JP4467698B2 - 軌道調査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに独立して走行するように設計された２台の計測車輌で軌道を調査する方法に関する。各調査において、第１の移動可能な計測車輌は調査されるべき軌道部分の２個の端部ポイントの一方に位置づけられ、計測操作中に静止している第２の計測車輌のローカル位置の座標が決定され、光学計測ビームの形態の基準線は２台の計測車輌の間に位置づけられる。その後、第１の計測車輌が静止している車輌と反対の方向に向けて移動し、基準線に対する第１の計測車輌の受光ユニットの位置におけるいかなる変化も修正計測値として記録される。
【０００２】
【従来の技術】
この種の方法は、定期技術誌"Der Eisenbahningenieur", 46 (1995) 5のページ３１４〜３１８の章"Einsatz-erfahrungen mit dem Gleisvormesswagen EM-SAT"（軌道予備計測車ＥＭ−ＳＡＴの操作にける実例）により詳細に記載されている。計測は、周期的に実施される。軌道調査中に静止していてレーザービームエミッタを具備する計測車輌（衛星とも呼ばれる）は、通常カテナリーマスト上に配置されている次の測地学的調査基準点に向けて作業方向に移動する。レーザービームエミッタは、軌道の横断方向において隣接する基準点に関して整合されているので、正確な所望の位置に動かされる。その後、レーザービームエミッタは、レーザービームエミッタに締結されている顕微鏡の補助によって、移動可能な計測車輌（又は主装置）上に配置されたレシーバと整合される。この間、移動可能な計測車輌の計測軸は、レールベースにペイントであらかじめマークされている基準点に正確に止められている。この正確な位置づけは、レールベース及び計測軸のホイールを映し出すビデオカメラによって助長される。
【０００３】
軌道部分の実際の調査は、移動可能な軌道車輌を進行させることによって始められ、軌道の実際の位置に対するレーザービームの位置は２０ｃｍの間隔で計測されて記録される。特定のコンピュータプログラムの補助で、軌道標識設計図における測地学的データからライン及びレベルに対する所望の正矢を計算することは可能である。このために、軌道の幾何学的形状及び基準点の位置をインプットすることが必要になるだけである。これらの値は、計測した正矢に対する対照として機能し、計測値との差がレベル及びラインに対する修正値を与える。軌道部分の調査は、移動可能な計測車輌が静止している計測車輌に到達するや否や終了する。一方、次の計測操作を実施するため、静止している計測車輌は、次の基準点に進められ、調査した軌道部分に対する変位値及び上昇値がコンピュータ処理される。決定された修正値は、フロッピィディスクに保存され、例えばつきかため装置（tamping machine）に読み込まれ、軌道部分を正確に修正するために自動的に処理されてもよい。
【０００４】
米国特許第５，４９３，４９９号明細書から、軌道を調査するさらなる方法が知られている。ここで、軌道上で移動可能な２個の計測ユニットが、計測されるべき軌道部分の両端部に置かれ、これらの各々の位置は軌道基準点に関して規定されている。続いて、２個の計測ユニットの一方が他方の計測ユニットに向かう方向におけるステップに移動して、計測工程を実施するために軌道の中断点ごとに、実際の軌道位置の計測データが所望の位置の計測データと比較され、対応する差値が計算されて保存される。ここにおいて、観測衛星（ＧＰＳ）からの位置信号を受け取る結果として、座標系における２個の計測ユニットの位置（相対位置）が決定される。反対側の計測ユニットに向かう方向での軌道の計測中に、第２の計測ユニットの各停止位置にて、位置における各相対変化は、観測衛星からのさらなる位置信号を受け取る結果として決定される。
【０００５】
軌道調査方法に関するさらなる詳細は、技術ジャーナル"Der Eisenbahningenieur" 46 (1995) 8、ページ５６０〜５６３、章"Stand der Langsehnenvermessung mittels EM-SAT oder GPS"（ＥＭ−ＳＡＴ又はＧＰＳによるロングコード計測の状況）に記載されている。
【０００６】
季刊誌"Railway Age"（鉄道時代）, December（１２月） 1994,ページ６６〜６７における章"GPS-based data collection"（ＧＰＳに基づくデータ修正）によれば、処置が必要な軌道部分を識別するためのＧＰＳの使用が知られている。
【０００７】
最後に、固着的に組み込まれたレシーバに対する移動可能なレシーバの位置座標を迅速に且つ正確に決定するための方法は、米国特許第４，８１２，９９１号明細書に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、冒頭に記載されている方法で、計測の高度の正確性を維持しながら、より迅速な作業進捗を達成可能な方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、特定の種類の方法で達成される。これは、各計測サイクルの初期に、固着的に組み込まれたＧＰＳ基準ステーションに対する静止している計測車輌の相対位置をＧＰＳレシーバを用いて決定することである。ＧＰＳ基準ステーションは地球座標系内にあることが知られており、調査されるべき軌道部分に隣接している。基準線は、決定された位置データに基づいて移動可能な計測車輌と整合されて、軌道調査操作は移動可能な計測車両を進行させることによって実施される。
【００１０】
この種類の計測方法は、レーザービームエミッタを基準点と整合させる必要がないので、時間を短縮できるという利点を有する。さらに、計測されるべき軌道部分の各始点と終点とにおける２台の計測車輌の時間のかかる位置決めも同様にプロセスに必要でなくなる。したがって、複数の軌道部分を行ったり来たりしての計測を避けながら、一緒に計測可能である。最後に、計測した位置データもまた、正確に規定された状態で軌道位置プランを作り出すために、有利な態様で用いることができる。
【００１１】
本発明を添付図面を参照しながら、さらに詳細に説明する。
【００１２】
【好ましい実施形態】
図１に示す主装置を移動可能な計測車輌１と呼ぶ。なぜなら、移動可能な計測車輌１は、軌道計測操作中、第２の静止した計測車輌２に対して移動するからである。第２の計測車輌２を衛星と呼ぶ。計測車輌１及び２の両者は、軌道車台３，４上に支持されている装置フレーム５，６を有し、各別体の駆動ドライブ７，８によって軌道９上で互いに独立に移動可能である。移動可能な計測車輌１の運転席１０に配置されているのは、制御コンピュータユニット１１である。軌道計測中の移動可能な計測車輌１の作動方向は、矢印１２で示されている。装置の前端部直下で、２台の軌道車台３，４の上部外側には、レーザービームにより形成された基準線１４を位置づけるため、高速イメージ分析システムによって形成されたレシービングユニット１３がある。装置フレーム５の一端部に連結式に締結されているレシービングユニット１３は、軌道９のレール１６上にフランジ付きローラー１５を介して支持されている。
【００１３】
オペレータを収納するためのシート１７を備えた静止計測車輌２は、ドライバによって装置フレーム６上に調節可能に支持されているダイオードレーザーの形状のエミッタ１８を備える。さらに静止計測車輌２の上に配置されているのは、周知の全地球測位システム（ＧＰＳ）に関連して位置データを受信するＧＰＳレシーバ１９である。ラジオユニット２０は、２台の計測車輌１，２の間のデータを制御コンピュータユニットまで転送するために設けられる。距離を計測するために、オドメータ２１が移動可能な計測車輌１上に位置づけられる。
【００１４】
図２において、軌道９の所望位置の規定は、簡略化された方法で示されている。軌道９の座標は、カテナリーマスト２３に締結されている基準点２２に対して軌道標識設計図面内に正確に規定されている。点線２４は、軌道中心を示す。軌道位置は、５ｍの距離で互いに離隔されている正矢２５によって規定される。正矢２５用のベースを形成するコード２６は、基準点２２から所望距離に配置されている所望点２７によって、決定される。
【００１５】
ＥＭ−ＳＡＴによって軌道を調査する公知の予備的測定方法において、基準線１４として作用するレーザービームの補助によって、正矢２５用のベースを形成するために、静止計測車輌２のエミッタ１８は、所望点２７と正確に整合される。エミッタ１８の正確な整合を達成するために、軌道調査及び反対側に位置づけられた基準点２２を考慮する前に、計測チームは対応する計測操作を実施しなければならず、計測結果は例えば枕木に書きとめられる。しかし、エミッタ１８に締結されている照準望遠鏡の補助で、エミッタ１８の整合を実施することができる。エミッタの整合は、本来、時間消費型であり、あらかじめ計測された所望点２７にて移動可能な計測車輌１の正確な位置づけを要求する。
【００１６】
本発明による新規な軌道部分２８の調査方法を、特に図３〜図５を参照しながら以下により詳細に説明する。
軌道調査操作の開始時に、静止計測車輌２を、調査されるべき軌道部分２８の領域まで移動させ、天候に応じて変動するが、基準線１４のレーザービームを受信する臨界距離に達するや否や停止させる。
【００１７】
ＧＰＳレシーバ１９の作動によって、静止計測車輌２の位置データは受信され、軌道９の近くに配置されて固定的に組み込まれたＧＰＳ基準ステーション２９の公知の位置データに関係付けられる。ＧＰＳ基準ステーション２９の座標は、地球座標系において正確に知られているので、座標系における静止計測車輌２の位置座標もまた正確に決定可能で、ラジオユニット２０によって制御コンピュータユニット１１に転送可能である。後者の場合、すぐに、位置データは、保存されている所望値データと比較され、もし差があるならば、その後の調査操作の間、その差が考慮される。
【００１８】
エミッタ１８のレーザービームをレシービングユニット１３と整合させることで基準線１４を設定した後、軌道部分２８の調査操作は、移動可能な計測車輌１を前進させることで始められる。この間、基準線１４の実際の軌道位置に対する相対位置は、２０ｃｍの間隔で計測され、実際の軌道位置はフランジ付きローラー１５によってレシービングユニット１３まで転送される。オドメータ２１による距離計測に関連して、所望値と実際の値との間の差異を見いだすことによって得られる正確な計測値は、位置に関する測定値として保存される。
【００１９】
図４は、計測サイクルの終了を示す。ここで、移動可能な計測車輌１は、調査操作のコース内で静止計測車輌２に到達している。静止計測車輌２を前進させることで、次の計測サイクルが始められる（図５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、軌道部分を計測するための２台の計測車輌の側面図である。
【図２】図２は、所望軌道位置及び２台の計測車輌のレーザービームで形成された基準線の概略斜視図である。
【図３】図３は、軌道計測サイクルの開始時における２台の計測車輌の位置を非常に単純化して示す説明図である。
【図４】図４は、計測サイクルの終了時における２台の計測車輌の位置を単純化して示す説明図である。
【図５】図５は、次の計測サイクルの開始時における２台の計測車輌の位置を単純化して示す説明図である。
【符号の説明】
１：移動可能な計測車輌
２：静止計測車輌
９：軌道
１３：レシービングユニット
１４：基準線
１９：ＧＰＳレシーバ

Claims (1)

1. 互いに独立して移動するように設計された２台の計測車輌（１、２）で軌道（９）を調査する方法であって、第１の移動可能な計測車輌（１）は計測されるべき軌道部分（２８）の２つの端部の一方に位置づけられ、計測操作中に静止している第２の計測車輌（２）のローカル位置の座標が決定され、光学計測ビームの形態である基準線（１４）が２台の計測車輌（１、２）の間に位置づけられ、その後、第１の計測車輌（１）が反対側の静止計測車輌（２）に向かって移動し、第１の計測車輌（１）の基準線（１４）に対するレシービングユニット（１３）の相対位置におけるいかなる変化も修正計測値として記録される方法において、
   計測の開始時にて、固定的に組み込まれたＧＰＳ基準ステーション（２９）に対する静止計測車輌（２）の相対位置は、ＧＰＳレシーバ（１９）を用いることによって決定され、上記ＧＰＳ基準ステーション（２９）は地球座標系内で知られていて且つ調査されるべき軌道部分（２８）に隣接していて、基準線（１４）は移動可能な計測車輌（１）と整合され、軌道調査操作は移動可能な計測車輌（１）を前進させることによって実施される、ことを特徴とする方法。

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