JP7369631B2 - Uneven wear amount estimation system, uneven wear amount estimation method, placement determination method and program - Google Patents

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Description

本発明は、偏摩耗量推定システム、偏摩耗量推定方法、配置決定方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an uneven wear amount estimation system, an uneven wear amount estimation method, a placement determination method, and a program.

鉄道車両の車輪の偏摩耗の検出に関連して、特許文献1に記載の車両偏摩耗度合い判定システムは、車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定し、測定した振動から取り出した特定周波数範囲の成分と、振動加速度レベルを偏摩耗量に換算するための基準データとに基づいて、車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う。 In connection with the detection of uneven wear on the wheels of a railway vehicle, the vehicle uneven wear degree determination system described in Patent Document 1 measures the vibration of a track structure as the vehicle passes, and detects a specific frequency extracted from the measured vibration. The degree of uneven wear of the wheels of the vehicle is determined based on the components of the range and reference data for converting the vibration acceleration level into the amount of uneven wear.

また、特許文献2に記載の車両偏摩耗度合い判定システムは、線路構造物の振動測定値に基づいて車両の速度を算出し、算出した速度に応じた周波数成分に基づいて車両または車両の部分が所定位置を通過する通過タイミングを判定する。そして、この車両偏摩耗度合い判定システムは、検出した通過タイミングに応じた時間範囲のデータに基づいて、車輪の偏摩耗度合いの判定を行う。 In addition, the vehicle uneven wear degree determination system described in Patent Document 2 calculates the speed of the vehicle based on the vibration measurement value of the track structure, and determines whether the vehicle or a portion of the vehicle is determined based on the frequency component corresponding to the calculated speed. The timing of passing through a predetermined position is determined. Then, this vehicle uneven wear degree determination system determines the uneven wear degree of the wheels based on data in a time range corresponding to the detected passing timing.

特開2014-237348号公報JP2014-237348A 特許第6245466号公報Patent No. 6245466

振動センサを高架橋等の線路構造物ではなくレールに設置する場合、レールでの振動の減衰が偏摩耗量の推定に影響する。このレールでの振動の減衰の偏摩耗度量推定への影響を低減させることで、偏摩耗度量をより高精度に推定できることが好ましい。 When a vibration sensor is installed on a rail rather than on a railway structure such as an elevated bridge, the attenuation of vibration on the rail affects the estimation of the amount of uneven wear. It is preferable that the amount of uneven wear can be estimated with higher accuracy by reducing the influence of vibration damping in the rail on the estimation of the amount of uneven wear.

本発明は、振動センサをレールに設置する場合に、レールでの振動の減衰の偏摩耗量推定への影響を低減させることができるシステム及び方法を提供する。 The present invention provides a system and method that can reduce the influence of vibration damping on the rail on uneven wear amount estimation when a vibration sensor is installed on the rail.

本発明の第1の態様によれば、偏摩耗量推定システムは、レールの長さ方向に間隔をおいて設けられ、前記レール上を通過する車輪により生じる振動をそれぞれ検出する少なくとも3つの振動センサと、前記振動センサが検出する振動のパワー和を算出するパワー和算出部と、前記パワー和を車輪の偏摩耗量に換算する換算部と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the uneven wear amount estimation system includes at least three vibration sensors that are provided at intervals in the length direction of the rail and each detect vibrations generated by wheels passing on the rail. A power sum calculation unit that calculates a power sum of vibrations detected by the vibration sensor, and a conversion unit that converts the power sum into an uneven wear amount of the wheel.

前記振動センサは、前記車輪の偏摩耗部分が前記レールに接する位置による前記パワー和の相違が、所定の相違以内になるように配置されるようにしてもよい。 The vibration sensor may be arranged such that a difference in the power sum depending on a position where an unevenly worn portion of the wheel contacts the rail is within a predetermined difference.

本発明の第2の態様によれば、偏摩耗量推定方法は、レールの長さ方向に間隔をおいて設けられた少なくとも3つの振動センサが、前記レール上を通過する車輪により生じる振動をそれぞれ検出する工程と、前記振動センサが検出する振動のパワー和を算出する工程と、前記パワー和を車輪の偏摩耗量に換算する工程と、を含む。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for estimating uneven wear amount, in which at least three vibration sensors provided at intervals in the length direction of a rail each measure vibrations generated by wheels passing on the rail. The method includes a step of detecting, a step of calculating a power sum of vibrations detected by the vibration sensor, and a step of converting the power sum into an uneven wear amount of the wheel.

本発明の第4の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、レールの長さ方向に間隔をおいて設けられた少なくとも3つの振動センサが、前記レール上を通過する車輪により生じる振動をそれぞれ検出する振動のパワー和を算出する工程と、前記パワー和を車輪の偏摩耗量に換算する工程と、を実行させるためのプログラムである。 According to a fourth aspect of the invention, the program causes the computer to detect vibrations caused by at least three vibration sensors spaced along the length of the rail, each of which is caused by a wheel passing on the rail. This is a program for executing the steps of calculating the power sum of the vibrations caused by the vibration, and converting the power sum into the uneven wear amount of the wheel.

本発明によれば、振動センサをレールに設置する場合に、レールでの振動の減衰の偏摩耗量推定への影響を低減させることができる。 According to the present invention, when a vibration sensor is installed on a rail, it is possible to reduce the influence of vibration damping on the rail on uneven wear amount estimation.

実施形態に係る偏摩耗量推定システムの機能構成を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing a functional configuration of an uneven wear amount estimation system according to an embodiment. 実施形態に係る加速度センサのレールへの設置例を示す図である。It is a figure showing an example of installation on a rail of an acceleration sensor concerning an embodiment. 実施形態に係る偏摩耗量推定装置が車輪の偏摩耗量を推定する処理手順の例を示す図である。It is a figure showing an example of the processing procedure by which the uneven wear amount estimating device concerning an embodiment estimates the uneven wear amount of a wheel. 実施形態に係るセンサの位置と車輪の偏摩耗に起因する振動との関係の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the position of a sensor and vibrations caused by uneven wear of wheels according to the embodiment. 実施形態に係る加速度センサをレールに1つ設置する場合の第1例を示す図である。It is a figure showing the 1st example in the case of installing one acceleration sensor concerning an embodiment on a rail. 実施形態に係る加速度センサをレールに1つ設置する場合の第2例を示す図である。It is a figure showing the 2nd example in the case of installing one acceleration sensor concerning an embodiment on a rail. 実施形態に係る加速度センサをレールに2つ設置する場合の第1例を示す図である。It is a figure showing the 1st example in the case of installing two acceleration sensors concerning an embodiment on a rail. 実施形態に係る加速度センサをレールに2つ設置する場合の第2例を示す図である。It is a figure showing the 2nd example in the case of installing two acceleration sensors concerning an embodiment on a rail. 実施形態で、レールに2つの加速度センサを配置する場合の、2つの加速度センサの距離、および、加速度センサの位置と偏摩耗部分接触位置との距離の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the distance between two acceleration sensors and the distance between the position of the acceleration sensor and the unevenly worn portion contact position when two acceleration sensors are arranged on the rail in the embodiment. 実施形態に係る2つのセンサの距離、および、偏摩耗部分接触位置から加速度センサまでの距離と、偏摩耗量推定精度との関係の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the distance between two sensors, the distance from the unevenly worn portion contact position to the acceleration sensor, and uneven wear amount estimation accuracy according to the embodiment. 実施形態で、レールに3つの加速度センサを配置する場合の、加速度センサ間の距離、および、加速度センサの位置と偏摩耗部分接触位置との距離の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the distance between the acceleration sensors and the distance between the position of the acceleration sensor and the unevenly worn portion contact position when three acceleration sensors are arranged on the rail in the embodiment. 実施形態に係る加速度センサの位置と基準値とのレベル差の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a level difference between the position of the acceleration sensor and a reference value according to the embodiment. 実施形態に係る加速度センサの配置の検討例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of acceleration sensors according to the embodiment. 実施形態に係る加速度センサの配置の第1例を示す図である。It is a figure showing the 1st example of arrangement of the acceleration sensor concerning an embodiment. 実施形態に係る加速度センサの配置の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of arrangement|positioning of the acceleration sensor based on embodiment. 実施形態に係る加速度センサを3つ配置した場合のセンサの配置とパワー和との関係の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between sensor arrangement and power sum when three acceleration sensors according to the embodiment are arranged.

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の実施形態に係る偏摩耗量推定システムの機能構成を示す概略ブロック図である。図1に示すように、偏摩耗量推定システム1は、加速度センサ100と、偏摩耗量推定装置200とを備える。偏摩耗量推定装置200は、通信部210と、表示部220と、操作入力部230と、記憶部280と、制御部290とを備える。制御部290は、偏摩耗成分抽出部291と、補正部292と、パワー和算出部293と、換算部294と、車輪到達検出部295とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Furthermore, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the invention.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the functional configuration of an uneven wear amount estimation system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the uneven wear amount estimation system 1 includes an acceleration sensor 100 and an uneven wear amount estimation device 200. The uneven wear amount estimating device 200 includes a communication section 210, a display section 220, an operation input section 230, a storage section 280, and a control section 290. The control section 290 includes an uneven wear component extraction section 291 , a correction section 292 , a power sum calculation section 293 , a conversion section 294 , and a wheel arrival detection section 295 .

偏摩耗量推定システム1は、鉄道車両の車輪の偏摩耗量を推定する。ここでいう鉄道車両は、偏摩耗の生じ得る車輪を備えてレールの上を走行する車両であればよい。偏摩耗量推定システム1が偏摩耗量を推定する対象の鉄道車両は、単体の車両で運用されていてもよいし、複数台の車両を連結して運用されていてもよい。
偏摩耗量推定システム1が偏摩耗量を推定する対象の鉄道車両を、対象車両と称する。
The uneven wear amount estimation system 1 estimates the uneven wear amount of wheels of a railway vehicle. The railway vehicle referred to herein may be any vehicle that is equipped with wheels that can wear unevenly and runs on rails. The railway vehicle whose uneven wear amount is estimated by the uneven wear amount estimation system 1 may be operated as a single vehicle, or may be operated by connecting a plurality of vehicles.
A railway vehicle whose uneven wear amount is to be estimated by the uneven wear amount estimation system 1 is referred to as a target vehicle.

加速度センサ100は、レールの長さ方向に間隔をおいて設けられ、レール上を車輪が通過することによって生じる加速度をそれぞれ検出する。但し、偏摩耗量推定システム1が備える振動センサは加速度センサに限定されず、レールの振動の大きさを測定可能なセンサを用いることができる。例えば、偏摩耗量推定システム1が、振動センサとして変位センサまたは速度センサを備えるようにしてもよい。
偏摩耗量推定システム1が備える加速度センサ100の数は、3つまたはそれ以上であればよい。レール上に加速度センサ100を3つ以上配置することで、以下に説明するように、車輪の偏摩耗部分がレールに接する位置にかかわらず、おおよそ一定の大きさの振動を測定できる。
The acceleration sensors 100 are provided at intervals along the length of the rail, and each detects the acceleration generated when a wheel passes on the rail. However, the vibration sensor included in the uneven wear amount estimation system 1 is not limited to an acceleration sensor, and any sensor capable of measuring the magnitude of rail vibration may be used. For example, the uneven wear amount estimation system 1 may include a displacement sensor or a speed sensor as a vibration sensor.
The number of acceleration sensors 100 included in the uneven wear amount estimation system 1 may be three or more. By arranging three or more acceleration sensors 100 on the rail, it is possible to measure vibrations of approximately constant magnitude, regardless of the position where the unevenly worn portion of the wheel contacts the rail, as described below.

図2は、加速度センサ100のレールへの設置例を示す図である。
図2の例で、3つの加速度センサ100がレールの長さ方向に間隔を置いて設けられている。車輪のどの位置に偏摩耗が生じた場合でも、加速度センサ100が偏摩耗に起因する振動を拾えるように、車輪の周長からずれた間隔で加速度センサ100が配置されていることが好ましい。
FIG. 2 is a diagram showing an example of installing the acceleration sensor 100 on a rail.
In the example of FIG. 2, three acceleration sensors 100 are provided at intervals along the length of the rail. It is preferable that the acceleration sensors 100 are arranged at intervals deviated from the circumference of the wheel so that the acceleration sensors 100 can pick up vibrations caused by uneven wear no matter where on the wheel the uneven wear occurs.

偏摩耗量推定装置200は、加速度センサ100によるセンシングデータ(加速度の測定データ)を用いて車輪の偏摩耗量を推定する。偏摩耗量推定装置200は、例えばパソコン(Personal Computer;PC)またはワークステーション(Workstation)等のコンピュータを用いて構成される。 The uneven wear amount estimating device 200 estimates the uneven wear amount of the wheel using sensing data (acceleration measurement data) by the acceleration sensor 100. The uneven wear amount estimating device 200 is configured using a computer such as a personal computer (PC) or a workstation.

通信部210は、他の装置と通信を行う。特に、通信部210は、加速度センサ100の各々が送信するセンシングデータを受信する。
表示部220は、液晶パネルまたはLED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)パネル等の表示画面を有し、各種画像を表示する。例えば、表示部220は、偏摩耗量推定装置200が推定する偏摩耗量を表示する。
操作入力部230は、キーボード及びマウス等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受け付ける。
The communication unit 210 communicates with other devices. In particular, the communication unit 210 receives sensing data transmitted by each of the acceleration sensors 100.
The display unit 220 has a display screen such as a liquid crystal panel or an LED (Light Emitting Diode) panel, and displays various images. For example, the display unit 220 displays the uneven wear amount estimated by the uneven wear amount estimating device 200.
The operation input unit 230 includes input devices such as a keyboard and a mouse, and accepts user operations.

記憶部280は、各種データを記憶する。記憶部280は、偏摩耗量推定装置200が備える記憶デバイスを用いて構成される。例えば、記憶部280は、偏摩耗量推定装置200が加速度センサ100のセンシングデータから算出するパワー和を車輪の偏摩耗量に換算する換算式を予め記憶する。この換算式は、例えば試験によって予め設定される。例えば、鉄道関係者等の人が、鉄道車両を用いた試験を行ってデータを採取し、パワー和と偏摩耗量との相関関係を線形近似して換算式を設定する。
但し、記憶部280がパワー和と偏摩耗量との相関関係を記憶する方法は、式の形式で記憶する方法に限定されない。例えば、記憶部280が、パワー和を偏摩耗量に換算するための換算テーブル(表)を記憶するようにしてもよい。
The storage unit 280 stores various data. The storage unit 280 is configured using a storage device included in the uneven wear amount estimating device 200. For example, the storage unit 280 stores in advance a conversion formula for converting the power sum calculated by the uneven wear amount estimating device 200 from the sensing data of the acceleration sensor 100 into the uneven wear amount of the wheel. This conversion formula is set in advance by, for example, a test. For example, a person in the railway industry or the like conducts a test using a railway vehicle, collects data, and sets a conversion formula by linearly approximating the correlation between the sum of power and the amount of uneven wear.
However, the method by which the storage unit 280 stores the correlation between the power sum and the amount of uneven wear is not limited to the method of storing it in the form of an equation. For example, the storage unit 280 may store a conversion table for converting the power sum into uneven wear amount.

制御部290は、偏摩耗量推定装置200の各部を制御して各種処理を行う。制御部290は、偏摩耗量推定装置200が備えるCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、記憶部280からプログラムを読み出して実行することで構成される。
偏摩耗成分抽出部291は、加速度センサ100それぞれのセンシングデータから、偏摩耗成分を抽出する。ここでいう偏摩耗成分は、加速度センサ100のセンシングデータに含まれる、車輪の偏摩耗を示す成分である。
The control section 290 controls each section of the uneven wear amount estimating device 200 to perform various processes. The control unit 290 is configured by a CPU (Central Processing Unit) included in the uneven wear amount estimating device 200 reading a program from the storage unit 280 and executing it.
The uneven wear component extraction unit 291 extracts uneven wear components from the sensing data of each acceleration sensor 100. The uneven wear component here is a component that is included in the sensing data of the acceleration sensor 100 and indicates uneven wear of the wheels.

例えば、偏摩耗成分抽出部291は、加速度センサ100毎に、センシングデータを周波数変換する。そして、偏摩耗成分抽出部291は、得られた周波数成分のうち、偏摩耗を示す周波数として対象車両の速度に応じて予め定められている周波数成分を抽出する。偏摩耗成分抽出部291が抽出する周波数成分は、偏摩耗成分の例に該当する。偏摩耗成分抽出部291が加速度センサ100のセンシングデータを周波数変換する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、偏摩耗成分抽出部291が、FFT(Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換)等のフーリエ変換によって、センシングデータを周波数変換するようにしてもよい。
あるいは、偏摩耗成分抽出部291が、加速度センサ100のセンシングデータにフィルタを適用して、対象車両の速度に応じた特定の周波数成分を抽出するようにしてもよい。
For example, the uneven wear component extraction unit 291 frequency-converts the sensing data for each acceleration sensor 100. Then, the uneven wear component extraction unit 291 extracts, from among the obtained frequency components, a frequency component that is predetermined according to the speed of the target vehicle as a frequency that indicates uneven wear. The frequency component extracted by the uneven wear component extracting section 291 corresponds to an example of an uneven wear component. The method by which the uneven wear component extraction unit 291 converts the frequency of sensing data from the acceleration sensor 100 is not limited to a specific method. For example, the uneven wear component extraction unit 291 may frequency-convert the sensing data by Fourier transform such as FFT (Fast Fourier Transform).
Alternatively, the uneven wear component extraction unit 291 may apply a filter to the sensing data of the acceleration sensor 100 to extract a specific frequency component depending on the speed of the target vehicle.

補正部292は、偏摩耗成分抽出部291が抽出する偏摩耗成分に対し、対象車両の速度に応じた補正を行う。対象車両の速度が速いほど加速度センサ100のセンサ値(加速度の測定値)が大きくなる。このため、偏摩耗成分抽出部291が抽出する偏摩耗成分は、車輪の偏摩耗量が同じでも、対象車両の速度が速いほど大きくなる。
これに対し、補正部292は、偏摩耗成分の大きさに対する対象車両の速度の影響を低減させる補正を行う。具体的には、補正部292は、対象車両の速度が速いほど偏摩耗成分の値を小さくするように補正係数を乗算する。
補正部292が補正を行った偏摩耗成分を、補正後偏摩耗成分と称する。
The correction unit 292 corrects the uneven wear component extracted by the uneven wear component extraction unit 291 according to the speed of the target vehicle. The faster the speed of the target vehicle is, the larger the sensor value (measured value of acceleration) of the acceleration sensor 100 becomes. Therefore, the uneven wear component extracted by the uneven wear component extraction unit 291 becomes larger as the speed of the target vehicle increases even if the uneven wear amount of the wheels is the same.
In contrast, the correction unit 292 performs correction to reduce the influence of the speed of the target vehicle on the magnitude of the uneven wear component. Specifically, the correction unit 292 multiplies the correction coefficient so that the faster the speed of the target vehicle is, the smaller the value of the uneven wear component is.
The uneven wear component corrected by the correction unit 292 is referred to as a corrected uneven wear component.

パワー和算出部293は、加速度センサ100が検出する加速度のパワー和を算出する。具体的には、パワー和算出部293は、加速度センサ100毎の補正後偏摩耗成分を全ての加速度センサ100について合計する。ここでは、周波数変換した各周波数の加速度振幅と基準加速度振幅との比の2乗をパワー比と称し、デシベル変換前のパワー比そのままを足し合わせたものがパワー和である。
換算部294は、パワー和算出部293が算出したパワー和を車輪の偏摩耗量に換算する。例えば、換算部294は、パワー和算出部293が算出するパワー和を記憶部280が記憶する換算式に入力して偏摩耗量を算出する。換算部294が取得する偏摩耗量は、偏摩耗量推定システム1による偏摩耗量の推定値として用いられる。
The power sum calculation unit 293 calculates the power sum of the accelerations detected by the acceleration sensor 100. Specifically, the power sum calculation unit 293 sums up the corrected uneven wear components for each acceleration sensor 100 for all acceleration sensors 100. Here, the square of the ratio between the frequency-converted acceleration amplitude of each frequency and the reference acceleration amplitude is referred to as the power ratio, and the power sum is the sum of the power ratios before decibel conversion.
The conversion unit 294 converts the power sum calculated by the power sum calculation unit 293 into an uneven wear amount of the wheel. For example, the conversion unit 294 calculates the uneven wear amount by inputting the power sum calculated by the power sum calculation unit 293 into a conversion formula stored in the storage unit 280. The uneven wear amount acquired by the conversion unit 294 is used as an estimated value of the uneven wear amount by the uneven wear amount estimation system 1.

車輪到達検出部295は、車輪が偏摩耗量推定開始の基準位置に到達したタイミングを検出し、そのタイミングを示す信号を出力する。偏摩耗量推定開始の基準位置は、加速度センサ100が、その基準位置に到達した車輪の偏摩耗量推定のために適切なデータを取得可能な位置として予め定められる。例えば、3個の加速度センサ100がレールに沿って配置され、3個のうち真ん中の加速度センサ100の真上の位置が偏摩耗量推定開始の基準位置と定められていてもよいが、これに限定されない。偏摩耗量推定開始の基準位置を、単に基準位置とも称する。 The wheel arrival detection unit 295 detects the timing at which the wheel reaches the reference position for starting uneven wear amount estimation, and outputs a signal indicating the timing. The reference position for starting uneven wear amount estimation is predetermined as a position where the acceleration sensor 100 can acquire appropriate data for estimating the uneven wear amount of the wheel that has reached the reference position. For example, three acceleration sensors 100 may be arranged along the rail, and the position directly above the middle acceleration sensor 100 among the three may be determined as the reference position to start estimating the amount of uneven wear. Not limited. The reference position for starting uneven wear amount estimation is also simply referred to as the reference position.

車輪到達検出部295が、加速度センサ100の出力信号(センシングデータ)を用いて車輪が基準位置に到達したことを検出するようにしてもよい。あるいは、車輪到達検出部295が、加速度センサ100の出力信号以外の情報を用いて車輪が基準位置に到達したことを検出するようにしてもよい。例えば、偏摩耗量推定システム1が光電センサを備えていてもよい。車輪が基準位置に到達して光電センサの光を遮光すると、光電センサが光を遮断されたことを示す信号を出力し、車輪到達検出部295が、光電センサからの信号を用いて、車輪が基準位置に到達したことを検出するようにしてもよい。 The wheel arrival detection unit 295 may detect that the wheel has reached the reference position using the output signal (sensing data) of the acceleration sensor 100. Alternatively, the wheel arrival detection unit 295 may detect that the wheel has reached the reference position using information other than the output signal of the acceleration sensor 100. For example, the uneven wear amount estimation system 1 may include a photoelectric sensor. When the wheel reaches the reference position and blocks the light from the photoelectric sensor, the photoelectric sensor outputs a signal indicating that the light has been blocked, and the wheel arrival detection unit 295 uses the signal from the photoelectric sensor to determine whether the wheel is It may also be possible to detect that the reference position has been reached.

ここで、偏摩耗量推定システム1がリアルタイムで車輪の偏摩耗量を推定するようにしてもよい。あるいは、偏摩耗量推定システム1がバッチ処理で車輪の偏摩耗量を推定するなど、データ取得に対して時間遅れで偏摩耗量推定処理を行うようにしてもよい。
偏摩耗量推定システム1がリアルタイムで車輪の偏摩耗量を推定する場合、車輪到達検出部295は、車輪が基準位置に到達したことをリアルタイムで検出し、検出したことを示す信号をリアルタイムで出力する。
Here, the uneven wear amount estimation system 1 may estimate the uneven wear amount of the wheels in real time. Alternatively, the uneven wear amount estimation system 1 may perform the uneven wear amount estimation process with a time delay with respect to data acquisition, such as estimating the uneven wear amount of the wheels by batch processing.
When the uneven wear amount estimation system 1 estimates the uneven wear amount of the wheels in real time, the wheel arrival detection unit 295 detects in real time that the wheels have reached the reference position, and outputs a signal indicating the detection in real time. do.

一方、偏摩耗量推定システム1がバッチ処理で車輪の偏摩耗量を推定する場合、車輪到達検出部295は、例えば、車輪が基準位置に到達した時刻を出力する。車輪到達検出部295が、車輪が基準位置に到達したことをリアルタイムで検出し、そのときの時刻を記憶部280が記憶しておくようにしてもよい。あるいは、車輪到達検出部295が、データ解析によって事後的に、車輪が基準位置に到達した時刻を検出するようにしてもよい。 On the other hand, when the uneven wear amount estimation system 1 estimates the uneven wear amount of wheels by batch processing, the wheel arrival detection unit 295 outputs, for example, the time when the wheels reach the reference position. The wheel arrival detection section 295 may detect in real time that the wheel has reached the reference position, and the storage section 280 may store the time at that time. Alternatively, the wheel arrival detection unit 295 may detect the time when the wheel reaches the reference position after the fact by data analysis.

車輪到達検出部295が、車輪が基準位置に到達したことを検出することで、偏摩耗量推定システム1は、車輪単位で偏摩耗量の推定を行うことができる。例えば、車輪到達検出部295が、車輪が基準位置に到達したことを検出した回数をカウントするようにしてもよい。これにより、車輪到達検出部295は、列車または車両の前から何番目の車輪が基準位置に到達したか、したがって、前から何番目の車輪が偏摩耗量推定の対象となっているかを把握できる。 When the wheel arrival detection unit 295 detects that the wheel has reached the reference position, the uneven wear amount estimation system 1 can estimate the uneven wear amount for each wheel. For example, the wheel arrival detection unit 295 may count the number of times that the wheel reaches the reference position. Thereby, the wheel arrival detection unit 295 can grasp which wheel from the front of the train or vehicle has reached the reference position, and therefore which wheel from the front is the target of uneven wear amount estimation. .

一方、偏摩耗量推定システム1は、レールでの振動の減衰の偏摩耗量推定への影響を比較的受けにくい。これにより、偏摩耗量推定システム1が偏摩耗量を推定する際の車輪の位置には許容幅がある。したがって、車輪到達検出部295による、車輪が基準位置に到達したことの検出には誤差が許容される。例えば、車輪到達検出部295が、車輪の基準位置への到達を検出してから、偏摩耗量推定システム1が偏摩耗量推定を開始するまでにタイムラグがあるなど、偏摩耗量推定時の車輪の位置が基準位置からずれていても、偏摩耗量の推定に対する影響は比較的小さい。 On the other hand, the uneven wear amount estimation system 1 is relatively less susceptible to the influence of vibration damping on the rail on uneven wear amount estimation. Thereby, there is a permissible range for the position of the wheel when the uneven wear amount estimation system 1 estimates the uneven wear amount. Therefore, an error is allowed in the detection by the wheel arrival detection unit 295 that the wheel has reached the reference position. For example, there may be a time lag between when the wheel arrival detection unit 295 detects the arrival of the wheel at the reference position and when the uneven wear estimation system 1 starts estimating the uneven wear amount. Even if the position deviates from the reference position, the influence on the estimation of the amount of uneven wear is relatively small.

図3は、偏摩耗量推定装置200が車輪の偏摩耗量を推定する処理手順の例を示す図である。上記のように、偏摩耗量推定装置200が車輪の偏摩耗量の推定をリアルタイムで行うようにしてもよいし、バッチ処理などデータ取得に対して時間遅れで行うようにしてもよい。したがって、偏摩耗量推定装置200が、図3の処理をリアルタイムで行うようにしてもよいし、バッチ処理で行うなど、データ取得に対して時間遅れで行うようにしてもよい。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a processing procedure in which the uneven wear amount estimating device 200 estimates the uneven wear amount of a wheel. As described above, the uneven wear amount estimating device 200 may estimate the uneven wear amount of the wheels in real time, or may perform batch processing with a time delay relative to data acquisition. Therefore, the uneven wear amount estimating device 200 may perform the process shown in FIG. 3 in real time, or may perform the process with a time delay relative to data acquisition, such as by batch processing.

(ステップS10)
車輪到達検出部295は、車輪が基準位置に到達したタイミングを検出し、そのタイミングを示す信号を出力する。
偏摩耗量推定装置200がリアルタイムで車輪の偏摩耗量を推定する場合、車輪到達検出部295は、車輪が基準位置に到達したことをリアルタイムで検出し、検出したことを示す信号をリアルタイムで出力する。この信号は、偏摩耗量推定装置200が車輪の偏摩耗量を推定する処理(図3の例では、ステップS11~S15の処理)を開始するトリガとして用いられる。
一方、偏摩耗量推定装置200がバッチ処理で車輪の偏摩耗量を推定する場合、車輪到達検出部295は、例えば、車輪が基準位置に到達した時刻を出力する。この時刻は、偏摩耗量推定装置200が車輪の偏摩耗量の推定に用いるデータの開始位置を示す情報として用いられる。例えば、偏摩耗量推定装置200は、記憶部280が記憶している加速度センサ100の加速度測定値の履歴データのうち、車輪到達検出部295が出力する時刻から一定時間分のデータを、1つの車輪の偏摩耗量の推定用データとして用いる。
(Step S10)
The wheel arrival detection unit 295 detects the timing at which the wheel reaches the reference position, and outputs a signal indicating the timing.
When the uneven wear amount estimating device 200 estimates the uneven wear amount of the wheels in real time, the wheel arrival detection unit 295 detects in real time that the wheels have reached the reference position, and outputs a signal indicating the detection in real time. do. This signal is used as a trigger for the uneven wear estimation device 200 to start the process of estimating the uneven wear amount of the wheels (in the example of FIG. 3, the processing of steps S11 to S15).
On the other hand, when the uneven wear amount estimating device 200 estimates the uneven wear amount of a wheel by batch processing, the wheel arrival detection unit 295 outputs, for example, the time when the wheel reaches the reference position. This time is used as information indicating the starting position of data used by the uneven wear amount estimating device 200 to estimate the uneven wear amount of the wheel. For example, the uneven wear amount estimating device 200 stores data for a certain period of time from the time output by the wheel arrival detection unit 295 out of the historical data of the acceleration measurement values of the acceleration sensor 100 stored in the storage unit 280. Used as data for estimating the amount of uneven wear on wheels.

(ステップS11)
偏摩耗成分抽出部291は、加速度センサ100のセンシングデータ(時系列データ)を周波数変換する。偏摩耗成分抽出部291は、ステップS11の処理を加速度センサ100毎に行う。
ステップS11の後、処理がステップS12へ進む。
(Step S11)
The uneven wear component extraction unit 291 performs frequency conversion on the sensing data (time series data) of the acceleration sensor 100. The uneven wear component extraction unit 291 performs the process of step S11 for each acceleration sensor 100.
After step S11, the process advances to step S12.

(ステップS12)
偏摩耗成分抽出部291は、ステップS11で得られたデータ(周波数変換後のセンシングデータ)から偏摩耗成分を抽出する。偏摩耗成分抽出部291は、ステップS12の処理を加速度センサ100毎に行う。
ここで、対象車両の速度が速いほど、車輪の回転数が速くなる。車輪に偏摩耗がある場合、対象車両の速度が速いほど、偏摩耗している部分がレールにあたる時間間隔が短くなり、偏摩耗成分の周波数が高くなる。そこで、偏摩耗成分抽出部291は、対象車両の速度情報を取得し、偏摩耗を示す周波数として対象車両の速度に応じて予め定められている周波数成分を抽出する。
対象車両の速度と、偏摩耗成分抽出部291が抽出する周波数との関係については、例えば人が予め計算しておく。車輪が100ミリメートル(mm)~1000ミリメートル程度進むのに要する時間の逆数をとることで、この周波数が求まる。
ステップS12の後、処理がステップS13へ進む。
(Step S12)
The uneven wear component extraction unit 291 extracts uneven wear components from the data obtained in step S11 (sensing data after frequency conversion). The uneven wear component extraction unit 291 performs the process of step S12 for each acceleration sensor 100.
Here, the faster the speed of the target vehicle is, the faster the rotation speed of the wheels becomes. When there is uneven wear on the wheels, the faster the speed of the subject vehicle is, the shorter the time interval in which the unevenly worn portion hits the rail, and the higher the frequency of the uneven wear component becomes. Therefore, the uneven wear component extraction unit 291 acquires speed information of the target vehicle, and extracts a frequency component predetermined according to the speed of the target vehicle as a frequency indicating uneven wear.
The relationship between the speed of the target vehicle and the frequency extracted by the uneven wear component extraction unit 291 is calculated in advance by, for example, a person. This frequency can be found by taking the reciprocal of the time required for the wheel to travel approximately 100 millimeters (mm) to 1000 millimeters.
After step S12, the process proceeds to step S13.

(ステップS13)
補正部292は、偏摩耗成分抽出部291が抽出した偏摩耗成分に対して、対象車両の速度に応じた補正を行う。補正部292は、ステップS13の処理を加速度センサ100毎に行う。
上述したように、補正部292は、対象車両の速度が速いほど偏摩耗成分の値を小さくするように補正係数を乗算する。これにより、補正部292は、偏摩耗成分の大きさに対する対象車両の速度の影響を低減させる。
ステップS13の後、処理がステップS14へ進む。
(Step S13)
The correction unit 292 corrects the uneven wear component extracted by the uneven wear component extraction unit 291 according to the speed of the target vehicle. The correction unit 292 performs the process of step S13 for each acceleration sensor 100.
As described above, the correction unit 292 multiplies the correction coefficient so that the faster the speed of the target vehicle is, the smaller the value of the uneven wear component is. Thereby, the correction unit 292 reduces the influence of the speed of the target vehicle on the magnitude of the uneven wear component.
After step S13, the process advances to step S14.

(ステップS14)
パワー和算出部293は、加速度センサ100毎の補正後偏摩耗成分を全ての加速度センサ100について合計してパワー和を算出する。
なお、加速度センサ100が左右のレールそれぞれに設けられている場合、パワー和算出部293は、レール毎に全ての加速度センサ100の補正後偏摩耗成分を合計してレール毎のパワー和を算出する。
ステップS14の後、処理がステップS15へ進む。
(Step S14)
The power sum calculation unit 293 calculates the power sum by summing the corrected uneven wear components for each acceleration sensor 100 for all acceleration sensors 100.
Note that when the acceleration sensors 100 are provided on each of the left and right rails, the power sum calculation unit 293 calculates the power sum for each rail by summing the corrected uneven wear components of all the acceleration sensors 100 for each rail. .
After step S14, the process proceeds to step S15.

(ステップS15)
換算部294は、パワー和算出部293が算出したパワー和と換算式に入力して、偏摩耗量の推定値を算出する。
なお、加速度センサ100が左右のレールそれぞれに設けられている場合、換算部294は、パワー和算出部293がレール毎に算出したパワー和を用いて、レール毎に偏摩耗量の推定値を算出する。これにより、加速度センサ100は、対象車両の左右それぞれの車輪について、偏摩耗量を推定する。
ステップS15の後、偏摩耗量推定装置200は、図3の処理を終了する。
(Step S15)
The conversion unit 294 inputs the power sum calculated by the power sum calculation unit 293 into a conversion formula, and calculates an estimated value of the amount of uneven wear.
Note that when the acceleration sensor 100 is provided on each of the left and right rails, the conversion unit 294 calculates the estimated value of the amount of uneven wear for each rail using the power sum calculated for each rail by the power sum calculation unit 293. do. Thereby, the acceleration sensor 100 estimates the amount of uneven wear for each of the left and right wheels of the target vehicle.
After step S15, the uneven wear amount estimating device 200 ends the process of FIG. 3.

次に、加速度センサ100の数および配置について説明する。
図4は、センサの位置と車輪の偏摩耗に起因する振動との関係の例を示す図である。
図4では、レール910の上部と、対象車両の車輪920とが示されている。図4では、同じ車輪920が2周分回転して、偏摩耗部分(偏摩耗している部分)がレール910に3回接する様子が示されている。矢印B11およびB12は、車輪920の進行方向(従って、対象車両の進行方向)を示している。
Next, the number and arrangement of acceleration sensors 100 will be explained.
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the position of the sensor and vibrations caused by uneven wear of the wheels.
In FIG. 4, the upper part of the rail 910 and the wheels 920 of the target vehicle are shown. In FIG. 4, the same wheel 920 rotates two revolutions, and the unevenly worn portion (the unevenly worn portion) contacts the rail 910 three times. Arrows B11 and B12 indicate the traveling direction of the wheels 920 (therefore, the traveling direction of the target vehicle).

図4の横軸は、レール910の長さ方向における位置を示している。図4では、位置X11~X15が示されている。車輪920の偏摩耗部分は、位置X11、X13、X15のそれぞれでレール910に接する。位置X12は、位置X11と位置X13との中間の位置であり、後の説明で用いられる。位置X14は、位置X13と位置X15との中間の位置であり、後の説明で用いられる。
車輪920の摩耗部分がレール910に接する位置を偏摩耗部分接触位置と称する。
The horizontal axis in FIG. 4 indicates the position of the rail 910 in the length direction. In FIG. 4, positions X11 to X15 are shown. The unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 at positions X11, X13, and X15, respectively. Position X12 is an intermediate position between position X11 and position X13, and will be used in the explanation below. Position X14 is an intermediate position between position X13 and position X15, and will be used in the explanation below.
The position where the worn part of the wheel 920 contacts the rail 910 is referred to as the unevenly worn part contact position.

線L11は、車輪920の偏摩耗部分が位置X11でレール910に接したときの、レール910の振動の例を示している。線L12は、車輪920の偏摩耗部分が位置X13でレール910に接したときの、レール910の振動の例を示している。線L13は、車輪920の偏摩耗部分が位置X15でレール910に接したときの、偏摩耗に起因するレール910の振動の例を示している。
図4の縦軸は加速度を示すが、線L11、L12およびL13を区別できるよう、振動の中心(加速度0の位置)をずらして、線L11、L12およびL13を示している。
A line L11 shows an example of vibration of the rail 910 when the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 at a position X11. A line L12 shows an example of vibration of the rail 910 when the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 at a position X13. A line L13 shows an example of vibration of the rail 910 due to uneven wear when the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 at position X15.
The vertical axis in FIG. 4 indicates acceleration, and lines L11, L12, and L13 are shown with the center of vibration (position of zero acceleration) shifted so that lines L11, L12, and L13 can be distinguished.

以下では、レール910の距離減衰率が10デシベル毎メートル(dB/m)であり、車輪920の周長が2.7メートル(m)である場合を例に説明する。距離減衰率が10デシベル毎メートルで車輪920の周長が2.7メートルである場合、車輪920の半回転に相当する1.35メートルで、振動の大きさ(加速度センサ100で測定した場合の加速度の振幅)は、約5分の1になる。車輪920の1回転に相当する2.7メートルで、振動の大きさは、約20分の1になる。
但し、偏摩耗量推定システム1が対象とするレールの距離減衰率および車輪の周長は、特定のものに限定されない。
In the following, an example will be described in which the distance attenuation rate of the rail 910 is 10 decibels per meter (dB/m) and the circumference of the wheel 920 is 2.7 meters (m). If the distance attenuation rate is 10 dB/meter and the circumference of the wheel 920 is 2.7 meters, the magnitude of vibration (as measured by the acceleration sensor 100) is 1.35 meters, which corresponds to half a rotation of the wheel 920. (acceleration amplitude) becomes approximately one-fifth. At 2.7 meters, which corresponds to one rotation of the wheel 920, the magnitude of vibration is approximately 1/20th.
However, the distance attenuation rate of the rail and the circumference of the wheel targeted by the uneven wear amount estimation system 1 are not limited to specific values.

図5は、図4の例で加速度センサ100をレール910に1つ設置する場合の第1例を示す図である。図5の例では、位置X13に加速度センサ100が設置されている。この場合、加速度センサ100は、車輪920の偏摩耗部分が位置X13でレール910に接したときに、線L12で示されるように比較的大きい加速度を測定する。この点で、加速度センサ100のセンシングデータから偏摩耗成分を抽出して、偏摩耗量を比較的高精度に推定することが可能である。 FIG. 5 is a diagram showing a first example in which one acceleration sensor 100 is installed on the rail 910 in the example shown in FIG. In the example of FIG. 5, the acceleration sensor 100 is installed at position X13. In this case, acceleration sensor 100 measures a relatively large acceleration as shown by line L12 when the unevenly worn portion of wheel 920 contacts rail 910 at position X13. In this respect, it is possible to extract the uneven wear component from the sensing data of the acceleration sensor 100 and estimate the amount of uneven wear with relatively high accuracy.

図6は、図4の例で加速度センサ100をレール910に1つ設置する場合の第2例を示す図である。図6の例では、位置X12に加速度センサ100が設置されている。この場合、加速度センサ100は、車輪920の偏摩耗部分が位置X11、X13およびX15の何れでレール910に接したときも、位置X12では振動が減衰しており、加速度センサ100は、十分な大きさの加速度を測定できない。この点で、加速度センサ100のセンシングデータから偏摩耗量を推定する精度が低くなる。
このように、レール910に加速度センサ100を1つ設置したのでは、加速度センサ100の位置と、偏摩耗部分接触位置との関係によっては、偏摩耗量の推定精度が低下する。そこで、レール910に加速度センサ100を複数設置して偏摩耗量の推定精度を高める。
FIG. 6 is a diagram showing a second example in which one acceleration sensor 100 is installed on the rail 910 in the example of FIG. In the example of FIG. 6, the acceleration sensor 100 is installed at position X12. In this case, the acceleration sensor 100 detects that even when the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 at any of the positions X11, Unable to measure acceleration. In this respect, the accuracy of estimating the uneven wear amount from the sensing data of the acceleration sensor 100 becomes low.
In this way, when one acceleration sensor 100 is installed on the rail 910, the accuracy of estimating the amount of uneven wear decreases depending on the relationship between the position of the acceleration sensor 100 and the contact position of the unevenly worn part. Therefore, a plurality of acceleration sensors 100 are installed on the rail 910 to increase the accuracy of estimating the amount of uneven wear.

図7は、図4の例で加速度センサ100をレール910に2つ設置する場合の第1例を示す図である。図7の例では、位置X13、X15のそれぞれに加速度センサ100が設置されている。
以下では、符号100a、100bを用いて2つの加速度センサ100を区別する。さらに3つの加速度センサ100を区別する場合は、符号100a、100b、100cを用いる。
図7の例では、位置X13の加速度センサ100を加速度センサ100aと称し、位置X15の加速度センサ100を加速度センサ100bと称する。
FIG. 7 is a diagram showing a first example in which two acceleration sensors 100 are installed on the rail 910 in the example shown in FIG. In the example of FIG. 7, acceleration sensors 100 are installed at positions X13 and X15, respectively.
In the following, the two acceleration sensors 100 will be distinguished using reference numerals 100a and 100b. Furthermore, when the three acceleration sensors 100 are to be distinguished, the symbols 100a, 100b, and 100c are used.
In the example of FIG. 7, the acceleration sensor 100 at position X13 is referred to as acceleration sensor 100a, and the acceleration sensor 100 at position X15 is referred to as acceleration sensor 100b.

図7の例では、車輪920の偏摩耗部分が位置X13でレール910に接したときに、加速度センサ100aが比較的大きい加速度を測定する。また、車輪920の偏摩耗部分が位置X15でレール910に接したときに、加速度センサ100bが比較的大きい加速度を測定する。
図3を参照して説明した処理のように、時系列のセンシングデータを周波数変換する場合、加速度センサ100aのセンシングデータ、加速度センサ100bのセンシングデータ共に、比較的大きい偏摩耗成分が抽出される。これらの補正後偏摩耗成分を合計すると、パワー和が実際値よりも大きくなり、偏摩耗量の推定値が実際の偏摩耗量よりも大きくなる。
In the example of FIG. 7, when the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 at position X13, the acceleration sensor 100a measures a relatively large acceleration. Further, when the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 at the position X15, the acceleration sensor 100b measures a relatively large acceleration.
When frequency-converting time-series sensing data as in the process described with reference to FIG. 3, a relatively large uneven wear component is extracted from both the sensing data of the acceleration sensor 100a and the sensing data of the acceleration sensor 100b. When these corrected uneven wear components are summed, the power sum becomes larger than the actual value, and the estimated value of the uneven wear amount becomes larger than the actual uneven wear amount.

図8は、図4の例で加速度センサ100をレール910に2つ設置する場合の第2例を示す図である。図8の例では、位置X12、X14のそれぞれに加速度センサ100が設置されている。図8の例では、位置X12の加速度センサ100を加速度センサ100aと称し、位置X14の加速度センサ100を加速度センサ100bと称する。
図8の例では、加速度センサ100a、100b共に、車輪920の偏摩耗部分が位置X11、X13、X15の何れでレール910に接したときも、図6の場合と同様、振動が減衰して十分大きな加速度を測定できない。これら2つの加速度センサ100の補正後偏摩耗成分を合計しても、パワー和が実際値よりも小さくなり、偏摩耗量の推定値が実際の偏摩耗量よりも小さくなる。
FIG. 8 is a diagram showing a second example in which two acceleration sensors 100 are installed on the rail 910 in the example shown in FIG. In the example of FIG. 8, acceleration sensors 100 are installed at positions X12 and X14, respectively. In the example of FIG. 8, the acceleration sensor 100 at position X12 is referred to as acceleration sensor 100a, and the acceleration sensor 100 at position X14 is referred to as acceleration sensor 100b.
In the example of FIG. 8, in both acceleration sensors 100a and 100b, when the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 at any of the positions X11, X13, or X15, the vibration is sufficiently damped and Unable to measure large accelerations. Even if the corrected uneven wear components of these two acceleration sensors 100 are summed, the power sum becomes smaller than the actual value, and the estimated value of the uneven wear amount becomes smaller than the actual uneven wear amount.

このように、偏摩耗量を過大評価する場合と過小評価する場合とがある。偏摩耗量を高精度に推定するために、偏摩耗量を過大評価する場合、過小評価する場合の両方に留意して、加速度センサ100の数および配置を決定する必要がある。
以下では、まず、レール910に加速度センサ100を2つ設置する場合について、2つの加速度センサ100の距離(間隔)、および、加速度センサ100の位置と偏摩耗部分接触位置との距離と、偏摩耗量の推定精度との関係について説明する。次に、レール910に加速度センサ100を3つ設置する場合について、2つの加速度センサ100の距離、および、加速度センサ100の位置と偏摩耗部分接触位置との距離と、偏摩耗量の推定精度との関係について説明する。
In this way, there are cases in which the amount of uneven wear is overestimated and cases in which it is underestimated. In order to estimate the amount of uneven wear with high accuracy, it is necessary to determine the number and arrangement of the acceleration sensors 100 while paying attention to both cases of overestimating and underestimating the amount of uneven wear.
Below, first, regarding the case where two acceleration sensors 100 are installed on the rail 910, the distance (interval) between the two acceleration sensors 100, the distance between the position of the acceleration sensor 100 and the contact position of the unevenly worn part, and the unevenly worn part contact position. The relationship with the estimation accuracy of quantity will be explained. Next, regarding the case where three acceleration sensors 100 are installed on the rail 910, the distance between the two acceleration sensors 100, the distance between the position of the acceleration sensor 100 and the contact position of the unevenly worn part, and the estimation accuracy of the amount of uneven wear. Explain the relationship between

図9は、レールに2つの加速度センサ100を配置する場合の、2つの加速度センサ100の距離、および、加速度センサ100の位置と偏摩耗部分接触位置との距離の例を示す図である。図9の横軸は、レール910の長さ方向における位置を示し、対象車両の進行方向が+(正)となっている。図9に示す2つの加速度センサ100のうち、対象車両の進行方向手前側(位置の値が小さいほう)の加速度センサ100を加速度センサ100aとし、奥側(位置の値が大きい方)の加速度センサ100を加速度センサ100bとする。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the distance between the two acceleration sensors 100 and the distance between the position of the acceleration sensor 100 and the unevenly worn portion contact position when the two acceleration sensors 100 are arranged on the rail. The horizontal axis in FIG. 9 indicates the position of the rail 910 in the length direction, and the traveling direction of the target vehicle is + (positive). Of the two acceleration sensors 100 shown in FIG. 9, the acceleration sensor 100 on the near side (the one with the smaller position value) in the traveling direction of the target vehicle is defined as the acceleration sensor 100a, and the acceleration sensor on the back side (the one with the larger position value) 100 is an acceleration sensor 100b.

図9に示すように、2つの加速度センサ100の間の距離をdと表記する。また、偏摩耗部分接触位置を基準として、加速度センサ100aの位置との差をxaと表記する。|xa|(xaの絶対値)は、加速度センサ100aと偏摩耗部分接触位置との距離を示す。加速度センサ100aの位置の方が偏摩耗部分接触位置よりも、位置の値が大きいとき(すなわち、対象車両の進行方向奥側のとき)、xaの符号は+である。加速度センサ100aの位置のほうが偏摩耗部分接触位置よりも、位置の値が小さいとき(すなわち、対象車両の進行方向手前側のとき)、xaの符号は-である。
この、偏摩耗部分接触位置を基準とした、加速度センサ100aの位置との差である符号付きの距離を、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離とも称する。
As shown in FIG. 9, the distance between two acceleration sensors 100 is expressed as d. Furthermore, the difference between the position of the acceleration sensor 100a and the unevenly worn portion contact position is expressed as xa. |xa| (absolute value of xa) indicates the distance between the acceleration sensor 100a and the unevenly worn portion contact position. When the value of the position of the acceleration sensor 100a is larger than the contact position of the unevenly worn part (that is, when it is on the back side in the traveling direction of the target vehicle), the sign of xa is +. When the value of the position of the acceleration sensor 100a is smaller than the contact position of the unevenly worn part (that is, when it is on the near side in the traveling direction of the target vehicle), the sign of xa is -.
The distance with a sign, which is the difference between the position of the acceleration sensor 100a and the contact position of the unevenly worn part as a reference, is also referred to as the distance from the unevenly worn part contact position to the acceleration sensor 100a.

図10は、2つのセンサの距離、および、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離と、偏摩耗量推定精度との関係の例を示す図である。図10の横軸は、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離xa(単位:メートル)を示す。縦軸は、2つの加速度センサ100の距離d(単位:メートル)を示す。
図10では、車輪920の偏摩耗量を一定とし、いろいろな距離xaおよび距離dについて、2つの加速度センサ100のセンシングデータから算出されるパワー和の、基準値からのレベル差をデシベル表示の等高線で示している。図10の例では、図3を参照して説明した方法で、2つの加速度センサ100のセンシングデータからパワー和を算出している。また、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離xaが0の場合(すなわち、偏摩耗部分接触位置が加速度センサ100aの直上である場合)に、図3を参照して説明した方法で、加速度センサ100aのセンシングデータから算出される補正後偏摩耗成分を基準値とし、この基準値を0デシベル(dB)としている。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the distance between two sensors, the distance from the unevenly worn part contact position to the acceleration sensor 100a, and the uneven wear amount estimation accuracy. The horizontal axis in FIG. 10 indicates the distance xa (unit: meters) from the unevenly worn portion contact position to the acceleration sensor 100a. The vertical axis indicates the distance d (unit: meters) between the two acceleration sensors 100.
In FIG. 10, the level difference from the reference value of the power sum calculated from the sensing data of the two acceleration sensors 100 is expressed as a contour line in decibels for various distances xa and d, with the amount of uneven wear of the wheels 920 being constant. It is shown in In the example of FIG. 10, the power sum is calculated from the sensing data of the two acceleration sensors 100 using the method described with reference to FIG. Furthermore, when the distance xa from the unevenly worn part contact position to the acceleration sensor 100a is 0 (that is, when the unevenly worn part contact position is directly above the acceleration sensor 100a), the method described with reference to FIG. The corrected uneven wear component calculated from the sensing data of the acceleration sensor 100a is used as a reference value, and this reference value is set to 0 decibel (dB).

偏摩耗量を高精度に推定するためには、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離xaにかかわらず、パワー和が一定であることが好ましい。パワー和と基準値との差が±2デシベル以内であることを目標とすると、線L21で囲まれた範囲が目標を満たす範囲となる。
図10では、線L22に例示されるような、横軸に平行な線をどの位置にとっても、この線全体を目標の範囲内に含めることは出来ない。従って、2つの加速度センサ100の距離dをどのようにしても、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離xaによっては、パワー和と基準値との差が目標の±2デシベルの範囲内に収まらない。
In order to estimate the uneven wear amount with high accuracy, it is preferable that the power sum is constant regardless of the distance xa from the uneven wear portion contact position to the acceleration sensor 100a. If the goal is for the difference between the power sum and the reference value to be within ±2 decibels, the range surrounded by line L21 will be the range that satisfies the goal.
In FIG. 10, no matter where a line parallel to the horizontal axis is placed, as exemplified by line L22, the entire line cannot be included within the target range. Therefore, no matter how you set the distance d between the two acceleration sensors 100, depending on the distance xa from the unevenly worn part contact position to the acceleration sensor 100a, the difference between the power sum and the reference value will be within the target ±2 decibel range. It doesn't fit in.

図11は、レールに3つの加速度センサ100を配置する場合の、加速度センサ100間の距離、および、加速度センサ100の位置と偏摩耗部分接触位置との距離の例を示す図である。図11の横軸は、レール910の長さ方向における位置を示し、対象車両の進行方向が+(正)となっている。図11に示す3つの加速度センサ100のうち2つについては、図9の場合と同様とする。具体的には、2つの加速度センサ100のうち、対象車両の進行方向手前側(位置の値が小さいほう)の加速度センサ100を加速度センサ100aとし、奥側(位置の値が大きい方)の加速度センサ100を加速度センサ100bとする。 FIG. 11 is a diagram showing an example of the distance between the acceleration sensors 100 and the distance between the position of the acceleration sensor 100 and the unevenly worn portion contact position when three acceleration sensors 100 are arranged on the rail. The horizontal axis in FIG. 11 indicates the position of the rail 910 in the length direction, and the traveling direction of the target vehicle is + (positive). Two of the three acceleration sensors 100 shown in FIG. 11 are the same as those in FIG. 9. Specifically, of the two acceleration sensors 100, the acceleration sensor 100 on the near side in the traveling direction of the target vehicle (the one with the smaller position value) is set as the acceleration sensor 100a, and the acceleration sensor 100 on the back side (the one with the larger position value) The sensor 100 is assumed to be an acceleration sensor 100b.

図9の場合と同様、加速度センサ100aと100bとの間の距離をdと表記する。また、偏摩耗部分接触位置を基準として、加速度センサ100aの位置との差(すなわち、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離)をxaと表記する。
また、3つ目の加速度センサ100を加速度センサ100cと表記する。加速度センサ100aの位置を基準として、加速度センサ100cの位置との差をdと表記する。
As in the case of FIG. 9, the distance between acceleration sensors 100a and 100b is expressed as d. Further, the difference between the position of the acceleration sensor 100a and the contact position of the unevenly worn part as a reference (that is, the distance from the unevenly worn part contact position to the acceleration sensor 100a) is expressed as xa.
Further, the third acceleration sensor 100 will be referred to as an acceleration sensor 100c. Based on the position of the acceleration sensor 100a, the difference between the position of the acceleration sensor 100c and the position of the acceleration sensor 100c is expressed as d3 .

|d|(dの絶対値)は、加速度センサ100aと加速度センサ100cとの距離を示す。加速度センサ100cの位置の方が加速度センサ100aの位置よりも、位置の値が大きいとき(すなわち、対象車両の進行方向奥側のとき)、dの符号は+である。加速度センサ100cの位置のほうが加速度センサ100aの位置よりも、位置の値が小さいとき(すなわち、対象車両の進行方向手前側のとき)、dの符号は-である。
この、加速度センサ100aの位置を基準とした、加速度センサ100cの位置との差である符号付きの距離を、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離とも称する。
|d 3 | (absolute value of d 3 ) indicates the distance between the acceleration sensor 100a and the acceleration sensor 100c. When the position of the acceleration sensor 100c has a larger value than the position of the acceleration sensor 100a (that is, when the position is further back in the traveling direction of the target vehicle), the sign of d3 is +. When the position of the acceleration sensor 100c has a smaller value than the position of the acceleration sensor 100a (that is, when it is on the near side in the traveling direction of the target vehicle), the sign of d3 is -.
This signed distance, which is the difference between the position of the acceleration sensor 100c and the position of the acceleration sensor 100a, is also referred to as the distance from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c.

図12は、加速度センサ100cの位置と基準値とのレベル差の例を示す図である。図12の横軸は、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離xaを示す。縦軸は、加速度センサ100cのセンシングデータに基づく補正後偏摩耗成分の、基準値からのレベル差をデシベル表示で示す。
線L31は、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dが1メートルである場合の例を示す。線L32は、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dが0である場合の例を示す。線L33は、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dが-1メートルである場合の例を示す。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the level difference between the position of the acceleration sensor 100c and the reference value. The horizontal axis in FIG. 12 indicates the distance xa from the unevenly worn portion contact position to the acceleration sensor 100a. The vertical axis indicates the level difference in decibels of the corrected uneven wear component based on the sensing data of the acceleration sensor 100c from the reference value.
Line L31 shows an example where the distance d3 from acceleration sensor 100a to acceleration sensor 100c is 1 meter. A line L32 shows an example where the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is 0. Line L33 shows an example where the distance d3 from acceleration sensor 100a to acceleration sensor 100c is -1 meter.

図13は、加速度センサ100cの配置の検討例を示す図である。図13の横軸は、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離xa(単位:メートル)を示す。縦軸は、加速度センサ100aと100bとの距離d(単位:メートル)を示す。図13では、図10の場合と同じく、車輪920の偏摩耗量を一定とし、いろいろな距離xaおよび距離dについて、加速度センサ100aおよび100bのセンシングデータから算出するパワー和の、基準値からのレベル差をデシベル表示の等高線で示している。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the arrangement of the acceleration sensor 100c. The horizontal axis in FIG. 13 indicates the distance xa (unit: meters) from the unevenly worn portion contact position to the acceleration sensor 100a. The vertical axis indicates the distance d (unit: meters) between the acceleration sensors 100a and 100b. In FIG. 13, as in the case of FIG. 10, the level of the power sum calculated from the sensing data of the acceleration sensors 100a and 100b is calculated from the reference value for various distances xa and d, with the amount of uneven wear of the wheels 920 being constant. The difference is shown by contour lines expressed in decibels.

図12および図13に基づいて、加速度センサ100の配置を以下のようにする。
(1) 領域A11から、加速度センサ100aと100bとの距離dは、0.25~2.4メートルの範囲にする。
(2) 領域A11で、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が大きくなりすぎないように、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dを設定する。具体的には、加速度センサ100cが-8デシベル以下になるようにする。図12より、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dを0.8メートル以上、または、-0.8メートル以下にする。
Based on FIGS. 12 and 13, the acceleration sensor 100 is arranged as follows.
(1) The distance d between the acceleration sensors 100a and 100b from the area A11 is set in the range of 0.25 to 2.4 meters.
(2) In area A11, the distance d3 from acceleration sensor 100a to acceleration sensor 100c is set so that the sum of powers based on sensing data of three acceleration sensors 100 does not become too large. Specifically, the acceleration sensor 100c is set to -8 decibels or less. From FIG. 12, the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is set to be 0.8 meters or more or -0.8 meters or less.

(3) 加速度センサ100cを付加することで、領域A13およびA14では、図13に示すパワー和に0デシベルが加わる。このとき、領域A12で、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が±2デシベル以内になるようにする。そこで、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dを0.8~1.07メートル、または、-1.05~-0.8メートル程度にする。 (3) By adding the acceleration sensor 100c, 0 decibel is added to the power sum shown in FIG. 13 in areas A13 and A14. At this time, in area A12, the sum of powers based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 is made to be within ±2 decibels. Therefore, the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is set to about 0.8 to 1.07 meters or -1.05 to -0.8 meters.

A:加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dを0.8~1.07メートルにする場合、
・領域A15で、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が大きくなりすぎること、
・領域A13の左上端で、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が小さくなりすぎること、
・領域A14で、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が-2デシベル以上であること、
の3つを考慮して、加速度センサ100aと100bとの距離dを1.7~1.8メートルにする。なお、図13でd=1.7メートルとなる箇所を線で示している。
A: When the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is 0.8 to 1.07 meters,
- In region A15, the sum of powers based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 becomes too large;
- At the upper left end of area A13, the sum of powers based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 becomes too small;
- In area A14, the sum of powers based on sensing data of the three acceleration sensors 100 is -2 decibels or more;
Considering these three factors, the distance d between the acceleration sensors 100a and 100b is set to 1.7 to 1.8 meters. In addition, in FIG. 13, the point where d=1.7 meters is indicated by a line.

B:加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dを-1.05~-0.8メートルにする場合、
・領域A16で、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が大きくなりすぎること、
・領域A14の右下端で、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が小さくなること、
・領域A13で、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が-2デシベル以上であること、
の3つを考慮して、加速度センサ100aと100bとの距離dを1メートル程度にする。なお、図13でd=1メートルとなる箇所を線で示している。
Bの場合、厳密には、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が±2デシベル以内との条件をわずかに満足しない部分が生じるが、ほぼ満足する。
B: When the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is -1.05 to -0.8 meters,
- In area A16, the sum of powers based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 becomes too large;
- At the lower right end of area A14, the sum of powers based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 becomes small;
- In area A13, the sum of powers based on sensing data of the three acceleration sensors 100 is -2 decibels or more;
Considering these three factors, the distance d between the acceleration sensors 100a and 100b is set to about 1 meter. In addition, in FIG. 13, the location where d=1 meter is indicated by a line.
In case B, strictly speaking, the condition that the sum of powers based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 is within ±2 decibels is slightly not satisfied in some parts, but it is almost satisfied.

(4) 加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dが1.07メートルを超えると、領域A12に、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が-2デシベル未満になる領域が出現する。加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dが1.15メートル程度までは、その領域は小さく、それを避ければ、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が±2デシベル以内となる。このとき、加速度センサ100aと100bとの距離dは、2~2.4メートルである。このときの距離dの下限値は、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dに依存する。 (4) When the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c exceeds 1.07 meters, an area appears in the area A12 where the sum of the powers from the sensing data of the three acceleration sensors 100 is less than -2 decibels. . The area is small until the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is about 1.15 meters, and if this is avoided, the sum of powers based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 will be within ±2 decibels. At this time, the distance d between the acceleration sensors 100a and 100b is 2 to 2.4 meters. The lower limit value of the distance d at this time depends on the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c.

図14は、加速度センサ100の配置の第1例を示す図である。
図14に示す配置で、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dを、0.8~1.15メートルの範囲内にする。
加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dが1.07メートル以下の場合、加速度センサ100aと100bとの距離dを、1.7~1.8メートルの範囲内にする。
加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dが1.07メートルより大きい場合、加速度センサ100aと100bとの距離dを、2~2.4メートルの範囲内にする。なお、この場合、加速度センサ100aと100bとの距離dの下限値は、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dに応じて変化する。
FIG. 14 is a diagram showing a first example of the arrangement of the acceleration sensor 100.
In the arrangement shown in FIG. 14, the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is within the range of 0.8 to 1.15 meters.
When the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is 1.07 meters or less, the distance d between the acceleration sensors 100a and 100b is set within the range of 1.7 to 1.8 meters.
When the distance d3 from acceleration sensor 100a to acceleration sensor 100c is greater than 1.07 meters, the distance d between acceleration sensors 100a and 100b is set within the range of 2 to 2.4 meters. In this case, the lower limit value of the distance d between the acceleration sensors 100a and 100b changes depending on the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c.

図15は、加速度センサ100の配置の第2例を示す図である。
図15に示す配置で、加速度センサ100aから加速度センサ100cまでの距離dを、-1.07~-0.8メートルの範囲内にする。また、加速度センサ100aと100bとの距離dを、1メートルにする。
上記のように、図15の配置では、厳密には、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和が±2デシベル以内との条件をわずかに満足しない。この点からすると、図14の配置の方が好ましい。
FIG. 15 is a diagram showing a second example of the arrangement of the acceleration sensor 100.
In the arrangement shown in FIG. 15, the distance d3 from the acceleration sensor 100a to the acceleration sensor 100c is set within the range of -1.07 to -0.8 meters. Further, the distance d between the acceleration sensors 100a and 100b is set to 1 meter.
As described above, strictly speaking, the arrangement of FIG. 15 slightly does not satisfy the condition that the sum of powers based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 is within ±2 decibels. From this point of view, the arrangement shown in FIG. 14 is preferable.

誤差をさらに許容すれば(すなわち、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和の許容範囲を広くすれば)、加速度センサ100の設置間隔の範囲は広がる。逆に、誤差を小さくすれば(すなわち、3つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和の許容範囲を狭くすれば)、条件を満たす配置がなくなる。 If the error is further allowed (that is, if the allowable range of the power sum based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 is widened), the range of the installation intervals of the acceleration sensors 100 will be expanded. Conversely, if the error is made smaller (that is, if the allowable range of the power sum based on the sensing data of the three acceleration sensors 100 is narrowed), there will be no arrangement that satisfies the condition.

図16は、加速度センサ100を3つ配置した場合のセンサの配置とパワー和との関係の例を示す図である。図16の横軸は、偏摩耗部分接触位置から加速度センサ100aまでの距離xa(単位:メートル)を示す。縦軸は、加速度センサ100aと100bとの距離d(単位:メートル)を示す。
図16では、車輪920の偏摩耗量を一定とし、いろいろな距離xaおよび距離dについて、2つの加速度センサ100のセンシングデータから算出されるパワー和の、基準値からのレベル差をデシベル表示の等高線で示している。また、センサ100aからセンサ100cまでの距離は1.09メートルで一定としている。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the relationship between sensor arrangement and power sum when three acceleration sensors 100 are arranged. The horizontal axis in FIG. 16 indicates the distance xa (unit: meters) from the unevenly worn portion contact position to the acceleration sensor 100a. The vertical axis indicates the distance d (unit: meters) between the acceleration sensors 100a and 100b.
In FIG. 16, the level difference from the reference value of the power sum calculated from the sensing data of the two acceleration sensors 100 is expressed as a contour line in decibels for various distances xa and d, with the amount of uneven wear of the wheels 920 being constant. It is shown in Further, the distance from sensor 100a to sensor 100c is constant at 1.09 meters.

図16は、図10に示すセンサ100が2つの場合の例からセンサ100をさらに1個加えてセンサ100が3つの場合の例を示している。センサが3つある点以外は、図16の例は図10の例の場合と同様である。
図16の例で、d=1.875メートルの場合に、わずかに±2デシベルを超えている部分があるが、おおよそ±2デシベルの範囲に収まっている。センサ100の間隔をさらに調整すると±2デシベルの範囲内に収めることができる。
なお、図16でd=1.875メートルとなる箇所を線で示している。
FIG. 16 shows an example in which one more sensor 100 is added to the example in which there are two sensors 100 shown in FIG. 10, resulting in three sensors 100. The example in FIG. 16 is similar to the example in FIG. 10 except that there are three sensors.
In the example of FIG. 16, when d=1.875 meters, there is a portion where the value slightly exceeds ±2 decibels, but it is approximately within the range of ±2 decibels. If the spacing between the sensors 100 is further adjusted, it can be kept within the range of ±2 decibels.
In addition, in FIG. 16, the point where d=1.875 meters is indicated by a line.

以上のように、少なくとも3つの加速度センサ100は、レールの長さ方向に間隔をおいて設けられ、レール910上を通過する車輪920により生じる加速度をそれぞれ検出する。パワー和算出部293は、加速度センサ100が検出する加速度のパワー和を算出する。換算部294は、パワー和算出部293が算出したパワー和を車輪の偏摩耗量に換算する。
偏摩耗量推定システム1によれば、少なくとも3つの加速度センサ100がレール910の長さ方向に間隔をおいて設けられることで、車輪920の偏摩耗部分がレール910に接する位置にかかわらず、おおよそ一定の大きさの振動を測定できる。これにより、偏摩耗量推定システム1では、レール910での振動の減衰の偏摩耗量推定への影響を低減させることができ、この点で偏摩耗量を高精度に推定できる。
As described above, at least three acceleration sensors 100 are provided at intervals in the length direction of the rail, and each detects the acceleration generated by the wheel 920 passing on the rail 910. The power sum calculation unit 293 calculates the power sum of the accelerations detected by the acceleration sensor 100. The conversion unit 294 converts the power sum calculated by the power sum calculation unit 293 into an uneven wear amount of the wheel.
According to the uneven wear amount estimation system 1, at least three acceleration sensors 100 are provided at intervals in the length direction of the rail 910, so that regardless of the position where the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910, approximately Can measure vibrations of a certain magnitude. Thereby, the uneven wear amount estimation system 1 can reduce the influence of vibration damping in the rail 910 on uneven wear amount estimation, and in this respect, the uneven wear amount can be estimated with high accuracy.

また、加速度センサ100は、車輪920の偏摩耗部分がレール910に接する位置によるパワー和の相違が、所定相違以内になるように配置される。これにより、偏摩耗量推定システム1では、車輪920の偏摩耗部分がレール910に接する位置にかかわらず、おおよそ一定の大きさのパワー和を得られる。偏摩耗量推定システム1によれば、レールでの振動の減衰の偏摩耗量推定への影響を低減させることができ、この点で偏摩耗量を高精度に推定できる。 Further, the acceleration sensor 100 is arranged so that the difference in the sum of power depending on the position where the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910 is within a predetermined difference. As a result, in the uneven wear amount estimation system 1, a power sum of approximately constant magnitude can be obtained regardless of the position where the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910. According to the uneven wear amount estimation system 1, it is possible to reduce the influence of vibration damping in the rail on uneven wear amount estimation, and in this respect, uneven wear amount can be estimated with high accuracy.

また、2つの加速度センサ100のセンシングデータによるパワー和の基準値との差を、2つの加速度センサ100の距離、および、基準となる加速度センサ100と車輪920の偏摩耗部分がレール910に接する位置との距離のグラフに等高線で示す。そして、等高線で示されたグラフ、および、基準となる加速度センサ100と車輪920の偏摩耗部分がレール910に接する位置との距離と、3つめの加速度センサ100が測定する加速度の大きさとの関係に基づいて、加速度センサ100配置を決定する。
この配置決定方法によれば、車輪920の偏摩耗部分がレール910に接する位置にかかわらず、おおよそ一定の大きさのパワー和を得られる。この配置決定方法を用いれば、レールでの振動の減衰の偏摩耗量推定への影響を低減させることができ、この点で偏摩耗量を高精度に推定できる。
In addition, the difference between the reference value of the power sum based on the sensing data of the two acceleration sensors 100 is calculated based on the distance between the two acceleration sensors 100 and the position where the reference acceleration sensor 100 and unevenly worn parts of the wheels 920 touch the rail 910. The distance to is shown by contour lines on the graph. The relationship between the graph shown by contour lines, the distance between the reference acceleration sensor 100 and the position where the unevenly worn part of the wheel 920 contacts the rail 910, and the magnitude of the acceleration measured by the third acceleration sensor 100 Based on this, the arrangement of the acceleration sensor 100 is determined.
According to this arrangement determination method, a power sum of approximately constant magnitude can be obtained regardless of the position where the unevenly worn portion of the wheel 920 contacts the rail 910. If this placement determination method is used, it is possible to reduce the influence of vibration damping on the rail on estimating the amount of uneven wear, and in this respect, the amount of uneven wear can be estimated with high accuracy.

なお、偏摩耗量推定装置200が行う処理、および、加速度センサ100の配置を決定するための処理の全部または一部の機能を実現するためのプログラムを、コンピュータまたはハードウェアが読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムまたはハードウェアに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Note that a computer or hardware-readable recording medium is used to store a program for realizing all or part of the processing performed by the uneven wear amount estimating device 200 and the processing for determining the arrangement of the acceleration sensor 100. The program recorded on the recording medium may be read into a computer system or hardware and executed to perform the processing of each part. Note that the "computer system" herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
Furthermore, the term "computer system" includes the homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
Furthermore, the term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into computer systems. Further, the above-mentioned program may be one for realizing a part of the above-mentioned functions, or may be one that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and may include design changes within the scope of the gist of the present invention.

1 偏摩耗量推定システム
100 加速度センサ
200 偏摩耗量推定装置
210 通信部
220 表示部
230 操作入力部
280 記憶部
290 制御部
291 偏摩耗成分抽出部
292 補正部
293 パワー和算出部
294 換算部
295 車輪到達検出部
1 Uneven wear amount estimation system 100 Acceleration sensor 200 Uneven wear amount estimation device 210 Communication section 220 Display section 230 Operation input section 280 Storage section 290 Control section 291 Uneven wear component extraction section 292 Correction section 293 Power sum calculation section 294 Conversion section 295 Wheel Arrival detection part

Claims (4)

レールの長さ方向に間隔をおいて設けられ、前記レール上を通過する車輪により生じる振動をそれぞれ検出する少なくとも3つの振動センサと、
前記振動センサが検出する振動のパワー和を算出するパワー和算出部と、
前記パワー和を車輪の偏摩耗量に換算する換算部と、
を備える偏摩耗量推定システム。
at least three vibration sensors spaced apart along the length of the rail and each detecting vibrations caused by wheels passing on the rail;
a power sum calculation unit that calculates a power sum of vibrations detected by the vibration sensor;
a conversion unit that converts the power sum into an uneven wear amount of the wheels;
Uneven wear amount estimation system equipped with
前記振動センサは、前記車輪の偏摩耗部分が前記レールに接する位置による前記パワー和の相違が、所定の相違以内になるように配置される、請求項1に記載の偏摩耗量推定システム。 The uneven wear amount estimation system according to claim 1, wherein the vibration sensor is arranged such that a difference in the power sum depending on a position where an unevenly worn portion of the wheel contacts the rail is within a predetermined difference. レールの長さ方向に間隔をおいて設けられた少なくとも3つの振動センサが、前記レール上を通過する車輪により生じる振動をそれぞれ検出する工程と、
前記振動センサが検出する振動のパワー和を算出する工程と、
前記パワー和を車輪の偏摩耗量に換算する工程と、
を含む偏摩耗量推定方法。
at least three vibration sensors spaced apart along the length of the rail, each detecting vibrations caused by wheels passing on the rail;
a step of calculating a power sum of vibrations detected by the vibration sensor;
a step of converting the power sum into an amount of uneven wear of the wheels;
A method for estimating uneven wear amount including
コンピュータに、
レールの長さ方向に間隔をおいて設けられた少なくとも3つの振動センサが、前記レール上を通過する車輪により生じる振動をそれぞれ検出する振動のパワー和を算出する工程と、
前記パワー和を車輪の偏摩耗量に換算する工程と、
を実行させるためのプログラム。
to the computer,
Calculating the power sum of vibrations that are detected by at least three vibration sensors spaced apart in the length direction of the rail, each of which is generated by a wheel passing on the rail;
a step of converting the power sum into an amount of uneven wear of the wheels;
A program to run.
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