JP3706976B2 - Dynamic deviation correction method for trolley wire - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トロリ線の動的偏位量の補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3により電車線路の架空トロリ線(以下単にトロリ線という)を説明する。(a) は側面図を示し、トロリ線1は電柱2a 間に展張された吊架線2a に対してハンガーにより水平に支持されている。トロリ線1の地上高Hは区間や位置などで所定の最小値Hmin と最大値Hmax の範囲内で変化し、つねに一定ではない。これに対して、電車4の屋根上にパンタグラフ5が設けられ、そのアーム機構51の伸縮により舟体42がトロリ線1に追従して接触し、これより集電して電車4は走行する。
走行によりトロリ線1と舟体52はともに漸次摩耗するので、舟体52の摩耗を均等にするためトロリ線1は、(b) の平面図に示すように電柱2a ごとに左右方向に交互に偏位するように引き止めされており、最大の偏位量はDm である。ここで、電車4のこの発明に関係する部分の構造を説明しておく。電車4は、(c) の断面図に示すように車体41と台車42よりなり、台車42は、車軸422 により結合され、2条のレール3a,3b に乗る車輪423a,423b と、車軸422 の両端の軸箱423a,423b に固定されたフレーム424 よりなり、フレーム424 に対して車体41の床面411 が空気バネ43a,43b により弾性的に支持されている。なお、トロリ線1の偏位の基準として、2条のレール3a,3b の中心点Cにおける垂直方向に偏位基準線C’を想定し、トロリ線1は偏位基準線C’を基準として、左右に最大Dm /2まで偏位して架設される。
【0003】
さてトロリ線1の偏位量は、引き止め具の不整などより所定値が変動することがあり、これが過大であるとパンタグラフ5の集電に支障して電車4の運転に重大な事故となる危険がある。これに対して電気検測車に偏位測定装置を設け、定期的または必要により走行して偏位量を測定して管理されている。なお、トロリ線1の摩耗量と高さの測定も重要であるので、偏位測定装置は摩耗測定を兼用できるものとされ、また高さ測定装置は別個に設けられている。
【0004】
図4は、電気検測車4’に搭載された偏位測定装置6の概略構成を示す。偏位測定装置6は車体41内に配置され、光源61よりのレーザビームLT は、角度掃引されて平面ミラー62a,62b により反射され、ついで放物面ミラー63により平行ビームに変換されて上方に投射される。これに対してトロリ線1は偏位基準線C’に対して偏位量Dだけ偏位しており、その底面(摺動面)の反射光LR は、各ミラーをバックし偏位量算出回路64に入射して、偏位量Dが算出される。
図5は高さ測定装置を示し、電気検測車4’の屋根上に測定用のパンタグラフ5’を設け、そのアーム機構51の基部に回転型の可変抵抗器53が取付けられる。トロリ線1に接触して昇降する舟体52の昇降距離を、可変抵抗器53の抵抗値の変化により検出し、検出信号を高さ検出回路54により処理して、レール3の踏面よりの高さH(地上高とする)が算出される。
【0005】
さて、電気検測車4’が走行すると車体41が左右に動揺することがあり、これに従って偏位測定装置6も動揺するので、測定された偏位量は、動揺がない場合の値と相違する。これを図6により説明する。
図6において、(a) は両レール3a,3b が水平、従って台車42(図示省略)も水平な場合で、偏位基準線C’は鉛直である。これに対して車体41の動揺姿態はやや複雑であるが、簡易に考えると、車体41は床面411 の左右中心点Oを回転中心として、左右方向に回転するものとして差し支えない。これにより車体41は、ある瞬間には図示のように左に傾斜し、このため偏位基準線C’に対して偏位測定装置6の測定基準線Kは左に傾斜し、これに対する偏位量D’が測定される。 (b) は、曲線区間などにおける両レール3a,3b の高低差により、台車42が傾斜している場合を示し、この場合は偏位基準線C’も傾斜する。一方、動揺する車体41は、ある瞬間には図示のように右に傾斜し、従って測定基準線Kは偏位基準線C’の右側に傾斜して、これに対する偏位量D’が測定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように偏位量D’は車体41の動揺とともに変動するもので、動的偏位量とよばれており、動的偏位量D’はパンタグラフ5に対するトロリ線1の接触の可否を判定するに必要であり、電車運転側の立場から必須なものである。これに対してトロリ線1の保守管理側では、偏位基準線C’に対する偏位量Dにより、偏位状態の適否が判定されており、これもまた必須なものである。しかし測定データは動的偏位量D’であるから、これより偏位量Dを求める適当な換算または補正方法が要請されている。
この発明は以上に鑑みてなされたもので、電気検測車の走行中に、車体の動揺状態で測定された動的偏位量D’を補正して、偏位基準線C’に対する偏位量Dを求める方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明はトロリ線の動的偏位量補正方法であって、電気検測車に、その台車に対する車体の傾斜角を測定する傾斜角測定装置を設け、測定された傾斜角データと、電気検測車が有するトロリ線の高さ測定装置による高さデータとにより、走行中の車体の動揺状態で測定された動的偏位量D’を補正して、基準線に対する偏位量Dを求めるものである。
上記において、傾斜角測定装置は、台車の左右の2箇所に距離dをなして設けられ、2箇所における台車と車体の上下間隔a,bを測定する2個の距離センサと、測定された上下間隔a,b、と距離dとを入力して、次式(1) により、
θ=arctan[(a−b)/d] ………(1)
台車に対する車体の傾斜角θを算出する傾斜角算出回路とにより構成され、
車体の床面の左右中心点を動揺する車体の回転中心Oとし、レール面に対する回転中心Oの高さをh1 、高さ測定装置により測定されたトロリ線の地上高をHとして、次式(2) により動的偏位量D’に対する補正量Δxを求め、
Δx=(H−h1)tanθ ………(2)
次式(3) :
D=D’−Δx ………(3)
により、偏位基準線に対する偏位量Dを算出する。
【0008】
【発明の実施の形態】
上記の動的偏位量補正方法においては、電気検測車に設けた傾斜角測定装置により、台車に対する車体の傾斜角が測定され、走行中の車体の動揺状態で測定された動的偏位量D’は、傾斜角測定装置により測定された傾斜角データと、電気検測車が有するトロリ線の高さ測定装置による高さデータとにより補正されて、偏位基準線に対する偏位量Dが求められる。
上記において、傾斜角測定装置は2個の距離センサと傾斜角算出回路とにより構成され、2個の距離センサは、台車の左右の2箇所に距離dをなして設けられて、それぞれの箇所における台車と車体の上下間隔a,bを測定し、測定された上下間隔a,b、と距離dとは傾斜角算出回路に入力して、式(1) により台車に対する車体の傾斜角θが算出される。車体の床面の左右中心点が動揺する車体の回転中心Oとされ、レール面に対する回転中心Oの高さをh1 、高さ測定装置により測定されたトロリ線の地上高をHとして、式(2) により動的偏位量D’に対する補正量Δxが求められ、ついで式(3) により、偏位基準線に対する偏位量Dが算出される。偏位量Dは動的偏位量D’ととも適当な出力器に出力されて、電車運転の立場とトロリ線の保全の立場により、それぞれが活用される。
【0009】
【実施例】
図1、図2は、この発明の一実施例を示し、図1は、この発明の動的偏位量補正方法の原理の説明図、図2は傾斜角測定装置7の構成図である。
図1は、例として前記した図7(b) の状態をとり、2条のレール3a,3b の高低差により台車42(図示省略)と、偏位基準線C’はともに左に傾斜している。これに対して動揺する車体41は回転中心Oを中心として、台車42に対して傾斜角θだけ右に傾斜し、従って測定基準線Kは偏位基準線C’の右側に傾斜しているものとする。傾斜角θは、図2において説明する傾斜角測定装置の2個の距離センサにより、2箇所における車軸422 と床面411 の上下間隔a,bを測定し、両距離センサの間隔をdとして、式(1) :
θ=arctan[(a−b)/d] ………(1)
により測定される。
いま、偏位測定装置6の位置に車体41の床面411 に平行な測定線Mを仮定し、測定線Mと偏位基準線C’の交点をpc 、測定基準線Kとの交点をpd とする。また偏位基準線C’と測定基準線Kにそれぞれ平行で、トロリ線1を過ぎる線分C”とK’を引き、これらの測定線Mとの交点をそれぞれpb,pa とする。ここで、両レール3a,3b に対する回転中心Oの高さをh1 、回転中心Oに対する点pc の高さをh2 、点pc に対するトロリ線1の高さをh3 とする。h1 は電気検測車4’の構造寸法より判明する。ただしh2 とh3 は未知であるがかまわない。
上記において、pa −pd の長さは動的偏位量D’に、pb −pc の長さは偏位量Dにそれぞれ等しい。偏位基準線C’と測定基準線K、および線分C”と線分K’はそれぞれ傾斜角θをなすので、pc −pd の長さは(h2 ×tanθ)、pa −pb の長さは(h3 ×tanθ)であり、これらの和が補正量となる。従って、pb −pc の長さすなわち偏位基準線C’に対する偏位量Dは、[D’−(h2 +h3)tanθ]で算出される。一方、トロリ線1の地上高Hは高さ測定装置により測定されるので、(h2 +h3)は(H−h1)で求められる。
以上により、動的偏位量D’に対する補正量Δxは、式(2) :
Δx=(H−h1)tanθ ………(2)
により求められ、これを式(3) :
D=D’−Δx ………(3)
に入れると動的偏位量D’が補正されて偏位量Dがえられる。
【0010】
図2において、傾斜角測定装置7は、電気検測車4’の台車42のフレーム424 の両端に、間隔dをなして設けた2個の距離センサ71a,71b と、車体41の適当な場所に配置した傾斜角算出回路72とにより構成される。距離センサ71a,71b としては、軌道検測車に使用経験がある機械−電気変換トランスジューサ(変換器)が好適である。
前記したように、2個の距離センサ71a,71b により台車42と床面411 の間隔a,bが検出され、傾斜角算出回路72により傾斜角θが算出される。
【0011】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、この発明の動的偏位量補正方法においては、電気検測車に設けた傾斜角測定装置により、台車に対する車体の傾斜角を測定し、走行中に偏位測定装置により、車体の動揺状態で測定された動的偏位量D’は、傾斜角データと、トロリ線の高さ測定装置による高さデータとにより補正されて、偏位基準線に対する偏位量Dが求められるもので、トロリ線の保守管理に寄与する効果には大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、この発明の動的偏位量補正方法の原理の説明図である。
【図2】 図2は、この発明における傾斜角測定装置の構成図である。
【図3】 図3は、トロリ線の構成と電車の要部の構造の説明図であって、(a)は、その側面図、(b)は、その平面図である。
【図4】 図4は、偏位測定装置の概略構成図である。
【図5】 図5は、高さ測定装置の構成図である。
【図6】 図6は、動的偏位量の説明図であって、(a)は、その両レールが水平の場合の図、(b)は、両レールに高低差がある場合の図である。
【符号の説明】
1…トロリ線、2a …電柱、2b …吊架線、3,3a,3b …レール、
4…電車、4’…電気検測車、41…車体、411 …床面、42…台車、
421a,421b …車輪、422 …車軸、423a,423b …軸箱、424 …フレーム、
43a,43b …空気バネ、
5,5’…パンタグラフ、51…アーム機構、52…舟体、53…可変抵抗器、
54…高さ算出回路、
6…偏位測定装置、61…光源、62a,62b …平面ミラー、63…放物面ミラー、
64…偏位量算出回路、
7…傾斜角測定装置、71a,71b …距離センサ、72…傾斜角算出回路、
H…トロリ線の地上高、C…レール間の中心点、C’…偏位基準線、
D…偏位基準線に対する偏位量、D’…動的偏位量、K…測定基準線、
θ…台車に対する車体の傾斜角、O…車体の回転中心、M…測定線、
K’…Kに平行な線分、C”…C’に平行な線分。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for correcting a dynamic displacement amount of a trolley wire.
[0002]
[Prior art]
An overhead trolley line (hereinafter simply referred to as a trolley line) of a train line will be described with reference to FIG. (a) shows a side view, and the
Since the
[0003]
The predetermined amount of deviation of the
[0004]
FIG. 4 shows a schematic configuration of the displacement measuring device 6 mounted on the
FIG. 5 shows a height measuring device, in which a
[0005]
Now, when the
In FIG. 6, (a) is a case where both
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the displacement amount D ′ fluctuates with the shaking of the
The present invention has been made in view of the above, and corrects the amount of dynamic displacement D ′ measured in the state of shaking of the vehicle body while the electric test vehicle is running, thereby shifting the displacement relative to the displacement reference line C ′. The object is to provide a method for determining the quantity D.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a method for correcting a dynamic displacement amount of a trolley wire, wherein the electric inspection vehicle is provided with an inclination angle measuring device for measuring the inclination angle of the vehicle body relative to the carriage, and the measured inclination angle data and the electric inspection are measured. Based on the height data from the trolley line height measuring device of the vehicle, the dynamic displacement amount D ′ measured in the shaking state of the traveling vehicle body is corrected to obtain the displacement amount D with respect to the reference line. Is.
In the above, the tilt angle measuring device is provided at two positions on the left and right sides of the carriage with a distance d, two distance sensors for measuring the vertical distances a and b between the carriage and the vehicle body at the two places, and the measured upper and lower positions. By inputting the distances a and b and the distance d, the following equation (1)
θ = arctan [(ab) / d] (1)
An inclination angle calculation circuit for calculating an inclination angle θ of the vehicle body relative to the carriage,
Assuming that the center of rotation of the vehicle body is the center of rotation of the vehicle body, the height of the center of rotation O relative to the rail surface is h 1 , and the ground height of the trolley wire measured by the height measuring device is H. (2) to obtain a correction amount Δx for the dynamic displacement amount D ′,
Δx = (H−h 1 ) tan θ (2)
The following formula (3):
D = D′−Δx (3)
Thus, the displacement amount D with respect to the displacement reference line is calculated.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the above-described dynamic displacement correction method, the inclination angle of the vehicle body relative to the carriage is measured by an inclination angle measurement device provided in the electric inspection vehicle, and the dynamic displacement is measured in the state of shaking of the vehicle body during traveling. The amount D ′ is corrected by the inclination angle data measured by the inclination angle measuring device and the height data by the height measuring device of the trolley line of the electric inspection vehicle, and the amount of deviation D with respect to the deviation reference line. Is required.
In the above, the inclination angle measuring device is configured by two distance sensors and an inclination angle calculation circuit, and the two distance sensors are provided at two positions on the left and right sides of the carriage with a distance d, and at each position. The vertical distances a and b between the carriage and the vehicle body are measured, and the measured vertical distances a and b and the distance d are input to the inclination angle calculation circuit, and the inclination angle θ of the vehicle body with respect to the carriage is calculated by equation (1). Is done. The center point of the left and right of the floor of the vehicle body is the center of rotation O of the body to be shaken, the height of the rotation center O with respect to the rail surface is h 1 , and the ground height of the trolley wire measured by the height measuring device is H. The correction amount Δx for the dynamic displacement amount D ′ is obtained by (2), and then the displacement amount D with respect to the displacement reference line is calculated by the equation (3). The displacement amount D is output to an appropriate output device together with the dynamic displacement amount D ′, and is used depending on the position of train operation and the maintenance of the trolley wire.
[0009]
【Example】
1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the dynamic displacement correction method of the present invention. FIG.
FIG. 1 shows the state shown in FIG. 7 (b) as an example, and the carriage 42 (not shown) and the deviation reference line C ′ are both inclined to the left due to the height difference between the two
θ = arctan [(ab) / d] (1)
Measured by
Now, assuming a measurement line M parallel to the
In the above, the length of the p a -p d for dynamic deviation amount D ', length of p b -p c are each equal to the offset amount D. Offset reference line C because 'a measurement reference line K, and the line segment C "a line segment K' respectively forming the inclination angle theta, the length of the p c -p d is (h 2 × tanθ), p a - the length of the p b is (h 3 × tanθ), these sums is the correction amount. Therefore, p b -p deviation amount D for length or offset reference line C 'of c is, [D '− (H 2 + h 3 ) tan θ] On the other hand, since the ground height H of the
From the above, the correction amount Δx for the dynamic displacement amount D ′ is expressed by the following equation (2):
Δx = (H−h 1 ) tan θ (2)
This is calculated by equation (3):
D = D′−Δx (3)
When the value is inserted, the dynamic displacement amount D ′ is corrected and the displacement amount D is obtained.
[0010]
In FIG. 2, the tilt angle measuring device 7 includes two
As described above, the distances a and b between the
[0011]
【The invention's effect】
As described above, in the dynamic deviation correction method of the present invention, the inclination angle of the vehicle body relative to the carriage is measured by the inclination angle measuring device provided in the electric inspection vehicle, and the deviation measuring device is used during traveling. The dynamic displacement amount D ′ measured in the state of shaking of the vehicle body is corrected by the inclination angle data and the height data by the height measuring device of the trolley wire, and the displacement amount D with respect to the displacement reference line is There is a great effect that contributes to maintenance management of the trolley wire.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of a dynamic displacement correction method according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an inclination angle measuring apparatus according to the present invention.
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of the configuration of the trolley wire and the structure of the main part of the train, in which FIG. 3A is a side view thereof, and FIG. 3B is a plan view thereof.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a deviation measuring device.
FIG. 5 is a configuration diagram of a height measuring device.
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of the amount of dynamic displacement, in which FIG. 6A is a diagram when both rails are horizontal, and FIG. 6B is a diagram when there is a height difference between the rails. It is.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
4 ... Train, 4 '... Electric inspection vehicle, 41 ... Body, 411 ... Floor surface, 42 ... Dolly,
421a, 421b… wheels, 422… axle, 423a, 423b… axle box, 424… frame,
43a, 43b… Air spring,
5, 5 '... pantograph, 51 ... arm mechanism, 52 ... hull, 53 ... variable resistor,
54 ... Height calculation circuit,
6 ... Deviation measuring device, 61 ... Light source, 62a, 62b ... Planar mirror, 63 ... Parabolic mirror,
64: Deviation amount calculation circuit,
7 ... Inclination angle measuring device, 71a, 71b ... Distance sensor, 72 ... Inclination angle calculation circuit,
H: Ground height of trolley line, C: Center point between rails, C '... Deviation reference line,
D: Deviation amount with respect to the deviation reference line, D ': Dynamic deviation amount, K: Measurement reference line,
θ: Inclination angle of the vehicle body relative to the carriage, O: Center of rotation of the vehicle body, M: Measurement line,
K '... Line parallel to K, C "... Line parallel to C'.
Claims (2)
θ=arctan[(a−b)/d] ………(1)
前記台車に対する車体の傾斜角θを算出する傾斜角算出回路とにより構成され、
前記車体の床面の左右中心点を前記動揺する車体の回転中心Oとし、前記レール面に対する該回転中心Oの高さをh1 、前記高さ測定装置により測定されたトロリ線の地上高をHとして、次式(2) により前記動的偏位量D’に対する補正量Δxを求め、
Δx=(H−h1)tanθ ………(2)
次式(3) :
D=D’−Δx ………(3)
により、前記偏位基準線に対する偏位量Dを算出することを特徴とする、請求項1記載のトロリ線の動的偏位量補正方法。The tilt angle measuring device is provided at two positions on the left and right sides of the carriage with a distance d, and two distance sensors for measuring the vertical distances a and b between the carriage and the vehicle body at the two places. The vertical distances a and b and the distance d are input, and the following equation (1)
θ = arctan [(ab) / d] (1)
An inclination angle calculating circuit for calculating an inclination angle θ of the vehicle body with respect to the carriage,
The center point of the left and right sides of the floor of the vehicle body is defined as the rotation center O of the shaking vehicle body, the height of the rotation center O with respect to the rail surface is h 1 , and the ground height of the trolley wire measured by the height measuring device is As H, a correction amount Δx for the dynamic displacement amount D ′ is obtained by the following equation (2):
Δx = (H−h 1 ) tan θ (2)
The following formula (3):
D = D′−Δx (3)
The method of correcting a dynamic displacement amount of a trolley wire according to claim 1, wherein the displacement amount D with respect to the displacement reference line is calculated by:
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