JP2020083249A - Abnormality detection method and abnormality detection device of air spring for railway vehicle - Google Patents
Abnormality detection method and abnormality detection device of air spring for railway vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020083249A JP2020083249A JP2018224947A JP2018224947A JP2020083249A JP 2020083249 A JP2020083249 A JP 2020083249A JP 2018224947 A JP2018224947 A JP 2018224947A JP 2018224947 A JP2018224947 A JP 2018224947A JP 2020083249 A JP2020083249 A JP 2020083249A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- abnormality
- value
- air spring
- air springs
- vehicle body
- 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
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、鉄道車両用空気ばねの異常検出方法及び異常検出装置に係り、特に、緩和曲線での停車による誤検出や誤判定の防止に有効な異常検出方法及び異常検出装置に関する。 The present invention relates to an abnormality detection method and an abnormality detection device for an air spring for a railroad vehicle, and more particularly to an abnormality detection method and an abnormality detection device that are effective in preventing erroneous detection and erroneous determination due to a stop on a relaxation curve.
鉄道車両の前側台車の左右にそれぞれ設けられた空気ばね、及び後側台車の左右にそれぞれに設けられた空気ばねの圧力を測定し、測定された圧力を用いて、空気ばねの異常から、鉄道車両の傾きおよびこの傾きに対応して走行速度が適切であるか否かを判断して走行の安全を担保する方法が特許文献1及び2に示されている。
The pressure of the air springs provided on the left and right of the front bogie of the railway vehicle and the pressure of the air springs provided on the left and right of the rear bogie, respectively, are measured.
特許文献1に示される鉄道車両安全走行システムでは、鉄道車両の速度が初期値以上で走行中に、前側台車又は後側台車の左右の車輪に加わる走行輪重差を算出するとともに、鉄道車両の速度及び線路の状態に基づいて、鉄道車両の走行位置において、前側台車又は後側台車の左右の車輪に加わるであろう推定輪重差を算出する。
さらに、この鉄道車両安全走行システムでは、前述の推定輪重差から、鉄道車両における危険率を算出し、当該危険率が所定の危険率以上となった場合に、鉄道車両の速度を低下させる処理を行う。
In the railway vehicle safe traveling system disclosed in
Further, in this railway vehicle safe running system, a risk factor for the railway vehicle is calculated from the above-described estimated wheel load difference, and when the risk factor becomes equal to or higher than a predetermined risk factor, processing for reducing the speed of the railway vehicle is performed. I do.
ところが、特許文献1は、各台車(前側台車、後側台車)の左右に位置する一対の空気ばねの圧力差に基づき危険率を算出するシステムであるので、カントが変化する緩和曲線に車両が停止し、車体にねじれが生じている場合の不具合まで把握することはできない。
さらに、特許文献1では、カント超過、カント不足の状態で走行中、又は停車中に、空気ばねが正常であるにもかかわらず、異常と判断してしまうという不具合も発生していた。
However, since
Further, in
そして、以上のような不具合を防止するために、特許文献2では、空気ばねの対角アンバランスを用い、かつこれを左右アンバランスと組み合わせることで、より的確に空気ばねの異常状態を判定する手法が提案されている。
具体的には、特許文献2は、車体の前側に配置された前側台車及び車体の後側に配置された後側台車のそれぞれの左右に設けられた空気ばねの異常を検知する空気ばね異常検知システムであって、車体の対角方向のアンバランスが大きいか否か判断する第一判断手段と、車体の左右方向のアンバランスが大きいか否か判断する第二判断手段と、空気ばねが異常であるか否か判定する異常判定手段とを有する。
Then, in order to prevent the above-described problems, in
Specifically,
そして、この特許文献2では、異常判定手段にて、例えば、中高速域で走行中に、対角方向のアンバランスが大きくかつ所定時間(具体例として10秒以上)継続し、かつ左右方向のアンバランスが小さい場合に、空気ばねが異常であると判定するようにしている。
In this
鉄道車両では、地形上、緩和曲線上に駅が存在している場合、信号の指示により、あるいは非常停止が必要な場合に、カントのある緩和曲線上に停車せざるを得ない場合がある。このカントのある緩和曲線上に鉄道車両が停車しているとき、前側台車位置でのカントと、後側台車位置でのカントに差があるため、遠心力等の影響を受けない停車状態では、前後の台車がそのカントに応じて傾斜するため、車体がねじられた状態になることが避けられない。
このねじれは、前側台車及び後側台車の左右に設けられた合計4個の空気ばねが、それぞれ異なる高さとなることで吸収される。
すなわち、個々の空気ばねは、併設された自動高さ調整弁により、個々高さが所定の高さ範囲に収まるまで給排気を行うことで、各空気ばねの圧力にアンバランスが生じ、特に、車体の対角方向に位置する空気ばねに対角アンバランスが大きくなることがわかっている。
In the case of railway vehicles, there is a case where there is no choice but to stop on a relaxation curve with a cant when there is a station on the terrain or on the relaxation curve, at the direction of a signal, or when an emergency stop is required. When a railroad car is stopped on a relaxation curve with this cant, there is a difference between the cant at the front bogie position and the cant at the rear bogie position, so in a stopped state that is not affected by centrifugal force, etc. Since the front and rear bogies incline according to the cant, it is unavoidable that the vehicle body becomes twisted.
This twist is absorbed by the total of four air springs provided on the left and right of the front and rear bogies having different heights.
That is, the individual air springs supply and exhaust air until the individual heights fall within a predetermined height range by the side-by-side automatic height adjustment valve, thereby causing an imbalance in the pressure of each air spring, and in particular, It is known that the diagonal unbalance is large in the air springs located diagonally of the vehicle body.
そして、特許文献2に示される空気ばね異常検知システムでは、各空気ばねの圧力を検出する圧力センサの検出データを時間毎に測定し、それら検出データから算出された車体の対角アンバランスに基づき、空気ばねが異常であるか否かの異常判定を行うようにしている。
しかしながら、特許文献2では、空気ばねの異常を検出する際の判定基準として、対角アンバランスとともに、左右アンバランスの大きさ、対角アンバランスの継続時間、走行速度などの条件が複雑に絡むことで、空気ばねの異常判定に支障が生じていた。
Then, in the air spring abnormality detection system disclosed in
However, in
現実の鉄道車両では、ダイヤの乱れ等により、ねじれの大きな緩和曲線上に意図せず長時間在線することがあり、このとき、特許文献2では、一時的に大きくなった対角アンバランス(最大1.0程度)が、運転再開後も通常のアンバランス値に戻るまでに存外の時間を要し、正常な空気ばねに対して、異常が生じていると誤判定することがある。
特許文献2では、このような状態を判定から除外するために、対角アンバランスの継続時間を考慮したり、ある速度以上でのみの判定を実施するなどの条件が設定されている。しかしこの場合、処理内容が複雑になったり、存外に長い継続時間や高い走行速度を設定せざるを得ない場合があり、異常判定を行えない時間が長くなると言う課題がある。
In an actual railroad vehicle, there may be an unintentional long time staying on a relaxation curve with a large twist due to a disorder of a diamond, etc. At this time, in
In
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な判定条件に基づき、車体の対角アンバランスに基づく空気ばねの異常判定を正確に行うことができる鉄道車両用空気ばねの異常検出方法及び異常検出装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an air spring for a railway vehicle that can accurately perform abnormality determination of an air spring based on a diagonal unbalance of a vehicle body based on a simple determination condition. An abnormality detection method and an abnormality detection device are provided.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第1の形態に示す鉄道車両用空気ばねの異常検出方法では、鉄道車両の車体の前側に位置する前側台車及び当該車体の後側に位置する後側台車のそれぞれ左右に設けられ、かつこれら台車と車体との間隔を調整する空気ばねの圧力をそれぞれ測定する測定工程と、対角線上に配置された前記空気ばねの対角アンバランス値について前記車体の所定距離毎の移動平均を演算する演算工程と、演算された移動平均と予め設定した基準値との比較結果によって、前記空気ばねの異常の有無を判定する判定工程と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
In the abnormality detection method for a railcar air spring according to the first aspect of the present invention, the front bogie is located on the front side of the vehicle body of the railroad vehicle, and the rear bogie is located on the rear side of the vehicle body. And a measuring step of measuring the pressure of each of the air springs for adjusting the distance between the carriage and the vehicle body, and calculating a moving average for each predetermined distance of the vehicle body with respect to a diagonal unbalance value of the air springs arranged on a diagonal line. And a determination step of determining the presence or absence of abnormality of the air spring based on the result of comparison between the calculated moving average and a preset reference value.
本発明の第2の形態に示す鉄道車両用空気ばねの異常検出装置では、鉄道車両の車体の前側に位置する前側台車及び該車体の後側に位置する後側台車それぞれの左右に設けられ、かつこれら台車と車体との間隔をそれぞれ調整する空気ばねと、これらの空気ばねの圧力をそれぞれ測定する圧力センサと、これらの圧力センサにより測定された圧力によって前記各空気ばねの異常を判定する異常判定部と、を備え、前記異常判定部は、複数の空気ばねの内、対角線上に配置された空気ばねの対角アンバランス値について前記車体の所定距離毎の移動平均を演算し、演算された移動平均と基準値との比較結果によって前記空気ばねの異常の有無を判定する、ことを特徴とする。 In the abnormality detecting device for an air spring for a railroad vehicle according to a second embodiment of the present invention, the front bogie is located on the front side of the vehicle body of the railroad vehicle and the rear bogie is located on the rear side of the vehicle body. And air springs for adjusting the distances between the carriage and the vehicle body, pressure sensors for measuring the pressures of the air springs, and abnormalities for judging the abnormality of the air springs by the pressures measured by the pressure sensors. A determination unit, wherein the abnormality determination unit calculates a moving average for each predetermined distance of the vehicle body with respect to a diagonal unbalance value of the air springs arranged on a diagonal line of the plurality of air springs, and the calculation is performed. The presence or absence of abnormality of the air spring is determined based on the result of comparison between the moving average and the reference value.
本発明によれば、対角線上に配置された空気ばねの対角アンバランス値について鉄道車両の所定距離毎の移動平均を演算し、当該移動平均と予め設定した基準値との比較結果によって、空気ばねの異常の有無を判定するようにした。
これにより、本発明では、空気ばねの対角アンバランス値について鉄道車両の所定距離毎の移動平均を演算しているので、ダイヤの乱れ等により、カントが変化するねじれの大きな緩和曲線上に車両が長時間在線したか、あるいは、短時間しか在線しなかったかにかかわらず、対角アンバランス値の移動平均が極端に大きな値となることがない。
すなわち、本発明では、空気ばねの対角アンバランス値について、鉄道車両の一定時間の経過毎ではなく、所定距離を走行する毎に移動平均を演算するという方式を採用することにより、鉄道車両の運行状況の変化の影響を受けることなく、車体の対角アンバランスに基づく空気ばねの異常判定を正確に行うことができる。
また、本発明では、空気ばねの対角アンバランス値の移動平均と予め設定した基準値との比較結果によって、空気ばねの異常の有無を判定できるので、従来における空気ばねの異常判定のような複雑な判定条件を必要とせず、効率の良い異常判定ができる。
According to the present invention, the moving average for each predetermined distance of the railway vehicle is calculated with respect to the diagonal unbalance value of the air springs arranged on the diagonal line, and the moving average is compared with the preset reference value to obtain the air The presence/absence of a spring abnormality is determined.
Thus, in the present invention, since the moving unbalance of the railway vehicle for each predetermined distance is calculated with respect to the diagonal unbalance value of the air spring, the vehicle is placed on the relaxation curve with a large twist in which the cant changes due to the disturbance of the diamond or the like. The moving average of the diagonal unbalance values does not become an extremely large value regardless of whether the line has been on for a long time or only for a short time.
That is, in the present invention, for the diagonal unbalance value of the air spring, by adopting the method of calculating the moving average every time the railroad vehicle travels a predetermined distance, not every time the railroad vehicle has passed a certain time, It is possible to accurately determine the abnormality of the air spring based on the diagonal unbalance of the vehicle body without being affected by the change in the operating condition.
Further, in the present invention, since the presence or absence of abnormality of the air spring can be determined by the comparison result of the moving average of the diagonal unbalance value of the air spring and the preset reference value, it is possible to determine the abnormality of the air spring in the related art. Efficient abnormality determination can be performed without requiring complicated determination conditions.
本発明の実施形態に適用される鉄道車両100における空気ばねの異常検出方法及び異常検出装置について図1〜図5を参照して説明する。
An abnormality detection method and an abnormality detection device for an air spring in a
図1は、本実施形態の鉄道車両100を示す側面図であり、図2は図1を正面から視た図である。図3は、図1及び図2の車体1における空気ばね(AS1〜AS4)の位置を示す平面図である。
FIG. 1 is a side view showing a
なお、図1〜図3において、軌道に沿った鉄道車両100の進行方向となる、前後方向を「矢印a1-a2方向」とし、高さ方向となる上下方向を「矢印b1-b2方向」とし、前後方向及び上下方向のそれぞれに直交する左右方向を「矢印c1-c2方向」として示す。
1 to 3, the front-rear direction, which is the traveling direction of the
本実施形態に示される鉄道車両100は、図1〜図3に示されるように、車体1と、車体1の前側に配置された前側台車2と、車体1の後側に配置された後側台車3と、前側台車2及び後側台車3のそれぞれの左右に設けられた空気ばねAS1〜AS4と、これら空気ばねAS1〜AS4の各圧力を検知する圧力センサP1〜P4と、これら圧力センサP1〜P4の検出値に基づき、空気ばねAS1〜AS4の異常を検出する異常判定部10と、を有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
なお、図1〜図3に示される構成において、空気ばねAS1〜AS4、圧力センサP1〜P4及び異常判定部10により、本実施形態に係る異常検出装置101(図2参照)が構成される。
また、空気ばねAS1〜AS4として、進行方向に沿う車両中心から見た場合に、1つの車体1に、前側台車2の右空気ばねとなる前右空気ばねAS1と、前側台車2の左空気ばねとなる前左空気ばねAS2と、後側台車3の右空気ばねとなる後右空気ばねAS3と、後側台車3の左空気ばねとなる後左空気ばねAS4と、を備えている。
また、圧力センサP1〜P4としては、例えばブレーキ制御のため空気ばねの内圧を測定するために既設されている圧力センサを用いることができる。
In addition, in the configuration shown in FIGS. 1 to 3, the air springs AS1 to AS4, the pressure sensors P1 to P4, and the
Further, as the air springs AS1 to AS4, when viewed from the vehicle center along the traveling direction, in one
As the pressure sensors P1 to P4, for example, existing pressure sensors for measuring the internal pressure of the air spring for brake control can be used.
また、鉄道車両100の各車体1には、高さ調整機構20がさらに設けられている。
前記高さ調整装置20としては、図1に示されるように、コンプレッサ等により発生した圧縮空気が逐次貯留される元空気溜め21と、自動高さ調整弁LVを途中に有し、かつ元空気溜め21に貯留された圧縮空気を空気ばねAS1〜AS4にそれぞれ供給、および空気ばね内部の圧縮空気を排出する分岐配管22とが設けられている(なお図1では、空気ばねAS1、AS3に接続される分岐配管22のみ記載した)。
これら自動高さ調整弁LVは、空気ばねAS1〜AS4の高さが所定より低ければ元空気だめ21から給気し、所定より高ければ空気ばねAS1〜AS4の内部空気を大気に排気する。
Further, a
As the
These automatic height adjustment valves LV supply air from the
元空気溜め21に貯留される圧縮空気は、空気ばねAS1〜AS4の高さを伸縮させる作動流体として作用する。
そして、これら自動高さ調整弁LVでは、各空気ばねAS1〜AS4が所定高さを保つように、車体1と前側台車2、後側台車3との間隔に対応して、各空気ばねAS1〜AS4への給排気を行うようにする。
ここで、自動高さ調整弁LVでは、カントが変化する軌道を車両100が走行しているときには、台車2,3の各部から車体1の各部までの高さが4箇所で不揃いになるが、このとき、各空気ばねAS1〜AS4への給排気を調整することで、各空気ばねAS1〜AS4の高さをすべて同じ高さに調整する。
その結果、車両100では、車体1に対してはねじり方向の力が負荷されて、空気ばねAS1〜AS4の内部圧力にアンバランスが生じて、対角アンバランス値が大きくなり、これにより台車2,3の輪重変動が大きくなる。
The compressed air stored in the
Then, in these automatic height adjustment valves LV, the air springs AS1 to AS4 correspond to the intervals between the
Here, in the automatic height adjustment valve LV, when the
As a result, in the
異常判定部10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えるコンピュータにより構成される。ROMには、各種データ及びプログラムが記憶されている。CPUでは、指定されたプログラムをROMから読み出してRAMに展開し、展開されたプログラムに基づく異常判定処理を行う。
The
具体的には、異常判定部10は、車体1の走行時に、例えば図4のフローチャートに示される空気ばね異常検知処理を行う。
なお、以下の処理フローは、列車出発時とともに、列車の一時停車中にも継続して行われる。すなわち、図4の処理フローは、車両の移動とともに実行される。
《ステップS1》
鉄道車両100が走行を開始すると同時に、車両のモニタ装置などから取得する走行位置データ(キロ程データ)に基づき走行距離の測定を開始する。
Specifically, the
Note that the following processing flow is continuously performed when the train departs and while the train is temporarily stopped. That is, the processing flow of FIG. 4 is executed as the vehicle moves.
<<Step S1>>
At the same time when the
《ステップS2》
車体1に4個配置された空気ばねAS1〜AS4において、内部圧力を検出する圧力センサP1〜P4から圧力データを取り込み、メモリに格納する。
<<Step S2>>
In the four air springs AS1 to AS4 arranged on the
《ステップS3》
ステップS2で格納した空気ばねAS1〜AS4の圧力データAS1〜AS4を読み出し、これら圧力データAS1〜AS4の平滑化を行う。
このときの平滑化は、ノイズ除去を主目的としたものであるので、時間ベースの平滑化を用いる。なお、この平滑化は、電気的ノイズを除去する上では必要になるものであるが、ノイズの少ない環境であれば必ずしも実施する必要はなく、本ステップS4を省略しても良い。
<<Step S3>>
The pressure data AS1 to AS4 of the air springs AS1 to AS4 stored in step S2 are read and the pressure data AS1 to AS4 are smoothed.
Since the main purpose of the smoothing at this time is noise removal, time-based smoothing is used. Although this smoothing is necessary to remove electrical noise, it is not necessary to perform this smoothing in an environment with little noise, and this step S4 may be omitted.
《ステップS4》
空気ばねAS1〜AS4の圧力データAS1〜AS4を入力値として数式1により対角アンバランス値(A)を計算する。
対角アンバランス値(A)=((AS1+AS4)−(AS2+AS3))/(AS1+AS2+AS3+AS4)
……数式1
<<Step S4>>
The diagonal unbalance value (A) is calculated by
Diagonal unbalance value (A) = ((AS1 + AS4)-(AS2 + AS3)) / (AS1 + AS2 + AS3 + AS4)
......
このステップS4では、数式1に示すように、前右空気ばねAS1の内圧と後左空気ばねAS4の内圧との和と、前左空気ばねAS2の内圧と後右空気ばねAS3の内圧との和との差である対角圧力差を、これら4つの内圧の総和で除することにより、対角アンバランス値(A)を計算する。
In this step S4, as shown in
《ステップS5》
ステップS1での測定値に基づき、車体1の走行距離の計測値が最小距離単位となる100mに到達したか否かを判断し、YESの場合に次のステップS6に進み、NOの場合に先のステップS2に戻る。
なお、ステップS5では、車両のモニタ装置などから取得する走行位置データ(キロ程データ)に基づき走行距離を把握しているが、これに限定されず、走行位置データそのものではなく、走行速度を積分することによって得られる距離データを用いてもよい。
<<Step S5>>
Based on the measurement value in step S1, it is determined whether or not the measurement value of the traveling distance of the
In addition, in step S5, the traveling distance is grasped based on traveling position data (km data) acquired from a vehicle monitor device or the like, but the present invention is not limited to this, and the traveling speed is integrated, not the traveling position data itself. You may use the distance data obtained by doing.
《ステップS6》
ステップS5で計算した対角アンバランス値(A)をメモリに格納する。
すなわち、上述したステップS2〜S6の処理を順次行うことにより、車体1が所定測定距離(実施形態では100m)を走行する毎にステップS6にて対角アンバランス値(A)をメモリに記憶する。
<<Step S6>>
The diagonal unbalance value (A) calculated in step S5 is stored in the memory.
That is, the diagonal unbalance value (A) is stored in the memory in step S6 each time the
《ステップS7》
ステップ6でメモリに格納された直近のデータ100点で移動平均値を算出する。ここでメモリデータ100点は、走行距離10km分に相当する。
すなわち、上述したステップS2〜S7の処理を鉄道車両の走行とともに順次行うことにより、車体1が100m走行する毎にステップS8にて対角アンバランス値(A)の10km分について移動平均値を算出する。
<<Step S7>>
In
That is, by sequentially performing the processes of steps S2 to S7 described above as the railroad vehicle travels, a moving average value is calculated for each 10 km of the diagonal unbalance value (A) of 10 km every time the
《ステップS8》
ステップS7で算出した対角アンバランス値(A)が、予め定めた閾値Th(例えば、0.2程度)を越えたか否かを判断し、NOの場合に空気ばねAS1〜AS4が正常に作動しているとして、先のステップS2に戻り、YESの場合に次のステップS9に進む。
<<Step S8>>
It is determined whether or not the diagonal unbalance value (A) calculated in step S7 exceeds a predetermined threshold Th (for example, about 0.2). If NO, the air springs AS1 to AS4 operate normally. If YES, the process returns to the previous step S2, and if YES, the process proceeds to the next step S9.
《ステップS9》
判断の結果、空気ばねAS1〜AS4に異常が発生しているとして運転台のモニタ装置等に異常を報知するアラーム信号を出力し、先のステップS2に戻る。
<<Step S9>>
As a result of the determination, it is determined that an abnormality has occurred in the air springs AS1 to AS4, and an alarm signal for notifying the abnormality is output to the monitor device of the driver's cab, and the process returns to step S2.
なお、上記フローチャートに示される異常判定のための一連の処理工程において、ステップS1及びS2は測定工程に、ステップS3〜S7は演算工程に、ステップS8及びS9は判定工程にそれぞれ対応している。
さらに、演算工程(ステップS3〜S7)では、予め定められた最小距離単位(実施形態の場合は100m)毎に、空気ばねAS1〜AS4の圧力値に基づき計算され、かつ平滑化された対角アンバランス値(A)を格納する第1工程(ステップS6)と、第1工程で格納した対角アンバランス値(A)から、予め定められかつ軌道の状態が平準化される判定距離(10km)毎に移動平均値を算出する第2工程(ステップS7)と、を有している。
In the series of processing steps for abnormality determination shown in the above flowchart, steps S1 and S2 correspond to the measurement step, steps S3 to S7 correspond to the calculation step, and steps S8 and S9 correspond to the determination step.
Further, in the calculation step (steps S3 to S7), the diagonal calculated and smoothed based on the pressure value of the air springs AS1 to AS4 for each predetermined minimum distance unit (100 m in the case of the embodiment). From the first step (step S6) of storing the unbalanced value (A) and the diagonal unbalanced value (A) stored in the first step, a determination distance (10 km) that is predetermined and the state of the trajectory is leveled A second step (step S7) of calculating the moving average value for each of the above).
次に、図5(A)〜(C)を参照して、図4で示すフローチャートの処理内容に基づく空気ばねの異常判定の具体例について説明する。
図5(A)〜(C)に示されるグラフは、車体1が軌道にねじれがある緩和曲線上の駅を通過した場合における、(A)空気ばねAS1〜AS4の圧力変化、(B)空気ばねAS1〜AS4の圧力から計算した対角アンバランス値(A)の変化、及び(C)走行速度の変化を位置毎(グラフでは1km目盛単位で記載)に示したものである。
Next, with reference to FIGS. 5A to 5C, a specific example of the air spring abnormality determination based on the processing content of the flowchart shown in FIG. 4 will be described.
The graphs shown in FIGS. 5(A) to 5(C) are (A) pressure changes of the air springs AS1 to AS4 and (B) air when the
まず、図5(C)に符号M1で示される位置にて、車体100が緩和曲線などの軌道にねじれのある駅(カントが一定でない区間の途中にある駅)に停車した場合に、対応する位置での空気ばね内圧は、図5(A)に符号M2で示されるように、対角に位置するAS1とAS4が下降し、AS2とAS3は上昇することがある。
このような現象が生じる理由は、緩和曲線路にカントが設けられており、緩和曲線のカーブに向けて徐々にカント量が増加して行くことにより、軌道がねじれているためである。このような状態の軌道では、たとえ4つの空気ばねAS1〜AS4が正常であっても、緩和曲線走行中や緩和曲線停車中は、車体1の対角方向のバランスが崩れることになる。
First, it corresponds to the case where the
The reason why such a phenomenon occurs is that a cant is provided on the relaxation curve road, and the orbit is twisted as the amount of the cant gradually increases toward the curve of the relaxation curve. In such a state of the track, even if the four air springs AS1 to AS4 are normal, the diagonal balance of the
このとき、図5(B)に符号M3で示されるように、一定時間毎の時間ベースの移動平均により対角アンバランス値A´(絶対値)を求めた場合には、当該対角アンバランス値A´は一時的に大きく増大することがある。
その後、図5(B)に符号M4で示されるように、停止した車両100の走行が再開され、軌道にねじれのある区間を抜けた後も、対角アンバランス値A´が平常値に戻るまでに長い時間(距離)を要している。
このとき、対角アンバランス値の異常判定に用いる閾値Thを「±0.2」とした場合には、軌道にねじれのある区間に車両100が長時間停車した際の対角アンバランス値A´の急激な変化により、正常な状態であるにもかかわらず、異常判定をしてしまうことがある。
At this time, when the diagonal unbalance value A′ (absolute value) is obtained by a time-based moving average at fixed time intervals, as indicated by the symbol M3 in FIG. The value A'may temporarily increase greatly.
After that, as indicated by the symbol M4 in FIG. 5B, the diagonal unbalance value A'returns to the normal value even after the stopped
At this time, when the threshold Th used for the abnormality determination of the diagonal unbalance value is set to “±0.2”, the diagonal unbalance value A when the
これに対し、図5(B)に符号M5で示されるように、本発明に係る走行距離をベースとして平滑化した測定値を用いた対角アンバランスAでは、駅停車時もほとんど変化が見られない。これにより、軌道にねじれのある区間に車体100が長時間停車した場合であっても、対角アンバランス値Aがあまり変化せず、正常な状態であるにもかかわらず、異常であるとの判定をすることを未然に防止することができる。
以上のように、従来の空気ばね異常判定における時間ベースの平滑化では、低速時や停車時には対角アンバランス値(A´)に基づく異常判定をしないなどの処置が必要であるが、距離ベースの平滑化ではその必要がない。よって、本手法によれば、判定できない時間や区間の制限なく、効果的に異常判定を行うことが可能となる。
On the other hand, as indicated by reference numeral M5 in FIG. 5B, in the diagonal unbalance A using the measured value smoothed based on the traveling distance according to the present invention, almost no change is observed even when the station is stopped. I can't. As a result, even if the
As described above, in the conventional time-based smoothing in the air spring abnormality determination, it is necessary to take measures such as not performing abnormality determination based on the diagonal unbalance value (A′) at low speed or at a vehicle stop. This is not necessary for smoothing of. Therefore, according to the present method, it is possible to effectively perform the abnormality determination without limiting the time and the section in which the determination cannot be performed.
以上詳細に説明したように本発明の実施形態に示す鉄道車両用空気ばねの異常検出方法及び異常検出装置101によれば、対角線上に配置された空気ばねAS1〜AS4の対角アンバランス値(A)について車体1の所定距離毎の移動平均を演算し、当該移動平均と予め設定した基準値との比較結果によって、空気ばねAS1〜AS4の異常の有無を判定するようにした。
これにより、本実施形態では、空気ばねAS1〜AS4の対角アンバランス値(A)について車体1の所定距離毎の移動平均を演算しているので、ダイヤの乱れ等により、カントが変化するねじれの大きな緩和曲線上に車両が長時間在線したとしても、又は短時間しか在線しなかったかにかかわらず、対角アンバランス値(A)の移動平均が極端に大きな値とならない。
As described in detail above, according to the abnormality detection method and the
Accordingly, in the present embodiment, the moving average of the diagonal unbalance values (A) of the air springs AS1 to AS4 for each predetermined distance of the
すなわち、本実施形態では、空気ばねAS1〜AS4の対角アンバランス値(A)について、車体1の一定時間毎ではない、所定距離毎の移動平均を演算するという簡易な方式を採用することにより、車体の対角アンバランスに基づく空気ばねAS1〜AS4の異常判定を正確に行うことができる。
また、本実施形態では、空気ばねAS1〜AS4の対角アンバランス値(A)の移動平均と予め設定した基準値との比較結果によって、空気ばねAS1〜AS4の異常の有無を判定できるので、従来における空気ばねの異常判定のような複雑な判定条件を必要とせず、効率の良い空気ばねAS1〜AS4の異常判定ができる。
That is, in the present embodiment, by adopting a simple method of calculating a moving average of the diagonal unbalance values (A) of the air springs AS1 to AS4 for each predetermined distance of the
Further, in the present embodiment, the presence or absence of abnormality of the air springs AS1 to AS4 can be determined based on the result of comparison between the moving average of the diagonal unbalance values (A) of the air springs AS1 to AS4 and the preset reference value. It is possible to efficiently perform the abnormality determination of the air springs AS1 to AS4 without requiring a complicated determination condition such as the conventional abnormality determination of the air springs.
なお、上記実施形態の演算工程(ステップS3〜S7)にて、最小距離単位となる100m毎に、空気ばねAS1〜AS4の圧力値に基づく平滑化された対角アンバランス値(A)を計算し(ステップS6)、その後、直近の判定距離(10km)の対角アンバランス値(A)から、軌道の状態が平準化された移動平均値を算出するようにした(ステップS7)。
このとき、ステップS6で設定した最小距離単位となる100m、ステップS7で設定した判定距離となる10kmは、異常判定の条件により適宜、設定変更可能である。
In addition, in the calculation process (steps S3 to S7) of the above embodiment, a smoothed diagonal unbalance value (A) based on the pressure values of the air springs AS1 to AS4 is calculated for each 100 m that is the minimum distance unit. Then, the moving average value in which the state of the track is leveled is calculated from the diagonal unbalance value (A) of the latest determination distance (10 km) (step S6).
At this time, 100 m, which is the minimum distance unit set in step S6, and 10 km, which is the determination distance set in step S7, can be appropriately changed according to the abnormality determination condition.
最小距離単位のおおよその目安としては、アンバランス値の変動要因となる緩和曲線ではあるが、この間の値も判定に加える必要があることを踏まえると、1個所の緩和曲線につき5点程度は必要になると考えられる。すなわち、本手法を適用する線区に存在する代表的な急曲線(急曲線は一般にカントが大きく緩和曲線でのアンバランスも大きくなりやすい)の緩和曲線長さに対し、これの20%程度の長さを最小距離単位とするとよい。
判定距離のおおよその目安としては、緩和曲線での値の変動が判定に大きな影響を及ぼすことを避けるため、1個所の緩和曲線長さを、判定距離の5%程度に収めるとよい。すなわち、適用線区の急曲線の代表的な緩和曲線長さの20倍程度を判定距離とするとよい。
また、ステップS9にて基準値として設定した閾値Th(例えば、0.2程度)は、線路の状態等に応じて適宜、設定変更が可能である。
A rough guideline for the minimum distance unit is a relaxation curve that causes fluctuations in the unbalanced value, but considering that the values in this range must also be added to the judgment, approximately 5 points are required for each relaxation curve. It is believed that That is, about 20% of the length of a typical steep curve existing in a line section to which the present method is applied (a steep curve generally has a large cant and an imbalance in the relaxation curve tends to be large) The length should be the minimum distance unit.
As a rough guideline for the judgment distance, in order to avoid the fluctuation of the value on the relaxation curve from having a great influence on the judgment, the length of one relaxation curve may be set to about 5% of the judgment distance. That is, it is advisable to set the determination distance to about 20 times the typical length of the relaxation curve of the sharp curve of the applicable line section.
Further, the threshold value Th (for example, about 0.2) set as the reference value in step S9 can be appropriately changed according to the state of the line and the like.
また、上記実施形態では、ステップS4で求めた対角アンバランス値(A)について、測定対象となる車両及び台車固有の誤差を考慮して、車両毎に予め定められたオフセット値により補正することが好ましい。 Further, in the above-described embodiment, the diagonal unbalance value (A) obtained in step S4 is corrected by an offset value determined in advance for each vehicle in consideration of an error unique to the vehicle to be measured and the bogie. Is preferred.
また、上記実施形態では、空気ばねAS1〜AS4の圧力値に基づき対角アンバランス値(A)を計算したが、これに限定されず、空気ばねAS1〜AS4の圧力値に代えて、該空気ばねAS1〜AS4の高さを測定した計測値に基づき対角アンバランス値(A)を計算しても良い。 Further, in the above embodiment, the diagonal unbalance value (A) is calculated based on the pressure values of the air springs AS1 to AS4, but the present invention is not limited to this, and the air springs AS1 to AS4 are replaced with the pressure values of the air springs AS1 to AS4. The diagonal unbalance value (A) may be calculated based on the measurement values obtained by measuring the heights of the springs AS1 to AS4.
また、上記実施形態では、平滑化の手法として移動平均を用いているが、平滑化の手法はこれに限られるものではない(例えば、種々のローパスフィルタを使用できる)。
また、数式1で、分母を空気ばねAS1〜AS4の圧力値の総和としているが、例えば、ブレーキ制御に用いられている4個所の空気ばね内圧平均値相当の値を4倍したものも用いることができる(実際の使用においては、逐次、和を求めるのではなく、4個所の空気ばね内圧平均値相当の値を4倍したものを用いることもできる)。
Further, in the above embodiment, the moving average is used as the smoothing method, but the smoothing method is not limited to this (for example, various low-pass filters can be used).
Further, in the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
本発明は、鉄道車両用空気ばねに適用される異常検出方法及び異常検出装置に関する。 The present invention relates to an abnormality detection method and an abnormality detection device applied to an air spring for a railway vehicle.
1 車体
2 前側台車
3 後側台車
10 異常判定部
20 高さ調整装置
21 元空気溜め
22 分岐配管
100 鉄道車両
101 異常検出装置
A 対角アンバランス値
AS1〜AS4 空気ばね
P1〜P4 圧力センサ
1
Claims (7)
対角線上に配置された前記空気ばねの対角アンバランス値について前記車体の所定距離毎の移動平均を演算する演算工程と、
演算された移動平均と予め設定した基準値との比較結果によって、前記空気ばねの異常の有無を判定する判定工程と、を有することを特徴とする鉄道車両用空気ばねの異常検出方法。 Measurements that measure the pressure of air springs that are provided on the left and right of the front bogie located on the front side of the vehicle body of the railway vehicle and the rear bogie located on the rear side of the body, and that adjust the distance between the bogie and the vehicle body. Process,
A calculation step of calculating a moving average for each predetermined distance of the vehicle body with respect to a diagonal unbalance value of the air springs arranged on a diagonal line;
A method of detecting an abnormality in an air spring for a railway vehicle, comprising: a determination step of determining whether or not there is an abnormality in the air spring based on a result of comparison between the calculated moving average and a preset reference value.
予め定められた最小距離単位毎に、前記空気ばねの圧力値に基づき計算されかつ平滑化された対角アンバランス値を格納する第1工程と、
前記第1工程で格納した対角アンバランス値から、予め定められかつ軌道の状態が平準化される判定距離毎に移動平均値を算出する第2工程と、を有することを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用空気ばねの異常検出方法。 In the calculation step,
A first step of storing a diagonal unbalance value calculated and smoothed based on the pressure value of the air spring for each predetermined minimum distance unit;
A second step of calculating a moving average value for each determination distance that is predetermined and the state of the trajectory is leveled from the diagonal unbalance value stored in the first step. 1. A method for detecting an abnormality in an air spring for a railway vehicle according to 1.
これらの空気ばねの圧力をそれぞれ測定する圧力センサと、
これらの圧力センサにより測定された圧力によって前記各空気ばねの異常を判定する異常判定部と、を備え、
前記異常判定部は、複数の空気ばねの内、対角線上に配置された空気ばねの対角アンバランス値について前記車体の所定距離毎の移動平均を演算し、演算された移動平均と基準値との比較結果によって前記空気ばねの異常の有無を判定する、ことを特徴とする鉄道車両用空気ばねの異常検出装置。 Air springs provided on the left and right of the front bogie located on the front side of the vehicle body of the railway vehicle and the rear bogie located on the rear side of the vehicle body, and adjusting the distance between the bogie and the vehicle body, respectively.
A pressure sensor for measuring the pressure of each of these air springs,
An abnormality determination unit that determines an abnormality of each of the air springs by the pressure measured by these pressure sensors,
The abnormality determination unit calculates a moving average for each predetermined distance of the vehicle body with respect to a diagonal unbalance value of the air springs arranged on a diagonal line of the plurality of air springs, and calculates the moving average and the reference value. The presence/absence of abnormality of the air spring is determined based on the comparison result of (1).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018224947A JP7027297B2 (en) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Anomaly detection method for air springs for railway vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018224947A JP7027297B2 (en) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Anomaly detection method for air springs for railway vehicles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020083249A true JP2020083249A (en) | 2020-06-04 |
JP7027297B2 JP7027297B2 (en) | 2022-03-01 |
Family
ID=70909596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018224947A Active JP7027297B2 (en) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Anomaly detection method for air springs for railway vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7027297B2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007131125A (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Central Japan Railway Co | Method of detecting abnormal condition of vehicle body inclination device |
JP2012019570A (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Central Japan Railway Co | Rolling-stock traveling safety system |
JP2013120100A (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | Method for detecting abnormality of vehicle |
WO2015135587A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Universite Catholique De Louvain | Pneumatic vehicle suspension, vehicle provided with such a suspension and method for retrofitting a vehicle suspension |
JP2016159643A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Air spring abnormality detection system, railway vehicle, and air spring abnormality detection method |
JP2020040643A (en) * | 2018-03-05 | 2020-03-19 | 東海旅客鉄道株式会社 | Monitoring system for railway vehicle |
-
2018
- 2018-11-30 JP JP2018224947A patent/JP7027297B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007131125A (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Central Japan Railway Co | Method of detecting abnormal condition of vehicle body inclination device |
JP2012019570A (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Central Japan Railway Co | Rolling-stock traveling safety system |
JP2013120100A (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | Method for detecting abnormality of vehicle |
WO2015135587A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Universite Catholique De Louvain | Pneumatic vehicle suspension, vehicle provided with such a suspension and method for retrofitting a vehicle suspension |
JP2016159643A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Air spring abnormality detection system, railway vehicle, and air spring abnormality detection method |
JP2020040643A (en) * | 2018-03-05 | 2020-03-19 | 東海旅客鉄道株式会社 | Monitoring system for railway vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7027297B2 (en) | 2022-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6397127B1 (en) | Steering actuated wheel lift identification for an automotive vehicle | |
US8396627B2 (en) | Method for operating a vehicle | |
JP4246919B2 (en) | Rail vehicle derailment detection method and derailment detection device | |
US20080243423A1 (en) | Method For the Indirect Tire Pressure Monitoring | |
JP6235609B2 (en) | System and method for monitoring an estimated wheel speed of a vehicle using a transmission output shaft sensor | |
EP3006301B1 (en) | Derailment sign detection system and derailment sign detection method | |
JP2006188208A (en) | Friction control device for railway vehicle | |
US20080272899A1 (en) | Rollover prediction and warning method | |
JP2000006807A (en) | Railway rolling stock and abnormality detection method at time of its travelling | |
KR20140097564A (en) | Vehicle abnormality detection method and device | |
JP5038615B2 (en) | Abnormality detection method for vehicle body tilting device | |
JP6444215B2 (en) | Air spring abnormality detection system, railway vehicle, and air spring abnormality detection method | |
JP2019515823A (en) | Method for measuring the roll angle of a motorcycle | |
US11203353B2 (en) | Steering control system, steering system, car, steering control method and recording medium | |
JP3537804B2 (en) | Wheel load acquisition device, wheel load acquisition method, railway vehicle, railway vehicle maintenance method, track maintenance method | |
JP2002122468A (en) | Method and device for acquiring wheel weight maldistribution degree, rolling stock, and maintenance method of rolling stock and railway | |
JP7027297B2 (en) | Anomaly detection method for air springs for railway vehicles | |
US20210114570A1 (en) | Wheel slide information generating device, wheel slide predicting device, control device for brake device and wheel slide information generating method | |
JP4935469B2 (en) | Railway vehicle running abnormality detection method and apparatus | |
JP2012019570A (en) | Rolling-stock traveling safety system | |
JP7120934B2 (en) | Railway vehicle monitoring system | |
JP2007015484A (en) | Abnormality detection method and device of truck steering mechanism for articulated railway vehicle | |
KR20070045842A (en) | Vehicle rollover prevention system | |
JP6979898B2 (en) | Condition monitoring device for railroad vehicles | |
JP7319801B2 (en) | Wheel load measuring device for beam type bogie |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201030 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211021 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211207 |
|
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: 20220208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7027297 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |