JP2015214201A - 鉄道車両の異常検知装置および鉄道車両の異常検知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一態様は、鉄道車両1の異常検知装置において、鉄道車両1の振動加速度を測定するセンサ部14と、センサ部14で測定された振動加速度の信号をサンプリングするサンプリング部16と、異常の有無を判定する演算部18と、を有し、演算部18にて、車輪22の蛇行動における蛇行の周期である1軸蛇行動波長S1を算出し、算出した1軸蛇行動波長S1をもとに1軸蛇行動の監視周波数領域を設定し、振動加速度の信号から1軸蛇行動の監視周波数領域における空間周波数の成分を抽出して車輪22の蛇行動の有無を判定する。
【選択図】 図3
Description
本発明の鉄道車両の異常検知方法の実施形態について、説明する。図1は、異常検知装置の概略を示すブロック図である。図1に示すように、鉄道車両1は、新幹線(登録商標)などの高速鉄道車両であり、車体10と台車12を有している。そして、車体10は、空気ばね(不図示)等を介して台車12に支持されている。また、鉄道車両1は、車輪22や台車12の蛇行動を抑制するため、車体10と台車12との間にヨーダンパ(不図示)を備えている。
センサ部14からサンプリング部16に振動加速度の信号が出力されると、サンプリング部16は、積算した走行距離が等距離サンプリング周期以上となったとき、すなわち、一定の距離毎にセンサ部14から振動加速度の信号のデータを収集する。そして、サンプリング部16は、収集されたデータを、等距離サンプリングデータとして演算部18に送る。
そして、演算部18では、サンプリング部16から送られた等距離サンプリングデータに基づいてデータ処理を行い、異常の有無を判定する。
本実施例によれば、鉄道車両1の振動を測定して異常を検知する鉄道車両1の異常検知装置および鉄道車両1の異常検知方法において、鉄道車両1の台車12に生じる振動加速度を測定するセンサ部14と、センサ部14で測定された振動加速度の信号を所定の条件でサンプリングするサンプリング部16と、サンプリング部16でサンプリングされた振動加速度の信号から抽出した特定の空間周波数成分に基づいて異常の有無を判定する演算部18と、を有し、演算部18は、車輪22の蛇行動における蛇行の周期である1軸蛇行動波長S1を、踏面間隔の1/2倍の長さbと車輪半径rと等価踏面勾配σに基づいて算出し、算出した1軸蛇行動波長S1をもとに求めた車輪22の蛇行動に起因する振動の空間周波数に対応した1軸蛇行動の監視周波数領域を設定し、振動加速度の信号から1軸蛇行動の監視周波数領域における空間周波数の成分を抽出して、車輪22の蛇行動の有無を判定する。
10 車体
12 台車
14 センサ部
16 サンプリング部
18 演算部
20 管理装置
22 車輪
S1 1軸蛇行動波長
S2 台車蛇行動波長
b 踏面間隔の1/2倍の長さ
r 車輪半径
σ 等価踏面勾配
a 軸距の1/2倍の距離
θ 角度
α 時間領域
F11 空間周波数[1/m]の下限
F12 空間周波数[1/m]の上限
F21 空間周波数[1/m]の下限
F22 空間周波数[1/m]の上限
Claims (5)
- 鉄道車両の振動を測定して異常を検知する鉄道車両の異常検知装置において、
前記鉄道車両の特定部位に生じる振動加速度を測定するセンサ部と、
前記センサ部で測定された振動加速度の信号を所定の条件でサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部でサンプリングされた振動加速度の信号から抽出した特定の空間周波数成分に基づいて異常の有無を判定する演算部と、を有し、
前記演算部は、車輪の蛇行動における蛇行の周期である1軸蛇行動波長を、当該1軸蛇行動波長をS1とし、踏面間隔の1/2倍の長さをbとし、車輪半径をrとし、等価踏面勾配をσとするときに、以下の数式1に基づいて算出し、
前記振動加速度の信号から前記1軸蛇行動の監視周波数領域における空間周波数の成分を抽出して、前記車輪の蛇行動の有無を判定すること、
を特徴とする鉄道車両の異常検知装置。 - 請求項1の鉄道車両の異常検知装置において、
前記演算部は、前記1軸蛇行動の監視周波数領域を、前記鉄道車両の積算走行時間または積算走行距離の経過による前記1軸蛇行動波長の変化によって想定される前記車輪の蛇行動に起因する振動の空間周波数の変動範囲の全てを含むように設定すること、
を特徴とする鉄道車両の異常検知装置。 - 鉄道車両の振動を測定して異常を検知する鉄道車両の異常検知装置において、
前記鉄道車両の特定部位に生じる振動加速度を測定するセンサ部と、
前記センサ部で測定された振動加速度の信号を所定の条件でサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部でサンプリングされた振動加速度の信号から抽出した特定の空間周波数成分に基づいて異常の有無を判定する演算部と、を有し、
前記演算部は、台車の蛇行動における蛇行の周期である台車蛇行動波長を、当該台車蛇行動波長をS2とし、車輪の蛇行動における蛇行の周期である1軸蛇行動波長をS1とし、踏面間隔の1/2倍の長さをbとし、車輪半径をrとし、等価踏面勾配をσとし、軸距の1/2倍の距離をaとするときに、以下の数式1と数式2に基づいて算出し、
前記振動加速度の信号から前記台車蛇行動の監視周波数領域における空間周波数の成分を抽出して、前記台車の蛇行動の有無を判定すること、
を特徴とする鉄道車両の異常検知装置。 - 請求項3の鉄道車両の異常検知装置において、
前記演算部は、前記台車蛇行動の監視周波数領域を、前記鉄道車両の積算走行時間または積算走行距離の経過による前記台車蛇行動波長の変化によって想定される前記台車の蛇行動に起因する振動の空間周波数の変動範囲の全てを含むように設定すること、
を特徴とする鉄道車両の異常検知装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1つの鉄道車両の異常検知装置を使用することを特徴とする鉄道車両の異常検知方法。
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