JP3620790B2 - 車輪踏面の損傷状態検出方法および装置 - Google Patents
車輪踏面の損傷状態検出方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の振動や騒音の原因となる車輪踏面の損傷状態を精度よく検出することができる車輪踏面の損傷状態検出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の車輪踏面には、フラット、熱亀裂、剥離等のさまざまな損傷が発生する。フラットは、降雨等の影響により車輪とレールとの摩擦力が低下した状態で制動力が加えられたり、急ブレーキ等の過大な制動力が加えられることにより車輪がレール上を滑走し、踏面が局部的に摩耗して生じた平らな部分である。熱亀裂は車輪が制輪子との摩擦熱等によって塑性領域に及ぶ加熱冷却を繰り返すことにより、内部応力が集中して生じる亀裂である。剥離はフラットや熱亀裂などが進展し、相隣接する亀裂が重なってその表面層が剥離したものである。
【０００３】
上記した車輪踏面の損傷は、安全、乗り心地、騒音、軌道保守等の様々な点で問題となるため、検車担当者は全車両の車輪踏面の損傷状況を把握し、車輪転削等の対策を講ずる必要がある。このため従来は、乗務員や社員の申告および日常検査（列車検査、月検査）での目視検査の結果を台帳に記入するなどして管理されていた。永年にわたり行なわれてきたこのような人の目や耳による検査は、それ自体は信頼性が高いものである。しかし人手に頼る方法は多くの手数を要するうえ、全車両の状況を全体的に把握することが困難であるという大きな問題があった。
【０００４】
そこでこのような人手に頼った方法から脱却するために、レールや枕木等に振動加速度計を設置して車両走行時の振動を検出し、その加速度ピーク値の大小により損傷状態の程度を評価する試みが従来よりなされている。ところが、この加速度ピーク値検出法には次のような多くの実用上の問題が残されており、信頼性に乏しい面がある。
【０００５】
第１に、レール、枕木、砕石等から構成される鉄道の軌道は３次、４次の共振系であり、車両通過時にはレールも複雑に振動している。このためレールの振動加速度を検出したとき、車輪踏面の損傷がレールと当たることにより発生する衝撃波形（概ね１００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）にレールの共振波形（１ｋＨｚ前後）が重畳された波形を検出することとなり、損傷の程度が加速度ピーク値にそのまま反映されない。例えば、図１８の上段と下段は検出された加速度の波形を示すグラフであるが、実際の損傷の程度はほとんど同じであるにもかかわらず、加速度ピーク値が大きく異なっている。
【０００６】
第２に、単一の損傷は小さい場合でも比較的大きな加速度ピーク値を示すことがある。一方、損傷が連続しているような場合には、加速度ピーク値にはそれに見合うだけの大きな値が出ることが少ないため、連続した損傷が評価されない。このように、加速度ピーク値は形状による影響が大きく、その大きさを正しく示しにくい。
【０００７】
第３に、腹に響くような重い低音(低周波音)を発生する損傷は、高音を発生する損傷よりもその程度が大きい傾向があるにもかかわらず、加速度ピーク値としてはそれほど大きな値を示さないことが多い。すなわち加速度ピーク値には、損傷の程度が正しく反映されない。
【０００８】
第４に、車輪踏面に凸傷があるとレールに直接衝撃を与えるので、損傷自体は小さいにもかかわらず、非常に大きい加速度ピーク値を示す傾向にある。
【０００９】
第５に、損傷部の角が取れると加速度ピーク値は減少してしまう。
【００１０】
第６に、ブレーキが制輪子を車輪踏面に接触させる形式であって、鋳鉄制輪子などの車輪踏面に対する攻撃性が高い制輪子を使用している場合には、合成制輪子などの車輪踏面に対する攻撃性が低い制輪子を使用している場合に比べて踏面の表面粗さが大きいために、損傷がないにもかかわらず走行音、振動ともに大きくなり、加速度ピーク値に現れる。例えば図１９にその一例を示す。
【００１１】
上記したように、従来知られていた加速度ピーク値による損傷状態検出方法は、車輪踏面の実際の損傷状態とは異なる要因に左右され易く、実用性に問題が多い。図２０は出願人会社における時速７５ｋｍ前後で走行する列車の実測値を、横軸に損傷状態の程度を聴覚により判定した聴覚判定値を取り、縦軸に加速度ピーク値を取ったグラフとしてまとめたものである。なお聴覚判定値は永年の経験により実際の損傷状態とよく一致することが確認されている。このグラフの場合、加速度ピーク値と聴覚判定値との相関係数は０．６９に過ぎない。特に、聴覚判定値が大きい領域ではそのばらつきが大きく、加速度ピーク値による損傷状態検出方法では、損傷を過大評価したり過小評価するばかりでなく、重大な損傷を見落とす可能性があることが分かる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、レールの共振、微細な凸傷、踏面の表面粗さ等の影響を排除し、さらに大きな損傷や連続した損傷を正しく評価しながら、車輪踏面の実際の損傷状況を人手に頼ることなく正確に検出することができる車輪踏面の損傷状態検出方法および装置を提供するためになされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明は、鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、補正された信号波形に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とするものである。
【００１４】
また同一の課題を解決するためになされた請求項２の発明は、鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号から車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅を観察時間とした実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１と請求項２の発明を組み合わせたものであり、鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、さらにその補正信号の実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１の発明を実施する装置の発明であり、鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正する手段と、補正された信号波形に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５の発明は請求項２の発明を実施する装置の発明であり、鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号から車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅を観察時間とした実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出する手段と、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６の発明は請求項３の発明を実施する装置の発明であり、鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正する手段と、その補正信号の実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出する手段と、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１において、１はレール、枕木等から構成される鉄道の軌道であり、２は軌道１またはその近傍に取りつけられた検出装置である。軌道１は営業運転用のものをそのまま用い、その上を鉄道車両がほぼ一定速度で走行する区間を選択することが好ましい。しかし検査用の特別な軌道１を用いてもよいことはいうまでもない。この実施形態では、検出装置２として片側レールにつき３個の加速度検出器をレールに固定してレールの振動を検出しているが、鉄道車両が軌道１を走行する際に発生する衝撃的な振動を検出することができるものであれば、下記のような各種の検出装置２を用いることができる。
【００２０】
すなわち、振動の検出装置としては加速度検出器のほか、速度検出器、変位検出器等を用いることができる。加速度、速度、変位は微分または積分により相互に変換できるものであるから、検出手段としては実質的に等価なものである。
【００２１】
このほか、軌道１またはその近傍には、車号検出器３や車輪検出器４が設置され、検出装置２により検出された信号波形がどの鉄道車両のどの車輪によるものかを特定できるようにしておく。なお、この実施形態では３個の検出装置２に対応させて４個の車輪検出器４が配置されており、車輪の移動につれて信号を取り出す検出装置２を順次切り替えるようになっている。
【００２２】
検出装置２により検出された検出信号は、信号増幅回路５で増幅され、アナログフィルタ回路６でノイズを除去されたうえ、Ａ/Ｄ変換回路７でディジタル信号に変換され、車輪抽出回路８へ入力される。一方、車輪検出器４からの信号もディジタル入力回路１２を経由して入力される。車輪抽出回路８は、入力された検出信号を、各車輪ごとの検出信号に分離、合成する。
【００２３】
この車輪抽出回路８から得られる加速度の振動波形は例えば図２に示す通りであり、従来の加速度ピーク値を用いた検出方法では、この波形をそのまま使用している。しかし本発明では、検出信号を周波数特性補正回路９において低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正することにより、前記した加速度ピーク値検出法の欠点を解消している。検出信号が加速度信号である場合、この周波数特性補正曲線は例えば図３に示すとおりである。
【００２４】
この周波数特性補正曲線の特徴は、約１ｋＨｚ以上の周波数をカットするのみならず、約１ｋＨｚ以下の部分を１００Ｈｚ前後の低域周波数に向けて次第に強調した点にある。換言すれば、高域周波数ほど信号を減衰させ、低域周波数に向かうほど信号を強調させてある。図３では概ね１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数領域で周波数特性補正曲線はほぼ直線的になっているが、必ずしも直線である必要はなく適当な曲線としてもよい。
【００２５】
このような周波数特性補正曲線を採用したことにより、車輪踏面の表面粗さに起因する高周波数領域（約１ｋＨｚ以上）は減衰またはカットされ、また車輪踏面の損傷に起因する概ね１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数領域は低域周波数に向かうほど強調される。このように低域周波数ほど強調する周波数特性補正曲線を使用した点に本発明の大きな特徴があり、大きな損傷や腹に響くような重い低音(低周波音)を発生する損傷は強調される。一方、高域周波数に向かうほど減衰されるので、小さな凸傷等による信号は減衰され、重畳されていたレールの共振（１ｋＨｚ前後）による信号は大きく減衰またはカットされる。更に、車両の走行速度が遅くなると加速度などの検出信号は低周波数側に移行するとともに小さくなる傾向にあるが、このような低域周波数ほど強調する周波数特性補正曲線を使用することにより、走行速度の影響も緩和される。一方、車輪荷重のためにレールが弾性的に曲げ変形することにより発生する数１０Ｈｚ以下の振動は、図４に示すような周波数特性補正曲線を用いてカットまたは減衰させてもよいが、検出信号が加速度信号である場合にはもともと低域周波数は減衰されているため、図３、図４の何れの周波数特性補正曲線を用いても実際上の問題はない。
【００２６】
なお、検出信号が振動速度である場合には図５に示すような周波数特性補正曲線を用いることが好ましく、検出信号が振動変位である場合には図６に示すような周波数特性補正曲線を用いることが好ましい。前記したように加速度、速度、変位は相互に微分・積分により自由に変換でき、検出信号としては実質的に等価である。このため、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には、図５、図６のように加速度信号の場合の周波数特性補正曲線を速度信号あるいは変位信号用に数学的に変換した等価な周波数特性補正曲線を用いれば、検出信号が加速度信号である場合と同様に処理することができる。なお、図３〜図６の縦軸は、入出力振幅比を表している。本発明ではこれらの周波数特性補正曲線の形状が重要であり、縦軸の値を定数倍または定数分の１にしてもよいことはいうまでもない。
【００２７】
このように図２に示した検出信号を周波数特性補正回路９において低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正すると、図７に示す補正された信号波形が得られる。図２の信号波形と図７の信号波形とを比較すると、高周波がカットされているのみならず、Ａの記号をつけた部分に比較してＢ、Ｃの記号をつけた部分が減衰されている。
【００２８】
これらのＡ、Ｂ、Ｃの信号波形の原因は、同一の車輪上の３箇所に存在する図８、図９、図１０に示した損傷である。図示のように、図８に示す損傷が最大であり、図９、図１０に示す損傷はそれに比べてかなり小さいが、図２に示した検出信号では損傷の大きさによる差異が明確ではない。これに比較して、図７に示す補正された信号波形ではＡの信号波形が強調され、実際の損傷状態とよく一致することが分かる。
【００２９】
このようにして、周波数特性補正回路９において補正された検出信号は図１に示す最大値またはピーク値検出回路１０でピーク値を読み取り、車号検出器３からの車号信号と組み合わせて損傷状態のデータとして出力される。
【００３０】
図１１は出願人会社における実測値を、横軸に損傷状態の程度を聴覚判定した値を取り、縦軸に図３に示す周波数特性補正曲線を用いて補正された加速度ピーク値を取ったグラフとして示したものである。元となる実測値は前記した図２０に示したものと同一である。このように本発明の方法により得られた補正された加速度ピーク値は、聴覚判定値との相関係数が従来の０．６９から０．８１まで大幅に上昇し、強い相関の領域に入ったことが分かる。
【００３１】
以上に説明した請求項１、４の発明では、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、補正された信号波形に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出した。これに対し、請求項２、５の発明では図１２に示すように、検出信号を例えば実効値算出回路１１に入力し、信号波形の実効値を算出する。実効値は波形ｘの二乗平均の平方根を意味するが、特に観察時間をＴとして数１で定義される実効値（ｒｍｓ値）を用いることが好ましい。これは衝撃振動瞬時値をある程度の時間幅を考慮して評価した値を意味する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
その結果、積分する時間幅に相当する車輪踏面の距離幅と比較し、局部的に生じている損傷は小さく評価され、連続的に生じている損傷は大きく評価される。損傷の大きさが積分する時間幅と一致したとき実効値は最大となる。本発明においては、観察時間Ｔは車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅とした。すなわち、観察時間Ｔを車輪踏面の局所的な損傷の大きさに対応するおよそ１００〜３００ｍｍに相当する移動時間とした場合、連続的な損傷の周方向の長さを加味して評価することができ、実際の車輪の損傷状態を正確に示すことができる。一方、観察時間Ｔとして車輪一周分の移動時間を採用すれば、車輪踏面の全周における損傷の度合いを正確に把握することができる。観察時間Ｔを一定とする代わりに、移動距離を一定として算出した観察時間Ｔ´を用いてもよいことは言うまでもない。
【００３４】
図１３は図１２の実効値算出回路１１からの出力波形のグラフである。元の検出信号は図２に示したものである。図２ではＡ、Ｂ、Ｃの信号波形の差異はあまり明確ではなかったのに対し、図１３ではＡ、Ｂ、Ｃの差が明確になり、前述した図８、９、１０の損傷状態を正確に反映した内容となっている。なお検出信号の実効値のほか、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを用いてもほぼ同様の結果を得ることができる。
【００３５】
図１４は図１２の最大値またはピーク値検出回路１０で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。このグラフにおける相関係数は、０．８１であり、強い相関を示すことが分かる。すなわち、加速度実効値を用いて損傷状態の検出を行えば、加速度ピーク値を用いて検出する方法に比べ正確な検出が可能である。
【００３６】
請求項３、６の発明は上記した発明を組み合わせたもので、図１５に示すように、検出信号を周波数特性補正回路９において、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、更に、例えば実効値算出回路１１に入力して実効値を算出し、その出力波形に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出するものである。なお検出信号の実効値のほか、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを用いてもほぼ同様の結果を得ることができる。
【００３７】
図１６は図１５の実効値算出回路１１からの出力波形を示すグラフである。Ａ、Ｂ、Ｃの差異がより明確になっており、図８、図９、図１０の損傷の程度とよく一致している。更に、図１３と比較すると、損傷部分と損傷のない部分との差異もより明確となっている。また図１７は図１５の最大値またはピーク値検出回路１０で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。このグラフにおける相関係数は、０．８６であり、図１１や図１４よりも更に強い相関を示している。特に、聴覚判定値が中程度より大きい範囲ではばらつきが著しく減少しており、損傷状態を精度よく検出することができることが分かる。
【００３８】
なお、上記した実施形態においては処理装置を複数の回路の組み合わせとして説明したが、請求項４〜６の発明の処理装置はコンピュータ等を用いてソフトウェアにより構成してもよいことはいうまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の効果を要約すると下記の通りである。
まず請求項１、４の発明によれば、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することにより、レールの共振や車輪踏面の表面粗さに起因する振動などの影響を減衰またはカットすることができる。また重い低音（低周波音）を発生する大きな損傷による信号は強調され、小さな損傷による信号は減衰されることにより、損傷の大きさに比例した正確な評価ができる。更に、車両の走行速度の影響も緩和される。このように、従来の加速度ピーク値検出法ではレールの共振や車輪踏面の損傷の形状による影響が大きかった点を改良し、車輪踏面の損傷の大きさを確実に捕捉でき、実際の損傷の大きさを人手に頼らずに正確に評価することが可能となる。
【００４０】
また請求項２、５の発明によれば、検出信号から車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅を観察時間とした実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することにより、周方向の長さを加味して評価することができる。その結果、局部的に生じている小さい損傷は小さく評価され、連続的に生じている損傷や大きい損傷は大きく評価されるため、損傷の程度が確実に捕捉でき、実際の損傷の大きさを人手に頼らずに正確に評価することが可能になる。
【００４１】
更に請求項３、６の発明は、上記した２つの発明の利点を兼ね備えたものとなり、実際の損傷状態を正確に検出することが可能となる。これらの発明によれば、検出装置を設置した軌道上を走行する全車両の全車輪の損傷状況を自動的に検出することが可能となり、鉄道車両の安全、乗り心地、騒音、軌道保守等の様々な点に大きく貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、４の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】検出信号の振動波形図である。
【図３】検出信号が振動加速度である場合の周波数特性補正曲線である。
【図４】検出信号が振動加速度である場合の周波数特性補正曲線の変形例である。
【図５】検出信号が振動速度である場合の周波数特性補正曲線である。
【図６】検出信号が振動変位である場合の周波数特性補正曲線である。
【図７】図３の周波数特性補正曲線を用いて補正された信号波形図である。
【図８】Ａの信号波形の原因である車輪踏面の損傷を示す斜視図である。
【図９】Ｂの信号波形の原因である車輪踏面の損傷を示す斜視図である。
【図１０】Ｃの信号波形の原因である車輪踏面の損傷を示す斜視図である。
【図１１】図１の最大値またはピーク値検出回路で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。
【図１２】請求項２、５の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】図１２の実効値算出回路からの出力波形図である。
【図１４】図１２の最大値またはピーク値検出回路で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。
【図１５】請求項３、６の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図１６】図１５の実効値算出回路からの出力波形図である。
【図１７】図１５の最大値またはピーク値検出回路で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。
【図１８】車輪踏面の損傷に起因する加速度波形図である。
【図１９】車輪踏面の表面粗さに起因する加速度波形図である。
【図２０】従来法による加速度ピーク値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 軌道
２ 検出装置
３ 車号検出器
４ 車輪検出器
５ 信号増幅回路
６ アナログフィルタ回路
７ Ａ/Ｄ変換回路
８ 車輪抽出回路
９ 周波数特性補正回路
１０ 最大値またはピーク値検出回路
１１ 実効値算出回路
１２ ディジタル入力回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の振動や騒音の原因となる車輪踏面の損傷状態を精度よく検出することができる車輪踏面の損傷状態検出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の車輪踏面には、フラット、熱亀裂、剥離等のさまざまな損傷が発生する。フラットは、降雨等の影響により車輪とレールとの摩擦力が低下した状態で制動力が加えられたり、急ブレーキ等の過大な制動力が加えられることにより車輪がレール上を滑走し、踏面が局部的に摩耗して生じた平らな部分である。熱亀裂は車輪が制輪子との摩擦熱等によって塑性領域に及ぶ加熱冷却を繰り返すことにより、内部応力が集中して生じる亀裂である。剥離はフラットや熱亀裂などが進展し、相隣接する亀裂が重なってその表面層が剥離したものである。
【０００３】
上記した車輪踏面の損傷は、安全、乗り心地、騒音、軌道保守等の様々な点で問題となるため、検車担当者は全車両の車輪踏面の損傷状況を把握し、車輪転削等の対策を講ずる必要がある。このため従来は、乗務員や社員の申告および日常検査（列車検査、月検査）での目視検査の結果を台帳に記入するなどして管理されていた。永年にわたり行なわれてきたこのような人の目や耳による検査は、それ自体は信頼性が高いものである。しかし人手に頼る方法は多くの手数を要するうえ、全車両の状況を全体的に把握することが困難であるという大きな問題があった。
【０００４】
そこでこのような人手に頼った方法から脱却するために、レールや枕木等に振動加速度計を設置して車両走行時の振動を検出し、その加速度ピーク値の大小により損傷状態の程度を評価する試みが従来よりなされている。ところが、この加速度ピーク値検出法には次のような多くの実用上の問題が残されており、信頼性に乏しい面がある。
【０００５】
第１に、レール、枕木、砕石等から構成される鉄道の軌道は３次、４次の共振系であり、車両通過時にはレールも複雑に振動している。このためレールの振動加速度を検出したとき、車輪踏面の損傷がレールと当たることにより発生する衝撃波形（概ね１００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）にレールの共振波形（１ｋＨｚ前後）が重畳された波形を検出することとなり、損傷の程度が加速度ピーク値にそのまま反映されない。例えば、図１８の上段と下段は検出された加速度の波形を示すグラフであるが、実際の損傷の程度はほとんど同じであるにもかかわらず、加速度ピーク値が大きく異なっている。
【０００６】
第２に、単一の損傷は小さい場合でも比較的大きな加速度ピーク値を示すことがある。一方、損傷が連続しているような場合には、加速度ピーク値にはそれに見合うだけの大きな値が出ることが少ないため、連続した損傷が評価されない。このように、加速度ピーク値は形状による影響が大きく、その大きさを正しく示しにくい。
【０００７】
第３に、腹に響くような重い低音(低周波音)を発生する損傷は、高音を発生する損傷よりもその程度が大きい傾向があるにもかかわらず、加速度ピーク値としてはそれほど大きな値を示さないことが多い。すなわち加速度ピーク値には、損傷の程度が正しく反映されない。
【０００８】
第４に、車輪踏面に凸傷があるとレールに直接衝撃を与えるので、損傷自体は小さいにもかかわらず、非常に大きい加速度ピーク値を示す傾向にある。
【０００９】
第５に、損傷部の角が取れると加速度ピーク値は減少してしまう。
【００１０】
第６に、ブレーキが制輪子を車輪踏面に接触させる形式であって、鋳鉄制輪子などの車輪踏面に対する攻撃性が高い制輪子を使用している場合には、合成制輪子などの車輪踏面に対する攻撃性が低い制輪子を使用している場合に比べて踏面の表面粗さが大きいために、損傷がないにもかかわらず走行音、振動ともに大きくなり、加速度ピーク値に現れる。例えば図１９にその一例を示す。
【００１１】
上記したように、従来知られていた加速度ピーク値による損傷状態検出方法は、車輪踏面の実際の損傷状態とは異なる要因に左右され易く、実用性に問題が多い。図２０は出願人会社における時速７５ｋｍ前後で走行する列車の実測値を、横軸に損傷状態の程度を聴覚により判定した聴覚判定値を取り、縦軸に加速度ピーク値を取ったグラフとしてまとめたものである。なお聴覚判定値は永年の経験により実際の損傷状態とよく一致することが確認されている。このグラフの場合、加速度ピーク値と聴覚判定値との相関係数は０．６９に過ぎない。特に、聴覚判定値が大きい領域ではそのばらつきが大きく、加速度ピーク値による損傷状態検出方法では、損傷を過大評価したり過小評価するばかりでなく、重大な損傷を見落とす可能性があることが分かる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、レールの共振、微細な凸傷、踏面の表面粗さ等の影響を排除し、さらに大きな損傷や連続した損傷を正しく評価しながら、車輪踏面の実際の損傷状況を人手に頼ることなく正確に検出することができる車輪踏面の損傷状態検出方法および装置を提供するためになされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明は、鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、補正された信号波形に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とするものである。
【００１４】
また同一の課題を解決するためになされた請求項２の発明は、鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号から車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅を観察時間とした実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１と請求項２の発明を組み合わせたものであり、鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、さらにその補正信号の実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１の発明を実施する装置の発明であり、鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正する手段と、補正された信号波形に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５の発明は請求項２の発明を実施する装置の発明であり、鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号から車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅を観察時間とした実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出する手段と、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６の発明は請求項３の発明を実施する装置の発明であり、鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正する手段と、その補正信号の実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出する手段と、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１において、１はレール、枕木等から構成される鉄道の軌道であり、２は軌道１またはその近傍に取りつけられた検出装置である。軌道１は営業運転用のものをそのまま用い、その上を鉄道車両がほぼ一定速度で走行する区間を選択することが好ましい。しかし検査用の特別な軌道１を用いてもよいことはいうまでもない。この実施形態では、検出装置２として片側レールにつき３個の加速度検出器をレールに固定してレールの振動を検出しているが、鉄道車両が軌道１を走行する際に発生する衝撃的な振動を検出することができるものであれば、下記のような各種の検出装置２を用いることができる。
【００２０】
すなわち、振動の検出装置としては加速度検出器のほか、速度検出器、変位検出器等を用いることができる。加速度、速度、変位は微分または積分により相互に変換できるものであるから、検出手段としては実質的に等価なものである。
【００２１】
このほか、軌道１またはその近傍には、車号検出器３や車輪検出器４が設置され、検出装置２により検出された信号波形がどの鉄道車両のどの車輪によるものかを特定できるようにしておく。なお、この実施形態では３個の検出装置２に対応させて４個の車輪検出器４が配置されており、車輪の移動につれて信号を取り出す検出装置２を順次切り替えるようになっている。
【００２２】
検出装置２により検出された検出信号は、信号増幅回路５で増幅され、アナログフィルタ回路６でノイズを除去されたうえ、Ａ/Ｄ変換回路７でディジタル信号に変換され、車輪抽出回路８へ入力される。一方、車輪検出器４からの信号もディジタル入力回路１２を経由して入力される。車輪抽出回路８は、入力された検出信号を、各車輪ごとの検出信号に分離、合成する。
【００２３】
この車輪抽出回路８から得られる加速度の振動波形は例えば図２に示す通りであり、従来の加速度ピーク値を用いた検出方法では、この波形をそのまま使用している。しかし本発明では、検出信号を周波数特性補正回路９において低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正することにより、前記した加速度ピーク値検出法の欠点を解消している。検出信号が加速度信号である場合、この周波数特性補正曲線は例えば図３に示すとおりである。
【００２４】
この周波数特性補正曲線の特徴は、約１ｋＨｚ以上の周波数をカットするのみならず、約１ｋＨｚ以下の部分を１００Ｈｚ前後の低域周波数に向けて次第に強調した点にある。換言すれば、高域周波数ほど信号を減衰させ、低域周波数に向かうほど信号を強調させてある。図３では概ね１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数領域で周波数特性補正曲線はほぼ直線的になっているが、必ずしも直線である必要はなく適当な曲線としてもよい。
【００２５】
このような周波数特性補正曲線を採用したことにより、車輪踏面の表面粗さに起因する高周波数領域（約１ｋＨｚ以上）は減衰またはカットされ、また車輪踏面の損傷に起因する概ね１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数領域は低域周波数に向かうほど強調される。このように低域周波数ほど強調する周波数特性補正曲線を使用した点に本発明の大きな特徴があり、大きな損傷や腹に響くような重い低音(低周波音)を発生する損傷は強調される。一方、高域周波数に向かうほど減衰されるので、小さな凸傷等による信号は減衰され、重畳されていたレールの共振（１ｋＨｚ前後）による信号は大きく減衰またはカットされる。更に、車両の走行速度が遅くなると加速度などの検出信号は低周波数側に移行するとともに小さくなる傾向にあるが、このような低域周波数ほど強調する周波数特性補正曲線を使用することにより、走行速度の影響も緩和される。一方、車輪荷重のためにレールが弾性的に曲げ変形することにより発生する数１０Ｈｚ以下の振動は、図４に示すような周波数特性補正曲線を用いてカットまたは減衰させてもよいが、検出信号が加速度信号である場合にはもともと低域周波数は減衰されているため、図３、図４の何れの周波数特性補正曲線を用いても実際上の問題はない。
【００２６】
なお、検出信号が振動速度である場合には図５に示すような周波数特性補正曲線を用いることが好ましく、検出信号が振動変位である場合には図６に示すような周波数特性補正曲線を用いることが好ましい。前記したように加速度、速度、変位は相互に微分・積分により自由に変換でき、検出信号としては実質的に等価である。このため、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には、図５、図６のように加速度信号の場合の周波数特性補正曲線を速度信号あるいは変位信号用に数学的に変換した等価な周波数特性補正曲線を用いれば、検出信号が加速度信号である場合と同様に処理することができる。なお、図３〜図６の縦軸は、入出力振幅比を表している。本発明ではこれらの周波数特性補正曲線の形状が重要であり、縦軸の値を定数倍または定数分の１にしてもよいことはいうまでもない。
【００２７】
このように図２に示した検出信号を周波数特性補正回路９において低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正すると、図７に示す補正された信号波形が得られる。図２の信号波形と図７の信号波形とを比較すると、高周波がカットされているのみならず、Ａの記号をつけた部分に比較してＢ、Ｃの記号をつけた部分が減衰されている。
【００２８】
これらのＡ、Ｂ、Ｃの信号波形の原因は、同一の車輪上の３箇所に存在する図８、図９、図１０に示した損傷である。図示のように、図８に示す損傷が最大であり、図９、図１０に示す損傷はそれに比べてかなり小さいが、図２に示した検出信号では損傷の大きさによる差異が明確ではない。これに比較して、図７に示す補正された信号波形ではＡの信号波形が強調され、実際の損傷状態とよく一致することが分かる。
【００２９】
このようにして、周波数特性補正回路９において補正された検出信号は図１に示す最大値またはピーク値検出回路１０でピーク値を読み取り、車号検出器３からの車号信号と組み合わせて損傷状態のデータとして出力される。
【００３０】
図１１は出願人会社における実測値を、横軸に損傷状態の程度を聴覚判定した値を取り、縦軸に図３に示す周波数特性補正曲線を用いて補正された加速度ピーク値を取ったグラフとして示したものである。元となる実測値は前記した図２０に示したものと同一である。このように本発明の方法により得られた補正された加速度ピーク値は、聴覚判定値との相関係数が従来の０．６９から０．８１まで大幅に上昇し、強い相関の領域に入ったことが分かる。
【００３１】
以上に説明した請求項１、４の発明では、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、補正された信号波形に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出した。これに対し、請求項２、５の発明では図１２に示すように、検出信号を例えば実効値算出回路１１に入力し、信号波形の実効値を算出する。実効値は波形ｘの二乗平均の平方根を意味するが、特に観察時間をＴとして数１で定義される実効値（ｒｍｓ値）を用いることが好ましい。これは衝撃振動瞬時値をある程度の時間幅を考慮して評価した値を意味する。
【００３２】
【数１】
その結果、積分する時間幅に相当する車輪踏面の距離幅と比較し、局部的に生じている損傷は小さく評価され、連続的に生じている損傷は大きく評価される。損傷の大きさが積分する時間幅と一致したとき実効値は最大となる。本発明においては、観察時間Ｔは車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅とした。すなわち、観察時間Ｔを車輪踏面の局所的な損傷の大きさに対応するおよそ１００〜３００ｍｍに相当する移動時間とした場合、連続的な損傷の周方向の長さを加味して評価することができ、実際の車輪の損傷状態を正確に示すことができる。一方、観察時間Ｔとして車輪一周分の移動時間を採用すれば、車輪踏面の全周における損傷の度合いを正確に把握することができる。観察時間Ｔを一定とする代わりに、移動距離を一定として算出した観察時間Ｔ´を用いてもよいことは言うまでもない。
【００３４】
図１３は図１２の実効値算出回路１１からの出力波形のグラフである。元の検出信号は図２に示したものである。図２ではＡ、Ｂ、Ｃの信号波形の差異はあまり明確ではなかったのに対し、図１３ではＡ、Ｂ、Ｃの差が明確になり、前述した図８、９、１０の損傷状態を正確に反映した内容となっている。なお検出信号の実効値のほか、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを用いてもほぼ同様の結果を得ることができる。
【００３５】
図１４は図１２の最大値またはピーク値検出回路１０で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。このグラフにおける相関係数は、０．８１であり、強い相関を示すことが分かる。すなわち、加速度実効値を用いて損傷状態の検出を行えば、加速度ピーク値を用いて検出する方法に比べ正確な検出が可能である。
【００３６】
請求項３、６の発明は上記した発明を組み合わせたもので、図１５に示すように、検出信号を周波数特性補正回路９において、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、更に、例えば実効値算出回路１１に入力して実効値を算出し、その出力波形に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出するものである。なお検出信号の実効値のほか、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを用いてもほぼ同様の結果を得ることができる。
【００３７】
図１６は図１５の実効値算出回路１１からの出力波形を示すグラフである。Ａ、Ｂ、Ｃの差異がより明確になっており、図８、図９、図１０の損傷の程度とよく一致している。更に、図１３と比較すると、損傷部分と損傷のない部分との差異もより明確となっている。また図１７は図１５の最大値またはピーク値検出回路１０で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。このグラフにおける相関係数は、０．８６であり、図１１や図１４よりも更に強い相関を示している。特に、聴覚判定値が中程度より大きい範囲ではばらつきが著しく減少しており、損傷状態を精度よく検出することができることが分かる。
【００３８】
なお、上記した実施形態においては処理装置を複数の回路の組み合わせとして説明したが、請求項４〜６の発明の処理装置はコンピュータ等を用いてソフトウェアにより構成してもよいことはいうまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の効果を要約すると下記の通りである。
まず請求項１、４の発明によれば、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することにより、レールの共振や車輪踏面の表面粗さに起因する振動などの影響を減衰またはカットすることができる。また重い低音（低周波音）を発生する大きな損傷による信号は強調され、小さな損傷による信号は減衰されることにより、損傷の大きさに比例した正確な評価ができる。更に、車両の走行速度の影響も緩和される。このように、従来の加速度ピーク値検出法ではレールの共振や車輪踏面の損傷の形状による影響が大きかった点を改良し、車輪踏面の損傷の大きさを確実に捕捉でき、実際の損傷の大きさを人手に頼らずに正確に評価することが可能となる。
【００４０】
また請求項２、５の発明によれば、検出信号から車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅を観察時間とした実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することにより、周方向の長さを加味して評価することができる。その結果、局部的に生じている小さい損傷は小さく評価され、連続的に生じている損傷や大きい損傷は大きく評価されるため、損傷の程度が確実に捕捉でき、実際の損傷の大きさを人手に頼らずに正確に評価することが可能になる。
【００４１】
更に請求項３、６の発明は、上記した２つの発明の利点を兼ね備えたものとなり、実際の損傷状態を正確に検出することが可能となる。これらの発明によれば、検出装置を設置した軌道上を走行する全車両の全車輪の損傷状況を自動的に検出することが可能となり、鉄道車両の安全、乗り心地、騒音、軌道保守等の様々な点に大きく貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、４の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】検出信号の振動波形図である。
【図３】検出信号が振動加速度である場合の周波数特性補正曲線である。
【図４】検出信号が振動加速度である場合の周波数特性補正曲線の変形例である。
【図５】検出信号が振動速度である場合の周波数特性補正曲線である。
【図６】検出信号が振動変位である場合の周波数特性補正曲線である。
【図７】図３の周波数特性補正曲線を用いて補正された信号波形図である。
【図８】Ａの信号波形の原因である車輪踏面の損傷を示す斜視図である。
【図９】Ｂの信号波形の原因である車輪踏面の損傷を示す斜視図である。
【図１０】Ｃの信号波形の原因である車輪踏面の損傷を示す斜視図である。
【図１１】図１の最大値またはピーク値検出回路で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。
【図１２】請求項２、５の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】図１２の実効値算出回路からの出力波形図である。
【図１４】図１２の最大値またはピーク値検出回路で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。
【図１５】請求項３、６の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図１６】図１５の実効値算出回路からの出力波形図である。
【図１７】図１５の最大値またはピーク値検出回路で処理された値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。
【図１８】車輪踏面の損傷に起因する加速度波形図である。
【図１９】車輪踏面の表面粗さに起因する加速度波形図である。
【図２０】従来法による加速度ピーク値と聴覚判定値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 軌道
２ 検出装置
３ 車号検出器
４ 車輪検出器
５ 信号増幅回路
６ アナログフィルタ回路
７ Ａ/Ｄ変換回路
８ 車輪抽出回路
９ 周波数特性補正回路
１０ 最大値またはピーク値検出回路
１１ 実効値算出回路
１２ ディジタル入力回路
Claims (6)
- 鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、補正された信号波形に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とする車輪踏面の損傷状態検出方法。
- 鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号から車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅を観察時間とした実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とする車輪踏面の損傷状態検出方法。
- 鉄道の軌道またはその近傍に設置した検出装置により、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出して、レールと接触する車輪踏面の損傷状態を検出する方法であって、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正したうえ、さらにその補正信号の実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出し、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態を検出することを特徴とする車輪踏面の損傷状態検出方法。
- 鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正する手段と、補正された信号波形に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とする車輪踏面の損傷状態検出装置。
- 鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号から車輪踏面の局所的な損傷の大きさまたは車輪一周分に相当する時間幅を観察時間とした実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出する手段と、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とする車輪踏面の損傷状態検出装置。
- 鉄道の軌道またはその近傍に設置され、鉄道車両が走行する際に車輪損傷により発生する衝撃的なレールの振動を検出する検出装置と、この検出装置から入力された検出信号を処理する処理装置とからなり、この処理装置が、検出信号が加速度信号である場合には低域周波数をより強調する周波数特性補正曲線を用いて補正し、検出信号が速度信号あるいは変位信号である場合には加速度信号の場合の周波数特性補正曲線と等価な周波数特性補正曲線を用いて補正する手段と、その補正信号の実効値、絶対値の平均値、二乗平均値の何れかを算出する手段と、その算出値に基づいて車輪踏面の損傷状態の程度を検出する手段とを含むことを特徴とする車輪踏面の損傷状態検出装置。
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