JP2019026154A - 軌道の健全性評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
列車に搭載した軌道変位測定装置によって、その列車が走行する軌道に生じている軌道変位を測定し、前記軌道変位の値を前記列車が前記軌道を走行した位置に対応付けて前記軌道変位の波形データを作成する第1工程と、
前記列車が前記軌道を走行する度に測定して得た、前記軌道変位の複数の波形データを蓄積する第2工程と、
前記複数の波形データに基づき、前記軌道変位を視認可能にした複数の波形を重ね合わせて表示する第3工程と、
を備えるようにした。
レールの小返りはレール締結装置など軌道を構成する軌道材料によって抑えられているが、軌道材料が劣化するなど異常が生じている場合、レールが小返り易くなっているので、その地点を走行する列車に搭載した軌道変位測定装置によって何らかの軌道変位が測定される。
また、輪重が強く作用した場合には、レールが沈み込むことがある。レールの沈み込みは枕木や砕石によって抑えられているが、状態が悪い場合はレールが沈み込みやすくなっているため、その地点を走行する列車に搭載した軌道変位測定装置によって何らかの軌道変位が測定される。
特に、営業列車は毎回乗客数が異なり、その列車重量が異なるため、レールに作用する輪重や横圧が営業列車毎に異なるので、レールが小返ったり沈み込んだりする程度が営業列車毎に異なることに起因し、測定される軌道変位の値は営業列車毎に異なる。
そこで、営業列車が軌道を走行する度に測定して得た複数の波形データに基づき、軌道変位を視認可能にした複数の波形を重ね合わせて表示すれば、重ね合わされた複数の波形のずれが大きな箇所を見つけることができる。そして、複数の波形のずれが大きな箇所であって、軌道変位の値が測定の度にばらつく箇所に対応させて、営業列車が軌道を走行した位置を特定することができる。
その特定した位置が、営業列車が走行した軌道中、軌道を構成する軌道材料の健全性が低下している地点に相当する。
このように、営業列車などに搭載した軌道変位測定装置によって測定した軌道変位に基づいて、軌道を構成する軌道材料の健全性について評価することができ、その軌道の健全性について評価することが可能になる。
重ね合わされた前記複数の波形のずれが閾値以上に大きな箇所を抽出して、前記軌道の経路中、前記軌道変位の値が測定の度にばらつく前記列車の走行位置を特定し、その特定された位置の情報を出力する第4工程を含むようにする。
こうすることで、軌道を構成する軌道材料の健全性に異常がある箇所を自動的に抽出し、その箇所に対応する列車の走行位置を特定することが可能になる。
前記第1工程で測定する軌道変位は、少なくとも軌間変位と通り変位であるようにする。
軌道変位のうち、軌間変位と通り変位にレールの小返りが影響を及ぼすので、軌間変位と通り変位の測定データがあれば、軌道を構成する軌道材料の健全性や軌道の健全性ついての評価を行うことが可能となる。
前記軌道がカーブしている領域に対する前記第4工程での処理は、軌間変位の波形と、外軌側のレールの通り変位の波形とに基づいて行うようにする。
例えばレールが小返れば、軌間変位には必ずレールの小返りが波形となって現れる。また軌道がカーブしている領域では、内軌側のレールよりも外軌側のレールに輪重や横圧が作用するため、外軌側のレールの通り変位にレールの小返りによる波形が顕著に現れる。
このことから、軌道がカーブしている領域では、軌間変位の波形のずれと、外軌側のレールの通り変位の波形のずれに基づいて、軌道を構成する軌道材料の健全性や軌道の健全性について評価することができる。
図1に示すように、軌道Rを走行する営業列車Tに搭載されている軌道変位測定装置20は、運転指令室などの現業箇所に設置されている情報管理装置10と、無線通信を介して通信可能に接続されている。無線通信を介して接続された軌道変位測定装置20と情報管理装置10とで、軌道変位管理システム100が構築されている。
本実施形態の軌道Rは、例えば、図2、図3(a)に示すように、レール1が枕木2にレール締結装置によって締結されて構成されている。
レール締結装置は、レール1と枕木2の間に介装された絶縁パッド3と、レール1の底部上面に載置されたインシュレータ4と、枕木2に固設されているクリップ固定部5と、クリップ固定部5に取り付けられてインシュレータ4をレール1に向けて押圧するクリップ6を備えている。
つまり、本実施形態の軌道Rを構成する軌道材料は、レール1、枕木2、絶縁パッド3、インシュレータ4、クリップ固定部5、クリップ6である。
本実施形態では、これら軌道材料のうち、樹脂製のインシュレータ4の健全性が低下しているか否かの評価を行う。
このレール1の小返りをレール締結装置が抑えているが、これを長期間繰り返すうちにインシュレータ4が劣化し、特に、クリップ6が接触している部分など負荷がかかり易い部分が磨滅してしまう。
例えば、クリップ6が接触する部分のインシュレータ4が磨滅していると、レール1が小返り易くなるという不具合が生じるので、定期的な保守点検を行い、劣化したインシュレータ4を新たなものに交換するようにしている。
従来の保守点検は、作業者が軌道Rに沿って移動しつつ、目視によってインシュレータ4の劣化を判断するという煩雑な作業であったが、本発明者らは営業列車Tに搭載した軌道変位測定装置20によって測定した軌道変位に基づいて、インシュレータ4の異常を早期発見するのを可能にする技術を実現した。
これに対し、営業列車Tの場合は毎回乗客数が異なり、その列車重量が異なるため、レール1に作用する輪重や横圧が営業列車T毎に異なるので、レール1が小返る程度が営業列車T毎に異なる。
つまり、営業列車T毎にレール1が小返る程度が異なるために、測定される軌道変位の値は営業列車T毎に異なる。
そこで、本発明者らは、営業列車Tに搭載した軌道変位測定装置20によって軌道変位を測定し、測定の度に軌道変位の値がばらつく地点を特定できれば、その地点にあるインシュレータ4の異常を発見できることを見出し、本発明をするに至った。
軌道変位としては、以下の5種類の変位が規定されている。
(1)通り変位(通り狂い):レールの左右方向の変位
(2)高低変位(高低狂い):レールの上下方向の変位
(3)軌間変位(軌間狂い):左右のレールの間隔の変位
(4)水準変位(水準狂い):左右のレールの高さの差
(5)平面性変位(平面性狂い)
本実施形態の軌道変位測定装置20は、少なくとも通り変位と軌間変位の測定データを情報管理装置10に送信する。これは軌道変位のうち、軌間変位と通り変位にレール1の小返りが影響を及ぼしていることによる。
つまり、通り変位と軌間変位の測定データがあれば、軌道Rを構成する軌道材料の健全性についての評価を行うことが可能となる。
なお、軌道変位測定装置20の構成や動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
この通信部11によって、軌道変位測定装置20から送信された軌道変位の測定データを受信する。
この表示部13には、軌道変位の波形データや、その波形データに基づく波形の画像などが表示される。
例えば、情報管理装置10の制御部15は、軌道変位測定装置20から送信され、通信部11で受信した軌道変位の測定データに所定の処理を施し、軌道変位の波形データを作成する。
また、制御部15は、軌道変位の複数の波形データに基づき、軌道変位を視認可能にした複数の波形を重ね合わせて表示部13に表示する処理を実行する。
また、制御部15は、重ね合わされた複数の波形のずれが閾値以上に大きな箇所を抽出して、営業列車Tの軌道Rの経路中、軌道変位の値が測定の度にばらつく走行位置を特定し、その特定された走行位置の情報を出力する処理を実行する。
情報管理装置10の制御部15は、軌道変位測定装置20によって測定された軌道Rの軌道変位の測定データに基づき、軌道変位の波形データを作成する。
具体的には、制御部15は、軌道変位の測定データに基づき、軌道変位の値を営業列車Tが軌道Rを走行した位置に対応付けるデータ処理を施し、軌道変位の波形データを作成する。
そして、営業列車Tが軌道Rを走行する度に測定して得た軌道変位の波形データを記憶部12に記憶することで、軌道変位の複数の波形データを蓄積する。
例えば、図5に示すように、表示部13には、軌道変位の波形として、軌間変位の波形と、右側(外軌側)のレールの通り変位の波形と、左側(内軌側)のレールの通り変位の波形とが表示される。
本実施形態では、例えば閾値を「軌道変位;1[mm]」と設定しており、複数の波形において軌道変位の値に1[mm]以上の差がある箇所を抽出する処理を実行し、例えば、図5に示すように、「4K050M」の地点が測定の度に軌道変位の値がばらつく走行位置であると特定するようになっている。
そして、制御部15は表示部13に「4K050M地点において、軌道材料の健全性に問題がある」旨を示す表示を行い、インシュレータ4を新たなものに交換するために作業員を現地に派遣することを促す警報を発する。
そして、本発明によれば、営業列車Tが所定の軌道Rを複数回走行し、その走行の度に測定した軌道変位に基づいて、インシュレータ4の健全性が低下しているか否かの評価を行うことができるので、作業者が軌道Rに沿って移動しつつ、目視によってインシュレータ4の劣化を判断するというような従来の保守点検に比べ、インシュレータ4の異常を容易に発見することができる。
上記実施形態では、情報管理装置10の制御部15が、重ね合わされた複数の波形のずれが閾値以上に大きな箇所を抽出して、営業列車Tの軌道R中、軌道変位の値が測定の度にばらつく走行位置を特定したが、制御部15による処理は、記憶部12に蓄積した軌道変位の複数の波形データに基づく複数の波形を可視化し、それら波形を重ね合わせて表示部13に表示するに留めてもよい。
記憶部12に蓄積された軌道変位の複数の波形データに基づいて視認可能にされた複数の波形が重ね合わされて表示部13に表示されていれば、重ね合わされた複数の波形のずれを保守作業員が見付けて、軌道変位の値が測定の度にばらつく走行位置を確認して特定することができるので、保守作業員の判断によってインシュレータ4の健全性に問題がある地点に作業員を派遣するなどの対処が可能になる。
例えば、図5に示す3つの波形において、軌間変位の波形と、外軌側のレール(本実施形態では右側のレール)の通り変位の波形とに基づく処理を行うことで、インシュレータ4の健全性についての評価を行うことができる。
これは、軌間変位には必ずレール1の小返りが波形となって現れることと、内軌側のレールよりも外軌側のレールに輪重や横圧が作用するため、外軌側のレールの通り変位にレール1の小返りによる波形が顕著に現れることによる。
また換言すれば、内軌側のレールよりも外軌側のレールに輪重や横圧が作用するので、外軌側のレールほど小返りし易く、外軌側のレールに取り付けられたインシュレータ4の方が劣化・損傷し易い傾向がある。そこで、外軌側のレールの通り変位によるインシュレータ4の健全性についての評価を行い、外軌側のレールのインシュレータ4に異常がある場合、その交換の際にあわせて内軌側のレールに取り付けられているインシュレータ4の状態を確認し、必要に応じて交換すればよい。
また、上述していないが、レール1の締結にボルトなどの締結具が用いられている場合、ボルトの破損、ボルトのゆるみや脱落などに関する健全性評価に本発明を適用することもできる。
2 枕木
3 絶縁パッド
4 インシュレータ
5 クリップ固定部
6 クリップ
10 情報管理装置
11 通信部
12 記憶部
13 表示部
14 操作部
15 制御部
20 軌道変位測定装置
100 軌道変位管理システム
T 営業列車
R 軌道
Claims (4)
- 列車に搭載した軌道変位測定装置によって、その列車が走行する軌道に生じている軌道変位を測定し、前記軌道変位の値を前記列車が前記軌道を走行した位置に対応付けて前記軌道変位の波形データを作成する第1工程と、
前記列車が前記軌道を走行する度に測定して得た、前記軌道変位の複数の波形データを蓄積する第2工程と、
前記複数の波形データに基づき、前記軌道変位を視認可能にした複数の波形を重ね合わせて表示する第3工程と、
を備えたことを特徴とする軌道の健全性評価方法。 - 重ね合わされた前記複数の波形のずれが閾値以上に大きな箇所を抽出して、前記軌道の経路中、前記軌道変位の値が測定の度にばらつく前記列車の走行位置を特定し、その特定された位置の情報を出力する第4工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の軌道の健全性評価方法。
- 前記第1工程で測定する軌道変位は、少なくとも軌間変位と通り変位であることを特徴とする請求項1又は2に記載の軌道の健全性評価方法。
- 前記軌道がカーブしている領域に対する前記第4工程での処理は、軌間変位の波形と、外軌側のレールの通り変位の波形とに基づいて行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の軌道の健全性評価方法。
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