。 Figure 3 shows the overall configuration of the deterioration detection device 1. In the deterioration detection device 1, output units 200a, 200b, 200c... are provided individually corresponding to the wheels 10a, 10b, 10c.... Then, the track deterioration progress calculated by each track deterioration progress calculation unit 400a, 400b, 400c... of the output units 200a, 200b, 200c... is output to the output unit 401. The output unit 401 accumulates and outputs a track deterioration progress integrated value f(x) based on the track deterioration progress output for each wheel axle.

劣化検知装置1は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、パソコン等で構成される。劣化検知装置1の機能(取得部、判定部、出力部など)は、例えば、設計者が構成を設定できる集積回路により実現されても良いし、CPU(Central Processing Unit)がメモリのプログラムを読み出して実行することにより実現されても良いし、専用回路などのハードウェアにより実現されても良いし、その他の方法により実現されても良い。劣化検知装置1は所定の車両停止場に設置しても良いし、車両停止場に代わり駅や車両基地に設置しても良い。 The deterioration detection device 1 is composed of an FPGA (Field-Programmable Gate Array), a personal computer, etc. The functions of the deterioration detection device 1 (acquisition unit, judgment unit, output unit, etc.) may be realized, for example, by an integrated circuit whose configuration can be set by a designer, by a CPU (Central Processing Unit) reading and executing a program from memory, by hardware such as a dedicated circuit, or by other methods. The deterioration detection device 1 may be installed at a specified train stop, or may be installed at a station or train depot instead of a train stop.

軌道劣化進行度積算値f(x)は次式で算出される。

Figure 0007558878000001
ただし、xは軌道の位置、Nは車輪軸の軸数、p1は軸重情報311を数値化したものを示す。さらに、pj(j≧2)は接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341、勾配情報351、曲率情報361、散水有無情報371、環境温度情報381、軌道剛性情報391のうち少なくとも一つの情報を数値化したものを示す。また、h1はp1に関する重み関数、hj(j≧2)はpjに関する重み関数を示す。 The track deterioration progress integrated value f(x) is calculated by the following formula.
Figure 0007558878000001
where x is the track position, N is the number of wheel axles, and p1 is a quantified value of the axle load information 311. Furthermore, pj (j≧2) is a quantified value of at least one of the tangential force information 321, the speed information 331, the wheel flatness information 341, the gradient information 351, the curvature information 361, the watering information 371, the environmental temperature information 381, and the track stiffness information 391. Furthermore, h1 is a weighting function related to p1, and hj (j≧2) is a weighting function related to pj.

giは車輪軸ごとに設けれられた出力部200にて算出される軌道劣化進行度であり、p1(x)h1(x)、p2(x)h2(x)、…、pj(x)hj(x)の関数である。giは、車両が停止しているとき(車輪の位置xの時間変化がゼロのとき)には計算されない。これは、車両が停止している状態においては、軌道の損傷がほとんど進行しないためである。giは軸数Nに対応してg1からgNまでN個設定される。関数giは、適宜ふさわしい関数を適用できる。例えば、関数giは、各情報に基づく数値と重み関数の積同士をかけ合わせていった関数でも良い。この場合、gi=p1(x)h1(x)×p2(x)h2(x)×…×pj(x)hj(x)のような関数となる。 gi is the degree of track deterioration calculated by the output unit 200 provided for each wheel axle, and is a function of p1(x)h1(x), p2(x)h2(x), ..., pj(x)hj(x). gi is not calculated when the vehicle is stopped (when the time change of the wheel position x is zero). This is because when the vehicle is stopped, damage to the track hardly progresses. N gi are set from g1 to gN corresponding to the number of axles N. The function gi can be an appropriate function. For example, the function gi may be a function obtained by multiplying the products of the values based on each information and the weighting function. In this case, the function is gi = p1(x)h1(x) x p2(x)h2(x) x ... x pj(x)hj(x).

軌道の位置xは、軌道の劣化進行度をどの程度の分解能で監視するかによって決定する。例えば25mの軌道単位長さごとに監視する場合には、xは25m刻みの分解能とする。pjの取得サンプリングおよび取得分解能が細かければ、xの分解能はより小さな刻みにも設定可能である。 The track position x is determined based on the resolution at which the track deterioration progress is monitored. For example, if monitoring is performed for every 25 m track unit length, x should have a resolution of 25 m. If the sampling and resolution of pj are fine, the resolution of x can be set to smaller increments.

軸数Nは、対象とする軌道の路線エリア全体で運行する車両数と、各車両の車輪軸の数によって決定する。例えば各車両の車輪軸の数が4で、車両数が100の場合にはN=400となる。対象とする軌道の路線エリアでは、通常は複数の編成が運行されており、これらの複数の編成の車両についてすべて考慮することができる。ある車両が車両基地や駅などで停車して不稼働の場合には、車輪の位置xが定位置に留まるため、上述したようにgiは積算されない。なお、車輪が駆動力を持たない場合は接線力をゼロとみなし、その他の情報を用いて軌道劣化進行度を算出する。 The number of axles N is determined by the number of vehicles operating in the entire line area of the target track and the number of wheel axles of each vehicle. For example, if each vehicle has 4 wheel axles and there are 100 vehicles, then N = 400. Normally, multiple formations operate in the line area of the target track, and it is possible to take into account all of the vehicles in these multiple formations. When a vehicle is stopped at a depot or station and not in operation, the wheel position x remains in a fixed position, so gi is not accumulated as described above. Note that when a wheel has no driving force, the tangential force is considered to be zero, and other information is used to calculate the degree of track deterioration.

重み関数h1、h2、…、hjは電車、客車、機関車、貨物車などの車両の種類や、路線によって変更して良い。例えば、同一路線であっても、電車と客車と機関車と貨物車とで異なる重み関数h1、h2、…、hjを設定しても良い。また、同一構成の車両であっても、路線が異なる場合には異なる重み関数h1、h2、…、hjを設定しても良い。さらに、重み関数h1、hjは軌道20の疲労損傷の状態に対応させて適宜調整しても良い。このように、重み関数h1、h2、…、hjの設定値に自由度を持たせることで、様々な車両、路線、および運行パターンに対して軌道劣化進行度積算値f(x)を実際の劣化状態と高精度に整合するように調整できる。 The weighting functions h1, h2, ..., hj may be changed depending on the type of vehicle, such as train, passenger car, locomotive, and freight car, and on the route. For example, different weighting functions h1, h2, ..., hj may be set for trains, passenger cars, locomotives, and freight cars, even on the same route. Also, different weighting functions h1, h2, ..., hj may be set for vehicles with the same configuration when the routes are different. Furthermore, the weighting functions h1 and hj may be adjusted appropriately in response to the state of fatigue damage of the track 20. In this way, by allowing freedom in the setting values of the weighting functions h1, h2, ..., hj, the track deterioration progress integrated value f(x) can be adjusted to match the actual deterioration state with high accuracy for various vehicles, routes, and operation patterns.

出力部401で算出されたf(x)を用いて、判定部500にて軌道異常の有無を判定する。判定部500では、軌道母材強度情報501を用いて閾値を設定する。軌道母材強度情報501は、軌道の母材の強度に関する情報である。例えば、降伏応力、引張強度、S-N曲線等の情報であり、これらを必要に応じて使用する。そして、f(x)が閾値を超過した場合には軌道異常信号601を出力する。また、判定部500では、f(x)の大きさに応じて劣化度をランク付けして、可視化部600に出力する。可視化部600は、劣化度を表示する表示装置で適用できる。表示装置の例としては、液晶ディスプレイ(LCD)、有機EL(OEL)ディスプレイ、タッチパネル等の構成を適用できる。 The determination unit 500 determines whether or not there is a track abnormality using f(x) calculated by the output unit 401. The determination unit 500 sets a threshold value using track base material strength information 501. The track base material strength information 501 is information about the strength of the track base material. For example, it is information such as yield stress, tensile strength, and S-N curve, and these are used as necessary. If f(x) exceeds the threshold value, a track abnormality signal 601 is output. The determination unit 500 also ranks the degree of deterioration according to the magnitude of f(x) and outputs it to the visualization unit 600. The visualization unit 600 can be applied as a display device that displays the degree of deterioration. Examples of display devices that can be used include a liquid crystal display (LCD), an organic electroluminescence (OEL) display, and a touch panel.

図4は、本発明の第1の実施例における劣化検知装置の判定処理のフローの例を表す図である。図4では、図3の判定部500における判定フローを示す。 Figure 4 is a diagram showing an example of the flow of the judgment process of the deterioration detection device in the first embodiment of the present invention. Figure 4 shows the judgment flow in the judgment unit 500 in Figure 3.

判定部500では、軌道母材強度情報501に基づいて、2つの閾値U1、U2(U1>U2)を決定する(S101)。出力部401で算出されたf(x)が閾値U1よりも大きいと判定すれば、f(x)を劣化度「高」として可視化部600に出力する(S102、S103)。f(x)が閾値U1以下と判定すれば、f(x)と閾値U2の大小関係を比較する(S102、S105)。ここで、f(x)が閾値U2よりも大きければ、f(x)を劣化度「中」として可視化部600に出力する(S105、S106)。また、f(x)が閾値U2以下であれば、f(x)を劣化度「低」として可視化部600に出力する(S105、S108)。 The determination unit 500 determines two thresholds U1 and U2 (U1>U2) based on the track base material strength information 501 (S101). If it is determined that the f(x) calculated by the output unit 401 is greater than the threshold U1, it outputs f(x) to the visualization unit 600 as a degradation level of "high" (S102, S103). If it is determined that f(x) is equal to or less than the threshold U1, it compares the magnitude relationship between f(x) and the threshold U2 (S102, S105). Here, if f(x) is greater than the threshold U2, it outputs f(x) to the visualization unit 600 as a degradation level of "medium" (S105, S106). Also, if f(x) is equal to or less than the threshold U2, it outputs f(x) to the visualization unit 600 as a degradation level of "low" (S105, S108).

可視化部600では、上述した劣化度のレベルに応じて、地図やチャートなどに可視化する処理を行う。f(x)の劣化度が「高」の場合は、地点xの軌道劣化進行度を劣化度「高」として可視化を行う(S104)。f(x)が劣化度「中」の場合は、地点xの軌道劣化進行度を劣化度「中」として可視化を行う(S107)。f(x)が劣化度「低」の場合は、地点xの軌道劣化進行度を劣化度「低」として可視化を行う(S109)。また、f(x)が劣化度「高」の場合には、軌道異常信号601を出力する。これによりユーザに警告を報知できる。なお、閾値は上記の説明ではU1、U2の2つとしたが、3つ以上として、劣化度の段階をより細かく分けても良い。 The visualization unit 600 performs a process of visualization on a map or chart according to the level of the deterioration level described above. If the deterioration level of f(x) is "high", the track deterioration level of point x is visualized as "high" (S104). If the deterioration level of f(x) is "medium", the track deterioration level of point x is visualized as "medium" (S107). If the deterioration level of f(x) is "low", the track deterioration level of point x is visualized as "low" (S109). If the deterioration level of f(x) is "high", a track abnormality signal 601 is output. This allows a warning to be issued to the user. In the above explanation, the thresholds are two, U1 and U2, but three or more thresholds may be used to divide the deterioration level into more detailed stages.

図5は、本発明の第1の実施例における軌道にかかる荷重の第1の例を説明する図である。図6は、本発明の第1の実施例における軌道にかかる荷重の第2の例を説明する図である。図7は、本発明の第1の実施例における軌道にかかる荷重を説明する軌道の断面図である。 Figure 5 is a diagram illustrating a first example of the load applied to the track in the first embodiment of the present invention. Figure 6 is a diagram illustrating a second example of the load applied to the track in the first embodiment of the present invention. Figure 7 is a cross-sectional view of the track illustrating the load applied to the track in the first embodiment of the present invention.

図5~7を用いて、接線力情報321を用いた軌道劣化進行度の算出方法について説明する。ここでは車輪10aを代表として取り上げるが、その他の車輪に関しても同様である。以下の説明において、走行抵抗は考慮不要とみなした。走行抵抗は車両の推進力とは反対方向にかかるため、車両の推進に寄与するのは接線力から走行抵抗を差し引いた力となるが、車輪から軌道への接線力の伝達においては走行抵抗は無関係となるためである。なお、軸重の情報は軸重情報311から、接線力の情報は接線力情報321から得ることができる。 A method for calculating the degree of track deterioration using tangential force information 321 will be explained using Figures 5 to 7. Wheel 10a will be used here as a representative example, but the same applies to the other wheels. In the following explanation, running resistance is not considered necessary. Because running resistance acts in the opposite direction to the vehicle's propulsive force, the force that contributes to the vehicle's propulsion is the tangential force minus running resistance, but running resistance is irrelevant to the transmission of tangential force from the wheels to the track. Note that axle load information can be obtained from axle load information 311, and tangential force information can be obtained from tangential force information 321.

図5のように勾配のない軌道においては、軸重30は、軌道20の頭頂面21に対して垂直に作用する。また、接線力40は、軌道20の頭頂面21に沿って進行方向にかかる力となる。このため、軸重30と接線力40は直角に作用し、これらの合成力50が車輪10aからの荷重として軌道20の頭頂面21に印加される。したがって、軌道劣化進行度の算出では、合成力50を使用する。 In a track with no gradient as shown in FIG. 5, the axle load 30 acts perpendicularly to the top surface 21 of the track 20. The tangential force 40 is a force applied in the direction of travel along the top surface 21 of the track 20. Therefore, the axle load 30 and the tangential force 40 act at right angles, and a resultant force 50 of these is applied to the top surface 21 of the track 20 as a load from the wheels 10a. Therefore, the resultant force 50 is used in calculating the degree of track deterioration.

図6のように上り勾配θがある軌道20では、軸重31は、軌道20の頭頂面21に対してθ分だけ傾いた面として作用する。また、接線力41は、軌道20の頭頂面21に沿って進行方向にかかる力となる。このため、軸重31と接線力41は「90°+θ」の角度を形成する。これらの軸重31と接線力41との合成力51は勾配θを考慮して、車輪10aからの荷重として軌道頭頂面21に印加される。したがって、軌道劣化進行度の算出では、合成力51を使用する。 In a track 20 with an upward gradient θ as shown in FIG. 6, the axle load 31 acts as a surface inclined by θ with respect to the top surface 21 of the track 20. The tangential force 41 is a force applied in the direction of travel along the top surface 21 of the track 20. Therefore, the axle load 31 and the tangential force 41 form an angle of "90° + θ". Taking into account the gradient θ, a resultant force 51 of the axle load 31 and the tangential force 41 is applied to the track top surface 21 as a load from the wheels 10a. Therefore, the resultant force 51 is used in calculating the degree of track deterioration.

図7のように曲率がある軌道20では、軸重32と横力62との合成力52が車輪10aからの荷重として軌道頭頂面21に印加される。横力62は、軌道20の曲率に応じた横方向の力である。したがって、軌道劣化進行度の算出では、曲率を考慮した合成力52を使用する。なお、勾配と曲率が同時に発生する区間においては、合成力51、52の組合せを算出する。 In a track 20 with a curve as shown in FIG. 7, a resultant force 52 of the axle load 32 and the lateral force 62 is applied to the track top surface 21 as a load from the wheels 10a. The lateral force 62 is a lateral force according to the curvature of the track 20. Therefore, the resultant force 52 that takes the curvature into account is used to calculate the degree of track deterioration. Note that in sections where gradient and curvature occur simultaneously, the combination of the resultant forces 51 and 52 is calculated.

図8は、本発明の第1の実施例における軌道位置算出の第1の例を説明する図である。図9は、本発明の第1の実施例における軌道位置算出の第2の例を説明する図である。 Figure 8 is a diagram illustrating a first example of trajectory position calculation in the first embodiment of the present invention. Figure 9 is a diagram illustrating a second example of trajectory position calculation in the first embodiment of the present invention.

図8を用いて複数の車輪の位置を正確に算出する方法を示す。図8に示すように、駅などでの停止位置における先頭車両100の一番前側の車輪10aの位置x0a(=x0)を基準とする。先頭車両100の他の車輪10b、10c、10d、…の位置x0b、x0c、x0d、…は、車輪10aの位置x0aに対して不変である。このため、基準の位置x0からこれらの位置x0b、x0c、x0d、…を正確に算出することが可能である。例えば、先頭車両の車輪10aの位置がx0からx1に移動した場合においても、車輪10aの位置x0aから、車輪10b、10c、10d、…の位置x0b、x0c、x0d、…を算出することができる。基準の位置x0と他の車輪の位置x0b、x0c、x0d、…は、車両の構造図面等を基に一度決定すれば、その後の運用中に変更する必要はない。 A method for accurately calculating the positions of multiple wheels is shown using FIG. 8. As shown in FIG. 8, the position x0a (=x0) of the front wheel 10a of the leading vehicle 100 at a stop position at a station or the like is used as a reference. The positions x0b, x0c, x0d, ... of the other wheels 10b, 10c, 10d, ... of the leading vehicle 100 are invariant with respect to the position x0a of the wheel 10a. Therefore, it is possible to accurately calculate these positions x0b, x0c, x0d, ... from the reference position x0. For example, even if the position of the wheel 10a of the leading vehicle moves from x0 to x1, the positions x0b, x0c, x0d, ... of the wheels 10b, 10c, 10d, ... can be calculated from the position x0a of the wheel 10a. Once the reference position x0 and the positions x0b, x0c, x0d, ... of the other wheels are determined based on the structural drawings of the vehicle, there is no need to change them during subsequent operation.

図9に示すような複数の車両100-1、100-2、…においても同様である。この場合、先頭車両100-1の車輪10aの位置x0a(=x0)を基準とすれば、次の車両100-2の車輪10e、10f、10g、10hの位置も位置x0aから決定することができる。 The same is true for multiple vehicles 100-1, 100-2, ... as shown in Figure 9. In this case, if the position x0a (=x0) of the wheel 10a of the leading vehicle 100-1 is used as the reference, the positions of the wheels 10e, 10f, 10g, and 10h of the next vehicle 100-2 can also be determined from the position x0a.

図10は、本発明の第1の実施例における車両速度と走行位置の関係の第1の例を表す図である。図11は、本発明の第1の実施例における車両速度と走行位置の関係の第2の例を表す図である。 Figure 10 is a diagram showing a first example of the relationship between vehicle speed and running position in the first embodiment of the present invention. Figure 11 is a diagram showing a second example of the relationship between vehicle speed and running position in the first embodiment of the present invention.

図10の上側のグラフが、時間と車両速度の関係を示す。図10の下側のグラフが、時間と走行位置の関係を示す。図10の上側のグラフのように車両速度の時間変化がわかれば、その積分により図10の下側のグラフのように走行位置の時間変化を算出することが可能である。この方法により、GPSが機能しない場合においても車輪の位置xを正確に取得することができる。これにより、軌道劣化進行度積算値f(x)を高精度に算出することが可能となる。車両速度の情報は、速度情報331から得ることができる。 The upper graph in Figure 10 shows the relationship between time and vehicle speed. The lower graph in Figure 10 shows the relationship between time and running position. If the change in vehicle speed over time is known, as in the upper graph in Figure 10, it is possible to calculate the change in running position over time, as in the lower graph in Figure 10, by integrating it. This method makes it possible to accurately obtain the wheel position x even when the GPS is not functioning. This makes it possible to calculate the track deterioration progress integrated value f(x) with high accuracy. Vehicle speed information can be obtained from speed information 331.

図11の上側のグラフが、時間と車両速度の関係を示す。図11の下側のグラフが、車軸ごとの時間と走行位置の関係を示す。図11に示すように、時間と車両速度関係から、複数の車輪10a、10b、10c、…に対する走行位置についても、正確に取得することが可能である。例えば、駅などでの停止位置における先頭車両の車輪10aの位置x0aを基準として、車輪10aの走行位置を算出できる。その他の車輪10b、10c、…に関しても、(図8、9で説明したように)位置x0aを基準としてx0b、x0c、…の関係から走行位置を高精度に算出できる。このように、車輪10a、10b、10c、…に対応した位置x0a、x0b、x0c、…を用いることで、軌道劣化進行度積算値f(x)をより正確に算出することができる The upper graph in FIG. 11 shows the relationship between time and vehicle speed. The lower graph in FIG. 11 shows the relationship between time and running position for each axle. As shown in FIG. 11, the running positions of multiple wheels 10a, 10b, 10c, etc. can be obtained accurately from the relationship between time and vehicle speed. For example, the running position of wheel 10a can be calculated based on the position x0a of wheel 10a of the leading vehicle at a stop position at a station or the like. For the other wheels 10b, 10c, etc., the running positions can be calculated with high accuracy from the relationship between x0b, x0c, etc. based on position x0a (as explained in FIG. 8 and FIG. 9). In this way, by using the positions x0a, x0b, x0c, etc. corresponding to wheels 10a, 10b, 10c, etc., the track deterioration progress integrated value f(x) can be calculated more accurately.

図12は、本発明の第1の実施例における電流取得部の第1の例を説明する図である。図12を用いて、電気駆動装置2の電流データと電流計測装置9によって接線力情報321などをより高精度に演算する構成について説明する。 Figure 12 is a diagram illustrating a first example of a current acquisition unit in the first embodiment of the present invention. Using Figure 12, we will explain a configuration for calculating tangential force information 321 and the like with higher accuracy using current data from the electric drive device 2 and the current measurement device 9.

図12に示すように、車両100の電気駆動装置2は、主に、インバータなどの電力変換装置から成る駆動電源5、駆動力を発生する回転機3(3a、3b、…、3n)、ギアボックスから成る機械装置4(4a、4b、…、4n)で構成される。駆動電源5から交流電力がそれぞれの回転機3a、3b、…、3nに供給され、回転機3a、3b、…、3nが回転する。回転機3a、3b、…、3nからは、対応する機械装置4a、4b、…、4nを介してそれぞれの車輪10に駆動力が伝達されることによって車両100の走行が制御される。インバータなどの電力変換装置から成る駆動電源5は、回転機3(3a、3b、…、3n)と主配線11によって電気的に接続される。 As shown in FIG. 12, the electric drive system 2 of the vehicle 100 is mainly composed of a drive power source 5 consisting of a power conversion device such as an inverter, rotating machines 3 (3a, 3b, ..., 3n) that generate driving force, and mechanical devices 4 (4a, 4b, ..., 4n) consisting of gear boxes. AC power is supplied from the drive power source 5 to each of the rotating machines 3a, 3b, ..., 3n, which rotate the rotating machines 3a, 3b, ..., 3n. Driving force is transmitted from the rotating machines 3a, 3b, ..., 3n to each of the wheels 10 via the corresponding mechanical devices 4a, 4b, ..., 4n, thereby controlling the running of the vehicle 100. The drive power source 5 consisting of a power conversion device such as an inverter is electrically connected to the rotating machines 3 (3a, 3b, ..., 3n) by main wiring 11.

図12では、1台の駆動電源5からn台の回転機3a、3b、…、3nに電力供給する1CnMの電気駆動装置2を示している。電気駆動装置2は、例えば、鉄道車両で一般的な1C4M(1台の駆動電源に対して4台の回転機)でも良いし、1C2M(1台の駆動電源に対して2台の回転機)でも良いし、1C1M(1台の駆動電源に対して1台の回転機)でも良いし、それ以外の組み合わせの電気駆動装置でも良い。 Figure 12 shows a 1CnM electric drive unit 2 that supplies power to n rotating machines 3a, 3b, ..., 3n from one drive power source 5. The electric drive unit 2 may be, for example, a 1C4M (four rotating machines for one drive power source) common in railway vehicles, a 1C2M (two rotating machines for one drive power source), or a 1C1M (one rotating machine for one drive power source), or any other combination of electric drive units.

電流計測装置9では、駆動電源5から回転機3に供給される電流データを用いて、走行位置情報301、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341などを演算する。主配線11に電流センサ6を設置し、電流センサ6で得られる電流データを電流計測装置9の電流取得部7にて収集する。電流センサ6は、主配線11が分岐していない箇所に設け、この電流値を測定する。また、電流計測装置9は演算器8を備える。演算器8は電流取得部7で収集した電流データを用いて走行位置情報301、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341のうちの少なくとも1つを演算する。 The current measuring device 9 uses the current data supplied from the drive power source 5 to the rotating machine 3 to calculate the running position information 301, tangential force information 321, speed information 331, wheel flatness information 341, etc. A current sensor 6 is installed in the main wiring 11, and the current data obtained by the current sensor 6 is collected by a current acquisition unit 7 of the current measuring device 9. The current sensor 6 is installed at a point where the main wiring 11 does not branch, and measures this current value. The current measuring device 9 also includes a calculator 8. The calculator 8 uses the current data collected by the current acquisition unit 7 to calculate at least one of the running position information 301, tangential force information 321, speed information 331, and wheel flatness information 341.

電流計測装置9は駆動電源5とは別体で設置しても良いし、駆動電源5の一部として内包される構成としても良い。走行位置情報301、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341は、電流計測装置9から図3で示した劣化検知装置1に無線通信によって直接伝送しても良いし、車両100に敷設された伝送手段を介して劣化検知装置1に伝送しても良い。 The current measuring device 9 may be installed separately from the drive power source 5, or may be configured to be included as part of the drive power source 5. The traveling position information 301, tangential force information 321, speed information 331, and wheel flatness information 341 may be transmitted directly from the current measuring device 9 to the deterioration detection device 1 shown in FIG. 3 by wireless communication, or may be transmitted to the deterioration detection device 1 via a transmission means installed in the vehicle 100.

ここで、速度情報331は電流データの基本波周波数成分から算出可能である。また、走行位置情報301は、速度情報331から得られる速度の時間変化を積分することで算出可能である。電流計測装置9のデータサンプリング周期は数kHz~MHzの範囲で自在に設定可能とする。これにより、電流データを取得して演算することで速度情報331および走行位置情報301をより高い分解能で取得できる。 Here, the speed information 331 can be calculated from the fundamental frequency component of the current data. Also, the running position information 301 can be calculated by integrating the time change in speed obtained from the speed information 331. The data sampling period of the current measuring device 9 can be freely set in the range of several kHz to MHz. This makes it possible to obtain the speed information 331 and the running position information 301 with higher resolution by acquiring and calculating the current data.

また、接線力情報321は、電流の振幅の大きさから算出可能である。車両運転台のノッチ指令の情報を使う場合は、実際に車輪が発生している接線力の大きさは不明である。これに対し、電流データを使用することで、電流の振幅の大きさから接線力の大きさを高精度に把握できる。 The tangential force information 321 can be calculated from the magnitude of the current amplitude. When using information from the notch command of the vehicle cab, the magnitude of the tangential force actually generated by the wheels is unknown. In contrast, by using the current data, the magnitude of the tangential force can be determined with high accuracy from the magnitude of the current amplitude.

また、車輪平たん情報341は、電流データに含まれる急峻な電流変化から算出可能である。車両運転台の検知システムから取得される情報は、車輪平たんの発生要因となる空転・滑走の発生有無に関するものであるため、車輪に生成された車輪平たんの大きさの程度は不明である。これに対して、電流データを使用することで電流変化の度合から車輪平たんの大きさを高精度に把握できる。 Furthermore, the wheel flatness information 341 can be calculated from the steep current changes contained in the current data. The information obtained from the detection system in the vehicle cab is related to the occurrence or non-occurrence of skidding and sliding, which are factors that cause wheel flatness, so the extent of the wheel flatness generated on the wheels is unknown. In contrast, by using the current data, the extent of the wheel flatness can be determined with high accuracy from the degree of current change.

なお、実際の車輪の回転速度は、電流の基本波周波数成分に対して、回転機3(誘導機)の「すべり」だけ減少する。また、車両100の速度と車輪10の回転速度との間にも「すべり率(クリープ率)」だけ差異が生じる。したがって、電流データから得られる速度情報331を用いて算出した走行位置と、実際の車輪の走行位置との間には、上述の「すべり」や「すべり率」に相当する分だけ差異が生じる。この差異については、後述する図14、15の方法で補正可能である。 The actual rotational speed of the wheels is reduced by the "slip" of the rotating machine 3 (induction machine) relative to the fundamental frequency component of the current. There is also a difference between the speed of the vehicle 100 and the rotational speed of the wheels 10 by the "slip rate (creep rate)". Therefore, there is a difference between the running position calculated using the speed information 331 obtained from the current data and the actual running position of the wheels by an amount equivalent to the above-mentioned "slip" or "slip rate". This difference can be corrected using the methods of Figures 14 and 15 described below.

電流センサ6にて交流量で収集される電流データを、演算器8で直流量に変換してd軸電流およびq軸電流として使用することで、接線力情報321、車輪平たん情報341の精度をさらに高めることができる。これは、回転機3のトルクがq軸電流に比例する性質を利用したものである。q軸電流を監視することで、電流の交流量の振幅を分析せずに接線力情報321を算出できる。また、q軸電流を監視することで、電流の交流量の急峻変化を分析せずに、q軸電流の変化量から車輪平たん情報341を算出できる。また、q軸電流の変化量から軌道20上の異物検知なども可能である。 The accuracy of the tangential force information 321 and the wheel flatness information 341 can be further improved by converting the current data collected in AC by the current sensor 6 into DC by the calculator 8 and using it as the d-axis current and the q-axis current. This utilizes the property that the torque of the rotating machine 3 is proportional to the q-axis current. By monitoring the q-axis current, the tangential force information 321 can be calculated without analyzing the amplitude of the AC current. Furthermore, by monitoring the q-axis current, the wheel flatness information 341 can be calculated from the amount of change in the q-axis current without analyzing the sudden change in the AC current. Furthermore, it is also possible to detect foreign objects on the track 20 from the amount of change in the q-axis current.

さらに、演算器8にて制御ソフトウェア変数であるd軸電流指令偏差およびq軸電流指令偏差を使用することによっても、精度をさらに高めることができる。ここで、d軸電流指令偏差とは、例えば、制御回路の制御ソフトウェア変数の1つであり、同じく制御ソフトウェア変数のd軸電流指令と回転機3のd軸電流(実測値)との偏差である。q軸電流指令偏差についても同様である。d軸電流指令偏差、q軸電流指令偏差などの制御指令と制御対象量との偏差を示す制御ソフトウェア変数は、正常状態ではゼロであり、劣化状態に移行するときに増加するので、劣化検知のための観測対象として適している。 In addition, the accuracy can be further improved by using the d-axis current command deviation and the q-axis current command deviation, which are control software variables, in the calculator 8. Here, the d-axis current command deviation is, for example, one of the control software variables of the control circuit, and is the deviation between the d-axis current command, which is also a control software variable, and the d-axis current (actual measured value) of the rotating machine 3. The same is true for the q-axis current command deviation. Control software variables that indicate the deviation between a control command and a controlled object quantity, such as the d-axis current command deviation and the q-axis current command deviation, are zero in a normal state and increase when transitioning to a deteriorated state, and are therefore suitable as observation targets for deterioration detection.

図12で示した構成により、軌道劣化進行度積算値f(x)の算出に必要な走行位置情報301、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341は、電流データを用いることで高精度に取得することが可能となる。また、電流センサ6のみで上述の4つの情報を取得できる。このため、その他のセンサを追加する必要がなく、センサの取り付け作業を簡易化できるほか、センサ自体の保守を大幅に削減することができる。電流センサ6は図12に示すように駆動電源5の出力側の主配線11に設置し、回転機3のn台分の電流データをまとめて収集することができる。 With the configuration shown in FIG. 12, the running position information 301, tangential force information 321, speed information 331, and wheel flatness information 341 required for calculating the track deterioration progress integrated value f(x) can be obtained with high accuracy by using current data. In addition, the above four pieces of information can be obtained with only the current sensor 6. This eliminates the need to add other sensors, simplifies the sensor installation work, and significantly reduces the maintenance of the sensor itself. The current sensor 6 is installed in the main wiring 11 on the output side of the drive power source 5 as shown in FIG. 12, and current data for n rotating machines 3 can be collected collectively.

図12の構成の場合、行位置情報301、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341の各情報は、電流センサ6が取得する電流が使用される回転機3a、3b、…、3nの平均の値として算出される。平均した値に基づくこの情報は、対応する車輪軸の情報として、対応する出力部200へ出力される。 In the case of the configuration of FIG. 12, each piece of information, row position information 301, tangential force information 321, speed information 331, and wheel flatness information 341, is calculated as an average value of the rotating machines 3a, 3b, ..., 3n that use the current acquired by the current sensor 6. This information based on the average value is output to the corresponding output unit 200 as information of the corresponding wheel axle.

図13は、本発明の第1の実施例における電流取得部の第2の例を説明する図である。 Figure 13 is a diagram illustrating a second example of the current acquisition unit in the first embodiment of the present invention.

図12の構成に代えて、図13に示す構成としても良い。ここでは、回転機3a、3b、…、3nの入力側の分岐側の主配線11a、11b、…、11nに電流センサ6a、6b、…、6nを設置し、回転機3a、3b、…、3nの電流データを個別に収集する。このことで、回転機3a、3b、…、3nの情報を個別に収集できる。このため、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341を車輪軸ごとにより高精度に算出可能となる。この情報は、車輪軸ごとの情報として、対応する出力部200へ出力される。 Instead of the configuration of FIG. 12, the configuration shown in FIG. 13 may be used. Here, current sensors 6a, 6b, ..., 6n are installed on the main wiring 11a, 11b, ..., 11n on the branch side of the input side of the rotating machines 3a, 3b, ..., 3n, and current data of the rotating machines 3a, 3b, ..., 3n are collected individually. This makes it possible to collect information of the rotating machines 3a, 3b, ..., 3n individually. Therefore, it becomes possible to calculate the tangential force information 321, the speed information 331, and the wheel flatness information 341 for each wheel axle with higher accuracy. This information is output to the corresponding output unit 200 as information for each wheel axle.

図12、13の構成によれば、電流データから算出された走行位置情報301、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341と、荷重条件や環境条件などを用いて、軌道劣化進行度積算値f(x)を高精度に算出することで、軌道の劣化状態を可視化できる。これにより、軌道の劣化状態に基づいて保守周期を適正化できるため、保守作業の効率化と作業員の負担軽減を実現することができる。 According to the configurations shown in Figures 12 and 13, the track deterioration state can be visualized by calculating the track deterioration progress integrated value f(x) with high accuracy using the running position information 301, tangential force information 321, speed information 331, and wheel flatness information 341 calculated from the current data, as well as the load conditions and environmental conditions. This makes it possible to optimize the maintenance cycle based on the track deterioration state, thereby improving the efficiency of maintenance work and reducing the burden on workers.

図14は、本発明の第1の実施例における地点間の距離の一例を表す図である。図15は、本発明の第1の実施例における実距離と推定距離の関係の一例を表す図である。 Figure 14 shows an example of the distance between points in the first embodiment of the present invention. Figure 15 shows an example of the relationship between the actual distance and the estimated distance in the first embodiment of the present invention.

図14、15により、電流データから得られる速度情報331を用いて算出した走行位置と、実際の車輪の走行位置との間に生じる差異の補正方法を説明する。図14に示すように、地点P0と地点P1とが経路Rの路線で繋がれている場合を例にとる。このとき、図15に示すように、地点P0と地点P1の間の実距離は(x1-x0)である。一方、電流データから得られる速度情報331を用いて算出した推定距離は(y1-y0)となり、実距離(x1-x0)よりもΔxだけ大きくなる。これは、電流データから得られる速度情報331を用いて算出した推定距離には、回転機3(誘導機)の「すべり」や、車両100の速度と車輪10の間の「すべり率(クリープ率)」による差異が含まれていないためである。そこで、実距離(x1-x0)と推定距離(y1-y0)の差異を補正するために、以下に示す補正係数Cを導入する。
C=(x1-x0)/(y1-y0)
ただし、x0は図8、9に示したように、駅などでの停止位置における先頭車両の車輪10aの位置に基づくものであり、かつ停止位置はGPS等の位置情報から取得したデータに基づく。このときの推定距離y0はx0と同等値に設定する。
14 and 15, a method of correcting the difference between the travel position calculated using the speed information 331 obtained from the current data and the actual travel position of the wheels will be described. As shown in FIG. 14, a case where the points P0 and P1 are connected by a route R is taken as an example. In this case, as shown in FIG. 15, the actual distance between the points P0 and P1 is (x1-x0). On the other hand, the estimated distance calculated using the speed information 331 obtained from the current data is (y1-y0), which is larger than the actual distance (x1-x0) by Δx. This is because the estimated distance calculated using the speed information 331 obtained from the current data does not include the difference due to the "slip" of the rotating machine 3 (induction machine) or the "slip rate (creep rate)" between the speed of the vehicle 100 and the wheel 10. Therefore, in order to correct the difference between the actual distance (x1-x0) and the estimated distance (y1-y0), a correction coefficient C shown below is introduced.
C=(x1-x0)/(y1-y0)
8 and 9, x0 is based on the position of the wheels 10a of the leading vehicle at a stopping position at a station or the like, and the stopping position is based on data obtained from position information such as GPS. In this case, the estimated distance y0 is set to a value equal to x0.

補正係数Cを用いることで、次式のように電流データから算出した推定距離yから実距離xを求めることが可能となる。
x=C(y-y0)+x0
By using the correction coefficient C, it is possible to obtain the actual distance x from the estimated distance y calculated from the current data as shown in the following equation.
x=C(y-y0)+x0

また、軌道劣化進行度積算値f(x)は次式のように推定距離yを用いて求めることができる。
f(x)=f{C(y-y0)+x0}
The track deterioration progress integrated value f(x) can be calculated using the estimated distance y as follows:
f(x)=f{C(y-y0)+x0}

x0、x1は駅などでの停止時にGPS等の位置情報から取得したデータに基づき逐次更新される。これにより、走行位置xの誤差を最小化することが可能となり、軌道劣化進行度積算値f(x)を高精度に算出できる。 x0 and x1 are updated sequentially based on data obtained from GPS or other location information when the train stops at a station, etc. This makes it possible to minimize errors in the running position x, and to calculate the track deterioration progress integrated value f(x) with high accuracy.

図16は、本発明の第1の実施例における地点間の劣化進行度の可視化方法の一例を表す図である。 Figure 16 shows an example of a method for visualizing the degree of deterioration between locations in the first embodiment of the present invention.

上記のように算出されたf(x)に対して、可視化部600で劣化度のレベルに応じて可視化する処理を実施する。図16では、経路R上に位置ごとに劣化度を可視化する例を示している。図16には一例として、○印の色の濃さに対応させて劣化度の高さを地点ごとに可視化した場合を示す。このような可視化処理によって軌道の劣化状態が一目瞭然となる。このため、劣化度の高い区間を優先してレール削正を実施することで保守周期を適正化できるほか、保守作業の効率化と作業員の負担軽減を実現することができる。 The visualization unit 600 performs a process to visualize f(x) calculated as above according to the level of deterioration. Figure 16 shows an example of visualizing the degree of deterioration for each position on the route R. As an example, Figure 16 shows a case where the degree of deterioration is visualized for each point by corresponding to the color intensity of the circle. This type of visualization process makes the deterioration state of the track clear at a glance. Therefore, by prioritizing rail grinding in sections with a high degree of deterioration, it is possible to optimize the maintenance cycle, as well as to improve the efficiency of maintenance work and reduce the burden on workers.

(第2の実施例)
図17は、本発明の第2の実施例における劣化検知システムの第1の例を説明する図である。図18は、本発明の第2の実施例における劣化検知システムの第2の例を説明する図である。第2の実施例は、第1の実施例の変形例である。なお本実施例の説明にあたって、第1の実施例と共通する内容については説明を省略する。
Second Example
Fig. 17 is a diagram for explaining a first example of a deterioration detection system in a second embodiment of the present invention. Fig. 18 is a diagram for explaining a second example of a deterioration detection system in a second embodiment of the present invention. The second embodiment is a modification of the first embodiment. In explaining this embodiment, explanations of contents common to the first embodiment will be omitted.

図17、18に示すように、劣化検知システム900は、劣化検知装置1と指令送信部700とで構成される。劣化検知装置1から軌道異常信号601は、指令送信部700に出力される。軌道異常信号601を受信した指令送信部700は、各編成車両100-1、100-2、…、100-nに運行を停止または縮退運転の指令を送信する。このとき、図17では、指令送信部700から運行管理システム800を介して各編成車両100-1、100-2、…、100-nに指令が送られる。また、図18では、指令送信部700から直接各編成車両100-1、100-2、…、100-nに指令が送られる。このような構成により、軌道異常信号601に基づく適切な各編成車両の制御を行うことができる。 As shown in Figs. 17 and 18, the deterioration detection system 900 is composed of a deterioration detection device 1 and a command transmission unit 700. A track abnormality signal 601 is output from the deterioration detection device 1 to the command transmission unit 700. The command transmission unit 700, which receives the track abnormality signal 601, transmits a command to each of the trains 100-1, 100-2, ..., 100-n to stop operation or to operate in a degenerate manner. At this time, in Fig. 17, the command transmission unit 700 transmits a command to each of the trains 100-1, 100-2, ..., 100-n via the traffic control system 800. Also, in Fig. 18, a command is transmitted directly from the command transmission unit 700 to each of the trains 100-1, 100-2, ..., 100-n. With this configuration, it is possible to appropriately control each of the trains based on the track abnormality signal 601.

劣化検知システム900の機能(指令部など)は、CPUがメモリのプログラムを読み出して実行することにより実現されても良いし、専用回路などのハードウェアにより実現されても良いし、その他の方法により実現されても良い。また、劣化検知システム900は、鉄道の運行を管理する運行管理システム800と通信可能に接続され、軌道異常信号601など各種の情報を送受信する。 The functions of the deterioration detection system 900 (such as the command unit) may be realized by the CPU reading and executing a program from memory, or may be realized by hardware such as a dedicated circuit, or may be realized by other methods. The deterioration detection system 900 is also communicatively connected to the traffic control system 800 that manages the operation of the railway, and transmits and receives various information such as the track abnormality signal 601.

劣化検知システム900は運行管理システム800に含まれても良いし、図17に示すように運行管理システム800とは別に構成されても良い。また、例えばより安全な車両運行を実現するために、劣化検知装置1は、図18に示すように、軌道異常信号601を出力した場合には、指令送信部700を介して、指令送信部700から車両100-1、100-2、…、100-nに停止または縮退運転の指令を直接送信しても良い。また、図18の指令を送信する対象車両は、軌道の異常発生区間に近い車両に限定しても良い。 The deterioration detection system 900 may be included in the traffic control system 800, or may be configured separately from the traffic control system 800 as shown in FIG. 17. In addition, for example, in order to realize safer vehicle operation, when the deterioration detection device 1 outputs a track abnormality signal 601 as shown in FIG. 18, a stop or degenerate operation command may be sent directly from the command transmission unit 700 to the vehicles 100-1, 100-2, ..., 100-n via the command transmission unit 700. In addition, the target vehicles to which the command in FIG. 18 is sent may be limited to vehicles close to the section where the track abnormality has occurred.

ここで、劣化検知システム900にはデータセンタ(データサーバ等)を構築し、データセンタは、複数の車両の記録データを集約する。データの集約後にデータ圧縮技術を適用する。このことにより、例えば幾つかの車両に共通する劣化検知に係るデータを見つけて圧縮することにより、車両ごとにデータ圧縮技術を適用する場合よりもデータ量を全体として削減できる。データセンタには、記録データの他、軌道異常信号等の出力ログを集約しても良い。なお、データセンタについては、建屋内に構築してもよく、特定の車両に構築しても良い。 Here, a data center (data server, etc.) is constructed in the deterioration detection system 900, and the data center aggregates the recorded data of multiple vehicles. After the data is aggregated, data compression technology is applied. In this way, for example, by finding and compressing data related to deterioration detection that is common to several vehicles, the overall amount of data can be reduced compared to the case where data compression technology is applied to each vehicle. In addition to the recorded data, the data center may also aggregate output logs such as track abnormality signals. The data center may be constructed within a building or on a specific vehicle.

また、劣化検知装置1が動作するのは、特定の時間帯または場所とする。例えば、始発電車または最終電車のみで劣化検知装置1を動作させても良いし、登坂、カーブなどの軌道20の摩耗が進行しやすい場所のみで劣化検知装置1を動作させても良い。 The deterioration detection device 1 also operates during specific times or locations. For example, the deterioration detection device 1 may operate only on the first train or the last train, or may operate only in locations where wear of the track 20 is likely to progress, such as on uphill sections or curves.

また、劣化検知装置1は、特定の車両のみを対象としても良い。 The deterioration detection device 1 may also target only specific vehicles.

(効果)
以上のように、上記の実施形態では、軌道20の劣化度を、正確に算出することが可能である。特に、車輪10の車輪軸ごとの劣化度を考慮することでより正確に算出することが可能となる。また、走行位置情報301、軸重情報311に加えて、接線力情報321、速度情報331、車輪平たん情報341、勾配情報351、曲率情報361、散水有無情報371、環境温度情報381、軌道剛性情報391の少なくとも1つを用いることで、的確な劣化度の算出が可能となる。特に、上述した、衝撃力入力条件と応力計算条件をいずれも用いることで、より正確な劣化度の算出が可能となる。また、軌道母材強度情報501に基づく閾値を用いて軌道異常信号601を出力することで、管理者に軌道20の異常をいち早く気づかせることができる。
(effect)
As described above, in the above embodiment, the deterioration degree of the track 20 can be calculated accurately. In particular, the deterioration degree of each wheel axle of the wheel 10 can be calculated more accurately by considering the deterioration degree of each wheel axle of the wheel 10. In addition, by using at least one of the tangential force information 321, the speed information 331, the wheel flatness information 341, the gradient information 351, the curvature information 361, the watering information 371, the environmental temperature information 381, and the track stiffness information 391 in addition to the running position information 301 and the axle load information 311, the deterioration degree can be calculated accurately. In particular, by using both the impact force input condition and the stress calculation condition described above, the deterioration degree can be calculated more accurately. In addition, by outputting the track abnormality signal 601 using a threshold based on the track base material strength information 501, the manager can be made aware of the abnormality of the track 20 as soon as possible.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modified examples. For example, the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

例えば、上記の実施形態では、すべての車輪10の車輪軸に基づく軌道20の劣化度について説明したが、これに限らず、複数の代表的な車輪10の車輪軸に基づく劣化度を算出しても良い。このとき、軌道20を通過する車両100を含む2編成以上について、編成毎の1以上又は複数の車輪軸の情報を用いて劣化度を算出することができる。この場合は得られた値を代表値して、他の車輪軸の影響を推定した算出を行えば良い。 For example, in the above embodiment, the deterioration degree of the track 20 based on the wheel axles of all the wheels 10 has been described, but this is not limiting, and the deterioration degree based on the wheel axles of a number of representative wheels 10 may be calculated. In this case, for two or more trains including a vehicle 100 passing through the track 20, the deterioration degree can be calculated using information on one or more wheel axles for each train. In this case, the obtained value can be used as a representative value, and calculations can be performed to estimate the influence of the other wheel axles.

1…劣化検知装置、2…電気駆動装置、3…回転機、4…機械装置、5…駆動電源、6…電流センサ、7…電流取得部、8…演算器、9…電流計測装置、10…車輪、11…主配線、20…軌道、100…車両、200…出力部、310…軸重取得部、320…接線力取得部、330…速度取得部、340…車輪平たん取得部、350…勾配取得部、360…曲率取得部、370…散水有無取得部、380…環境温度取得部、390…軌道剛性取得部、400…軌道劣化進行度算出部、500…判定部、600…可視化部、601…出力部、700…指令送信部、800…運行管理システム、900…劣化検知システム
1...deterioration detection device, 2...electric drive device, 3...rotating machine, 4...mechanical device, 5...driving power supply, 6...current sensor, 7...current acquisition unit, 8...calculator, 9...current measurement device, 10...wheel, 11...main wiring, 20...track, 100...vehicle, 200...output unit, 310...axle load acquisition unit, 320...tangential force acquisition unit, 330...speed acquisition unit, 340...wheel flatness acquisition unit, 350...gradient acquisition unit, 360...curvature acquisition unit, 370...watering presence/absence acquisition unit, 380...ambient temperature acquisition unit, 390...track stiffness acquisition unit, 400...track deterioration progress calculation unit, 500...determination unit, 600...visualization unit, 601...output unit, 700...command transmission unit, 800...traffic management system, 900...deterioration detection system

Claims (15)

車両が走行する軌道の劣化を検知する劣化検知システムであって、
前記車両の走行位置を取得する走行位置取得部と、前記車両の走行を担う車輪軸において、鉛直方向下向きにかかる重量を取得する軸重取得部と、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際の前記軌道への衝撃力の条件に関する情報を取得する衝撃力入力条件取得部と、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際に発生する応力を計算するための応力計算条件に関する情報を取得する応力計算条件取得部と、軌道劣化進行度算出部とを備え、
軌道劣化進行度算出部は、前記走行位置取得部で取得された位置情報に対応させて、前記軸重取得部で取得された重量情報と、前記衝撃力入力条件取得部で取得された情報と、前記応力計算条件取得部で取得された情報とを用いて、前記軌道の劣化の進行度を示す劣化進行度を算出して出力し、
前記劣化進行度は、前記軌道を通過する車両を含む2編成以上について、編成毎の1以上の車輪軸ごとの情報を用いて算出することを特徴とする劣化検知システム。
A deterioration detection system for detecting deterioration of a track on which a vehicle runs, comprising:
the system comprises a running position acquisition unit that acquires the running position of the vehicle, an axle load acquisition unit that acquires a weight applied vertically downward on a wheel axle that drives the vehicle, an impact force input condition acquisition unit that acquires information regarding conditions of an impact force on the track when the wheels of the vehicle pass over the track, a stress calculation condition acquisition unit that acquires information regarding stress calculation conditions for calculating stress generated when the wheels of the vehicle pass over the track, and a track deterioration progress calculation unit,
a track deterioration progress calculation unit that calculates and outputs a deterioration progress degree indicating a degree of deterioration of the track by using the weight information acquired by the axle load acquisition unit, the information acquired by the impact force input condition acquisition unit, and the information acquired by the stress calculation condition acquisition unit in association with the position information acquired by the traveling position acquisition unit;
A deterioration detection system characterized in that the degree of deterioration is calculated using information for one or more wheel axles of each of two or more trains including vehicles passing through the track.
請求項1に記載の劣化検知システムにおいて、
前記衝撃力入力条件取得部は、前記車輪から前記軌道に伝達される接線力を取得する接線力取得部と、前記車輪軸の回転速度を取得する速度取得部と、前記車両の車輪踏面における平たん部の大きさを取得する車輪平たん取得部、のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする劣化検知システム。
2. The deterioration detection system according to claim 1,
The deterioration detection system, characterized in that the impact force input condition acquisition unit includes at least one of a tangential force acquisition unit that acquires a tangential force transmitted from the wheel to the track, a speed acquisition unit that acquires the rotational speed of the wheel axle, and a wheel flatness acquisition unit that acquires the size of a flat portion on the wheel tread of the vehicle.
請求項1又は2に記載の劣化検知システムにおいて、
前記応力計算条件取得部は、前記軌道の勾配を取得する勾配取得部と、前記軌道の曲率を取得する曲率取得部と、前記軌道の頭頂面における散水状態の有無を取得する散水有無取得部と、前記車両の走行位置における環境温度の情報を取得する環境温度取得部と、前記軌道の材料物性値を含む情報を取得する軌道剛性取得部、のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする劣化検知システム。
3. The deterioration detection system according to claim 1,
The stress calculation condition acquisition unit includes at least one of a gradient acquisition unit that acquires the gradient of the track, a curvature acquisition unit that acquires the curvature of the track, a watering presence/absence acquisition unit that acquires the presence or absence of watering on the top surface of the track, an environmental temperature acquisition unit that acquires information on the environmental temperature at the running position of the vehicle, and a track stiffness acquisition unit that acquires information including material property values of the track.
請求項1から3のいずれか一項に記載の劣化検知システムにおいて、
前記劣化進行度が閾値よりも大きいか否かを判定する判定部を備え、前記判定部は、前記劣化進行度が閾値よりも大きいと判定された場合、前記軌道に異常があることを示す軌道異常信号を出力することを特徴とする劣化検知システム。
The deterioration detection system according to any one of claims 1 to 3,
a determination unit that determines whether the degree of deterioration is greater than a threshold value, and when it is determined that the degree of deterioration is greater than the threshold value, the determination unit outputs a track abnormality signal indicating that there is an abnormality in the track.
請求項2に記載の劣化検知システムにおいて、
前記車両は電気駆動装置が発生する電気エネルギーによって駆動され、前記電気駆動装置が発生する電流データを取得する電流取得部を備え、前記走行位置取得部で取得する情報、前記接線力取得部で取得する情報、前記速度取得部で取得する情報、前記車輪平たん取得部で取得する情報のうち少なくとも一つは、前記電流取得部により取得された電流データに基づいて算出されることを特徴とする劣化検知システム。
3. The deterioration detection system according to claim 2,
The deterioration detection system is characterized in that the vehicle is driven by electric energy generated by an electric drive unit, and is equipped with a current acquisition unit that acquires current data generated by the electric drive unit, and at least one of the information acquired by the driving position acquisition unit, the information acquired by the tangential force acquisition unit, the information acquired by the speed acquisition unit, and the information acquired by the wheel flatness acquisition unit is calculated based on the current data acquired by the current acquisition unit.
請求項5に記載の劣化検知システムにおいて、
前記電気駆動装置は、1台の電力変換装置と、複数台の回転機とで構成され、前記電流取得部は、前記複数台の回転機それぞれの電流を取得するように設けられることを特徴とする劣化検知システム。
6. The deterioration detection system according to claim 5,
A deterioration detection system characterized in that the electric drive device is composed of one power conversion device and a plurality of rotating machines, and the current acquisition unit is configured to acquire the current of each of the plurality of rotating machines.
請求項4に記載の劣化検知システムにおいて、
前記車両に対して指令を行う指令部を備え、前記指令部は、前記判定部から送信された前記軌道異常信号に基づいて、前記車両に対して、前記軌道異常信号に係る軌道における運行を停止または縮退運転させるための指令を行うことを特徴とする劣化検知システム。
5. The deterioration detection system according to claim 4,
a command unit that issues a command to the vehicle, wherein the command unit issues a command to the vehicle to stop operation or to operate in a degraded manner on the track related to the track abnormality signal, based on the track abnormality signal transmitted from the determination unit.
車両が走行する軌道の劣化を検知する劣化検知方法であって、
前記車両の走行位置を取得する走行位置取得ステップと、前記車両の走行を担う車輪軸において、鉛直方向下向きにかかる重量を取得する軸重取得ステップと、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際の前記軌道への衝撃力の入力条件に関する情報を取得する衝撃力入力条件取得ステップと、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際に発生する応力を計算するための応力計算条件に関する情報を取得する応力計算条件取得ステップと、軌道劣化進行度算出ステップとを有し、
前記軌道劣化進行度算出ステップは、前記走行位置取得ステップで取得された位置情報に対応させて、前記軸重取得ステップで取得された重量情報と、前記衝撃力入力条件取得ステップで取得された情報と、前記応力計算条件取得ステップで取得された情報とを用いて、前記軌道の劣化の進行度を示す劣化進行度を算出して出力し、
前記劣化進行度は、前記軌道を通過する車両を含む2編成以上について、編成毎の1以上の車輪軸ごとの情報を用いて算出することを特徴とする劣化検知方法。
A deterioration detection method for detecting deterioration of a track on which a vehicle runs, comprising:
the method includes a running position acquisition step for acquiring a running position of the vehicle, an axle load acquisition step for acquiring a weight applied vertically downward on an axle which drives the vehicle, an impact force input condition acquisition step for acquiring information regarding input conditions for an impact force to the track when the wheels of the vehicle pass over the track, a stress calculation condition acquisition step for acquiring information regarding stress calculation conditions for calculating stress generated when the wheels of the vehicle pass over the track, and a track deterioration progress calculation step,
the track deterioration progress calculation step calculates and outputs a deterioration progress degree indicating a degree of deterioration of the track by using the weight information acquired in the axle load acquisition step, the information acquired in the impact force input condition acquisition step, and the information acquired in the stress calculation condition acquisition step in association with the position information acquired in the traveling position acquisition step;
A deterioration detection method characterized in that the deterioration progress degree is calculated using information for one or more wheel axles of each of two or more trains including vehicles passing through the track.
請求項8に記載の劣化検知方法において、
前記衝撃力入力条件取得ステップは、前記車輪から前記軌道に伝達される接線力を取得する接線力取得ステップと、前記車輪軸の回転速度を取得する速度取得ステップと、前記車両の車輪踏面における平たん部の大きさを取得する車輪平たん取得ステップ、のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする劣化検知方法。
9. The deterioration detection method according to claim 8,
A deterioration detection method characterized in that the impact force input condition acquisition step includes at least one of a tangential force acquisition step of acquiring a tangential force transmitted from the wheel to the track, a speed acquisition step of acquiring a rotational speed of the wheel axle, and a wheel flatness acquisition step of acquiring the size of a flat portion on the wheel tread of the vehicle.
請求項8又は9に記載の劣化検知方法において、
前記応力計算条件取得ステップは、前記軌道の勾配を取得する勾配取得ステップと、前記軌道の曲率を取得する曲率取得ステップと、前記軌道の頭頂面における散水状態の有無を取得する散水有無取得ステップと、前記車両の走行位置における環境温度の情報を取得する環境温度取得ステップと、前記軌道の材料物性値を含む情報を取得する軌道剛性取得ステップ、のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする劣化検知方法。
The deterioration detection method according to claim 8 or 9,
The deterioration detection method, wherein the stress calculation condition acquisition step includes at least one of a gradient acquisition step of acquiring a gradient of the track, a curvature acquisition step of acquiring a curvature of the track, a watering presence acquisition step of acquiring the presence or absence of watering on the top surface of the track, an environmental temperature acquisition step of acquiring information on the environmental temperature at the running position of the vehicle, and a track stiffness acquisition step of acquiring information including material property values of the track.
請求項8から10のいずれか一項に記載の劣化検知方法において、
前記劣化進行度が閾値よりも大きいか否かを判定する判定ステップを有し、前記判定ステップは、前記劣化進行度が閾値よりも大きいと判定された場合、前記軌道に異常があることを示す軌道異常信号を出力することを特徴とする劣化検知方法。
The deterioration detection method according to any one of claims 8 to 10,
A deterioration detection method comprising a determination step of determining whether the degree of deterioration is greater than a threshold value, wherein the determination step outputs a track abnormality signal indicating that there is an abnormality in the track when it is determined that the degree of deterioration is greater than the threshold value.
請求項9に記載の劣化検知方法において、
前記車両を駆動する電気駆動装置が発生する電流データを取得する電流取得ステップを有し、前記走行位置取得ステップで取得する情報、前記接線力取得ステップで取得する情報、前記速度取得ステップで取得する情報、前記車輪平たん取得ステップで取得する情報のうち少なくとも一つは、前記電流取得ステップにより取得された電流データに基づいて算出されることを特徴とする劣化検知方法。
10. The deterioration detection method according to claim 9,
A deterioration detection method comprising: a current acquisition step of acquiring current data generated by an electric drive unit that drives the vehicle; and at least one of the information acquired in the driving position acquisition step, the information acquired in the tangential force acquisition step, the information acquired in the speed acquisition step, and the information acquired in the wheel flatness acquisition step is calculated based on the current data acquired in the current acquisition step.
請求項12に記載の劣化検知方法において、
前記電流取得ステップは、前記電気駆動装置が備える複数台の回転機それぞれの電流を取得することを特徴とする劣化検知方法。
The deterioration detection method according to claim 12,
The deterioration detection method, wherein the current acquisition step acquires currents of each of a plurality of rotating machines included in the electric drive device.
請求項11に記載の劣化検知方法において、
前記判定ステップで送信された前記軌道異常信号に基づいて、前記車両に対して、前記軌道異常信号に係る軌道における運行を停止または縮退運転させるための指令を行うステップを有することを特徴とする劣化検知方法。
The deterioration detection method according to claim 11,
a step of issuing a command to the vehicle to stop or reduce operation on the track related to the track abnormality signal, based on the track abnormality signal transmitted in the determination step.
車両が走行する軌道の劣化を検知する劣化検知装置であって、
前記車両の走行位置の位置情報と、前記車両の走行を担う車輪軸において、鉛直方向下向きにかかる重量の軸重情報と、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際の前記軌道への衝撃力の入力条件に関する情報と、前記車両の車輪が前記軌道を通過する際に発生する応力を計算するための応力計算条件に関する情報と、を取得し、
前記走行位置の位置情報に対応させて、前記軸重情報と、前記衝撃力の入力条件に関する情報と、前記応力計算条件に関する情報とを用いて、前記軌道の劣化の進行度を示す劣化進行度を算出して出力し、
前記劣化進行度は、前記軌道を通過する車両を含む2編成以上について、編成毎の1以上の車輪軸ごとの情報を用いて算出することを特徴とする劣化検知システム。
A deterioration detection device that detects deterioration of a track on which a vehicle runs, comprising:
Acquire position information of the running position of the vehicle, axle load information of the weight acting vertically downward on the wheel axle that drives the vehicle, information on input conditions of impact force to the track when the wheels of the vehicle pass through the track, and information on stress calculation conditions for calculating stress generated when the wheels of the vehicle pass through the track,
calculating and outputting a deterioration progress degree indicating a progress degree of deterioration of the track by using the axle load information, information on the input conditions of the impact force, and information on the stress calculation conditions in correspondence with the position information of the traveling position;
A deterioration detection system characterized in that the degree of deterioration is calculated using information for one or more wheel axles of each of two or more trains including vehicles passing through the track.
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