JP2019039857A - Evaluation method of in-car noise due to rail wavy abrasion, in-car noise evaluation system, and rail maintenance method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レール波状摩耗に伴う車内騒音の評価方法およびこの評価方法を用いた車内騒音評価システム、並びにこれを用いたレールの保守方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating vehicle interior noise accompanying rail corrugated wear, a vehicle interior noise evaluation system using this evaluation method, and a rail maintenance method using the same.
従来、鉄道の軌道の保守管理を目的として、定期的に専用の軌道検測車等を用いて軌道検測データ等の波形データを取得し、当該軌道検測データに含まれる著大値を検出して、軌道に鉄道車両の走行安全を脅かすような不整や鉄道車両の乗り心地を低下させるような不整が生じていないかの確認を行い、その著大値と管理値の照査によって鉄道の軌道の修繕の実施を検討している。また、軌道検測は専用の軌道検測車を用いて在来線の場合は年に数回程度の頻度で、新幹線の場合は月に数回程度の頻度で軌道検測データの取得が行われていたところ、近年では営業車両に搭載可能な軌道検測装置を用いることによって、多い場合には一日に数回程度の高頻度で軌道検測データの取得を行うことが可能となってきている。 Conventionally, for the purpose of maintenance management of railway tracks, waveform data such as track inspection data is periodically acquired using a dedicated track inspection vehicle, etc., and a significant value included in the track inspection data is detected. The railway track is checked for irregularities that threaten the running safety of the railway vehicles and irregularities that reduce the riding comfort of the railway vehicles. We are considering the implementation of repairs. In addition, track inspection data is acquired several times a year for conventional lines using a dedicated track inspection vehicle, and several times a month for Shinkansen lines. However, in recent years, it has become possible to acquire trajectory inspection data with a high frequency of several times a day in many cases by using a trajectory inspection device that can be mounted on a commercial vehicle. ing.
また、近年では、豪華な観光列車を用いて客室サービスを向上させた観光列車の運行が実施又は計画されている。このような観光列車では、車内騒音が乗客に対して不快な印象を与えることから、レール波状摩耗に伴う車内騒音の発生を効率的に把握し、必要な対策を講じる手段について検討がなされている。なお、レール波状摩耗とは、鉄道車両の繰り返し走行に伴ってレール表面に形成される周期的かつ微細なレールの凹凸のことをいう。 In recent years, sightseeing trains have been implemented or planned with improved guest room service using luxurious sightseeing trains. In such a tourist train, the noise in the vehicle gives an unpleasant impression to the passengers, and therefore, means for efficiently grasping the generation of the noise in the vehicle due to the rail-like wear and taking necessary measures are being studied. . The rail wave wear refers to periodic and fine rail irregularities formed on the rail surface as the railway vehicle repeatedly travels.
ここで、レール波状摩耗の計測手法としては、従来、種々の計測手法が知られている。特許文献1に示すレール波状摩耗検出方法は、車両上で測定した振動加速度又は騒音データから時間軸データを生成し、当該時間軸データを車両の走行距離に関連付けられた空間軸データに変換し、この空間軸データを空間周波数軸上でフィルタ処理を施してフィルタ処理データを生成し、このフィルタ処理データによりレールの波状摩耗の発生区間を特定するという測定方法を採用している。 Here, various measuring methods are conventionally known as a measuring method of rail corrugated wear. The rail wave-like wear detection method shown in Patent Document 1 generates time axis data from vibration acceleration or noise data measured on a vehicle, converts the time axis data into spatial axis data associated with the travel distance of the vehicle, This spatial axis data is subjected to a filtering process on the spatial frequency axis to generate filtering data, and a measuring method is adopted in which the section where the wavy wear of the rail is specified is specified by the filtering data.
また、車内騒音の評価方法は種々の評価方法が知られており、例えば特許文献2に示すように、GPSアンテナ、3軸加速度センサ及び騒音計を用いた車両走行動揺/騒音解析システムを採用している。また、騒音計を車内に持ち込んで設置し、簡易的に騒音レベルを測定する方法も知られている。 Various evaluation methods are known for evaluating vehicle interior noise. For example, as shown in Patent Document 2, a vehicle running vibration / noise analysis system using a GPS antenna, a three-axis acceleration sensor, and a noise meter is adopted. ing. There is also known a method of simply measuring a noise level by bringing a sound level meter into a vehicle.
しかし、特許文献1に記載されたレール波状摩耗の検出方法によれば、時間軸データを空間軸データに変換してフィルタ処理を行うので、レール波状摩耗に起因する車内騒音を低減させるための保線作業の施工箇所の選定を容易に行うことができるという利点があるものの、発生したレール波状摩耗が車内の車内快適性にどのような影響を与えるのか、又はレール波状摩耗によって生じる騒音が車内快適性に影響を与えるものであるのかについて評価することができないものであった。 However, according to the rail corrugated wear detection method described in Patent Document 1, since the time axis data is converted into the spatial axis data and the filtering process is performed, the track maintenance for reducing the vehicle interior noise caused by the rail corrugated wear is performed. Although there is an advantage that the work location can be easily selected, the effect of the generated rail corrugation on the in-car comfort in the car, or the noise generated by the rail corrugation is in-vehicle comfort. It was not possible to evaluate whether it would affect
また、特許文献2に記載された車両走行動揺/騒音解析システムについても、レール波状摩耗が車内の車内快適性に与える影響まで評価するものではなく、レール波状摩耗に起因する車内快適性、あるいは車内快適性へのレール波状摩耗の寄与度について評価することができないという問題があった。 In addition, the vehicle running vibration / noise analysis system described in Patent Document 2 does not evaluate the influence of rail corrugation on the in-vehicle comfort in the vehicle. There was a problem that it was not possible to evaluate the contribution of rail corrugation to comfort.
車内快適性の評価は、本来であれば車内騒音を測定することで評価すべきであるところ、車内快適性を悪化させる要因となりうるレール波状摩耗を測定する方法や装置では、車内騒音を評価することができないものであり、1つの装置によってレール波状摩耗の発生の有無と車内快適性の評価を同時に把握及び管理することができないという問題があった。 Evaluation of in-vehicle comfort should be evaluated by measuring in-vehicle noise. However, in the method and apparatus for measuring rail wavy wear, which can cause in-vehicle comfort, the in-vehicle noise is evaluated. There is a problem that it is impossible to simultaneously grasp and manage the presence or absence of occurrence of rail corrugated wear and the evaluation of in-vehicle comfort with a single device.
そこで、本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、従来のレール波状摩耗検出方法では評価できなかった、レール波状摩耗の発生を検出すると共に、当該レール波状摩耗によって車内快適性に影響があるか否かを評価することができるレール波状摩耗に伴う車内騒音評価方法及び車内騒音評価システム、並びにこれを用いたレールの保守方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and detects the occurrence of rail corrugated wear, which could not be evaluated by the conventional rail corrugated wear detection method, and affects the interior comfort by the rail corrugated wear. It is an object of the present invention to provide an in-vehicle noise evaluation method and an in-vehicle noise evaluation system that can be used to evaluate whether or not there is a rail wavy wear, and a rail maintenance method using the same.
本発明に係る車内騒音評価方法は、軌道上を走行する車両の車内騒音評価方法であって、前記車両の車内の床面に設置した第1の計測手段によって前記車内の床面における床面騒音データを生成し、前記車両の車内に設置した第2の計測手段によって前記車内の車内騒音データを生成し、前記床面騒音データを用いて前記軌道のレール波状摩耗の発生区間を決定し、前記車内騒音データを用いて前記レール波状摩耗に伴う車内快適性の評価を行うことを特徴とする。 The vehicle interior noise evaluation method according to the present invention is a vehicle interior noise evaluation method for a vehicle traveling on a track, and the floor noise on the floor surface of the vehicle is measured by a first measuring means installed on the floor surface of the vehicle. Generating data, generating in-vehicle noise data in the vehicle by a second measuring means installed in the vehicle of the vehicle, using the floor noise data to determine the occurrence section of rail corrugated wear of the track, In-vehicle comfort data associated with the rail corrugated wear is evaluated using in-vehicle noise data.
また、本発明に係る車内騒音評価方法において、前記第1の計測手段は、収納箱に収納されていると好適である。 In the vehicle interior noise evaluation method according to the present invention, it is preferable that the first measuring means is stored in a storage box.
また、本発明に係る車内騒音評価方法において、前記収納箱は、下面のみに開口していると好適である。 In the vehicle interior noise evaluation method according to the present invention, it is preferable that the storage box is open only on the lower surface.
また、本発明に係る車内騒音評価システムは、軌道上を走行する車両の車内騒音評価システムであって、前記車内の床面における床面騒音データを生成する第1の計測手段と、前記車内の車内騒音データを生成する第2の計測手段と、前記床面騒音データ及び前記車内騒音データを用いて前記軌道のレール波状摩耗の発生区間の決定及び車内快適性の評価を行う情報処理手段とを備えることを特徴とする。 An in-vehicle noise evaluation system according to the present invention is an in-vehicle noise evaluation system for a vehicle traveling on a track, and includes first measuring means for generating floor noise data on a floor surface in the vehicle, A second measuring means for generating in-vehicle noise data; and an information processing means for determining a rail corrugated wear occurrence section of the track and evaluating in-vehicle comfort using the floor noise data and the in-vehicle noise data. It is characterized by providing.
また、本発明に係る車内騒音評価システムにおいて、前記第1の計測手段は、収納箱に収納され、前記収納箱は、前記床面に載置されると好適である。 In the vehicle interior noise evaluation system according to the present invention, it is preferable that the first measuring means is stored in a storage box, and the storage box is placed on the floor surface.
また、本発明に係る車内騒音評価システムにおいて、前記第2の計測手段は、前記車内に設置されると好適である。 In the in-vehicle noise evaluation system according to the present invention, it is preferable that the second measuring means is installed in the vehicle.
また、本発明に係るレールの保守方法は、上述した車内騒音評価システムを用いて判定された指標に基づき、レール波状摩耗を整備することを特徴とする。 The rail maintenance method according to the present invention is characterized in that rail-like wear is maintained based on an index determined using the above-described vehicle interior noise evaluation system.
本発明に係る車内騒音評価方法及び車内騒音評価システム、並びにレールの保守方法は、定期的に、例えば年に1回〜数回程度の頻度でレールの波状摩耗の有無を測定することによって、レール波状摩耗の管理に関する保守サイクルが確立できると共に、測定結果に応じて必要な箇所にレール削正あるいはレール交換などの車内騒音を低減させるための保線作業を指示することによって、定量的な車内快適性の向上を図ることができる。その際、車内騒音を同時に評価することによって、車内快適性の向上効果が高い区間を選定したり、車内快適性そのものを評価指標として施工することが可能となる。 An in-vehicle noise evaluation method, an in-vehicle noise evaluation system, and a rail maintenance method according to the present invention can be performed by measuring the presence or absence of wavy wear on a rail periodically, for example, once to several times a year. A maintenance cycle related to wavy wear management can be established, and quantitative in-vehicle comfort can be provided by instructing track maintenance work to reduce in-vehicle noise such as rail correction or rail replacement at necessary locations according to measurement results. Can be improved. At that time, by simultaneously evaluating the in-vehicle noise, it is possible to select a section having a high effect of improving the in-vehicle comfort, or to construct the in-vehicle comfort itself as an evaluation index.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、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。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. .
図1は、本実施形態に係る車内騒音評価システムを備えた車両の概要図であり、図2は、本実施形態に係る車内騒音評価システムの概要図であり、図3は、本実施形態に係る車内騒音評価システムのデータ処理のフロー図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle provided with a vehicle interior noise evaluation system according to the present embodiment, FIG. 2 is a schematic diagram of the vehicle interior noise evaluation system according to the present embodiment, and FIG. It is a flowchart of the data processing of the in-vehicle noise evaluation system which concerns.
図1および2に示すように、本実施形態に係る車内騒音評価システム10は、車両1の床面8に載置されたセンサ部14と、車両1の内部空間に設置された第2の計測手段15を備えている。なお、車両1は、空気バネ7を介して車両1を支持する台車枠5と、軸バネ6を介して台車枠5に回転自在に取り付けられた輪軸を備えており、輪軸の左右に回転を固定された状態で車輪4が取り付けられている。車輪4は、軌道面2に敷設されたレール3上を走行する。なお、レール波状摩耗とは、繰り返しレール3上を走行する車両1からの作用によってレール3が周期的に摩耗又は損傷してレール3の車輪4の転走面に周期的かつ微細な凹凸が形成される現象のことをいう。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle interior
センサ部14は、第1の計測手段11及び加速度センサ/ジャイロセンサ13を備えており、第1の計測手段11は、下面のみに開口している収納箱12に収納されている。第1の計測手段11及び第2の計測手段15は、それぞれマイクロホンが好適に用いられ、例えば普通騒音計、精密騒音計及びその他のコンデンサ型マイクロホン等を用いることができる。
The
なお、第1の計測手段11は、車両1の床面8に設置されているので、レール3と車輪4との接触に起因する床面騒音N1を測定する。また、第1の計測手段11は、下面のみに開口している収納箱12に収納されているので、車内騒音N2による影響を排除して床面騒音N1を効率的に測定できるように構成されている。
In addition, since the 1st measurement means 11 is installed in the
収納箱12は、車内騒音N2による影響を防止することができればどのような構成でも構わないが、例えばアルミニウムやジュラルミンなどの金属や合成樹脂又は木材からなる箱の内面に吸音材を貼付して構成すると好適である。これに対し、第2の計測手段15は、車両1の車内にむき出しに配置されているので、適切に車内騒音N2を測定することができるように構成されている。
The
加速度センサ/ジャイロセンサ13は、車両1の動揺管理や曲線検知に用いられ、加速度センサは、例えば抵抗線式、サーボ式、圧電式、及びMEMS式等が用いられ、ジャイロセンサは、例えば機械式、流体式、光学式、量子式、及びMEMS式等が好適に用いられる。
The acceleration sensor /
また、本実施形態に係る車内騒音評価システム10は、上述したセンサ部14及び第2の計測手段15の他に、速度検知手段としてのGPSレシーバ16、速度検知の補助手段及び位置検知手段としてのマーカスイッチ17及びデータ収録・処理部18を備えている。GPSレシーバ16は、車両1の走行速度を検出するために用いられ、マーカスイッチ17は、車両1の現在の位置を特定するために用いられる。さらに、情報処理手段を構成するデータ収録・処理部18は、計測データを収録するための記録装置、収録データの処理プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)と、処理プログラムを格納するROM(Read Only Memory)と、CPUの処理に必要なデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)とを備えている。なお、速度検知手段は、GPSレシーバの他、速度発電機パルスを速度データに変換する装置や速度発電機パルスそのものを入力して、後処理で速度データを演算するように構成することも可能である。また、速度検知の補助手段は、マーカスイッチの他、線路に建植されている100m間隔のキロ程標識で定期的にマーカ入力をすれば、その間の平均速度を求めることができ、これによって位置検出を行っても構わないし、位置検出手段は、ジャイロによる曲線検知を用いても構わない。
In addition, the vehicle interior
次に、本実施形態に係る車内騒音評価方法を実行するための車内騒音評価システム10の動作について説明を行う。図3に示すように、第1の計測手段11によって計測された床面騒音N1の測定結果から床面騒音データを生成する(S101)。ここで測定された床面騒音データは、時間サンプリングされた時間軸上のデータであるので、これを距離サンプリングの空間軸データに変換する(S102)。次に地上との位置補正を行う(S103)。具体的にはマーカスイッチ17によって約1km間隔で地上に設置されているキロ程標識をマーキングすることによって、空間軸上のデータに保線作業で用いられるキロ程を付与する。次に、波状摩耗検出フィルタ(S104)によって空間軸データを空間周波数軸上でバンドパスフィルタ処理して波状摩耗に起因する周波数成分のみを抽出する(S104)。次いで、レール波状摩耗データを標準偏差に代表される区間統計量で評価することで波状摩耗の評価(S105)を行い、レール波状摩耗の発生区間を決定する。なお、波状摩耗の評価方法は周知技術を適用することができるため、ここでは詳細な説明は省略する。
Next, the operation of the vehicle interior
次いで、車内快適性の評価を行う。本実施形態に係る車内騒音評価システム10では、車内快適性と相関が高い車内騒音N2を用いて車内快適性の評価を行う。具体的には、第2の計測手段15によって計測された車内騒音N2の測定結果から車内騒音データを生成する(S106)。この車内騒音データに基づいて車内快適性の評価を行う(S107)。車内快適性の評価は、種々の評価方法を採用することができ、例えば車内騒音に対する乗客の不快感を示す不快度を用いて評価すると好適である。また、通常の騒音レベルを用いて車内快適性を評価しても構わない。その後、床面騒音N1の場合と同様に、時間軸から空間軸へ変換し(S108)、地上との位置補正を行って(S109)、キロ程を付与する。
Next, the interior comfort is evaluated. In the vehicle interior
不快度は、車内騒音の音質の指標であるラウドネス(dB)、シャープネス(acum)、トーナリティ(tu)、ラフネス(asper)及び変動強度(vacil)の5変数に基づいて算出することができ、例えばこれらの変数を含む回帰式として、不快度=A×ラウドネス+B×シャープネス+C×トーナリティ+D×ラフネス+E×変動強度+F(変数)を用いて算出される。この回帰式で算出された不快度が所定の閾値を超えた場合には、車内快適性が低下していると判断される。また、レールの保守作業後の測定結果と比較することで、車内快適性の向上効果を確認することも可能となる。 The discomfort level can be calculated based on five variables, which are indicators of sound quality of in-vehicle noise, such as loudness (dB), sharpness (acum), tonality (tu), roughness (asper), and fluctuation intensity (vacil). As a regression equation including these variables, the degree of discomfort = A × loudness + B × sharpness + C × tourality + D × roughness + E × variation intensity + F (variable). When the discomfort level calculated by this regression equation exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the in-vehicle comfort is reduced. Moreover, it becomes possible to confirm the improvement effect of in-vehicle comfort by comparing with the measurement result after the rail maintenance work.
また、本実施形態に係る車内騒音評価システム10は、ジャイロセンサを備えているので、曲線を検知することで、地上の絶対位置との照合を行い、位置を補正することが可能となる。
In addition, since the vehicle interior
さらに、本実施形態に係る車内騒音評価システム10に基づいて判定された指標を用いると、車内騒音に影響を与えるレール波状摩耗を特定することができるので、レール波状摩耗の整備を行うことで、レールの保守作業の際に、車内快適性の向上効果が高い区間を選定したり、車内快適性そのものを評価指標として施工することが可能となる。
Furthermore, if the index determined based on the vehicle interior
また、図3では、床面騒音データの生成と車内騒音データの生成を直列に評価した場合について説明を行ったが、床面騒音データの生成と車内騒音データの生成は、互いに並列に評価しても構わない。 In FIG. 3, the generation of floor noise data and the generation of in-vehicle noise data have been described in series. However, the generation of floor noise data and the generation of in-vehicle noise data are evaluated in parallel with each other. It doesn't matter.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態は発明の趣旨を変更しない範囲で変更又は改良を加えることも可能であることが特許請求の範囲の記載から明らかである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is apparent from the description of the claims that the above-described embodiment can be changed or improved without departing from the spirit of the invention. .
1 車両
2 軌道面
3 レール
4 車輪
5 台車枠
6 軸バネ
7 空気バネ
8 床面
10 車内騒音評価システム
11 第1の計測手段
12 収納箱
13 加速度センサ/ジャイロセンサ
14 センサ部
15 第2の計測手段
16 GPSレシーバ
17 マーカスイッチ
18 データ収録・処理部
N1 床面騒音
N2 車内騒音
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2
Claims (7)
前記車両の車内の床面に設置した第1の計測手段によって前記車内の床面における床面騒音データを生成し、
前記車両の車内に設置した第2の計測手段によって前記車内の車内騒音データを生成し、
前記床面騒音データを用いて前記軌道のレール波状摩耗の発生区間を決定し、
前記車内騒音データを用いて前記レール波状摩耗に伴う車内快適性の評価を行うことを特徴とする車内騒音評価方法。 A vehicle interior noise evaluation method for a vehicle traveling on a track,
Generating floor noise data on the floor surface of the vehicle by first measuring means installed on the floor surface of the vehicle;
Generating in-vehicle noise data in the vehicle by a second measuring means installed in the vehicle;
Using the floor noise data to determine the occurrence section of the rail wavy wear of the track,
A vehicle interior noise evaluation method, wherein the vehicle interior noise data is used to evaluate vehicle interior comfort associated with the rail corrugated wear.
前記第1の計測手段は、収納箱に収納されていることを特徴とする車内騒音評価方法。 The vehicle interior noise evaluation method according to claim 1,
The vehicle interior noise evaluation method, wherein the first measuring means is stored in a storage box.
前記収納箱は、下面のみに開口していることを特徴とする車内騒音評価方法。 The vehicle interior noise evaluation method according to claim 2,
The vehicle interior noise evaluation method, wherein the storage box is opened only on a lower surface.
前記車内の床面における床面騒音データを生成する第1の計測手段と、
前記車内の車内騒音データを生成する第2の計測手段と、
前記床面騒音データ及び前記車内騒音データを用いて前記軌道のレール波状摩耗の発生区間の決定及び車内快適性の評価を行う情報処理手段とを備えることを特徴とする車内騒音評価システム。 A vehicle interior noise evaluation system for a vehicle traveling on a track,
First measurement means for generating floor noise data on the floor surface in the vehicle;
Second measuring means for generating in-vehicle noise data in the vehicle;
An in-vehicle noise evaluation system comprising: information processing means for determining an occurrence section of rail corrugated wear on the track and evaluating in-vehicle comfort using the floor noise data and the in-vehicle noise data.
前記第1の計測手段は、収納箱に収納され、
前記収納箱は、前記床面に載置されることを特徴とする車内騒音評価システム。 In the vehicle interior noise evaluation system according to claim 4,
The first measuring means is stored in a storage box,
The vehicle interior noise evaluation system, wherein the storage box is placed on the floor surface.
前記第2の計測手段は、前記車内に設置されることを特徴とする車内騒音評価システム。 In the vehicle interior noise evaluation system according to claim 4 or 5,
The vehicle interior noise evaluation system, wherein the second measuring means is installed in the vehicle.
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