JP3624390B2 - Railway track abnormality detection method and abnormality detection apparatus - Google Patents

Railway track abnormality detection method and abnormality detection apparatus Download PDF

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄道用軌道の異常検知方法および検知装置に関し、さらに詳しくはニューラルネットワークを利用した鉄道用軌道の異常検知方法および検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉄道車両においては軌道狂い、浮き枕木、レール頭頂面の凹凸、レール波状磨耗などの異常が鉄道用軌道(以下、単に軌道という)に生ずると、乗り心地が悪化するばかりでなく、その異常の程度によっては車両の脱線事故などにも繋がるため、従来より軌道の異常を検知するために、測定装置を搭載した車両、いわゆるマヤ車によるレベル測定や振動測定、あるいは保線作業員による目視検査などがなされていた。
【0003】
しかしながら、マヤ車や保線作業員による測定では測定に多大な時間を要するという問題があるばかりでなく、その測定データも磁気テープや記録台帳に記録されているのみであるところから、その解析にも多大の時間を要するという問題があった。
【0004】
しかるに、現状においては鉄道車両が高速で走行されるとともに多数の人員を一度に輸送している関係上、軌道の異常を迅速に検知する方法あるいは装置の出現が望まれている。そのため、かかる要請に応じた研究もなされている。
【0005】
例えば、特開平7ー23502号公報には、少なくとも2つ以上の車両のそれぞれに設けられる少なくとも1つ以上の動揺センサーと、これら動揺センサーから時系列に出力される複数の第1の動揺データを距離系列の第2の動揺データに変換する変換手段と、該第2の動揺データを所定の起点からのデータに揃える補正手段と、補正された第2の動揺データの各々を加算演算して第3の動揺データに変換する演算手段と、少なくとも該第3の動揺データの結果を出力する出力手段を備えたことを特徴とする車両動揺原因解析用データ収集装置が提案されている。
【0006】
この車両動揺原因解析用データ収集装置によれば、なるほど得られた動揺に起因する波形を解析することにより、得られた波形が軌道異常により発生したものか、車両のすれ違いやノイズなどの他の原因によるものかを判別できるものと思われる。そして、判別された波形を適当な閾値を用いて処理することにより、その揺動が軌道狂いによるものか否かも判別できるものと思われる。
【0007】
しかしながら、特開平7ー23502号の提案にかかわる装置では、正常と異常の区別は可能であっても、その異常の種類を判定するためには、異常の種類と振動データの組合せごとに適当な閾値を選定する必要がある。そのため、前記装置による軌道の各種の異常の判別は、実現が不可能ではないにしろその実現のためには非常に煩雑な作業が必要であるという問題がある。
【0008】
例えば、測定の結果、図4に示すような振動波形が得られた場合、図中の1重下線を付した個所は浮き枕木が生じており、また2重下線を付した個所はレール波状磨耗が生じているのであるが、単なる閾値処理では正常な個所まで異常として判定されるおそれがあるとともに、浮き枕木とレール波状磨耗とを判別することもできない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、簡便な操作により軌道の異常をリアルタイムに検知できる鉄道用軌道の異常検知方法および異常検知装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉄道用軌道の異常検知方法の第1態様は、ニューラルネットワークを用いた鉄道用軌道の異常検知方法であって、
車体の振動を検出する手順と、
検出された振動データを第1のローパスフィルタ、および該第1のローパスフィルタより透過させる周波数が高い第2のローパスフィルタを透過させて分離する手順と、
第1のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第1の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第2の特徴データとする手順と、
第2のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第3の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第4の特徴データとする手順と、
第1、第2、第3および第4の特徴データをそれぞれニューラルネットワークに入力して正常および各種異常に関する確実度データを算出する手順
とを含んでいることを特徴とする。
【0012】
本発明の鉄道用軌道の異常検知方法の第2態様は、ニューラルネットワークを用いた鉄道用軌道の異常検知方法であって、
車体の振動を検出する手順と、
検出された振動データを第1のローパスフィルタ、および該第1のローパスフィルタより透過させる周波数が高い第2のローパスフィルタを透過させて分離する手順と、
第1のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第1の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第2の特徴データとする手順と、
第2のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第3の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第4の特徴データとする手順と、
第1、第2、第3および第4の特徴データをそれぞれニューラルネットワークに入力して正常および各種異常に関する確実度データを算出する手順と、
前記確実度データに対して最大値選択処理をし、鉄道用軌道の異常の有無および異常の種類を判定する手順
とを含んでいることを特徴とする。
【0014】
本発明の鉄道用軌道の異常検知方法の第1態様および第2態様においては、前記振動データが、例えば車体軸箱の上下振動データとされ、その上下振動データを用いて浮き枕木および/またはレール波状磨耗が検知または判定される。
【0015】
また、本発明の鉄道用軌道の異常検知方法の第1態様および第2態様においては、前記振動データが走行距離と対応させられるのが好ましい。
【0017】
一方、本発明の鉄道用軌道の異常検知装置の第1態様は、車体の振動を検出する車体の適宜位置に設けられた振動検出手段と、
前記振動検出手段により検出された振動データが透過させられる第1のローパスフィルタ、および該第1のローパスフィルタより透過させる周波数が高い第2のローパスフィルタが並列配置された分離手段と、
統計処理手段と、
ニューラルネットワーク
とを備え
前記統計処理手段が、
1)第1のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第1の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第2の特徴データとし、
2)第2のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第3の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第4の特徴データとし、
前記ニューラルネットワークが、第1、第2、第3および第4の特徴データを入力として正常および各種異常に関する確実度データを出力する
ことを特徴とする。
【0018】
本発明の鉄道用軌道の異常検知装置の第2態様は、車体の振動を検出する車体の適宜位置に設けられた振動検出手段と、
前記振動検出手段により検出された振動データが透過させられる第1のローパスフィルタ、および該第1のローパスフィルタより透過させる周波数が高い第2のローパスフィルタが並列配置された分離手段と、
統計処理手段と、
ニューラルネットワークと、
判定手段
とを備え
前記統計処理手段が、
1)第1のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第1の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第2の特徴データとし、
2)第2のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第3の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第4の特徴データとし、
前記ニューラルネットワークが、第1、第2、第3および第4の特徴データを入力として正常および各種異常に関する確実度データを出力し、
前記判定手段が、前記確実度データに対して最大値選択処理をし、軌道の異常の有無および異常の種類を判定する
ことを特徴とする。
【0019】
本発明の鉄道用軌道の異常検知装置の第1態様および第2態様においては、走行距離測定手段により走行距離が測定されて、前記振動データが走行距離と対応させられるのが好ましい。
【0020】
また、本発明の鉄道用軌道の異常検知装置の第1態様および第2態様においては、前記振動検出手段の検出部が、例えば加速度センサとされる。
【0021】
さらに、本発明の鉄道用軌道の異常検知装置の第1態様および第2態様においては、前記振動検出手段が車体軸箱の適宜位置に設けられ、また本発明の鉄道用軌道の異常検知装置の第2態様においては、前記判定手段により浮き枕木および/またはレール波状磨耗が判定される。
【0022】
【作用】
振動検出手段により検出された車体の振動データは、特定の軌道異常に関係する成分を含む振動データごとに分離される。この分離された各振動データは、それぞれ統計処理がなされて確実度データ算出手段のための特徴データに変換される。確実度データ算出手段は、この特徴データを処理することにより特定の軌道異常に関する確実度データを算出する。そして、この確実度データに対して、例えば最大値選択処理をすることにより軌道異常の有無およびその種類が判定される。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施の形態のみに限定されるものではない。
【0024】
ここで、以下の説明の理解を容易にするために、まずニューラルネットワークについて簡単に説明しておく。
【0025】
図1にニューラルネットワークの基本構造を示し、同ネットワークは入力層と中間層と出力層とから構成されている。各層は複数の処理ユニットから構成されており、各処理ユニットは次層および前層の間で学習により定められる重み係数でもって結合されている。各処理ユニットは前層からの入力の総和をとる加算器と学習により定められる閾値を持った閾値関数を有している。このニューラルネットワークの学習においては、入力パターン(教師入力)と目標出力パターン(教師出力)対が提示される。この提示の直後に、ネットワークの出力と目標出力との間の差が減少するように重みと閾値の調整がなされる。学習に際しては、入力パターンと目標パターンの対の集合である学習用集合を用い、ネットワークにはこれを繰返し提示する。この学習が終了すると、ネットワークの動作テストがなされる。
【0026】
この学習においては、順伝搬ステップとその後に実行される逆伝搬ステップとがある。この順伝搬ステップおよび逆伝搬ステップはいずれも学習中にパターンの提示がなされるたびに実行される。順伝搬ステップは、ネットワークの入力層への入力パターンの提示で始まり、活性レベルの計算が中間層を通じて順伝搬していく間継続する。それぞれの層の全ての処理ユニット(図1では〇印で示す)は、入力の総和を求め閾値関数により出力を計算する。それからユニットの出力層がネットワークの出力を行う。
【0027】
ネットワークの出力パターンと目標出力パターンとの比較がなされ、それに差異があるときに逆伝搬ステップが開始される。逆伝搬ステップでは、各層のユニットの閾値と重みの変化分の計算がなされるが、これを出力層から始めて中間層へと順番に逆方向にたどっていく。この逆伝搬ステップでは、ネットワークは観測された差異が減少されるように重みと閾値の調整がなされる。
【0028】
このような学習がなされるので、ネットワークからの出力パターンは基本的には、最終的に目標出力パターンに概ね一致するようになる。
【0029】
なお、具体的には、このニューラルネットワークは、コンピュータに前記演算処理に対応させたプログラムを格納することにより構成される。
【0030】
以下、ニューラルネットワークについての前記理解の上に立って、本発明の鉄道用軌道の異常検知方法および検知装置について説明する。
【0031】
本発明の鉄道用軌道の異常検知装置(以下、単に異常検知装置という)を図2に概略図で、図3にブロック図でそれぞれ示し、この異常検知装置Aは、車体Tの振動を検出する振動検出手段10と、振動検出手段10により得られた振動データを特定の異常に関する成分を含む振動データに分離する分離手段20と、この分離されたデータを統計的に処理する統計処理手段30と、確実度データ算出手段40と、判定手段50と、走行距離測定手段60とを主要部として備えてなる。
【0032】
振動検出手段10は、具体的には振動センサ11とされる。そして、この振動センサ11は、センサ本体12、例えば、車体T床部の適宜位置に取付けられて車体Tの動揺加速度を検出する加速度センサ1(車体動揺加速度センサ)12Aと、台車の適宜位置に取付けられて台車の振動加速度を検出する加速度センサ2(台車振動加速度センサ)12Bと、車輪の軸箱の適宜位置に取付けられて軸箱の振動加速度を検出する加速度センサ3(軸箱振動加速度センサ)12Cと、センサ本体12からの信号を増幅する増幅器13とからなるものとされる。そして、この各加速度センサ12A,12B,12Cは、例えば6軸の加速度を検出できるものが用いられている。
【0033】
分離手段20は、具体的には主要部が複数のローパスフィルタを並列配列により構成されてなるものとされる。そして、例えば乗客の乗り心地に大きな影響を与える上下振動に大きく関係するレール波状磨耗に関する成分と浮き枕木に関する成分とを分離する場合、レール波状磨耗は波長が1.2〜1.5m程度の一定周期の連続した凹凸であるのに対し、浮き枕木によるレールの変形は支持不良の枕木の前後数本分の範囲に及ぶところから、第1ローパスフィルタ21として、例えば30Hzのものを用いれば、レール波状磨耗に関する成分と浮き枕木に関する成分とを分離できる。また、レール波状磨耗に関する成分の高速走行時、例えば300Km/h走行時の高周波ノイズからの分離は、第2ローパスフィルタ22として300Hzのもを用いればなし得る。
【0034】
統計処理手段30は、具体的には絶対値演算処理部31と移動平均演算処理部32と移動標準偏差演算処理部33とを備え、そして絶対値演算処理部31により振動データの絶対値が演算処理され、移動平均演算処理部32により移動平均が算出され、移動標準偏差演算処理部33により移動標準偏差が算出される。
【0035】
確実度データ算出手段40は、例えば、ニューラルネットワーク手段41とされ、そして分離手段20により分離された特定の軌道異常に関する振動データから統計処理手段30により移動平均や移動標準偏差が算出された振動データ、つまり特徴データを入力とし、その特徴データをニューラルネットワーク処理することにより、正常と各種異常、例えばレール波状磨耗および浮き枕木のそれぞれの確実度データを出力するものである。
【0036】
このニューラルネットワーク手段41の学習は、ネットワークの入出力の決定手順、教師データの抽出手順、重み係数・閾値の算出手順の各手順を経てなされる。
【0037】
ネットワークの入出力の決定手順では、ネットワーク入力層の処理ユニット数の決定および割当てがなされる。そして、入力層については、前記特徴データのうち検知したい異常の有無と相関の強い特徴データを選択し、各処理ユニットの入力として割当てがなされる。一方、出力層については、検知したい各異常と正常の確実度を各処理ユニットの出力として割当てがなされる。
【0038】
教師データの抽出手順では、取得済みの振動データよりレール波状磨耗や浮き枕木などの軌道異常による影響が顕著に現われている個所のデータ抽出がなされる。例えば、浮き枕木の発生している個所のデータから教師データの抽出がなされる場合、教師入力パターンにはその地点の振動データに対して前記分離手段20と統計処理手段30による統計処理を施した結果得られる特徴データが使用される。また、目標出力パターンには、正常と各種異常の確実度(この場合、浮き枕木については確実度を1とし、その他についてはゼロとする)を使用する。このような教師データが多数(数十〜数百パターン)抽出される。
【0039】
重み係数・閾値の算出手順では、抽出された教師データを学習用集合として前述した方法で重み・閾値の値を調整する。この際、重み値・閾値の変更量のゲインである学習係数および中間層の処理ユニット数は、学習の進行速度や学習収束値(ネットワークからの出力と目標出力パターンとの差異が減少しなくなったときの重み係数・閾値)に大きく影響し、学習後のネットワークの性能に影響を与える。したがって、通常、重み係数・閾値の算出手順は、学習係数、中間処理ユニット数などを演算パラメータとして繰返し実施される。
【0040】
判定手段50は、確実度データ算出手段40により算出された確実度データを適宜処理、例えば最大値選択処理することにより、軌道異常の有無および軌道異常の種類を判定するものである。
【0041】
これら統計処理手段30、確実度データ算出手段40および判定手段50は、具体的にはコンピュータCに前記各手段30,40,50に対応したプログラムを格納することにより実現される。
【0042】
走行距離測定手段60は、その構成の詳細な説明は省略するが、従来より鉄道車両の走行距離を測定するために用いられているものと同様とされている。この走行距離測定手段60における走行距離の測定は、振動検出手段10の振動検出と同期がとられてなされる。また、この実施の形態においては、走行距離はいわゆるP点情報によっても測定されるようにされている。
【0043】
しかして、この判定結果は出力手段70、例えば通信手段71により、例えば中央列車指令室に送信される。
【0044】
【実施例】
以下、実施例として車体Tの台車軸箱に取付けた振動センサ11により得られる上下振動データから、乗客の乗り心地に大きな影響を与える浮き枕木とレール波状磨耗を検知する場合について説明する。
【0045】
なお、この実施例においては、分離手段20において、第1ローパスフィルタ21として30Hzのローパスフィルタが用いられ、第2ローパスフィルタ22として300Hzのローパスフィルタが用いられている。また、ここでは振動データとしては、先に示した図4に示す振動データが用いられている。
【0046】
A前処理
振動センサ11より得られた振動データは分離手段20に入力された後、分岐されて30Hzのローパスフィルタ(第1ローパスフィルタ21)および300Hzのローパスフィルタ(第2ローパスフィルタ22)を透過させられる。この第1ローパスフィルタ21および第2ローパスフィルタ22を透過した振動データは、それぞれ統計処理手段30により統計処理がなされる。この統計処理においては、まず絶対値が算出され、ついでこの絶対値を用いて移動平均および移動標準偏差が算出されて特徴データとされる。このようにして得られた特徴データを図5に示す。図5において、(a)は特徴データ1を、(b)は特徴データ2を、(c)は特徴データ3を、(d)は特徴データ4をそれぞれ示す。ここで、特徴データ1は第2ローパスフィルタ22を透過した振動データから移動平均を算出したものであり、特徴データ2は第2ローパスフィルタ22を透過した振動データから移動標準偏差を算出したものであり、特徴データ3は第1ローパスフィルタ21を透過した振動データから移動平均を算出したものであり、特徴データ4は第1ローパスフィルタ21を透過した振動データから移動標準偏差を算出したものである。
【0047】
B異常判定処理
前記前処理で得られた特徴データ1〜特徴データ4は、図6に示すニューラルネットワーク手段41の入力層に入力される。ニューラルネットワーク手段41は入力された特徴データ1〜特徴データ4を処理して、出力層より正常、浮き枕木およびレール波状磨耗のそれぞれの確実度データを出力する。図7に出力された確実度データを示す。図7において、(a)は正常である場合の確実度データを示し、(b)は浮き枕木である場合の確実度データを示し、(c)はレール波状磨耗である場合の確実度データをそれぞれ示す。
【0048】
この図7から、図4で1重下線を付した個所については浮き枕木の確実度データが最も高く、2重下線を付した個所についてはレール波状磨耗の確実度データが最も高いことがわかる。したがって、この実施例の異常検知装置Aによれば、浮き枕木とレール波状磨耗を検知できる。すなわち、得られた確実度データに対して、例えば最大値選択処理をすることにより、レール(軌道)に発生している異常の種類を判別できる。
【0049】
以上、本発明を実施の形態および実施例に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、確実度データ算出手段40へ入力される特徴データは振動データに限定されるものではなく、車輪の回転数などの速度に関する情報も特徴データとして入力することもできる。かかる速度に関する情報を特徴データとして利用することにより、軌道異常と速度との相乗作用を把握することができる。
【0050】
また、本実施の形態および実施例においては、分離手段20、統計処理手段30、確実度データ算出手段40および判定手段50も車体Tに搭載しているが、これら各手段20,30,40,50を、例えば中央列車指令室に設置するとともに、振動検出手段10により検出された振動データを無線により中央列車指令室に設置されている前記各手段20,30,40,50に入力して軌道異常の有無を判定するようにしてもよい。
【0051】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば車体に設けた振動検出手段により検出される振動データにより軌道異常の有無およびその異常の種類を、リアルタイムに検知あるいは判定できるという優れた効果が得られる。また、それにより軌道保守作業の効率化および鉄道車両の安全運行を支援できるという副次的効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ニューラルネットワークの説明図である。
【図2】本発明の鉄道用軌道の異常検知装置の概略図である。
【図3】本発明の鉄道用軌道の異常検知装置のブロック図である。
【図4】振動センサにより得られた振動波形の一例のグラフである。
【図5】図4に示す波形を処理して特徴データに変換した波形のグラフである。
【図6】実施例に用いられているニューラルネットワーク手段の説明図である。
【図7】図5に示す特徴データにより算出された確実度データのグラフである。
【符号の説明】
10 振動検出手段
11 振動センサ
12 センサ本体
13 増幅器
20 分離手段
21 第1ローパスフィルタ
22 第2ローパスフィルタ
30 統計処理手段
31 絶対値演算処理部
32 移動平均演算処理部
33 移動標準偏差演算処理部
40 確実度データ算出手段
41 ニューラルネットワーク手段
50 判定手段
60 走行距離測定手段
70 出力手段
71 通信手段
A 異常検知装置
T 車体
C コンピュータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a railway track abnormality detection method and detection apparatus, and more particularly to a railway track abnormality detection method and detection apparatus using a neural network.
[0002]
[Prior art]
In railcars, when abnormalities such as track misalignment, floating sleepers, rail top and bottom irregularities, and rail wavy wear occur on railroad tracks (hereinafter simply referred to as tracks), not only does the ride feel worse, but also the extent of the abnormalities. Depending on the situation, it may lead to vehicle derailment accidents, etc., and in order to detect abnormalities in the track, level measurement and vibration measurement using a vehicle equipped with a measuring device, so-called Maya vehicles, or visual inspection by track maintenance workers, etc. have been made. It was.
[0003]
However, the measurement by Maya vehicles and track maintenance workers not only has the problem that it takes a lot of time for the measurement, but also the measurement data is only recorded on the magnetic tape or the record book, so the analysis is also necessary. There was a problem that it took a lot of time.
[0004]
However, in the present situation, a railway vehicle is traveling at a high speed and a large number of personnel are transported at a time. Therefore, a method or an apparatus for quickly detecting an abnormality in a track is desired. For this reason, research in response to such requests has been conducted.
[0005]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-23502 discloses at least one motion sensor provided in each of at least two vehicles and a plurality of first motion data output in time series from these motion sensors. A conversion means for converting the second fluctuation data of the distance series, a correction means for aligning the second fluctuation data with data from a predetermined starting point, and adding each of the corrected second fluctuation data to calculate the second fluctuation data. There has been proposed a vehicle shake cause analysis data collecting apparatus characterized by comprising a calculation means for converting to 3 shake data and an output means for outputting at least the result of the third shake data.
[0006]
According to this vehicle shake cause analysis data collection device, the waveform resulting from the shake is analyzed, so that the obtained waveform is caused by a trajectory abnormality or other vehicle passing or noise etc. It seems that it can be determined whether it is caused by the cause. Then, by processing the discriminated waveform using an appropriate threshold value, it can be discriminated whether or not the oscillation is due to a trajectory error.
[0007]
However, in the apparatus according to the proposal of Japanese Patent Laid-Open No. 7-23502, even if it is possible to distinguish between normal and abnormal, in order to determine the type of abnormality, it is appropriate for each combination of abnormal type and vibration data. It is necessary to select a threshold value. For this reason, it is not impossible to discriminate various kinds of abnormalities in the trajectory by the apparatus, but there is a problem that a very complicated operation is necessary for the realization.
[0008]
For example, when a vibration waveform as shown in FIG. 4 is obtained as a result of the measurement, floating sleepers are generated in the portions with single underline in the figure, and rail wavy wear is in the portions with double underline. However, with a simple threshold process, there is a possibility that a normal part is determined to be abnormal, and it is also impossible to determine floating sleepers and rail wavy wear.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a railway track abnormality detection method and an abnormality detection device that can detect a track abnormality in real time by a simple operation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the railway track abnormality detection method of the present invention is a railway track abnormality detection method using a neural network,
The procedure to detect the vibration of the car body ,
A procedure of transmitting and separating the detected vibration data through the first low-pass filter and the second low-pass filter having a higher frequency for transmitting the first low-pass filter;
An absolute value of vibration data separated through the first low-pass filter is calculated to calculate a moving average, the moving average is used as first feature data, and a moving standard deviation is calculated. A procedure using the moving standard deviation as the second feature data;
An absolute value of vibration data transmitted through the second low-pass filter is calculated to calculate a moving average thereof, the moving average is used as third feature data, and a moving standard deviation is calculated. A procedure using the moving standard deviation as the fourth feature data;
A procedure for calculating certainty data regarding normality and various abnormalities by inputting the first, second, third and fourth feature data to the neural network, respectively.
Characterized in that it contains and.
[0012]
A second aspect of the railway track abnormality detection method of the present invention is a railway track abnormality detection method using a neural network,
The procedure to detect the vibration of the car body ,
A procedure of transmitting and separating the detected vibration data through the first low-pass filter and the second low-pass filter having a higher frequency for transmitting the first low-pass filter;
An absolute value of vibration data separated through the first low-pass filter is calculated to calculate a moving average, the moving average is used as first feature data, and a moving standard deviation is calculated. A procedure using the moving standard deviation as the second feature data;
An absolute value of vibration data transmitted through the second low-pass filter is calculated to calculate a moving average thereof, the moving average is used as third feature data, and a moving standard deviation is calculated. A procedure using the moving standard deviation as the fourth feature data;
A procedure for inputting first, second, third and fourth feature data to a neural network, respectively, and calculating certainty data regarding normality and various abnormalities;
And a procedure for performing a maximum value selection process on the certainty data and determining the presence / absence of a railroad track abnormality and the type of abnormality .
[0014]
In the first and second aspects of the railroad track abnormality detection method of the present invention, the vibration data is, for example, vertical vibration data of a vehicle body axle box, and the vertical vibration data and the floating sleepers and / or rails are used. Wavy wear is detected or determined.
[0015]
In the first aspect and the second aspect of the railway track abnormality detection method of the present invention, it is preferable that the vibration data is associated with a travel distance.
[0017]
On the other hand, the first aspect of the railway track abnormality detection device of the present invention includes vibration detection means provided at an appropriate position of the vehicle body for detecting the vibration of the vehicle body,
A separation unit in which a first low-pass filter through which vibration data detected by the vibration detection unit is transmitted and a second low-pass filter having a higher transmission frequency than the first low-pass filter are arranged in parallel ;
Statistical processing means;
A neural network ,
The statistical processing means is
1) Calculate the moving average by calculating the absolute value of the vibration data that has been transmitted through the first low-pass filter, calculate the moving average as the first feature data, and calculate the moving standard deviation , The moving standard deviation as the second feature data,
2) Calculate the moving average by calculating the absolute value of the vibration data separated through the second low-pass filter, use the moving average as the third feature data, and calculate the moving standard deviation , The moving standard deviation as the fourth feature data,
The neural network is characterized in that the first, second, third, and fourth feature data is input, and reliability data relating to normality and various abnormalities is output .
[0018]
According to a second aspect of the railroad track abnormality detection device of the present invention, the vibration detection means provided at an appropriate position of the vehicle body for detecting the vibration of the vehicle body,
A separation unit in which a first low-pass filter through which vibration data detected by the vibration detection unit is transmitted and a second low-pass filter having a higher transmission frequency than the first low-pass filter are arranged in parallel ;
Statistical processing means;
A neural network;
A determination means ,
The statistical processing means is
1) Calculate the moving average by calculating the absolute value of the vibration data that has been transmitted through the first low-pass filter, calculate the moving average as the first feature data, and calculate the moving standard deviation , The moving standard deviation as the second feature data,
2) Calculate the moving average by calculating the absolute value of the vibration data separated through the second low-pass filter, use the moving average as the third feature data, and calculate the moving standard deviation , The moving standard deviation as the fourth feature data,
The neural network receives first, second, third and fourth feature data as input and outputs certainty data regarding normality and various abnormalities,
The determination means performs a maximum value selection process on the certainty factor data to determine the presence / absence of a trajectory and the type of abnormality .
[0019]
In the first aspect and the second aspect of the railway track abnormality detection device of the present invention, it is preferable that the travel distance is measured by the travel distance measuring means, and the vibration data is associated with the travel distance.
[0020]
In the first aspect and the second aspect of the railway track abnormality detection device of the present invention, the detection unit of the vibration detection means is, for example, an acceleration sensor.
[0021]
Furthermore, in the first and second aspects of the railroad track abnormality detection device of the present invention, the vibration detection means is provided at an appropriate position of the vehicle body axle box, and the railroad track abnormality detection device of the present invention is provided . In the second aspect, floating sleepers and / or rail corrugated wear is determined by the determination means.
[0022]
[Action]
The vehicle body vibration data detected by the vibration detection means is separated for each vibration data including a component related to a specific trajectory abnormality. Each separated vibration data is subjected to statistical processing and converted into feature data for a certainty factor data calculation means. The certainty factor data calculating means calculates certainty factor data relating to a specific trajectory abnormality by processing the feature data. Then, the presence / absence of a trajectory abnormality and its type are determined by, for example, performing a maximum value selection process on the certainty data.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the embodiment.
[0024]
Here, in order to facilitate understanding of the following description, a neural network will be briefly described first.
[0025]
FIG. 1 shows the basic structure of a neural network, which is composed of an input layer, an intermediate layer, and an output layer. Each layer is composed of a plurality of processing units, and each processing unit is coupled between the next layer and the previous layer with a weighting factor determined by learning. Each processing unit has an adder for summing the inputs from the previous layer and a threshold function having a threshold determined by learning. In this neural network learning, an input pattern (teacher input) and a target output pattern (teacher output) pair are presented. Immediately after this presentation, the weights and thresholds are adjusted so that the difference between the network output and the target output is reduced. In learning, a learning set which is a set of pairs of input patterns and target patterns is used, and this is repeatedly presented to the network. When this learning is completed, a network operation test is performed.
[0026]
In this learning, there are a forward propagation step and a back propagation step executed after that. Both the forward propagation step and the back propagation step are executed each time a pattern is presented during learning. The forward propagation step begins with the presentation of the input pattern to the input layer of the network and continues while the activity level calculation is forward propagated through the intermediate layer. All the processing units in each layer (indicated by ◯ in FIG. 1) obtain the sum of the inputs and calculate the output using a threshold function. The output layer of the unit then outputs the network.
[0027]
A comparison is made between the network output pattern and the target output pattern, and the backpropagation step is initiated when there is a difference. In the back propagation step, the unit threshold value and weight change of each layer are calculated, and this is started from the output layer and is traced back to the intermediate layer in order. In this back-propagation step, the network adjusts the weights and thresholds so that the observed differences are reduced.
[0028]
Since such learning is performed, the output pattern from the network basically basically matches the target output pattern.
[0029]
Specifically, this neural network is configured by storing a program corresponding to the arithmetic processing in a computer.
[0030]
The railway track abnormality detection method and detection apparatus according to the present invention will be described below based on the understanding of the neural network.
[0031]
The railway track abnormality detection device (hereinafter simply referred to as an abnormality detection device) according to the present invention is shown schematically in FIG. 2 and in a block diagram in FIG. 3, and this abnormality detection device A detects the vibration of the vehicle body T. Vibration detection means 10, separation means 20 for separating vibration data obtained by vibration detection means 10 into vibration data containing components relating to a specific abnormality, and statistical processing means 30 for statistically processing the separated data The certainty degree data calculation means 40, the determination means 50, and the travel distance measurement means 60 are provided as main parts.
[0032]
Specifically, the vibration detecting means 10 is a vibration sensor 11. The vibration sensor 11 is attached to a sensor body 12, for example, an acceleration sensor 1 (vehicle acceleration acceleration sensor) 12A that detects vibration acceleration of the vehicle body T at an appropriate position on the vehicle body T floor, and an appropriate position on the carriage. An acceleration sensor 2 (trolley vibration acceleration sensor) 12B which is attached and detects vibration acceleration of the carriage, and an acceleration sensor 3 (axle box vibration acceleration sensor which is attached to an appropriate position of the wheel axle box and detects vibration acceleration of the axle box. ) 12C and an amplifier 13 for amplifying a signal from the sensor main body 12. The acceleration sensors 12A, 12B, and 12C are, for example, sensors that can detect six-axis acceleration.
[0033]
Specifically, the separating unit 20 is configured such that a main part is constituted by a plurality of low-pass filters arranged in parallel. For example, when separating a component related to rail wavy wear and a component related to floating sleepers that are greatly related to vertical vibrations that greatly affect the ride comfort of the passenger, the rail wavy wear has a constant wavelength of about 1.2 to 1.5 m. Whereas the unevenness of the cycle is continuous, the deformation of the rail due to the floating sleepers extends to the range of several before and after the poorly supported sleepers, so that if the first low-pass filter 21 is, for example, 30 Hz, the rail It is possible to separate a component related to wavy wear and a component related to floating sleepers. Further, the component relating to the rail wave wear can be separated from the high frequency noise during traveling at a high speed, for example, traveling at 300 Km / h, by using 300 Hz as the second low-pass filter 22.
[0034]
Specifically, the statistical processing means 30 includes an absolute value calculation processing unit 31, a moving average calculation processing unit 32, and a moving standard deviation calculation processing unit 33, and the absolute value calculation processing unit 31 calculates the absolute value of the vibration data. The moving average calculation processing unit 32 calculates the moving average, and the moving standard deviation calculation processing unit 33 calculates the moving standard deviation.
[0035]
The certainty degree data calculating means 40 is, for example, a neural network means 41, and vibration data in which a moving average or moving standard deviation is calculated by a statistical processing means 30 from vibration data relating to a specific trajectory abnormality separated by the separating means 20. That is, the feature data is input, and the feature data is subjected to neural network processing, thereby outputting the certainty data of normality and various abnormalities, for example, rail wave wear and floating sleepers.
[0036]
The learning of the neural network means 41 is performed through the following procedures: a network input / output determination procedure, a teacher data extraction procedure, and a weighting coefficient / threshold value calculation procedure.
[0037]
In the network input / output determination procedure, the number of processing units in the network input layer is determined and assigned. For the input layer, feature data having a strong correlation with the presence / absence of an abnormality to be detected is selected from the feature data and assigned as an input to each processing unit. On the other hand, for the output layer, each abnormality to be detected and the certainty of normality are assigned as the output of each processing unit.
[0038]
In the teacher data extraction procedure, data is extracted at locations where the influence of trajectory abnormalities such as rail wavy wear and floating sleepers is more prominent than the acquired vibration data. For example, when the teacher data is extracted from the data where the floating sleepers are generated, the teacher input pattern is subjected to statistical processing by the separating means 20 and the statistical processing means 30 on the vibration data at that point. The resulting feature data is used. The target output pattern uses normality and certainty of certain abnormalities (in this case, the certainty is 1 for floating sleepers and zero for others). A large number (tens to hundreds of patterns) of such teacher data is extracted.
[0039]
In the weight coefficient / threshold value calculation procedure, the weight / threshold value is adjusted by the method described above using the extracted teacher data as a learning set. At this time, the learning coefficient, which is the gain of the weight value / threshold change amount, and the number of processing units in the intermediate layer, the learning progress speed and the learning convergence value (the difference between the output from the network and the target output pattern no longer decreases). Time weighting factor / threshold), and affects the performance of the network after learning. Therefore, normally, the weighting coefficient / threshold value calculation procedure is repeatedly performed using the learning coefficient, the number of intermediate processing units, and the like as operation parameters.
[0040]
The determination unit 50 determines the presence / absence of a trajectory abnormality and the type of the trajectory abnormality by appropriately processing the certainty factor data calculated by the certainty factor data calculation unit 40, for example, a maximum value selection process.
[0041]
Specifically, the statistical processing means 30, the certainty degree data calculation means 40, and the determination means 50 are realized by storing a program corresponding to each of the means 30, 40, 50 in the computer C.
[0042]
Although the detailed description of the configuration of the travel distance measuring means 60 is omitted, it is the same as that conventionally used for measuring the travel distance of a railway vehicle. The measurement of the travel distance in the travel distance measuring means 60 is performed in synchronization with the vibration detection of the vibration detecting means 10. Further, in this embodiment, the travel distance is also measured by so-called P point information.
[0043]
Therefore, this determination result is transmitted to, for example, the central train command room by the output means 70, for example, the communication means 71.
[0044]
【Example】
Hereinafter, as an embodiment, a case will be described in which floating sleepers and rail corrugated wear that significantly affect passenger riding comfort are detected from vertical vibration data obtained by the vibration sensor 11 attached to the bogie axle box of the vehicle body T.
[0045]
In this embodiment, in the separation means 20, a 30 Hz low-pass filter is used as the first low-pass filter 21, and a 300 Hz low-pass filter is used as the second low-pass filter 22. In addition, here, the vibration data shown in FIG. 4 is used as the vibration data.
[0046]
A pre-processing The vibration data obtained from the vibration sensor 11 is input to the separating means 20 and then branched to be 30 Hz low-pass filter (first low-pass filter 21) and 300 Hz low-pass filter (second low-pass filter). 22) can be transmitted. The vibration data transmitted through the first low-pass filter 21 and the second low-pass filter 22 are subjected to statistical processing by the statistical processing means 30. In this statistical process, an absolute value is first calculated, and then the moving average and moving standard deviation are calculated using this absolute value as feature data. The characteristic data thus obtained is shown in FIG. In FIG. 5, (a) shows feature data 1, (b) shows feature data 2, (c) shows feature data 3, and (d) shows feature data 4. Here, the feature data 1 is obtained by calculating the moving average from the vibration data transmitted through the second low-pass filter 22, and the feature data 2 is obtained by calculating the moving standard deviation from the vibration data transmitted through the second low-pass filter 22. Yes, the feature data 3 is obtained by calculating the moving average from the vibration data transmitted through the first low-pass filter 21, and the feature data 4 is obtained by calculating the moving standard deviation from the vibration data transmitted through the first low-pass filter 21. .
[0047]
B abnormality determination processing Feature data 1 to feature data 4 obtained in the preprocessing are input to the input layer of the neural network means 41 shown in FIG. The neural network means 41 processes the inputted feature data 1 to feature data 4 and outputs the certainty data of normal, floating sleeper and rail wave wear from the output layer. FIG. 7 shows the certainty data output. In FIG. 7, (a) shows certainty data when normal, (b) shows certainty data when floating sleepers, and (c) shows certainty data when rail wavy wear. Each is shown.
[0048]
From FIG. 7, it can be seen that the certainty data of the floating sleepers is the highest for the portion with the single underline in FIG. 4 and the certainty data of the rail corrugated wear is the highest for the portion with the double underline. Therefore, according to the abnormality detection device A of this embodiment, floating sleepers and rail corrugated wear can be detected. That is, the type of abnormality occurring on the rail (track) can be determined by performing, for example, maximum value selection processing on the obtained certainty data.
[0049]
The present invention has been described based on the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, the feature data input to the certainty factor data calculation means 40 is not limited to vibration data, and information on the speed such as the number of rotations of the wheels can also be input as the feature data. By using the information on the speed as feature data, it is possible to grasp the synergistic action between the orbit abnormality and the speed.
[0050]
In the present embodiment and examples, the separating means 20, the statistical processing means 30, the certainty degree data calculating means 40, and the determining means 50 are also mounted on the vehicle body T. However, these means 20, 30, 40, 50 is installed in the central train command room, for example, and vibration data detected by the vibration detection means 10 is wirelessly input to the means 20, 30, 40, 50 installed in the central train command room. You may make it determine the presence or absence of abnormality.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that the presence / absence of a trajectory abnormality and the type of the abnormality can be detected or determined in real time by vibration data detected by a vibration detection means provided on the vehicle body. . This also has the secondary effect of improving the efficiency of track maintenance work and supporting safe operation of railway vehicles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a neural network.
FIG. 2 is a schematic view of a railway track abnormality detection apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of an abnormality detection apparatus for railway tracks according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing an example of a vibration waveform obtained by a vibration sensor.
5 is a graph of a waveform obtained by processing the waveform shown in FIG. 4 and converting it into feature data.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a neural network means used in the embodiment.
7 is a graph of certainty factor data calculated from the feature data shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration detection means 11 Vibration sensor 12 Sensor main body 13 Amplifier 20 Separation means 21 1st low pass filter 22 2nd low pass filter 30 Statistical processing means 31 Absolute value calculation processing part 32 Moving average calculation processing part 33 Moving standard deviation calculation processing part 40 Certainty Degree data calculation means 41 Neural network means 50 Determination means 60 Travel distance measurement means 70 Output means 71 Communication means A Abnormality detection device T Car body C Computer

Claims (11)

ニューラルネットワークを用いた鉄道用軌道の異常検知方法であって、
車体の振動を検出する手順と、
検出された振動データを第1のローパスフィルタ、および該第1のローパスフィルタより透過させる周波数が高い第2のローパスフィルタを透過させて分離する手順と、
第1のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第1の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第2の特徴データとする手順と、
第2のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第3の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第4の特徴データとする手順と、
第1、第2、第3および第4の特徴データをそれぞれニューラルネットワークに入力して正常および各種異常に関する確実度データを算出する手順
とを含んでいることを特徴とする鉄道用軌道の異常検知方法。
An abnormality detection method for railway tracks using a neural network,
The procedure to detect the vibration of the car body ,
A procedure of transmitting and separating the detected vibration data through the first low-pass filter and the second low-pass filter having a higher frequency for transmitting the first low-pass filter;
An absolute value of vibration data separated through the first low-pass filter is calculated to calculate a moving average, the moving average is used as first feature data, and a moving standard deviation is calculated. A procedure using the moving standard deviation as the second feature data;
An absolute value of vibration data transmitted through the second low-pass filter is calculated to calculate a moving average thereof, the moving average is used as third feature data, and a moving standard deviation is calculated. A procedure using the moving standard deviation as the fourth feature data;
A procedure for calculating certainty data regarding normality and various abnormalities by inputting the first, second, third and fourth feature data to the neural network, respectively.
And a method for detecting an abnormality in a railroad track.
ニューラルネットワークを用いた鉄道用軌道の異常検知方法であって、
車体の振動を検出する手順と、
検出された振動データを第1のローパスフィルタ、および該第1のローパスフィルタより透過させる周波数が高い第2のローパスフィルタを透過させて分離する手順と、
第1のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第1の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第2の特徴データとする手順と、
第2のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第3の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第4の特徴データとする手順と、
第1、第2、第3および第4の特徴データをそれぞれニューラルネットワークに入力して正常および各種異常に関する確実度データを算出する手順と、
前記確実度データに対して最大値選択処理をし、鉄道用軌道の異常の有無および異常の種類を判定する手順
とを含んでいることを特徴とする鉄道用軌道の異常検知方法。
An abnormality detection method for railway tracks using a neural network,
The procedure to detect the vibration of the car body ,
A procedure of transmitting and separating the detected vibration data through the first low-pass filter and the second low-pass filter having a higher frequency for transmitting the first low-pass filter;
An absolute value of vibration data separated through the first low-pass filter is calculated to calculate a moving average, the moving average is used as first feature data, and a moving standard deviation is calculated. A procedure using the moving standard deviation as the second feature data;
An absolute value of vibration data transmitted through the second low-pass filter is calculated to calculate a moving average thereof, the moving average is used as third feature data, and a moving standard deviation is calculated. A procedure using the moving standard deviation as the fourth feature data;
A procedure for inputting first, second, third and fourth feature data to a neural network, respectively, and calculating certainty data regarding normality and various abnormalities;
A method for detecting an abnormality in a railway track, comprising : a step of performing a maximum value selection process on the certainty data and determining the presence / absence and type of abnormality of the railway track .
前記振動データが走行距離と対応させられることを特徴とする請求項1またはに記載の鉄道用軌道の異常検知方法。Abnormality detecting method for railway track according to claim 1 or 2, wherein the vibration data is made to correspond with the distance traveled. 前記振動データが車体軸箱の上下振動データとされ、その上下振動データを用いて浮き枕木および/またはレール波状磨耗が検知または判定されることを特徴とする請求項1またはに記載の鉄道用軌道の異常検知方法。The railway vibration according to claim 1 or 2 , wherein the vibration data is vertical vibration data of a vehicle body axle box, and floating sleepers and / or rail wavy wear is detected or determined using the vertical vibration data. Orbital abnormality detection method. 前記振動データが加速度データであることを特徴とする請求項1または2に記載の鉄道用軌道の異常検知方法。Abnormality detecting method for railway track according to claim 1 or 2, wherein the vibration data is acceleration data. 車体の振動を検出する車体の適宜位置に設けられた振動検出手段と、
前記振動検出手段により検出された振動データが透過させられる第1のローパスフィルタ、および該第1のローパスフィルタより透過させる周波数が高い第2のローパスフィルタが並列配置された分離手段と、
統計処理手段と、
ニューラルネットワーク
とを備え
前記統計処理手段が、
1)第1のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第1の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第2の特徴データとし、
2)第2のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第3の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第4の特徴データとし、
前記ニューラルネットワークが、第1、第2、第3および第4の特徴データを入力として正常および各種異常に関する確実度データを出力する
ことを特徴とする鉄道用軌道の異常検知装置。
Vibration detecting means provided at an appropriate position of the vehicle body for detecting the vibration of the vehicle body;
A separation unit in which a first low-pass filter through which vibration data detected by the vibration detection unit is transmitted and a second low-pass filter having a higher transmission frequency than the first low-pass filter are arranged in parallel ;
Statistical processing means;
A neural network ,
The statistical processing means is
1) Calculate the moving average by calculating the absolute value of the vibration data that has been transmitted through the first low-pass filter, calculate the moving average as the first feature data, and calculate the moving standard deviation , The moving standard deviation as the second feature data,
2) Calculate the moving average by calculating the absolute value of the vibration data separated through the second low-pass filter, use the moving average as the third feature data, and calculate the moving standard deviation , The moving standard deviation as the fourth feature data,
The railroad track abnormality detection device , wherein the neural network receives the first, second, third and fourth feature data and outputs certainty data relating to normality and various abnormalities .
車体の振動を検出する車体の適宜位置に設けられた振動検出手段と、
前記振動検出手段により検出された振動データが透過させられる第1のローパスフィルタ、および該第1のローパスフィルタより透過させる周波数が高い第2のローパスフィルタが並列配置された分離手段と、
統計処理手段と、
ニューラルネットワークと、
判定手段
とを備え
前記統計処理手段が、
1)第1のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第1の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第2の特徴データとし、
2)第2のローパスフィルタを透過して分離された振動データの絶対値を演算してその移動平均を算出し、該移動平均を第3の特徴データとし、かつ、その移動標準偏差を算出し、該移動標準偏を第4の特徴データとし、
前記ニューラルネットワークが、第1、第2、第3および第4の特徴データを入力として正常および各種異常に関する確実度データを出力し、
前記判定手段が、前記確実度データに対して最大値選択処理をし、軌道の異常の有無および異常の種類を判定する
ことを特徴とする鉄道用軌道の異常検知装置。
Vibration detecting means provided at an appropriate position of the vehicle body for detecting the vibration of the vehicle body;
A separation unit in which a first low-pass filter through which vibration data detected by the vibration detection unit is transmitted and a second low-pass filter having a higher transmission frequency than the first low-pass filter are arranged in parallel ;
Statistical processing means;
A neural network;
A determination means ,
The statistical processing means is
1) Calculate the moving average by calculating the absolute value of the vibration data that has been transmitted through the first low-pass filter, calculate the moving average as the first feature data, and calculate the moving standard deviation , The moving standard deviation as the second feature data,
2) Calculate the moving average by calculating the absolute value of the vibration data separated through the second low-pass filter, use the moving average as the third feature data, and calculate the moving standard deviation , The moving standard deviation as the fourth feature data,
The neural network receives first, second, third and fourth feature data as input and outputs certainty data regarding normality and various abnormalities,
The railway track abnormality detection device , wherein the determination means performs a maximum value selection process on the certainty data and determines the presence / absence and type of abnormality of the track.
走行距離測定手段を備え、前記振動データが走行距離と対応させられることを特徴とする請求項またはに記載の鉄道用軌道の異常検知装置。The railway track abnormality detection device according to claim 6 or 7 , further comprising a travel distance measuring means, wherein the vibration data is associated with the travel distance. 前記振動検出手段が車体軸箱の適宜位置に設けられてなることを特徴とする請求項またはに記載の鉄道用軌道の異常検知装置。Abnormality detection apparatus railroad track according to claim 6 or 7 wherein the vibration detecting means and said Rukoto such provided at appropriate positions of the vehicle body axis box. 前記判定手段により浮き枕木および/またはレール波状磨耗が判定されることを特徴とする請求項7に記載の鉄道用軌道の異常検知装置。The railroad track abnormality detection device according to claim 7, wherein floating sleepers and / or rail corrugated wear is determined by the determination means. 前記振動検出手段の検出部が、加速度センサとされてなることを特徴とする請求項またはに記載の鉄道用軌道の異常検知装置。The railroad track abnormality detection device according to claim 6 or 7 , wherein the detection unit of the vibration detection means is an acceleration sensor.
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