JP2003182580A - 車両の走行状態監視方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道側から軌道と車両の状態を常時監視して
車両の走行状態を監視する。 【解決手段】 地上側に設置した計測器によって車両の
通過時に自動的に計測した車両の走行状態データと当該
車両を特定するための走行車両監視テレビ信号を一括し
て遠隔地に転送して蓄積し、この蓄積したデータから軌
道や車両の経時変化を解析し、今後の状態を推定した
り、遠隔地に転送されてきたデータを蓄積するととも
に、この転送されてきたデータを蓄積されたデータと比
較し解析することで、軌道や車両の異常データを検出
し、この検出した異常データからこの異常の発生原因を
推定したり、転送されてきたデータから車輪とレール間
の潤滑状態を解析し、潤滑状態が悪化していると判断し
た場合には、潤滑剤の塗布指令を出したりする。 【効果】 少ない工数で、異常を早期に自動的に発見し
て適切な対処が行なえ、車両の安全を維持管理できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軌道側から軌道や
車両の状態を常時監視し、軌道や車両の定期的なメンテ
ナンスや修理の参考に供する車両の走行状態監視方法及
びこの方法を実施するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば急制動により車輪の外周部が削れ
てフラット部が発生すると、軌道の上下振動が大きな衝
撃的な振動を伴うようになり、乗り心地を悪化させた
り、軌道状態を悪化させたりする。そこで、車輪フラッ
トを検知した場合には車輪を削正することとしている。

【０００３】また、近年、曲線区間における走行の安全
性を向上するため、内軌側のレール頭頂面に摩擦係数を
下げるための潤滑剤を塗布しているが、内軌側のレール
頭頂面に塗布した潤滑剤の効果が切れてくると、車輪と
レール間の摩擦係数が大きくなってくる結果、横圧や騒
音が増加するようになる。特に急曲線区間において横圧
が大きくなると、脱線の危険性が高くなったり、車輪の
フランジ部の摩耗が大きくなる原因になる。

【０００４】ところで、前記した潤滑剤の塗布は、現在
はただ車両が一定本数通過する度（走行密度）に行なっ
ているだけであるが、車輪とレール間の摩擦係数は車両
の走行密度のみならず、天候や気温などに依存するとこ
ろが大きい。従って、現在の車両の走行密度だけに基づ
いた潤滑剤の塗布では、摩擦係数を当初の目的とする適
正な一定の値に管理することは至難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軌道側
で車両の状態を測定するには、測定準備のためにレール
にセンサーや計測器を設置する必要があり、その都度、
夜間終車後に作業を行なう必要がある。また、車両が通
過する測定時においては非常な危険を伴うものであっ
た。

【０００６】加えて、前記した測定は、ある瞬間におけ
る車両の特定部位の状態を測定するものであり、継続し
た測定を行なっているのではないことから、車両の安全
に関わる諸元の状態変化を追跡するまでには至っていな
い。従って、異常な状態になっても気付かなかった。

【０００７】また、前記した測定では、測定されたデー
タはただ記録されるのみで、そのデータを基にした状態
の推定や異常原因の調査は、特定の知識をもった人間が
一度記録計に取り込んだデータを持ち帰って解析を行な
い、過去の経験と勘を基に判断していたので、適正な判
断を行なうためには長年の経験と技術が必要であった。

【０００８】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、軌道側から軌道と車両の状態を常
時監視して車両の走行状態を監視する方法及び装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る車両の走行状態監視装置は、軌道
の曲線区間の地上側に設置した、輪重・横圧測定センサ
ー、軌道振動測定センサー、車両騒音測定センサー、ア
タック角測定センサーの少なくとも何れか１つ、及び、
車両特定認識信号及び／又は走行車両監視テレビと、こ
れら計測器を用いて計測したデータを自動的に遠隔地に
一括して転送する転送手段と、この転送手段によって転
送されてきたデータを解析する解析器を備えたこととし
ている。

【００１０】そして、このような構成の本発明に係る車
両の走行状態監視装置を用い、地上側に設置した計測器
によって車両の通過時に自動的に計測した車両の走行状
態データと当該車両を特定するための、車両特定認識信
号及び／又は走行車両監視テレビ信号を一括して遠隔地
に転送し、この転送されてきたデータを解析すること
で、遠隔地においても、常に軌道や車両の状態を監視す
ることできるようになる。これが本発明に係る車両の走
行状態監視方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】軌道や車両の状態を常時監視する
ためには、車両の通過時毎に軌道側でデータを無人で測
定し、かつ、この測定したデータを遠隔の解析場所まで
自動的に転送する必要がある。そして、転送されてきた
測定データに基づいて、経時的変化を自動的に解析し、
今後の状態を推定したり、また、異常データを検出し、
その異常の発生原因を推定するには、前記転送されたデ
ータを人間が解析するのではなく、コンピュータがデー
タを自動的に解析し、前記した推定を行なうような処理
が必要になる。

【００１２】加えて、異常データを検出した場合には、
その異常車両を特定するために車両特定認識信号や走行
車両監視テレビ信号を測定データと併せて一括で転送す
る必要があり、測定、解析されたデータから、今後の状
態を予測し、最適な補修計画の策定指示を行うために
は、データの蓄積と経年変化の分析が必要になってく
る。

【００１３】本発明に係る車両の走行状態監視方法は、
上記した考え方に基づいてなされたものであり、地上側
に設置した計測器によって車両の通過時に自動的に計測
した車両の走行状態データと当該車両を特定するための
車両特定認識信号及び／又は走行車両監視テレビ信号を
一括して遠隔地に転送し、この転送されてきたデータを
解析するものである。この解析により、遠隔地において
も常に軌道や車両の状態を監視することができるように
なる。これが本発明に係る第１の車両の走行状態監視方
法である。

【００１４】そして、この本発明に係る第１の車両の走
行状態監視方法は、軌道の曲線区間の地上側に設置し
た、輪重・横圧測定センサー、軌道振動測定センサー、
車両騒音測定センサー、アタック角測定センサーの少な
くとも何れか１つ、及び、車両特定認識信号及び／又は
走行車両監視テレビと、これら計測器を用いて計測した
データを自動的に遠隔地に一括して転送する転送手段
と、この転送手段によって転送されてきたデータを解析
する解析器を備えた本発明に係る第１の車両の走行状態
監視装置を用いて実現が可能である。

【００１５】また、上記した本発明に係る第１の車両の
走行状態監視方法において、遠隔地に転送されてきたデ
ータを蓄積し、この蓄積したデータから軌道や車両の経
時変化を解析すれば、今後の状態を推定することができ
るようになる。これが本発明に係る第２の車両の走行状
態監視方法である。

【００１６】そして、この本発明に係る第２の車両の走
行状態監視方法は、上記した本発明に係る第１の車両の
走行状態監視装置において、解析器に代えて、転送手段
によって転送されてきたデータを蓄積するとともに、こ
の蓄積したデータから軌道や車両の経時変化を解析し、
今後の状態を推定する解析・推定装置を設けた本発明に
係る第２の車両の走行状態監視装置を用いて実現が可能
である。

【００１７】また、上記した本発明に係る第１の車両の
走行状態監視方法において、遠隔地に転送されてきたデ
ータを蓄積するとともに、この転送されてきたデータを
蓄積されたデータと比較し解析すれば、軌道や車両の異
常データが検出でき、この検出した異常データからこの
異常の発生原因を推定することができる。これが本発明
に係る第３の車両の走行状態監視方法である。

【００１８】そして、この本発明に係る第３の車両の走
行状態監視方法は、上記した本発明に係る第２の車両の
走行状態監視装置において、測定器として、軌道が直線
で水平の区間に設置した輪重測定装置を加え、解析・推
定装置に代えて、転送手段によって転送されてきたデー
タを蓄積するとともに、この転送されてきたデータを蓄
積されたデータと比較し解析することで、軌道や車両の
異常データを検出し、この検出した異常データからこの
異常の発生原因を推定する比較解析・推定装置を設けた
本発明に係る第３の車両の走行状態監視装置を用いて実
現が可能である。

【００１９】また、上記した本発明に係る第１の車両の
走行状態監視方法において、転送されてきたデータから
車輪とレール間の潤滑状態を解析し、潤滑状態が悪化し
ていると判断した場合には、潤滑剤の塗布指令を出すこ
とで、車輪とレール間の潤滑状態を常に最適に維持する
ことができるようになる。これが本発明に係る第４の車
両の走行状態監視方法である。

【００２０】そして、この本発明に係る第４の車両の走
行状態監視方法は、上記した本発明に係る第１の車両の
走行状態監視装置において、解析器による解析結果に基
づき、潤滑状態が悪化していると判断した場合には、車
両に潤滑剤の塗布指令を出す指示器を設けた本発明に係
る第４の車両の走行状態監視装置を用いて実現が可能で
ある。

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係る車両の走行状態監視装置
を図１に示す１実施例に基づいて説明し、この本発明に
係る車両の走行状態監視装置を用いた本発明に係る車両
の走行状態監視方法を図２及び図３を用いて説明する。
図１は本発明に係る車両の走行状態監視装置の１実施例
の概略構成を示した図、図２は図１に示した構成の本発
明に係る車両の走行状態監視装置を用いた本発明に係る
車両の走行状態監視方法の解析処理の流れを説明する
図、図３は測定した外軌側と内軌側の輪重及び横圧、軌
道振動、騒音を説明した図である。

【００２２】図１において、１ａは本線の曲線区間であ
り、例えば外軌側と内軌側のそれぞれのレールの側面に
は歪ゲージ２が貼付され、車両３がこの曲線区間１ａを
通過したときに、それぞれのレールに作用する輪重Ｐと
横圧Ｑを測定できるようになっている。

【００２３】また、この曲線区間１ａには振動計（図示
省略）と騒音計４とアタック角測定センサー（図示省
略）及びビデオカメラ又は車両特定認識装置５も設置さ
れ、車両３がこの曲線区間１ａを通過したときの軌道振
動（振動加速度）と騒音及びアタック角を測定するとと
もに、車両特定認識装置からの信号や通過した車両３の
前面に記載された車両番号を撮影してこの曲線区間１ａ
を通過した車両３を特定できるようになっている。

【００２４】６ａは前記曲線区間１ａに設置された記録
計であり、この曲線区間１ａを車両３が通過したときの
輪重などをトリガとして自動的に記録を開始し、歪ゲー
ジ２、振動計、騒音計４、アタック角測定センサーで測
定した輪重Ｐ、横圧Ｑ、軌道振動（振動加速度）、騒
音、アタック角の各データを取り込み、車両３が測定地
点を通過し終わると、記録を停止する。

【００２５】そして、この記録計６ａは前記取り込んだ
データを例えばＡ／Ｄ変換してデジタルデータとして記
録する一方、このデジタルデータをデータ転送用のコン
ピュータ７ａに送信する。

【００２６】このコンピュータ７ａには、車両特定認識
信号やビデオカメラ５で撮影した車両番号も取り込まれ
るようになっており、１編成の車両３が通過すると、こ
のコンピュータ７に取り込まれたデータは直ちに例えば
光ケーブルなどのネットワーク１０で繋がった解析場所
８にあるデータ受信用のコンピュータ９に自動的に転送
され、データベース１１に蓄積される。

【００２７】１ｂは車両基地などの直線でかつ水平の区
間であり、この直線水平区間１ｂのレールの側面にも前
記したのと同様に歪ゲージ２が貼付され、車両３がこの
直線水平区間１ｂを通過するときに、２本のレールに作
用する各輪重Ｐを測定できるようになっている。

【００２８】そして、これらの輪重Ｐの測定データは直
線水平区間１ｂに設置された記録計６ｂに取り込まれ、
例えば車両番号と一緒にＡ／Ｄ変換されてデジタルデー
タとして記録する一方、このデジタルデータをデータ転
送用のコンピュータ７ｂを介してネットワーク１０で繋
がった解析場所８にあるデータ受信用のコンピュータ９
に自動的に転送され、データベース１１に蓄積される。

【００２９】以下、解析場所８にあるデータ受信用のコ
ンピュータ９の解析処理の流れを図２を用いて説明す
る。データ受信用のコンピュータ９では、上記したよう
にデータ転送用のコンピュータ７ａ，７ｂから転送され
てきたデータを解析することで、計測位置における曲線
区間１ａの軌道や車両３の状態を監視する。

【００３０】例えば、２軸台車を例にとると、台車には
各２輪ずつ４個の車輪が配置されているので、１両の車
両が計測位置における曲線区間１ａを通過した時には、
当該計測地点では、図３に示したように、４つずつの輪
重（図３（ａ）（ｂ））、横圧（図３（ｃ）（ｄ））、
振動（図３（ｅ））、騒音（図３（ｆ））、アタック角
（図示省略）等が計測されることになる。

【００３１】そして、これらの計測されたデータをコン
ピュータ９で解析することで、車両特定認識信号やビデ
オカメラ５の撮影画像によって特定された当該車両３或
いはその計測地点の軌道状態を監視するのである。これ
が請求項５に係る本発明装置を使用した請求項１に係る
本発明方法である。

【００３２】具体的には、例えば、車両３ごとにデータ
ベース１１に蓄積したデータと、今回計測されたデータ
を比較し、これらのデータをもとに当該測定地点の軌道
や車両３の経時変化を解析し、今後の状態を推定するの
である。これが請求項６に係る本発明装置を使用した請
求項２に係る本発明方法である。なお、この推定は今後
の当該車両や当該計測地点における軌道の補修計画に反
映させることは言うまでもない。

【００３３】また、図２に示したように、車両３ごとに
データベース１１に蓄積したデータと、今回計測された
データを比較し解析することで、当該測定地点の軌道や
当該車両３の異常データを検出し、この検出した異常デ
ータから異常の発生原因を推定するのである。

【００３４】例えば今回計測されたデータのうちの輪重
Ｐや横圧Ｑが前後に配置された台車で異なっていたり、
これら計測した輪重Ｐと横圧Ｑから計算した脱線係数
（Ｑ／Ｐ）が異常に大きくなっていたり、図３（ｅ）に
示したように、振動が異常に突出している箇所があった
り、（図３（ｆ））に示したように、騒音が異常に大き
くなる箇所がある場合には、計測時の当該車両３の速度
を考慮に入れて、車両特定認識信号やビデオカメラ５の
撮影画像によって特定された当該車両３或いはその計測
地点の軌道状態に異常が発生したと判断し、異常の発生
原因を推定するのである。これが請求項７に係る本発明
装置を使用した請求項３に係る本発明方法である。

【００３５】より具体的には、例えば輪重Ｐや横圧Ｑ
が、前後に配置された台車で異なっていると判断した場
合には、台車の臨時検査を行なう旨の指示を出す。ま
た、車両３の速度と脱線係数Ｑ／Ｐから脱線の虞がある
と判断した場合には、警報を発して脱線注意の指令を出
す。また、振動が異常に突出している箇所があり、車輪
にフラット部が発生していると判断した場合には、警報
を発して車輪を削正する旨の指令を出すのである。

【００３６】また、今回計測されたデータのうちの、例
えば内軌側の横圧Ｑから求めた摩擦係数や騒音及び車両
３の速度から当該測定位置におけるレールと車輪間の潤
滑状態を解析し、潤滑状態が悪化していると判断した場
合には、警報を発して潤滑剤の塗布指令を出すのであ
る。これが請求項８に係る本発明装置を使用した請求項
４に係る本発明方法である。

【００３７】上記した実施例では、データを解析する解
析器や、蓄積したデータから軌道や車両３の経時変化を
解析し、今後の状態を推定する解析・推定装置や、デー
タを蓄積されたデータと比較し解析することで、軌道や
車両の異常データを検出し、この検出した異常データか
らこの異常発生の原因を推定する比較解析・推定装置
や、潤滑剤の塗布指令を出す指示器を全てコンピュータ
９で行なうものを示したが、これらを別個の装置で行な
うようにしても良いことは言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、車両
通過時の軌道側の測定データを常に取り込んで、自動的
に解析場所に転送し、走行状態を監視するので、以下に
列挙するような効果を奏する。

【００３９】１） 軌道や車両の状態を常時監視し、異
常があると早期に発見して適切な対処が行なえるので、
予防保全が行なえる。 ２） 従来、専門家の判断が必要とされている、輪重バ
ランス、軸距狂い、踏面の変化等の特定の異常原因に対
しても自動的に原因が解析され、適切な指示を出すこと
ができるようになる。

【００４０】３） 従来は測定に際し、現地に滞在にす
る必要があり、多大な工数が掛かっていたが、本発明に
よれば、据付のみで測定に際しては作業者が不要とな
り、工数が大幅に削減する。 ４） 騒音・振動環境の悪化を未然に認識できるので、
より早い是正が可能になる。 ５） 車輪とレール間の潤滑状態を常時観察し、適正な
潤滑が行なえるので、摩擦係数の増加を未然に防止で
き、最適な状態を維持することで、車両の安全を維持管
理できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の走行状態監視装置の１実施
例の概略構成を示した図である。

【図２】図１に示した構成の本発明に係る車両の走行状
態監視装置を用いた本発明に係る車両の走行状態監視方
法の解析処理の流れを説明する図である。

【図３】測定した外軌側と内軌側の輪重及び横圧、軌道
振動、騒音を説明した図である。

【符号の説明】

１ａ 曲線区間 １ｂ 直線性平区間 ２ 歪ゲージ ３ 車両 ４ 騒音計 ５ ビデオカメラ又は車両特定認識装置 ６ａ 記録計 ６ｂ 記録計 ７ａ コンピュータ ７ｂ コンピュータ ９ コンピュータ １０ ネットワーク １１ データベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 留岡 正男 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 加部 直治 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 野村 仁 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 松本 耕輔 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 荻野 智久 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 谷本 益久 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属テクノロジー株式会社内 (72)発明者 宮内 栄二 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属テクノロジー株式会社内 (72)発明者 坂本 泰男 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属テクノロジー株式会社内 (72)発明者 岡野 真行 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属テクノロジー株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上側に設置した計測器によって車両の
   通過時に自動的に計測した車両の走行状態データと当該
   車両を特定するための車両特定認識信号及び／又は走行
   車両監視テレビ信号を一括して遠隔地に転送し、遠隔地
   においてこの転送されてきたデータを解析することで、
   常に軌道や車両の状態を監視することを特徴とする車両
   の走行状態監視方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両の走行状態監視方法
   において、遠隔地に転送されてきたデータを蓄積し、こ
   の蓄積したデータから軌道や車両の経時変化を解析し、
   今後の状態を推定することを特徴とする車両の走行状態
   監視方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の車両の走行状態監視方法
   において、遠隔地に転送されてきたデータを蓄積すると
   ともに、この転送されてきたデータを蓄積されたデータ
   と比較し解析することで、軌道や車両の異常データを検
   出し、この検出した異常データからこの異常の発生原因
   を推定することを特徴とする車両の走行状態監視方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の車両の走行状態監視方法
   において、転送されてきたデータから車輪とレール間の
   潤滑状態を解析し、潤滑状態が悪化していると判断した
   場合には、潤滑剤の塗布指令を出すことを特徴とする車
   両の走行状態監視方法。
5. 【請求項５】 軌道の曲線区間の地上側に設置した、輪
   重・横圧測定センサー、軌道振動測定センサー、車両騒
   音測定センサー、アタック角測定センサーの少なくとも
   何れか１つ、及び、車両特定認識信号及び／又は走行車
   両監視テレビと、これら計測器を用いて計測したデータ
   を自動的に遠隔地に一括して転送する転送手段と、この
   転送手段によって転送されてきたデータを解析する解析
   器を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両の走行
   状態監視方法を実施する装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の車両の走行状態監視装置
   において、解析器に代えて、転送手段によって転送され
   てきたデータを蓄積するとともに、この蓄積したデータ
   から軌道や車両の経時変化を解析し、今後の状態を推定
   する解析・推定装置を設けたことを特徴とする請求項２
   記載の車両の走行状態監視方法を実施する装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の車両の走行状態監視装置
   において、測定器として、軌道が直線で水平の区間に設
   置した輪重測定装置を加え、解析・推定装置に代えて、
   転送手段によって転送されてきたデータを蓄積するとと
   もに、この転送されてきたデータを蓄積されたデータと
   比較し解析することで、軌道や車両の異常データを検出
   し、この検出した異常データからこの異常の発生原因を
   推定する比較解析・推定装置を設けたことを特徴とする
   請求項３記載の車両の走行状態監視方法を実施する装
   置。
8. 【請求項８】 請求項５記載の車両の走行状態監視装置
   において、解析器による解析結果に基づき、潤滑状態が
   悪化していると判断した場合には、車両に潤滑剤の塗布
   指令を出す指示器を設けたことを特徴とする請求項４記
   載の車両の走行状態監視方法を実施する装置。