JP7334753B2 - Rail subsidence prediction method, prediction device, rail repair time determination method, and rail subsidence abnormality time determination method - Google Patents

Rail subsidence prediction method, prediction device, rail repair time determination method, and rail subsidence abnormality time determination method Download PDF

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Description

本発明は、搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測方法、予測装置、レール補修時期判定方法、及びレールの沈み込み異常時期の判定方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rail subsidence prediction method, a prediction device, a rail repair time determination method, and a rail subsidence abnormality time determination method for predicting the rail subsidence amount of a rail on which a truck for transporting objects to be transported travels. .

製鉄所において、連続鋳造設備で連続鋳造されたスラブはレール上を走行するスラブ搬送台車によって熱間圧延設備に搬送される場合がある。このスラブ搬送台車には、トロリ線から給電パンタグラフを介して電力が供給されている。 In a steelworks, a slab continuously cast in a continuous casting facility may be transported to a hot rolling facility by a slab transport vehicle running on rails. Power is supplied to this slab carrier from a trolley wire through a power supply pantograph.

一方、トロリ線から給電パンタグラフを介して電力の供給を受ける移動機械に用いられるトロリ線及び給電パンタグラフの異常監視システムとして、従来、例えば、特許文献1に示すものが知られている。
特許文献1に示すトロリ線及び給電パンタグラフの異常監視システムでは、トロリ線偏位検出部において、移動機械を走行させながらレーザ距離計により移動機械とトロリ線支持架台との相対距離を測定し、その測定距離に基づいてトロリ線偏位を検出することができる。また、当該異常監視システムでは、荷重測定部において、給電パンタグラフに作用するパンタグラフ荷重を測定することができる。そして、当該異常監視システムでは、判定部において、トロリ線偏位及びパンタグラフ荷重を判別し、例えばそれらの測定値が所定範囲外となっているときに異常であると判断することができる。
On the other hand, as an abnormality monitoring system for a contact wire and a power supply pantograph used in a mobile machine that receives power supply from a contact wire through a power supply pantograph, for example, the system disclosed in Patent Document 1 is conventionally known.
In the abnormality monitoring system for the contact wire and the power supply pantograph disclosed in Patent Document 1, the relative distance between the mobile machine and the contact wire support frame is measured by a laser rangefinder while the mobile machine is running in the contact wire deviation detection unit. Contact wire deflection can be detected based on the measured distance. Further, in the abnormality monitoring system, the load measuring unit can measure the pantograph load acting on the power feeding pantograph. In the abnormality monitoring system, the determination unit can determine the contact wire deflection and the pantograph load, and can determine that there is an abnormality when the measured values thereof are out of a predetermined range, for example.

また、電車が走行する軌道上の基準に対するトロリ線の位置を精度良く表示するトロリ線表示装置として、従来、例えば、特許文献2に示すものが知られている。
特許文献2に示すトロリ線表示装置は、対象物を3次元測定して得られた点群データのうち、電車が走行する軌道を構成するレールから得られた基準値に基づいて高さ及び偏位が計測されたトロリ線の各点に対して、各点を表示する際の基準となる表示基準点を設定する表示基準設定部を備えている。また、トロリ線表示装置は、軌道中心線上において、表示基準点に対応する第1の点およびトロリ線上の各点に対応する第2の点を求め、各第2の点について第1の点からの第1の距離を算出し、トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から第1の点までの第2の距離および第1の距離に基いて、起点から各第2の点までの第3の距離を算出する距離測定部を備えている。更に、トロリ線表示装置は、第3の距離に基づいて、第2の点に対応するトロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する表示制御部を備えている。
Further, as a contact wire display device that accurately displays the position of a contact wire with respect to a reference on a track on which an electric train runs, there is conventionally known, for example, the device disclosed in Patent Document 2.
The trolley wire display device disclosed in Patent Literature 2 displays height and deviation based on reference values obtained from rails that constitute a track on which a train travels, among point cloud data obtained by three-dimensionally measuring an object. A display reference setting unit is provided for setting a display reference point that serves as a reference for displaying each point of the trolley wire whose position has been measured. Further, the trolley wire display device obtains a first point corresponding to the display reference point and a second point corresponding to each point on the trolley line on the track center line, and obtains each second point from the first point. and based on the second distance from the starting point to the first point and the first distance when displaying each point on the trolley line, from the starting point to each second point is provided with a distance measuring unit for calculating a third distance of . Further, the trolley wire display device includes a display control section for creating display data for displaying the height and deviation of each point on the trolley line corresponding to the second point based on the third distance.

特開2017-13761号公報JP-A-2017-13761 国際公開第2018/087931International Publication No. 2018/087931

しかしながら、これら従来の特許文献1に示すトロリ線及び給電パンタグラフの異常監視システム及び特許文献2に示すトロリ線表示装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献1に示すトロリ線及び給電パンタグラフの異常監視システムの場合、トロリ線偏位を検出し、パンタグラフ荷重を測定し、それらの測定値が所定範囲外となっているときに異常であると判断することができるものの、台車(移動機械)がレール上を走行しているときのレールの沈み込み量については検出することができず、また、台車走行時から所定期間経過後のレールの沈み込み量を予測することができなかった。
また、特許文献2に示すトロリ線表示装置の場合、電車が走行する軌道上の基準に対するトロリ線の位置を精度良く表示することができるものの、この特許文献2にあっても、台車(移動機械)がレール上を走行しているときのレールの沈み込み量については検出することができず、また、台車走行時から所定期間経過後のレールの沈み込み量を予測することができなかった。
However, the conventional contact wire and power supply pantograph abnormality monitoring system disclosed in Patent Document 1 and the conventional contact wire display device disclosed in Patent Document 2 have the following problems.
That is, in the case of the abnormality monitoring system for the contact wire and the power feeding pantograph disclosed in Patent Document 1, the contact wire deviation is detected, the pantograph load is measured, and an abnormality is detected when the measured values are out of a predetermined range. However, it is not possible to detect the amount of subsidence of the rail when the truck (mobile machine) is running on the rail. The amount of subduction could not be predicted.
Further, in the case of the contact wire display device disclosed in Patent Document 2, the position of the contact wire relative to the reference on the track on which the electric train travels can be displayed with high accuracy. ) could not detect the amount of rail sinking when the truck was running on the rail, and could not predict the amount of rail sinking after a predetermined period of time had passed since the truck was running.

一方、台車走行時のレール沈み込み量を測定し、台車走行時からの所定期間経過後のレール沈み込み量の予測を行うにしても、レール沈み込み量は経年変化以外の変動要因(例えば、スラブ重量や台車速度変化など)の影響を受けるため、予測したレール沈み込み量に閾値を設けてレール補修の判断基準とする場合に、その閾値も経年変化以外の変動要因によるレール沈み込み量のばらつきを考慮して設定する必要があり、閾値の設定が困難であった。 On the other hand, even if the amount of rail subsidence is measured while the bogie is running and the amount of rail subsidence is predicted after a predetermined period of time has passed since the bogie is running, the amount of rail subsidence is caused by factors other than changes over time (for example, slab weight, change in bogie speed, etc.), when setting a threshold for the predicted rail subsidence and using it as a criterion for rail repair, the threshold is also affected by the rail subsidence due to fluctuation factors other than aging. It was difficult to set the threshold because it was necessary to set it in consideration of variations.

従って、本発明はこれらの問題点を解決するためになされたものであり、経年変化以外の変動要因の影響を除外した経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置のレール沈み込み量の予測値を適切に予測することができるレール沈み込み量の予測方法、予測装置、レール補修時期判定方法、及びレールの沈み込み異常時期の判定方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve these problems. To provide a rail subsidence amount prediction method, a prediction device, a rail repair time determination method, and a rail subsidence abnormality time determination method capable of appropriately predicting the predicted value of .

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るレール沈み込み量の予測方法は、搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測方法であって、過去の経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び過去の経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を出力データとした複数の学習用データを、機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を予測することを要旨とする。 In order to solve the above problems, a method for predicting the amount of rail subsidence according to one aspect of the present invention is a method for predicting the amount of rail subsidence for predicting the amount of subsidence of a rail on which a carriage for transporting an object to be transported travels. The amount of rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to past secular change and the amount of change in the influence factor that affects the past secular change during a predetermined period from when the bogie is running. Input data is the amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position after the passage of a predetermined period of time, and outputs a predicted value of the rail subsidence amount at a specific position after the passage of a predetermined period of time from the bogie running due to past secular changes for this input data. A model for predicting the amount of rail subsidence over time generated by machine learning using multiple learning data as data. Input the fluctuation amount of the rail subsidence amount at a specific position after the lapse of a predetermined period from when the bogie is running due to aging based on the amount of change in the influence factors that affect the amount of rail subsidence and aging over a predetermined period from when the bogie is running. The gist of the present invention is to predict a predicted value of a rail subsidence amount at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie travels due to secular change.

また、本発明の別の態様に係るレール補修時期判定方法は、前述のレール沈み込み量の予測方法により予測された、経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値により、レールの補修時期を判定することを要旨とする。 Further, a rail repair timing determination method according to another aspect of the present invention is an amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie travels due to aging, which is predicted by the above-described method of predicting the amount of rail subsidence. The gist is to determine the rail repair timing based on the predicted value of

また、本発明の別の態様に係るレール沈み込み量の予測装置は、搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測装置であって、過去の経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び過去の経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を出力データとした複数の学習用データを、機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を予測する経年変化レール沈み込み量予測部を備えていることを要旨とする。 Further, a rail subsidence amount prediction apparatus according to another aspect of the present invention is a rail subsidence amount prediction apparatus for predicting the rail subsidence amount on which a carriage that conveys an object to be conveyed travels. Based on the amount of rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to aging, and the amount of change in the influence factors that affect the past aging over a predetermined period from when the bogie is running due to aging after the lapse of a predetermined period Input data is the amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position, and output data is a predicted value of the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie traveled due to past secular changes in this input data. A predictive model for the amount of rail subsidence over time generated by machine learning the data for learning, and the amount of rail subsidence at a specific position during bogie running due to secular change excluding the influence of fluctuation factors other than secular change and the secular change. Based on the amount of change in the predetermined period from when the bogie is running on the influencing factor that affects the bogie due to aging. The gist of the present invention is that the vehicle is provided with an aging rail subsidence amount prediction unit that predicts a predicted value of the rail subsidence amount at a specific position after a predetermined period of time has elapsed from the time of running.

また、本発明の別の態様に係るレール沈み込み量の予測方法は、搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測方法であって、台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)の過去のデータと、経年変化に影響を与える因子である経年変化因子xの過去のデータとを含むデータを、機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)と、将来の予測対象時点における経年変化因子xの予測値xfとを入力して、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)を予測することを要旨とする。 Further, a rail subsidence amount prediction method according to another aspect of the present invention is a rail subsidence amount prediction method for predicting the rail subsidence amount on which a carriage for conveying an object to be conveyed travels, wherein the carriage travels. Machine learning machine learning Prediction of rail subsidence amount y (t, p) due to aging change at the prediction target point when the bogie is running and aging change factor x at the future prediction target time The gist is to input the value xf and predict the amount of rail subsidence y(t+k, p) due to secular change at the prediction target point at a future prediction target time.

また、本発明の別の態様に係るレールの沈み込み異常時期の判定方法は、前述のレール沈み込み量の予測方法による、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)の予測を、複数の予測対象時点について行い、予測結果が予め設定した所定の閾値以上となる予測対象時点を、レールの沈み込み異常時期であると判定することを要旨とする。 Further, a method for determining an abnormal timing of rail subsidence according to another aspect of the present invention is the amount of rail subsidence due to secular changes at a prediction target point at a future prediction target time, according to the above-described method for predicting the amount of rail subsidence. Prediction of y(t+k, p) is performed for a plurality of prediction target time points, and a prediction target time point at which the prediction result is equal to or greater than a predetermined threshold set in advance is determined to be an abnormal rail subsidence time. do.

また、本発明の別の態様に係るレール沈み込み量の予測装置は、搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測装置であって、台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)の過去のデータと、経年変化に影響を与える因子である経年変化因子xの過去のデータとを含むデータを、機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)と、将来の予測対象時点における経年変化因子xの予測値xfとを入力して、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)を予測する経年変化レール沈み込み量予測部を備えていることを要旨とする。 A rail subsidence amount prediction apparatus according to another aspect of the present invention is a rail subsidence amount prediction apparatus for predicting a rail subsidence amount on which a carriage for conveying an object to be conveyed travels, wherein the carriage travels. Machine learning machine learning Prediction of rail subsidence amount y (t, p) due to aging change at the prediction target point when the bogie is running and aging change factor x at the future prediction target time A secular change rail subsidence amount prediction unit that inputs a value xf and predicts the rail subsidence amount y(t+k, p) due to secular change at the prediction target point at a future prediction target point. and

本発明に係るレール沈み込み量の予測方法、予測装置、レール補修時期判定方法、及びレールの沈み込み異常時期の判定方法によれば、経年変化以外の変動要因の影響を除外した経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置のレール沈み込み量の予測値を適切に予測することができるレール沈み込み量の予測方法、予測装置、レール補修時期判定方法、及びレールの沈み込み異常時期の判定方法を提供できる。 According to the rail subsidence amount prediction method, the prediction device, the rail repair time determination method, and the rail subsidence abnormality time determination method according to the present invention, the bogie due to secular change excluding the influence of fluctuation factors other than secular change Rail subsidence prediction method, predicting device, rail repair timing determination method, and rail subsidence abnormality timing capable of appropriately predicting a predicted value of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since running can provide a determination method for

本発明の一実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法が適用されるレールに台車が走行している状態の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a state in which a bogie is running on a rail to which a method for predicting a rail subsidence amount according to an embodiment of the present invention is applied; FIG. 図1においてレールに台車が走行しているときのレール沈み込み量を測定する装置構成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of a device for measuring the amount of rail subsidence when a truck is running on the rail in FIG. 1 ; 本発明の一実施形態に係るレール沈み込み量の予測装置の概略構成のブロック図である。1 is a block diagram of a schematic configuration of a rail subduction amount prediction device according to an embodiment of the present invention; FIG. 図3に示すレール沈み込み量の予測装置の演算装置の演算処理部の処理の流れを説明するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart for explaining a processing flow of an arithmetic processing unit of an arithmetic unit of the rail subsidence amount prediction device shown in FIG. 3; FIG. 経年変化レール沈み込み量予測部で予測された経年変化による台車走行時(現時刻)から所定の閾値以上の判定結果となるまでの特定位置におけるレール沈み込み量の予測値の一例を示すグラフである。A graph showing an example of the predicted rail subsidence amount at a specific position from when the bogie is running (at the current time) until the judgment result exceeds a predetermined threshold due to aging predicted by the rail subsidence amount prediction unit. be.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments shown below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention. It is not intended to be specific to the following embodiments. Also, the drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship, ratio, etc. between the thickness and the planar dimensions are different from the actual ones, and the drawings include portions where the relationship and ratio of the dimensions are different from each other.

図1には、本発明の一実施形態に係る本発明の一実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法が適用されるレールに台車が走行している状態の概略構成が示されている。
図1に示す台車1は、連続鋳造設備で連続鋳造された搬送対象物としてのスラブSを熱間圧延設備(図示せず)に搬送するものであり、レール12上を走行する。
この台車1は、スラブSを積載した台車本体2を備え、台車本体2の両側には対をなすレール12上を走行する複数対(図1では一対のみ図示)の車輪3を備えている。各車輪3の車軸3aは減速機4に接続され、一方のモータ5の回転軸5aが減速機4に接続され、モータ5の回転が減速機4で減速されて車輪3が回転する。そして、各車輪3、減速機4及びモータ5はサスペンション11によって台車本体2に支持されている。レール12は、搗き固められた敷石13上に敷設されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a truck running on a rail to which a method for predicting the amount of rail subsidence according to an embodiment of the present invention is applied.
A truck 1 shown in FIG. 1 conveys a slab S as an object to be conveyed, which is continuously cast in a continuous casting facility, to a hot rolling facility (not shown), and runs on rails 12 .
This trolley 1 comprises a trolley body 2 on which slabs S are loaded, and on both sides of the trolley body 2, a plurality of pairs of wheels 3 (only one pair is shown in FIG. 1) running on paired rails 12. The axle 3a of each wheel 3 is connected to a speed reducer 4, the rotation shaft 5a of one motor 5 is connected to the speed reducer 4, and the rotation of the motor 5 is reduced by the speed reducer 4 to rotate the wheels 3. Each wheel 3 , speed reducer 4 and motor 5 are supported by the carriage body 2 via suspensions 11 . The rails 12 are laid on paving stones 13 that have been pounded and hardened.

また、台車1には、トロリ線(図示せず)から給電パンタグラフ(図示せず)を介して電力が供給されるようになっており、トロリ線を支持するトロリ線支持架台16が支柱14の上端近傍から延びる水平部15の先端部に固定されている。
そして、台車1の台車本体2の側面には、トロリ線支持架台16の上下方向の位置P1を測定するトロリ位置測定装置6が設置されている。トロリ位置測定装置6としては、例えば、2次元レーザ距離計が用いられる。
Electric power is supplied to the truck 1 from a contact wire (not shown) via a power supply pantograph (not shown). It is fixed to the tip of the horizontal portion 15 extending from the vicinity of the upper end.
A trolley position measuring device 6 for measuring the vertical position P1 of the trolley wire support frame 16 is installed on the side surface of the trolley main body 2 of the trolley 1 . As the trolley position measuring device 6, for example, a two-dimensional laser rangefinder is used.

また、台車本体2の下面には、減速機4までの距離を測定し、減速機4の上下方向の位置P2を測定する減速機位置測定装置7が設置されている。減速機位置測定装置7としては、例えば、レーザ距離計が用いられる。
そして、トロリ位置測定装置6及び減速機位置測定装置7は、レール沈み込み量測定装置8に接続されている。レール沈み込み量測定装置8には、トロリ位置測定装置6で測定されたトロリ線支持架台16の上下方向の位置P1と、減速機位置測定装置7で測定された減速機4の上下方向の位置P2とが入力される。
A speed reducer position measuring device 7 for measuring the distance to the speed reducer 4 and for measuring the vertical position P2 of the speed reducer 4 is installed on the lower surface of the truck body 2 . A laser rangefinder, for example, is used as the speed reducer position measuring device 7 .
The trolley position measuring device 6 and the speed reducer position measuring device 7 are connected to a rail sinking amount measuring device 8 . A vertical position P1 of the contact wire support frame 16 measured by the trolley position measuring device 6 and a vertical position P1 of the speed reducer 4 measured by the speed reducer position measuring device 7 are stored in the rail sinking amount measuring device 8. P2 is input.

また、台車1の車輪3の一つには、図2に示すように、所定の基準時から台車走行時(t)に至るまでの車輪3の回転数を測定し、その回転数と走行時間tとから所定の基準時から台車走行時(t)に至るまでの台車1の走行距離を算出する走行距離算出センサ17が設けられている。走行距離算出センサ17は、台車位置管理装置19に接続されている。台車位置管理装置19には、走行距離算出センサ17で算出された、所定の基準時から台車走行時(t)に至るまでの台車1の走行距離情報が入力される。 Also, as shown in FIG. 2, one of the wheels 3 of the bogie 1 is measured for the number of revolutions of the wheel 3 from a predetermined reference time to the time (t) when the bogie is running, and the number of revolutions and the running time are calculated. A traveling distance calculation sensor 17 is provided for calculating the traveling distance of the truck 1 from a predetermined reference time to the traveling time (t) of the truck from t. The traveling distance calculation sensor 17 is connected to the truck position management device 19 . The truck position management device 19 receives information on the traveling distance of the truck 1 from a predetermined reference time to the truck traveling time (t), which is calculated by the traveling distance calculation sensor 17 .

また、レール12の近傍には、図2に示すように、レール12に沿って所定間隔で配置された複数(n個)の台車位置検出装置18~18が設置されている。台車位置検出装置18~18のそれぞれは、レール12上を走行する台車1がその台車位置検出装置18~18のそれぞれの検出位置を通過したときにその台車1の通過を検出する。各台車位置検出装置18~18は、台車位置管理装置19に接続されている。台車位置管理装置19には、台車位置検出装置18~18のそれぞれからの台車通過情報が入力される。 Also, in the vicinity of the rail 12, as shown in FIG. 2, a plurality (n pieces) of carriage position detection devices 18 1 to 18 1 are arranged along the rail 12 at predetermined intervals. Each of the truck position detection devices 18 1 to 18 1 detects the passage of the truck 1 when the truck 1 traveling on the rail 12 passes through the respective detection positions of the truck position detection devices 18 1 to 18 1 . . Each truck position detection device 18 1 to 18 1 is connected to a truck position management device 19 . The carriage passage information from each of the carriage position detection devices 18 1 to 18 1 is input to the carriage position management device 19 .

そして、台車位置管理装置19は、走行距離算出センサ17からの、所定の基準時から台車走行時(t)に至るまでの台車1の走行距離情報と、台車位置検出装置18~18のそれぞれからの台車通過情報とから、台車走行時(t)の台車位置(p)を算出する。
また、台車位置管理装置19は、前述したレール沈み込み量測定装置8に接続されている。レール沈み込み量測定装置8には、台車位置管理装置19で算出された台車走行時(t)の台車位置(p)が入力される。
Then, the carriage position management device 19 receives travel distance information of the carriage 1 from the travel distance calculation sensor 17 to the time (t) when the carriage travels from a predetermined reference time, The position of the truck (p) at the time when the truck is running (t) is calculated from the truck passage information from each of them.
Further, the truck position management device 19 is connected to the rail sinking amount measuring device 8 described above. The truck position (p) at the time of truck travel (t) calculated by the truck position management device 19 is input to the rail sinking amount measuring device 8 .

レール沈み込み量測定装置8は、トロリ位置測定装置6で測定されたトロリ線支持架台16の上下方向の位置P1と、減速機位置測定装置7で測定された減速機4の上下方向の位置P2とからレール12の上面位置P3を演算する。そして、レール沈み込み量測定装置8は、その演算したレール12の上面位置P3の正規状態からの沈み込み量を算出する。レール沈み込み量測定装置8は、その算出した沈み込み量を、台車位置管理装置19から入力された台車走行時(t)の台車位置(p)の情報と併せて、台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量Z(t,p)として後述するレール沈み込み量の予測装置20に伝送する。 The rail sinking amount measuring device 8 measures the vertical position P1 of the contact wire support frame 16 measured by the trolley position measuring device 6, and the vertical position P2 of the speed reducer 4 measured by the speed reducer position measuring device 7. The upper surface position P3 of the rail 12 is calculated from . Then, the rail sinking amount measuring device 8 calculates the sinking amount from the normal state of the calculated upper surface position P3 of the rail 12 . The rail sinking amount measuring device 8 combines the calculated sinking amount with the information on the truck position (p) when the truck is traveling (t) input from the truck position management device 19, is transmitted as a rail subsidence amount Z(t, p) at a specific position (p) of the rail subsidence amount to a rail subsidence amount prediction device 20 described later.

また、台車1の台車本体2には、スラブSの重量を測定するスラブ重量測定装置9が設置されている。更に、モータ5には、モータ5の回転軸5aの回転数を測定することで、台車1の速度、ひいては台車1の速度変化(加速度)を測定する台車速度測定装置10が設置されている。そして、スラブ重量測定装置9で測定されたスラブSの重量は、台車走行時の経年変化以外の変動要因をなすスラブ重量n(t)として後述するレール沈み込み量の予測装置20に伝送される。また、台車速度測定装置10で測定された台車1の速度変化(加速度)も、台車走行時の経年変化以外の変動要因をなす台車速度変化量n(t)としてレール沈み込み量の予測装置20に伝送される。 A slab weight measuring device 9 for measuring the weight of the slab S is installed on the carriage body 2 of the carriage 1 . Further, the motor 5 is provided with a truck speed measuring device 10 that measures the speed of the truck 1 and thus the speed change (acceleration) of the truck 1 by measuring the rotation speed of the rotating shaft 5a of the motor 5. The weight of the slab S measured by the slab weight measuring device 9 is transmitted to the rail subsidence amount predicting device 20, which will be described later, as the slab weight n 1 (t), which is a variable factor other than the secular change during running of the bogie. be. In addition, the speed change (acceleration) of the bogie 1 measured by the bogie speed measuring device 10 is also used as the bogie speed change amount n 2 (t), which is a variation factor other than the secular change while the bogie is running, and is used as a predictor of the rail subsidence amount. 20.

ここで、スラブ重量n(t)及び台車速度変化量n(t)が本実施形態で台車走行時の経年変化以外の変動要因として選定されているのは、次の理由による。経年変化以外の変動要因によるレール12の沈み込みは、レール12に力が加わることにより発生しており、1つはレール12に力が加わる要因としてスラブ重量n(t)を選定した。また、もう1つは、レール12に傾斜がある場合は台車1の加減速の力がレール12の鉛直方向にもかかるため、台車速度変化量n(t)を選定した。
また、経年変化によるレール12の沈み込みは、レール12の摩耗及びレール12の下にある敷石13の隙間の拡大により発生しており、レール12の摩耗及び敷石13の隙間は台車1の走行により力が加わること、また敷石13の隙間は雨によって敷石13が動くことで発生するため、雨量x1及び台車1の走行に関係の深いスラブSの生産量x2を経年変化に影響を与える影響因子として選定した。
The reason why the slab weight n 1 (t) and the bogie speed variation n 2 (t) are selected in this embodiment as fluctuation factors other than aging while the bogie is running is as follows. The sinking of the rail 12 due to fluctuation factors other than aging is caused by the force applied to the rail 12. One of the factors for the force applied to the rail 12 is the slab weight n 1 (t). Another reason is that if the rail 12 is inclined, the acceleration/deceleration force of the truck 1 is also applied to the rail 12 in the vertical direction, so the truck speed change amount n 2 (t) is selected.
The sinking of the rails 12 due to aging is caused by the wear of the rails 12 and the expansion of the gaps between the paving stones 13 under the rails 12. Since the gap between the paving stones 13 is generated by the application of force and the movement of the paving stones 13 due to rain, the amount of rain x1 and the production amount x2 of the slab S, which is closely related to the running of the bogie 1, are the factors that affect the aging. selected.

次に、図3に示すレール沈み込み量の予測装置20は、レール沈み込み量測定装置8、スラブ重量測定装置9、及び台車速度測定装置10に無線で接続されるとともに、上位計算機47に有線あるいは無線で接続されている。
このレール沈み込み量の予測装置20は、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)を予測するものである。
レール沈み込み量の予測装置20は、図3に示すように、演算装置21と、入力装置44と、記憶装置45と、出力装置46とを備えたコンピュータシステムである。演算装置21と、入力装置44、記憶装置45、及び出力装置46とは、この接続の態様に限らず、無線により接続されてもよく、あるいは有線と無線とを組み合わせた態様で接続されてもよい。
Next, the rail subduction amount prediction device 20 shown in FIG. Or connected wirelessly.
This rail subsidence amount prediction device 20 predicts the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period (k) has elapsed from the bogie running time (t) due to secular change excluding the effects of fluctuation factors other than secular change. is to predict the predicted value y(t+k, p) of .
The rail subduction amount prediction device 20 is, as shown in FIG. The computing device 21, the input device 44, the storage device 45, and the output device 46 are not limited to this connection mode, and may be connected wirelessly, or may be connected in a combination of wired and wireless. good.

入力装置44は、例えば、キーボード、ペンタブレット、タッチパッド、マウス等、本システムの管理者の操作を検出可能な任意の入力インターフェースであるが、上位計算機47からの指令及び情報を入力可能となっている。また、台車走行制御装置(図示せず)から伝送された台車1のレール12上における位置(p)及びレール沈み込み量測定装置8から伝送された台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量Z(t,p)が入力される。また、スラブ重量測定装置9から伝送された台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因をなすスラブ重量n(t)が入力される。更に、台車速度測定装置10から伝送された台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因をなす台車速度変化量n(t)が入力される。また、入力装置44により演算装置21への各種処理の指示に係る操作を受け付ける。 The input device 44 is, for example, a keyboard, a pen tablet, a touch pad, a mouse, or any other input interface capable of detecting the operation of the administrator of this system. ing. Also, the position (p) of the truck 1 on the rail 12 transmitted from the truck traveling control device (not shown) and the specific position (p) at the time of truck traveling (t) transmitted from the rail sinking amount measuring device 8 A rail sinking amount Z(t, p) is input. Also, the slab weight n 1 (t), which is a variable factor other than the secular change during the running of the bogie (t), transmitted from the slab weight measuring device 9 is input. Furthermore, the bogie speed change amount n 2 (t), which is a variation factor other than the secular change during the bogie running (t), transmitted from the bogie speed measuring device 10 is input. In addition, the input device 44 accepts operations related to various processing instructions to the arithmetic device 21 .

記憶装置45は、例えばハードディスクドライブ、半導体ドライブ、光学ドライブ等であり、本システムにおいて必要な情報を記憶する装置である。記憶装置45は、例えば、過去の台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因(スラブ重量n(t)及び台車速度変化量n(t))の入力データ及びこの入力データに対する過去の経年変化以外の変動要因(スラブ重量n(t)及び台車速度変化量n(t))による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量(スラブ重量によるレール沈み込み量h(t、p)、台車速度変化量によるレール沈み込み量h(t、p))を出力データとした複数の学習データを記憶している。また、記憶装置45は、過去の経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t、p)及び過去の経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量の入力データ及びこの入力データに対する過去の経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k、p)を出力データとした複数の学習データを記憶している。また、記憶装置45には、後述する生成された変動要因沈み込み量算出モデル(スラブ重量沈み込み算出モデル及び)及び生成された経年変化レール沈み込み量予測モデル等の情報が記憶される。 The storage device 45 is, for example, a hard disk drive, a semiconductor drive, an optical drive, or the like, and is a device that stores necessary information in this system. The storage device 45 stores, for example, input data of fluctuation factors (slab weight n 1 (t) and bogie speed change amount n 2 (t)) other than the secular change during past bogie running (t), and past data for this input data. Amount of rail subsidence (rail subsidence due to slab weight A plurality of learning data are stored in which output data are the sinking amount h 1 (t, p) and the rail sinking amount h 2 (t, p) based on the bogie speed change amount. In addition, the storage device 45 stores the rail subsidence amount y(t, p) at a specific position (p) when the bogie travels (t) due to past secular change, and influence factors (rainfall x1 and At a specific position (p) after a predetermined period (k) has passed from the time (t) when the truck is running due to aging based on the amount of change in the production amount x2) of the slab S during the predetermined period (k) from when the truck is running (t) Input data of fluctuation amount of rail subsidence amount and prediction value y ( It stores a plurality of learning data with t+k, p) as output data. In addition, the storage device 45 stores information such as a generated variation factor subsidence amount calculation model (slab weight subsidence calculation model) and a generated secular change rail subsidence amount prediction model, which will be described later.

また、出力装置46は、出力されたデータ、例えば、判定結果出力部42の出力データであるレール異常と判断された経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後あるいは変更された所定期間(2k~nkのいずれか)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k~t+nkのいずれか,p)を出力する。また、出力装置46は、経年変化レール沈み込み量予測部40で予測された経年変化による台車走行時(t)からレール異常と判断されるまでの特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k~t+nk,p)も出力する。出力装置46は、例えば、液晶ディスプレイや有機ディスプレイ等の任意のディスプレイを備えることで、出力データ及び信号に基づく画面を表示可能である。 In addition, the output device 46 outputs the output data, for example, after a predetermined period of time (k) has elapsed from the time (t) when the truck traveled due to aging, which is the output data of the determination result output unit 42, which was determined to be a rail abnormality, or when it has been changed. A predicted value y (any one of t+k to t+nk, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after the lapse of a predetermined period (any of 2k to nk) is output. In addition, the output device 46 predicts the amount of rail subsidence at a specific position (p) from the time (t) when the bogie is running due to the secular change predicted by the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 until it is determined that there is a rail abnormality. It also outputs the value y(t+k to t+nk, p). The output device 46 can display a screen based on output data and signals by including any display such as a liquid crystal display or an organic display.

また、演算装置21は、RAM22と、ROM23と、演算処理部31とを備えている。ROM23は、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成プログラム24、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成プログラム25、スラブ重量沈み込み量算出プログラム26、台車速度変化沈み込み量算出プログラム27、経年変化沈み込み量算出プログラム28、経年変化沈み込み量予測モデル生成プログラム29及び経年変化沈み込み量予測プログラム30を記憶している。また、演算処理部31は、演算処理機能を有し、RAM22及びROM23とバス43により接続されている。また、RAM22、ROM23、及び演算処理部31は、バス43を介して入力装置44、記憶装置45、及び出力装置46に接続されている。 The arithmetic device 21 also includes a RAM 22 , a ROM 23 , and an arithmetic processing section 31 . The ROM 23 contains a slab weight subsidence amount calculation model generation program 24, a bogie speed change subduction amount calculation model generation program 25, a slab weight subduction amount calculation program 26, a bogie speed change subduction amount calculation program 27, and a secular change subduction amount. A calculation program 28, a secular change amount prediction model generation program 29, and a secular change amount prediction program 30 are stored. Moreover, the arithmetic processing unit 31 has an arithmetic processing function and is connected to the RAM 22 and the ROM 23 via the bus 43 . The RAM 22 , ROM 23 and arithmetic processing section 31 are also connected to an input device 44 , a storage device 45 and an output device 46 via a bus 43 .

演算処理部31は、機能ブロックとして、変動要因沈み込み量算出モデル生成部32、変動要因レール沈み込み量算出部35、経年変化レール沈み込み量算出部38、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39、経年変化レール沈み込み量予測部40、判定部41、及び判定結果出力部42を備えている。
ここで、変動要因沈み込み量算出モデル生成部32は、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成部33と、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部34とを備えている。
The arithmetic processing unit 31 includes, as functional blocks, a variation factor sagging amount calculation model generation unit 32, a variation factor rail sagging amount calculation unit 35, an aging rail sagging amount calculation unit 38, and an aging rail sagging amount prediction model generation unit. A section 39 , an aging rail subsidence amount prediction section 40 , a determination section 41 , and a determination result output section 42 are provided.
Here, the variation factor subsidence amount calculation model generation section 32 includes a slab weight subduction amount calculation model generation section 33 and a bogie speed change subduction amount calculation model generation section 34 .

スラブ重量沈み込み量算出モデル生成部33は、入力装置44から算出モデルの生成指示を受けた際に、記憶装置45に記憶された過去の台車走行時(t)のスラブ重量n(t)を入力データ及びこの入力データに対する過去のスラブ重量n(t)による台車走行時の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)を出力データとした複数の学習データを取得する。そして、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成部33は、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成プログラム24を実行してこれら複数の学習データを機械学習させて変動要因沈み込み量算出モデルを構成するスラブ重量沈み込み量算出モデルを生成する。 When the slab weight sinking amount calculation model generation unit 33 receives an instruction to generate a calculation model from the input device 44, the slab weight n 1 (t) of the past bogie running time (t) stored in the storage device 45 is calculated. A plurality of learning data are acquired with the input data and the rail subduction amount h 1 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running due to the past slab weight n 1 (t) for this input data as output data. do. Then, the slab weight subsidence amount calculation model generation unit 33 executes the slab weight subsidence amount calculation model generation program 24 to machine-learn the plurality of learning data, thereby forming the variation factor subsidence amount calculation model. Generate a subduction amount calculation model.

また、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部34は、入力装置44から算出モデルの生成指示を受けた際に、記憶装置45に記憶された過去の台車走行時(t)の台車速度変化量n(t)を入力データ及びこの入力データに対する過去の台車速度変化量n(t)による台車走行時の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)を出力データとした複数の学習データを取得する。そして、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部34は、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成プログラム25を実行してこれら複数の学習データを機械学習させて変動要因沈み込み量算出モデルを構成する台車速度変化沈み込み量算出モデルを生成する。 In addition, when receiving an instruction to generate a calculation model from the input device 44, the bogie speed change subsidence amount calculation model generation unit 34 calculates the bogie speed change amount of the past bogie running time (t) stored in the storage device 45. Let n 2 (t) be input data and rail subsidence amount h 2 (t, p) at a specific position (p) during bogie travel based on past bogie speed change amount n 2 (t) with respect to this input data as output data Get multiple training data Then, the bogie speed change subsidence amount calculation model generation unit 34 executes the bogie speed change subduction amount calculation model generation program 25 and machine-learns the plurality of learning data to construct a variation factor subduction amount calculation model. A bogie speed change subduction amount calculation model is generated.

次に、変動要因レール沈み込み量算出部35は、スラブ重量沈み込み量算出部36と、台車速度変化沈み込み量算出部37とを備えている。
スラブ重量沈み込み量算出部36は、入力装置44から算出指示を受けた際に、スラブ重量沈み込み量算出プログラム26を実行して、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成部33で生成されたスラブ重量沈み込み量算出モデルに、スラブ重量測定装置9で測定され、入力装置44に入力された台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因をなすスラブ重量n(t)を入力して経年変化以外の変動要因をなすスラブ重量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)を算出する。
Next, the variation factor rail subsidence amount calculation unit 35 includes a slab weight subsidence amount calculation unit 36 and a bogie speed change subsidence amount calculation unit 37 .
When receiving a calculation instruction from the input device 44, the slab weight subsidence amount calculation unit 36 executes the slab weight subsidence amount calculation program 26 to The slab weight n 1 (t), which is measured by the slab weight measuring device 9 and input to the input device 44, is input to the weight sinking amount calculation model. A rail subsidence amount h 1 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to the slab weight, which is a variable factor other than aging, is calculated.

ここで、スラブ重量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)は、スラブ重量n(t)の変化に対するスラブ重量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)の変動量の関係式をfh(p,n(t))とすると、次の(1)式のように表せる。
(t、p)=fh(p,n(t))=A(p)n(t)+B(p) ・・・(1)
ここで、A(p)、B(p)はレール12上における台車1の位置(p)毎の定数である。
Here, the rail subsidence amount h 1 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is traveling due to the slab weight ( t ) is the amount of rail depression (t ) at a specific position (p) of rail subduction h 1 (t, p) is fh 1 (p, n 1 (t)), it can be expressed as the following equation (1) .
h1 (t,p)= fh1 (p, n1 (t))= A1 (p) n1 (t)+ B1 (p) (1)
Here, A 1 (p) and B 1 (p) are constants for each position (p) of the truck 1 on the rail 12 .

また、台車速度変化沈み込み量算出部37は、入力装置44から算出指示を受けた際に、台車速度変化沈み込み量算出プログラム27を実行して、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部34で生成された台車速度変化沈み込み量算出モデルに、台車速度測定装置10で測定され、入力装置44に入力された台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因をなす台車速度変化量n(t)を入力して経年変化以外の変動要因をなす台車速度変化量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)を算出する。 Further, when receiving a calculation instruction from the input device 44, the bogie speed change subsidence amount calculation unit 37 executes the bogie speed change subsidence amount calculation program 27, and the bogie speed change subsidence amount calculation model generation unit 34 In the bogie speed variation subsidence amount calculation model generated in , the bogie speed change amount n 2 (t) is input to calculate the rail subsidence amount h 2 (t, p) at a specific position (p) when the truck is running (t) based on the amount of truck speed variation that constitutes a variable factor other than aging.

ここで、台車速度変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)は、台車速度変化量n(t)の変化に対する台車速度変化量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)の変動量の関係式をfh(p,n(t))とすると、次の(2)式のように表せる。
(t、p)=fh(p,n(t))=A(p)n(t)+B(p) ・・・(2)
ここで、A(p)、B(p)はレール12上における台車1の位置(p)毎の定数である。
Here, the amount of rail subsidence h 2 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to a change in bogie speed depends on the amount of bogie speed change with respect to the change in the bogie speed change amount n 2 (t). Assuming that fh 1 (p, n 2 (t)) is the relational expression of the fluctuation amount of the rail subduction amount h 2 (t, p) at a specific position (p) when the truck is traveling (t), the following (2) can be expressed as
h2 (t,p)= fh2 (p, n2 (t))= A2 (p) n2 (t)+ B2 (p) (2)
Here, A 2 (p) and B 2 (p) are constants for each position (p) of the truck 1 on the rail 12 .

また、経年変化レール沈み込み量算出部38は、入力装置44から算出指示を受けた際に、経年変化沈み込み量算出プログラム28を実行して、レール沈み込み量測定装置8で演算され、入力装置44に入力された台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量Z(t,p)と、スラブ重量沈み込み量算出部36で算出された経年変化以外の変動要因をなすスラブ重量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)及び台車速度変化沈み込み量算出部37で算出された経年変化以外の変動要因をなす台車速度変化量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)とから、次の(3)式に基づいて、経年変化以外の変動要因の影響を除外した経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t,p)を算出する。 In addition, when receiving a calculation instruction from the input device 44, the aging rail subsidence amount calculation unit 38 executes the aging change amount calculation program 28, and the rail subduction amount measurement device 8 calculates and inputs The amount of rail subsidence Z(t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) input to the device 44 and the fluctuation factors other than the secular change calculated by the slab weight subsidence amount calculation unit 36 are calculated. The amount of rail subsidence h 1 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to the weight of the slab, and the fluctuation factor other than the secular change calculated by the bogie speed change subsidence amount calculation unit 37 Based on the rail subduction amount h 2 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to the amount of bogie speed change, the influence of fluctuation factors other than aging is calculated based on the following equation (3). A rail subsidence amount y(t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to secular change excluding .

y(t、p)=Z(t,p)-(h(t、p)+h(t、p)) ・・・(3)
つまり、経年変化レール沈み込み量算出部38は、台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量Z(t,p)から経年変化以外の変動要因によるレール沈み込み量(h(t、p)+h(t、p))を除外して経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t,p)を算出する。
y(t, p)=Z(t, p)−(h 1 (t, p)+h 2 (t, p)) (3)
That is, the secular change rail subsidence amount calculation unit 38 calculates the rail subsidence amount (h 1 (t, p)+h 2 (t, p)) is excluded to calculate the rail subsidence amount y(t, p) at the specific position (p) during bogie running (t) due to aging.

また、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39は、入力装置44から予測モデルの生成指示を受けた際に、記憶装置45で記憶された過去の経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t、p)及び過去の経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k、p)を出力データとした複数の学習データを取得する。 In addition, when receiving an instruction to generate a prediction model from the input device 44, the secular change rail subsidence amount prediction model generation unit 39 specifies the bogie running time (t) due to the past secular change stored in the storage device 45. A predetermined period (k ) based on the amount of change in the rail subduction amount at a specific position (p) after a predetermined period of time (k) from the time when the bogie was running (t) due to aging. A plurality of learning data are obtained in which the predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after the elapse of a predetermined period (k) from the time (t) when the truck is running is obtained as output data.

そして、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39は、経年変化沈み込み量予測モデル生成プログラム29を実行して、取得した複数の学習データを機械学習させて経年変化レール沈み込み量予測モデルを生成する。
なお、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成部33で生成されるスラブ重量沈み込み量算出モデル、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部34で生成される台車速度変化沈み込み量算出モデル、及び経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39で生成される経年変化レール沈み込み量予測モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルである。
Then, the aging rail subsidence amount prediction model generation unit 39 executes the aging change amount prediction model generation program 29, performs machine learning on the acquired plurality of learning data, and generates the aging change rail subsidence amount prediction model. Generate.
The slab weight subsidence amount calculation model generated by the slab weight subsidence amount calculation model generation unit 33, the bogie speed change subsidence amount calculation model generated by the bogie speed change subduction amount calculation model generation unit 34, and the aging The aging rail subsidence amount prediction model generated by the changing rail subsidence amount prediction model generation unit 39 is a model constructed by multiple regression analysis or a neural network.

また、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化沈み込み量予測プログラム30を実行して、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39で生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化レール沈み込み量算出部38で算出された、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t,p)を入力する。また、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)を予測する。 In addition, the aging rail subsidence amount prediction unit 40 executes the aging change rail subsidence amount prediction program 30 to generate the aging rail subsidence amount prediction model generated by the aging rail subsidence amount prediction model generation unit 39. , rail subsidence amount y(t, p). In addition, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 adds to the secular change rail subsidence amount prediction model the influence factors that affect the secular change (rain amount x1 and production amount of slab S x2) from the bogie running time (t). Input the amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position (p) after the passage of a predetermined period (k) from the time when the bogie is running (t) due to aging based on the amount of change in the predetermined period (k). A predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period of time (k) has elapsed since the truck travels (t) is predicted.

ここで、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)は、経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t,p)と、次の(4)式の積分項を経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量とすると、次の(4)式のように表せる。ここで、F(t,k,p)は、(4)式の積分項であり、経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量である。 Here, the predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after the lapse of a predetermined period (k) from the time when the bogie is running due to aging (t) is The amount of rail subduction y (t, p) at a specific position (p) of (t) and the integral term of the following equation (4) are factors that affect aging (rainfall x1 and slab S production x2 ) based on the amount of change in the predetermined period (k) from the time (t) when the bogie is running (t). As a quantity, it can be expressed by the following formula (4). Here, F (t, k, p) is the integral term of the formula (4), and is based on the amount of change in the factor that affects aging over a predetermined period (k) from when the bogie is running (t). It is the amount of change in the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period of time (k) has passed since the time when the bogie was running (t) due to aging.

Figure 0007334753000001
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経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量は、上位計算機47から経年変化レール沈み込み量予測モデルに入力される。上位計算機47には、年間平均降水量から算出される台車走行時(t)の雨量x1(t)、台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の雨量x1(t+k)、台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の雨量x1(2k)・・・、台車走行時(t)から所定期間((n-1)k)経過後の雨量x1(t+(n-1)k)、台車走行時(t)から所定期間(nk)経過後の雨量x1(t+nk)が予め入力されている。 Predetermined period from when the bogie is running (t) due to secular change based on the amount of change during the predetermined period (k) from when the bogie is running (t) in the influencing factors (rainfall x1 and production volume of slab S x2) that affect aging (k) The amount of change in the rail subsidence amount at the specific position (p) after the lapse of time is input from the host computer 47 to the secular change rail subsidence amount prediction model. The host computer 47 stores the rainfall x1(t) when the truck is running (t) calculated from the annual average rainfall, the rainfall x1(t+k) after a predetermined period of time (k) has passed from the time when the truck is running (t), Rainfall x1 (2k) after a predetermined period of time (k) has passed from time (t), rainfall x1 (t+(n-1 )k), and the amount of rain x1(t+nk) after a predetermined period of time (nk) has elapsed from the time when the truck is running (t) is input in advance.

また、上位計算機47には、スラブSの生産計画から算出される台車走行時(t)のスラブSの生産量x2(t)、台車走行時(t)から所定期間(k)経過後のスラブSの生産量x2(t+k)、台車走行時(t)から所定期間(2k)経過後のスラブSの生産量x2(t+2k)・・・、台車走行時(t)から所定期間((n-1)k)経過後のスラブSの生産量x2(t+(n-1)k)、台車走行時(t)から所定期間(nk)経過後のスラブSの生産量x2(t+nk)が予め入力されている。 In addition, the host computer 47 stores the production amount x2(t) of the slab S when the truck is running (t) calculated from the production plan of the slab S, S production amount x2(t+k), Slab S production amount x2(t+2k) after a predetermined period of time (2k) has elapsed from the time (t) when the truck is running, and a predetermined period ((n- 1) Input in advance x2(t+(n−1)k) of slab S production after k) and 2(t+nk) of slab S after a predetermined period of time (nk) has passed from the time when the truck is running (t). It is

そして、上位計算機47は、年間平均降水量から算出される台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の雨量の変化量(x1(t+k)-x1(t))と、スラブSの生産計画から算出される台車走行時(t)から所定期間(k)経過後のスラブSの生産量の変化量(x2(t+k)-x2(t))と、これら雨量の変化量(x1(t+k)-x1(t))とスラブSの生産量の変化量(x2(t+k)-x2(t))とに基づいて算出された経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量((4)式の積分項)を、経年変化レール沈み込み量予測部40に送出し、経年変化レール沈み込み量予測モデルに入力する。ここで、年間平均降水量から算出される台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の雨量の変化量(x1(t+k)-x1(t))は、台車走行時(t)から所定期間(k)経過後に至るまでの雨量の累積量を意味する。また、スラブSの生産計画から算出される台車走行時(t)から所定期間(k)経過後のスラブSの生産量の変化量(x2(t+k)-x2(t))は、台車走行時(t)から所定期間(k)経過後のスラブSの生産量と台車走行時(t)のスラブの生産量との差分の生産量を意味する。 Then, the host computer 47 calculates the amount of change in rainfall (x1(t+k)-x1(t)) after the lapse of a predetermined period (k) from the time when the bogie is running (t) calculated from the annual average rainfall, and the amount of rainfall of the slab S The amount of change (x2(t+k)-x2(t)) in the production amount of the slab S after the lapse of a predetermined period (k) from the time (t) when the truck travels calculated from the production plan, and the amount of change in the amount of rainfall (x1( t+k)-x1(t)) and the amount of change in the production volume of the slab S (x2(t+k)-x2(t)), which is calculated based on the change over time, for a predetermined period (k) from the time when the truck is running (t) The post-elapsed rail subsidence variation amount (integral term of formula (4)) at the specific position (p) is sent to the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 and input to the secular change rail subsidence amount prediction model. do. Here, the amount of change in rainfall (x1(t+k)-x1(t)) after a predetermined period of time (k) has passed since the bogie is running (t) calculated from the annual average rainfall is calculated from the bogie running (t). It means the cumulative amount of rainfall after a predetermined period (k) has passed. In addition, the amount of change in the production amount of the slab S (x2(t+k)-x2(t)) after the lapse of a predetermined period (k) from the time (t) when the slab S is running is calculated from the production plan of the slab S. It means the production amount of the difference between the production amount of the slabs S after the lapse of a predetermined period (k) from (t) and the production amount of the slabs when the truck is running (t).

なお、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化沈み込み量予測プログラム30を実行して、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39で生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化レール沈み込み量算出部38で算出された、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t,p)を入力する。また、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)を予測する。 Note that the aging rail subsidence amount prediction unit 40 executes the aging change rail subsidence amount prediction program 30 to generate the aging rail subsidence amount prediction model generated by the aging rail subsidence amount prediction model generation unit 39. , rail subsidence amount y(t, p). In addition, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 adds to the secular change rail subsidence amount prediction model the influence factors that affect the secular change (rain amount x1 and production amount of slab S x2) from the bogie running time (t). Input the amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position (p) after the passage of a predetermined period (k) from the time when the bogie is running (t) due to aging based on the amount of change in the predetermined period (k). A predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period of time (k) has elapsed since the truck travels (t) is predicted.

また、判定部41は、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)が所定の閾値(例えば、過去実績の最大値である20mm)以上か否かを判定する。
そして、判定部41は、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)が前述の所定の閾値以上でない判定結果であるときに、所定期間(k)を変更する(所定期間(k)→所定期間(2k))。
Further, the determination unit 41 determines that the predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at the specific position (p) after the lapse of a predetermined period (k) from the bogie running time (t) due to secular change is a predetermined threshold value. (For example, 20 mm, which is the maximum value in the past record) or more.
Then, the determination unit 41 determines that the predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at the specific position (p) after the lapse of the predetermined period (k) from the bogie running time (t) due to aging is the above-mentioned predetermined value. is not equal to or greater than the threshold, the predetermined period (k) is changed (predetermined period (k)→predetermined period (2k)).

また、経年変化レール沈み込み量予測部40は、変更された所定期間(2k)経過後の特定位置(p)における経年変化によるレール沈み込み量の予測値y(t+2k,p)の予測を再度行う。この際に、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、一旦予測された経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t+k,p)を入力する。また、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の所定期間(t+k)から所定期間(t+2k)までの変化量に基づく経年変化による所定期間(t+k)から所定期間(t+2k)までの特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、変更された台車走行時(t)から所定期間(2k)経過後の特定位置(p)における経年変化によるレール沈み込み量の予測値y(t+2k,p)を予測する。 In addition, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 predicts the predicted value y(t+2k, p) of the rail subsidence amount due to secular change at the specific position (p) after the lapse of the changed predetermined period (2k). again. At this time, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 adds the secular change rail subsidence amount prediction model to a specific position ( Input the rail sinking amount y(t+k, p) at p). In addition, the aging rail subsidence amount prediction unit 40 adds, to the aging rail subsidence amount prediction model, influence factors (rainfall x1 and production amount of slab S x2) affecting aging change from a predetermined period (t+k) to a predetermined By inputting the variation amount of the rail subduction amount at the specific position (p) from the predetermined period (t+k) to the predetermined period (t+2k) due to aging based on the amount of change up to the period (t+2k), the changed bogie running time A predicted value y(t+2k, p) of rail subsidence due to secular change at a specific position (p) after a predetermined period (2k) has elapsed from (t) is predicted.

ここで、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(2k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+2k,p)は、次の(5)式のように表せる。
y(t+2k,p)=y(t+k,p)+F(t+k,2k,P) ・・・(5)
また、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(3k~nk)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+2k~t+nk,p)は、それぞれ次式のように表せる。
y(t+3k,p)=y(t+2k,p)+F(t+2k,3k,P)

y(t+nk,p)=y(t+(n-1)k,p)+F(t+(n-1)k,nk,P)
Here, the predicted value y(t+2k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after the elapse of a predetermined period (2k) from the bogie running time (t) due to secular change is given by the following equation (5): can be expressed as
y(t+2k, p)=y(t+k,p)+F(t+k,2k,P) (5)
In addition, the predicted value y (t + 2k to t + nk, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period (3k to nk) has passed since the time when the bogie was running (t) due to aging is obtained by the following equation. can be expressed as
y(t+3k,p)=y(t+2k,p)+F(t+2k,3k,p)

y(t+nk, p)=y(t+(n−1)k,p)+F(t+(n−1)k,nk,P)

そして、判定部41及び経年変化レール沈み込み量予測部40は、当該予測値y(t+2k~t+nk,p)が前述の所定の閾値以上の判定結果となるまで所定期間の変更と予測値の予測と判定とを繰り返す。
また、判定結果出力部42は、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後あるいは変更された所定期間(2k~nkのいずれか)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k~t+nkのいずれか,p)が所定の閾値以上の判定結果であるとき、レールが異常と判断する。
判定結果出力部42の判断結果は、出力装置46に出力される。
Then, the determination unit 41 and the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 change and predict the predicted value for a predetermined period until the predicted value y (t+2k to t+nk, p) becomes the above-described predetermined threshold value or more. The prediction and determination of are repeated.
In addition, the determination result output unit 42 outputs the rail at a specific position (p) after a predetermined period (k) or a changed predetermined period (any of 2k to nk) has elapsed since the bogie traveled (t) due to aging. When the predicted value y (any one of t+k to t+nk, p) of the amount of subduction is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the rail is abnormal.
The determination result of the determination result output unit 42 is output to the output device 46 .

また、経年変化レール沈み込み量予測部40で予測された経年変化による台車走行時(現時刻)(t)からレール異常と判断されるまでの特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k~t+nk,p)も出力装置46に出力される。図5には、経年変化による台車走行時(現時刻)からレール異常と判断されるまでの特定位置におけるレール沈み込み量の予測値の一例が示されている。 In addition, the prediction value of the rail subsidence amount at a specific position (p) from the time when the bogie is running (current time) (t) due to the secular change predicted by the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 until it is determined that there is a rail abnormality. y(t+k to t+nk, p) is also output to the output device 46 . FIG. 5 shows an example of the predicted value of the rail subsidence amount at a specific position from when the bogie is running due to aging (current time) until it is determined that there is a rail abnormality.

次に、本発明の一実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法を示す演算処理部31の処理の流れを図4を参照して説明する。
先ず、図4に示すように、ステップS1において、演算処理部31の変動要因沈み込み量算出モデル生成部32は、入力装置44から算出モデルの生成指示があったときに、変動要因沈み込み量算出モデルを生成する。
Next, the flow of processing of the arithmetic processing unit 31 showing the method of predicting the amount of rail subsidence according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 4, in step S1, the variation factor sinking amount calculation model generating section 32 of the arithmetic processing section 31 receives a calculation model generation instruction from the input device 44, and calculates the variation factor sinking amount. Generate a computational model.

具体的に述べると、変動要因沈み込み量算出モデル生成部32のスラブ重量沈み込み量算出モデル生成部33は、入力装置44から算出モデルの生成指示を受けた際に、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成プログラム24を実行して記憶装置45に記憶された過去の台車走行時(t)のスラブ重量n(t)を入力データ及びこの入力データに対する過去のスラブ重量n(t)による台車走行時の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)を出力データとした複数の学習データを取得する。そして、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成部33は、これら複数の学習データを機械学習させて変動要因沈み込み量算出モデルを構成するスラブ重量沈み込み量算出モデルを生成する。 Specifically, when the slab weight subsidence amount calculation model generation unit 33 of the variation factor subsidence amount calculation model generation unit 32 receives an instruction to generate a calculation model from the input device 44, the slab weight subsidence amount calculation is performed. By executing the model generation program 24, the slab weight n 1 (t) of the past bogie running time (t) stored in the storage device 45 is input data and the bogie based on the past slab weight n 1 (t) for this input data. A plurality of learning data are acquired with the rail subduction amount h 1 (t, p) at a specific position (p) during running as output data. Then, the slab weight sinking amount calculation model generation unit 33 performs machine learning on the plurality of pieces of learning data to generate a slab weight sinking amount calculation model constituting a variation factor sinking amount calculation model.

また、変動要因沈み込み量算出モデル生成部32の台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部34は、入力装置44から算出モデルの生成指示を受けた際に、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成プログラム25を実行して記憶装置45に記憶された過去の台車走行時(t)の台車速度変化量n(t)を入力データ及びこの入力データに対する過去の台車速度変化量n(t)による台車走行時の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)を出力データとした複数の学習データを取得する。そして、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部34は、これら複数の学習データを機械学習させて変動要因沈み込み量算出モデルを構成する台車速度変化沈み込み量算出モデルを生成する。 In addition, when receiving an instruction to generate a calculation model from the input device 44, the bogie speed change subduction amount calculation model generation unit 34 of the variation factor subduction amount calculation model generation unit 32 generates a bogie speed change subduction amount calculation model. By executing the program 25, the amount of change in bogie speed n 2 (t) at the time when the past truck traveled (t) stored in the storage device 45 is used as input data and the amount of change in past bogie speed n 2 ( t) for this input data. A plurality of learning data are acquired with the rail sinking amount h 2 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is traveling by using as output data. Then, the bogie speed change subsidence amount calculation model generation unit 34 performs machine learning on the plurality of learning data to generate a bogie speed change subsidence amount calculation model that configures the variation factor subsidence amount calculation model.

次いで、ステップS2において、変動要因レール沈み込み量算出部35は、入力装置44から算出指示を受けた際に、経年変化以外の変動要因による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出する。
具体的に述べると、変動要因レール沈み込み量算出部35のスラブ重量沈み込み量算出部36は、入力装置44から算出指示を受けた際に、スラブ重量沈み込み量算出プログラム26を実行して、スラブ重量沈み込み量算出モデル生成部33で生成されたスラブ重量沈み込み量算出モデルに、スラブ重量測定装置9で測定され、入力装置44に入力された台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因をなすスラブ重量n(t)を入力して経年変化以外の変動要因をなすスラブ重量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)を算出する。
Next, in step S2, when receiving a calculation instruction from the input device 44, the variation factor rail subsidence amount calculator 35 calculates the rail subsidence amount at a specific position during bogie travel due to variation factors other than aging. .
Specifically, the slab weight subsidence amount calculation unit 36 of the variation factor rail subsidence amount calculation unit 35 executes the slab weight subsidence amount calculation program 26 when receiving a calculation instruction from the input device 44. , the slab weight subsidence amount calculation model generated by the slab weight subsidence amount calculation model generation unit 33 is measured by the slab weight measurement device 9 and input to the input device 44, other than the secular change during the truck running (t) Input the slab weight n 1 (t) that is a factor of variation in , and the amount of rail subsidence h 1 (t, p ) is calculated.

また、変動要因レール沈み込み量算出部35の台車速度変化沈み込み量算出部37は、入力装置44から算出指示を受けた際に、台車速度変化沈み込み量算出プログラム27を実行して、台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部34で生成された台車速度変化沈み込み量算出モデルに、台車速度測定装置10で測定され、入力装置44に入力された台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因をなす台車速度変化量n(t)を入力して経年変化以外の変動要因をなす台車速度変化量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)を算出する。 Further, when receiving a calculation instruction from the input device 44, the bogie speed change subsidence amount calculation unit 37 of the fluctuation factor rail subsidence amount calculation unit 35 executes the bogie speed change subsidence amount calculation program 27 to The bogie speed change subsidence amount calculation model generated by the speed change subduction amount calculation model generation unit 34 is measured by the bogie speed measurement device 10 and input to the input device 44, other than the secular change during the bogie running (t). Input the amount of change in bogie speed n 2 (t) that constitutes the variation factor of , and the amount of rail subsidence h 2 at a specific position (p) when the bogie is traveling (t) due to the amount of change in bogie speed that constitutes a variation factor other than aging. Calculate (t, p).

次いで、ステップS3において、経年変化レール沈み込み量算出部38は、入力装置44から算出指示を受けた際に、経年変化沈み込み量算出プログラム28を実行して、レール沈み込み量測定装置8で演算され、入力装置44に入力された台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量Z(t,p)と、スラブ重量沈み込み量算出部36で算出された経年変化以外の変動要因をなすスラブ重量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)及び台車速度変化沈み込み量算出部37で算出された経年変化以外の変動要因をなす台車速度変化量による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)とから、前述の(3)式に基づいて、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t,p)を算出する。 Next, in step S3, when receiving a calculation instruction from the input device 44, the aging rail subsidence amount calculation unit 38 executes the aging change amount calculation program 28, and the rail subduction amount measuring device 8 Rail subsidence amount Z(t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t), which is calculated and input to the input device 44, and other than the secular change calculated by the slab weight subsidence amount calculation unit 36 Rail subsidence amount h 1 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to the slab weight that constitutes a variation factor of From the rail subsidence amount h 2 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to the bogie speed change amount that constitutes a fluctuation factor, based on the above-mentioned equation (3), A rail subsidence amount y(t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to secular change excluding the influence of fluctuation factors is calculated.

次いで、ステップS4において、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39は、入力装置44から予測モデルの生成指示を受けた際に、経年変化レール沈み込み量予測モデルを生成する。
具体的に述べると、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39は、入力装置44から予測モデルの生成指示を受けた際に、経年変化沈み込み量予測モデル生成プログラム29を実行して、記憶装置45で記憶された過去の経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t、p)及び過去の経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k、p)を出力データとした複数の学習データを取得する。
そして、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39は、取得した複数の学習データを機械学習させて経年変化レール沈み込み量予測モデルを生成する。
Next, in step S4, the aging rail subsidence amount prediction model generation unit 39 generates a secular change rail subsidence amount prediction model when receiving a prediction model generation instruction from the input device 44. FIG.
More specifically, when receiving an instruction to generate a prediction model from the input device 44, the secular change rail subsidence amount prediction model generation unit 39 executes the secular change amount prediction model generation program 29 and stores it. The amount of rail subsidence y(t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to the past secular change stored in the device 45 and the influencing factors that affect the past secular change (rainfall x1 and slab Rail at a specific position (p) after a predetermined period of time (k) has elapsed from the time when the bogie is running (t) due to aging based on the amount of change in the production amount of S x2) during the predetermined period (k) from when the bogie is running (t) The amount of variation in the amount of rail subsidence is used as input data, and a predicted value y ( A plurality of learning data are acquired with t+k, p) as output data.
Then, the secular change rail subsidence amount prediction model generation unit 39 performs machine learning on the acquired plurality of learning data to generate the secular change rail subsidence amount prediction model.

次いで、ステップS5において、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)を予測する。
具体的に述べると、経年変化レール沈み込み量予測部40は、入力装置44から予測指示を受けた際に、経年変化沈み込み量予測プログラム30を実行して、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39で生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化レール沈み込み量算出部38で算出された、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t,p)を入力する。また、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量を入力する。これにより、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)が予測される。
Next, in step S5, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 calculates a specific position (p ), the predicted value y(t+k, p) of the amount of rail subsidence is predicted.
Specifically, when receiving a prediction instruction from the input device 44, the aging rail subsidence amount prediction unit 40 executes the aging change rail subsidence amount prediction program 30 to generate an aging rail subsidence amount prediction model. The aging rail subsidence amount prediction model generated by the generation unit 39 is added to the bogie running time (t ), input the rail sinking amount y(t, p) at the specific position (p). In addition, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 adds to the secular change rail subsidence amount prediction model the influence factors that affect the secular change (rain amount x1 and production amount of slab S x2) from the bogie running time (t). The amount of change in the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period (k) has passed from the bogie running (t) due to secular change based on the amount of change in the predetermined period (k) is input. As a result, the predicted value y(t + k , p) are predicted.

ここで、経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量は、前述したように、上位計算機47から経年変化レール沈み込み量予測モデルに入力される。 Here, when the bogie runs (t) due to secular change based on the amount of change in the influencing factors (rainfall x1 and production volume of slab S x2) that affect the secular change during a predetermined period (k) from when the bogie runs (t) The amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position (p) after the elapse of a predetermined period (k) from , is input from the host computer 47 to the secular change in rail subsidence amount prediction model, as described above.

次いで、ステップS6において、判定部41は、予測された経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)が所定の閾値(例えば、過去実績の最大値である20mm)以上か否かを判定する。そして、ステップ6における判定結果がYESのときは、ステップ8に移行し、ステップ6における判定結果がNoのときは、ステップ7に移行する。
ステップ7では、即ち、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)が前述の所定の閾値以上でない判定結果であるときに、判定部41は、前述の所定期間(k)を所定期間(2k)に変更し、ステップS5に戻る。
Next, in step S6, the determination unit 41 calculates a predicted value y(t+k , p) is greater than or equal to a predetermined threshold value (for example, 20 mm, which is the maximum value of past performance). When the determination result in step 6 is YES, step 8 is performed, and when the determination result in step 6 is NO, step 7 is performed.
In step 7, the predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after the lapse of a predetermined period (k) from the bogie running time (t) due to aging is calculated as the above-mentioned predetermined value. When the determination result is not equal to or greater than the threshold, the determination unit 41 changes the predetermined period (k) to the predetermined period (2k), and returns to step S5.

そして、戻ったステップS5では、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(2k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+2k,p)を再度予測する。この際に、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、一旦予測された経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t+k,p)を入力する。また、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の所定期間(t+k)から所定期間(t+2k)までの変化量に基づく経年変化による所定期間(t+k)から所定期間(t+2k)までの特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、変更された台車走行時(t)から所定期間(2k)経過後の特定位置(p)における経年変化によるレール沈み込み量の予測値y(t+2k,p)を予測する。 Then, in step S5 after returning, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 predicts the rail subsidence amount at a specific position (p) after a lapse of a predetermined period (2k) from the time when the bogie is running (t) due to secular change. Predict y(t+2k,p) again. At this time, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 adds the secular change rail subsidence amount prediction model to a specific position ( Input the rail sinking amount y(t+k, p) at p). In addition, the aging rail subsidence amount prediction unit 40 adds, to the aging rail subsidence amount prediction model, influence factors (rainfall x1 and production amount of slab S x2) affecting aging change from a predetermined period (t+k) to a predetermined By inputting the variation amount of the rail subduction amount at the specific position (p) from the predetermined period (t+k) to the predetermined period (t+2k) due to aging based on the amount of change up to the period (t+2k), the changed bogie running time A predicted value y(t+2k, p) of rail subsidence due to secular change at a specific position (p) after a predetermined period (2k) has elapsed from (t) is predicted.

そして、ステップS6に移行し、判定部41は、予測された経年変化による台車走行時(t)から所定期間(2k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+2k,p)が前述の所定の閾値以上か否かを判定する。
そして、判定部41及び経年変化レール沈み込み量予測部40は、当該予測値y(t+2k~t+nk,p)が前述の所定の閾値以上の判定結果となるまでステップS7の所定期間の変更と、ステップS5の予測値の予測と、ステップS6の判定とを繰り返す。
Then, the process proceeds to step S6, and the determination unit 41 obtains a predicted value y(t +2k,p) is equal to or greater than the predetermined threshold.
Then, the determining unit 41 and the secular change rail subsidence amount predicting unit 40 change the predetermined period in step S7 until the predicted value y (t+2k to t+nk, p) is determined to be equal to or greater than the predetermined threshold value. , the prediction of the predicted value in step S5 and the determination in step S6 are repeated.

そして、ステップS8では、判定結果出力部42は、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後あるいは変更された所定期間(2k~nkのいずれか)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k~t+nkのいずれか,p)が所定の閾値以上の判定結果であるとして、レールが異常と判断する。
そして、判定結果出力部42の判断結果は、出力装置46に出力される。また、経年変化レール沈み込み量予測部40で予測された経年変化による台車走行時(現時刻)(t)からレール異常と判断されるまでの特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k~t+nk,p)も出力装置46に出力される。
Then, in step S8, the determination result output unit 42 outputs a specific position ( If the predicted value y (any of t+k to t+nk, p) of the rail subsidence amount in p) is determined to be equal to or greater than a predetermined threshold value, the rail is determined to be abnormal.
Then, the determination result of the determination result output unit 42 is output to the output device 46 . In addition, the prediction value of the rail subsidence amount at a specific position (p) from the time when the bogie is running (current time) (t) due to the secular change predicted by the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 until it is determined that there is a rail abnormality. y(t+k to t+nk, p) is also output to the output device 46 .

図5には、経年変化による台車走行時(現時刻)からレール異常と判断されるまでの特定位置におけるレール沈み込み量の予測値の一例が示されている。
出力装置46は、判定結果出力部42の判断結果と、経年変化レール沈み込み量予測部40で予測された経年変化による台車走行時(現時刻)(t)からレール異常と判断されるまでの特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k~t+nk,p)を出力する。これにより、作業者は、レール異常とされたレール12の特定位置(p)及びレール異常となる時期(t~t+nkのいずれか)を知ることができるので、レール異常となる一定期間前に補修計画を策定することができることになる。
FIG. 5 shows an example of the predicted value of the rail subsidence amount at a specific position from when the bogie is running due to aging (current time) until it is determined that there is a rail abnormality.
The output device 46 outputs the determination result of the determination result output unit 42 and the time from the time (current time) (t) when the truck is running due to the aging predicted by the aging rail subsidence amount prediction unit 40 until it is determined that the rail is abnormal. A predicted value y (t+k to t+nk, p) of the amount of rail subsidence at a specific position (p) is output. As a result, the operator can know the specific position (p) of the rail 12 that is considered to be rail abnormal and the timing of the rail abnormality (any of t to t+nk), so that repair can be performed before the rail abnormality occurs for a certain period of time. You will be able to formulate a plan.

このように、本実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法及び予測装置によれば、複数の学習データを機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t、p)及び経年変化に影響を与える影響因子(雨量x1及びスラブSの生産量x2)の台車走行時(t)からの所定期間(k)の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k、p)を予測する(ステップS5、経年変化レール沈み込み量予測部40)。 As described above, according to the rail subsidence amount prediction method and the rail subsidence amount prediction apparatus according to the present embodiment, the secular change rail subsidence amount prediction model generated by performing machine learning on a plurality of learning data has variations other than secular change. Amount of rail subduction y (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to secular changes excluding the effects of factors, and factors that affect secular changes (rainfall x1 and slab S production x2) The amount of rail subsidence at a specific position (p) after a predetermined period (k) has passed since the bogie is running (t) due to aging based on the amount of change in the predetermined period (k) from when the bogie is running (t) By inputting the amount of variation, predict the predicted value y (t + k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period (k) has passed since the time when the bogie was running (t) due to aging ( Step S5, secular change rail sinking amount prediction unit 40).

これにより、経年変化以外の変動要因の影響を除外した経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)のレール沈み込み量の予測値y(t+k、p)を適切に予測することができる。このため、経年変化以外の変動要因の影響を除外してあるから、レール異常の判断基準となる予測値の閾値の設定を容易に行うことができ、またレール異常となる時期を適切に予測することができる。これにより、レール異常となる時期を基準とした補修計画の策定時期を適切に定めることができ、過剰な補修が発生する可能性を回避することができる。 As a result, the predicted value y(t + k , p) can be reasonably predicted. Therefore, since the effects of fluctuation factors other than aging are excluded, it is possible to easily set the threshold value of the predicted value, which is the criterion for judging rail abnormalities, and to appropriately predict the timing of rail abnormalities. be able to. As a result, it is possible to appropriately determine the timing of formulating a repair plan based on the timing of the rail abnormality, thereby avoiding the possibility of excessive repairs.

つまり、本実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法により予測された、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k、p)により、レール3の補修時期を判定するレール補修時期判定方法を提供できる。
経年変化以外の変動要因の影響を除外せずにレール沈み込み量の予測を行うと、今回の変動要因を除去せずに予測を行わない場合、経年変化以外の変動要因による予測値の変動が判断し難く、誤った判断を行うことや、過剰な補修が発生する可能性がある。
That is, the predicted value of the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period of time (k) has passed since the time when the bogie was running (t) due to aging, which is predicted by the rail subsidence amount prediction method according to the present embodiment. A rail repair timing determination method for determining the repair timing of the rail 3 can be provided by y(t+k, p).
If the rail subsidence amount is predicted without excluding the effects of fluctuation factors other than secular change, if the forecast is not made without removing the current fluctuation factors, the predicted value will fluctuate due to fluctuation factors other than secular change. It is difficult to judge and can lead to wrong decisions and excessive repairs.

また、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k、p)を予測することで、レール異常となる特定位置(p)が判断容易となる。このため、レール12における補修箇所が容易に判断でき、補修を効率的に行うことができる。
レール12の沈み込みの原因はレール12と敷石13の間に隙間が発生し、走行時にレール12が台車1の重量で変形することにより発生しているため、補修は予測値が閾値を超えた位置の周辺の敷石を固めることで隙間を小さくする。
搗き固めを行うには台車1を停止する必要があり、予定された停止時間でレール12全体(例えば、2000m)の搗き固めを行うには2年を要し、レール12全体を搗き固めるのは現実的に不可能である。
In addition, by predicting the predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after a predetermined period (k) has passed from the bogie running time (t) due to secular change, it is possible to detect rail abnormalities. It becomes easy to determine the specific position (p). Therefore, it is possible to easily determine the portion to be repaired on the rail 12, and to efficiently perform the repair.
The sinking of the rail 12 is caused by the gap between the rail 12 and the pavement 13, and the deformation of the rail 12 due to the weight of the truck 1 during running. The gap is reduced by compacting the paving stones around the position.
The trolley 1 needs to be stopped for the stamping. It is practically impossible.

また、本実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法及び予測装置によれば、経年変化レール沈み込み量予測モデルに入力される経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t、p)は、複数の学習データを機械学習させて生成された変動要因沈み込み量算出モデルに、測定した台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因n(t)、n(t)を入力して経年変化以外の変動要因による台車走行時(t)の特定位置におけるレール沈み込み量h(t、p)、h(t、p)を算出し(ステップS2、変動要因レール沈み込み量算出部35)、測定した台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量Z(t、p)と算出した経年変化以外の変動要因による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量h(t、p)、h(t、p)とから、算出される(ステップS3、経年変化レール沈み込み量算出部38)。 In addition, according to the rail subsidence amount prediction method and apparatus according to the present embodiment, when the bogie travels due to secular change excluding the effects of fluctuation factors other than secular change input to the secular change rail subsidence amount prediction model, The amount of rail subsidence y(t, p) at a specific position (p) of (t) is obtained by applying a variation factor subsidence amount calculation model generated by machine-learning a plurality of learning data to the measured bogie running time (t ), input the variation factors n 1 (t) and n 2 (t) other than aging, and determine the rail subsidence amount h 1 (t, p ), h 2 (t, p) is calculated (step S2, fluctuation factor rail subsidence amount calculation unit 35), and the measured rail subsidence amount Z(t, p) and the amount of rail subsidence h 1 (t, p) and h 2 (t, p) at a specific position (p) when the bogie is running (t) due to fluctuation factors other than aging. (Step S3, secular change rail sinking amount calculator 38).

これにより、経年変化レール沈み込み量予測モデルに入力される経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t、p)を適切かつ容易に算出することができる。
また、本実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法及び予測装置によれば、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t、p)が所定の閾値以上か否かを判定する(ステップS6、判定部41)。これにより、レール沈み込み量の予測値y(t、p)所定の閾値以上か否かを適切に判定することができる。
As a result, the rail subsidence amount y(t, p) can be calculated appropriately and easily.
Further, according to the method and apparatus for predicting the amount of rail subsidence according to the present embodiment, the amount of rail subsidence at a specific position (p) after the lapse of a predetermined period (k) from the time (t) when the bogie is running due to secular change. It is determined whether or not the predicted value y(t, p) is greater than or equal to a predetermined threshold (step S6, determination unit 41). Accordingly, it is possible to appropriately determine whether or not the predicted value y(t, p) of the rail subsidence amount is equal to or greater than the predetermined threshold value.

また、本実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法及び予測装置によれば、経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t、k)が所定の閾値以上でない判定結果であるときに、所定期間(k)を変更し、変更された所定期間(2k~nk)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+2k~t+nk,p)の予測を再度行い、当該予測値y(t+2k~t+nk,p)が所定の閾値以上の判定結果となるまで所定期間の変更と、予測値の予測と、判定とを繰り返す。これにより、レール異常となる時期を精度高く正確に判断することができることになる。 Further, according to the method and apparatus for predicting the amount of rail subsidence according to the present embodiment, the amount of rail subsidence at a specific position (p) after the lapse of a predetermined period (k) from the time (t) when the bogie is running due to secular change. When the predicted value y(t, k) is not equal to or greater than the predetermined threshold value, the predetermined period (k) is changed, and the rail at the specific position (p) after the changed predetermined period (2k to nk) has passed. The predicted value y (t+2k to t+nk, p) of the subduction amount is predicted again, and the predetermined period is changed until the predicted value y (t+2k to t+nk, p) reaches a predetermined threshold value or more. , the prediction of the predicted value and the determination are repeated. As a result, it is possible to accurately and accurately determine when the rail abnormality occurs.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、経年変化以外の変動要因は、スラブ重量n1(t)及び台車速度変化量n2(t)に限られず、レール沈み込み量の経年変化以外の要因となる、例えば、機器設置等による台車重量の変化であってもよい。
この場合、経年変化以外の変動要因ごとに複数の学習データを機械学習させて変動要因レール沈み込み量算出モデルを生成する必要がある。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this and can be modified and improved in various ways.
For example, fluctuation factors other than aging are not limited to slab weight n1(t) and bogie speed variation n2(t). may be a change in
In this case, it is necessary to machine-learn a plurality of learning data for each variation factor other than aging to generate a variation factor rail sinking amount calculation model.

また、経年変化に影響を与える影響因子は、雨量x1及びスラブSの生産量x2に限られず、例えば、敷石の敷設状況に影響を与える地震発生状況等であってもよい。
また、変動要因沈み込み量算出モデル(スラブ重量沈み込み量算出モデル及び台車速度変化沈み込み量算出モデル)及び経年変化レール沈み込み量予測モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルであるが、重回帰分析又はニューラルネットワーク以外の機械学習手法によって構築されたものであってもよい。
また、台車1によって搬送される搬送対象物は、スラブS以外であってもよい。
また、本実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法及び予測装置の変形例では、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39において、台車走行時(t)の予測対象地点(特定位置(p))の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)の過去のデータと、経年変化に影響を与える因子である経年変化因子xの過去のデータとを含むデータを、機械学習させて経年変化レール沈み込み量予測モデルを生成するようにしてもよい。
In addition, the influence factor that influences the secular change is not limited to the amount of rainfall x1 and the production amount x2 of the slab S, but may be, for example, the occurrence of an earthquake that affects the laying condition of paving stones.
In addition, the fluctuation factor subduction amount calculation model (slab weight subduction amount calculation model and bogie speed change subduction amount calculation model) and aging rail subduction amount prediction model are models constructed by multiple regression analysis or neural networks. However, it may be constructed by machine learning techniques other than multiple regression analysis or neural networks.
Also, the object to be transported by the carriage 1 may be something other than the slab S.
In addition, in the modification of the rail subsidence amount prediction method and prediction device according to the present embodiment, the prediction target point (specific position (p ))) and the past data of the aging factor x, which is a factor affecting the aging change, are machine-learned to A changed rail sinking amount prediction model may be generated.

具体的には、経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部39は、台車走行時(t)の予測対象地点(特定位置(p))の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)の過去のデータと、経年変化に影響を与える因子である経年変化因子xの過去のデータとを入力データとし、この入力データに対する将来の予測対象時点(t+k)における予測対象地点(特定位置(p))の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)の過去のデータを出力データとした複数の学習データを、機械学習させて経年変化レール沈み込み量予測モデルを生成する。 Specifically, the secular change rail subsidence amount prediction model generation unit 39 calculates the rail subsidence amount y(t, p) due to secular change at the prediction target point (specific position (p)) during bogie travel (t). Past data and past data of the aging factor x, which is a factor that affects aging, are input data, and a prediction target point (specific position (p) ) is machine-learned on a plurality of learning data having past data of the rail subsidence amount y(t+k, p) due to secular change as output data to generate a secular change rail subsidence amount prediction model.

そして、経年変化レール沈み込み量予測部40において、台車走行時(t)の予測対象地点(特定位置(p))の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)と、将来の予測対象時点(台車走行時(t)から所定期間(k)経過後)における経年変化因子xの予測値xfとを入力して、将来の予測対象時点(t+k)における予測対象地点(特定位置(p))の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)を予測するようにする。 Then, in the secular change rail subsidence amount prediction unit 40, the rail subsidence amount y(t, p) due to secular change at the prediction target point (specific position (p)) when the bogie is running (t), and the future prediction target A prediction target point (specific position (p) ) due to secular change y(t+k, p) of the rail is predicted.

これに対して、前述の実施形態に係るレール沈み込み量の予測方法及び予測装置においては、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化による台車走行時(t)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量y(t,p)及び経年変化に影響を与える影響因子(x)の台車走行時(t)からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時(t)から所定期間(k)経過後の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の変動量F(t,k,p)を入力して、経年変化による台車走行時から所定期間経過後(t+k)の特定位置(p)におけるレール沈み込み量の予測値y(t+k,p)を予測する。 In contrast, in the rail subsidence amount prediction method and apparatus according to the above-described embodiment, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 uses the secular change rail subsidence amount prediction model as the bogie traveling due to secular change. Aging based on the amount of rail subsidence y(t, p) at a specific position (p) at time (t) and the amount of change in the influence factor (x) that affects the aging in a predetermined period from the time (t) when the bogie is running Input the variation F(t, k, p) of the rail subduction amount at a specific position (p) after the lapse of a predetermined period (k) from the time (t) when the truck travels due to change, A predicted value y(t+k, p) of the rail subsidence amount at a specific position (p) after the elapse of a predetermined period of time (t+k) is predicted.

つまり、前述の実施形態では、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、y(t,p)及び経年変化に影響を与える影響因子の変化量に基づくレール沈み込み量の変動量F(t,k,p)を入力してy(t+k,p)を予測しているのに対し、この変形例では、経年変化レール沈み込み量予測部40は、経年変化レール沈み込み量予測モデルに、y(t,p)及び経年変化因子xの予測値xfを入力してy(t+k,p)を予測するようにしている。この変形例によれば、経年変化因子xの予測値xfを入力するから、前述の実施形態では保護できない、過去の経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び過去の経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を求める以外の要因(地震等の地殻変動等)も考慮することができる。
ここで、変形例において、経年変化レール沈み込み量予測モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルである。
That is, in the above-described embodiment, the aging rail subsidence amount prediction unit 40 provides the aging rail subsidence amount prediction model with the rail Whereas y(t+k, p) is predicted by inputting the variation amount F(t, k, p) of the subsidence amount, in this modified example, the secular change rail subsidence amount prediction unit 40 y(t+k, p) is predicted by inputting y(t, p) and the predicted value xf of the secular change factor x into the changed rail subsidence amount prediction model. According to this modification, since the predicted value xf of the secular change factor x is input, the amount of rail subsidence at a specific position during running of the bogie due to past secular changes and past secular changes that cannot be protected by the above-described embodiment. Based on the amount of change in the predetermined period from when the bogie is running on the influencing factors Factors other than determining the amount of change in the amount of rail subduction at a specific position after the passage of a predetermined period from when the bogie is running due to aging (earthquake, etc.) variation, etc.) can also be considered.
Here, in a modified example, the model for predicting the amount of rail subsidence due to aging is a model constructed by multiple regression analysis or a neural network.

また、経年変化因子xは、沈み込み量測定開始時点からの雨量x1、沈み込み量測定開始時点からの通過搬送物(通過するスラブS)の総重量x2、及び通過搬送物総重量x2と相関のある因子x3のうちの1種以上を影響因子として含む。
ここで、台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)は、予測対象地点(特定位置(p))を台車1が走行した時に、台車1の高さ(トロリ位置測定装置6で測定されたトロリ線支持架台16の上下方向の位置P1と、減速機位置測定装置7で測定された減速機4の上下方向の位置P2)を測定することで得られた、予測対象地点(特定位置(p))の台車走行時(t)のレール沈み込み量の実測値Z(t,p)から、予測対象地点(特定位置(p))の台車走行時(t)の経年変化以外の変動要因によるレール沈み込み量の推定値である変動要因沈み込み量h(t,p)を差し引くことで得られる。
In addition, the aging factor x correlates with the amount of rainfall x1 from the start of the subduction amount measurement, the total weight x2 of the passing objects (passing slab S) from the start of the subduction amount measurement, and the total weight of the passing conveyed objects x2. contains as influencing factors one or more of a certain factor x3 of
Here, the amount of rail subsidence y(t, p) due to aging of the prediction target point when the truck travels is the height of the truck 1 ( obtained by measuring the vertical position P1 of the contact wire support frame 16 measured by the trolley position measuring device 6 and the vertical position P2 of the speed reducer 4 measured by the speed reducer position measuring device 7). , from the actual measurement value Z(t, p) of the rail subduction amount when the bogie travels (t) at the prediction target point (specific position (p)), the prediction target point (specific position (p)) when the bogie travels (t ) is obtained by subtracting the fluctuation factor subsidence amount h(t, p), which is an estimated value of the rail subsidence amount due to fluctuation factors other than aging.

また、変動要因沈み込み量h(t,p)は、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルに基づき推定される。
また、変動要因沈み込み量h(t,p)は、予測対象地点を台車が走行した時の搬送対象物の重量n1および/または台車速度変化量n2に基づき推定されてなる。
そして、変形例では、判定部41においては、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)が予め設定した所定の閾値以上か否かを判定する。
Also, the variation factor sinking amount h(t, p) is estimated based on a model constructed by multiple regression analysis or a neural network.
Further, the variation factor sinking amount h(t, p) is estimated based on the weight n1 of the object to be conveyed and/or the amount of change n2 in the speed of the truck when the truck travels through the prediction target point.
In the modified example, the determination unit 41 determines whether or not the rail subsidence amount y(t+k, p) due to secular change at the prediction target point at the future prediction target point is equal to or greater than a predetermined threshold value set in advance. .

そして、判定部41において、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)が所定の閾値以上でない判定結果であるときに、予測対象時点を変更して、予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)の予測を再度行い、予測値であるレールの沈み込み量y(t+k,p)が所定の閾値以上の判定結果となるまで変更と、予測と、判定とを繰り返す。
判定部41による判定結果が、所定の閾値以上となったとき、レールが異常と判断する。
Then, when the determining unit 41 determines that the amount of rail subsidence y(t+k, p) due to secular change at the prediction target point at the future prediction target point is not equal to or greater than a predetermined threshold value, the prediction target time is changed. Then, the rail subsidence amount y(t+k, p) due to the secular change of the prediction target point is predicted again, and it is determined that the rail subsidence amount y(t+k, p), which is the predicted value, is equal to or greater than the predetermined threshold value. Change, prediction, and determination are repeated until
When the determination result by the determination unit 41 is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the rail is abnormal.

また、本発明のレールの沈み込み異常時期の判定方法では、前述したレール沈み込み量の予測方法による、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)の予測を、複数の予測対象時点について行い、予測結果が予め設定した所定の閾値以上となる予測対象時点を、レールの沈み込み異常状態である時期と判定する。 Further, in the method for determining the abnormal timing of rail subsidence according to the present invention, the rail subsidence amount y(t+k, p ) is performed for a plurality of prediction target time points, and a prediction target time point at which the prediction result is equal to or greater than a predetermined threshold value set in advance is determined to be a time when the rail sinking abnormality occurs.

1 台車
2 台車本体
3 車輪
3a 車軸
4 減速機
5 モータ
5a 回転軸
6 トロリ位置測定装置
7 減速機位置測定装置
8 レール沈み込み量測定装置
9 スラブ重量測定装置
10 台車速度測定装置
11 サスペンション
12 レール
13 敷石
14 支柱
15 水平部
16 トロリ線支持架台
17 走行距離算出センサ
18~18 台車位置検出装置
19 台車位置管理装置
20 レール沈み込み量の予測装置
21 演算装置
22 RAN
23 ROM
24 スラブ重量沈み込み量算出モデル生成プログラム
25 台車速度変化沈み込み量算出モデル生成プログラム
26 スラブ重量沈み込み量算出プログラム
27 台車速度変化沈み込み量算出プログラム
28 経年変化沈み込み量算出プログラム
29 経年変化沈み込み量予測モデル生成プログラム
30 経年変化沈み込み量予測プログラム
31 演算処理部
32 変動要因沈み込み量算出モデル生成部
33 スラブ重量沈み込み量算出モデル生成部
34 台車速度変化沈み込み量算出モデル生成部
35 変動要因レール沈み込み量算出部
36 スラブ重量沈み込み量算出部
37 台車速度変化沈み込み量算出部
38 経年変化レール沈み込み量算出部
39 経年変化レール沈み込み量予測モデル生成部
40 経年変化レール沈み込み量予測部
41 判定部
42 判定結果出力部
43 バス
44 入力装置
45 記憶装置
46 出力装置
47 上位計算機
S スラブ(搬送対象物)
1 Carriage 2 Carriage Main Body 3 Wheel 3a Axle 4 Reduction Gear 5 Motor 5a Rotating Shaft 6 Trolley Position Measurement Device 7 Reduction Gear Position Measurement Device 8 Rail Subduction Amount Measurement Device 9 Slab Weight Measurement Device 10 Truck Speed Measurement Device 11 Suspension 12 Rail 13 paving stone 14 strut 15 horizontal part 16 trolley wire support stand 17 travel distance calculation sensor 18 1 to 18 n bogie position detection device 19 bogie position management device 20 rail subduction amount prediction device 21 arithmetic device 22 RAN
23 ROMs
24 Slab Weight Subduction Amount Calculation Model Generation Program 25 Bogie Speed Change Subduction Amount Calculation Model Generation Program 26 Slab Weight Subduction Amount Calculation Program 27 Bogie Speed Change Subduction Amount Calculation Program 28 Secular Change Subduction Amount Calculation Program 29 Secular Change Sinking Subduction amount prediction model generation program 30 Aging subduction amount prediction program 31 Arithmetic processing unit 32 Variation factor subduction amount calculation model generation unit 33 Slab weight subduction amount calculation model generation unit 34 Bogie speed change subduction amount calculation model generation unit 35 Variation factor rail subsidence amount calculation unit 36 Slab weight subsidence amount calculation unit 37 Bogie speed change subsidence amount calculation unit 38 Aging rail subsidence amount calculation unit 39 Aging rail subsidence amount prediction model generation unit 40 Aging rail subsidence amount calculation unit Load amount prediction unit 41 Judgment unit 42 Judgment result output unit 43 Bus 44 Input device 45 Storage device 46 Output device 47 Host computer S Slab (conveying object)

Claims (35)

搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測方法であって、
過去の経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び過去の経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を出力データとした複数の学習用データを、機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を予測することを特徴とするレール沈み込み量の予測方法。
A rail sinking amount prediction method for predicting the rail sinking amount on which a truck for conveying an object travels, comprising:
A predetermined period of time has passed since the bogie was running due to aging, based on the amount of rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to past secular changes, and the amount of change in the influence factor that affects the past secular change during a predetermined period from when the bogie is running. Input data is the amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position later, and output data is the predicted value of the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie was running due to past secular changes for this input data. A predictive model for the amount of rail subsidence over time generated by machine learning from multiple training data is applied to the amount of rail subsidence at a specific position during bogie travel due to aging, excluding the effects of fluctuation factors other than aging, and Input the amount of change in rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time from when the bogie is running due to aging based on the amount of change in the factors that affect aging over a predetermined period from when the bogie is running. A method for predicting the amount of rail subsidence, characterized by predicting the predicted value of the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has elapsed since the bogie was running.
前記経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量は、過去の台車走行時の経年変化以外の変動要因を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化以外の変動要因による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を出力データとした複数の学習データを、機械学習させて生成された変動要因沈み込み量算出モデルに、測定した台車走行時の経年変化以外の変動要因を入力して経年変化以外の変動要因による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出し、測定した台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量とこの算出した経年変化以外の変動要因による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量とから算出されることを特徴とする請求項1に記載のレール沈み込み量の予測方法。 The amount of rail subsidence at a specific position due to aging while the bogie is running, excluding the effects of fluctuation factors other than the above-mentioned aging, is obtained by using the past fluctuation factors other than the aging while the bogie is running as input data, and the past for this input data. Multiple learning data with the amount of rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to fluctuation factors other than aging are output data. Calculate the amount of rail subsidence at a specific position while the bogie is running due to the variable factor other than the aging change by inputting the fluctuation factors other than the aging change, and compare the measured rail subsidence amount at the specific position while the bogie is running. 2. The method for predicting the amount of rail subsidence according to claim 1, wherein the amount of rail subsidence is calculated from the amount of rail subsidence at a specific position during running of the bogie caused by a variable factor other than aging. 前記経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値が所定の閾値以上か否かを判定することを特徴とする請求項に記載のレール沈み込み量の予測方法。 3. The amount of rail subsidence according to claim 2 , wherein it is determined whether or not a predicted value of the amount of rail subsidence at a specific position after a lapse of a predetermined period from when the bogie is running due to aging is equal to or greater than a predetermined threshold value. Forecast method. 前記経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値が所定の閾値以上でない判定結果であるときに、前記所定期間を変更し、変更された所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値の予測を再度行い、当該予測値が前記所定の閾値以上の判定結果となるまで前記変更と、予測と、判定とを繰り返すことを特徴とする請求項3に記載のレール沈み込み量の予測方法。 When the predicted value of the rail subsidence amount at the specific position after the lapse of the predetermined period from the running of the bogie due to aging is a determination result that is not equal to or greater than a predetermined threshold value, the predetermined period is changed, and after the changed predetermined period has passed. predicting again the predicted value of the amount of rail subsidence at the specific position, and repeating the change, the prediction, and the determination until the predicted value reaches the predetermined threshold value or more. 3. The method for predicting the amount of rail subduction according to 3. 前記経年変化による台車走行時から所定期間経過後あるいは変更された所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値が所定の閾値以上の判定結果であるとき、レールが異常と判断することを特徴とする請求項4に記載のレール沈み込み量の予測方法。 Determining that the rail is abnormal when a predicted value of the rail subsidence amount at a specific position after a predetermined period of time has elapsed since the bogie traveled due to aging or after a changed predetermined period of time has elapsed is a predetermined threshold value or more. The method for predicting the amount of rail subduction according to claim 4. 前記経年変化以外の変動要因が、前記搬送対象物としてのスラブの重量及び前記台車の速度変化量であり、
前記変動要因沈み込み量算出モデルは、過去の台車走行時のスラブ重量を入力データとし、この入力データに対する過去のスラブ重量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を出力データとした複数の学習データを、機械学習させて生成されたスラブ重量沈み込み量算出モデルと、過去の台車走行時の台車速度変化量を入力データとし、この入力データに対する過去の台車速度変化量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を出力データとした複数の学習データを、機械学習させて生成された台車速度変化沈み込み量算出モデルとで構成され、
前記スラブ重量沈み込み量算出モデルに、測定した台車走行時のスラブ重量を入力してスラブ重量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出するとともに、前記台車速度変化沈み込み量算出モデルに、測定した台車走行時の台車速度変化量を入力して台車速度変化量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出し、
測定した台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量と、算出したスラブ重量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び算出した台車速度変化量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量とから、前記経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出することを特徴とする請求項2乃至5のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測方法。
Variation factors other than the aging are the weight of the slab as the object to be conveyed and the speed change amount of the truck,
The variation factor subsidence amount calculation model uses the slab weight when the bogie has traveled in the past as input data, and the rail subduction amount at a specific position when the bogie travels due to the past slab weight for this input data as output data. A slab weight sinking amount calculation model generated by machine learning learning data and a bogie speed change amount during past bogie running are used as input data, and the past bogie speed change amount for this input data It is composed of a bogie speed change subsidence amount calculation model generated by machine learning a plurality of learning data whose output data is the amount of rail subsidence at a specific position,
Inputting the measured slab weight when the truck is running into the slab weight sinking amount calculation model, the rail sinking amount at a specific position when the truck is traveling due to the slab weight is calculated, and the bogie speed change sinking amount calculation model. , input the measured amount of change in bogie speed when the bogie is running, and calculate the amount of rail sinking at a specific position when the bogie is running based on the amount of change in bogie speed,
Measured amount of rail subsidence at a specific position while the bogie is running, rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to the calculated slab weight, and rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to the calculated amount of change in bogie speed 6. The amount of rail subsidence at a specific position due to aging while the bogie is running, excluding the influence of fluctuation factors other than the aging, is calculated from method of predicting the amount of rail subduction in
前記経年変化に影響を与える影響因子が、前記スラブの生産量及び雨量であり、
前記経年変化レール沈み込み量予測モデルは、過去の経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び過去のスラブの生産量及び雨量の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を出力データとした複数の学習用データを、機械学習させて生成され、
前記経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量、及びスラブの生産量及び雨量の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を予測することを特徴とする請求項に記載のレール沈み込み量の予測方法。
Influencing factors affecting the aging are the production amount and rainfall of the slab,
The aging rail subsidence amount prediction model is based on the amount of rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to past secular change, and the amount of change in the past slab production amount and rainfall during a predetermined period from when the bogie was running. The amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie was running due to a change is used as input data. Generated by machine learning a plurality of learning data with the predicted value of the amount as the output data,
In the model for predicting the amount of rail subsidence over time, the amount of rail subsidence at a specific position during bogie running due to secular change excluding the effects of fluctuation factors other than aging, and the amount of slab production and rainfall from when the bogie was running. By inputting the amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie was running due to aging based on the amount of change over a predetermined period, the rail at a specific position after a predetermined period has passed since the bogie was running due to aging. 7. The method for predicting the amount of rail subsidence according to claim 6 , wherein a predicted value of the amount of subsidence is predicted.
前記経年変化レール沈み込み量予測モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルであることを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測方法。 8. The rail subsidence amount prediction method according to any one of claims 1 to 7, wherein the secular change rail subsidence amount prediction model is a model constructed by multiple regression analysis or a neural network. . 前記変動要因沈み込み量算出モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルであることを特徴とする請求項2乃至7のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測方法。 The rail subduction amount prediction method according to any one of claims 2 to 7 , wherein the variation factor subsidence amount calculation model is a model constructed by multiple regression analysis or a neural network. 請求項1乃至9のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測方法により予測された、経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値により、レールの補修時期を判定するレール補修時期判定方法。 According to the predicted value of the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie traveled due to aging, which is predicted by the method for predicting the amount of rail subsidence according to any one of claims 1 to 9, A rail repair timing determination method for determining the rail repair timing. 搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測装置であって、
過去の経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び過去の経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を出力データとした複数の学習用データを、機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び経年変化に影響を与える影響因子の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を予測する経年変化レール沈み込み量予測部を備えていることを特徴とするレール沈み込み量の予測装置。
A rail sinking amount predicting device for predicting the sinking amount of a rail on which a carriage for conveying an object to be conveyed runs,
A predetermined period of time has passed since the bogie was running due to aging, based on the amount of rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to past secular changes, and the amount of change in the influence factor that affects the past secular change during a predetermined period from when the bogie is running. Input data is the amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position later, and output data is the predicted value of the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie was running due to past secular changes for this input data. A predictive model for the amount of rail subsidence over time generated by machine learning from multiple training data is applied to the amount of rail subsidence at a specific position during bogie travel due to aging, excluding the effects of fluctuation factors other than aging, and Input the amount of change in rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time from when the bogie is running due to aging based on the amount of change in the factors that affect aging over a predetermined period from when the bogie is running. A rail subsidence amount prediction device, comprising: a secular change rail subsidence amount prediction unit that predicts a predicted value of the rail subsidence amount at a specific position after a predetermined period of time has elapsed since the bogie was running.
過去の台車走行時の経年変化以外の変動要因を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化以外の変動要因による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を出力データとした複数の学習データを、機械学習させて生成された変動要因沈み込み量算出モデルに、測定した台車走行時の経年変化以外の変動要因を入力して経年変化以外の変動要因による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出する変動要因レール沈み込み量算出部と、
測定した台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量と算出した経年変化以外の変動要因による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量とから、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出する経年変化レール沈み込み量算出部と、を備えることを特徴とする請求項11に記載のレール沈み込み量の予測装置。
Input data is variable factors other than aging while the bogie is running in the past, and multiple learning data are output data that is the amount of rail subsidence at a specific position while the bogie is running due to fluctuation factors other than the past aging for this input data. is input into a model for calculating the amount of subsidence due to variation factors generated by machine learning. a variation factor rail sinking amount calculation unit that calculates the amount of sinking;
Aging change excluding the effects of fluctuation factors other than aging from the measured amount of rail subsidence at a specific position while the bogie is running and the calculated amount of rail subsidence at a specific position while the bogie is running due to fluctuation factors other than aging. 12. The rail subsidence amount predicting device according to claim 11, further comprising a rail subsidence amount calculation unit that calculates a rail subsidence amount at a specific position during running of the bogie by means of a secular change rail subsidence amount calculation unit.
前記経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値が所定の閾値以上か否かを判定する判定部を備えることを特徴とする請求項12に記載のレール沈み込み量の予測装置。 13. The rail according to claim 12 , further comprising a determination unit that determines whether or not a predicted value of the rail subsidence amount at a specific position after a predetermined period of time has passed since the truck traveled due to aging is equal to or greater than a predetermined threshold value. A device for predicting the amount of subduction. 前記判定部は、前記経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値が所定の閾値以上でない判定結果であるときに、前記所定期間を変更し、前記経年変化レール沈み込み量予測部は、変更された所定期間経過後の特定位置における経年変化によるレール沈み込み量の予測値の予測を再度行い、当該予測値が前記所定の閾値以上の判定結果となるまで前記変更と予測と判定とを繰り返すことを特徴とする請求項13に記載のレール沈み込み量の予測装置。 The determination unit changes the predetermined period when the predicted value of the rail subsidence amount at the specific position after the lapse of the predetermined period from the time when the bogie travels due to aging is not equal to or greater than a predetermined threshold, and changes the predetermined period. The changed rail subsidence amount prediction unit again predicts the predicted value of the rail subsidence amount due to secular change at the specific position after the elapse of the changed predetermined period, and the predicted value is determined to be equal to or greater than the predetermined threshold. 14. A prediction device for a rail subduction amount according to claim 13, wherein said change, prediction, and determination are repeated up to. 前記判定部における判定結果が前記経年変化による台車走行時から所定期間経過後あるいは変更された所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値が所定の閾値以上の判定結果であるとき、レールが異常と判断する判定結果出力部を備えていることを特徴とする請求項14に記載のレール沈み込み量の予測装置。 When the determination result of the determination unit is that the predicted value of the rail subsidence amount at a specific position after a predetermined period of time has elapsed since the truck traveled due to aging or after a changed predetermined period of time has elapsed is a predetermined threshold value or more, 15. The rail subsidence amount prediction device according to claim 14, further comprising a determination result output unit for determining that the rail is abnormal. 前記経年変化以外の変動要因が、前記搬送対象物としてのスラブの重量及び前記台車の速度変化量であり、
前記変動要因沈み込み量算出モデルは、過去の台車走行時のスラブ重量を入力データとし、この入力データに対する過去のスラブ重量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を出力データとした複数の学習データを、機械学習させて生成されたスラブ重量沈み込み量算出モデルと、過去の台車走行時の台車速度変化量を入力データとし、この入力データに対する過去の台車速度変化量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を出力データとした複数の学習データを、機械学習させて生成された台車速度変化沈み込み量算出モデルとで構成され、
前記変動要因レール沈み込み量算出部は、前記スラブ重量沈み込み量算出モデルに、測定した台車走行時のスラブ重量を入力してスラブ重量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出するとともに、前記台車速度変化沈み込み量算出モデルに、測定した台車走行時の台車速度変化量を入力して台車速度変化量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出し、
前記経年変化レール沈み込み量算出部は、測定した台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量と、算出したスラブ重量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び算出した台車速度変化量による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量とから、前記経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量を算出することを特徴とする請求項12乃至15のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測装置。
Variation factors other than the aging are the weight of the slab as the object to be conveyed and the speed change amount of the truck,
The variation factor subsidence amount calculation model uses the slab weight when the bogie has traveled in the past as input data, and the rail subduction amount at a specific position when the bogie travels due to the past slab weight for this input data as output data. A slab weight sinking amount calculation model generated by machine learning learning data and a bogie speed change amount during past bogie running are used as input data, and the past bogie speed change amount for this input data It is composed of a bogie speed change subsidence amount calculation model generated by machine learning a plurality of learning data whose output data is the amount of rail subsidence at a specific position,
The variation factor rail subsidence amount calculation unit inputs the measured slab weight when the bogie is traveling to the slab weight subduction amount calculation model, and calculates the rail subduction amount at a specific position when the bogie is traveling due to the slab weight. In addition, inputting the bogie speed variation measured when the bogie is running into the bogie speed change subsidence amount calculation model, and calculating the rail subsidence amount at a specific position when the bogie is running based on the bogie speed variation,
The aging rail subsidence amount calculation unit calculates the measured rail subsidence amount at a specific position while the bogie is traveling, the rail subsidence amount at a specific position while the bogie is traveling due to the calculated slab weight, and the calculated bogie speed change amount. A rail subsidence amount at a specific position when the bogie is running is calculated from the rail subsidence amount at the specific position when the bogie is running due to aging, excluding the effects of fluctuation factors other than the aging. 16. The rail subduction amount prediction device according to any one of 12 to 15.
前記経年変化に影響を与える影響因子が、前記スラブの生産量及び雨量であり、
前記経年変化レール沈み込み量予測モデルは、過去の経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量及び過去のスラブの生産量及び雨量の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力データとし、この入力データに対する過去の経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を出力データとした複数の学習用データを、機械学習させて生成され、
前記経年変化レール沈み込み量予測部は、前記経年変化レール沈み込み量予測モデルに、経年変化以外の変動要因による影響を除外した経年変化による台車走行時の特定位置におけるレール沈み込み量、及びスラブの生産量及び雨量の台車走行時からの所定期間の変化量に基づく経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の変動量を入力して、経年変化による台車走行時から所定期間経過後の特定位置におけるレール沈み込み量の予測値を予測することを特徴とする請求項16に記載のレール沈み込み量の予測装置。
Influencing factors affecting the aging are the production amount and rainfall of the slab,
The aging rail subsidence amount prediction model is based on the amount of rail subsidence at a specific position when the bogie is running due to past secular change, and the amount of change in the past slab production amount and rainfall during a predetermined period from when the bogie was running. The amount of change in the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has passed since the bogie was running due to a change is used as input data. Generated by machine learning a plurality of learning data with the predicted value of the amount as the output data,
The secular change rail subsidence amount prediction unit adds to the secular change rail subsidence amount prediction model the rail subsidence amount at a specific position due to secular change excluding the influence of fluctuation factors other than secular change, and the slab Input the amount of change in rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time from when the bogie is running due to aging based on the amount of change in the amount of production and rainfall during the predetermined period from when the bogie is running. 17. A predicting device for the amount of rail subsidence according to claim 16 , which predicts a predicted value of the amount of rail subsidence at a specific position after a predetermined period of time has elapsed.
前記経年変化レール沈み込み量予測モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルであることを特徴とする請求項11乃至17のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測装置。 18. The rail subsidence amount prediction device according to any one of claims 11 to 17, wherein the rail subsidence amount prediction model over time is a model constructed by multiple regression analysis or a neural network. . 前記変動要因沈み込み量算出モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルであることを特徴とする請求項12乃至17のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測装置。 The rail subduction amount prediction device according to any one of claims 12 to 17 , wherein the variation factor subduction amount calculation model is a model constructed by multiple regression analysis or a neural network. 搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測方法であって、
台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)の過去のデータと、経年変化に影響を与える因子である経年変化因子xの過去のデータとを含むデータを、機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)と、将来の予測対象時点における経年変化因子xの予測値xfとを入力して、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)を予測することを特徴とするレール沈み込み量の予測方法。
A rail sinking amount prediction method for predicting the rail sinking amount on which a truck for conveying an object travels, comprising:
Data including past data of the rail subduction amount y(t, p) due to aging of the prediction target point during running of the bogie and past data of the aging change factor x, which is a factor affecting the aging change, A model for predicting the amount of rail subsidence over time generated by machine learning includes the amount of rail subsidence y(t, p) due to the change over time at the prediction target point when the bogie is running, and the aging change factor x at the future prediction target point. and predicting the amount of rail subsidence y(t+k, p) due to secular changes at a prediction target point at a future prediction target time.
前記経年変化レール沈み込み量予測モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルであることを特徴とする請求項20に記載のレール沈み込み量の予測方法。 21. The method for predicting the amount of rail subsidence according to claim 20, wherein the model for predicting the amount of rail subsidence over time is a model constructed by multiple regression analysis or a neural network. 前記経年変化因子xは、沈み込み量測定開始時点からの雨量x1、沈み込み量測定開始時点からの通過搬送物総重量x2、及び該通過搬送物総重量x2と相関のある因子x3のうちの1種以上を影響因子として含むことを特徴とする請求項20又は21に記載のレール沈み込み量の予測方法。 The aging factor x is selected from the rainfall amount x1 from the start of the subduction amount measurement, the total weight of the passing goods x2 from the start of the subduction amount measurement, and the factor x3 correlated with the total weight of the passing goods x2. 22. The method for predicting the amount of rail subduction according to claim 20 or 21, wherein one or more types are included as influencing factors. 前記台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)は、予測対象地点を台車が走行した時に、前記台車の高さを測定することで得られた、予測対象地点の台車走行時のレール沈み込み量の実測値Z(t,p)から、予測対象地点の台車走行時の経年変化以外の変動要因によるレール沈み込み量の推定値である変動要因沈み込み量h(t,p)を差し引くことで得られることを特徴とする請求項20乃至22のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測方法。 The amount of rail subsidence y(t, p) due to aging at the prediction target point when the truck travels is obtained by measuring the height of the truck when the truck travels through the prediction target point. Variation factor subsidence amount, which is an estimated value of the rail subsidence amount due to variation factors other than secular change while the bogie is running at the prediction target point, from the actual measured value Z (t, p) of the rail subsidence amount when the bogie is running at the point 23. The method for predicting the amount of rail subsidence according to any one of claims 20 to 22, wherein it is obtained by subtracting h(t, p). 前記変動要因沈み込み量h(t,p)は、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルに基づき推定されることを特徴とする請求項23に記載のレール沈み込み量の予測方法。 24. The method of predicting rail subsidence according to claim 23, wherein the variation factor subsidence amount h(t, p) is estimated based on a model constructed by multiple regression analysis or a neural network. 前記変動要因沈み込み量h(t,p)は、予測対象地点を台車が走行した時の搬送対象物の重量n1および/または台車速度変化量n2に基づき推定されてなることを特徴とする請求項23又は24に記載のレール沈み込み量の予測方法。 The variation factor sinking amount h(t, p) is estimated based on the weight n1 of the object to be conveyed and/or the amount of change n2 in the speed of the truck when the truck travels through the prediction target point. 25. A method for predicting a rail subduction amount according to Item 23 or 24. 前記将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)が予め設定した所定の閾値以上か否かを判定することを特徴とする請求項20乃至25のうちいずれか一項記載のレール沈み込み量の予測方法。 26. It is determined whether or not the rail subduction amount y(t+k, p) due to secular change of the prediction target point at the future prediction target time is equal to or greater than a predetermined threshold set in advance. The method for predicting the amount of rail subduction according to any one of the above. 前記将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)が所定の閾値以上でない判定結果であるときに、予測対象時点を変更して、予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)の予測を再度行い、予測値であるレールの沈み込み量y(t+k,p)が前記所定の閾値以上の判定結果となるまで前記変更と、予測と、判定とを繰り返すことを特徴とする請求項26に記載のレール沈み込み量の予測方法。 When the determination result is that the amount of rail subsidence y(t+k, p) due to secular change at the prediction target point at the future prediction target point is not equal to or greater than a predetermined threshold value, the prediction target time is changed, and the prediction target point is changed. The rail subsidence amount y(t+k, p) due to secular change is predicted again, and the change is made until the rail subsidence amount y(t+k, p), which is a predicted value, becomes equal to or greater than the predetermined threshold value. 27. The method for predicting the amount of rail subsidence according to claim 26, wherein , prediction, and determination are repeated. 前記判定結果が、前記所定の閾値以上となったとき、レールが異常と判断することを特徴とする請求項27に記載のレール沈み込み量の予測方法。 28. The method of predicting the amount of rail subsidence according to claim 27, wherein the rail is determined to be abnormal when the determination result is equal to or greater than the predetermined threshold. 請求項20乃至25のうちいずれか一項に記載されたレール沈み込み量の予測方法による、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)の予測を、複数の予測対象時点について行い、予測結果が予め設定した所定の閾値以上となる予測対象時点を、レールの沈み込み異常状態である時期と判定することを特徴とするレールの沈み込み異常時期の判定方法。 Prediction of rail subsidence amount y(t+k, p) due to secular change of a prediction target point at a future prediction target time by the rail subduction amount prediction method according to any one of claims 20 to 25. is performed for a plurality of prediction target time points, and a prediction target time point at which the prediction result is equal to or greater than a predetermined threshold value is determined as a time of an abnormal rail subsidence state. judgment method. 搬送対象物を搬送する台車が走行するレールの沈み込み量を予測するレール沈み込み量の予測装置であって、
台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)の過去のデータと、経年変化に影響を与える因子である経年変化因子xの過去のデータとを含むデータを、機械学習させて生成された経年変化レール沈み込み量予測モデルに、台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)と、将来の予測対象時点における経年変化因子xの予測値xfとを入力して、将来の予測対象時点における予測対象地点の経年変化によるレールの沈み込み量y(t+k,p)を予測する経年変化レール沈み込み量予測部を備えていることを特徴とするレール沈み込み量の予測装置。
A rail sinking amount predicting device for predicting the sinking amount of a rail on which a carriage for conveying an object to be conveyed runs,
Data including past data of the rail subduction amount y(t, p) due to aging of the prediction target point during running of the bogie and past data of the aging change factor x, which is a factor affecting the aging change, A model for predicting the amount of rail subsidence over time generated by machine learning includes the amount of rail subsidence y(t, p) due to the change over time at the prediction target point when the bogie is running, and the aging change factor x at the future prediction target point. and a forecasted value xf of and predicts the rail subsidence amount y(t+k, p) due to secular change at the prediction target point at a future prediction target time. A prediction device for the amount of rail subduction characterized by
前記経年変化レール沈み込み量予測モデルは、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルであることを特徴とする請求項30に記載のレール沈み込み量の予測装置。 31. The rail subsidence amount prediction device according to claim 30, wherein the secular change rail subsidence amount prediction model is a model constructed by multiple regression analysis or a neural network. 前記経年変化因子xは、沈み込み量測定開始時点からの雨量x1、沈み込み量測定開始時点からの通過搬送物総重量x2、及び該通過搬送物総重量x2と相関のある因子x3のうちの1種以上を影響因子として含むことを特徴とする請求項30又は31に記載のレール沈み込み量の予測装置。 The aging factor x is selected from the rainfall amount x1 from the start of the subduction amount measurement, the total weight of the passing goods x2 from the start of the subduction amount measurement, and the factor x3 correlated with the total weight of the passing goods x2. 32. The rail subduction amount prediction device according to claim 30 or 31, wherein one or more types are included as influencing factors. 前記台車走行時の予測対象地点の経年変化によるレール沈み込み量y(t,p)は、予測対象地点を台車が走行した時に、前記台車の高さを測定することで得られた、予測対象地点の台車走行時のレール沈み込み量の実測値Z(t,p)から、予測対象地点の台車走行時の経年変化以外の変動要因によるレール沈み込み量の推定値である変動要因沈み込み量h(t,p)を差し引くことで得られることを特徴とする請求項30乃至32のうちいずれか一項に記載のレール沈み込み量の予測装置。 The amount of rail subsidence y(t, p) due to aging at the prediction target point when the truck travels is obtained by measuring the height of the truck when the truck travels through the prediction target point. Variation factor subsidence amount, which is an estimated value of the rail subsidence amount due to variation factors other than secular change while the bogie is running at the prediction target point, from the actual measured value Z (t, p) of the rail subsidence amount when the bogie is running at the point 33. The apparatus for predicting the amount of rail subsidence according to any one of claims 30 to 32, which is obtained by subtracting h(t, p). 前記変動要因沈み込み量h(t,p)は、重回帰分析又はニューラルネットワークで構築されたモデルに基づき推定されることを特徴とする請求項33に記載のレール沈み込み量の予測装置。 34. The rail subsidence amount prediction device according to claim 33, wherein the variation factor subsidence amount h(t, p) is estimated based on a model constructed by multiple regression analysis or a neural network. 前記変動要因沈み込み量h(t,p)は、予測対象地点を台車が走行した時の搬送対象物の重量n1および/または台車速度変化量n2に基づき推定されてなることを特徴とする請求項33又は34に記載のレール沈み込み量の予測装置。 The variation factor sinking amount h(t, p) is estimated based on the weight n1 of the object to be conveyed and/or the amount of change n2 in the speed of the truck when the truck travels through the prediction target point. 35. A rail subduction amount prediction device according to Item 33 or 34.
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