JP3050486B2 - 道床肩部のバラスト状態検査装置 - Google Patents

道床肩部のバラスト状態検査装置

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JP3050486B2 JP6108974A JP10897494A JP3050486B2 JP 3050486 B2 JP3050486 B2 JP 3050486B2 JP 6108974 A JP6108974 A JP 6108974A JP 10897494 A JP10897494 A JP 10897494A JP 3050486 B2 JP3050486 B2 JP 3050486B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄道軌道の道床肩部
のバラスト状態を検査する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は鉄道線路の軌道1の構成図を示
す。軌道1は、路盤(大地)2の上に砂利または砕石の
バラストBを盛り上げて道床3を形成し、これに各枕木
4を所定の間隔に配列し、これらに左右のレール5L,
5Rを固定して構成される。この場合、枕木4はバラス
トBに基準の深さに埋設されて移動が防止されており、
またバラストBは列車荷重を路盤2にひろく分散すると
ともに、水はけをよくし、ばねの役目も果たしている。
【0003】上記のバラストBは、なんらかの理由によ
り崩壊することがある。バラストBの崩壊は、道床3の
片側または両側の肩部にまず発生し、これが順次に両レ
ール5Lと5Rの間に及ぶことが通常である。図6は、
右側の肩部3RのバラストBが崩壊した状態の一例を示
し、正常なときのバラストB1 が崩壊した結果、バラス
トB2 となって深さH、幅W、長さLの崩壊部分Dが生
じている。ただし図示は一例であって、崩壊部分Dの断
面形状と広がり範囲は大小さまざまである。いずれにし
てもバラストBが崩壊すると、枕木4の移動防止などの
上記の各作用が失われて役目が果たされず、列車運転に
支障し、または最悪の場合は危険となって運転不能とな
る。このよな崩壊はいち早く見付けて手当てすることが
絶対必要であり、このために検査員が徒歩巡回してバラ
ストBの状態を点検し、崩壊部分Dを発見したときは、
直ちに補修してバラストBの各作用はつねに良好に維持
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら道床3は
長区間に亘るので、徒歩巡回による点検は時間がかかっ
て効率的でない。そこで、バラストBの状態を迅速に検
査できる検査装置が望まれている。一方、両レール5
L,5Rの変位に対して、従来から軌道検測車による検
測が行われており、この検測車に検査装置を搭載すれ
ば、走行中に長区間のバラストBの状態を迅速に検査す
ることができる。ただし、検測車には測定部を搭載して
バラスト状態を測定し、地上において測定データを処理
してその良否を判定し、不良のとき、その崩壊部分Dの
断面形状を表示する方法が合理的である。また、断面形
状の表示にはその測定位置を特定するために、位置デー
タを付記することが是非とも必要である。この発明は以
上に鑑みてなされたもので、軌道検測車に搭載して道床
肩部のバラスト状態を走行中に測定し、地上においてそ
の良否を判定し、位置データを付記して崩壊部分Dの形
状を表示する検査装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は道床肩部のバ
ラスト状態検査装置であって、軌道検測車にそれぞれ搭
載され、道床の左右の肩部のバラストの斜面に対して、
軌道断面方向の直線上に複数のレーザスポットを投射す
る投光部、および各レーザスポットを適当な時間間隔で
撮像するTVカメラを有する受光部よりなる2組の測定
光学系、ならびに、軌道検測車の走行により、各TVカ
メラが逐次に出力する画像データと、軌道検測車に既設
された距離マーク発生部よりの距離マークとを、並列に
収録するVTRよりなる記録部とを具備する。また地上
に設けられ、VTRに収録された各画像データを解析し
て、各撮像時点における左右の肩部のバラストの断面形
状を求めて断面尺度をそれぞれ算出し、算出された断面
尺度が基準値に比較して大きいとき、この肩部のバラス
ト状態を不良と判定して崩壊部分を検出し、その崩壊部
分の断面形状に、距離マークよりえられる位置データを
付記して表示器に表示する地上装置、とにより構成され
る。上記において、各投光部は、外光に対抗できる十分
大きいパワーのレーザを発振する複数のレーザダイオー
ドと、各レーザを適当な直径のスポットにそれぞれ集束
する複数の集束レンズよりなる。また各受光部は、レー
ザの波長を透過帯域とする干渉フィルタを有するものと
する。
【0006】
【作用】上記のバラスト状態検査装置においては、軌道
検測車に搭載された2組の測定光学系は、その投光部に
より道床の両肩部のバラストの斜面に対して、軌道断面
方向の直線上に複数のレーザスポットが投射され、各レ
ーザスポットは受光部のTVカメラにより適当な時間間
隔で撮像される。軌道検測車が走行すると、各TVカメ
ラは各スポットの画像データを逐次に出力し、この画像
データと、軌道検測車に既設された距離マーク発生部よ
りの距離マークとが、記録部のVTRに並列に収録され
る。走行測定が終了すると、VTRは地上装置に接続さ
れ、これに収録された各画像データが解析されて、各撮
像時点における左右の肩部のバラストの断面形状が求め
られ、これより断面尺度がそれぞれ算出される。算出さ
れた断面尺度が予め設定されている基準値に比較して大
きいとき、この肩部のバラスト状態は不良と判定されて
崩壊部分が検出され、この崩壊部分の断面形状に、距離
マークよりえられる位置データを付記して表示器に表示
される。上記において、各投光部の複数のレーザダイオ
ードは、外光に対抗できる十分大きいパワーのレーザを
発振し、各レーザはそれぞれの集束レンズにより適当な
直径に集束され、両側の肩部のバラストの斜面に対して
強い強度のスポットが投射される。これに対する各受光
部は、干渉フィルタにより外光を除去して良好なS/N
比の各レーザスポットを受光する。これらにより外光の
影響が排除されて、測定光学系は昼間測定が十分可能と
される。以上により、検測車の走行による測定と地上装
置による判定により、両肩部のバラストの崩壊部分が迅
速に検出されて、その断面形状が表示器に表示され、付
記された位置データによりその測定位置が特定されて、
早急かつ的確な修復が可能となるものである。
【0007】
【実施例】図1〜図4はこの発明の一実施例を示し、図
1は測定光学系6L,6Rの構成図、図2は図1の部分
図で、(a) は投光部61の詳細図、(b) は受光部62の詳細
図、(c) は受光部のTVカメラ621 の受像画面の一例を
示す図、図3は記録部7の構成図、図4は地上装置9の
構成図である。
【0008】図1において、2組の測定光学系6L,6
Rは同一構成のもので、投光部61と受光部62よりなり、
軌道検測車の両側の適当な箇所に、道床3の左右の肩部
3L,3Rに対応して配設される。投光部61は図2(a)
に示すように、筐体611 の内部に一列に配列された、そ
れぞれ複数個(図の場合は4個)のレーザダイオード
(LD)612 と集束レンズ613 、および各LD612 に対
する電源614 よりなる。各LD612 には出力パワーが十
分大きい、例えば連続出力が1ワット程度のものを使用
し、電源614 より駆動電流を供給してレーザLT を発振
させ、それぞれの集束レンズ613 により適当な直径の強
度の強いスポットSP に集束して、バラストBの斜面に
投射する。受光部62は、図2(b) に示すようにTVカメ
ラ621 と、その前面に装着した干渉フィルタ622 よりな
り、干渉フィルタ622 はレーザLT の波長を透過帯域と
して外光を除去する。これにより、スポットSP のS/
N比は良好となり、図(c)に示すようにTVカメラ621
に明瞭に撮像される。図(c) において、正常な状態のバ
ラストB1 に対するスポットSP は、崩壊したバラスト
2 の位置まで下降してスポットSP'となり、幅Wの範
囲内で深さがH1 ………H4 のように変化した崩壊部分
Dの断面形状を示す。なお、この稿における断面尺度は
深さHと幅Wを意味する。
【0009】図3において、記録部7はシャター制御回
路71とVTR72よりなり、VTR72に対して、軌道検測
車に既設されている距離マーク発生部8が接続される。
距離マーク発生部8は検測車の一定の走行距離、例えば
0.5mごとに距離マークMを発生する 図4において、地上装置9は画像データを解析する2組
の画像解析部91L,91Rと、距離マークMに対するカウ
ンタ92、、マイクロプロセッサ(MPU)93、および表
示器94よりなる。
【0010】以下図1〜図4により、上記の検査装置に
よるバラスト状態の検査手順を説明する。まず、両測定
光学系6L,6Rの各投光部61は、前記したようにレー
ザスポットSP を左右の肩部3L,3RのバラストBに
対して投射する。検測車が、例えば時速130kmで走
行すると、図3のシャター制御回路71により、例えば1
/1/30秒ごとに両TVカメラ62L,62Rのシャター
が切られ、この間の走行距離120cmごとに、図2
(c) に示したスポットSP の映像が逐次に撮像され、そ
の画像データGL,GR と、距離マーク発生部8よりの距
離マークMとがVTR72のテープに並列に収録される。
【0011】検測車が所定の区間を走行して、各ポット
P の逐次の撮像と各画像データGの収録が終了する
と、VTR72は地上装置9に接続され、収録された各画
像データGL,GR は逐次に読出されて、両画像解析部91
A,91Bにそれぞれ入力して解析され、各撮像時点ごと
の、左右の肩部3L,3RのバラストBの断面形状が求
められ、これよりその断面尺度が算出される。両画像解
析部91A,91Bには、崩壊部分Dの断面尺度に対する深
さと幅の基準値HS,WS が予め設定され、上記により算
出された断面尺度が基準値HS,WS を越えたとき、この
肩部のバラストBは不良と判定されて崩壊部分Dが検出
される。
【0012】上記により検出された崩壊部分Dの断面形
状のデータはMPU93に取り込まれる。一方、VTR72
に収録された距離マークMはカウンタ92に入力してカウ
ントされ、検測車の走行位置を示す位置データKを逐次
に出力する。崩壊部分Dが検出されると、その測定位置
に対する位置データKがMPU93に取り込まれて、断面
形状ととともに表示器94に表示される。なお、画像デー
タの解析やバラスト状態の良否の判定方法には、上記以
外の方法がありうるが、請求項1記載の範囲内の方法で
ある限り、この発明に包含される。
【0013】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明によるバ
ラスト状態検査装置においては、軌道検測車による走行
測定と、地上装置による解析と判定により、軌道道床の
左右の肩部の崩壊部分が迅速に検出され、その断面形状
とその位置データが表示器に表示され、位置データによ
り崩壊部分の位置が把握されて早急かつ的確な対応措置
が可能となるもので、また、測定光学系は外光に対抗す
るように構成されて昼間測定が可能とされており、従来
の徒歩巡回による点検方法に比較してバラスト状態検査
が効率化される効果には優れたものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、この発明の一実施例における測定光
学系6L,6Rの構成図である。
【図2】 図2は、図1の部分図で、(a) は投光部61の
詳細図、(b) は受光部62の詳細図、(c) はTVカメラ62
1 の受像画面の一例を示す図である。
【図3】 図3は、記録部7の構成図である。
【図4】 図4は、地上装置9の構成図である。
【図5】 図5は、鉄道線路の軌道1の構成図である。
【図6】 図6は、道床3のバラストBの崩壊状態の一
例を示す軌道の一部断面および平面図である。
【符号の説明】
1…軌道、2…路盤、3…道床、3L,3R…道床の左
右の肩部、4…枕木、5L,5R…左右のレール、6
L,6R…測定光学系、61, 61L,61R…投光部、611
…筐体、612 …レーザダイオード(LD)、613 …集束
レンズ、62, 62L, 62R…受光部、621 …TVカメラ、
622 …干渉フィルタ、7…記録部、71…シャター制御回
路、72…VTR、8…距離マーク発生部、9…地上装
置、91L,91R…断面尺度算出部、92…カウンタ、93…
マイクロプロセッサ(MPU)、94…表示器、B…バラ
スト、B1 …正常のバラスト、B2 …崩壊したバラス
ト、D…バラストの崩壊部分、LT …レーザ、SP …レ
ーザスポット、H,H1 〜H4 …崩壊部分の深さ、W…
崩壊部分の幅、L…崩壊部分の長さ、G,GL,GR …画
像データ、M…距離マーク、K…走行位置データ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 豊彦 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4 号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 竹中 泰雄 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 吉沢 孝夫 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 田村 良一 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 平井 哲朗 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/84 G06T 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】路盤上にバラストを盛って道床を形成し、
    該バラストに対して枕木を基準の深さに埋設して所定の
    間隔に配列し、該各枕木に左右のレールを固定して構成
    された軌道において、軌道検測車にそれぞれ搭載され、
    前記道床の左右の肩部のバラストの斜面に対して、軌道
    断面方向の直線上に複数のレーザスポットを投射する投
    光部、および該各レーザスポットを適当な時間間隔で撮
    像するTVカメラを有する受光部よりなる2組の測定光
    学系、ならびに、前記軌道検測車の走行により、各TV
    カメラが逐次に出力する画像データと、前記軌道検測車
    に既設された距離マーク発生部よりの距離マークとを、
    並列に収録するVTRよりなる記録部とを具備し、か
    つ、地上に設けられ、該VTRに収録された各画像デー
    タを解析して、前記各撮像時点における前記左右の肩部
    のバラストの断面形状を求めて断面尺度をそれぞれ算出
    し、該算出された断面尺度が予め設定された基準値に比
    較して大きいとき、該肩部のバラスト状態を不良と判定
    して崩壊部分を検出し、該検出された崩壊部分の断面形
    状に、前記距離マークよりえられる位置データを付記し
    て表示器に表示する地上装置、とにより構成されたこと
    を特徴とする、道床肩部のバラスト状態検査装置。
  2. 【請求項2】前記各投光部は、外光に対抗できる十分大
    きいパワーのレーザを発振する複数のレーザダイオード
    と、該各レーザを適当な直径のスポットにそれぞれ集束
    する複数の集束レンズよりなり、前記各受光部は、前記
    レーザの波長を透過帯域とする干渉フィルタを有するこ
    とを特徴とする、請求項1記載の道床肩部のバラスト状
    態検査装置。
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