JP2005331263A - 鉄道車輪踏面の異状検出方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 隣接車輪から伝わる振動の影響を排除して車輪単位での検出精度を向上させるとともに、設置場所の選定や設置工事が容易な車輪踏面の異状検出装置を提供する。
【解決手段】 左右のレールに各々所定の間隔にて設置された第１振動センサと第２振動センサとから得られる振動出力値を比較する振動比較ステップ、
前記振動センサよりも進入列車側に設置された車輪検知センサから得られる複数の車輪の通過データに基づき列車速度を算出する速度算出ステップ、
前記列車速度と経過時間から車輪位置を算出する車輪位置算出ステップ、
前記車輪位置データと振動比較データに基づき踏面異状の存在する車輪を特定する異状車輪特定ステップ
とを有する鉄道車輪踏面の異状検出方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄道車両の車輪踏面に発生する異状の検出方法及びその装置に関する。本発明の方法、装置によれば、鉄道車両において騒音、振動の原因となるフラットや剥離等、車輪踏面の異状を地上側から自動的に検出することができる。

地上側から車輪踏面の異状を自動検出する装置は、従来より様々な方式によるものが発表されているが、その多くは車両の台車単位で検出を行うもので車輪単位での検出は容易でない。

通常、鉄道車両で使用される台車には、前輪と後輪が２ｍから２.４ｍ程度の間隔で保持されており、それらの車輪が連続したレールの上を高速に転動する。このため、発生する騒音や振動がどの車輪からによるものか、地上側からの計測によって判断することは困難であった。

これに対し特公平５−６５６号公報には車輪踏面の異状を台車単位でなく、車輪単位で検出可能な装置が記載されている。この装置は、図４に示すように、車輪踏面の異状によって発生するレールの振動をレールに固定した振動加速度計により計測するものである。ここではレール２０上の車輪１回転分の距離を有する計測区間をＡ区間とＢ区間とに２等分し、各区間の中央にそれぞれ振動加速度計ａ及びｂを固定し、これら区間の境界線上に車輪検知器２１を固定するとともに、計測区間の入り口に当たる点に列車進入検知器２２を固定している。

通常、車輪１回転分の距離は、前輪と後輪との間隔（以下、「固定軸距」という）よりも長いため、前輪と後輪が同時に計測区間に乗ることがあるが、図４のようにＡ区間とＢ区間とに分け、それぞれに振動加速度計ａ及びｂを設置することにより、１つの区間に複数の車輪が同時に乗ることはなくなり、振動加速度計と車輪とを１対１で対応させることができる。

上記従来の装置における計測動作では、図４の矢印で示す進行方向に走行する台車の前輪がＡ区間にある間は、振動加速度計ａで計測された振動が前輪から発生したものとされ、前輪が車輪検知器２１を越えてＢ区間に入ると、振動加速度計ｂで計測された振動が前輪のものと取り扱われる。Ａ区間とＢ区間は、それぞれ車輪半周分の長さであるから、前輪がＡ区間にある間の振動加速度計ａのデータと、前輪がＢ区間にある間の振動加速度計ｂのデータとを継ぎ合わせると、前輪１回転分のデータが得られる。

このような従来装置の第１の問題点は、振動源となった車輪を誤認する点にある。鉄道のレールは長く連続したものであるため、レールに取り付けられた振動加速度計には、最も近い位置にある車輪から発生した振動だけでなく、隣接する他の車輪から発生した振動も混ざり合って到達する。上記従来の装置は、計測区間内を移動する車輪に対し、いずれか近い方の振動加速度計を１対１で対応させるため、当該車輪から発生する振動を比較的大きくとらえることができるが、隣接する他の車輪から発生した振動を区別し、排除する手段がない。計測対象の車輪に異状がない場合でも、隣接する他の車輪に大きな異状があれば、そこから発生した振動がレールを伝わって振動加速度計に達し、車輪の異状を示す振動として計測されてしまう。

上記第１の問題点を改善するため、同一台車の前輪と後輪が同時に計測区間に入っているという条件において、２個の振動加速度計のいずれがより早く反応しているかという情報をもとに、振動源が前輪、後輪のいずれであるかを判定することが提案されている(平成１４年度全国「車両と機械」研究発表会論文「新しいフラット検出装置の開発」)。しかしながら、かかる技術は条件が限定されており、計測区間外にある隣接車輪の影響に対しては効果がない。

従来装置の第２の問題点は、車輪検知器、振動加速度計、列車進入検知器の取り付け位置に正確さが要求され、取り付け位置のずれによって計測精度が低下することである。通常、列車進入検知器、振動加速度計および車輪検知器をレールに固定する器具は、レール底部を挟み付ける形状であり、枕木と重なる位置への取り付けは困難である。このような理由から、例えば、図４のＡ区間とＢ区間の長さが異なる、振動加速度計と車輪検知器の取り付け間隔が均等でないなどの状態が生じると、車輪に最も近い振動加速度計を選択する処理が正確に行われず、計測精度を低下させる要因となる。この問題を避けようとすれば、枕木の位置を変更するなどの大掛かりな工事を施すか、枕木の設置間隔がうまく合う場所を探すことになり設置条件は厳しくなる。
特公平５−６５６号公報 番匠谷隆ほか「新しいフラット検出装置の開発」(平成14年度全国「車両と機械」研究発表会)、Ｒ＆ｍ45-49頁、2003年５月

本発明の目的は、上記従来装置の不都合を解決しようとするもので、隣接車輪から伝わる振動の影響を排除して車輪単位での検出精度を向上させるとともに、設置場所の選定や設置工事の容易な車輪踏面の異状検出装置を提供することにある。

本願の第１の発明は、
左右のレールに各々所定の間隔にて設置された第１振動センサと第２振動センサとから得られる振動出力値を比較する振動比較ステップ、
前記振動センサよりも進入列車側に設置された車輪検知センサから得られる複数の車輪の通過データに基づき列車速度を算出する速度算出ステップ、
前記列車速度と経過時間から車輪位置を算出する車輪位置算出ステップ、
前記車輪位置データと振動比較データに基づき踏面異状の存在する車輪を特定する異状車輪特定ステップ
とを有する鉄道車輪踏面の異状検出方法を提供するものである。

また、本願の第２の発明は、
左右のレールに各々所定の間隔にて設置され、レールの振動を計測する第１振動センサ及び第２振動センサ、これらの振動センサよりも進入列車側に設置された車輪の通過を検知する車輪検知センサ、並びにこれらセンサより得られたデータの処理装置からなり、該当処理装置は、
第１及び第２振動センサの出力値比較を行う振動比較手段、
車輪検知センサによる複数の車輪の通過データから列車速度を算出する速度算出手段、
前記列車速度と経過時間から車輪位置を算出する車輪位置算出手段、及び、
前記車輪位置データと振動比較データに基づき踏面異状の存在する車輪を特定する異状車輪特定手段
を有する鉄道車輪踏面の異状検出装置を提供するものである。

さらに、本願の第３の発明は、
左右のレールに各々所定の間隔にて設置された第１振動センサと第２振動センサとから得られる振動出力値を比較する振動比較ステップ、
前記振動センサよりも進入列車側に設置された車輪検知センサから得られる複数の車輪の通過データに基づき列車速度を算出する速度算出ステップ、
前記列車速度と経過時間から車輪位置を算出する車輪位置算出ステップ、
前記車輪位置データと振動比較データに基づき踏面異状の存在する車輪を特定する異状車輪特定ステップ
とを有する鉄道車輪踏面の異状検出方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供するものである。

上記の本願の技術において、コンピュータは、振動センサの出力波形を基準値と比較することによって踏面異状による衝撃振動の有無と損傷程度の大きさを調べるとともに、車輪検知センサ上を同一台車の前輪と後輪が通過するときの時間差から台車単位で列車速度を算出する。
また、衝撃振動の発生源となった車輪がいずれであるかを特定するため、列車速度と車輪検知センサ通過後の経過時間から衝撃振動発生時点の車輪の位置を計算した上で、同時点での第１振動センサおよび第２振動センサの出力値の強弱関係によって振動発生源の方向を推測し、計測区間の内外にある車輪から振動の発生源である可能性が最も高い車輪を選び出す処理を行う。

発明の実施の形態

以下に本発明による異状検出方法及び装置の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による鉄道車輪踏面の異状検出装置（以下、「本装置」という）の全体構成を示す概略図である。図１において、鉄道車両５（以下、「車両」という）は、一対のレール４(Ｌ）、４(Ｒ)上を矢印Ａ１の方向に走行する(図１は車両５の先頭部分を表す)。レール４上、Ｄ１にて表示した範囲は本装置が想定する計測区間であり、レールの直線区間に設定される。計測区間Ｄ１の長さは、本装置上を走行する各車両に取り付けられている車輪のうち、最大径の車輪の円周に相当する距離に設定する。これは、どのような大きさの車輪でも、計測区間内を通過する間に１回転以上回転することができる距離であり、車輪踏面すべての異状を最短の計測区間で計測することを可能とする。

計測区間Ｄ１の始端、すなわち車両が計測区間Ｄ１に進入する側の端には、左右いずれか一方のレールに車輪検知センサ３が固定される。車輪検知センサ３は車輪の通過を検出するものであり、いずれの形式のものであってもよいが非接触式の近接センサが好ましい。なお、本実施例では計測区間Ｄ１の終端にセンサを設けていないが、これは車輪が計測区間の終端に達したことを車両の速度と車輪検知センサ通過後の経過時間から容易に判断できることによる。

第１振動センサ１(Ｒ)、１(Ｌ)および第２振動センサ２(Ｒ)、２(Ｌ)は、車輪踏面の損傷部分がレールに当たるときに発生する衝撃振動を計測するためのもので、振動の速度を計測するものや加速度を計測するものなど種々の方式と種類の測定器を用いることができるが、圧電型加速度ピックアップによる振動センサが好ましい。

第１振動センサ１(Ｒ)、１(Ｌ)と第２振動センサ２(Ｒ)、２(Ｌ)は、左右のレール４(Ｒ)、４(Ｌ)上に、各々振動センサ間隔Ｄ２を空けて計測区間Ｄ１の中央付近に設置される。なお、符号に(Ｌ)を付したものは車両から見て左側の車輪の振動を計測するものであり、(Ｒ)を付したものは右側の車輪用である。各振動センサの(Ｌ)側と(Ｒ)側は、車両の左右の車輪が同時に通過するよう位置を揃えておく必要がある。

前記振動センサ間隔Ｄ２は、計測区間Ｄ１の長さを基準として、その２分の１から３分の１程度とするのが好ましい。振動センサ間隔Ｄ２をさらに大きくし、計測区間Ｄ１の距離に近づけても計測は可能であるが、計測区間Ｄ１の中央付近で発生した振動に対する感度が低下し測定精度が低下する。逆に、センサ間隔Ｄ２を小さくした場合は、第１振動センサと第２振動センサの出力差が明確に現れにくくなるとともに、計測区間Ｄ１の両端付近で発生した振動に対する感度が低下し好ましくない。

車両５の床下等に車両編成単位で取り付けられたＩＤプレート６は、車両番号、編成両数等の情報を保持する。ＩＤプレート６は、車番読み取りアンテナ７との間で無線通信を行い、地上側の車番読取装置１１にて通過列車の車両番号を読み出す。このような装置としては、通過中の列車の車両情報を非接触で読み取り可能な装置であればよく、例えばシャープ(株)より「マイクロ波ＩＤプレートシステム」の製品名で販売されているものなどが用いられる。

振動センサ１及び振動センサ２の出力信号は増幅器８にて増幅され、Ａ／Ｄ変換回路１０でアナログ信号からデジタル信号に変換され、計測用コンピュータ１２のメモリ上に読み込まれる。
また、車輪検知センサ3の出力信号は、インターフェース回路9にてＡ／Ｄ変換回路１０への入力に適した形に変換され、前記同様、アナログ信号をデジタル信号に変換したうえ計測用コンピュータ１２に読み込まれる。なお、ここでは車輪検知センサ３のアナログ信号を一旦Ａ／Ｄ変換回路に入力しているが、車輪検知センサの出力は近接した車輪を検知したか否かの２通りであり、デジタル信号として処理することもできる。

計測用コンピュータ１２は、Ａ／Ｄ変換回路１０および車番読取装置１１からのデータを処理するデータ処理装置であり、車輪踏面異状の検出処理を行い、結果をデータベースに記録するなどの処理を行う。

コンピュータネットワーク回線１３は、現地側格納箱１４に納められた計測用コンピュータと、車庫、検車区等に設置されたコンピュータ(図示せず)とを結ぶ通信回線で、計測結果の通知や計測用コンピュータのメンテナンス等に利用される。通信回線には、光ファイバやＡＤＳＬ、無線方式など多数の種類があり、通信速度や通信距離、コスト等の条件に合わせて選択してよい。

なお、データ処理は、すべて現地側に設置した計測用コンピュータ１２で行ってもよいが、コンピュータネットワーク回線１３の通信速度が十分に高速であれば、車庫側に別の処理用コンピュータを設け、波形処理やデータベース処理等の負荷の重い処理を処理用コンピュータに分担させ詳細に観察することができる。この場合、現地側の計測用コンピュータ１２は、計測データをファイル化して車庫側の処理用コンピュータに転送するだけでよく、現地の厳しい外部環境による機器の負担を軽減できる。また、ソフトウェア更新などのメンテナンスも容易になる。

つぎに、以上のように構成された装置を用いて本発明方法を実施する場合の動作について図２のフローチャートに沿って説明する。

図２において、ステップＳ１の計測準備とは、列車の進入を検知したとき、本装置がすぐに計測動作を開始できるよう、Ａ／Ｄ変換回路および車番読取装置のトリガ設定を行うことである。

ステップＳ２で列車の接近を待つ間、待機状態にあった本装置は、ステップＳ３にて車輪検知センサ３が車両の先頭車輪を検知することをトリガとして動作を開始し、Ｓ４で、あらかじめ設定された計測時間だけサンプリング動作を行う。この計測時間は、本装置の設置区間を走行する列車の速度に応じて、各列車が十分に本装置上を通過することができる時間に設定する。

Ｓ４でサンプリングされたデータは、計測用コンピュータ１２のメモリに取り込まれ、ソフトウェア処理による信号波形の分析が可能となる。

次に、ステップＳ５では、列車通過時に車番読取装置１１が読み取ったデータを計測用コンピュータ１２に読み込む処理を行う。なお、車番読取装置１１は、ステップＳ３の列車進入検知をトリガとして動作を開始し、通過中の列車に取り付けられたＩＤプレート６から車両番号のデータを無線通信によって読み取り、車番読取装置１１本体のメモリに記憶している。

ステップＳ６では、計測データを台車単位に分割し、計測区間内にいずれの車輪も存在しない部分のデータを削除して、これ以降の処理が無駄なく実行できるよう準備する。

ステップＳ７では、振動ピークの抽出処理を行う。車両の走行時、車輪踏面の損傷部分がレールに当たると、衝撃的な振動と騒音が発生するが、この時、各振動センサで計測したデータにも、特徴的なピーク波形が記録される。振動センサで計測したデータに含まれるピーク波形から、あらかじめ定めた基準値以上の振幅を示すものに対して左右別々に１つずつ番号を付け、メモリ上のアドレスを記録しておく。なお、本発明では、左右のレールそれぞれに第１と第２の振動センサが設置されており、これら２つのセンサから得られる振動ピークの波形に差が生じる。ステップＳ７の処理では、２つの振動センサの内、いずれか反応の大きい方、すなわち、振幅の大きい方を基準として振動ピークの抽出処理を行う。

ステップＳ８では、Ｓ７で抽出した個々の振動ピークから、車輪踏面の損傷の大きさを推測する処理を行う。振動センサで計測される振動波形の振幅は、損傷そのものの大きさだけでなく、車両の速度、車両の重量、車輪と振動センサとの距離等の要因によって大きく変化するが、これらの影響を補正し、損傷程度の大きさを判定する。この結果は、あらかじめ定めた基準値と比較して、基準値未満の値であれば、補修が必要となる段階ではないとみなし、「異常なし」と判断する。

ステップＳ９以降の処理は、１台の台車が計測区間Ｄ１に入ってから、計測区間を抜けるまでを単位として実行される。まず、ステップＳ９では、処理対象となる台車の通過中に、ステップＳ８で基準値以上と判定された振動ピークが含まれるか否かにより処理を分岐させる。基準値以上の振動ピークが含まれない場合、その台車に対しては、ステップＳ１０以降の処理を省略する。

ステップＳ１０では、処理対象となる台車の前輪と後輪がそれぞれ車輪検知センサ３上を通過したときの時間差から、台車通過時の車両の速度を算出する。台車の前輪と後輪は、固定軸距と呼ばれる一定の間隔で固定されているため、この距離を車両が進むのに要した時間を計ることにより、車両の速度を算出することができる。固定軸距の異なる台車が混在している場合でも、車番読取装置で得られた車両番号と固定軸距との対応表をソフトウェア上で参照することによって、あらゆる台車形式に対応することができる。なお、車両が加速中あるいは、減速中に計測区間を通過した場合でも、台車が車輪１回転分の距離を通過するという極めて短い時間に限れば、速度を一定とみなしても大きな誤差は生じない。

ステップＳ１１では、ステップＳ７で抽出し、番号を付けた振動ピークの内、当該台車の通過中に発生したものについて、その振動ピークが発生した時点での車輪の位置を計算によって求める。ある瞬間の車輪の位置は、当該台車の前輪が車輪検知センサ３上を通過してから、振動ピークの発生時までの経過時間と、車両の速度によって算出することができる。具体的には、前輪と後輪が２個の振動センサに対して、いずれの方向にどれだけ離れていたかを算出する。

ステップＳ１２では、第１および第２振動センサから得られた振動出力を比較し、その強弱関係を３通りに分類する。すなわち、第２振動センサの方が第１振動センサよりも強い反応を示している場合（２＞１）、第１振動センサと第２振動センサの反応が同程度の場合（２＝１）、第１振動センサの方が第２振動センサよりも強い反応を示している場合（２＜１）の３通りに分ける。

ステップＳ１３では、Ｓ１１で算出した振動センサに対する車輪の相対位置と、Ｓ１２にて得られた振動出力の比較結果との組み合わせを図３の表に示した２１（３×７）の場合のいずれかにあてはめ、振動源となった車輪、すなわち踏面異状の存在する車輪を特定する。

図３の判定表は、台車の位置、すなわち、前輪および後輪が第１振動センサおよび第２振動センサに対してどのような位置にあったかをＡ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄ１、Ｄ２、Ｅの７段階に分類し、それぞれに対して、第２振動センサの方が第１振動センサよりも強い反応を示している場合（２＞１）、第１振動センサと第２振動センサの反応が同程度の場合（２＝１）、第１振動センサの方が第２振動センサよりも強い反応を示している場合（２＜１）の３通りの状態を組み合わせることによって、振動源である可能性が最も高い車輪を選び出すことができることを示す。実際の装置では、コンピュータ上のプログラムが判定表の参照と同様の処理を行う。

図３に示す判定表の最上段にある「Ａ」の状態は、台車の前輪が車輪検知センサ３と第１振動センサとの間にある場合である。また、「Ｂ１」とは、台車の前輪が第１振動センサと第２振動センサの間にあり、かつ第１振動センサの方に近い場合である。この表では、このようにして、台車の前輪が計測区間に入ってから、後輪が計測区間を出るまでの間を７段階の状態に分けている。

図３において、たとえば台車の位置が「Ｄ１」で、第１振動センサと第２振動センサの強弱関係が「２＜１」、すなわち、第１振動センサの方がより強く反応している場合、「Ｄ１」の行と「２＜１」の列が交差する位置には、振動源の車輪として「後輪」と記載されている。「Ｄ１」の位置関係では、当該台車の前輪は第１振動センサよりも第２振動センサの方により近く、後輪は第１振動センサの方により近い。この場合、振動源が前輪であるとすれば、第２振動センサの方が強く反応することになり、逆に第１振動センサの方がより強く反応している前記「２＜１」の場合は振動源は後輪と判断される。

同じ「Ｄ１」の場合において、「２＝１」すなわち、第１振動センサと第２振動センサの出力に差が無い場合、図３で振動源は「後輪」と記載されている。この場合、前輪方向から伝わった振動も存在するために、第１振動センサと第２振動センサの出力が釣り合った状態になっていると考えられるので、前輪にも何らかの異状があると思われるが、「Ｄ１」の状態で前輪は既に計測区間から出ており、計測が終了しているので、この場合も「後輪」という判定が記載されている。この場合、前輪の異状は、前輪が計測区間に入っている間に、さらに効率よく計測されていたものと考えられる。同様に、前輪でも後輪でもない他の台車の車輪から発生した振動であると判断される場合は、「範囲外」という判定結果が得られる。

図３では、判定結果に「（仮）」と記されたものが２箇所ある。これはフローチャートのステップＳ１３までの手順では、正確な結果を得ることが困難であり、このステップまででは、仮の判定結果であることを示すものである。例として、図３の判定表における「Ｂ１の２＜１」の場合、前輪の方が後輪よりも振動センサに近いため、振動源である可能性が最も高い車輪は、前輪である。しかし、前輪および後輪が第１および第２振動センサのいずれに近いかという観点からは、いずれの車輪も第１振動センサの方に近い位置にあるため、どちらが振動源であったとしても第１振動センサの方が強い反応を示すことになる。つまり、前輪のみに損傷があり、後輪は無傷である場合と、逆に前輪は無傷で、後輪に非常に大きな損傷があるという場合は、いずれも２個の振動センサの強弱関係が同じになる。これでは、振動センサの出力の強弱だけを比較するこれまでの手順で、どちらが振動源であるかを正確に判断することはできない。
図３では、Ｂ１だけでなく、Ａの台車位置も前輪及び後輪がいずれも第１振動センサの方に近いが、Ａの台車位置では、後輪と第１振動センサとの間に前輪が存在するという点がＢ１とは異なっている。Ａの台車位置で後輪から発生した振動は、レールを伝わって第１振動センサに到達するまでの間に、レール上に乗った前輪という重量物の影響で大きく減衰するため、この場合の判定では、後輪の影響を考慮する必要がない。このことは、振動センサを挟んで対称の位置になるＥの台車位置でも同様である。

再び図２のフローチャートに戻り、ステップＳ１４では、図３の判定結果が「（仮）」であるか否かにより、次の判定ステップに進むかどうかの条件判断を行う。すなわち、図３の表における「Ｂ１の２＜１」と「Ｄ２の２＞１」の場合のみ、ステップＳ１５の処理に進む。

ステップＳ１５では、現在の台車位置から車輪１回転分だけ先へ進んだ位置、あるいは、後に戻った位置で計測された振動センサの波形を参照することにより、ステップＳ１３で「（仮）」となったあいまいな判定を明確にするための処理を行う。

前述のように、図３の判定表における「Ｂ１の２＜１」の判定が「前輪（仮）」となっている理由は、後輪に非常に大きな損傷があるという可能性もわずかながら考えられるということであった。実際に後輪に大きな損傷があるか否かは、後輪がさらに１回転分進んだ位置の振動波形データによって確認できる。

図３における「Ｂ１」の台車位置で後輪は、まだ計測区間に入っていないが、車輪がさらに１回転分進んだ位置では、後輪が計測区間内に入り、振動センサにより近い位置で再び後輪の損傷部分がレールに当たることになる。従って、真の振動源が後輪であるとすれば、後輪から発生する振動は、振動センサまでの距離に反比例して、より大きく計測されるはずである。そのような振動が計測されていなければ、後輪が振動源であるという可能性は打ち消され、前輪が振動源であるという結果が確定する。同様に、図３「Ｄ２の２＞１」の場合であれば、現時点よりも車輪１回転分だけ戻った時点の波形が参照される。

図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１５までの処理を終えると、車輪踏面に異状を持つ車輪が特定できる。なお、図２のフローチャートは、ステップＳ９からＳ１５までの処理を１回のみ実行するものとして簡単に記載しているが、実際の列車は、複数の車両から編成され、多くの台車を持っているため、実際の処理では、列車の持つ台車の数だけ、かつ、ステップＳ８で基準値以上と判定された振動ピークの数だけ、繰り返し実行されることになる。

ステップＳ１６では、日付、通過時刻、車両番号、異状のある車輪の位置、損傷程度などの検出結果をデータベースに記録し、１つの車両に対する処理を終える。本装置は再びステップＳ１の計測準備に戻り、次の車両を待つ。

以上のように、本発明によれば、人間の耳が音源の方向を識別するように、各レールあたり２個の振動センサを使用して振動源の方向を識別するものであるが、車輪踏面の損傷部がレールに当たるときの衝撃音は、その瞬間、レールと車輪が接している位置からのみ発生するため、あらゆる方向からの音を識別しようとする必要はなく、上記のような簡単な処理で目的を達成することが可能である。

［発明の効果］
本発明によれば、車輪踏面の異状による振動が台車の前輪、後輪いずれから発生したものであるか、あるいは、隣接する他の車輪で発生したものであるかを識別できる。このため、隣接車輪から伝わる振動の影響を排除して車輪単位で高精度の異状検出が可能である。また、振動センサ間の車輪検知器がないなど、従来装置に比べて電気回路等の必要数も減少しコストが低減する。
本発明装置の設置にあたっては、振動センサの取り付け間隔の許容範囲が広く、従来装置のように振動センサの間に車輪検知器を置く必要もないため、振動センサや車輪検知センサの取り付け金具と枕木との干渉を回避することができ、設置場所の選定や設置工事が容易となる。

本発明の一実施例の全体構成を示す概略図である。 本発明の一実施例における処理の流れを示すフローチャートである。 台車の位置と振動センサの出力による異状車輪の位置判定表である。 従来装置の動作を示す説明図である。

符号の説明

１(Ｌ),１(Ｒ) 第１振動センサ（カッコ内のＬは左、Ｒは右を表す）
２(Ｌ),２(Ｒ) 第２振動センサ（カッコ内のＬは左、Ｒは右を表す）
３ 車輪検知センサ
４(Ｌ),４(Ｒ) レール（カッコ内のＬは左、Ｒは右を表す）
５ 車両
６ ＩＤプレート
７ 車番読取アンテナ
８ 増幅器
９ インターフェース回路
１０ Ａ／Ｄ変換回路
１１ 車番読取装置
１２ 計測用コンピュータ
１３ コンピュータネットワーク回線
１４ 現地側格納箱
Ａ１ 車両の進行方向
Ｄ１ 計測区間
Ｄ２ 振動センサ間隔

Claims (3)

1. 左右のレールに各々所定の間隔にて設置された第１振動センサと第２振動センサとから得られる振動出力値を比較する振動比較ステップ、
   前記振動センサよりも進入列車側に設置された車輪検知センサから得られる複数の車輪の通過データに基づき列車速度を算出する速度算出ステップ、
   前記列車速度と経過時間から車輪位置を算出する車輪位置算出ステップ、
   前記車輪位置データと振動比較データに基づき踏面異状の存在する車輪を特定する異状車輪特定ステップ
   とを有する鉄道車輪踏面の異状検出方法。
2. 左右のレールに各々所定の間隔にて設置され、レールの振動を計測する第１振動センサ及び第２振動センサ、これらの振動センサよりも進入列車側に設置された車輪の通過を検知する車輪検知センサ、並びにこれらセンサより得られたデータの処理装置からなり、該当処理装置は、
   第１及び第２振動センサの出力値比較を行う振動比較手段、
   車輪検知センサによる複数の車輪の通過データから列車速度を算出する速度算出手段、
   前記列車速度と経過時間から車輪位置を算出する車輪位置算出手段、及び、
   前記車輪位置データと振動比較データに基づき踏面異状の存在する車輪を特定する異状車輪特定手段
   を有する鉄道車輪踏面の異状検出装置。
3. 左右のレールに各々所定の間隔にて設置された第１振動センサと第２振動センサとから得られる振動出力値を比較する振動比較ステップ、
   前記振動センサよりも進入列車側に設置された車輪検知センサから得られる複数の車輪の通過データに基づき列車速度を算出する速度算出ステップ、
   前記列車速度と経過時間から車輪位置を算出する車輪位置算出ステップ、
   前記車輪位置データと振動比較データに基づき踏面異状の存在する車輪を特定する異状車輪特定ステップ
   とを有する鉄道車輪踏面の異状検出方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
   

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