JP2009294028A - Apparatus for measuring ground vibration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、天候気象などの外部条件に左右されにくく、列車による地盤振動を長時間連続して計測可能でコンパクト化された地盤振動計測装置に関する。 The present invention relates to a compact ground vibration measuring apparatus that is less susceptible to external conditions such as weather and weather, and is capable of continuously measuring ground vibration due to a train for a long time.
鉄道からの騒音・振動は、走行列車の高速化、長大化に伴い、その影響範囲が拡大し、環境破壊の公害問題を生じている。この対策のために、鉄道沿線の広範囲な地域にわたって、走行列車を対象とした騒音及び／又は振動の測定が行なわれている。上記の測定方法としては、鉄道騒音が住居地域で７０ｄＢ（Ａ）、商工業地域で７５ｄＢ（Ａ）、鉄道振動が７０ｄＢを超える地点で、上り下りの連続通過する２０本の列車毎に、騒音振動のピークレベルを読み取り、その上位レベル１０個の平均値によって評価するものであり、該測定は午前６時から午後１２時までの間に行うものとされている。 Noise / vibration from railways has increased the range of influence with the speed and lengthening of traveling trains, causing environmental pollution problems. As a countermeasure, noise and / or vibration measurement is performed on a traveling train over a wide area along the railway. As for the above measurement method, the noise is 70 dB (A) in the residential area, 75 dB (A) in the commercial and industrial area, and 20 trains passing continuously up and down at the point where the railway vibration exceeds 70 dB. The peak level of vibration is read and evaluated by the average value of the upper 10 levels. The measurement is performed between 6 am and 12 pm.
なお、新幹線による騒音および振動については、それぞれ、「新幹線鉄道騒音に係る環境基準について」（昭和５０年７月２９日環境庁公示第４６号）、「環境保全上緊急を要する新幹線鉄道振動対策について(勧告)」（昭和５１年３月１２日環大特３２号）に基づいて定められた調査方法により計測を実施している。 In addition, about noise and vibration by Shinkansen, respectively, "about environmental standard about Shinkansen railroad noise" (July 29, 1975 environmental agency announcement 46th), "about Shinkansen railroad vibration measures that need emergency on environmental conservation" (Recommendation) ”(Environmental issue No. 32 of March 12, 1976) is being measured using the survey method.
なお、上記条例に基づく騒音、振動等の環境測定に留まらず、鉄道事業者としては、更なる環境対策のために、線路沿線の騒音、振動計測を幅広く実施している。具体的には、より長時間に及ぶ計測を行い、例えば丸一日（２４時間）に及ぶ時間帯別の騒音、振動の変動を調査したり、季節変動の影響を考慮するための定点観測を行ったりしている。その背景には、上記のように測定した測定値が、測定地点を代表する値であることを証明するため、長時間測定が必要とされていることが挙げられる。 In addition to the environmental measurements such as noise and vibration based on the above regulations, the railway operators are carrying out a wide range of noise and vibration measurements along the railway line for further environmental measures. Specifically, measurements are made over a longer period of time, for example, to investigate noise and vibration fluctuations by time of the whole day (24 hours), or to perform fixed-point observations to take into account the effects of seasonal fluctuations Have gone. The background is that long-time measurement is required to prove that the measured value measured as described above is a value representative of the measurement point.
さらに、その測定の際に、走行列車の種別、上り下りの区別、走行速度なども併せて識別記録することが望まれている。
そこで、現場に常駐した測定者の視覚・聴覚により走行列車の近接を感知した時点で測定データ記録装置を手動により始動し、走行列車の通過後に停止せしめるように操作する方法が一般に採用され、その間に列車種別、上り下りの区別の目視確認及びスピードガンやストップオッチにより走行速度の測定、記録を行っている。
Furthermore, at the time of the measurement, it is desired to identify and record the type of traveling train, the distinction between up and down, the traveling speed, and the like.
Therefore, a method is generally adopted in which the measurement data recording device is manually started when the proximity of the traveling train is sensed by the visual and auditory sense of the measurer stationed at the site, and then stopped after passing the traveling train. In addition, the train type and the up-and-down distinction are visually checked, and the traveling speed is measured and recorded with a speed gun and stopwatch.
その際の地盤振動の測定には、例えば、データレコーダ、振動レベル計、延長ケーブルなどの測定機器が用いられる。測定手順としては、まず、列車接近が見通せる場所にいる列車見張員が、計測器の傍にいる計測員に列車の接近を連絡する。次に、連絡を受けた計測員が、計測器具を用いて列車通過時の振動レベルを計測する。なお、計測された振動レベルについては、データレコーダを用いてＭＯなどの記録媒体に記録される。そして、列車見張員が、列車通過時の列車情報を計測する。なお、列車情報とは、列車が走行する上下線の区別や、列車種別、車両形式などであり、列車見張員が目視により判断する。また、列車の走行速度については、列車見張員が、列車前部から列車後部までの通過時間をストップウォッチで計測し、列車種別や車両形式から特定される列車の全長をその計測した時間で走行したことから算出する。 For measurement of ground vibration at that time, for example, a measuring device such as a data recorder, a vibration level meter, or an extension cable is used. As a measurement procedure, first, a train guard in a place where the train approach can be seen informs the measurer near the measuring instrument about the approach of the train. Next, the measurer who has received the communication measures the vibration level when passing through the train using a measuring instrument. The measured vibration level is recorded on a recording medium such as MO using a data recorder. Then, the train watchman measures the train information when the train passes. Note that the train information is the distinction between the upper and lower lines on which the train travels, the train type, the vehicle type, and the like, and is determined visually by a train watchman. In addition, with regard to the traveling speed of the train, the train watchman measures the transit time from the front of the train to the rear of the train with a stopwatch and travels the total length of the train specified from the train type and vehicle type. It is calculated from that.
そして、上述のように地盤振動を計測した計測結果を解析する。具体的には、列車見張員が計測した列車情報を整理するとともに、データレコーダで再生した記録波形をレベルレコーダで出力して目視でピーク値を読み取るとともに、データレコーダで再生した記録波形を周波数解析器にて周波数分析を行う。
しかし、上述のような列車による地盤振動を測定する装置においては、次のような問題があった。
（１）上述のように列車見張員と計測者の最低２名が列車通過の度に手動および目視で計測を行うため、データ取得ミスや速度算出の誤差が生じるおそれがあった。
However, the above-described apparatus for measuring ground vibration due to a train has the following problems.
(1) As described above, since at least two train guards and measurers perform measurement manually and visually each time a train passes, there is a risk of data acquisition errors and speed calculation errors.
（２）列車による地盤振動を長時間継続して計測するために、列車見張員および計測者の交代要員も確保する必要があり、必要な人員が増加するという問題があった。また、このことに伴い計測者による測定結果に個人差が生じるおそれがあった。 (2) In order to continuously measure the ground vibration due to the train for a long time, it is necessary to secure a train guard and a substitute for the measurer, and there is a problem that the necessary personnel increase. In addition, this may cause individual differences in measurement results by the measurer.
（３）計測機器等は、ピックアップ以外は計測車に搭載されるため、計測車を駐車する場所を探すとともにその場所への駐車許可を得るといった具合に、計測車を駐車するスペースを確保する必要があった。 (3) Since the measuring equipment is mounted on the measuring vehicle except for the pickup, it is necessary to secure a space for parking the measuring vehicle, such as searching for a place to park the measuring vehicle and obtaining permission to park at that location. was there.
（４）測定場所としての諸条件を満たす場所に設置されたピックアップと、計測車に搭載されたピックアップ以外の計測機器とをケーブル類で接続するための配線作業に多くの時間を要していた。 (4) It took a lot of time for the wiring work to connect the pickup installed in a place satisfying various conditions as a measurement place and the measurement equipment other than the pickup installed in the measurement vehicle with cables. .
（５）現場に常駐した測定者の視覚・聴覚により長時間測定を行うため、測定者に過度の負担を強いることになるばかりでなく、天候気象等の外部条件により往々にして感知遅れによるデータ取得ミスや速度算出の誤差が生じるおそれがあった。 (5) Since measurement is performed for a long time by the visual and auditory sense of the resident who is resident in the field, not only the operator is forced to be overburdened, but also data due to sensing delay due to external conditions such as weather and weather. There was a risk of acquisition errors and speed calculation errors.
なお、特許文献１に記載されるように、鉄道近傍の一地点に設置した騒音計及び／又は振動計ともに走行列車から継続的に放射される電波の電界強度測定器を併置して、その電界強度測定データによって、騒音・振動測定データ中に混入した走行列車以外の発生源からのデータを適確容易に識別する手法も考えられるが、天候気象等の外部条件により電界強度に乱れが生じる可能もあり、このような場合には、鉄道線路を走行する列車を例えば走行中のトラックと判定したり、走行中のトラックを鉄道線路を走行する列車と判定したりするといった具合に、取得するデータの精度が低下するおそれがある。 In addition, as described in Patent Document 1, a noise meter and / or a vibration meter installed at one point in the vicinity of a railroad is combined with an electric field strength measuring device for radio waves continuously radiated from a traveling train. Although it is possible to identify the data from sources other than the running train mixed in the noise / vibration measurement data with the strength measurement data, it may be possible to identify the data properly, but the electric field strength may be disturbed due to external conditions such as weather and weather. In such a case, for example, it is determined that the train running on the railroad track is a running track, or the running track is determined to be a train running on the railroad track, etc. There is a risk that the accuracy of the lowering.
本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、天候気象などの外部条件に左右されにくく、列車による地盤振動を長時間連続して計測可能でコンパクト化された地盤振動計測装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to be less susceptible to external conditions such as weather and weather, and to be able to measure ground vibrations due to trains continuously for a long time and to be compact. Another object is to provide a ground vibration measuring device.
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る地盤振動計測装置（１：この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄で用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。）は、鉄道車両が鉄道線路を走行する際に発生する地盤振動を計測し、その計測結果を示すデータを出力する振動レベル計（２０）と、前記振動レベル計から出力されたデータを記録するデータレコーダ（３０）と、電力を蓄積し、蓄積した電力を少なくとも前記振動レベル計および前記データレコーダへ予め設定された測定期間の間供給する電源部（４０）と、防水性能を有し、少なくとも前記振動レベル計、前記データレコーダおよび前記電源部をその内部に収納可能な収納部（１７）を有し、前記鉄道線路の近傍に設置可能な収納ケース（１０）と、を備えることを特徴とする。 The ground vibration measuring device according to claim 1 made to solve the above-mentioned problems (1: In this section, in order to facilitate understanding of the invention, “the best mode for carrying out the invention” is necessary as necessary. The symbol used in the column is attached, but this does not mean that the claim is limited by this symbol.) Is a measure of the ground vibration that occurs when the railway vehicle travels on the railway track, and the measurement result A vibration level meter (20) that outputs data indicating the data, a data recorder (30) that records data output from the vibration level meter, and a power storage unit that stores at least the vibration level meter and the data. A power supply unit (40) that supplies the recorder for a preset measurement period, and has waterproof performance, including at least the vibration level meter, the data recorder, and the power supply unit It has storable housing portion (17) to, characterized in that it comprises a housing and casing (10), which can be installed in the vicinity of the railway track.
このように構成された本発明の地盤振動計測装置によれば、振動レベル計が、鉄道車両が鉄道線路を走行する際に発生する地盤振動を計測し、データレコーダが、振動レベル計によって計測された地盤振動を示すデータを記録する。そして、電源部が電力を蓄積し、蓄積した電力を少なくとも振動レベル計およびデータレコーダへ予め設定された測定期間の間供給する。また、これら振動レベル計、データレコーダおよび電源部は収納ケースの収納部に収納される。収納ケースは、鉄道線路の近傍に設置可能であり、収納ケースの収納部は、防水性能を有し、その内部に少なくとも前記振動レベル計、データレコーダおよび電源部を収納可能である。 According to the ground vibration measuring apparatus of the present invention configured as described above, the vibration level meter measures the ground vibration generated when the railway vehicle travels on the railway track, and the data recorder is measured by the vibration level meter. Record data indicating ground vibration. The power supply unit accumulates electric power, and supplies the accumulated electric power to at least the vibration level meter and the data recorder for a preset measurement period. The vibration level meter, the data recorder, and the power supply unit are stored in a storage unit of a storage case. The storage case can be installed in the vicinity of the railroad track, and the storage part of the storage case has waterproof performance, and at least the vibration level meter, the data recorder, and the power supply unit can be stored therein.
このことにより、当該地盤振動計測装置を野外に設置可能とするとともに、次のような作用効果を奏する。
（１）地盤振動計測装置が自動で長時間連続して列車による地盤振動を計測するので、人的問題による誤差が発生することを防ぐことができる。
As a result, the ground vibration measuring device can be installed outdoors, and the following operational effects can be obtained.
(1) Since the ground vibration measuring device automatically and continuously measures the ground vibration due to the train, it is possible to prevent an error due to a human problem from occurring.
（２）従来の測定装置を設置する際に不可欠であったピックアップと計測機器との間を接続するケーブル類の配線作業が不要となるため、設置撤去作業の時間が縮小される。
（３）短時間におけるデータ精度については従来の計測手法と同等の精度を維持することができるとともに、長時間の計測実施でも測定精度が低下することがなく、定常的な計測が可能である。
(2) Since the wiring work of cables connecting between the pickup and the measuring device, which is indispensable when installing the conventional measuring apparatus, becomes unnecessary, the time required for the installation and removal work is reduced.
(3) The accuracy of the data in a short time can be maintained at the same level as that of the conventional measurement method, and the measurement accuracy does not deteriorate even when the measurement is performed for a long time, and a steady measurement is possible.
（４）従来の計測では計測実施に２名以上の計測要員を必要としていたのに対して、本発明の地盤振動計測装置によれば、地盤振動、列車速度、列車が走行する上下線の区別（上下線別は２台必要）の３項目の計測を計測要員が居なくても可能となるため、経済的効果があり、同時に複数点の計測を実施する際には、計測のため常駐する人員が減少するため、さらに効率的に作業が行える。 (4) Whereas the conventional measurement requires two or more measurement personnel to perform the measurement, according to the ground vibration measuring device of the present invention, the ground vibration, the train speed, and the upper and lower lines on which the train travels are distinguished. Since it is possible to measure 3 items (2 units are required for each vertical line) even if there are no measurement personnel, there is an economic effect, and when multiple points are measured at the same time, they are resident for measurement. Since the number of personnel is reduced, the work can be performed more efficiently.
（５）長時間連続したデータを取得することで、データの取り逃しがなく、対象外のデータをデータ整理時に評価することが可能となる。
したがって、走行列車から継続的に放射される電波の電界強度を利用する必要がないために天候気象などの外部条件に左右されにくく、列車による地盤振動を長時間連続して計測可能でコンパクト化された地盤振動計測装置を提供することができる。
(5) By acquiring continuous data for a long time, there is no missing data, and it is possible to evaluate non-target data at the time of data organization.
Therefore, since it is not necessary to use the electric field strength of radio waves continuously radiated from the running train, it is less affected by external conditions such as weather and weather, and the ground vibrations due to the train can be measured continuously for a long time. A ground vibration measuring device can be provided.
この場合、収納ケースの収納部内部にて少なくとも振動レベル計、前記データレコーダおよび電源部が載置される載置面が、収納ケースが地面などに設置される設置面よりも上方に位置するよう構成されていることが考えられる。なお、収納ケースが設置される設置面から上述の載置面までの高さ寸法については、その設置される地域における一日当たりの降雨量などを考慮して、測定時間の間雨が降り続いて設置場所が浸水しても、設置面まで水面が到達しないように設定されることが望ましい。このように構成すれば、雨天にも左右されずに、列車による地盤振動を長時間連続して計測することができる。 In this case, at least the mounting surface on which the vibration level meter, the data recorder, and the power supply unit are mounted is positioned above the installation surface on which the storage case is installed on the ground or the like inside the storage unit of the storage case. It is conceivable that it is configured. In addition, regarding the height dimension from the installation surface where the storage case is installed to the mounting surface described above, it is installed after raining during the measurement time, taking into account the amount of rainfall per day in the area where the storage case is installed. It is desirable to set so that the water surface does not reach the installation surface even if the place is flooded. If comprised in this way, the ground vibration by a train can be continuously measured for a long time, without being influenced by rainy weather.
ところで、列車による地盤振動を長時間連続して測定するためには、振動レベル計およびデータレコーダを長時間駆動させる必要があり、そのためには電力を長時間連続して供給し続ける必要がある。そこで、自然エネルギーを電気に変換し、その変換された電気を電源部に供給して蓄積することが考えられる。一例を挙げると、請求項３のように、太陽光エネルギーを電気に変換し、その変換した電気を前記電源部に供給する発電部を備えるといった具合である。このように構成すれば、振動レベル計およびデータレコーダを駆動するために必要な消費電力の一部またはすべてを発電で賄うことができ、列車による地盤振動をさらに長時間連続して計測することができる。また、上述の電源部の電力容量を小さくし、その分電源部を小型化することも可能であり、その場合、収納ケースの収納部の容積を小さくすることもできる。 By the way, in order to continuously measure the ground vibration due to the train for a long time, it is necessary to drive the vibration level meter and the data recorder for a long time. For this purpose, it is necessary to continuously supply power for a long time. Therefore, it is conceivable to convert natural energy into electricity and supply the converted electricity to a power supply unit for storage. If an example is given, it will be the condition of providing the electric power generation part which converts sunlight energy into electricity like Claim 3, and supplies the converted electricity to the said power supply part. With this configuration, part or all of the power consumption required to drive the vibration level meter and data recorder can be covered by power generation, and the ground vibration due to trains can be measured continuously for a longer period of time. it can. Further, it is possible to reduce the power capacity of the power supply unit described above, and to reduce the size of the power supply unit, and in that case, it is possible to reduce the volume of the storage unit of the storage case.
ところで、列車が通過する度に計測を開始および終了を断続的に行う場合、列車が通過した回数と同数のデータが作成されることとなる。この場合、各データにはヘッダなどデータを定義する情報が含まれることとなり、データの本体部分以外のデータ量が増加して、その分データを記憶する容量を多く用意する必要がある。そこで、振動レベル計によって計測された地盤振動を示すデータを複数のデータで構成するのではなく、連続した一つのデータとして構成することが考えられる。具体的には、請求項４のように、データレコーダが、振動レベル計から出力されたデータを一つのデータとして構成して記録することが考えられる。このように構成すれば、データに含まれるデータの本体部分以外のデータ量が少なくなり、データを記憶する容量を少なくすることができる。 By the way, when the measurement is started and ended intermittently every time the train passes, the same number of data as the number of times the train has passed is created. In this case, information defining data such as a header is included in each data, and the amount of data other than the main part of the data is increased, so that it is necessary to prepare a larger capacity for storing the data. Therefore, it is conceivable that the data indicating the ground vibration measured by the vibration level meter is not constituted by a plurality of data but is constituted as one continuous data. Specifically, as in claim 4, it is conceivable that the data recorder configures and outputs the data output from the vibration level meter as one data. If comprised in this way, the data amount other than the main-body part of the data contained in data will decrease, and the capacity | capacitance which stores data can be decreased.
また、請求項５のように、データレコーダは、振動レベル計から出力されたデータをバイナリー形式で記録することが考えられる。このように構成すれば、例えばアスキー形式などの他のデータ形式と比べてデータ量が少なくなり、データを記憶する容量を少なくすることができる。 Further, as in claim 5, the data recorder can record the data output from the vibration level meter in a binary format. If comprised in this way, compared with other data formats, such as an ASCII format, for example, a data amount will decrease and the capacity | capacitance which memorize | stores data can be decreased.
また、請求項６のように、データレコーダは、振動レベル計から出力されたデータを周波数１．０ｋＨｚでサンプリングして記録することが考えられる。このように構成すれば、従来構成で一般的な周波数１．５ｋＨｚでデータをサンプリングする場合に比べてデータ量が少なくなり、データを記憶する容量を少なくすることができる。 Further, as in claim 6, it is conceivable that the data recorder samples and outputs data output from the vibration level meter at a frequency of 1.0 kHz. With this configuration, the amount of data is reduced compared to the case where data is sampled at a frequency of 1.5 kHz, which is typical in the conventional configuration, and the capacity for storing data can be reduced.
ところで、列車の走行速度については、上述のように、列車見張員が、列車前部から列車後部までの通過時間をストップウォッチで計測し、列車種別や車両形式から特定される列車の全長をその計測した時間で走行したことから算出していた。この場合、列車見張員と計測者の最低２名が列車通過の度に手動および目視で計測を行うため、データ取得ミスや速度算出の誤差が生じるおそれがあった。 By the way, as described above, the train watchman measures the transit time from the front of the train to the rear of the train with a stopwatch, and determines the total length of the train specified from the train type and vehicle type. It was calculated from the fact that it traveled at the measured time. In this case, since at least two train guards and measurers perform measurement manually and visually each time the train passes, there is a risk that a data acquisition error or speed calculation error may occur.
そこで、振動レベル計によって計測された地盤振動を示すデータを分析することで鉄道車両の走行速度を算出することが考えられる。具体的には、請求項７のように、振動レベル計から出力されたデータを分析することで鉄道車両の走行速度を算出する速度算出部を備えることが考えられる。一例を挙げると、速度算出部が、振動レベル計から出力されたデータを周波数分析することで鉄道車両の走行速度を算出すること（請求項８）や、速度算出部が、振動レベル計から出力されたデータに基づき自己相関関数を計算することで鉄道車両の走行速度を算出する（請求項９）といった具合である。 Therefore, it is conceivable to calculate the traveling speed of the railway vehicle by analyzing data indicating the ground vibration measured by the vibration level meter. Specifically, as in claim 7, it is conceivable to include a speed calculation unit that calculates the traveling speed of the railway vehicle by analyzing data output from the vibration level meter. For example, the speed calculation unit calculates the traveling speed of the railway vehicle by performing frequency analysis on the data output from the vibration level meter (Claim 8), and the speed calculation unit outputs from the vibration level meter. The travel speed of the railway vehicle is calculated by calculating an autocorrelation function based on the obtained data (claim 9).
このように構成すれば、鉄道車両の走行速度を、人手を必要とせずに精度良く算出することができる。 If comprised in this way, the traveling speed of a rail vehicle can be calculated accurately, without requiring a manual operation.
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
［第一実施形態］
図１は地盤振動計測装置１の各部構成を示すブロック図である。また、図２は地盤振動計測装置１の平面図であり、図３は地盤振動計測装置１の正面図であり、図４は地盤振動計測装置１の左側面図であり、図５は地盤振動計測装置１の右側面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to this embodiment, It can implement in various aspects.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of each part of the ground vibration measuring apparatus 1. 2 is a plan view of the ground vibration measuring device 1, FIG. 3 is a front view of the ground vibration measuring device 1, FIG. 4 is a left side view of the ground vibration measuring device 1, and FIG. 5 is a ground vibration. 2 is a right side view of the measuring device 1. FIG.
［地盤振動計測装置１の構成の説明］
図１に示すように、地盤振動計測装置１は、収納ケース１０と、振動レベル計２０と、データレコーダとしてのデータロガー３０と、電源部としてのバッテリ４０と、発電部としての太陽電池モジュール５０と、太陽電池充電コントローラ６０と、ヒューズホルダ７０と、を備え、鉄道線路を走行する鉄道車両（以下列車とも言う）による地盤振動を計測する機能を有する。
[Description of Configuration of Ground Vibration Measuring Device 1]
As shown in FIG. 1, the ground vibration measuring apparatus 1 includes a storage case 10, a vibration level meter 20, a data logger 30 as a data recorder, a battery 40 as a power supply unit, and a solar cell module 50 as a power generation unit. And a solar battery charge controller 60 and a fuse holder 70, and has a function of measuring ground vibration caused by a railway vehicle (hereinafter also referred to as a train) traveling on a railway track.
［振動レベル計２０の構成の説明］
振動レベル計２０は、地盤振動を計測可能な計測器である。この振動レベル計２０には、地盤振動を検出する３方向振動ピックアップ（以下ピックアップ）２１がケーブル２２を介して接続される。また、振動レベル計２０は、筐体に画面表示部（図示省略）とキースイッチ等の入力スイッチ（図示省略）とを有している。なお、画面表示部は、任意な表示が可能な液晶表示装置であっても、また振動波形等を表示するものであっても良い。また、振動レベル計２０は、ピックアップ２１が計測した地盤振動を示すデータ（測定データ）に対して周波数解析を行うこともできる。なお、この場合の振動レベル計２０は速度算出部に該当する。
[Description of Configuration of Vibration Level Meter 20]
The vibration level meter 20 is a measuring instrument capable of measuring ground vibration. A three-way vibration pickup (hereinafter referred to as pickup) 21 that detects ground vibration is connected to the vibration level meter 20 via a cable 22. Moreover, the vibration level meter 20 has a screen display unit (not shown) and an input switch (not shown) such as a key switch in the casing. The screen display unit may be a liquid crystal display device capable of arbitrary display, or may display a vibration waveform or the like. The vibration level meter 20 can also perform frequency analysis on data (measurement data) indicating ground vibration measured by the pickup 21. In this case, the vibration level meter 20 corresponds to a speed calculation unit.
なお、本実施形態では、鉄道車両が鉄道線路を走行する際に発生する地盤振動を計測することを目的とし、振動レベル計２０としてリオン社製の振動レベル計（品番ＶＭ−５３Ａまたは品番ＶＭ−５２Ａ）が用いられ、ピックアップ２１として同じくリオン社製の３方向振動ピックアップ（品番ＰＶ−８３ＣまたはＰＶ−８３Ｂ）が用いられる。 In this embodiment, for the purpose of measuring the ground vibration generated when the railway vehicle travels on the railroad track, a vibration level meter (product number VM-53A or product number VM-) manufactured by RION Co., Ltd. is used as the vibration level meter 20. 52A), and a three-way vibration pickup (product number PV-83C or PV-83B) manufactured by Rion Co., Ltd. is used as the pickup 21.
［データロガー３０の構成の説明］
データロガー３０は、各種センサで収集したデータをリアルタイムで長時間にわたって記録する装置である。なお、本実施形態では、データロガー３０は、振動レベル計２０によって計測された地盤振動を示すデータをコンパクトフラッシュ（登録商標）３１に記録する。
[Description of configuration of data logger 30]
The data logger 30 is a device that records data collected by various sensors over a long period of time in real time. In the present embodiment, the data logger 30 records data indicating the ground vibration measured by the vibration level meter 20 in the compact flash (registered trademark) 31.
また、データロガー３０は、省電力化および省データ量化を目的として、取得したデータを一つのデータとして構成してＡ／Ｄ変換するとともに、データ形式をバイナリー形式（従来はアスキー形式）としている。なお、サンプリング周波数は１．０ｋＨｚ（従来は１．５ｋＨｚ）である。このことにより、バッテリ４０の容量を従来と同様としても連続１０日間の計測が可能となっている。なお、本実施形態では、データロガー３０としてユニパルス社製のデータロガー（品番ＵＬ８４特）が用いられる。 Further, the data logger 30 configures the acquired data as one data and performs A / D conversion for the purpose of power saving and data saving, and the data format is a binary format (conventional ASCII format). The sampling frequency is 1.0 kHz (conventional 1.5 kHz). Thereby, even if the capacity | capacitance of the battery 40 is made the same as the past, the measurement for 10 continuous days is possible. In the present embodiment, a data logger (part number UL84 special) manufactured by Unipulse is used as the data logger 30.
［バッテリ４０およびヒューズホルダ７０の構成の説明］
バッテリ４０は、電力を蓄積し、蓄積した電力を振動レベル計２０およびデータロガー３０へ供給することが可能である。なお、バッテリ４０と振動レベル計２０およびデータロガー３０との間には、ヒューズホルダ７０が接続されており、バッテリ４０から過剰な電流が流れないようになっている。
[Description of Configuration of Battery 40 and Fuse Holder 70]
The battery 40 can accumulate electric power and supply the accumulated electric power to the vibration level meter 20 and the data logger 30. Note that a fuse holder 70 is connected between the battery 40 and the vibration level meter 20 and the data logger 30 so that excessive current does not flow from the battery 40.
このバッテリ４０の容量については、振動レベル計２０およびデータロガー３０に対して予め設定された測定時間の間電力供給が可能に設定されている。なお、測定時間としては、一般的には１回当たり３時間や１５時間であるが、前述の測定時間にて連続１０日間測定を行うことを想定して１５０時間としている。なお、本実施形態では、バッテリ４０としてユアサ社製のバッテリ（品番ＮＰ１０−６）が用いられる。 The capacity of the battery 40 is set such that power can be supplied for a measurement time set in advance for the vibration level meter 20 and the data logger 30. The measurement time is generally 3 hours or 15 hours per time, but is set to 150 hours assuming that the measurement is performed continuously for 10 days at the measurement time described above. In the present embodiment, a battery (product number NP10-6) manufactured by Yuasa is used as the battery 40.
［太陽電池モジュール５０および太陽電池充電コントローラ６０の構成の説明］
太陽電池モジュール５０は、太陽光エネルギーを電気に変換する機能を有する。このように太陽光エネルギーを電気に変換するこの太陽電池モジュール５０で発電された電力は、太陽電池充電コントローラ６０を通ってバッテリ４０に供給され、バッテリ４０に蓄積される。なお、本実施形態では、太陽電池モジュール５０としてスペースデバイス社製の太陽電池モジュール（品番ＧＴ６１８）が用いられ、太陽電池充電コントローラ６０としてアクソンデータマシン社製の太陽電池充電コントローラ（品番Ｆ３７Ｍ−０６０）が用いられる。
[Description of Configuration of Solar Cell Module 50 and Solar Cell Charge Controller 60]
The solar cell module 50 has a function of converting solar energy into electricity. Thus, the electric power generated by the solar cell module 50 that converts the solar energy into electricity is supplied to the battery 40 through the solar cell charge controller 60 and accumulated in the battery 40. In the present embodiment, a solar cell module (product number GT618) manufactured by Space Device is used as the solar cell module 50, and a solar cell charge controller (product number F37M-060) manufactured by Axon Data Machine is used as the solar cell charge controller 60. Is used.
なお、太陽電池モジュール５０の代わりに充電器を接続してバッテリ４０を充電するようにしてもよい。
［収納ケース１０の構成の説明］
図２〜図５に示すように、収納ケース１０は、設置面から所定距離だけ上方に水平となる姿勢で配置された略方形の底板１１と、底板１１の上方に底板１１と平行となる姿勢で配置された略方形の天板１２と、底板１１および天板１２の周囲を囲むように立設する四枚の側板１３，１４，１５，１６と、を備える。なお、底板１１と、天板１２と、四枚の側板１３，１４，１５，１６とは、互いに接触する部分同士が密着するように連結されており、その内部に形成された空間が、振動レベル計２０、データロガー３０、バッテリ４０、太陽電池充電コントローラ６０およびヒューズホルダ７０を収納するための収納部１７となっている。この収納部１７は、上述のように、底板１１と、天板１２と、四枚の側板１３，１４，１５，１６とが互いに接触する部分同士が密着するように連結されることで防水性能を有する。また、収納ケース１０では天板１２が取り外し可能になっており、振動レベル計２０などを出し入れすることができる。なお、四枚の側板１３，１４，１５，１６の何れかに扉を設け、その扉から振動レベル計２０などを出し入れするように構成してもよい。
Note that a battery charger may be connected instead of the solar cell module 50 to charge the battery 40.
[Description of Configuration of Storage Case 10]
As shown in FIGS. 2 to 5, the storage case 10 has a substantially rectangular bottom plate 11 arranged in a posture that is horizontal above the installation surface by a predetermined distance, and a posture parallel to the bottom plate 11 above the bottom plate 11. And the four side plates 13, 14, 15, 16 standing so as to surround the bottom plate 11 and the top plate 12. The bottom plate 11, the top plate 12, and the four side plates 13, 14, 15, and 16 are connected so that the portions that are in contact with each other are in close contact with each other, and the space formed in the interior is the vibration. The storage unit 17 stores the level meter 20, the data logger 30, the battery 40, the solar battery charge controller 60, and the fuse holder 70. As described above, the storage portion 17 is waterproof so that the bottom plate 11, the top plate 12, and the four side plates 13, 14, 15, and 16 are connected so that the portions in contact with each other are in close contact with each other. Have Moreover, the top plate 12 is removable in the storage case 10, and the vibration level meter 20 and the like can be taken in and out. It should be noted that a door may be provided on any of the four side plates 13, 14, 15, 16 so that the vibration level meter 20 and the like can be taken in and out of the door.
また、底板１１の手前側の左寄りの部分には、振動レベル計本体２１とピックアップ２２とを接続するためのケーブル２３を挿通可能な挿通孔１１ａが形成されており、この挿通孔１１ａには、ナットおよびゴムワッシャからなるケーブルクランプ１１ｂが取り付けられている。このことにより、挿通孔１１ａにケーブル２３を挿通した際に、ケーブルクランプ１１ｂがケーブル２３に密着して隙間がなくなるようになっている。 In addition, an insertion hole 11a through which a cable 23 for connecting the vibration level meter main body 21 and the pickup 22 can be inserted is formed on the left side of the front side of the bottom plate 11, and the insertion hole 11a includes A cable clamp 11b made of a nut and a rubber washer is attached. Thus, when the cable 23 is inserted into the insertion hole 11a, the cable clamp 11b is in close contact with the cable 23 so that there is no gap.
また、上述の四枚の側板１３，１４，１５，１６のうち手前から見て奥に配置される側板１６の中央から左寄りの部分には、太陽電池モジュール５０と太陽電池充電コントローラ６０とを接続するためのケーブル５１を挿通可能な挿通孔１６ａが形成されており、この挿通孔１６ａには、ナットおよびゴムワッシャからなるケーブルクランプ１６ｂが取り付けられている。このことにより、挿通孔１６ａにケーブル５１を挿通した際に、ケーブルクランプ１６ｂがケーブル５１に密着して隙間がなくなるようになっている。 Moreover, the solar cell module 50 and the solar cell charge controller 60 are connected to the left side from the center of the side plate 16 disposed in the back as viewed from the front among the four side plates 13, 14, 15, 16 described above. An insertion hole 16a through which the cable 51 for this purpose can be inserted is formed, and a cable clamp 16b made of a nut and a rubber washer is attached to the insertion hole 16a. Thus, when the cable 51 is inserted through the insertion hole 16a, the cable clamp 16b is in close contact with the cable 51 so that there is no gap.
また、収納部１７内部には、略方形の取付ベース（メイン）１８ａが底板１１と平行となる姿勢で配置されており、この取付ベース（メイン）１８ａは、その四隅付近がスペーサ１８ｂを介して底板１１に支持されている。さらに、収納部１７内部には、取付ベース（メイン）１８ａよりも小さい略方形の取付ベース（サブ）１８ｃが底板１１と平行となる姿勢で取付ベース（メイン）１８ａの上方に配置されており、この取付ベース（サブ）１８ｃは、その四隅付近がスペーサ１８ｄを介して取付ベース（メイン）１８ａに支持されている。なお、本実施形態では、取付ベース（サブ）１８ｃは、収納部１７内部の手前側から見て左側に配置されている。 In addition, a substantially square mounting base (main) 18a is disposed in the housing portion 17 in a posture parallel to the bottom plate 11. The mounting base (main) 18a has four corners interposed via spacers 18b. It is supported by the bottom plate 11. Furthermore, a substantially square mounting base (sub) 18c smaller than the mounting base (main) 18a is disposed above the mounting base (main) 18a so as to be parallel to the bottom plate 11 inside the storage portion 17. The mounting base (sub) 18c is supported by the mounting base (main) 18a through the spacers 18d at the four corners. In the present embodiment, the attachment base (sub) 18 c is arranged on the left side when viewed from the front side inside the storage portion 17.
また、取付ベース（メイン）１８ａには、振動レベル計２０、バッテリ４０、太陽電池充電コントローラ６０およびヒューズホルダ７０が載置されている。なお、本実施形態では、収納部１７内部の手前側の右側にバッテリ４０が配置され、バッテリ４０の奥に振動レベル計２０が配置されている。また、振動レベル計２０の左側には、手前側にヒューズホルダ７０が配置され、その奥に太陽電池充電コントローラ６０が配置されている。また、取付ベース（サブ）１８ｃには、データロガー３０が載置されている。なお、取付ベース（メイン）１８ａおよび取付ベース（サブ）１８ｃが特許請求の範囲の載置面に相当する。なお、収納ケースが設置する設置面から載置面（取付ベース（メイン）１８ａおよび取付ベース（サブ）１８ｃ）までの高さ寸法については、その設置される地域における一日当たりの降雨量などを考慮して、測定時間の間雨が降り続いて設置場所が浸水しても、設置面まで水面が到達しないように設定される。 Further, the vibration level meter 20, the battery 40, the solar battery charge controller 60, and the fuse holder 70 are placed on the mounting base (main) 18a. In the present embodiment, the battery 40 is disposed on the right side on the near side inside the storage unit 17, and the vibration level meter 20 is disposed behind the battery 40. In addition, on the left side of the vibration level meter 20, a fuse holder 70 is disposed on the front side, and a solar cell charge controller 60 is disposed on the back thereof. A data logger 30 is placed on the mounting base (sub) 18c. The mounting base (main) 18a and the mounting base (sub) 18c correspond to the mounting surface in the claims. In addition, regarding the height dimension from the installation surface where the storage case is installed to the placement surface (mounting base (main) 18a and mounting base (sub) 18c), the amount of rainfall per day in the area where the storage case is installed is considered. Thus, even if the rain continues during the measurement time and the installation site is submerged, the water surface does not reach the installation surface.
また、上述の四枚の側板１３，１４，１５，１６のうち手前から見て左右に配置される側板１３および側板１５には、地面に設置するための脚部１３ａが各側板の下部の左右端にそれぞれ取り付けられている。また、同じく側板１３および側板１５には、地面に設置するための脚部１３ｂがＬ字形のブラケット１３ｃを介して各側板の下部の中央にそれぞれ取り付けられている。脚部１３ｂは、設置される地形に合わせて接地面（設置面）を上下方向に変更することが可能である。 Further, of the four side plates 13, 14, 15, 16 described above, the side plate 13 and the side plate 15 that are arranged on the left and right sides when viewed from the front have leg portions 13a for installation on the ground at the left and right sides of the lower side of each side plate. Attached to each end. Similarly, on the side plate 13 and the side plate 15, a leg portion 13b for installation on the ground is attached to the center of the lower portion of each side plate via an L-shaped bracket 13c. The leg portion 13b can change the contact surface (installation surface) in the vertical direction according to the terrain to be installed.
また、天板１２の上方には、断熱性能を有する材料で構成された略方形の遮熱板１９が天板１２と平行となる姿勢で配置されており、この遮熱板１９は、その四隅付近が遮熱板取付吸盤１９ａおよびコの字型の遮熱板取付金具１９ｂを介して天板１２に支持されている。このことにより、遮熱板１９は、遮熱板取付吸盤１９ａの作用によって天板１２から着脱可能となっている。また、遮熱板１９には太陽電池モジュール５０が載置されている。 Above the top plate 12, a substantially square heat shield plate 19 made of a material having heat insulation performance is disposed in a posture parallel to the top plate 12, and the heat shield plate 19 has four corners. The vicinity is supported by the top plate 12 through a heat shield mounting suction cup 19a and a U-shaped heat shield mounting bracket 19b. As a result, the heat shield plate 19 can be attached to and detached from the top plate 12 by the action of the heat shield plate mounting suction cup 19a. A solar cell module 50 is placed on the heat shield plate 19.
また、振動レベル計２０と右側の側板１５との間には板状の緩衝材１８ｅが配置され、バッテリ４０と前側の側板１４との間には板状の緩衝材１８ｆが配置され、バッテリ４０と天板１２との間にはブロック状の緩衝材１８ｇが配置され、データロガー２０と天板１２との間には板状の２つの緩衝材１８ｈが配置されている。 Further, a plate-shaped cushioning material 18 e is disposed between the vibration level meter 20 and the right side plate 15, and a plate-shaped cushioning material 18 f is disposed between the battery 40 and the front side plate 14. Between the data logger 20 and the top plate 12, two plate-shaped cushioning materials 18h are arranged between the top plate 12 and the block.
［列車による地盤振動を測定する例（１）の説明］
次に、地盤振動計測装置１を用いて列車による地盤振動を測定する例（１）を図６（ａ）を参照して説明する。なお、図６（ａ）は列車による地盤振動を測定する様子を示す説明図（１）である。
[Description of example (1) of measuring ground vibration due to train]
Next, an example (1) of measuring ground vibration due to a train using the ground vibration measuring device 1 will be described with reference to FIG. In addition, Fig.6 (a) is explanatory drawing (1) which shows a mode that the ground vibration by a train is measured.
本例は１測線２測点で３時間計測する例であり、３台の地盤振動計測装置１を用いて測定を行う。
（１）まず、計測車より地盤振動計測装置１を各測点に運搬して設置する。具体的には、鉄道線路に対して直交する測線上に２つの測点（測点No.１、測点No.２）を設定する。なお、本実施形態では、２つの測点が鉄道線路に対して直交する測線上で互いに２５ｍ離れる、線路中心から２５ｍ、５０ｍの２地点に設定される。また、鉄道線路に近い方の測点No.１から鉄道線路に沿って１００ｍ程離れた場所に上下線判定用測点を設定し、この上下線判定用測点にも地盤振動計測装置１を設置する。
This example is an example of measuring for 3 hours at one measuring line and two measuring points, and the measurement is performed using the three ground vibration measuring devices 1.
(1) First, the ground vibration measuring device 1 is transported from each measuring vehicle to each measuring point and installed. Specifically, two measurement points (station No. 1 and station No. 2) are set on a survey line orthogonal to the railway track. In this embodiment, two measurement points are set at two points 25 m and 50 m from the track center, which are 25 m away from each other on a measurement line orthogonal to the railway track. In addition, a station for determining the vertical line is set at a location about 100 m away from the station No. 1 closer to the railroad track along the railroad track, and the ground vibration measuring device 1 is installed at the station for determining the vertical line. Install.
（２）続いて、各地盤振動計測装置１の電源を入れ、測定を開始する。
（３）測定中は１名の計測要員（兼監視員）が、各地盤振動計測装置１が盗難に遭ったり車両等に触車したりしないよう巡回しながら警備を行う。この間、各地盤振動計測装置１が自動的に地盤振動を計測して記録する。
(2) Subsequently, the local panel vibration measuring device 1 is turned on to start measurement.
(3) During the measurement, one measurement person (also a monitoring person) guards while patroling the local panel vibration measuring device 1 so as not to be stolen or touch the vehicle. During this time, the local vibration measuring device 1 automatically measures and records the ground vibration.
（４）測定時間が終了したら、各地盤振動計測装置１の電源をオフにし、測定を終了する。
（５）各地盤振動計測装置１を計測車へ運搬し作業を終了する。
(4) When the measurement time is finished, the power of the local panel vibration measuring device 1 is turned off and the measurement is finished.
(5) The local panel vibration measuring device 1 is transported to the measuring vehicle and the operation is completed.
この間の作業時間は、準備作業（（１）と（２））が約２０分（従来は１時間）、測定時間（３）が３時間（従来と同じ）、撤去時間（（４）と（５））が約１０分（従来：３０分）である。また、作業人員は、監視員を兼ねる計測要員が１名（従来は計測要員が１名と列車見張員が１名の計２名）である。 During this period, the preparation work ((1) and (2)) is about 20 minutes (1 hour in the past), the measurement time (3) is 3 hours (same as before), the removal time ((4) and ( 5)) is about 10 minutes (conventional: 30 minutes). Further, the number of workers is one measuring staff who also serves as a monitoring staff (previously, two measuring staff, one measuring staff and one train guard).
さらに、次の（６）〜（９）の手順にて、計測した測定データの整理を行う。
（６）通過列車の振動レベルの算出
測定した振動加速度データからＪＩＳで定められた計算式を用いて振動レベルを算出する。この際、算出した振動レベルの最大値を読み取る。
（７）通過列車の上下線の別を判定
測点No.１に設置された地盤振動計測装置１による測定データと、上下線判定用測点に設置された地盤振動計測装置１による測定データとから、通過列車の上下線の別を判定する。具体的には、測点No.１に設置された地盤振動計測装置１が、判定プログラムを実行し、上記２台の地盤振動計測装置１のうちどちらが同一の列車を先に検出したかを判定することで、通過列車の上下線の別を判定する。なお、上述の判定を測点No.２に設置された地盤振動計測装置１や上下線判定用測点に設置された地盤振動計測装置１などが行ってもよい。
（８）通過列車の速度を算出
測点No.１〜測点No.２に設置された地盤振動計測装置１による測定データから、次の（Ａ）〜（Ｃ）のような手法により通過列車の速度を算出する。なお、このような演算については振動レベル計２０が行ってもよいし、パーソナルコンピュータのような演算機器にて行ってもよい。
Furthermore, the measured measurement data is organized according to the following procedures (6) to (9).
(6) Calculation of vibration level of passing train The vibration level is calculated from the measured vibration acceleration data using a formula defined by JIS. At this time, the maximum value of the calculated vibration level is read.
(7) Judgment of the upper and lower lines of the passing train Measurement data by the ground vibration measurement device 1 installed at the station No. 1 and measurement data by the ground vibration measurement device 1 installed at the station for the upper and lower line judgment From the above, determine whether the passing train is different from the upper and lower lines. Specifically, the ground vibration measuring device 1 installed at the measurement point No. 1 executes the determination program, and which of the two ground vibration measuring devices 1 detects the same train first is determined. By doing so, it is determined whether the upper and lower lines of the passing train. The above-described determination may be performed by the ground vibration measurement device 1 installed at the measurement point No. 2 or the ground vibration measurement device 1 installed at the vertical line determination measurement point.
(8) Calculate the speed of the passing train From the measurement data by the ground vibration measuring device 1 installed at the station No.1 to the station No.2, the passing train by the following methods (A) to (C) Calculate the speed of. Such calculation may be performed by the vibration level meter 20 or may be performed by an arithmetic device such as a personal computer.
（Ａ）測定データを周波数分析し、卓越振動数の周波数間隔から通過列車の速度を算出する。
（Ｂ）測定データから、ピーク値波形の自己相関関数を計算することでピーク値間の時間間隔を得て、通過列車の速度を算出する。
(A) The frequency of the measurement data is analyzed, and the speed of the passing train is calculated from the frequency interval of the dominant frequency.
(B) The time interval between peak values is obtained by calculating the autocorrelation function of the peak value waveform from the measurement data, and the speed of the passing train is calculated.
（Ｃ）測定した列車による振動波形と列車速度ごとに軸距一定により予め算出した振動波形とを照合することで列車速度を算出する。
（９）一覧表作成
（６）にて算出した振動レベルの最大値を表に記録する。また、（７）で判定した通過列車の上下線の別を通過列車ごとに表に記録する。さらに、（８）で算出した通過列車の速度を通過列車ごとに表に記録する。なお、この一覧表作成はプログラムによって自動的に行われる。
(C) The train speed is calculated by collating the measured vibration waveform of the train with the vibration waveform calculated in advance for each train speed with a constant axle distance.
(9) Creating a list The maximum value of the vibration level calculated in (6) is recorded in a table. Further, the difference between the upper and lower lines of the passing train determined in (7) is recorded in a table for each passing train. Furthermore, the speed of the passing train calculated in (8) is recorded in a table for each passing train. This list is automatically created by the program.
［列車による地盤振動を測定する例（２）の説明］
次に、地盤振動計測装置１を用いて列車による地盤振動を測定する例（２）を図６（ａ）を参照して説明する。なお、図６（ｂ）は列車による地盤振動を測定する様子を示す説明図（２）である。
[Description of example (2) of measuring ground vibration due to train]
Next, an example (2) of measuring ground vibration due to a train using the ground vibration measuring device 1 will be described with reference to FIG. In addition, FIG.6 (b) is explanatory drawing (2) which shows a mode that the ground vibration by a train is measured.
本例は４測線１測点で１５時間計測する例であり、４台の地盤振動計測装置１を用いて測定を行う。
（１）まず、計測車より地盤振動計測装置１を各測点に運搬して設置する。具体的には、鉄道線路に対して直交する４本の測線上に各１つの測点（測点No.１、測点No.２、測点No.３、測点No.４）を設定する。なお、これら４つの測点は鉄道線路に沿って互いに十分に離れるように設定され、本実施形態では、４つの測点が鉄道線路に沿って互いに５００〜１０００ｍ（１ｋｍ）離れるように設定される。なお、この４測線１測点の例では、上述の１測線２測点の例とは異なり、上下線判定用測点を設定しない。
This example is an example in which measurement is performed for 15 hours at one measurement point on four measurement lines, and measurement is performed using four ground vibration measurement devices 1.
(1) First, the ground vibration measuring device 1 is transported from each measuring vehicle to each measuring point and installed. Specifically, one station (Station No. 1, Station No. 2, Station No. 3, Station No. 4) is set on each of four survey lines orthogonal to the railway track. To do. These four measuring points are set so as to be sufficiently separated from each other along the railway track. In the present embodiment, the four measuring points are set so as to be separated from each other by 500 to 1000 m (1 km) along the railway track. . Note that, in this example of four measuring lines and one measuring point, unlike the above-described example of one measuring line and two measuring points, no up / down line determination measuring point is set.
（２）続いて、各地盤振動計測装置１の電源を入れ、測定を開始する。
（３）測定中は４名の監視員が各地盤振動計測装置１をそれぞれ担当し、各地盤振動計測装置１が盗難に遭ったり車両等に触車したりしないよう警備を行う。この間、各地盤振動計測装置１が自動的に地盤振動を計測して記録する。
(2) Subsequently, the local panel vibration measuring device 1 is turned on to start measurement.
(3) During the measurement, four monitoring staff members are in charge of the local panel vibration measuring device 1 to guard against the local panel vibration measuring apparatus 1 from being stolen or touching a vehicle or the like. During this time, the local vibration measuring device 1 automatically measures and records the ground vibration.
（４）測定時間が終了したら、各地盤振動計測装置１の電源をオフにし、測定を終了する。
（５）各地盤振動計測装置１を計測車へ運搬し作業を終了する。
(4) When the measurement time is finished, the power of the local panel vibration measuring device 1 is turned off and the measurement is finished.
(5) The local panel vibration measuring device 1 is transported to the measuring vehicle and the operation is completed.
この間の作業時間は、準備作業（（１）と（２））が約４０分（従来は各装置ごとに１時間の計４時間）、測定時間（３）が１５時間（従来と同じ）、撤去時間（（４）と（５））が約２０分（従来：３０分）である。また、作業人員は、監視員を兼ねる計測要員４名と巡回員１名とを二交代制として計１０名（従来は計測要員４名と列車見張員４名とを二交代制として計１６名）である。 The work time during this period is approximately 40 minutes for the preparatory work ((1) and (2)) (previously, 1 hour for each device for a total of 4 hours), measurement time (3) is 15 hours (same as before) The removal time ((4) and (5)) is about 20 minutes (conventional: 30 minutes). In addition, there are a total of 10 workers with two shifts consisting of 4 measurement personnel who also serve as surveillance personnel and 1 patrolman (previously, a total of 16 shifts consisting of 4 measurement personnel and 4 train guards). ).
さらに、次の（６）〜（９）の手順にて、計測した測定データの整理を行う。
（６）通過列車の振動レベルの算出
測定した振動加速度データからＪＩＳで定められた計算式を用いて振動レベルを算出する。この際、算出した振動レベルの最大値を読み取る。
（７）通過列車の上下線の別を判定
測点No.１〜測点No.４に設置された地盤振動計測装置１のうちの任意の２台による測定データから、通過列車の上下線の別を判定する。具体的には、任意の２台の地盤振動計測装置１のうちの一方が、判定プログラムを実行し、任意の２台の地盤振動計測装置１のうちどちらが同一の列車を先に検出したかを判定することで、通過列車の上下線の別を判定する。なお、上述の判定を任意の２台の地盤振動計測装置１のうちの他方や他の地盤振動計測装置１などが行ってもよい。
（８）通過列車の速度を算出
測点No.１〜測点No.４に設置された４台の地盤振動計測装置１による測定データから、次の（Ａ）〜（Ｃ）のような手法により通過列車の速度を算出する。なお、このような演算については振動レベル計２０が行ってもよいし、パーソナルコンピュータのような演算機器にて行ってもよい。
Furthermore, the measured measurement data is organized according to the following procedures (6) to (9).
(6) Calculation of vibration level of passing train The vibration level is calculated from the measured vibration acceleration data using a formula defined by JIS. At this time, the maximum value of the calculated vibration level is read.
(7) Judgment of the upper and lower lines of the passing train From the measurement data by any two of the ground vibration measuring devices 1 installed at the station No. 1 to the station No. 4, the upper and lower lines of the passing train Determine another. Specifically, one of the arbitrary two ground vibration measuring devices 1 executes the determination program, and which of the two arbitrary ground vibration measuring devices 1 detects the same train first. By determining, the distinction between the upper and lower lines of the passing train is determined. Note that the above-described determination may be performed by the other of the two ground vibration measurement devices 1 or another ground vibration measurement device 1.
(8) Calculate the speed of the passing train From the measurement data obtained by the four ground vibration measuring devices 1 installed at station No. 1 to station No. 4, the following methods (A) to (C) To calculate the speed of the passing train. Such calculation may be performed by the vibration level meter 20 or may be performed by an arithmetic device such as a personal computer.
（Ａ）測定データを周波数分析し、卓越振動数の周波数間隔から通過列車の速度を算出する。
（Ｂ）測定データから、ピーク値波形の自己相関関数を計算することでピーク値間の時間間隔を得て、通過列車の速度を算出する。
(A) The frequency of the measurement data is analyzed, and the speed of the passing train is calculated from the frequency interval of the dominant frequency.
(B) The time interval between peak values is obtained by calculating the autocorrelation function of the peak value waveform from the measurement data, and the speed of the passing train is calculated.
（Ｃ）測定した列車による振動波形と列車速度ごとに軸距一定により予め算出した振動波形とを照合することで列車速度を算出する。
（９）一覧表作成
（６）にて算出した振動レベルの最大値を表に記録する。また、（７）で判定した通過列車の上下線の別を通過列車ごとに表に記録する。さらに、（８）で算出した通過列車の速度を通過列車ごとに表に記録する。なお、この一覧表作成はプログラムによって自動的に行われる。
(C) The train speed is calculated by collating the measured vibration waveform of the train with the vibration waveform calculated in advance for each train speed with a constant axle distance.
(9) Creating a list The maximum value of the vibration level calculated in (6) is recorded in a table. Further, the difference between the upper and lower lines of the passing train determined in (7) is recorded in a table for each passing train. Furthermore, the speed of the passing train calculated in (8) is recorded in a table for each passing train. This list is automatically created by the program.
［第一実施形態の効果］
（１）このように第一実施形態の地盤振動計測装置１によれば、振動レベル計２０が、鉄道車両が鉄道線路を走行する際に発生する地盤振動を計測し、データロガー３０が、振動レベル計２０によって計測された地盤振動を示すデータを記録する。そして、バッテリ４０が電力を蓄積し、蓄積した電力を振動レベル計２０およびデータロガー３０へ予め設定された測定期間の間供給する。また、これら振動レベル計２０、データロガー３０およびバッテリ４０は収納ケース１０の収納部１７に収納される。収納ケース１０は、鉄道線路の近傍に設置可能であり、収納ケース１０の収納部１７は防水性能を有し、その内部には振動レベル計２０と、データロガー３０と、バッテリ４０と、太陽電池充電コントローラ６０と、ヒューズホルダ７０とが収納される。
[Effect of the first embodiment]
(1) Thus, according to the ground vibration measuring apparatus 1 of the first embodiment, the vibration level meter 20 measures the ground vibration generated when the railway vehicle travels on the railway track, and the data logger 30 vibrates. Data indicating the ground vibration measured by the level meter 20 is recorded. The battery 40 accumulates electric power, and supplies the accumulated electric power to the vibration level meter 20 and the data logger 30 for a preset measurement period. The vibration level meter 20, the data logger 30, and the battery 40 are stored in the storage portion 17 of the storage case 10. The storage case 10 can be installed in the vicinity of the railroad track, and the storage part 17 of the storage case 10 has a waterproof performance, and inside thereof, a vibration level meter 20, a data logger 30, a battery 40, and a solar cell are provided. The charge controller 60 and the fuse holder 70 are accommodated.
このことにより、当該地盤振動計測装置１を野外に設置可能とするとともに、次のような作用効果を奏する。
（１−１）地盤振動計測装置１が自動で長時間連続して列車による地盤振動を計測するので、人的問題による誤差が発生することを防ぐことができる。
As a result, the ground vibration measuring device 1 can be installed outdoors, and the following operational effects can be obtained.
(1-1) Since the ground vibration measuring apparatus 1 automatically and continuously measures the ground vibration due to the train, it is possible to prevent an error due to a human problem from occurring.
（１−２）従来の測定装置を設置する際に不可欠であったピックアップと計測機器との間を接続するケーブル類の配線作業が不要となるため、設置撤去作業の時間が縮小される。 (1-2) Since the wiring work of cables for connecting between the pickup and the measuring instrument, which is indispensable when installing the conventional measuring apparatus, becomes unnecessary, the time required for the installation and removal work is reduced.
（１−３）短時間におけるデータ精度については従来の計測手法と同等の精度を維持することができるとともに、長時間の計測実施でも測定精度が低下することがなく、定常的な計測が可能である。 (1-3) The accuracy of the data in a short time can be maintained at the same level as that of the conventional measurement method, and the measurement accuracy does not deteriorate even when the measurement is performed for a long time, and a steady measurement is possible. is there.
（１−４）従来の計測では計測実施に２名以上の計測要員を必要としていたのに対して、当該地盤振動計測装置１によれば、地盤振動、列車速度、列車が走行する上下線の区別（上下線別は２台必要）の３項目の計測を計測要員が常時居なくても可能となるため、経済的効果があり、同時に複数点の計測を実施する際には、計測のため常駐する人員が減少するため、さらに効率的に作業が行える。 (1-4) Whereas the conventional measurement requires two or more measurement personnel to perform the measurement, according to the ground vibration measuring device 1, the ground vibration, the train speed, the upper and lower lines on which the train travels Since it is possible to measure three items of distinction (two are required for each vertical line) even if there are no measurement personnel at all times, there is an economic effect, and when measuring multiple points at the same time, for measurement Since the number of resident personnel is reduced, the work can be performed more efficiently.
（１−５）長時間連続したデータを取得することで、データの取り逃しがなく、対象外のデータをデータ整理時に評価することが可能となる。
したがって、走行列車から継続的に放射される電波の電界強度を利用する必要がないために天候気象などの外部条件に左右されにくく、列車による地盤振動を長時間連続して計測可能でコンパクト化された地盤振動計測装置１を提供することができる。
(1-5) By acquiring continuous data for a long time, it is possible to evaluate data at the time of data organization without missing data.
Therefore, since it is not necessary to use the electric field strength of radio waves continuously radiated from the running train, it is less affected by external conditions such as weather and weather, and the ground vibrations due to the train can be measured continuously for a long time. The ground vibration measuring device 1 can be provided.
（２）また、第一実施形態の地盤振動計測装置１によれば、収納ケース１０の収納部１７が接地面（設置面）よりも上方にあるので、雨天にも左右されずに、列車による地盤振動を長時間連続して計測することができる。 (2) Moreover, according to the ground vibration measuring device 1 of the first embodiment, the storage part 17 of the storage case 10 is located above the grounding surface (installation surface), so that it does not depend on rainy weather but depends on the train. Ground vibration can be measured continuously for a long time.
（３）また、第一実施形態の地盤振動計測装置１によれば、太陽電池モジュール５０および太陽電池充電コントローラ６０を備え、太陽光エネルギーを電気に変換するこの太陽電池モジュール５０で発電された電力が、太陽電池充電コントローラ６０を通ってバッテリ４０に供給され、バッテリ４０に蓄積される。なお、太陽光エネルギー以外の自然エネルギーを電気に変換してバッテリ４０に蓄積するようにしてもよい。一例を挙げると、風力発電装置を備え、風力エネルギーを電気に変換するといった具合である。 (3) Moreover, according to the ground vibration measuring device 1 of 1st embodiment, it was equipped with the solar cell module 50 and the solar cell charge controller 60, and was generated with this solar cell module 50 which converts solar energy into electricity. Is supplied to the battery 40 through the solar battery charge controller 60 and stored in the battery 40. Note that natural energy other than solar energy may be converted into electricity and stored in the battery 40. For example, a wind power generator is provided, and wind energy is converted into electricity.
このことにより、振動レベル計２０およびデータロガー３０を駆動するために必要な消費電力の一部またはすべてを発電で賄うことができ、列車による地盤振動をさらに長時間連続して計測することができる。また、上述のバッテリ４０の電力容量を小さくし、その分バッテリ４０を小型化することも可能であり、その場合、収納ケース１０の収納部１７の容積を小さくすることもできる。 As a result, part or all of the power consumption required to drive the vibration level meter 20 and the data logger 30 can be covered by power generation, and the ground vibration due to the train can be continuously measured for a longer time. . Further, the power capacity of the battery 40 described above can be reduced, and the battery 40 can be downsized accordingly. In this case, the volume of the storage portion 17 of the storage case 10 can be reduced.
（４）また、第一実施形態の地盤振動計測装置１によれば、データロガー３０が、省電力化および省データ量化を目的として、取得したデータを一つのデータとして構成してＡ／Ｄ変換するとともに、データ形式をバイナリー形式（従来はアスキー形式）としている。なお、サンプリング周波数は１．０ｋＨｚ（従来は１．５ｋＨｚ）である。このことにより、データを記憶する容量を少なくすることができ、バッテリ４０の容量を従来と同様としても連続１０日間の計測が可能となる。 (4) Further, according to the ground vibration measuring apparatus 1 of the first embodiment, the data logger 30 configures the acquired data as one data for the purpose of power saving and data saving, and performs A / D conversion. In addition, the data format is a binary format (conventional ASCII format). The sampling frequency is 1.0 kHz (conventional 1.5 kHz). As a result, the capacity for storing data can be reduced, and measurement for 10 consecutive days is possible even if the capacity of the battery 40 is the same as that of the conventional one.
（４）また、第一実施形態の地盤振動計測装置１によれば、測点に設置された地盤振動計測装置１による測定データから通過列車の速度を算出するので、通過列車の速度を、人手を必要とせずに精度良く算出することができる。 (4) Moreover, according to the ground vibration measuring device 1 of the first embodiment, the speed of the passing train is calculated from the measurement data obtained by the ground vibration measuring device 1 installed at the measurement point. Can be calculated accurately without the need for.
１…地盤振動計測装置、１０…収納ケース、１１…底板、１１ａ…挿通孔、１１ｂ…ケーブルクランプ、１２…天板、１３，１４，１５，１６…側板、１３ａ，１３ｂ…設置部、１３ｃ…ブラケット、１６ａ…挿通孔、１６ｂ…ケーブルクランプ、１７…収納部、１８ａ…取付ベース（メイン）、１８ｂ…スペーサ、１８ｃ…取付ベース（サブ）、１８ｄ…スペーサ、１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ…緩衝材、１９…遮熱板、１９ａ…遮熱板取付吸盤、１９ｂ…遮熱板取付金具、２０…振動レベル計、２１…ピックアップ、２２…ケーブル、３０…データロガー、３１…ＣＦカード、４０…バッテリ、５０…太陽電池モジュール、５１…ケーブル、６０…太陽電池充電コントローラ、７０…ヒューズホルダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ground vibration measuring device, 10 ... Storage case, 11 ... Bottom plate, 11a ... Insertion hole, 11b ... Cable clamp, 12 ... Top plate, 13, 14, 15, 16 ... Side plate, 13a, 13b ... Installation part, 13c ... Bracket, 16a ... insertion hole, 16b ... cable clamp, 17 ... storage part, 18a ... mounting base (main), 18b ... spacer, 18c ... mounting base (sub), 18d ... spacer, 18e, 18f, 18g, 18h ... buffer 19: heat shield plate, 19a: heat shield plate suction cup, 19b: heat shield plate fitting, 20 ... vibration level meter, 21 ... pickup, 22 ... cable, 30 ... data logger, 31 ... CF card, 40 ... Battery, 50 ... solar cell module, 51 ... cable, 60 ... solar cell charge controller, 70 ... fuse holder
Claims (9)
前記振動レベル計から出力されたデータを記録するデータレコーダと、
電力を蓄積し、蓄積した電力を少なくとも前記振動レベル計および前記データレコーダへ予め設定された測定期間の間供給する電源部と、
防水性能を有し、少なくとも前記振動レベル計、前記データレコーダおよび前記電源部をその内部に収納可能な収納部を有し、前記鉄道線路の近傍に設置可能な収納ケースと、
を備えることを特徴とする地盤振動計測装置。 A vibration level meter that measures the ground vibration that occurs when a railway vehicle travels on a railroad track and outputs data indicating the measurement result,
A data recorder for recording data output from the vibration level meter;
A power supply unit that accumulates electric power and supplies the accumulated electric power to at least the vibration level meter and the data recorder for a preset measurement period;
A storage case having waterproof performance, having a storage unit capable of storing at least the vibration level meter, the data recorder and the power supply unit therein, and capable of being installed in the vicinity of the railroad track,
A ground vibration measuring device comprising:
前記収納ケースは、前記収納部内部にて少なくとも前記振動レベル計、前記データレコーダおよび前記電源部が載置される載置面が、前記収納ケースが設置される設置面よりも上方に位置するよう構成されていることを特徴とする地盤振動計測装置。 In the ground vibration measuring device according to claim 1,
In the storage case, the mounting surface on which at least the vibration level meter, the data recorder, and the power supply unit are mounted is positioned above the installation surface on which the storage case is installed. A ground vibration measuring device characterized by being configured.
太陽光エネルギーを電気に変換し、その変換した電気を前記電源部に供給する発電部を備えることを特徴とする地盤振動計測装置。 In the ground vibration measuring device according to claim 1 or 2,
A ground vibration measuring apparatus comprising a power generation unit that converts sunlight energy into electricity and supplies the converted electricity to the power supply unit.
前記データレコーダは、前記振動レベル計から出力されたデータを一つのデータとして構成して記録することを特徴とする地盤振動計測装置。 In the ground vibration measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The ground recorder measures and records the data output from the vibration level meter as one piece of data.
前記データレコーダは、前記振動レベル計から出力されたデータをバイナリー形式で記録することを特徴とする地盤振動計測装置。 In the ground vibration measuring device according to any one of claims 1 to 4,
The data recorder records the data output from the vibration level meter in a binary format, and is a ground vibration measuring device.
前記データレコーダは、前記振動レベル計から出力されたデータを周波数１．０ｋＨｚでサンプリングして記録することを特徴とする地盤振動計測装置。 In the ground vibration measuring device according to any one of claims 1 to 5,
The data recorder records and outputs data output from the vibration level meter by sampling at a frequency of 1.0 kHz.
前記振動レベル計から出力されたデータを分析することで前記鉄道車両の走行速度を算出する速度算出部を備えることを特徴とする地盤振動計測装置。 In the ground vibration measuring device according to any one of claims 1 to 6,
A ground vibration measuring apparatus comprising a speed calculating unit that calculates a traveling speed of the railway vehicle by analyzing data output from the vibration level meter.
前記速度算出部は、前記振動レベル計から出力されたデータを周波数分析することで前記鉄道車両の走行速度を算出することを特徴とする地盤振動計測装置。 In the ground vibration measuring device according to claim 7,
The speed calculation unit calculates the traveling speed of the railway vehicle by performing frequency analysis on data output from the vibration level meter.
前記速度算出部は、前記振動レベル計から出力されたデータに基づき自己相関関数を計算することで前記鉄道車両の走行速度を算出することを特徴とする地盤振動計測装置。 In the ground vibration measuring device according to claim 7,
The ground vibration measurement apparatus, wherein the speed calculation unit calculates a traveling speed of the railway vehicle by calculating an autocorrelation function based on data output from the vibration level meter.
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