JP4914785B2 - 車両走行動揺/騒音解析システム、車両走行動揺/騒音解析方法および車両走行騒音解析方法 - Google Patents
車両走行動揺/騒音解析システム、車両走行動揺/騒音解析方法および車両走行騒音解析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4914785B2 JP4914785B2 JP2007220479A JP2007220479A JP4914785B2 JP 4914785 B2 JP4914785 B2 JP 4914785B2 JP 2007220479 A JP2007220479 A JP 2007220479A JP 2007220479 A JP2007220479 A JP 2007220479A JP 4914785 B2 JP4914785 B2 JP 4914785B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle
- noise
- gps
- noise analysis
- analysis system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
新幹線や在来線特急列車などでは、車両の車軸や車輪から得られる回転パルスと車輪径とから走行距離を算出することで軌道上の位置あるいは距離を正確に測定することができるが、在来線普通列車などの大部分の列車や電車などでは、そのための設備を有していないのが実情であり、この方法を用いることはできない。
そこで、在来線普通列車などの多くの列車または電車では、走行中の車両の振動加速度波形をレコーダーの記録紙に記録しながら、線路に沿って設けられた、路線の起点(0キロメートル)からの距離を示すキロポスト(キロ程ともいう)地点を通過する毎に計測者がマーカ信号を入れ、記録紙にその地点情報を書き込む方法がとられている。
さらに、特許文献3、5に開示されたシステムでは、トンネルや屋根付き駅舎や地下軌道などのGPS信号の受信不能区間がある場合に、車両の動揺測定値を高い位置精度または距離精度で正確に得ることができることは困難である。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、鉄道車両の走行試験において動揺測定値および/または騒音測定値を高い位置精度または距離精度で正確に得ることができ、しかも計測者に負担をかけることなく、低コストで試験を行うことができる車両走行動揺/騒音解析システム、車両走行動揺/騒音解析方法、車両走行騒音解析システムおよび車両走行騒音解析方法を提供することである。
軌道上を走行する車両の内部に設置される、当該車両の少なくとも左右方向および上下方向の加速度を検出する加速度センサーならびに騒音計と、
上記車両の内部に設置されるGPSアンテナおよびGPS受信機とを有し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信するGPS信号により取得される位置情報に基づいて上記車両の位置情報を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置情報を補正するようにした
ことを特徴とする車両走行動揺/騒音解析システムである。
軌道上を走行する車両の内部に設置される、当該車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度を検出する3軸加速度センサーならびに騒音計と、
上記車両の内部に設置されるGPSアンテナおよびGPS受信機とを有し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信するGPS信号により取得される位置情報と上記3軸加速度センサーにより検出される上記車両の前後方向の加速度とに基づいて上記車両の位置情報を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置情報を補正するようにした
ことを特徴とする車両走行動揺/騒音解析システムである。
軌道上を走行する車両の内部に当該車両の少なくとも左右方向および上下方向の加速度を検出する加速度センサーと騒音計とGPSアンテナおよびGPS受信機とを設置し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信する信号により取得される位置情報に基づいて上記車両の位置情報を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置情報を補正するようにした
ことを特徴とする車両走行動揺/騒音解析方法である。
軌道上を走行する車両の内部に当該車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度を検出する3軸加速度センサーと騒音計とGPSアンテナおよびGPS受信機とを設置し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信する信号により取得される位置情報と上記3軸加速度センサーにより検出される上記車両の前後方向の加速度とに基づいて上記車両の位置情報を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置情報を補正するようにした
ことを特徴とする車両走行動揺/騒音解析方法である。
軌道上を走行する車両の内部に設置される騒音計と、
上記車両の内部に設置されるGPSアンテナおよびGPS受信機とを有し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信するGPS信号により取得される位置情報に基づいて上記車両の位置情報を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置情報を補正するようにした
ことを特徴とする車両走行騒音解析システムである。
軌道上を走行する車両の内部に騒音計とGPSアンテナおよびGPS受信機とを設置し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信する信号により取得される位置情報に基づいて上記車両の位置情報を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置情報を補正するようにした
ことを特徴とする車両走行騒音解析方法である。
第2および第4の発明においては、典型的には、GPS信号により取得される位置情報を、車両の前後方向の加速度を2回積分することにより得られる位置情報により補完するようにする。
第5および第6の発明においては、必要に応じて、少なくとも車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサーを用い、この加速度センサーにより測定される車両の前後方向の加速度を2回積分することにより得られる位置情報により、GPS信号により取得される位置情報を補完するようにしてもよい。
車両には、およそ軌道上を走行するものである限り、全てのものが含まれる。具体的には、列車、電車(地下鉄電車を含む)、モノレール、新交通システム、ジェットコースター、リフト、ケーブルカーなどの車両である。
図1はこの発明の第1の実施形態による車両走行動揺/騒音解析システムの構成を示すブロック図である。
図1に示すように、この車両走行動揺/騒音解析システムは、軌道上を走行する車両の3軸方向(前後方向、左右方向、上下方向)の加速度を計測するための3軸加速度センサー11と、車両の内部の騒音を測定するための騒音計12と、車両の位置をGPS測位により計測するためのGPSアンテナ13およびGPS受信機14とを有する。3軸加速度センサー11からは、車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度がアナログ電気信号としてそれぞれ出力される。3軸加速度センサー11の出力は加速度アンプ15により増幅され、車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度信号としてそれぞれ出力される。これらの加速度信号はA/DおよびI/Oカード16によりA/D変換およびI/O変換された後、コンピュータ17に送られてデータ処理が行われる。一方、騒音計12からは騒音信号(AC信号)および騒音レベル信号(DC信号)がアナログ電気信号としてそれぞれ出力され、これらの出力は騒音アンプ18により増幅されてA/DおよびI/Oカード16によりA/D変換およびI/O変換された後、コンピュータ17に送られてデータ処理が行われる。
この車両走行動揺/騒音解析システムはさらに、手動でスイッチ操作が可能なスイッチボックス22を有する。このスイッチボックス22の出力、すなわちスイッチ信号はA/DおよびI/Oカード16によりA/D変換およびI/O変換された後、コンピュータ17に送られてデータ処理が行われる。
センサー方式 3軸静電容量型IC加速度
測定範囲(定格容量) ±20m/s2
周波数特性 DC〜10Hz(+0.5〜−3dB)
測定誤差 ±0.5%以下
アライメント誤差 ±1度以下
外形寸法 20mm角、ケーブル直出し20cm
質量 75g(ケーブル含む)
測定機能 騒音レベル、等価騒音レベル、単発騒音暴露レベル、騒音レ ベルの最大値および最小値、時間率騒音レベル
測定時間 10秒、1、5、10、15、30分、1、8、24時間お よび手動(最長200時間)
リニアリティレンジ 100dB
レベルレンジ切替器 10dBステップ6段階
測定周波数範囲 20〜8000Hz
実効値検出回路 デジタル演算方式、時間重み特性:Fast、Slow
校正 内蔵発振器(1kHzの正弦波)による電気的校正
デジタル演算 サンプリング周期20.8μs(等価騒音レベル、単発騒音 暴露レベル、騒音レベルの最大値および最小値)、100m s(時間率騒音レベル)
出力端子 交流/直流出力端子
外形寸法 約260×76×33mm
質量 約400g(電池含む)
加速度アンプ
出力電圧 ±3V/±10m/s2
応答周波数 DC〜8Hz(+0.5〜−3dB)
ソフト対応時 0.3〜8Hz
A/D変換
分解能 12bit
サンプリング速度 10μs〜0.1s
GPSアンプ
スタート時間 40s
取得衛星数 最大15個
算出間隔 1s
インターフェース USB
騒音アンプ
出力電圧 ±3V/±1V
応答特性 DC〜3kHz、F特性+0.5〜−3dB
(ソフト対応時DC成分を除く)
バッテリー DC6Vバッテリー1個(予備1個)
消費電流約280mA(約10時間稼働可)
外形寸法 幅180mm、奥行120mm、
高さ30mm
GPSアンテナ13の寸法の一例を挙げると、幅42mm、奥行51mm、高さ14mmである。
状態スイッチ 押しボタン(状態マーク)
1回押すと0.5sのパルス波発生
駅停止スイッチ シーソースイッチまたはスライドスイッチ
オンで赤色LED点灯
測定LED 測定時緑色LED点灯
衛星LED GPS衛星の取得個数で黄色LED点灯
測定準備時4個以上取得で点灯
測定時は3個以上で点灯
騒音解析除外スイッチ 押しボタン
押している間、オンとなる
外形寸法 幅55mm、奥行95mm、高さ18mm
測定中は、駅停止時の、スイッチボックス22の駅停止スイッチ22bのスイッチ操作(オン/オフ)を行い、測定位置を補正する。また、スイッチボックス22の状態スイッチ22aを使用して位置(距離)のマーキングを行う。また、騒音解析除外スイッチ22eを使用して、騒音解析を除外する部分を指定する。
測定中は、3軸加速度信号、定時間毎の瞬時瞬時の騒音信号、トレンド信号としての騒音レベル信号、速度、スイッチ状態などをリアルタイムで表示する。波形表示は、直近の波形を右端にして表示する。
収録したデータのうち騒音レベル信号はトレンドデータとして解析、表示を行うことができ、各瞬時瞬時の騒音信号は周波数解析(FFT(高速フーリエ変換)解析)を行い、周波数変化のトレンドデータとして解析、表示を行うことができる。解析されたパワースペクトラムは、定帯域成分データまたは1/3オクターブ成分データとして区分し、各区分データのエネルギー値のトレンドデータとして解析、表示を行うことができる。
収録したデータは、再生し、異常加速度の発生あるいは異常騒音の発生の判定などを行うことができる。異常値として判定するレベルを設定することができ、異常と判定したレベル値、位置、速度などを表示することができる。また、例えば、指定された判定レベルを超えた騒音レベル信号が測定された場合、その瞬時の騒音信号を収録し、表示することができる。また、判定リスト出力を行うこともできる。また、所定距離毎(所定距離は設定可能)の平均騒音、最大騒音を判定し、リストファイルとすることもできる。
収録したデータは、必要に応じて、LANを介して、ファイルの共有化を行うことができる。
再生時の表示は、横軸を時間軸と距離軸とから選択することができ、距離軸表示の場合は、線路データベースの構造物表示を行う。
表示したデータは、コンピュータ17にプリンタを接続することにより、プリントすることができる。
振動データおよび/または車内騒音データを収録する路線の構造物をデータベースとして作成する。
路線の距離、位置、状態名をデータベースとし、入力する。
路線名の設定、W、Bの距離の設定を必要に応じて行う。
データベースは構造物の区分、名称、距離からなる。
駅、橋梁などは、開始距離と終端距離との2つを入力する。
構造物は、駅、トンネル、橋梁、踏切、ポイントなどからなる。
試験名 試験路線名
開始距離 測定時モニター開始距離
積算方向 測定時モニター距離の積算方向(+または−)
路線名 路線
開始、終了点 開始距離値、終了距離値
WB値
W 接続値始め値、終わり値
B 接続値始め値、終わり値
駅
駅 名称、ホーム開始距離、ホーム終了距離
駅 名称、ホーム開始距離、ホーム終了距離
駅 名称、ホーム開始距離、ホーム終了距離
構造物、路盤
トンネル 名称、開始距離、終了距離
トンネル 名称、開始距離、終了距離
トンネル 名称、開始距離、終了距離
橋梁 名称、開始距離、終了距離
橋梁 名称、開始距離、終了距離
その他 名称、開始距離、終了距離
その他 名称、開始距離、終了距離
踏切、ポイント
踏切 名称、距離
踏切 名称、距離
踏切 名称、距離
ポイント 名称、距離
ポイント 名称、距離
その他 名称、距離
その他 名称、距離
路線名 路線
開始、終了点 開始距離値、終了距離値
WB値
W 接続値始め値、終わり値
駅
駅 名称、ホーム開始距離、ホーム終了距離
構造物、路盤
トンネル 名称、開始距離、終了距離
橋梁 名称、開始距離、終了距離
その他 名称、開始距離、終了距離
踏切、ポイント
踏切 名称、距離
ポイント 名称、距離
その他 名称、距離
路線終了
図4に線路情報設定のための入力画面の一例を示す。
位置補正データは、次の3種を入力することができる。
(1)駅停止位置データ
(2)構造物位置データ(トンネル出口、5キロ点など)
(3)緯度経度位置データ
(1)の場合は、スイッチボックス22の駅停止スイッチ22bが押された時点の位置を駅停止位置として補正する。
(2)の場合は、スイッチボックス22の状態スイッチ22aが押された時点の位置をマーク位置として補正する。
(3)の場合は、緯度経度に一番近いGPSのデータが最初に検出された位置を判定し、緯度経度位置として補正する。
試験補正名 位置補正名
路線名 路線
開始、終了点 開始距離値、終了距離値
駅停止
駅 名称、停止位置
駅 名称、停止位置
マーキング
マーク 名称、マーク位置
マーク 名称、マーク位置
緯度経度
緯度経度 名称、緯度、経度、緯度経度位置
緯度経度 名称、緯度、経度、緯度経度位置
路線名 路線
開始、終了点 開始距離値、終了距離値
駅停止
駅 名称、停止位置
駅 名称、停止位置
マーキング
マーク 名称、マーク位置
マーク 名称、マーク位置
緯度経度
緯度経度 名称、緯度、経度、緯度経度位置
緯度経度 名称、緯度、経度、緯度経度位置
路線終了
まず、GPS受信機14を動作させ、現在位置の緯度経度を表示する。また、位置補正データベースのための緯度経度データを取得する。表示は、「XXX度XX分XXX」、で表示される。
次に、測定、収録条件の設定について説明する。
信号データの測定、収録を行うための各種条件を例えば以下のように設定する。
次のように、収録(ファイル)を行うための登録項目を設定する。
・試験名 (ファイル名)
・試験日、時間
・試験者名
・試験車両 車両名、編成、号車
・試験路線 路線名、始発駅、終着駅
・試験コメント 気象条件など
・センサー設置 設置位置など
図5に測定条件設定のための入力画面の一例を示す。
測定、モニター条件の設定を例えば以下のように行う。
測定時の、3軸加速度センサー11の条件、騒音計12の条件、モニター画面の条件、異常値判定の条件、GPS測定の条件などを設定する。
・センサー感度 使用するセンサー感度値の設定。
センサーの仕様書より1V当たりの感度値を設定。
(例えば付属センサーの感度値がデフォルトとして設定)
・出力ゼロ点 初期ゼロ位置での、ゼロ点の測定設定。
自動測定または数値設定。
(測定開始時に自動的にオフセットを取るようにできる)
・警報値判定レベル 加速度(前後、左右、上下)が警報を発する各レベルの設定。
(デフォルトとして、例えば「2.4m/s2 」が設定)
警報は、測定時にモニター値が赤表示となり、ブザーが鳴る。
図6に3軸加速度センサー11の設定のための入力画面の一例を示す。前後加速度、左右加速度および上下加速度の感度および出力ゼロ値、前後警報レベル、左右警報レベル、上下警報レベルはいずれもm/s2 を単位とする。
・騒音計レンジ 使用する騒音計レンジを設定。
20〜80dB、20〜90dB、20〜100dB、
20〜110dB、30〜120dB、40〜130dB、よ り選択。
・周波数特性 A特性、C特性、FLAT特性より選択。
・動特性 Fast特性、Slow特性より選択。
・警報値判定レベル 騒音レベルが警報を発するレベル(dB)の設定。
(デフォルトとして、例えば「80dB」が設定)
警報は、測定時にモニター値が赤表示となり、ブザーが鳴る。
騒音レベル信号の測定、判定条件を設定する。
騒音レベル信号は0.1s毎にサンプリングする。
・騒音レベル判定レベル 騒音レベルが判定レベルを越えるレベル(dB値)の設定。
(デフォルトとして、84dBとする)
騒音信号の測定、判定条件を設定する。
騒音信号は0.0001s毎にサンプリングし、1024サンプルする。
これを1区間サンプルとする。
・騒音信号測定間隔 騒音信号をサンプルする測定時間間隔を設定。
5〜600sで設定(5s単位で)
(デフォルトとして、10sとする)
・騒音取込判定レベル 騒音レベルが判定を超える時、騒音信号の取込を行う。
そのレベル(dB値)の設定。
(デフォルトとして、92dBとする)
・速度、位置取り込み 速度、位置情報の取り込み方法は、GPSを選択。
GPS信号より速度、距離を取り込む。
(GPSデータを取得できない場合は、最終データの速度で
走行したものとして距離換算する)
・GPSポート GPS信号を接続するUSBのポート番号の設定。
(デフォルトは、例えば「4」に設定)
・GPS使用地区 測定を行う地域の設定。
(デフォルトは、例えば「北海道」に設定)
・加速度軸 加速度の縦軸表示を±1、±2、±5m/s2 から選択。
(デフォルトは、例えば「±2」に設定)
・速度軸 速度の縦軸表示を0〜100、0〜160km/hから選択。
(デフォルトは、例えば「0〜160」に設定)
・騒音レベル軸 騒音レベルの縦軸表示を60〜90dB、70〜100dB、 80〜110dBから選択。
(デフォルトは、60〜90dBに設定)
・騒音信号軸 騒音信号の縦軸表示を設定。
−X.X〜+X.XVで設定
(デフォルトは、−0.2〜+0.2Vとする)
・表示グラフ数 表示数を1、2、3より選択。
表示数を1とした場合は、3信号を重ねて表示する。
(デフォルトは、例えば「2」に設定)
・表示横軸設定 横軸は表示幅が、10、20、30sより選択。
(デフォルトは、例えば「20」に設定)
これらの設定は、測定、収録中も変更することができる。
騒音信号の横軸は、全サンプリング時間とする。
表示は、サンプリングが終了し次第行い、次のサンプリングが行われるまで、表示が書き変わるまで維持される。
データ収録の開始操作を行うと、測定を開始し、データをハードディスクへ収録する。測定中の生の波形がリアルタイムに表示される。表示信号数、表示時間幅は変更することができる。
同時判定を行う場合には、判定値を超える信号が測定、解析された際、警報が出る。警報点の発生時点も記憶される。
測定は、終了操作を行うまで続けられる。
測定中は、駅での停止時(ゼロkm/h時)に、スイッチボックス22の駅停止スイッチ22bをオンとし、出発時にオフとする。また、任意の時点で、マーキングのためにスイッチボックス22の状態スイッチ22aを押すなどする。
また、スイッチボックス22の騒音解析除外スイッチ22eを使用して、対向列車通過時の音、ドア開閉時の音などの突発的な音が発生した時のように、騒音解析より除外したいところを指定する。具体的には、騒音解析除外スイッチ22eの2度押しで騒音解析除外信号を入れる。
騒音レベル信号は測定され、収録されるとともに、リアルタイムに、右方向に流れる波形としてモニターされる。
騒音波形は、定時間毎に測定、収録され、その都度表示される。また、判定レベルを超えた場合の測定、収録波形も表示される。
速度、距離の解析には、GPS信号を使用する。衛星信号を受信することができるところでは正確な速度、距離が表示されるが、受信することができないところでは直近の受信値が表示され続ける。走行距離は、直近の速度で走り続けた場合の距離で表示される。収録後の解析時には、線路データベース、位置補正データベースを使用して、補正計算を行うことができる。
加速度信号の解析における各種条件の設定を次のように行う。
・速度、位置取り込み 速度、距離の計算方法にGPSを選択。
・位置補正 位置(距離)の計算をするに当たり、どの補正を有効にするか を選択。
駅停止信号による補正をするか、しないかを選択する。
構造物信号による補正をするか、しないかを選択する。
緯度経度データによる補正をするか、しないかを選択する。
・解析方法 加速度信号の解析方法を立ち上がり方向のP−P値、立ち下が り方向のP−P値、ゼロクロスP−P値(両方向の意味)より 選択。
(デフォルトは、例えば「ゼロクロスP−P値」に設定)
・警報レベル 加速度信号の警報判定レベルを設定。
(加速度が、設定された判定レベルを超えた場合、警報値とし て判定する)
警報発生時の時刻、位置、発生軸、数値を表示し、記憶する。 (デフォルトとして、例えば「2.4m/s2 」が設定)
・判定レベル 騒音レベル信号の判定レベルを設定。
(騒音レベルが、設定された判定レベルを超えた場合、判定値 として抽出する)
判定発生時の時刻、位置、数値を表示し、記憶する。
(デフォルトとして、84dBに設定)
・解析距離 騒音レベルを解析する間隔距離を設定する。
100m単位で、100mから1kmまで設定できるものとす る。
距離間隔毎の、最大値、平均値を算出し、ファイルとする。
(デフォルトは、100mに設定)
距離はキロ程を基本とし、端の値はそれも1つの単位としてフ ァイル化する。
例えば、2340mから始まった場合、始めのキロ程は230 0mとする。
騒音信号のパワースペクトラムのエネルギー成分の分布を解析するため、設定される帯域毎のエネルギーを積分し、求める。
そのための、帯域の設定方法の選択、帯域幅の設定を行う。
・帯域選択 パワースペクトラムのエネルギー成分の分布を解析する帯域
設定法を選択する
(1/1オクターブ、1/3オクターブ、任意、から選択)
・帯域設定 積分する帯域を設定する。
最大5つの帯域幅を設定する。積分する上下の周波数を設定す る。
騒音レベルおよび騒音信号の解析結果の表示として、次の3つの表示ができる。
・騒音レベル信号のトレンドグラフ表示
・騒音信号のパワースペクトラム表示
・騒音信号の周波数帯域成分のトレンドグラフ表示
図7に解析条件設定のための入力画面の一例を示す。前後警報レベル、左右警報レベル、上下警報レベル、判定レベルのランク1〜3はいずれもm/s2 を単位とする。
・DC成分処理 加速度の表示データを、DC〜0.3Hzまでの成分を除去し て表示するか、生データのまま表示するかを選択。
(デフォルトとして、例えば「生データ」に設定)
・表示グラフ数 表示数を1、2、3より選択。
表示数を1とした場合は、3信号まで重ねて表示することがで きる。
・加速度軸 加速度の表示幅を、最小値、最大値、目盛値で設定。
・速度軸 速度の表示幅を、最小値、最大値、目盛値で設定。
・表示選択 重ね表示の信号選択、上下位置の表示選択。
・表示線色 グラフの表示線の色を設定。
・表示横軸選択 横軸の表示軸を時間軸、距離軸より選択。
・時間軸 時間の表示幅を最小値、最大値、目盛値、補助目盛値で設定。
・距離軸 距離の表示幅を最小値、最大値、目盛値、補助目盛値で設定。
路線名も選択する。
W区間の場合は、測定時間の早い位置の方が選択される。
・構造物表示 距離軸表示の場合、状態グラフ部分に、駅以外に構造物の表示 を行うかを選択。
図8に表示条件設定のための入力画面の一例を示す。
表示する横軸は、時間軸、距離軸から選択する。例えば、距離軸表示の場合、路線のキロポストどおりに距離軸を表示する。また、路線の連結や、B、Wのずれも加味し、グラフ表示する。時間軸表示時の最下部の表示信号は状態信号あるいは騒音解析除外信号とする。
解析条件、表示条件の各種を変更し、グラフ表示する。
また、線路データベースを変更して解析することもできる。
距離軸表示の場合、グラフ左端位置の路線名を、表示画面上に表示路線名として表示する。
なお、データを再生、表示する場合、データベースでの補正をオフとし、横軸を時間軸とすれば、測定時の生波形表示と同じになる。
また、再生データの表示が不可解な場合、この条件で再生すると、駅停止信号、構造物信号が正常にオンとならなかったり、位置補正データベースが間違っていたり、ということを判断することができる。
騒音波形表示およびパワースペクトラム表示については、指定した周波数帯域成分のトレンドグラフ表示において、グラフ上の一部を指定する(ダブルクリック)と、その部分の収録騒音波形、または、パワースペクトラムが表示される。
表示の縦軸の条件などは設定できるものとする。
収録されたデータは再生表示し、駅停止スイッチ、状態スイッチ(キロポストスイッチ)の削除、追加を行うことができる。再生し、スイッチ信号が不足であったり、間違いであったりした部分は編集することができる。時間軸表示時の最下部の表示信号、騒音解析除外信号を編集することができる。
取得したデータはコンピュータ17のハードディスクに保存する。保存したデータは必要に応じて再生可能である。波形データのファイルはバイナリ形式とする。収録したバイナリファイルはCSVファイルへ同名で変換することができる。
まず、コンピュータ17の電源を入れ、収録解析ソフトを起動する。起動後、使用する線路データベースおよび位置補正データベースの選択、測定条件設定、3軸加速度センサー11の条件設定、解析条件設定、表示条件設定などを行う。
次に、GPS受信機14および信号変換ボックス21の電源を入れ、GPSアンテナ13を静止状態に置いて人工衛星から送信されるGPS信号を受信する。このとき、駅停止スイッチ22bはオフとする。
次に、列車走行中に線路構造物を通過する毎に状態スイッチ22aをオンとする。線路構造物は通過駅、踏切、ポイント、トンネル入口および出口、キロポストなどである。
途中の駅に停車した時に駅停止スイッチ22bをオンとし、その駅を発車した時に駅停止スイッチ22bをオフとする。
こうして列車が終点駅に到着し、停止した時、駅停止スイッチ22bをオンとする。
まず、コンピュータ17の電源を入れ、収録解析ソフトを起動する。起動後、使用する線路データベースおよび位置補正データベースの選択、測定条件設定、3軸加速度センサー11の条件設定、騒音計12の条件設定、解析条件設定、表示条件設定などを行う。
次に、GPS受信機14および信号変換ボックス21の電源を入れ、GPSアンテナ13を静止状態に置いて人工衛星から送信されるGPS信号を受信する。このとき、駅停止スイッチ22bはオフとする。
次に、試験列車が出発駅を発車した時、駅停止スイッチ22bをオフとする。
次に、列車走行中に線路構造物を通過する毎に状態スイッチ22aをオンとする。線路構造物は通過駅、踏切、ポイント、トンネル入口および出口、キロポストなどである。
途中の駅に停車した時に駅停止スイッチ22bをオンとし、その駅を発車した時に駅停止スイッチ22bをオフとする。
こうして列車が終点駅に到着し、停止した時、駅停止スイッチ22bをオンとする。
対向列車通過時の音、ドア開閉時の音などの突発的な音が発生した時のように騒音解析より除外したいところで、必要に応じて騒音解析除外スイッチ22eを押して騒音解析除外信号を入れる。
図38にリアルタイムモニター測定画面の一例を示す。
図39に、津軽海峡線の青函トンネル内で車内騒音測定を行った結果を示し、横軸は距離、縦軸は騒音(音圧レベル)データを示す。ただし、このデータは、車内の左右方向および前後方向の中心位置で床面からの高さ1.2〜1.6mの位置に騒音計を設置し、この騒音計により測定される騒音波形をレコーダーの記録紙に記録しながら、線路に沿って設けられたキロ程地点を通過する毎に計測者がマーカ信号を入れ、記録紙にその地点情報を書き込む方法により得られたものである。騒音計のレベルレンジは60〜160dB、周波数特性はA特性、動特性はSlow(1秒間平均値)、チャート速度は4mm/s(列車速度140km/hの場合)である。
図39中、騒音波形に沿って記入された数字は音圧(dB)を示す。図39において、騒音が一定値(ここでは80dBとする)を超える箇所を全て抽出し、その中から優先順位を付けて削正箇所を選定する。優先順位の付け方としては、騒音波形の両矢印を付けた曲線部分(削正判定時に着目する曲線部分)においてこの部分全体が80dB以上となる箇所から順序を付けてレール削正を行う。
こうして選定された区間において1頭式レール削正機によりレール削正を行った。レール削正において波状摩耗の削正量に最も影響が出るのは施工回数の設定であるが、予めレール頭頂面粗さ測定器(株式会社原田製作所 レール踏面凹凸測定器 HTRF−8)によりレール頭頂面の粗さを測定した結果、レール波状摩耗除去に有効で効率的な施工回数は3回であることがわかっているため、3回削正とした。
図43に示すように、この車両走行騒音解析システムは、3軸加速度センサー11および加速度アンプ15を有していないことを除いて、第1の実施形態による車両走行動揺/騒音解析システムと同様な構成を有する。
この車両走行騒音解析システムの機能は、第1の実施形態による車両走行動揺/騒音解析システムの騒音解析機能と基本的に同様である。また、この車両走行騒音解析システムの使用方法も、第1の実施形態による車両走行動揺/騒音解析システムにより騒音解析を行う場合と同様である。
この車両走行騒音解析システムを用いて津軽海峡線の青函トンネル内で車内騒音測定を行った結果を図44〜図48に示す。図44は画面の全体構成、図45は図44の表示部Aの詳細、図46は図44の表示部Bの詳細、図47は図44の表示部Cの詳細、図48は図44の表示部Dの詳細を示す。
図49に示すように、この車両走行騒音解析システムは、スイッチボックス22が、状態スイッチ、駅停止スイッチ、測定LED、衛星LEDおよび騒音解析除外スイッチに加えて騒音解析指令スイッチを有することを除いて、第2の実施形態による車両走行騒音解析システムと同様な構成を有する。この騒音解析指令スイッチは、騒音解析を特に指令する部分を指定する際に使用する。この騒音解析指令スイッチとしては、例えば押しボタンが用いられ、この場合、この押しボタンを押している間スイッチがオンとなる。
この車両走行騒音解析システムの機能は、第1の実施形態による車両走行動揺/騒音解析システムの騒音解析機能と基本的に同様である。また、この車両走行騒音解析システムの使用方法も、第1の実施形態による車両走行動揺/騒音解析システムにより騒音解析を行う場合と同様である。
この第3の実施形態による車両走行騒音解析システムによれば、第2の実施形態による車両走行騒音解析システムと同様な利点を得ることができる。
具体的には、必要に応じて、コンピュータ17として、ノート型パーソナルコンピュータの代わりにデスクトップ型パーソナルコンピュータを用いてもよい。さらには、コンピュータ17の代わりに、例えば、携帯情報端末、すなわちPDA(Personal Digital Assistance)あるいは携帯電話を用いることも可能である。
また、例えば、騒音計12で取得した騒音データを無線通信または有線通信により外部のコンピュータの処理/制御装置に送信し、この処理/制御装置で所定の解析を行うようにしてもよい。
また、騒音信号の周波数解析や、解析されたパワースペクトラムの解析の方法は、第1の実施形態で挙げた方法に限定されるものではなく、必要に応じて他の方法を用いてもよい。
さらに、レール削正に用いるレール削正機は、1頭式レール削正機に限定されるものではなく、多頭式レール削正機(例えば、6、8、16、24、48頭式のレール削正機)であってもよい。
また、レール波状摩耗は、車内上下加速度を測定し、この加速度データをウェーブレット解析することにより検出することも可能である。
Claims (6)
- 軌道上を走行する車両の内部に設置される、当該車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度を検出する3軸加速度センサーならびに騒音計と、
上記車両の内部に設置されるGPSアンテナおよびGPS受信機とを有し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信するGPS信号により取得される位置情報と上記3軸加速度センサーにより検出される上記車両の前後方向の加速度とに基づいて上記車両の位置を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置を補正し、
上記騒音計により上記車両の内部の騒音を測定することにより取得される騒音レベル信号および/または騒音波形に基づいて上記軌道の波状摩耗を検出するようにした
ことを特徴とする車両走行動揺/騒音解析システム。 - 上記GPS信号により取得される位置情報を、上記車両の前後方向の加速度を2回積分することにより得られる位置情報により補完することを特徴とする請求項1記載の車両走行動揺/騒音解析システム。
- 上記車両の位置を補正する際に線路データベースおよび/または位置補正データベースを用いることを特徴とする請求項1または2記載の車両走行動揺/騒音解析システム。
- 上記軌道上の選択された位置の緯度および経度を上記GPS受信機により取得し、その近似地点を上記車両が通過した時に上記車両の位置を補正する機能を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の車両走行動揺/騒音解析システム。
- 軌道上を走行する車両の内部に当該車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度を検出する3軸加速度センサーと騒音計とGPSアンテナおよびGPS受信機とを設置し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信する信号により取得される位置情報と上記3軸加速度センサーにより検出される上記車両の前後方向の加速度とに基づいて上記車両の位置を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置を補正し、
上記騒音計により上記車両の内部の騒音を測定することにより取得される騒音レベル信号および/または騒音波形に基づいて上記軌道の波状摩耗を検出するようにした
ことを特徴とする車両走行動揺/騒音解析方法。 - 軌道上を走行する車両の内部に騒音計とGPSアンテナおよびGPS受信機とを設置し、
上記GPSアンテナにより上記GPS受信機が受信する信号により取得される位置情報に基づいて上記車両の位置を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および/または上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の位置を補正し、
上記騒音計により上記車両の内部の騒音を測定することにより取得される騒音レベル信号および/または騒音波形に基づいて上記軌道の波状摩耗を検出するようにした
ことを特徴とする車両走行騒音解析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007220479A JP4914785B2 (ja) | 2006-08-31 | 2007-08-28 | 車両走行動揺/騒音解析システム、車両走行動揺/騒音解析方法および車両走行騒音解析方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006235518 | 2006-08-31 | ||
JP2006235518 | 2006-08-31 | ||
JP2007220479A JP4914785B2 (ja) | 2006-08-31 | 2007-08-28 | 車両走行動揺/騒音解析システム、車両走行動揺/騒音解析方法および車両走行騒音解析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008081102A JP2008081102A (ja) | 2008-04-10 |
JP4914785B2 true JP4914785B2 (ja) | 2012-04-11 |
Family
ID=39352361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007220479A Active JP4914785B2 (ja) | 2006-08-31 | 2007-08-28 | 車両走行動揺/騒音解析システム、車両走行動揺/騒音解析方法および車両走行騒音解析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4914785B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105172838A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-12-23 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 不打孔式剪力传感器 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5164874B2 (ja) * | 2009-02-04 | 2013-03-21 | 三菱電機株式会社 | 列車位置測定装置および列車位置測定方法 |
JP5496077B2 (ja) * | 2010-02-25 | 2014-05-21 | 三菱重工業株式会社 | 音線解析装置 |
JP5433516B2 (ja) * | 2010-07-12 | 2014-03-05 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | レール波状摩耗検出方法、および、レール波状摩耗検出システム |
JP5650483B2 (ja) * | 2010-10-04 | 2015-01-07 | 日本車輌製造株式会社 | センサ誤取付判断システム |
JP5596505B2 (ja) * | 2010-11-16 | 2014-09-24 | 北海道旅客鉄道株式会社 | 車両動揺測定装置および車両動揺測定方法 |
JP2014126451A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Railway Technical Research Institute | 鉄道車両の乗り心地分析一元表示方法及びそのシステム |
DE102014113669A1 (de) * | 2014-09-22 | 2016-03-24 | Bombardier Transportation Gmbh | Verfahren zur Zustandsermittlung in einem Schienenfahrzeug |
JP2019039857A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | レール波状摩耗に伴う車内騒音評価方法および車内騒音評価システム、並びにこれを用いたレールの保守方法 |
JP7421717B2 (ja) * | 2020-02-26 | 2024-01-25 | 三菱電機株式会社 | 車輪状態検出装置、車輪状態検出方法、および車輪状態検出プログラム |
JP2021143499A (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 西日本旅客鉄道株式会社 | 軌道状態予測方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び軌道状態予測システム |
JP2022003194A (ja) * | 2020-06-23 | 2022-01-11 | 近畿車輌株式会社 | レール保全システム |
CN113420367B (zh) * | 2021-04-27 | 2024-01-19 | 北京九州一轨环境科技股份有限公司 | 一种基于振动与噪声响应的地铁钢轨波磨检测方法与装置 |
CN115871735B (zh) * | 2023-01-11 | 2023-05-16 | 山西世恒铁路技术有限公司 | 一种便携式线路检查仪及线路动态检测方法 |
CN117109953B (zh) * | 2023-10-16 | 2024-01-02 | 唐智科技湖南发展有限公司 | 一种列车的声振协同诊断方法、系统、装置及介质 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3696715B2 (ja) * | 1997-05-07 | 2005-09-21 | ニッテツ北海道制御システム株式会社 | 走行レールの検査方法および装置 |
JP4245757B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2009-04-02 | 東京地下鉄株式会社 | 鉄道車両の走行性能向上方法及び装置 |
JP2001278051A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 鉄道車両の自動試験装置 |
JP2001287647A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-16 | Yoshida Seiki Kk | 列車動揺記録装置 |
JP2001317930A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-16 | Jr East Japan Information Systems Co | 軌道整備システム及びレール削正システム |
JP4045094B2 (ja) * | 2001-12-14 | 2008-02-13 | 東京地下鉄株式会社 | 車両の走行状態監視方法及び装置 |
JP3868337B2 (ja) * | 2002-06-19 | 2007-01-17 | 鹿島建設株式会社 | レール上台車の走行軌跡検出方法及び装置 |
JP4126233B2 (ja) * | 2003-01-31 | 2008-07-30 | 日本車輌製造株式会社 | 軌道走行車両の位置検知システム |
JP3759141B2 (ja) * | 2003-12-24 | 2006-03-22 | 北海道旅客鉄道株式会社 | 鉄道車両 |
US7251493B2 (en) * | 2004-02-13 | 2007-07-31 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Mobile terminals and methods for determining a location based on acceleration information |
JP4426874B2 (ja) * | 2004-03-02 | 2010-03-03 | 三菱電機株式会社 | 列車位置検出管理用の運行サーバ及び列車位置検出管理用の車載機器 |
-
2007
- 2007-08-28 JP JP2007220479A patent/JP4914785B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105172838A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-12-23 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 不打孔式剪力传感器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008081102A (ja) | 2008-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4914785B2 (ja) | 車両走行動揺/騒音解析システム、車両走行動揺/騒音解析方法および車両走行騒音解析方法 | |
CN105403242B (zh) | 一种机车弓网硬点光电振动综合检测与gps定位方法及系统 | |
US20120203402A1 (en) | Intelligent Railway System for Preventing Accidents at Railway Passing Points and Damage to the Rail Track | |
Morabia et al. | Air pollution and activity during transportation by car, subway, and walking | |
CN106960285A (zh) | 一种地铁列车运行服务质量检测装置及方法 | |
JP5596505B2 (ja) | 車両動揺測定装置および車両動揺測定方法 | |
JP2007145270A (ja) | 軌道状態解析方法及び軌道状態解析装置並びに軌道状態解析プログラム | |
JP2010091296A (ja) | 軌道位置データ付与システム及び軌道位置データ付与方法 | |
US20230322279A1 (en) | Track condition monitoring device, track condition monitoring system and track condition monitoring method | |
CN114771605B (zh) | 基于声学监测的高速铁路列车-轨道-环境一体化监测方法 | |
CN202124809U (zh) | 轨道几何形位检测成套体系装置 | |
Rodriguez et al. | Smartphones and tablets applications in railways, ride comfort and track quality. Transition zones analysis | |
JP2005231427A (ja) | 軌道モニタリング装置 | |
Cong et al. | Subway rail transit monitoring by built-in sensor platform of smartphone | |
JP3993222B2 (ja) | 車両走行動揺解析システムおよび車両走行動揺解析方法 | |
US20090094848A1 (en) | Track Twist Monitoring | |
JP2008238888A (ja) | 列車位置検知システム | |
Xie et al. | Characteristics of cabin noise of light rail systems | |
CN112767575A (zh) | 一种基于智能手机的轨道交通运营期车载添乘仪及方法 | |
Känsälä et al. | Acceleration sensor technology for rail track asset condition monitoring | |
CN115871735B (zh) | 一种便携式线路检查仪及线路动态检测方法 | |
JP2001071904A (ja) | 車輪踏面の状態検知方法及び装置 | |
JPH10206449A (ja) | 列車速度測定装置 | |
CN110304104A (zh) | 一种轨道晃动实时动态监测方法、装置及系统 | |
WO2022200234A1 (en) | Use of devices with inbuilt accelerometers to detect vibration on board a rail or road vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100729 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100803 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110412 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110517 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120110 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120123 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4914785 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |