JP7145570B2 - トンネル緩衝工の最適開度設定方法とその最適開度設定装置 - Google Patents
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Description
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、図5、図6、図8及び図11に示すように、移動体(1)が突入するトンネル坑口(3a)を覆うトンネル緩衝工(4)の開口部(4e)を最適開度に設定するトンネル緩衝工の最適開度設定方法であって、前記全閉時及び前記全開時の圧力勾配波形(W 1 ,W 2 )に発生する前記移動体の緩衝工突入時の第1ピーク(P 1 )を特定するとともに、前記全閉時及び前記全開時の圧力勾配波形(W 1 ,W 2 )に発生する前記移動体のトンネル突入時の第2ピーク(P 2 )を特定するピーク特定工程(#130)と、前記第1及び前記第2ピークに基づいて、前記開口部の最適開度を予測する最適開度予測工程(#150)とを含むトンネル緩衝工の最適開度設定方法(#100)である。
図1~図3に示す列車1は、軌道2に沿って移動する移動体である。列車1は、例えば、320km/h以上の高速で走行する新幹線車両などの鉄道車両である。軌道2は、列車1が走行する通路(移動経路)である。軌道2は、図2に示すように、上り本線2a及び下り本線2bの二本の本線で構成された複線である。図1~図3に示すトンネル3は、山腹などの地中を貫通して列車1を通過させるための固定構造物(土木構造物)である。トンネル3は、図2に示すように、一つの固定構造物内に二本の本線2a,2bを収容する複線用の鉄道トンネル(複線トンネル)である。トンネル3は、図2及び図3に示すように、列車1が突入及び退出する出入口となるトンネル坑口3aなどを備えている。
図11に示す最適開度設定方法#100は、開口部4eを最適開度に設定する方法である。最適開度設定方法#100は、圧力波検出工程#110と、圧力勾配波形演算工程#120と、ピーク特定工程#130と、近似直線生成工程#140と、最適開度予測工程#150などを含む。
以下では、制御部20の動作を中心として説明する。
図12に示すステップ(以下、Sという)100において、最適開度設定プログラム記憶部18から最適開度設定プログラムを制御部20が読み込む。最適開度設定プログラムを制御部20が読み込むと、一連の最適開度設定処理を制御部20が開始する。
(1) この実施形態では、開口部4eが全閉状態であるときに測定される全閉時の圧力勾配波形W1と、この開口部4eが全開状態であるときに測定される全開時の圧力勾配波形W2とに基づいて、この開口部4eの最適開度を予測する。このため、全閉時の圧力勾配波形W1及び全開時の圧力勾配波形W2の解析結果に基づいて、開口部4eの最適開度を簡単に予測することができる。その結果、トンネル緩衝工4の開口部4eを最適開度に調整するときに、開度の初期値を簡易に予測し短時間で設定することができる。また、開口部4eの開度を最適化するときの指針となる探索初期値を短時間で設定することができ、開口部4eの開度の最適化作業をより一層簡略化し作業負担を軽減することができる。
(1) この実施形態では、移動体が列車1である場合を例に挙げて説明したが、磁気浮上式鉄道又は自動車などの他の移動体についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、固定構造物がトンネル3及びトンネル緩衝工4である場合を例に挙げて説明したが、固定構造物をこれらに限定するものではない。例えば、雪崩を通過させるために山腹斜面から線路上を覆う庇状のスノーシェッド(雪崩防護工)、吹雪、地吹雪による線路上の吹き溜まりの発生を防止するために線路上を覆うスノーシェルタ、斜面から転落又は落下してくる落石を通過させるために線路上を覆う落石覆い(落石防護工)、線路上を立体的に交差する橋梁又は高架橋などの立体交差、線路上部に駅本屋が存在する橋上駅(橋上建物)、線路を超えるために線路上に架け渡された跨線橋などの固定構造物についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、列車1が新幹線列車である場合を例に挙げて説明したが、在来線を走行する在来線列車、又は新幹線と在来線とを相互に走行可能な新在直通運転用の列車などについても、この発明を適用することができる。
2 軌道
3 トンネル
3a トンネル坑口
4 トンネル緩衝工
4a 緩衝工口
4b 天部
4c,4d 側壁
4e 開口部
4f 開度調整部
5 圧力波検出装置
6 最適開度設定装置
8 圧力勾配波形演算部
11 ピーク特定部
13 座標系情報記憶部
14 近似直線生成部
16 最適開度予測部
20 制御部
W1 全閉時の圧力勾配波形
W2 全開時の圧力勾配波形
P1 第1ピーク(緩衝工突入時のピーク)
P2 第2ピーク(トンネル突入時のピーク)
P11,P12,P21,P22 圧力勾配ピーク値
L1 第1近似直線
L2 第2近似直線
P3 交点
Claims (5)
- 移動体が突入するトンネル坑口を覆うトンネル緩衝工の開口部を最適開度に設定するトンネル緩衝工の最適開度設定方法であって、
前記全閉時及び前記全開時の圧力勾配波形に発生する前記移動体の緩衝工突入時の第1ピークを特定するとともに、
前記全閉時及び前記全開時の圧力勾配波形に発生する前記移動体のトンネル突入時の第2ピークを特定するピーク特定工程と、
前記第1及び前記第2ピークに基づいて、前記開口部の最適開度を予測する最適開度予測工程と、
を含むトンネル緩衝工の最適開度設定方法。 - 請求項1に記載のトンネル緩衝工の最適開度設定方法において、
前記第1及び前記第2ピークの圧力勾配ピーク値と前記開口部の開度とを座標軸とする座標系を想定したときに、
前記全閉時の圧力勾配波形に発生する前記第1ピークの座標と、前記全開時の圧力勾配波形に発生する前記第1ピークの座標とを結ぶ第1近似直線を生成するとともに、
前記全閉時の圧力勾配波形に発生する前記第2ピークの座標と、前記全開時の圧力勾配波形に発生する前記第2ピークの座標とを結ぶ第2近似直線を生成する近似直線生成工程を含み、
前記最適開度予測工程は、前記第1近似直線及び前記第2近似直線に基づいて、前記開口部の最適開度を予測する工程を含むこと、
を特徴とするトンネル緩衝工の最適開度設定方法。 - 請求項2に記載のトンネル緩衝工の最適開度設定方法において、
前記最適開度予測工程は、前記第1近似直線と前記第2近似直線との交点付近の開度を、前記開口部の最適開度として予測すること、
を特徴とするトンネル緩衝工の最適開度設定方法。 - 請求項2に記載のトンネル緩衝工の最適開度設定方法において、
前記最適開度予測工程は、前記第1近似直線と前記第2近似直線との交点の開度が100%以上であるときには、前記開口部の最適開度が全開であると予測する工程を含むこと、
を特徴とするトンネル緩衝工の最適開度設定方法。 - 移動体が突入するトンネル坑口を覆うトンネル緩衝工の開口部を最適開度に設定するトンネル緩衝工の最適開度設定装置であって、
前記全閉時及び前記全開時の圧力勾配波形に発生する前記移動体の緩衝工突入時の第1ピークを特定するとともに、
前記全閉時及び前記全開時の圧力勾配波形に発生する前記移動体のトンネル突入時の第2ピークを特定するピーク特定部と、
前記第1及び前記第2ピークに基づいて、前記開口部の最適開度を予測する最適開度予測部と、
を備えるトンネル緩衝工の最適開度設定装置。
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