JP2015141049A - Displacement acquiring apparatus, displacement acquiring method, and program - Google Patents

Displacement acquiring apparatus, displacement acquiring method, and program Download PDF

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宗正 徳永
Munemasa Tokunaga
宗正 徳永
正道 曽我部
Masamichi Sogabe
正道 曽我部
渡辺 勉
Tsutomu Watanabe
勉 渡辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a displacement acquiring apparatus of a simpler configuration that can acquire response displacements of bridges when rail cars are running.SOLUTION: A displacement acquiring apparatus comprises: a displacement detecting unit that detects the time series of displacement of bridge girders ensuing from the running of rail cars on the basis of at least either of the measured acceleration or the measured speed of the girders; a component extracting unit that extracts from the time series of the displacement the time series of static components, which are components not dependent on the motion of the rail cars; a correction quantity acquiring unit that acquires a correction quantity for the time series of the static components on the basis of extreme values of the static components in the time series; and a correcting unit that corrects the time series of the displacement of the girders detected by the displacement detecting unit on the basis of the correction quantity acquired by the correction quantity acquiring unit.

Description

本発明は、変位取得装置、変位取得方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a displacement acquisition device, a displacement acquisition method, and a program.

鉄道の橋梁において、高速列車走行時に共振現象が発生して応答が増幅する可能性がある。このため、橋梁の設計や維持管理において、動的な応答の管理が重要である。特に、PRC(Prestressed Reinforced Concrete、プレストレスト・コンクリート)技術により桁の低剛性化が可能になったことや列車の高速化に伴い、橋梁の動的な応答は増加傾向にあると考えられ、管理の重要性がさらに高まっている。
橋梁の動的な応答として、具体的には、橋梁のたわみを測定し管理することが考えられる。例えば、橋梁のたわみ測定を行って測定結果に基づく衝撃係数と設計に基づく衝撃係数とを比較することで、橋梁の安全性を評価する方法がある。
In a railway bridge, a resonance phenomenon may occur when a high-speed train is running, and the response may be amplified. Therefore, dynamic response management is important in bridge design and maintenance. In particular, the PRC (Prestressed Reinforced Concrete) technology has made it possible to reduce the rigidity of girders and the speed of trains, the dynamic response of bridges is likely to increase. The importance is further increasing.
As a dynamic response of the bridge, specifically, it is conceivable to measure and manage the deflection of the bridge. For example, there is a method for evaluating the safety of a bridge by measuring the deflection of the bridge and comparing the impact coefficient based on the measurement result with the impact coefficient based on the design.

橋梁のたわみの測定に関連して、特許文献1に記載の変位測定方法は、観測対象である橋桁ないし床版の側面をデジタルビデオカメラにより撮影する工程と、前記撮影で得た映像から所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中に画像が含まれている部材がH型鋼であり、鉛直方向の寸法が判明している所定箇所であるフランジに関し、各静止画像においてフランジを含む所定範囲の画像について二値化処理を行う工程と、二値化処理された前記所定範囲の画像においてフランジ端部を特定し、フランジ端部の各静止画像間での画素数単位の変位と前記判明している寸法とに基づいてフランジの変位量を算定する工程とで構成する。
特許文献1では、これにより、橋桁に関する精度良好な変位観測を簡便かつ低コストで行う、とされている。
In relation to the measurement of the deflection of the bridge, the displacement measuring method described in Patent Document 1 is a method in which a side surface of a bridge girder or floor slab to be observed is photographed with a digital video camera, and a predetermined time from the image obtained by the photographing. Each still image is extracted, and a member including the image in the still image is H-shaped steel, and the flange is a predetermined location whose vertical dimension is known. A step of performing binarization processing on an image of a range, and identifying a flange end in the binarized image of the predetermined range, and determining the displacement in units of the number of pixels between each still image of the flange end And a step of calculating the displacement amount of the flange based on the dimension being measured.
According to Patent Document 1, this makes it possible to perform displacement observation with good accuracy relating to the bridge girder simply and at low cost.

特開2013−7624号公報JP 2013-7624 A

特許文献1に記載の変位測定方法のように、画像処理にて橋梁の変位を測定する方法では、比較的高解像度な撮像装置、および、画像処理エンジン(例えば画像マッチングシステム)が必要となり、装置構成が複雑になってしまう。
また、特許文献1に記載の変位測定方法では、鉛直方向の寸法が判明している箇所(H型鋼)を、鉛直方向の寸法がわかるようにほぼ水平方向から、かつ、当該箇所を画像認識可能に撮像する必要がある。このため、適用可能な橋梁や、デジタルビデオカメラの設置位置が限定される。
A method for measuring the displacement of a bridge by image processing, such as the displacement measuring method described in Patent Document 1, requires a relatively high-resolution imaging device and an image processing engine (for example, an image matching system). The configuration becomes complicated.
In addition, in the displacement measuring method described in Patent Document 1, it is possible to recognize an image of a portion where the vertical dimension is known (H-shaped steel) from a substantially horizontal direction so that the vertical dimension can be understood. It is necessary to take an image. For this reason, applicable bridges and installation positions of digital video cameras are limited.

本発明は、より簡単な構成で鉄道車両走行時における橋梁の応答変位を取得可能な変位取得装置、変位取得方法およびプログラムを提供する。   The present invention provides a displacement acquisition device, a displacement acquisition method, and a program that can acquire a response displacement of a bridge during traveling of a railway vehicle with a simpler configuration.

本発明の一態様による変位取得装置は、鉄道車両の通過に伴う橋梁の桁の加速度測定値または速度測定値の少なくともいずれかに基づいて前記桁の変位の時系列を検出する変位検出部と、前記変位の時系列から、前記鉄道車両の運動に依存しない成分である静的成分の時系列を抽出する成分抽出部と、前記静的成分の時系列における極値に基づいて、当該静的成分の時系列の補正量を求める補正量取得部と、前記補正量取得部が取得した補正量に基づいて、前記変位検出部が検出した前記桁の変位の時系列を補正する補正部と、を具備する。   A displacement acquisition device according to an aspect of the present invention includes a displacement detection unit that detects a time series of displacement of the girder based on at least one of acceleration measurement value or speed measurement value of a bridge girder accompanying passage of a railway vehicle, A component extraction unit that extracts a time series of a static component that is a component that does not depend on motion of the railway vehicle from the time series of the displacement, and the static component based on the extreme value in the time series of the static component A correction amount acquisition unit for obtaining a time series correction amount, and a correction unit for correcting the time series of the digit displacement detected by the displacement detection unit based on the correction amount acquired by the correction amount acquisition unit. It has.

前記補正量取得部は、前記鉄道車両の輪軸の間隔と、前記桁を支持する橋脚の間隔との関係に基づいて、前記極値が取るべき値を求めるようにしてもよい。   The correction amount acquisition unit may obtain a value to be taken by the extreme value based on a relationship between an interval between the wheel shafts of the railway vehicle and an interval between bridge piers supporting the beam.

前記補正量取得部は、前記橋脚の間隔が前記輪軸の間隔よりも長い場合、前記静的成分の時系列における極大値と極小値との比に応じて前記極大値または前記極小値の少なくともいずれかが取るべき値を求めるようにしてもよい。   When the distance between the piers is longer than the distance between the wheel shafts, the correction amount acquisition unit may determine at least one of the maximum value and the minimum value depending on a ratio between a maximum value and a minimum value in the time series of the static component. You may make it obtain | require the value which should take.

本発明の他の一態様による変位取得方法は、鉄道車両の通過に伴う橋梁の桁の加速度測定値または速度測定値の少なくともいずれかに基づいて前記桁の変位の時系列を検出する変位検出ステップと、前記変位の時系列から、前記鉄道車両の運動に依存しない成分である静的成分の時系列を抽出する成分抽出ステップと、前記静的成分の時系列における極値に基づいて、当該静的成分の時系列の補正量を求める補正量取得ステップと、前記補正量取得ステップにて得られた補正量に基づいて、前記変位検出ステップにて得られた前記桁の変位の時系列を補正する補正ステップと、を有する。   The displacement acquisition method according to another aspect of the present invention includes a displacement detection step of detecting a time series of displacement of the girders based on at least one of acceleration measurement values and velocity measurement values of bridge girders as the railway vehicle passes. A component extraction step of extracting a time series of static components, which are components not dependent on the motion of the railway vehicle, from the time series of displacement, and the static value based on the extreme values in the time series of the static components. A correction amount acquisition step for obtaining a time-series correction amount of the target component and a correction time series of the digit obtained in the displacement detection step based on the correction amount obtained in the correction amount acquisition step And a correction step.

本発明の他の一態様によるプログラムは、コンピュータに、鉄道車両の通過に伴う橋梁の桁の加速度測定値または速度測定値の少なくともいずれかに基づいて前記桁の変位の時系列を検出する変位検出ステップと、前記変位の時系列から、前記鉄道車両の運動に依存しない成分である静的成分の時系列を抽出する成分抽出ステップと、前記静的成分の時系列における極値に基づいて、当該静的成分の時系列の補正量を求める補正量取得ステップと、前記補正量取得ステップにて得られた補正量に基づいて、前記変位検出ステップにて得られた前記桁の変位の時系列を補正する補正ステップと、を実行させるためのプログラムである。   According to another aspect of the present invention, there is provided a program for detecting a time series of displacement of a girder based on at least one of an acceleration measurement value and a speed measurement value of a bridge girder as a railway vehicle passes. A step of extracting a time series of a static component that is a component that does not depend on a motion of the railway vehicle from the time series of the displacement, and based on an extreme value in the time series of the static component, A correction amount acquisition step for obtaining a time-series correction amount of the static component, and a time series of displacement of the digit obtained in the displacement detection step based on the correction amount obtained in the correction amount acquisition step. And a correction step for correcting.

本発明によれば、より簡単な構成で鉄道車両走行時における橋梁の応答変位を取得することができる。   According to the present invention, the response displacement of the bridge during traveling of the railway vehicle can be acquired with a simpler configuration.

本発明の一実施形態における変位取得システムの機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the function structure of the displacement acquisition system in one Embodiment of this invention. 同実施形態における加速度センサの設置位置の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the installation position of the acceleration sensor in the same embodiment. 同実施形態における変位検出部が算出する桁の変位の時系列の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the time series of the displacement of the digit which the displacement detection part in the embodiment calculates. 同実施形態における桁の変位の静的成分の時系列の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the time series of the static component of the displacement of the place in the embodiment. 同実施形態における桁の変位の動的成分の時系列の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the time series of the dynamic component of the displacement of the place in the embodiment. 同実施形態における、列車速度が比較的遅く、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in case the train speed is comparatively slow in the same embodiment, and the space | interval of a bridge pier is shorter than the space | interval of a wheel shaft. 同実施形態における、列車速度が比較的遅く、かつ、橋脚の間隔と輪軸の間隔とが同等である場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in the same embodiment in case the train speed is comparatively slow, and the space | interval of a bridge pier and the space | interval of a wheel shaft are equivalent. 同実施形態における、列車速度が比較的遅く、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in the same embodiment in case a train speed is comparatively slow and the space | interval of a bridge pier is longer than the space | interval of a wheel shaft. 同実施形態における、列車速度が中間的で、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in the same embodiment, when the train speed is intermediate | middle and the space | interval of a bridge pier is shorter than the space | interval of a wheel shaft. 同実施形態における、列車速度が中間的で、かつ、橋脚の間隔と輪軸の間隔とが同等である場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in case the train speed is intermediate | middle in the same embodiment, and the space | interval of a bridge pier and the space | interval of an axle are equivalent. 同実施形態における、列車速度が中間的で、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in the same embodiment, when the train speed is intermediate | middle and the space | interval of a bridge pier is longer than the space | interval of a wheel shaft. 同実施形態における、列車速度が比較的速く、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in the same embodiment in case the train speed is comparatively high and the space | interval of a bridge pier is shorter than the space | interval of a wheel shaft. 同実施形態における、列車速度が比較的速く、かつ、橋脚の間隔と輪軸の間隔とが同等である場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in the same embodiment in case the train speed is comparatively high, and the space | interval of a bridge pier and the space | interval of a wheel shaft are equivalent. 同実施形態における、列車速度が比較的速く、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the frequency component of the displacement of a girder in the same embodiment in case the train speed is comparatively high and the space | interval of a bridge pier is longer than the space | interval of a wheel shaft. 同実施形態における、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の静的成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a static component in case the space | interval of a bridge pier is shorter than the space | interval of a wheel shaft in the same embodiment. 同実施形態における補正量取得部が設定するコントロールポイントの例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the control point which the correction amount acquisition part in the embodiment sets. 同実施形態における、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の、補正後の静的成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the static component after correction | amendment when the space | interval of a bridge pier is shorter than the space | interval of a wheel shaft in the same embodiment. 同実施形態における、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の静的成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a static component when the space | interval of a bridge pier is longer than the space | interval of a wheel shaft in the same embodiment. 同実施形態における、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の、補正後の静的成分の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the static component after correction | amendment when the space | interval of a bridge pier is longer than the space | interval of a wheel shaft in the same embodiment. 同実施形態における補正後の変位の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the displacement after amendment in the embodiment. 同実施形態における変位取得装置が桁の変位の補正を行う処理手順の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the process sequence in which the displacement acquisition apparatus in the embodiment corrects the displacement of a digit.

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一実施形態における変位取得システムの機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、変位取得システム1は、変位取得装置100と、加速度センサ200とを具備する。変位取得装置100は、センサデータ取得部110と、結果出力部120と、記憶部180と、制御部190とを具備する。制御部190は、変位検出部191と、成分抽出部192と、補正量取得部193と、補正部194とを具備する。
Hereinafter, although embodiment of this invention is described, the following embodiment does not limit the invention concerning a claim. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a displacement acquisition system according to an embodiment of the present invention. In the figure, a displacement acquisition system 1 includes a displacement acquisition device 100 and an acceleration sensor 200. The displacement acquisition device 100 includes a sensor data acquisition unit 110, a result output unit 120, a storage unit 180, and a control unit 190. The control unit 190 includes a displacement detection unit 191, a component extraction unit 192, a correction amount acquisition unit 193, and a correction unit 194.

変位取得システム1は、鉄道車両走行時における橋梁の応答変位を取得する。ここでいう鉄道車両は、列車であってもよいし1両編成の車両であってもよい。また、ここでいう橋梁は、水面上に架け渡されていてもよいし、地上に架け渡されていてもよい(いわゆる高架構造物であってもよい)。   The displacement acquisition system 1 acquires the response displacement of the bridge when the railway vehicle is traveling. The rail vehicle here may be a train or a one-car train. Moreover, the bridge here may be spanned on the water surface, and may be spanned on the ground (a so-called elevated structure may be sufficient).

加速度センサ200は、例えば橋梁の桁に設置され、当該桁の加速度を測定して、得られた加速度(測定値)を変位取得装置100へ送信する。
図2は、加速度センサ200の設置位置の例を示す説明図である。同図において、加速度センサ200は桁の橋脚と橋脚との真ん中に設置されて、設置位置における加速度を測定する。特に、加速度センサ200は、床版の上に敷設されたレールを鉄道車両が走行する際の桁の加速度を測定する。
The acceleration sensor 200 is installed, for example, on a bridge girder, measures the acceleration of the girder, and transmits the obtained acceleration (measured value) to the displacement acquisition device 100.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an installation position of the acceleration sensor 200. In the figure, an acceleration sensor 200 is installed in the middle of the bridge pier of the girder and measures the acceleration at the installation position. In particular, the acceleration sensor 200 measures the digit acceleration when the railway vehicle travels on a rail laid on a floor slab.

但し、加速度センサ200として、加速度センサに代えて、あるいは加えて、速度センサを用いるようにしてもよい。また、加速度センサ200の設置位置は、桁の加速度または速度を測定可能な位置であればよい。例えば、床版が桁と一体的に変位する場合、加速度センサ200が床版に設置されていてもよい。   However, a speed sensor may be used as the acceleration sensor 200 instead of or in addition to the acceleration sensor. Moreover, the installation position of the acceleration sensor 200 should just be a position which can measure a digit acceleration or speed. For example, when the floor slab is displaced integrally with the girder, the acceleration sensor 200 may be installed on the floor slab.

変位取得装置100は、加速度センサ200の測定する加速度を用いて、鉄道車両走行時における橋梁の応答変位を取得する。変位取得装置100は、例えば、コンピュータがプログラムを実行することで実現される。
センサデータ取得部110は、加速度センサ200の測定値を取得する。センサデータ取得部110は、例えば、変位取得装置100の具備する通信回路を含んで構成される。
The displacement acquisition device 100 uses the acceleration measured by the acceleration sensor 200 to acquire the response displacement of the bridge during traveling of the railway vehicle. The displacement acquisition device 100 is realized by, for example, a computer executing a program.
The sensor data acquisition unit 110 acquires a measurement value of the acceleration sensor 200. The sensor data acquisition unit 110 includes a communication circuit included in the displacement acquisition device 100, for example.

記憶部180は、変位取得装置100の具備する記憶デバイスを用いて構成され、各種データを記憶する。
制御部190は、変位取得装置100の各部を制御して各種機能を実現する。制御部190は、例えば、変位取得装置100の具備するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、記憶部180からプログラムを読み出して実行することで実現される。
The storage unit 180 is configured using a storage device included in the displacement acquisition apparatus 100 and stores various data.
The control unit 190 realizes various functions by controlling each unit of the displacement acquisition apparatus 100. The control unit 190 is realized, for example, when a CPU (Central Processing Unit) included in the displacement acquisition device 100 reads out and executes a program from the storage unit 180.

変位検出部191は、鉄道車両の通過に伴う橋梁の桁の加速度測定値または速度測定値の少なくともいずれかに基づいて桁の変位の時系列を検出する。
より具体的には、変位検出部191は、加速度センサ200の測定する加速度を2階積分することで、桁の変位を算出する。あるいは、加速度センサ200が桁の速度を測定する場合、変位検出部191は、当該速度を1階積分することで、桁の変位を算出する。
変位検出部191は、当該桁の変位の算出をサンプリング時間の各々について行うことで、桁の変位の時系列を取得する。
The displacement detection unit 191 detects the time series of the displacement of the girder based on at least one of the acceleration measurement value and the speed measurement value of the bridge girder accompanying the passage of the railway vehicle.
More specifically, the displacement detection unit 191 calculates a digit displacement by integrating the acceleration measured by the acceleration sensor 200 with the second order. Alternatively, when the acceleration sensor 200 measures the speed of the digit, the displacement detection unit 191 calculates the displacement of the digit by performing first-order integration of the speed.
The displacement detection unit 191 obtains a time series of the displacement of the digit by calculating the displacement of the digit for each sampling time.

成分抽出部192は、変位検出部191が取得した桁の変位の時系列から、静的成分の時系列を抽出する。ここでいう桁の変位の静的成分は、鉄道車両の運動に依存しない成分、すなわち、鉄道車両がその位置に静止している場合の変位を示す成分である。また、以下では、桁の変位から静的成分を除いた残りを動的成分と称する。   The component extraction unit 192 extracts a time series of static components from the time series of digit displacement acquired by the displacement detection unit 191. The static component of the displacement of the girder here is a component that does not depend on the motion of the railway vehicle, that is, a component that indicates the displacement when the railway vehicle is stationary at that position. Hereinafter, the remainder obtained by removing the static component from the displacement of the digit is referred to as a dynamic component.

図3は、変位検出部191が算出する桁の変位の時系列の例を示すグラフである。同図の横軸は時間(所定の基準時からの経過時間)を示し、縦軸は桁の変位を示す。変位検出部191が算出する桁の変位は、静的成分と動的成分とを含んでいる。
また、加速度センサ200の測定値に誤差が含まれている場合、変位検出部191が行う積分によって当該誤差が蓄積され得る。図3の場合、誤差の蓄積により時間経過とともに変位が上方(値が正の側)へ推移し、その後、下方(値が負の側)へ推移している。
FIG. 3 is a graph showing an example of a time series of digit displacement calculated by the displacement detection unit 191. In the figure, the horizontal axis represents time (elapsed time from a predetermined reference time), and the vertical axis represents digit displacement. The digit displacement calculated by the displacement detector 191 includes a static component and a dynamic component.
Further, when an error is included in the measurement value of the acceleration sensor 200, the error can be accumulated by integration performed by the displacement detection unit 191. In the case of FIG. 3, due to the accumulation of errors, the displacement shifts upward (value is positive) over time, and thereafter shifts downward (value is negative).

図4は、桁の変位の静的成分の時系列の例を示すグラフである。図3の場合と同様、図4の横軸は時間を示し、縦軸は桁の変位を示す。図4は、図3に示される変位に含まれる静的成分の例を示す。
図5は、桁の変位の動的成分の時系列の例を示すグラフである。図3の場合と同様、図5の横軸は時間を示し、縦軸は桁の変位を示す。図5は、図3に示される変位に含まれる動的成分の例を示す。図4の静的成分と図5の動的成分とを重ね合わせる(足し合わせる)と、図3の変位を得られる。
FIG. 4 is a graph showing an example of a time series of static components of digit displacement. As in FIG. 3, the horizontal axis of FIG. 4 indicates time, and the vertical axis indicates displacement of digits. FIG. 4 shows an example of a static component included in the displacement shown in FIG.
FIG. 5 is a graph showing an example of a time series of dynamic components of digit displacement. As in FIG. 3, the horizontal axis of FIG. 5 represents time, and the vertical axis represents digit displacement. FIG. 5 shows an example of a dynamic component included in the displacement shown in FIG. When the static component of FIG. 4 and the dynamic component of FIG. 5 are superimposed (added), the displacement of FIG. 3 can be obtained.

図6は、列車速度が比較的遅く、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い(狭い)場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速100キロメートル(km/時)、輪軸の間隔が15メートル(m)であり、橋脚の間隔が5メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 6 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is relatively slow and the pier interval is shorter (narrower) than the wheel axis interval. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 100 kilometers per hour (km / hour), the distance between the axles is 15 meters (m), and the distance between the piers is 5 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L111は、桁の変位の周波数成分を示す。線L112は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L111と線L112とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L111と線L112とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数F11は、桁の一次固有振動数を示す。
図6の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数F11付近以上の領域において、動的成分が見受けられる。
A line L111 indicates a frequency component of a digit displacement. Line L112 represents the frequency component of the static component of the digit displacement. Therefore, when the line L111 and the line L112 coincide, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L111 and the line L112 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
Further, the frequency F11 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 6, the digit displacement and the static component almost coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in the region near the frequency F11.

図7は、列車速度が比較的遅く、かつ、橋脚の間隔と輪軸の間隔とが同等である場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速100キロメートル、輪軸の間隔が15メートルであり、橋脚の間隔も15メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 7 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is relatively slow and the distance between the piers and the distance between the axles are equal. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 100 kilometers per hour, the distance between the axles is 15 meters, and the distance between the piers is also 15 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L121は、桁の変位の周波数成分を示す。線L122は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L121と線L122とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L121と線L122とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数F12は、桁の一次固有振動数を示す。
図7の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数F12付近において、動的成分が見受けられる。
A line L121 indicates the frequency component of the displacement of the digit. Line L122 represents the frequency component of the static component of the digit displacement. Therefore, when the line L121 and the line L122 coincide, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L121 and the line L122 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
Further, the frequency F12 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 7, the digit displacement and the static component substantially coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in the vicinity of the frequency F12.

図8は、列車速度が比較的遅く、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い(広い)場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速100キロメートル、輪軸の間隔が15メートルであり、橋脚の間隔が30メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 8 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is relatively slow and the pier interval is longer (wider) than the wheel axis interval. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 100 kilometers per hour, the distance between the axles is 15 meters, and the distance between the piers is 30 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L131は、桁の変位の周波数成分を示す。線L132は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L131と線L132とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L131と線L132とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数F13は、桁の一次固有振動数を示す。
図8の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数F13付近において、動的成分が見受けられる。
Line L131 shows the frequency component of the displacement of the digit. Line L132 represents the frequency component of the static component of the digit displacement. Therefore, when the line L131 and the line L132 coincide with each other, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L131 and the line L132 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
Further, the frequency F13 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 8, the digit displacement and the static component almost coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in the vicinity of the frequency F13.

図9は、列車速度が中間的で、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速300キロメートル、輪軸の間隔が15メートルであり、橋脚の間隔が5メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 9 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is intermediate and the distance between the piers is shorter than the distance between the axles. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 300 km / h, the distance between the axles is 15 meters, and the distance between the piers is 5 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L211は、桁の変位の周波数成分を示す。線L212は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L211と線L212とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L211と線L212とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数F21は、桁の一次固有振動数を示す。
図9の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数L21付近以上の領域において、動的成分が見受けられる。
A line L211 indicates a frequency component of a digit displacement. Line L212 indicates the frequency component of the static component of the digit displacement. Therefore, when the line L211 and the line L212 coincide, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L211 and the line L212 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
Further, the frequency F21 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 9, the digit displacement and the static component almost coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in the region near the frequency L21.

図10は、列車速度が中間的で、かつ、橋脚の間隔と輪軸の間隔とが同等である場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速300キロメートル、輪軸の間隔が15メートルであり、橋脚の間隔も15メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 10 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is intermediate and the distance between the piers and the distance between the axles are equal. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 300 km / h, the distance between the axles is 15 meters, and the distance between the piers is also 15 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L221は、桁の変位の周波数成分を示す。線L222は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L221と線L222とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L221と線L222とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数L22は、桁の一次固有振動数を示す。
図10の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数L22よりやや小さい周波数以上の領域において、動的成分が見受けられる。
Line L221 represents the frequency component of the displacement of the digit. A line L222 indicates the frequency component of the static component of the displacement of the digit. Therefore, when the line L221 and the line L222 coincide, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L221 and the line L222 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
The frequency L22 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 10, the digit displacement and the static component almost coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in a region having a frequency slightly lower than the frequency L22.

図11は、列車速度が中間的で、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速300キロメートル、輪軸の間隔が15メートルであり、橋脚の間隔が30メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 11 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is intermediate and the distance between the piers is longer than the distance between the axles. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 300 km / h, the distance between the axles is 15 meters, and the distance between the piers is 30 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L231は、桁の変位の周波数成分を示す。線L232は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L231と線L232とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L231と線L232とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数L23は、桁の一次固有振動数を示す。
図11の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数L23よりやや小さい周波数以上の領域において、動的成分が見受けられる。
A line L231 indicates the frequency component of the displacement of the digit. Line L232 represents the frequency component of the static component of the digit displacement. Therefore, when the line L231 and the line L232 coincide, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L231 and the line L232 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
The frequency L23 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 11, the digit displacement and the static component almost coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in a region having a frequency slightly lower than the frequency L23.

図12は、列車速度が比較的速く、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速500キロメートル、輪軸の間隔が15メートルであり、橋脚の間隔が5メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 12 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is relatively high and the pier interval is shorter than the wheel axis interval. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 500 km / h, the distance between the axles is 15 meters, and the distance between the piers is 5 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L311は、桁の変位の周波数成分を示す。線L312は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L311と線L312とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L311と線L312とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数F31は、桁の一次固有振動数を示す。
図12の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数L31よりやや小さい周波数以上の領域において、動的成分が見受けられる。
A line L311 indicates a frequency component of a digit displacement. Line L312 shows the frequency component of the static component of the digit displacement. Therefore, when the line L311 and the line L312 match, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L311 and the line L312 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
Further, the frequency F31 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 12, the digit displacement and the static component almost coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in a region having a frequency slightly lower than the frequency L31.

図13は、列車速度が比較的速く、かつ、橋脚の間隔と輪軸の間隔とが同等である場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速500キロメートル、輪軸の間隔が15メートルであり、橋脚の間隔も15メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 13 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is relatively high and the distance between the piers and the distance between the wheel shafts are equal. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 500 km / h, the distance between the axles is 15 meters, and the distance between the piers is also 15 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L321は、桁の変位の周波数成分を示す。線L322は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L321と線L322とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L321と線L322とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数F32は、桁の一次固有振動数を示す。
図13の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数F32付近において、動的成分が見受けられる。
A line L321 indicates a frequency component of a digit displacement. Line L322 shows the frequency component of the static component of the displacement of the digits. Therefore, when the line L321 and the line L322 coincide, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L321 and the line L322 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
The frequency F32 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 13, the digit displacement and the static component almost coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in the vicinity of the frequency F32.

図14は、列車速度が比較的速く、かつ、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の、桁の変位の周波数成分の例を示すグラフである。具体的には、同図は、列車速度が時速500キロメートル、輪軸の間隔が15メートルであり、橋脚の間隔が30メートルである場合の例を示す。
同図の横軸は周波数を示し、縦軸は変位の大きさを示す。
FIG. 14 is a graph showing an example of frequency components of girder displacement when the train speed is relatively high and the distance between the piers is longer than the distance between the axles. Specifically, the figure shows an example in which the train speed is 500 km / h, the distance between the axles is 15 meters, and the distance between the piers is 30 meters.
In the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the magnitude of the displacement.

線L331は、桁の変位の周波数成分を示す。線L332は、桁の変位の静的成分の周波数成分を示す。従って、線L331と線L332とが一致している場合は、桁の変位が静的成分で占められている。一方、線L331と線L332とが不一致の場合は、桁の変位の動的成分が含まれている。
また、周波数F33は、桁の一次固有振動数を示す。
図14の例において、周波数の低い領域では桁の変位と静的成分とがほぼ一致している。一方、周波数F33付近において、動的成分が見受けられる。
Line L331 indicates the frequency component of the displacement of the digit. Line L332 shows the frequency component of the static component of the digit displacement. Therefore, when the line L331 and the line L332 coincide, the displacement of the digit is occupied by the static component. On the other hand, when the line L331 and the line L332 do not match, a dynamic component of digit displacement is included.
Further, the frequency F33 indicates the primary natural frequency of the digit.
In the example of FIG. 14, the digit displacement and the static component almost coincide with each other in the low frequency region. On the other hand, a dynamic component is observed in the vicinity of the frequency F33.

以上のように、周波数の比較的低い領域では静的成分が出現し、周波数の比較的高い領域では動的成分が出現する。
そこで、成分抽出部192は、桁の変位の時系列に周波数フィルタを適用して、動的成分または静的成分、あるいは両方を抽出する。例えば、成分抽出部192は、桁の変位の時系列にハイパスフィルタを適用して、所定周波数以上の成分を動的成分として抽出する。あるいは、成分抽出部192は、桁の変位の時系列にローパスフィルタを適用して、所定周波数未満の成分を静的成分として抽出する。なお、成分抽出部192が用いるフィルタはハイパスフィルタやローパスフィルタに限らない。例えば、成分抽出部192が、バンドパスフィルタまたはローパスフィルタを用いるようにしてもよい。
As described above, a static component appears in a relatively low frequency region, and a dynamic component appears in a relatively high frequency region.
Therefore, the component extraction unit 192 applies a frequency filter to the time series of digit displacement to extract a dynamic component, a static component, or both. For example, the component extraction unit 192 applies a high-pass filter to the time series of digit displacement and extracts a component having a predetermined frequency or higher as a dynamic component. Or the component extraction part 192 applies a low-pass filter to the time series of a digit displacement, and extracts the component below a predetermined frequency as a static component. The filter used by the component extraction unit 192 is not limited to a high pass filter or a low pass filter. For example, the component extraction unit 192 may use a band pass filter or a low pass filter.

ここで、図13の例など一次固有振動数よりも小さい周波数の領域で動的成分が出現する場合がある。従って、所定周波数を桁の一次固有振動数としたのでは、動的成分と静的成分との分離が不充分になってしまう。
そこで、成分抽出部192は、桁の一次固有振動数の0.8倍の周波数を閾値として、動的成分と静的成分との分離を行う。例えば、成分抽出部192は、桁の変位の時系列から、一次固有振動数の0.8倍以上の成分を動的成分として抽出する。あるいは、成分抽出部192は、一次固有振動数の0.8倍未満の成分を静的成分として抽出する。
成分抽出部192が、静的成分を抽出した場合、桁の変位から静的成分を減算することで動的成分を得られる。また、成分抽出部192が、動的成分を抽出した場合、桁の変位から動的成分を減算することで静的成分を得られる。
Here, a dynamic component may appear in a region having a frequency smaller than the primary natural frequency, such as the example of FIG. Therefore, if the predetermined frequency is the primary natural frequency of the digit, the dynamic component and the static component are not sufficiently separated.
Therefore, the component extraction unit 192 separates the dynamic component and the static component using a frequency that is 0.8 times the primary natural frequency of the digit as a threshold value. For example, the component extraction unit 192 extracts, as a dynamic component, a component that is 0.8 times or more the primary natural frequency from the time series of digit displacement. Alternatively, the component extraction unit 192 extracts a component that is less than 0.8 times the primary natural frequency as a static component.
When the component extraction unit 192 extracts the static component, the dynamic component can be obtained by subtracting the static component from the digit displacement. Further, when the component extraction unit 192 extracts a dynamic component, a static component can be obtained by subtracting the dynamic component from the digit displacement.

補正量取得部193は、成分抽出部192が取得した静的成分の時系列における極値に基づいて、当該静的成分の時系列の補正量を求める。より具体的には、補正量取得部193は、鉄道車両の輪軸の間隔と、桁を支持する橋脚の間隔との関係に基づいて、極値が取るべき値を求める。さらに具体的には、補正量取得部193は、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合、静的成分の時系列における極大値と極小値との比に応じて極大値または極小値の少なくともいずれかが取るべき値を求める。   The correction amount acquisition unit 193 obtains the time series correction amount of the static component based on the extreme value of the static component in the time series acquired by the component extraction unit 192. More specifically, the correction amount acquisition unit 193 obtains the value that the extreme value should take based on the relationship between the distance between the axles of the railway vehicle and the distance between the piers that support the beam. More specifically, when the distance between the piers is longer than the distance between the axles, the correction amount acquisition unit 193 determines at least a maximum value or a minimum value according to the ratio between the maximum value and the minimum value in the time series of the static component. Find the value one should take.

ここでまず、輪軸の間隔と橋脚の間隔と静的成分波形との関係について説明する。
図15は、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の静的成分の例を示すグラフである。同図の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。
橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合、桁(橋脚間の部分)に車輪が乗っておらず車重がかからないタイミングが存在する。従って、図15の例のように、静的成分が0となるタイミングが存在する。
Here, first, the relationship among the distance between the axles, the distance between the piers, and the static component waveform will be described.
FIG. 15 is a graph showing an example of a static component when the distance between the piers is shorter than the distance between the wheel shafts. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates displacement.
When the distance between the piers is shorter than the distance between the wheel shafts, there is a timing at which no wheel is on the girder (portion between the piers) and no vehicle weight is applied. Accordingly, there is a timing when the static component becomes 0 as in the example of FIG.

そこで、補正量取得部193は、静的成分の極大値(桁が最も上方に位置するときの値)が取るべき値を0として、極大値と0との差分を補正量として算出する。
図16は、補正量取得部193が設定するコントロールポイントの例を示すグラフである。同図の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。また、線L411は、静的成分を示す。
Therefore, the correction amount acquisition unit 193 calculates a difference between the maximum value and 0 as a correction amount, with the value that the local component maximum value (a value when the digit is located at the uppermost position) should be 0.
FIG. 16 is a graph illustrating an example of control points set by the correction amount acquisition unit 193. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates displacement. A line L411 indicates a static component.

補正量取得部193は、点P411、P412、・・・のように静的成分の極大値を検出してコントロールポイントに設定する。ここでいうコントロールポイントは、補正に際して参照される点である。
そして、補正量取得部193は、設定したコントロールポイントにおける変位と0との差分を補正量として検出する。例えば、コントロールポイントを結ぶ線L412にて示される補正量を検出する。
The correction amount acquisition unit 193 detects the maximum value of the static component such as points P411, P412,... And sets it as a control point. The control point here is a point referred to in the correction.
Then, the correction amount acquisition unit 193 detects a difference between 0 at the set control point and 0 as a correction amount. For example, the correction amount indicated by the line L412 connecting the control points is detected.

図17は、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合の、補正後の静的成分の例を示すグラフである。同図の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。
図16の例において、線L411で示される静的成分から、線L412で示される補正量を減算すると、図17に示される補正後の静的成分が得られる。当該補正は、例えば補正部194が行う。
図17の例において、補正後の静的成分は極大値が0になっている。
FIG. 17 is a graph showing an example of the corrected static component when the distance between the piers is shorter than the distance between the wheel shafts. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates displacement.
In the example of FIG. 16, when the correction amount indicated by the line L412 is subtracted from the static component indicated by the line L411, the corrected static component shown in FIG. 17 is obtained. The correction is performed by the correction unit 194, for example.
In the example of FIG. 17, the corrected static component has a maximum value of 0.

図18は、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の静的成分の例を示すグラフである。同図の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。
橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合、列車通過時に常に、桁(橋脚間の部分)に1つ以上の車輪が乗っており、車重がかからないタイミングは存在しない。従って、図15の例とは異なり、静的成分が0となるタイミングは存在しない。
FIG. 18 is a graph showing an example of a static component when the distance between the piers is longer than the distance between the wheel shafts. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates displacement.
When the distance between the piers is longer than the distance between the wheel axles, one or more wheels are always on the beam (portion between the piers) when the train passes, and there is no timing when the vehicle weight is not applied. Therefore, unlike the example of FIG. 15, there is no timing when the static component becomes zero.

この場合、補正量取得部193は、極大値と極小値との比が一定になるように(すなわち、極大値と、極大値から極小値までの振幅との比が一定になるように)補正量を算出する。
図19は、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合の、補正後の静的成分の例を示すグラフである。同図の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。
補正量取得部193は、静的成分の極大値D11と、極大値から極小値までの振幅D12との比が一定になるように、補正量を決定する。すなわち、静的成分の極大値と、極大値から極小値との比はおよそ一定の関係にあり、補正量取得部193は、この関係を用いて補正量の決定を行う。この場合、補正量取得部193は、静的成分の極大値に加えて極小値も検出し、それぞれコントロールポイントに設定する。
In this case, the correction amount acquisition unit 193 performs correction so that the ratio between the maximum value and the minimum value is constant (that is, the ratio between the maximum value and the amplitude from the maximum value to the minimum value is constant). Calculate the amount.
FIG. 19 is a graph showing an example of the corrected static component when the distance between the piers is longer than the distance between the wheel shafts. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates displacement.
The correction amount acquisition unit 193 determines the correction amount so that the ratio between the local component maximum value D11 and the amplitude D12 from the local maximum value to the local minimum value is constant. That is, the maximum value of the static component and the ratio between the maximum value and the minimum value are approximately constant, and the correction amount acquisition unit 193 determines the correction amount using this relationship. In this case, the correction amount acquisition unit 193 detects the minimum value in addition to the maximum value of the static component, and sets each as a control point.

補正部194は、補正量取得部193が取得した補正量に基づいて、変位検出部191が検出した桁の変位の時系列を補正する。
図20は、補正後の変位の例を示すグラフである。同図の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。
補正部194は、図17に示される補正後の静的成分を算出し、補正後の静的成分と動的成分とを合成(足し合わせ)することで、図20に示される補正後の変位を得る。
橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合も同様に、補正部194は、静的成分の補正を行い、補正後の静的成分と動的成分とを合成して補正後の変位を得る。
The correction unit 194 corrects the time series of the digit displacement detected by the displacement detection unit 191 based on the correction amount acquired by the correction amount acquisition unit 193.
FIG. 20 is a graph showing an example of displacement after correction. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates displacement.
The correction unit 194 calculates the corrected static component shown in FIG. 17 and combines (adds) the corrected static component and the dynamic component, thereby correcting the corrected displacement shown in FIG. Get.
Similarly, when the distance between the piers is longer than the distance between the axles, the correction unit 194 corrects the static component, and combines the corrected static component and the dynamic component to obtain the corrected displacement.

但し、補正部194が変位の補正を行う方法は、静的成分を補正して動的成分と合成する方法に限らない。例えば、補正部194が、算出した補正量を変位から減算することで、補正後の変位を算出するようにしてもよい。   However, the method of correcting the displacement by the correction unit 194 is not limited to the method of correcting the static component and combining it with the dynamic component. For example, the correction unit 194 may calculate the corrected displacement by subtracting the calculated correction amount from the displacement.

結果出力部120は、補正部194による補正後の桁の変位を出力する。例えば、結果出力部120は、液晶ディスプレイ等の表示画面を有し、補正後の変位をグラフ表示または数値にてデータ表示する。あるいは、結果出力部120が、補正後の桁の変位のデータを他の機器へ送信するなど、表示以外の態様で出力するようにしてもよい。   The result output unit 120 outputs the digit displacement corrected by the correction unit 194. For example, the result output unit 120 has a display screen such as a liquid crystal display, and displays the corrected displacement as a graph or as a numerical value. Alternatively, the result output unit 120 may output the displacement data after the correction in a form other than the display such as transmitting the data to another device.

次に、図21を参照して、変位取得装置100の動作について説明する。
図21は、変位取得装置100が桁の変位の補正を行う処理手順の例を示すフローチャートである。変位取得装置100は、鉄道車両が加速度センサ200の設置個所を通過する際に、同図の処理を行う。
図21の処理において、センサデータ取得部110は、加速度センサ200による桁の加速度の測定値の時系列を取得する(ステップS101)。
Next, the operation of the displacement acquisition device 100 will be described with reference to FIG.
FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the displacement acquisition device 100 corrects a digit displacement. The displacement acquisition device 100 performs the process shown in FIG. 5 when the railway vehicle passes through the place where the acceleration sensor 200 is installed.
In the process of FIG. 21, the sensor data acquisition unit 110 acquires a time series of digit acceleration measurement values by the acceleration sensor 200 (step S101).

そして、変位検出部191は、センサデータ取得部110が取得した加速度測定値の時系列を2階積分して、橋梁の桁の変位の時系列を算出する(ステップS102)。
次に、成分抽出部192は、変位検出部191が算出した変位の時系列から静的成分の時系列と動的成分の時系列とを抽出する(ステップS103)。例えば、成分抽出部192は、変位の時系列にハイパスフィルタを適用して動的成分の時系列を算出し、得られた動的成分の時系列を変位の時系列から減算して静的成分の時系列を算出する。
Then, the displacement detection unit 191 calculates the time series of the displacement of the bridge girder by second-order integration of the time series of the acceleration measurement values acquired by the sensor data acquisition unit 110 (step S102).
Next, the component extraction unit 192 extracts a time series of static components and a time series of dynamic components from the time series of displacement calculated by the displacement detection unit 191 (step S103). For example, the component extraction unit 192 calculates a dynamic component time series by applying a high-pass filter to the displacement time series, and subtracts the obtained dynamic component time series from the displacement time series to obtain a static component. The time series of is calculated.

次に、補正量取得部193は、成分抽出部192が取得した静的成分の時系列に基づいて補正量を算出する(ステップS104)。より具体的には、補正量取得部193は、図15〜図19を参照して説明したように、静的成分の極値を検出してコントロールポイントに設定し、当該事ロールポイントに基づいて補正量を算出する。   Next, the correction amount acquisition unit 193 calculates a correction amount based on the time series of the static components acquired by the component extraction unit 192 (step S104). More specifically, as described with reference to FIGS. 15 to 19, the correction amount acquisition unit 193 detects the extreme value of the static component and sets it as a control point. A correction amount is calculated.

そして、補正部194は、補正量取得部193が算出した補正量に基づいて、変位の時系列を補正する(ステップS105)。上述したように、補正部194が、静的成分を補正し、補正後の静的成分の時系列と動的成分の時系列とを合成することで補正後の変位の時系列を算出するようにしてもよい。あるいは、補正部194が、変位の時系列から補正量を減算することで、補正後の変位の時系列を算出するようにしてもよい。
そして、結果出力部120は、補正部194が取得した補正後の変位の時系列を出力する(ステップS106)。
その後、図21の処理を終了する。
Then, the correction unit 194 corrects the time series of displacement based on the correction amount calculated by the correction amount acquisition unit 193 (step S105). As described above, the correction unit 194 corrects the static component and calculates the corrected displacement time series by synthesizing the corrected static component time series and the dynamic component time series. It may be. Alternatively, the correction unit 194 may calculate the corrected displacement time series by subtracting the correction amount from the displacement time series.
And the result output part 120 outputs the time series of the displacement after correction | amendment which the correction | amendment part 194 acquired (step S106).
Then, the process of FIG. 21 is complete | finished.

以上のように、変位検出部191は、鉄道車両の通過に伴う橋梁の桁の加速度測定値または速度測定値の少なくともいずれかに基づいて桁の変位の時系列を検出する。そして、成分抽出部192は、変位検出部191が取得した変位の時系列から、鉄道車両の運動に依存しない成分である静的成分の時系列を抽出する。さらに、補正量取得部193は、成分抽出部192が取得した静的成分の時系列における極値に基づいて、当該静的成分の時系列の補正量を求める。そして、補正部194は、補正量取得部193が取得した補正量に基づいて、変位検出部191が検出した桁の変位の時系列を補正する。   As described above, the displacement detector 191 detects the time series of the displacement of the girder based on at least one of the acceleration measurement value or the speed measurement value of the bridge girder as the railway vehicle passes. And the component extraction part 192 extracts the time series of the static component which is a component which does not depend on the motion of a railway vehicle from the time series of the displacement which the displacement detection part 191 acquired. Further, the correction amount acquisition unit 193 obtains a time-series correction amount of the static component based on the extreme value of the static component in the time series acquired by the component extraction unit 192. Then, the correction unit 194 corrects the time series of the digit displacement detected by the displacement detection unit 191 based on the correction amount acquired by the correction amount acquisition unit 193.

これにより、変位取得装置100は、橋梁の桁の加速度等から変位を取得することが出来る。特に、変位取得装置100では、加速度センサ等の簡易なセンサを用いることができ、また、積分や周波数フィルタや加減算や比など比較的簡単な演算で補正後の変位を得られる。この点において、変位取得装置100によれば、より簡単な構成で鉄道車両走行時における橋梁の応答変位を、より高精度に取得できる。   Thereby, the displacement acquisition apparatus 100 can acquire a displacement from the acceleration of a bridge girder or the like. In particular, the displacement acquisition apparatus 100 can use a simple sensor such as an acceleration sensor, and can obtain a corrected displacement by a relatively simple calculation such as integration, frequency filter, addition / subtraction, and ratio. In this regard, according to the displacement acquisition device 100, the response displacement of the bridge during traveling of the railway vehicle can be acquired with higher accuracy with a simpler configuration.

また、補正量取得部193は、鉄道車両の輪軸の間隔と、桁を支持する橋脚の間隔との関係に基づいて、極値が取るべき値を求める。
より具体的には、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも短い場合、補正量取得部193は、静的成分の時系列の極大値の取るべき値を0として、補正量を算出する。
これにより、補正量取得部193は、静的成分の時系列の極大値を検出し、得られた極大値を補正量とするという比較的簡単な処理で補正量を取得することができる。この点において、変位取得装置100では、変位の補正の負荷が小さい。
In addition, the correction amount acquisition unit 193 obtains a value that the extreme value should take based on the relationship between the distance between the wheel shafts of the railway vehicle and the distance between the piers that support the girders.
More specifically, when the distance between the piers is shorter than the distance between the wheel shafts, the correction amount acquisition unit 193 calculates the correction amount by setting the value to be taken of the time series local maximum value of the static component to 0.
Accordingly, the correction amount acquisition unit 193 can acquire the correction amount by a relatively simple process of detecting the time-series maximum value of the static component and using the obtained maximum value as the correction amount. In this regard, the displacement acquisition device 100 has a small load for displacement correction.

一方、補正量取得部193は、橋脚の間隔が輪軸の間隔よりも長い場合、静的成分の時系列における極大値と極小値との比に応じて極大値または極小値の少なくともいずれかが取るべき値を求める。
これにより、補正量取得部193は、静的成分の極大値と極小値とを検出し、これらの比に応じた補正量を算出するという比較的簡単な処理で補正量を取得することができる。この点において、変位取得装置100では、変位の補正の負荷が小さい。
On the other hand, when the distance between the piers is longer than the distance between the axles, the correction amount acquisition unit 193 takes at least one of the maximum value and the minimum value according to the ratio between the maximum value and the minimum value in the time series of the static component. Find the power value.
Thereby, the correction amount acquisition unit 193 can acquire the correction amount by a relatively simple process of detecting the maximum value and the minimum value of the static component and calculating the correction amount according to the ratio. . In this regard, the displacement acquisition device 100 has a small load for displacement correction.

なお、制御部190の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
It should be noted that a program for realizing all or part of the functions of the control unit 190 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. You may perform the process of. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention.

1 変位取得システム
100 変位取得装置
110 センサデータ取得部
120 結果出力部
180 記憶部
190 制御部
191 変位検出部
192 成分抽出部
193 補正量取得部
194 補正部
200 加速度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Displacement acquisition system 100 Displacement acquisition apparatus 110 Sensor data acquisition part 120 Result output part 180 Storage part 190 Control part 191 Displacement detection part 192 Component extraction part 193 Correction amount acquisition part 194 Correction part 200 Acceleration sensor

Claims (5)

鉄道車両の通過に伴う橋梁の桁の加速度測定値または速度測定値の少なくともいずれかに基づいて前記桁の変位の時系列を検出する変位検出部と、
前記変位の時系列から、前記鉄道車両の運動に依存しない成分である静的成分の時系列を抽出する成分抽出部と、
前記静的成分の時系列における極値に基づいて、当該静的成分の時系列の補正量を求める補正量取得部と、
前記補正量取得部が取得した補正量に基づいて、前記変位検出部が検出した前記桁の変位の時系列を補正する補正部と、
を具備する変位取得装置。
A displacement detector for detecting a time series of displacement of the girder based on at least one of acceleration measurement value or speed measurement value of the bridge girder accompanying passage of the railway vehicle;
A component extraction unit that extracts a time series of static components that are components independent of the motion of the railway vehicle from the time series of the displacement;
A correction amount acquisition unit for obtaining a time-series correction amount of the static component based on an extreme value of the static component in time series;
Based on the correction amount acquired by the correction amount acquisition unit, a correction unit that corrects the time series of the displacement of the digits detected by the displacement detection unit;
A displacement acquisition device comprising:
前記補正量取得部は、前記鉄道車両の輪軸の間隔と、前記桁を支持する橋脚の間隔との関係に基づいて、前記極値が取るべき値を求める、請求項1に記載の変位取得装置。   2. The displacement acquisition device according to claim 1, wherein the correction amount acquisition unit obtains a value that the extreme value should take based on a relationship between an interval between the wheel shafts of the railway vehicle and an interval between piers that support the beam. . 前記補正量取得部は、前記橋脚の間隔が前記輪軸の間隔よりも長い場合、前記静的成分の時系列における極大値と極小値との比に応じて前記極大値または前記極小値の少なくともいずれかが取るべき値を求める、請求項2に記載の変位取得装置。   When the distance between the piers is longer than the distance between the wheel shafts, the correction amount acquisition unit may determine at least one of the maximum value and the minimum value depending on a ratio between a maximum value and a minimum value in the time series of the static component. The displacement acquisition device according to claim 2, wherein a value to be taken is obtained. 鉄道車両の通過に伴う橋梁の桁の加速度測定値または速度測定値の少なくともいずれかに基づいて前記桁の変位の時系列を検出する変位検出ステップと、
前記変位の時系列から、前記鉄道車両の運動に依存しない成分である静的成分の時系列を抽出する成分抽出ステップと、
前記静的成分の時系列における極値に基づいて、当該静的成分の時系列の補正量を求める補正量取得ステップと、
前記補正量取得ステップにて得られた補正量に基づいて、前記変位検出ステップにて得られた前記桁の変位の時系列を補正する補正ステップと、
を有する変位取得方法。
A displacement detection step of detecting a time series of displacement of the girder based on at least one of acceleration measurement value or speed measurement value of a bridge girder accompanying passage of a railway vehicle;
A component extraction step for extracting a time series of static components that are components not dependent on the movement of the railway vehicle from the time series of the displacements;
A correction amount obtaining step for obtaining a time series correction amount of the static component based on the extreme value of the static component in the time series;
Based on the correction amount obtained in the correction amount acquisition step, a correction step for correcting a time series of the displacement of the digits obtained in the displacement detection step;
A displacement acquisition method comprising:
コンピュータに、
鉄道車両の通過に伴う橋梁の桁の加速度測定値または速度測定値の少なくともいずれかに基づいて前記桁の変位の時系列を検出する変位検出ステップと、
前記変位の時系列から、前記鉄道車両の運動に依存しない成分である静的成分の時系列を抽出する成分抽出ステップと、
前記静的成分の時系列における極値に基づいて、当該静的成分の時系列の補正量を求める補正量取得ステップと、
前記補正量取得ステップにて得られた補正量に基づいて、前記変位検出ステップにて得られた前記桁の変位の時系列を補正する補正ステップと、
を実行させるためのプログラム。
On the computer,
A displacement detection step of detecting a time series of displacement of the girder based on at least one of acceleration measurement value or speed measurement value of a bridge girder accompanying passage of a railway vehicle;
A component extraction step for extracting a time series of static components that are components not dependent on the movement of the railway vehicle from the time series of the displacements;
A correction amount obtaining step for obtaining a time series correction amount of the static component based on the extreme value of the static component in the time series;
Based on the correction amount obtained in the correction amount acquisition step, a correction step for correcting a time series of the displacement of the digits obtained in the displacement detection step;
A program for running
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