JP2804389B2 - 鉄道レールの通り測量方法および装置 - Google Patents

鉄道レールの通り測量方法および装置

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JP2804389B2 JP15346091A JP15346091A JP2804389B2 JP 2804389 B2 JP2804389 B2 JP 2804389B2 JP 15346091 A JP15346091 A JP 15346091A JP 15346091 A JP15346091 A JP 15346091A JP 2804389 B2 JP2804389 B2 JP 2804389B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、並行する一対のレール
の一方を基準レールとし、該基準レール上の2点間を結
ぶ基準線を設定し、該基準線からの該基準レールの水平
方向の離れ量を前記2点間の各測定点ごとに計測する鉄
道レールの通り測量方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道における乗心地に影響を与える列車
の動揺は、主として軌道の狂いが原因となっており、特
に長波長軌道狂いが列車の動揺に大きく関与することが
近年明らかにされてきた。軌道の狂いの測量には、上下
方向の狂い(高低狂い)を計測する水準測量と左右方向
の狂い(通り狂い)を計測する通り測量とがある。
【0003】従来の通り測量では、10m弦正矢法や2
0m弦正矢法と呼ばれる、レール上の2点間に張られた
糸とレールとの隙間を所定の間隔ごとに測定する方法
や、レール上の2点間を結ぶ基準線上にトランシットと
呼ばれる望遠鏡を備えた測量器を設置して各測定点を視
準し、基準線とレールとの隙間を測定する方法が用いら
れていた。しかし、10m弦正矢法や20m弦正矢法で
は風等によって糸が振動して正確な測定ができなかった
り、弦の長さ以上の波長をもつレールの曲がりについて
は測定できないという欠点があった。また、トランシッ
トを用いる方法では長距離のピッチでの測定が難しく、
読み取り誤差が生じるおそれがあるという欠点があっ
た。
【0004】そこで近年、これらの通り測量方法の欠点
を解決する一方法として、レーザ光線を用いたものが提
案されている。すなわち、レール上の2点間を結ぶ基準
線に対して平行にレーザ光線を照射し、受光素子列を一
次元方向に配列して成る受光器をレール上の測定点ごと
に水平面内でレールに直角に押し当て、受光素子へのレ
ーザ光線の受光位置に基づいて基準線とレールとの距離
を測定するものである。
【0005】この従来の通り測量を図4に基づいて説明
すると次のとおりである。すなわち、発光器1をレール
11,12の間の任意の位置に配置し、ビーム光線LB
の回転面が鉛直になるように発光器1の姿勢を調節す
る。次に一対のレール11,12の一方のレール11を
基準レールとしたとき、この基準レール11の所定距離
(最大で約300m)だけ離れた2つの基準点A,B
に、受光素子列が水平面内でレールの基準面(通常はレ
ールの内側面)と直角になるように受光器2,2をそれ
ぞれ延設する。つづいて、受光器2,2の表示値hを読
み取り、両者の値が一致するように発光器1の方向を調
節する。その結果レーザ光線LBの射出方向は、基準点
A,Bを結ぶ基準線13に平行な仮基準線14と一致す
る。
【0006】この状態で、2つの基準点A,B間の複数
の測定点p1〜p4に順次受光器2を移動して各点での
測定値iを求め、(h−i)より基準レールの基準線か
らの離れ量dを求める。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレーザ光線を利用した従来の通り測量では、レール
上の2点間を結ぶ基準線に対して厳密に平行な仮基準線
を設定し、この仮基準線上にレーザ光線を照射すること
が必要であり、このレーザ光線の方向を仮基準線上に一
致させる設定作業は煩雑で能率的でなく、速やかに測定
して速やかに結論を出しにくく、線路の保全,改良がし
にくいという問題点があった。
【0008】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、レーザ光線の方向を
仮基準線上に一致させる設定作業を不要にして能率を上
げることができるようにした鉄道レールの通り測量方法
および装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、並行する一対のレー
ルの一方を基準レール(11)とし、該基準レール(1
1)上の2点(A,B)間を結ぶ基準線(13)を設定
し、該基準線(13)からの該基準レール(11)の水
平方向の離れ量を前記2点(A,B)間の各測定点(p
1〜p4)ごとに計測する鉄道レールの通り測量方法に
おいて、前記基準レール(11)に沿って該基準レール
(11)にほぼ平行な方向にレーザ光線(LB)を照射
し、前記2点(A,B)における該基準レール(11)
からレーザ光線(LB)までの距離をそれぞれ計測して
水平面内での前記基準線(13)に対する前記レーザ光
線(LB)の傾きを表す補正データとし、前記各測定点
(p1〜p4)における前記基準レール(11)からレ
ーザ光線(LB)までの距離の計測結果を前記補正デー
タを用いて補正して前記離れ量を得ることを特徴とする
鉄道レールの通り測量方法、ならびに、基準レール(1
1)上の2点(A,B)間を結ぶ基準線(13)を設定
し、該基準線(13)からの該基準レール(11)の水
平方向の離れ量を前記2点(A,B)間の各測定点(p
1〜p4)ごとに計測する鉄道レールの通り測量装置に
おいて、前記基準レール(11)に沿って該基準レール
(11)にほぼ平行な方向にレーザ光線(LB)を照射
する発光手段(1)と、水平面内で前記基準レール(1
1)に対してほぼ垂直な方向に延びるよう配設され、延
出方向に沿って受光部(21)が設けられ、前記レーザ
光線(LB)を受光した位置により前記基準レール(1
1)からレーザ光線(LB)までの距離を計測する受光
手段(2)と、前記受光手段(2)により計測された前
記2点(A,B)における前記基準レール(11)から
レーザ光線(LB)までの距離に基づいて水平面内での
前記基準線(13)に対するレーザ光線(LB)の傾き
を補正データとして記憶し、前記を受光手段(2)によ
って計測された各測定点(p1〜p4)における前記基
準レール(11)からレーザ光線(LB)までの距離を
該補正データにより補正することにより前記離れ量を求
める計数手段(3)と、を備えたことを特徴とする鉄道
レールの通り測量装置、に存する。
【0010】
【作用】通り測量は、鉄道レールの並行する一対のレー
ルの一方を基準レール(11)とし、この基準レール
(11)を測定する。測定により基準レール(11)の
状態を把握して検討し限界を越えていたら、他方のレー
ル(12)を合わせて修正工事を行なうことになる。
【0011】まず、測定の準備段階として、基準レール
(11)に離間した2点(A,B)を決め、この2点
(A,B)を結んだ線を基準線(13)とする。基準線
(13)が決まったら、この基準線(13)にほぼ平行
であって基準レール(11)にほぼ平行な方向にレーザ
光線(LB)を発光手段(1)により照射する。これに
対し、離間した2点(A,B)において、受光手段
(2)を水平面内で前記基準レール(11)に対してほ
ぼ垂直な方向に延びるよう配置し、その受光部(21)
にレーザ光線(LB)を受ける。レーザ光線(LB)を
受光した位置により基準レール(11)からレーザ光線
(LB)までの距離が計測される。基準線(13)とレ
ーザ光線(LB)の光軸とは厳密に平行ではなく、計数
手段(3)は、離間した2点(A,B)での距離から水
平面内での基準線(13)に対するレーザ光線(LB)
の傾きを表す補正データを求めて記憶する。
【0012】これで測定の準備ができるので、基準線
(13)の端の2点(A,B)間で受光手段(2)を移
動させ、各測定点(p1〜p4)で前記2点(A,B)
の場合と同様にし受光部(21)にレーザ光線(LB)
を受け、受光した位置により各測定点(p1〜p4)に
おける基準レール(11)からレーザ光線(LB)まで
の距離を計測する。計測結果は基準線(13)とレーザ
光線(LB)の光軸とが平行でないことからくる誤差を
含んでおり、計数手段(3)はこの各測定点(p1〜p
4)の計測結果を前記補正データを用いて補正して基準
線(13)からの基準レール(11)の水平方向の正確
な離れ量を算出する。
【0013】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明
する。
【0014】図1〜図3は本発明の一実施例を示してい
る。
【0015】図1に示すように、鉄道レールRは並行す
る一対のレール11,12により構成され、測量装置
は、この鉄道レールRのレール11,12の一方を基準
レール11とし、基準レール11上の2点A,B間を結
ぶ基準線13を設定し、基準線13からの基準レール1
1の水平方向の離れ量を2点A,B間の各測定点p1〜
p4ごとに計測するものである。
【0016】測量装置の概略の構成を示すと、測量装置
は、発光手段である発光器1と、受光手段である受光器
2と、計数手段である図2に示すデータレコーダ3とを
備えて成る。
【0017】発光器1は、基準レール11に沿って基準
レール11にほぼ平行な方向にレーザ光線LBを照射す
るもので、レーザダイオードから射出されたレーザ光線
をコリメータレンズで平行ビームにし、ペンタミラーで
直角に曲げ、このペンタミラーをモータによって回転す
ることにより、360度全周にレーザ光線LBの平行ビ
ームを射出できるよう構成されている。この構成は水平
面内にレベル光線を射出する電子レベルとして知られて
いる。本実施例では、この電子レベルを図3に示すよう
に横に倒し、垂直面内で水平軸の回りの360度全周に
レーザ光線の平行ビームを射出できるようになってい
る。
【0018】受光器2は、水平面内で基準レール11に
基端を当てて基準レール11に対してほぼ垂直な方向に
延びるよう配設されるもので、延出方向であって一次元
方向に500mmの長さにわたって受光部21が設けら
れた電子スタッフである。受光部21には複数の受光素
子列が連設されており、レーザ光線LBを受光した位置
により受光素子が異なることから、レーザ光線LBを受
けたとき、受光素子の反応により基準レール11に当て
た基端からレーザ光線LBまでの距離を計測するように
なっている。
【0019】本実施例では、測量に当り、2台の受光器
2,2を対称的に配設するようにしているが、1台のみ
でも発光器1の両側で交互に利用することにより測量は
可能である。
【0020】受光器2の上面にはレーザ光線LBを受け
た受光部21の受光素子の受光位置を数値表示する表示
器22と、水平度を出すための水準器23とが設けられ
ている。
【0021】図2に示すように、計数手段はデータレコ
ーダ3により構成され、データレコーダ3にパソコン等
の外部装置であるコンピュータ4が接続されている。デ
ータレコーダ3は、受光器2により計測された2点A,
Bあるいは測定点(p1〜p4)における基準レール1
1からレーザ光線LBまでの距離を一旦記憶するととも
に、2点A,Bにおける基準レール11からレーザ光線
LBまでの距離に基づいて水平面内での基準線13に対
するレーザ光線LBの傾きを補正データとして記憶し、
さらに、受光器2によって計測された各測定点p1〜p
4における基準レール11からレーザ光線LBまでの距
離を補正データにより補正する演算を行なう内蔵プログ
ラムを有している。
【0022】コンピュータ4は、データレコーダ3のデ
ータを読み込み、データプリント出力やグラフ出力を必
要に応じて作成するものである。
【0023】上記を方法として見れば、基準レール11
に沿って基準レール11にほぼ平行な方向にレーザ光線
LBを照射し、2点A,Bにおける基準レール11から
レーザ光線LBまでの距離をそれぞれ計測して水平面内
での基準線13に対するレーザ光線LBの傾きを表す補
正データを求め、各測定点p1〜p4における基準レー
ル11からレーザ光線LBまでの距離の計測結果を補正
データを用いて補正して離れ量を得ることを特徴とする
鉄道レールRの通り測量方法である。
【0024】次に作用を説明する。
【0025】通り測量は、鉄道レールRの並行する一対
のレールの一方を基準レール11とし、この基準レール
11の通りを測定する。測定により基準レール11の状
態を把握して検討し限界を越えていたら、他方のレール
12を合わせて修正工事を行なうことになる。
【0026】まず、測定の準備段階として、基準レール
11に離間した2点A,Bを決め、この2点A,Bを結
んだ線を基準線13とする。基準線13が決まったら、
基準点A,Bにそれぞれ受光器2,2を配置し、受光器
2を水平にして基端の端面が基準レール11の内側の基
準面(レール基準面)に垂直に当接させ、水平面内で基
準レール11に対してほぼ垂直な方向に延ばし、それぞ
れの受光部21を相互に対向させる。これにより受光器
2,2は、間に配置する発光器1のレーザ光線LBの回
転面が受光部21,21の受光素子列を通るように位置
する。
【0027】この状態において、受光器2,2の間に配
置した発光器1から基準線13にほぼ平行であって基準
レール11にほぼ平行な方向にレーザ光線LBを照射す
る。両側の受光器2,2の受光部21の受光素子列のい
ずれかがレーザ光線LBを受光した位置により基準レー
ル11からレーザ光線LBまでの距離が計測される。基
準線13とレーザ光線LBの光軸とは厳密に平行ではな
く、基準点A側では距離aが計測され、基準点B側では
距離bが計測される。
【0028】この距離a,bはデータレコーダ3に取り
込まれて記憶される。すなわち、データレコーダ3は、
離間した2点A,Bでの距離を水平面内での基準線13
に対するレーザ光線LBの傾きを表す補正データとして
記憶する。
【0029】これで測定の準備ができるので、基準線1
3の端の2点A,B間で受光器2を移動させ、各測定点
p1〜p4で2点A,Bの場合と同様にし受光部21に
レーザ光線LBを受け、受光した位置により受光素子が
異なることから各測定点p1〜p4における基準レール
11からレーザ光線LBまでの距離を計測する。
【0030】計測結果は基準線13とレーザ光線LBの
光軸とが平行でないことから、レーザ光線LBの回転面
が基準線13に対して傾いていることに起因する誤差を
含んでおり、例えば、測定点p1において距離i1が得
られ、基準点Aから測定点p1までの距離をL1、基準
点A,B間の距離をLとして、誤差e1は e1=(b−a)・(L1/L) によって表わされるので、 i1−e1が測定点p1に
おける正しい計測値となる。
【0031】データレコーダ3はこのような演算を行な
いながら各測定点p1〜p4の計測結果を補正データを
用いて補正して基準線13からの基準レール11の水平
方向の正確な離れ量を算出する。測定点p1における基
準線13からの基準レール11の離れ量d1は、 d1=(i1−e1)−a となる。
【0032】なお、前記実施例においては、基準線13
が直線の場合を説明したが、データレコーダ3にRの演
算機能を付加することによって、基準線13が円弧の場
合にも対応することができ、曲線区間の通り測定も可能
になる。
【0033】
【発明の効果】本発明に係る鉄道レールの通り測量方法
および装置によれば、厳密な基準線の設定作業は必要が
なく、基準線とレーザー光線との平行度(並行度)が狂
っていても補正をして正確な計測値を得ることができ、
速やかに測定して速やかに結論を得、測量能率を上げ、
ひいては線路の保全,改良を適切にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る通り測量装置の計測状
態を示す鉄道レール回りの平面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る通り測量装置のブロッ
ク図である。
【図3】本発明の一実施例に係る通り測量装置の発光器
と受光器との配置を示す斜視図である。
【図4】従来の通り通り測量の説明図である。
【符号の説明】
1…発光器 2…受光器 21…受光部 3…データレコーダ 11…基準レール LB…レーザ光線 A,B…基準点 p1〜p4…測定点
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B61K 9/08 G01B 11/00 - 11/30

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】並行する一対のレールの一方を基準レール
    とし、該基準レール上の離間した2点間を結ぶ基準線を
    設定し、該基準線からの該基準レールの水平方向の離れ
    量を前記2点間の各測定点ごとに計測する鉄道レールの
    通り測量方法において、 前記基準レールに沿って該基準レールにほぼ平行な方向
    にレーザ光線を照射し、前記2点における該基準レール
    からレーザ光線までの距離をそれぞれ計測して水平面内
    での前記基準線に対する前記レーザ光線の傾きを表す補
    正データとし、 前記各測定点における前記基準レールからレーザ光線ま
    での距離の計測結果を前記補正データを用いて補正して
    前記離れ量を得ることを特徴とする鉄道レールの通り測
    量方法。
  2. 【請求項2】並行する一対のレールの一方を基準レール
    とし、該基準レール上の離間した2点間を結ぶ基準線を
    設定し、該基準線からの該基準レールの水平方向の離れ
    量を前記2点間の各測定点ごとに計測する鉄道レールの
    通り測量装置において、 前記基準レールに沿って該基準レールにほぼ平行な方向
    にレーザ光線を照射する発光手段と、 水平面内で前記基準レールに対してほぼ垂直な方向に延
    びるよう配設され、延出方向に沿って受光部が設けら
    れ、前記レーザ光線を受光した位置により前記基準レー
    ルからレーザ光線までの距離を計測する受光手段と、 前記受光手段により計測された前記2点における前記基
    準レールからレーザ光線までの距離に基づいて水平面内
    での前記基準線に対するレーザ光線の傾きを補正データ
    として記憶し、受光手段によって計測された各測定点に
    おける前記基準レールからレーザ光線までの距離を該補
    正データにより補正することにより前記離れ量を求める
    計数手段と、を備えたことを特徴とする鉄道レールの通
    り測量装置。
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