JP2011109743A - パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置 - Google Patents
パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011109743A JP2011109743A JP2009259532A JP2009259532A JP2011109743A JP 2011109743 A JP2011109743 A JP 2011109743A JP 2009259532 A JP2009259532 A JP 2009259532A JP 2009259532 A JP2009259532 A JP 2009259532A JP 2011109743 A JP2011109743 A JP 2011109743A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- trolley wire
- wear
- sliding plate
- acceleration signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
【解決手段】 パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知装置は、トロリ線1の上下及び/又は左右方向の加速度を測定するセンサ10と、センサ10で計測された加速度信号を伝達する信号線13と、伝達された加速度信号を処理・判定する手段14、16と、を備える。トロリ線1の上下及び/又は左右方向の加速度を測定した加速度信号を処理して加速度評価値を得、評価値が所定の閾値を超えた場合に、トロリ線1の下の軌道を通過した電車20のパンタグラフの摺り板21に段付摩耗が生じていると判定する。
【選択図】 図1
Description
具体的には、左右方向の加速度信号の標準偏差を評価値とし、この値が所定の閾値を超えた場合に、段付摩耗が発生したことを検知する。
なお、インパルス状の波形出現を検知する方法には、クルトシス(波形の4次モーメント)以外に、より高次のモーメント量を利用することも可能である。
なお、着目する左右方向のトロリ線自由振動として、上記振動モードよりも高次のモードに着目してもよい。
複数個所の加速度信号を測定すると、より確実に段付摩耗を検知できる。この場合、全ての計測点で検知結果が異常であった場合に異常と判定してもよく、1か所でも検知結果が異常であった場合に異常と判定してもよい。または、複数個の計測点のうちの特定の数のセンサが検知した場合に異常とすることもできる。これらの点については、架線設備状況やパンタグラフの使用状況を考慮して選択する。
なお、着目するトロリ線左右振動の固有振動数の周波数が、トロリ線上下振動の最も低次の固有振動数よりも低い場合には、前記バンドパスフィルタの替わりにローパスフィルタを適用することもできる。
まず、図1、図4を参照しつつトロリ線の設備の概要を説明する。
図1(A)に示すように、トロリ線1は、支柱に取り付けられた支持滑車で吊り下げられた吊架線2に、ハンガ3によって支持されている。また、トロリ線1は、図4に示すように、平面内において、所定の位置で屈曲するように曲線引き金具(図示されず)によって支持されており、全体としてレール方向において左右にジグザグに蛇行するように配線されている。一般に、左右方向の偏位幅Wは400〜500mm程度であり、ジグザグの周期は80〜300m程度である。
パンタグラフは、電車車両20の屋根に碍子23を介して設置された台枠24に搭載されている。パンタグラフは、舟体25と、この舟体25を台枠23に昇降可能に支持する枠組26を有する。摺り板21は舟体25に支持されており、舟体25は枠組26の上端に取り付けられた舟支え28に復元バネ27により支持されている。摺り板21はこの復元バネ27の弾性力でトロリ線1に押し付けられている。
図2(A)に示すように、トロリ線1が摺り板21の平坦部21aから凹部21bへ移行する場合には、トロリ線1には上下方向の衝撃がかかり、トロリ線1の上下加速度と左右加速度にインパルス状の信号が発生する。
一方、図2(B)に示すように、トロリ線1が摺り板21の凹部21bから平坦部21aへ移行した直後には、トロリ線1が凹部21bの側壁に押圧されていた状態から解放されるので、弦が弾かれたような状態となり、トロリ線1に左右方向の自由振動が発生する。
本発明では、トロリ線1の加速度を計測するために、車両20の摺り板21が摺動するトロリ線1にセンサ10を取り付ける。センサ10は、図1(B)に示すように、トロリ線1の上下方向加速度を計測する加速度計10Aと左右方向加速度を計測する加速度計10Bからなる。一般的には、加速度計は感度方向が決まっているので、同じ加速度計を各々感度方向が上下方向及び左右方向となるように配置すればよい。図1(B)に示すように、加速度計10A、10Bは、トロリ線1に取り付けられた支持部材11に絶縁部材12を介して固定することができる。
クルトシスとは、データXiが平均値の回りに集中している度合いを示す尺度であり、平均値の回りの4次モーメントを標準偏差δで正規化したものである。クルトシスKは数1で表わされる。
なお、トロリ線の左右加速度についても同様に評価することができるが、必ずしも行う必要はない。この場合、Nや閾値が変わる場合もある。
トロリ線の上下方向又は左右方向の加速度が閾値を超えた場合に、異常と判定する。
図3(A)に測定例のグラフを示す。グラフの縦軸はトロリ線の加速度を示し、横軸は時間を示す。グラフに示すように、ある時点で急激に加速度が発生している。この加速度が所定の閾値を超えた場合に異常と判定する。
トロリ線の上下方向又は左右方向の加速度信号の短時間フーリエ変換結果の時間毎に特定の周波数帯のパワーが一定の閾値を超えた場合に、異常と判断する。
図3(B)に測定例のグラフを示す。グラフの縦軸は周波数を示し、横軸は時間を示す。色が青いほどパワーが小さく、赤いほどパワーが大きい。図の四角で囲んだ周波数帯域(200Hz〜950Hz)のパワーが一定の閾値を超えた場合に、異常と判定する。この例では、図に示すように、四角で囲まれた領域内に赤く表示される部分が多く含まれている。
トロリ線の左右方向と上下方向の固有振動数は、トロリ線の各種定数(線密度、張力、引留構造、ハンガ間隔、支持点間隔など)によって決まる。左右方向の加速度信号から、トロリ線の隣接する曲線引き金具間を半波長とし、かつ、トロリ線の左右方向の振動が卓越する振動モードの固有振動数の周波数のみを透過するバンドパスフィルタを用いて、左右振動の固有振動数の周波数帯域の加速度を検出する。この加速度信号Xiの標準偏差δを以下の式で求め、得られた値が閾値を超えた場合に異常と判断する。
なお、上記の例では、隣接する曲線引き金具間を半波長とする振動モードに注目したが、隣接する支持点間やハンガ間を半波長とするような振動モードに注目してもよい。検討例としては、サンプリング周波数を2kHzとし、データ数(N)=800の場合、左右加速度の標準偏差の閾値を0.5とする。この場合、得られた値が>18の場合、異常と判断する。実験例は後述する。
トロリ線の上下方向及び左右方向の固有振動数は条件により異なるが、今回の検討例では、上下加速度の固有振動数は、3.9Hz,9.8Hz,11.7Hz、・・・であり、左右加速度の固有振動数は、5.4Hz,7.3Hz,10.3Hx,・・・であった。この結果から、通過帯域が5.0Hz〜8.0Hzのバンドパスフィルタを適用できる。このようなバンドパスフィルタを使用することにより、左右方向の自由振動を効率よく検知できる。
なお、着目するトロリ線左右振動の周波数が、トロリ線上下振動も最も低次の振動モードの固有振動数よりも低い場合には、バンドパスフィルタの替わりにローパスフィルタを適用することもできる。
また、ハンガ本数を増やす、曲線引き金具の設置間隔を広げるなどにより、トロリ線の上下と左右の固有振動数をずらしておく方法もある。
複数の計測点を設ける場合は、図4(A)に示すように、隣接する支柱5間の区間に複数の加速度計10を設置してもよく、図4(B)に示すように、支柱を挟んだ複数の区間に複数の加速度計10をまたがって設置してもよい。ただし、いずれの場合も、前述のようにトロリ線1は所定の位置で屈曲してジグザグに配置されているため、レール方向において、摺り板の有効偏位幅W内に分布して配置する。
図4(A)は、図1(A)と同様に、支柱5に測定器14を設置した例を示す。
あるいは、図4(B)に示すように、センサ10に信号処理機能を備えさせ、センサネットワーク17などにより信号を処理装置16に伝送することもできる。
所定の間隔を開けて支柱5を立設し、支柱5間に吊架線2を架け渡した。この吊架線2には、複数のドロッパ8により、補助吊架線9が架け渡されている。そして、補助吊架線9に、ハンガ3によってトロリ線1が支持されている。図5(B)に示すように、平面視において、トロリ線1はある位置で屈折するように支持されている。
グラフの上部に示す部分は、各計測点における上下方向加速度と左右方向加速度の測定結果を示す。グラフの縦軸は加速度、横軸は時間を示す。赤いラインが左右方向、黒いラインが上下方向を示す。各計測点でほぼ同様の測定結果が得られた。
グラフから、加速度信号がインパルス状となっている部分で、クルトシスが突出しており、その他の部分ではほぼ変動していない。これにより、突出した部分でトロリ線が平坦部から凹部へ移行したと判定できる。
グラフから、時間が9.418秒からやや以前のあたりで、標準偏差が増加している。その結果、この部分でトロリ線が凹部から平坦部へ移行したと判定できる。
(1)平坦部から凹部へ移行し、かつ、凹部から平坦部へ移行する場合、
(2)平坦部から凹部へ移行した場合、
(3)凹部から平坦部へ移行した場合、
のいずれの場合でも段付摩耗が発生していることを示す。いずれの場合を適用するかは、架線設備の条件や計測条件を考慮して決定する。
3 ハンガ 8 ドロッパ
9 補助吊架線
10 センサ 11 支持部材
12 絶縁部材 13 信号線
14 測定器 15 信号線(無線、光ファイバなど)
16 処理装置 17 センサネットワーク
20 車両 21 摺り板
23 碍子 24 台枠
25 舟体 26 枠組
27 復元バネ 28 舟支え
Claims (8)
- トロリ線の上下及び/又は左右方向の加速度を測定して加速度信号を得、
前記トロリ線の上下及び/又は左右方向の加速度信号に、インパルス状の波形が出現したことをもって前記トロリ線の下の軌道を通過した電車のパンタグラフの摺り板に段付摩耗が生じている(段付摩耗発生)と判定することを特徴とするパンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法。 - 前記トロリ線の左右方向の加速度信号に、前記トロリ線に左右方向の自由振動が励起されたことが出現したことをもって段付摩耗発生と判定することを特徴とする請求項1に記載のパンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法。
- 前記トロリ線の上下及び/又は左右方向の加速度信号からクルトシス(尖鋭度)指標を求め、
求めたクルトシス指標が所定の閾値を超えた場合に段付摩耗発生と判定することを特徴とする請求項1に記載のパンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法。 - 前記トロリ線の左右方向の加速度信号のうちから、前記トロリ線の隣接する曲線引き金具間を半波長とし、かつ、前記トロリ線の左右方向の振動が卓越する振動モードの左右固有振動数を含む周波数帯域にある振動数の信号を抽出し、
抽出された信号の標準偏差を求め、
求めた標準偏差が所定の閾値を超えた場合に段付摩耗発生を検知することを特徴とする請求項1に記載のパンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法。 - 前記トロリ線の複数個所において該トロリ線の上下及び/又は左右方向の加速度を測定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のパンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法。
- トロリ線の上下及び/又は左右方向の加速度を測定するセンサと、
該センサで計測された加速度信号を伝達する手段と、
該伝達手段により伝達された加速度信号を処理・判定する手段と、
を備え、
前記加速度信号に、インパルス状の波形が出現したことをもって段付き摩耗発生と判定することを特徴とするパンタグラフの摺り板の段付摩耗検知装置。 - トロリ線の上下及び/又は左右方向の加速度を測定するセンサと、
該センサで計測された加速度信号から、前記トロリ線の左右振動の固有振動数の周波数帯域の加速度信号のみを透過するバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを透過した加速度信号を伝達する手段と、
該伝達手段により伝達された加速度信号を処理・判定する手段と、
前記加速度信号に、インパルス状の波形が出現したことをもって段付き摩耗発生と判定することを特徴とするパンタグラフの摺り板の段付摩耗検知装置。 - 前記加速度を測定するセンサが複数個であることを特徴とする請求項6又は7に記載のパンタグラフの摺り板の段付摩耗検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009259532A JP5242538B2 (ja) | 2009-11-13 | 2009-11-13 | パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009259532A JP5242538B2 (ja) | 2009-11-13 | 2009-11-13 | パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011109743A true JP2011109743A (ja) | 2011-06-02 |
JP5242538B2 JP5242538B2 (ja) | 2013-07-24 |
Family
ID=44232630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009259532A Expired - Fee Related JP5242538B2 (ja) | 2009-11-13 | 2009-11-13 | パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5242538B2 (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011244663A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Railway Technical Research Institute | パンタグラフの摺り板の局所的凹部検知方法及び装置 |
JP2012065492A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Railway Technical Research Institute | パンタグラフ用舟体及びそれを有するパンタグラフ |
AT513095A1 (de) * | 2012-07-04 | 2014-01-15 | Siemens Ag Oesterreich | Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug |
JP2014031158A (ja) * | 2012-07-10 | 2014-02-20 | Sanwa Tekki Corp | トロリ線摩耗検出装置 |
JP2016192863A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | パンタグラフの異状検出装置、検出方法、及び、パンタグラフ異状検出時の対処方法 |
RU2722761C1 (ru) * | 2019-02-07 | 2020-06-03 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления |
CN112346395A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-09 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种受电弓滑板磨耗智能控制系统及方法 |
CN113348352A (zh) * | 2019-02-12 | 2021-09-03 | 日本电信电话株式会社 | 架空光缆检查方法、架空光缆检查装置以及程序 |
JP2021160684A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 三菱電機株式会社 | 鉄道システム、鉄道情報管理装置、鉄道検査支援方法、及び鉄道検査支援プログラム |
CN114659486A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-06-24 | 成都唐源电气股份有限公司 | 一种基于数字滤波的钢轨惯性波磨测量方法 |
WO2022152025A1 (zh) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 轨道列车受电弓控制方法、装置、存储介质和计算机设备 |
CN114964389A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-08-30 | 成都凯磁科技有限公司 | 一种受电弓滑板运行状态评估系统及方法 |
RU2780696C1 (ru) * | 2022-04-13 | 2022-09-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" | Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава |
CN112733976B (zh) * | 2020-12-18 | 2023-05-09 | 攀枝花容则钒钛有限公司 | 一种受电弓碳滑板磨耗检测系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006129656A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Meidensha Corp | パンタグラフすり板の摩耗検知装置 |
JP2006262543A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Railway Technical Res Inst | パンタグラフのすり板の溶損量推定方法及び装置 |
JP2008110694A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Railway Technical Res Inst | パンタグラフ接触力推定システムおよび推定方法 |
-
2009
- 2009-11-13 JP JP2009259532A patent/JP5242538B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006129656A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Meidensha Corp | パンタグラフすり板の摩耗検知装置 |
JP2006262543A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Railway Technical Res Inst | パンタグラフのすり板の溶損量推定方法及び装置 |
JP2008110694A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Railway Technical Res Inst | パンタグラフ接触力推定システムおよび推定方法 |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011244663A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Railway Technical Research Institute | パンタグラフの摺り板の局所的凹部検知方法及び装置 |
JP2012065492A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Railway Technical Research Institute | パンタグラフ用舟体及びそれを有するパンタグラフ |
AT513095A1 (de) * | 2012-07-04 | 2014-01-15 | Siemens Ag Oesterreich | Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug |
AT513095B1 (de) * | 2012-07-04 | 2015-06-15 | Siemens Ag Oesterreich | Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug |
JP2014031158A (ja) * | 2012-07-10 | 2014-02-20 | Sanwa Tekki Corp | トロリ線摩耗検出装置 |
JP2016192863A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | パンタグラフの異状検出装置、検出方法、及び、パンタグラフ異状検出時の対処方法 |
RU2722761C1 (ru) * | 2019-02-07 | 2020-06-03 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления |
CN113348352A (zh) * | 2019-02-12 | 2021-09-03 | 日本电信电话株式会社 | 架空光缆检查方法、架空光缆检查装置以及程序 |
CN113348352B (zh) * | 2019-02-12 | 2024-03-19 | 日本电信电话株式会社 | 架空光缆检查方法、架空光缆检查装置以及程序 |
JP2021160684A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 三菱電機株式会社 | 鉄道システム、鉄道情報管理装置、鉄道検査支援方法、及び鉄道検査支援プログラム |
CN112346395A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-09 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种受电弓滑板磨耗智能控制系统及方法 |
CN112346395B (zh) * | 2020-10-15 | 2022-03-01 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种受电弓滑板磨耗智能控制系统及方法 |
CN112733976B (zh) * | 2020-12-18 | 2023-05-09 | 攀枝花容则钒钛有限公司 | 一种受电弓碳滑板磨耗检测系统 |
WO2022152025A1 (zh) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 轨道列车受电弓控制方法、装置、存储介质和计算机设备 |
CN114659486A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-06-24 | 成都唐源电气股份有限公司 | 一种基于数字滤波的钢轨惯性波磨测量方法 |
CN114659486B (zh) * | 2022-02-28 | 2023-09-29 | 成都唐源电气股份有限公司 | 一种基于数字滤波的钢轨惯性波磨测量方法 |
RU2780696C1 (ru) * | 2022-04-13 | 2022-09-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" | Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава |
CN114964389A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-08-30 | 成都凯磁科技有限公司 | 一种受电弓滑板运行状态评估系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5242538B2 (ja) | 2013-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5242538B2 (ja) | パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置 | |
RU2743390C2 (ru) | Система наблюдения за состоянием железнодорожного пути для обнаружения частичного или полного разрушения рельса железнодорожного пути | |
KR101298603B1 (ko) | 엘리베이터 인장 부재 모니터링 장치 | |
US20220032943A1 (en) | Road monitoring system, road monitoring device, road monitoring method, and non-transitory computer-readable medium | |
EP3219574B1 (en) | Method and system for determining a vertical profile of a rail surface | |
KR20120081158A (ko) | 철도 차량의 주행 거동을 모니터하는 방법 및 장치 | |
JP2003502624A (ja) | 走行中の車両や走行路を監視する方法および装置 | |
US20160282219A1 (en) | Leakage determination system and leakage determination method | |
JP5467932B2 (ja) | パンタグラフの摺り板の局所的凹部検知方法及び装置 | |
JP2012191778A (ja) | パンタグラフの動特性の異常検出方法 | |
US20180154914A1 (en) | Railway rail guide system | |
JP5536536B2 (ja) | パンタグラフの摺り板の局所的凹部検知方法及び装置 | |
JP4388594B2 (ja) | 鉄道車両の異常検知装置 | |
US11385110B2 (en) | Optical monitoring system | |
US11097619B2 (en) | Current collector monitoring system | |
CN108918173A (zh) | 一种检测受电弓或网线故障的方法及系统 | |
JP6322433B2 (ja) | パンタグラフ異常検知方法及び検知装置 | |
KR100948960B1 (ko) | 전차선의 접촉력 및 충격가속도 검측 시스템 | |
CN110057872A (zh) | 一种基于检测自感效应电感的缆索断丝监测方法 | |
KR20210138283A (ko) | 레일절손 검지 시스템 및 이를 이용한 레일절손 검지방법 | |
JP2011246119A (ja) | 線路異常監視方法及び装置 | |
JP6574730B2 (ja) | パンタグラフ異常検知方法及び検知装置 | |
WO2020116031A1 (ja) | 線路監視システム、線路監視装置、線路監視方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体 | |
Boffi et al. | Fiber sensor for collector strain monitoring in the pantograph-catenary interaction | |
JP5278032B2 (ja) | 直動駆動装置の異常検知方法、並びに異常検知装置およびこれを備える直動駆動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130326 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130403 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5242538 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |