JPH023122B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH023122B2 JPH023122B2 JP26837184A JP26837184A JPH023122B2 JP H023122 B2 JPH023122 B2 JP H023122B2 JP 26837184 A JP26837184 A JP 26837184A JP 26837184 A JP26837184 A JP 26837184A JP H023122 B2 JPH023122 B2 JP H023122B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flatness
- level
- measuring
- measurement
- track
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/30—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、測定機器を搭載した計測車を軌道上
で走行させながら、１対のレールの高低差（以下
水準という）を測定する方法に関するものであ
る。
で走行させながら、１対のレールの高低差（以下
水準という）を測定する方法に関するものであ
る。
従来一般に、計測車による軌道の水準の測定に
おいては測定の基準面を定めるためにジヤイロ手
段が用いられている。
おいては測定の基準面を定めるためにジヤイロ手
段が用いられている。
上記のジヤイロ手段には回転体を１個設けたも
のと２個設けたものとがあつてそれぞれ長短を有
している。
のと２個設けたものとがあつてそれぞれ長短を有
している。
回転体が１個のものは比較的短周期で振動する
ので長波長の軌道狂いを計測する場合の精度が低
い。また回転体が２個のものは勾配とカーブとが
共存する軌道を計測する場合に力学的作用によつ
てジヤイロの作る平面が傾斜してドリフトを生じ
る。
ので長波長の軌道狂いを計測する場合の精度が低
い。また回転体が２個のものは勾配とカーブとが
共存する軌道を計測する場合に力学的作用によつ
てジヤイロの作る平面が傾斜してドリフトを生じ
る。
上記のジヤイロ手段は一般に高価であつて、簡
易型の計測車には不向きである。簡易型の計測車
用として機械的振子を用いたものも有るが、機械
的振子を用いた場合は計測車の走行速度が20Km／
Ｈを越えると計測精度が低下し、カーブ区間にお
いては更に低下する。
易型の計測車には不向きである。簡易型の計測車
用として機械的振子を用いたものも有るが、機械
的振子を用いた場合は計測車の走行速度が20Km／
Ｈを越えると計測精度が低下し、カーブ区間にお
いては更に低下する。
本発明は上述の事情に鑑みて為され、ジヤイロ
を用いないで、安価な機器を用いて実施すること
ができ、ジヤイロを用いた場合のように加速度の
悪影響を受ける虞れが無く、ジヤイロを用いた場
合に匹敵する高精度で軌道の傾きを検出できる水
準測定方法を提供することを目的とする。
を用いないで、安価な機器を用いて実施すること
ができ、ジヤイロを用いた場合のように加速度の
悪影響を受ける虞れが無く、ジヤイロを用いた場
合に匹敵する高精度で軌道の傾きを検出できる水
準測定方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成する為、本願発明の第１の方
法は、２本のレールを有する軌道の水準を測定す
る方法において、２軸、４輪の計測用車輌を被測
定軌道上で走行させ、上記４輪の車輪がレール踏
面に接する４点のうちの任意の３点によつて決せ
られる一つの平面に、残りの１点から下した垂線
の長さによつて表わされる平面度を、軸距距離の
走行ごとに代数加算して、左右レールの高低差を
算出することを特徴とする。また、本願発明の第
２の方法は、上記の平面度を、計測車の車軸間を
一定の数で除した単位長さ当たり平面度を算出
し、一定走行距離ごとに上記の単位長さ当たり平
面度をサンプリングしてその値を代数加算する距
離積分によつて左右レールの高低差を算出するこ
とを特徴とする。
法は、２本のレールを有する軌道の水準を測定す
る方法において、２軸、４輪の計測用車輌を被測
定軌道上で走行させ、上記４輪の車輪がレール踏
面に接する４点のうちの任意の３点によつて決せ
られる一つの平面に、残りの１点から下した垂線
の長さによつて表わされる平面度を、軸距距離の
走行ごとに代数加算して、左右レールの高低差を
算出することを特徴とする。また、本願発明の第
２の方法は、上記の平面度を、計測車の車軸間を
一定の数で除した単位長さ当たり平面度を算出
し、一定走行距離ごとに上記の単位長さ当たり平
面度をサンプリングしてその値を代数加算する距
離積分によつて左右レールの高低差を算出するこ
とを特徴とする。
第１図Ａ〜Ｄは本発明の原理的説明図である。
第１図Ａに示すように剛性の大きい車体３を、前
車軸４に取り付けた車輪６，７と、後車軸５に取
り付けた車輪８，９とにより支承する。６′，
７′，８′，９′はそれぞれ軸受箱である。上記の
車輪６，８及び同７，９を、それぞれ左レール
１、及び右レール２に乗せて矢印イ方向に走行さ
せる。
第１図Ａに示すように剛性の大きい車体３を、前
車軸４に取り付けた車輪６，７と、後車軸５に取
り付けた車輪８，９とにより支承する。６′，
７′，８′，９′はそれぞれ軸受箱である。上記の
車輪６，８及び同７，９を、それぞれ左レール
１、及び右レール２に乗せて矢印イ方向に走行さ
せる。
前記４個の軸受箱６′，７′，８′，９′をそれぞ
れ車体３に対して弾性的に支承し、車体３を基準
として上下方向変位ａ、ｂ、ｃ、ｄを電気的手法
で検出し、レール１，２の平面度Ｆ（ｓ）を Ｆ（ｓ）＝（ａ−ｂ）−（ｃ−ｄ） ……(1) と定義する。ここにｓは軌道長さ方向の座標であ
る。
れ車体３に対して弾性的に支承し、車体３を基準
として上下方向変位ａ、ｂ、ｃ、ｄを電気的手法
で検出し、レール１，２の平面度Ｆ（ｓ）を Ｆ（ｓ）＝（ａ−ｂ）−（ｃ−ｄ） ……(1) と定義する。ここにｓは軌道長さ方向の座標であ
る。
前記の上下変位ａ、ｂ、ｃ、ｄは、原理的には
車輪とレールとの接触点を以て論ずべきであるが
実用上必要な精度の範囲内において車輪は真円で
あると見做し、軸受箱のガタは無いと見做し得る
ので、軸受箱の上下方向変位に基づいて前記の平
面度Ｆ（ｓ）を定義したものである。
車輪とレールとの接触点を以て論ずべきであるが
実用上必要な精度の範囲内において車輪は真円で
あると見做し、軸受箱のガタは無いと見做し得る
ので、軸受箱の上下方向変位に基づいて前記の平
面度Ｆ（ｓ）を定義したものである。
前後の車軸４，５間に距離（軸距）をｌ、前後
車軸間の中点の座標（軌道方向についての座標）
をｓ、座標ｓにおける水準（左右レールの高低
差）をＨ（ｓ）、前後車軸位置間における水準差を
△Ｈ（ｓ）とすれば △Ｈ（ｓ）＝Ｈ（ｓ＋ｌ／２）−Ｈ（ｓ−ｌ／２） ……(2) 軌道計測車のジヤイロを用いる水準測定原理を
第１図Ｂに示す。これは第１図Ａにおける車軸４
の位置の水準を測定する場合を例示したものであ
り、３′は基準平面となるジヤイロ、Ｌは車軸４
の左右両端軸受箱６′，７′と車体３の相対変位用
検出器間の距離、Ｇは左右レールの間隔すなわち
軌間を示す。車軸の傾斜角すなわち軌道の水準角
をθ、車体の傾斜角、車軸と車体の相対角を
φ、また角度の符号は反時計方向を正として、 ＝φ＋θ θ＝−φ φ＝tan-1ｂ−ａ／Ｌ 第１図Ａを併用して、 Ｈ（ｓ＋ｌ／２）＝Gtan（−tan-1ｂ−ａ／Ｌ） ……(3) はジヤイロに設けられた角度検出器（図示せ
ず）により検出される。同様にして車軸５の位置
の水準Ｈ（ｓ−ｌ／２）は次のようになる。
車軸間の中点の座標（軌道方向についての座標）
をｓ、座標ｓにおける水準（左右レールの高低
差）をＨ（ｓ）、前後車軸位置間における水準差を
△Ｈ（ｓ）とすれば △Ｈ（ｓ）＝Ｈ（ｓ＋ｌ／２）−Ｈ（ｓ−ｌ／２） ……(2) 軌道計測車のジヤイロを用いる水準測定原理を
第１図Ｂに示す。これは第１図Ａにおける車軸４
の位置の水準を測定する場合を例示したものであ
り、３′は基準平面となるジヤイロ、Ｌは車軸４
の左右両端軸受箱６′，７′と車体３の相対変位用
検出器間の距離、Ｇは左右レールの間隔すなわち
軌間を示す。車軸の傾斜角すなわち軌道の水準角
をθ、車体の傾斜角、車軸と車体の相対角を
φ、また角度の符号は反時計方向を正として、 ＝φ＋θ θ＝−φ φ＝tan-1ｂ−ａ／Ｌ 第１図Ａを併用して、 Ｈ（ｓ＋ｌ／２）＝Gtan（−tan-1ｂ−ａ／Ｌ） ……(3) はジヤイロに設けられた角度検出器（図示せ
ず）により検出される。同様にして車軸５の位置
の水準Ｈ（ｓ−ｌ／２）は次のようになる。
Ｈ（ｓ−ｌ／２）＝Gtan（−tan-1ｄ−ｃ／Ｌ）
……(4)
(3)、(4)両式で用いられる軌間Ｇは厳密には等し
いとは言えないが、通常の計測では等しいと見な
して支障ない。
いとは言えないが、通常の計測では等しいと見な
して支障ない。
(3)および(4)式を(2)式に代入すれば
△Ｈ（ｓ）＝Ｇ｛tan（−tan-1ｂ−ａ／
Ｌ）−tan（−tan-1ｄ−ｃ／Ｌ） ＝Ｇsin（tan-1ｄ−ｃ／Ｌ−tan-1ｂ−
ｃ／Ｌ）／cos（−tan-1ｂ−ｃ／Ｌ）cos（−tan-1
ｄ−ｃ／Ｌ） ここで、ｄ−ｃ、ｂ−ａの絶対値はＬに比べて
小さいし、も小さいと見なせるので、 sin（tan-1ｄ−ｃ／Ｌ≒ｄ−ｃ／Ｌ、sin（tan
-1ｂ−ｃ／Ｌ≒ｂ−ｃ／Ｌ、sin≒ cos（tan-1ｄ−ｃ／Ｌ）≒１、cos（tan-1ｂ−
ｃ／Ｌ）≒１、cos≒１ となる。上掲の△Ｈ（ｓ）の式の最右辺を展開し
て、これらの関係を代入し、２次以上の微小量を
無視して整理すれば、 △Ｈ（ｓ）≒Ｇ／Ｌ｛（ｄ−ｃ）−（ｂ−ａ）
｝＝Ｇ／Ｌ｛（ａ−ｂ）−（ｃ−ｄ）｝……(5) となる。
Ｌ）−tan（−tan-1ｄ−ｃ／Ｌ） ＝Ｇsin（tan-1ｄ−ｃ／Ｌ−tan-1ｂ−
ｃ／Ｌ）／cos（−tan-1ｂ−ｃ／Ｌ）cos（−tan-1
ｄ−ｃ／Ｌ） ここで、ｄ−ｃ、ｂ−ａの絶対値はＬに比べて
小さいし、も小さいと見なせるので、 sin（tan-1ｄ−ｃ／Ｌ≒ｄ−ｃ／Ｌ、sin（tan
-1ｂ−ｃ／Ｌ≒ｂ−ｃ／Ｌ、sin≒ cos（tan-1ｄ−ｃ／Ｌ）≒１、cos（tan-1ｂ−
ｃ／Ｌ）≒１、cos≒１ となる。上掲の△Ｈ（ｓ）の式の最右辺を展開し
て、これらの関係を代入し、２次以上の微小量を
無視して整理すれば、 △Ｈ（ｓ）≒Ｇ／Ｌ｛（ｄ−ｃ）−（ｂ−ａ）
｝＝Ｇ／Ｌ｛（ａ−ｂ）−（ｃ−ｄ）｝……(5) となる。
第１図Ｃは車体基準の軸受箱変位ａ、ｂ、cd
と車軸４および５の位置の水準Ｈ（ｓ＋ｌ／２）、Ｈ （ｓ−ｌ／２）の関係を示す。それぞれの軸の右側走 行輪とレールの接触点PBとPDは同じ高さにある
として図を簡単にしてある。実線と点線はそれぞ
れ軸４と５の位置における状態を示す。Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄはそれぞれ軸受箱６′，７′，８′，９′の位
置を、PA、PB、PC、PDは走行輪６，７，８，９
とレールの接触点を、QA、QB、QC、QDは走行輪
６，７，８，９の中心を、r0は走行輪の半径を示
す。位置A′、C′はそれぞれ位置Ｂ、Ｃを通る水
平直線に位置Ａ、Ｂから下した垂線の足、Ｔは接
触点PBを通る水平直線に接触点PAから下した垂
線の足、PC′は線分PA、ＴとPC、PDの交点であ
る。また、θ′は後輪５の水準角、φ′はその位置に
おける車体と車軸の相対角である。前輪４の位置
の水準Ｈ（ｓ＋ｌ／２）は、A、後輪５の位置水 準Ｈ（ｓ−ｌ／２）は、Cで与えられる。
と車軸４および５の位置の水準Ｈ（ｓ＋ｌ／２）、Ｈ （ｓ−ｌ／２）の関係を示す。それぞれの軸の右側走 行輪とレールの接触点PBとPDは同じ高さにある
として図を簡単にしてある。実線と点線はそれぞ
れ軸４と５の位置における状態を示す。Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄはそれぞれ軸受箱６′，７′，８′，９′の位
置を、PA、PB、PC、PDは走行輪６，７，８，９
とレールの接触点を、QA、QB、QC、QDは走行輪
６，７，８，９の中心を、r0は走行輪の半径を示
す。位置A′、C′はそれぞれ位置Ｂ、Ｃを通る水
平直線に位置Ａ、Ｂから下した垂線の足、Ｔは接
触点PBを通る水平直線に接触点PAから下した垂
線の足、PC′は線分PA、ＴとPC、PDの交点であ
る。また、θ′は後輪５の水準角、φ′はその位置に
おける車体と車軸の相対角である。前輪４の位置
の水準Ｈ（ｓ＋ｌ／２）は、A、後輪５の位置水 準Ｈ（ｓ−ｌ／２）は、Cで与えられる。
軸受箱変位ａ、ｂ、ｃ、ｄと水準差△Ｈ（ｓ）
の関係を理解し易くするために、第１図Ｃの△
（三角形）Ｄ、C′、Ｃを平行移動させてＤをＢと
重ねた状態を第１図Ｄに示す。第１図ＤはＢ、Ｃ
点の上下方向変位成分である。
の関係を理解し易くするために、第１図Ｃの△
（三角形）Ｄ、C′、Ｃを平行移動させてＤをＢと
重ねた状態を第１図Ｄに示す。第１図ＤはＢ、Ｃ
点の上下方向変位成分である。
前にも述べたように、変位検出点間の距離Ｌ軌
間Ｇに比較すれば｜ａ−ｂ｜、｜ｃ−ｄ｜は小さ
いので図の上からも Ｈ（ｓ−ｌ／２）−Ｈ（ｓ−ｌ／２）≒｛（ｃ
−δ）−（ｄ−δ）−（ａ−ｂ）｝／ＬＧ ＝Ｇ／Ｌ｛（ｃ−ｄ）−（ａ−ｂ）｝ なることが明らかである。
間Ｇに比較すれば｜ａ−ｂ｜、｜ｃ−ｄ｜は小さ
いので図の上からも Ｈ（ｓ−ｌ／２）−Ｈ（ｓ−ｌ／２）≒｛（ｃ
−δ）−（ｄ−δ）−（ａ−ｂ）｝／ＬＧ ＝Ｇ／Ｌ｛（ｃ−ｄ）−（ａ−ｂ）｝ なることが明らかである。
第１図Ａの平行度測定を実機で行う場合にも車
軸両端の変位検出点間の距離Ｌと軌間Ｇが相異し
ているため、演算の段階で係数Ｇ／Ｌを乗じて軌
間Ｇに対応する量に補正しているので実際の平面
度Ｆ（ｓ）は次のようになる。
軸両端の変位検出点間の距離Ｌと軌間Ｇが相異し
ているため、演算の段階で係数Ｇ／Ｌを乗じて軌
間Ｇに対応する量に補正しているので実際の平面
度Ｆ（ｓ）は次のようになる。
Ｆ(s)＝Ｇ／Ｌ｛(a-b)−(c-d)｝ ……(6)
従つて、(2)、(5)および(6)式より
△Ｈ(s)＝Ｈ（ｓ＋ｌ／２）−Ｈ（ｓ−ｌ／２）＝Ｆ(
s) ……(7) となる。(7)式の中央辺と最右辺の関係より Ｈ（ｓ＋ｌ／２）＝Ｈ（ｓ−ｌ／２）＋Ｆ(s)……(8) となり、測定開始点における測定用前後車軸間の
中点を座標原点にとり、軸距ｌごとの走行をｎ回
繰返し測定すれば、 直線軌道と曲線軌道の接続部に設けられて曲率
半径が無限大から曲線の半径Ｒまで連続的に変化
する緩和曲線部分につき、上掲の(2)式により表わ
される。軸距離ｌごとの水準の差△Hiを第２図
Ａに、同じ個所で測定距離ｌの計測車により測定
される平面度Fiを第２図Ｂに示す。
s) ……(7) となる。(7)式の中央辺と最右辺の関係より Ｈ（ｓ＋ｌ／２）＝Ｈ（ｓ−ｌ／２）＋Ｆ(s)……(8) となり、測定開始点における測定用前後車軸間の
中点を座標原点にとり、軸距ｌごとの走行をｎ回
繰返し測定すれば、 直線軌道と曲線軌道の接続部に設けられて曲率
半径が無限大から曲線の半径Ｒまで連続的に変化
する緩和曲線部分につき、上掲の(2)式により表わ
される。軸距離ｌごとの水準の差△Hiを第２図
Ａに、同じ個所で測定距離ｌの計測車により測定
される平面度Fiを第２図Ｂに示す。
図のＯ点は測定開始時における平面度測定用Ｚ
軸の中点を示す。
軸の中点を示す。
前掲の(a)式によつて表わされる水準Ｈ（ｓ）お
よび平面度Ｆ（ｓ）を図示すると第３図Ａおよび
第３図Ｂの如くである。
よび平面度Ｆ（ｓ）を図示すると第３図Ａおよび
第３図Ｂの如くである。
また、第３図Ａは前後軸間中点の位置と水準Ｈ
（ｓ）との関係を、同図Ｂは同じく平面度Ｆ（ｓ）
との関係を示す図表である。ｓ、rl、nl等は軸間
中点の原点（測定開始点）からの走行距離であ
る。本図Ｂは距離ｌを距てた２点間の水準の差を
平面度として示したものである。
（ｓ）との関係を、同図Ｂは同じく平面度Ｆ（ｓ）
との関係を示す図表である。ｓ、rl、nl等は軸間
中点の原点（測定開始点）からの走行距離であ
る。本図Ｂは距離ｌを距てた２点間の水準の差を
平面度として示したものである。
第２図、第３図は走行距離ｌごとに、即ち軸距
に相当する距離の走行ごとに測定を行つたので、
細かい変化を含まない折線グラフ状の記録になつ
ているが、正整数ｍを用いてこの測定間隔とｌ／
ｍとし、走行距離ｌ／ｍごとにｍ個の水準測定値
が得られるようにし、ｍを１より大きい適当な値
に選べば連続曲線に近い測定記録が得られる。
に相当する距離の走行ごとに測定を行つたので、
細かい変化を含まない折線グラフ状の記録になつ
ているが、正整数ｍを用いてこの測定間隔とｌ／
ｍとし、走行距離ｌ／ｍごとにｍ個の水準測定値
が得られるようにし、ｍを１より大きい適当な値
に選べば連続曲線に近い測定記録が得られる。
この場合はｌ／ｍなる間隔だけずれたｍ組の加
算演算を自動演算手段で同時に行ない、ｍ組の演
算出力を順次出力端子へ切換えて出力する。
算演算を自動演算手段で同時に行ない、ｍ組の演
算出力を順次出力端子へ切換えて出力する。
次に、以上の説明によると、同様に平面度測定
用２軸の中点の座標をＳとし、微小距離△Ｓ間の
水準変化が△Ｈなる場合の水準変化率を△Ｈ／△
Ｓと表し、平面度測定基準長ｌは水準狂い波形の
波長に比較して小さいとすれば △Ｈ／△Ｓ＝Ｈ（ｓ＋ｌ／２）−Ｈ（ｓ−ｌ／２）／
ｌ ＝Ｆ（ｓ）／ｌ 微分記号を用いて水準の微小変化を dH＝Ｆ（ｓ）／ｌds と表わし、測定開始点で、ｓ＝s0として積分すれ
ば、 Ｈ｛ｓ−s0）＋ｌ／２｝＝∫s s0Ｆ（ｓ）／ｌds ＝１／ｌ∫s s0Ｆ（ｓ）ds ……(10) dsの代りに△ｓ＝ｌ／ｍを用いて加算を行えば
(10)式の代りに、 Ｈ｛（ｎ＋１／２ｌ｝＝Ｈ（ｌ／２）＋Ｆ(o)＋１／
ｍno 〓r=1 Ｆ（ｒ／ｍｌ）＝Ｈ（ｌ／２）＋１／ｍno 〓r=1 Ｆ（ｒ／ｍｌ） …(11) が得られる。ここに、Ｓ−S0＝nlとしてありS0＝
Ｏとすれば測定開始点が座標原点となる。また、
ｎは(9)式と同様に正整数である。
用２軸の中点の座標をＳとし、微小距離△Ｓ間の
水準変化が△Ｈなる場合の水準変化率を△Ｈ／△
Ｓと表し、平面度測定基準長ｌは水準狂い波形の
波長に比較して小さいとすれば △Ｈ／△Ｓ＝Ｈ（ｓ＋ｌ／２）−Ｈ（ｓ−ｌ／２）／
ｌ ＝Ｆ（ｓ）／ｌ 微分記号を用いて水準の微小変化を dH＝Ｆ（ｓ）／ｌds と表わし、測定開始点で、ｓ＝s0として積分すれ
ば、 Ｈ｛ｓ−s0）＋ｌ／２｝＝∫s s0Ｆ（ｓ）／ｌds ＝１／ｌ∫s s0Ｆ（ｓ）ds ……(10) dsの代りに△ｓ＝ｌ／ｍを用いて加算を行えば
(10)式の代りに、 Ｈ｛（ｎ＋１／２ｌ｝＝Ｈ（ｌ／２）＋Ｆ(o)＋１／
ｍno 〓r=1 Ｆ（ｒ／ｍｌ）＝Ｈ（ｌ／２）＋１／ｍno 〓r=1 Ｆ（ｒ／ｍｌ） …(11) が得られる。ここに、Ｓ−S0＝nlとしてありS0＝
Ｏとすれば測定開始点が座標原点となる。また、
ｎは(9)式と同様に正整数である。
この方法では、平面度測定用前軸の水準を初期
値として、ｌ／ｍ走行ごとに測定基準ｌで測定さ
れた平面度Ｆ（ｓ）の１／ｍ倍を順次加算すれば
よい。
値として、ｌ／ｍ走行ごとに測定基準ｌで測定さ
れた平面度Ｆ（ｓ）の１／ｍ倍を順次加算すれば
よい。
振幅ａ、波長λの正弦波形水準狂いから測定基
準長ｌの平面度を求め、(10)式に代入して連続処理
による波長特性A1／ａを求めれば A1／ａ＝sinπ／λ／ｌ／π／λ／ｌ …(12) が得られる。ここに、A1は(10)式による水準演算
結果の振幅である。
準長ｌの平面度を求め、(10)式に代入して連続処理
による波長特性A1／ａを求めれば A1／ａ＝sinπ／λ／ｌ／π／λ／ｌ …(12) が得られる。ここに、A1は(10)式による水準演算
結果の振幅である。
同様にして、デイジタル処理の(11)式を用いた場
合の水準演算結果の振幅をA2とすれば波長特性
は次のようになる。
合の水準演算結果の振幅をA2とすれば波長特性
は次のようになる。
A2／ａ＝２／ｍsinπ／λ／ｌ｛１＋2cos〔（m.n／２
＋１）π／mλ／ｌ〕sin〔m.n／２・π／mλ／ｌ／sin
π／mλ／ｌ｝…(13) 距離ｌ／ｍづつずれたｍ組の加算演算をそれぞ
れ走行距離ｌごとに行なう水準演算結果の波長特
性も（13）式とほぼ同じである。また、(12)式と
（13）式に示される特性もほぼ同一であると考え
て支障ない。
＋１）π／mλ／ｌ〕sin〔m.n／２・π／mλ／ｌ／sin
π／mλ／ｌ｝…(13) 距離ｌ／ｍづつずれたｍ組の加算演算をそれぞ
れ走行距離ｌごとに行なう水準演算結果の波長特
性も（13）式とほぼ同じである。また、(12)式と
（13）式に示される特性もほぼ同一であると考え
て支障ない。
以上述べたような水準測定を行うには、例えば
第４図に示す構成の装置を用いればよい。次に本
発明の１実施例について述べる。
第４図に示す構成の装置を用いればよい。次に本
発明の１実施例について述べる。
第１図に模式化して示した計測車を第４図にお
いて平面度測定装置１０として表わしてある。こ
の装置から発せられた平面度計測用アナログ信号
はバツフアアンプ１１で感度調整の後、計測車の
一定走行距離毎にサンプリングパルス（SP）発
生部２４で作られるパルスと同期してＡ−Ｄ変換
器１２でデジタル量に変換される。前記のサンプ
リングパルス間隔は平面度の測定基準長ｌの整数
分の１（ｍ分の１）に設定してある。
いて平面度測定装置１０として表わしてある。こ
の装置から発せられた平面度計測用アナログ信号
はバツフアアンプ１１で感度調整の後、計測車の
一定走行距離毎にサンプリングパルス（SP）発
生部２４で作られるパルスと同期してＡ−Ｄ変換
器１２でデジタル量に変換される。前記のサンプ
リングパルス間隔は平面度の測定基準長ｌの整数
分の１（ｍ分の１）に設定してある。
平面度の測定信号にオフセツトが有れば水準出
力中に積分されるので、正味狂い演算部１３にお
いて平面度のデジタル信号に移動平均演算を施
し、それを原信号から引算するハイパスフイルタ
処理により正味狂いを求める。この際の移動平均
演算によるローパスフイルタ処理には例えば60m
区間の２次移動平均演算法を用いる。
力中に積分されるので、正味狂い演算部１３にお
いて平面度のデジタル信号に移動平均演算を施
し、それを原信号から引算するハイパスフイルタ
処理により正味狂いを求める。この際の移動平均
演算によるローパスフイルタ処理には例えば60m
区間の２次移動平均演算法を用いる。
オフセツトを除去された平面度のデジタル信号
は距離間隔ｌ／ｍなるサンプリングパルスと同期
してデマルチプレクサ（多点切換スイツチ）１４
によりｍ個の加算器１５−１〜１５−ｍが順次切
換接続される。
は距離間隔ｌ／ｍなるサンプリングパルスと同期
してデマルチプレクサ（多点切換スイツチ）１４
によりｍ個の加算器１５−１〜１５−ｍが順次切
換接続される。
それぞれの加算器では平面度の累積加算が行わ
れ、演算結果は加算器を出た後２つに分岐し、一
方はマルチプレクサ１７を経てＤ−Ａ変換器１８
へ送られ、他はそれぞれの加算器と組合されたシ
フトレジスタ（SF）１６へ送られる。シフトレ
ジスタの内容はｌ／ｍ間隔のサンプリングパルス
（SP距離パルス）ｍ個分だけすなわち距離ｌだけ
シフトされて加算器の入力側へ戻され、測定基準
長ｌだけ遅れて入力される次の平面度と加算され
る。
れ、演算結果は加算器を出た後２つに分岐し、一
方はマルチプレクサ１７を経てＤ−Ａ変換器１８
へ送られ、他はそれぞれの加算器と組合されたシ
フトレジスタ（SF）１６へ送られる。シフトレ
ジスタの内容はｌ／ｍ間隔のサンプリングパルス
（SP距離パルス）ｍ個分だけすなわち距離ｌだけ
シフトされて加算器の入力側へ戻され、測定基準
長ｌだけ遅れて入力される次の平面度と加算され
る。
測定開始点における水準の初期値は、それぞれ
の該当点における水準を、水準器、加速度計或い
は機械振子を用いて測定し、初期置設定部２３よ
りそれぞれの加算器へ予め入力しておく。
の該当点における水準を、水準器、加速度計或い
は機械振子を用いて測定し、初期置設定部２３よ
りそれぞれの加算器へ予め入力しておく。
水準の初期値を加速度計によつて測定する例を
第５図、第６図に示す。
第５図、第６図に示す。
第５図は、静止時における水準、即ち左右レー
ルの高低差をレールとの間にバネ機能要素を介さ
ないいわゆるバネ下で測定する場合を示しロは加
速度計である。また、θは加速度計設置面の水準
狂いによる斜傾角、ｇは重力加速度である。計測
車のバネ下に当たる足回り構成部材に、その左右
方向の加速度を測定するように加速度計を設置す
ると、重力加速度の水平分力を測定して斜傾角を
算定することができる。
ルの高低差をレールとの間にバネ機能要素を介さ
ないいわゆるバネ下で測定する場合を示しロは加
速度計である。また、θは加速度計設置面の水準
狂いによる斜傾角、ｇは重力加速度である。計測
車のバネ下に当たる足回り構成部材に、その左右
方向の加速度を測定するように加速度計を設置す
ると、重力加速度の水平分力を測定して斜傾角を
算定することができる。
第６図はバネ上に設置した加速度計による水準
測定を示し、ロは加速度計、ハは計測車々体であ
る。水準角をθ、バネ上の車体と車軸との相対斜
傾角をφ、車軸端で車体と軸受箱との上下方向相
対変位を検出する検出器の出力をａ，ｂ車体傾斜
角を、水準をＨとすれば、第１図Ｃの場合と同
様に、 ＝φ＋θ θ＝−φ φ＝tan-1ｂ−ａ／Ｌ Ｈ＝Gtanθ＝Gtan（−tan-1ｂ−ａ／Ｌ） ……(6) となる。ここにＧは軌間、Ｌは左右の検出器の間
隔である。この水準Ｈは、第１図Ｃのθ，，φ
の符号を逆にした場合のＨ（ｓ＋ｌ／２）に相当し、 検出器出力ａ，ｂは第１図Ａ、第１図Ｂおよび第
１図Ｃの検出器出力ａ，ｂと同じものである。
測定を示し、ロは加速度計、ハは計測車々体であ
る。水準角をθ、バネ上の車体と車軸との相対斜
傾角をφ、車軸端で車体と軸受箱との上下方向相
対変位を検出する検出器の出力をａ，ｂ車体傾斜
角を、水準をＨとすれば、第１図Ｃの場合と同
様に、 ＝φ＋θ θ＝−φ φ＝tan-1ｂ−ａ／Ｌ Ｈ＝Gtanθ＝Gtan（−tan-1ｂ−ａ／Ｌ） ……(6) となる。ここにＧは軌間、Ｌは左右の検出器の間
隔である。この水準Ｈは、第１図Ｃのθ，，φ
の符号を逆にした場合のＨ（ｓ＋ｌ／２）に相当し、 検出器出力ａ，ｂは第１図Ａ、第１図Ｂおよび第
１図Ｃの検出器出力ａ，ｂと同じものである。
この場合、加速度計が検出するのはgsinであ
り、sinに比例した出力が得られる。
り、sinに比例した出力が得られる。
第４図においてＤ−Ａ変換器１８へ送られた水
準のデジタル信号はここでアナログ量に変換され
る。本実施例においては、記録紙幅±20mmの自動
記録器２１を用いて±100mmの水準（高低差）を
充分カバーできるようにバイアス切換部１９でバ
イアス切換を行つた後、増幅器２０を経て記録器
２１に記録せしめた。
準のデジタル信号はここでアナログ量に変換され
る。本実施例においては、記録紙幅±20mmの自動
記録器２１を用いて±100mmの水準（高低差）を
充分カバーできるようにバイアス切換部１９でバ
イアス切換を行つた後、増幅器２０を経て記録器
２１に記録せしめた。
また、Ｄ−Ａ変換器１８の前から分岐された信
号は計測車上のオンラインデータ処理、若しくは
磁気テープへの集録を行なうデータ処理部２２へ
送られる。
号は計測車上のオンラインデータ処理、若しくは
磁気テープへの集録を行なうデータ処理部２２へ
送られる。
実在する水準狂いの波長をλ、平面度測定基準
長をｌとすれば、上述の実施例による波長特性は
(12)式により、 sinπ／λ／ｌ／（π／λ／ｌ）で表わされこれを図 表で示すと第７図の如くである。
長をｌとすれば、上述の実施例による波長特性は
(12)式により、 sinπ／λ／ｌ／（π／λ／ｌ）で表わされこれを図 表で示すと第７図の如くである。
次に、特許請求の範囲２に記載した発明を第11
式による実施例について説明する。
式による実施例について説明する。
この演算を実施するには、第４図において、バ
ツフアアンプ１１であるいは正味狂い演算部１３
までのデイジタル処理部で、平面度信号を１／ｍ
倍し、１組の加算器とシフトレジスタ（例えば15
−１、16−１の組）のみを用いてｌ／ｍ間隔のサ
ンプリングパルスと同期して、１／ｍ倍された平
面度信号は順次加算する。初期値は測定開始時に
おける前方測定軸の水準Ｈ（ｌ／２）のみを初期値設 定部２３を経て加算器１５−１へ入力する。サン
プリングパルスはｌ／ｍおよびｌ間隔の２種類あ
ればよい。
ツフアアンプ１１であるいは正味狂い演算部１３
までのデイジタル処理部で、平面度信号を１／ｍ
倍し、１組の加算器とシフトレジスタ（例えば15
−１、16−１の組）のみを用いてｌ／ｍ間隔のサ
ンプリングパルスと同期して、１／ｍ倍された平
面度信号は順次加算する。初期値は測定開始時に
おける前方測定軸の水準Ｈ（ｌ／２）のみを初期値設 定部２３を経て加算器１５−１へ入力する。サン
プリングパルスはｌ／ｍおよびｌ間隔の２種類あ
ればよい。
システム構成上は、デマルチプレクサ１４およ
びマルチプレクサ１７、加算器１５−２以降とシ
フトレジスタ１６−２以降の構成が不要となり、
初期値設定部２３とサンプリングパルス発部２４
が簡単化される。その他の部分の機器と機能を前
述の実施例と変らない。
びマルチプレクサ１７、加算器１５−２以降とシ
フトレジスタ１６−２以降の構成が不要となり、
初期値設定部２３とサンプリングパルス発部２４
が簡単化される。その他の部分の機器と機能を前
述の実施例と変らない。
波長特性は（13）式で示され、第７図とほぼ同
じになる。
じになる。
次に共通的な事項についての説明を加える。
SF１６−１〜SF１６−ｍはシフトレジスタであ
り、加算器出力を取込んで平面度基準長ｌまたは
ｌ／ｍだけシフトさせて、加算器への次の平面度
入力と同期させて加算器入力側へ出力させる。初
期値設定部２３は、測定開始点において測定開始
前の静止状態で測定された平面度測定用前軸ある
いは後軸の水準または後軸側からｌ／ｍの間隔で
測定された軌道上のｍ個所の点の水準を自動ある
いは手動で入力し、スイツチ操作によつて加算器
へ出力する。サンプリングパルス発生部２４は、
光電的あるいは電磁的手段等により、走行車輪の
回転と同期してｌ／ｍ走行ごとに電気的パルスを
発生させ、基本サンプリングパルスの外にｌパル
ス、10Mパルス、100Mパルス、500Mパルスおよ
び1KMパルスの発生も可能である。
SF１６−１〜SF１６−ｍはシフトレジスタであ
り、加算器出力を取込んで平面度基準長ｌまたは
ｌ／ｍだけシフトさせて、加算器への次の平面度
入力と同期させて加算器入力側へ出力させる。初
期値設定部２３は、測定開始点において測定開始
前の静止状態で測定された平面度測定用前軸ある
いは後軸の水準または後軸側からｌ／ｍの間隔で
測定された軌道上のｍ個所の点の水準を自動ある
いは手動で入力し、スイツチ操作によつて加算器
へ出力する。サンプリングパルス発生部２４は、
光電的あるいは電磁的手段等により、走行車輪の
回転と同期してｌ／ｍ走行ごとに電気的パルスを
発生させ、基本サンプリングパルスの外にｌパル
ス、10Mパルス、100Mパルス、500Mパルスおよ
び1KMパルスの発生も可能である。
クロツク２５は、信号授受、変換、演算等の各
種動作のタイミングをとるための基本となる高周
波時間パルスを発生させて装置の各部に送り出
す。
種動作のタイミングをとるための基本となる高周
波時間パルスを発生させて装置の各部に送り出
す。
電源２６は商用電源あるいはバツテリー電源を
受けて各部に必要な種々の電力を供給する。
受けて各部に必要な種々の電力を供給する。
以上詳述したように、本発明によれば高価なジ
ヤイロを用いない簡単な装置を用いて軌道の水準
を測定することができ、ジヤイロを用いた場合の
ように加速度により悪影響を受ける虞れ無く、し
かもジヤイロを用いた場合に匹敵する高精度で軌
道のねじれを検出することができる。
ヤイロを用いない簡単な装置を用いて軌道の水準
を測定することができ、ジヤイロを用いた場合の
ように加速度により悪影響を受ける虞れ無く、し
かもジヤイロを用いた場合に匹敵する高精度で軌
道のねじれを検出することができる。
第１図Ａ〜Ｄはいずれも本発明方法を実施する
ために構成した計測車の１例を模式的に描いた説
明図である。第２図Ａ，Ｂ及び第３図Ａ，Ｂは本
発明方法の１実施例における作用を説明するため
水準と平面度とを対応させて描いた図表である。
第４図は本発明の水準測定方法を実施するために
構成した水準測定装置の１例を示すブロツク図で
ある。第５図及び第６図は初期値の設定方法を説
明する図表である。第７図は本発明方法の１実施
例における波長特性を示す図表である。 １……左レール、２……右レール、３……計測
車車体、４…前車軸、５……後車軸、６，７，
８，９……車輪。
ために構成した計測車の１例を模式的に描いた説
明図である。第２図Ａ，Ｂ及び第３図Ａ，Ｂは本
発明方法の１実施例における作用を説明するため
水準と平面度とを対応させて描いた図表である。
第４図は本発明の水準測定方法を実施するために
構成した水準測定装置の１例を示すブロツク図で
ある。第５図及び第６図は初期値の設定方法を説
明する図表である。第７図は本発明方法の１実施
例における波長特性を示す図表である。 １……左レール、２……右レール、３……計測
車車体、４…前車軸、５……後車軸、６，７，
８，９……車輪。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２本のレールを有する軌道の水準を測定する
方法において、２軸、４輪の計測用車輌を被測定
軌道上で走行させ、上記４輪の車輪がレール踏面
に接する４点のうちの任意の３点によつて決せら
れる一つの平面に、残りの１点から下した垂線の
長さによつて表わされる平面度を軸距距離の走行
ごとに代数加算して、左右レールの高低差を算出
することを特徴とする水準測定方法。 ２ ２本のレールを有する軌道の水準を測定する
方法において、２軸、４輪の計測用車輌を被測定
軌道上で走行させ、上記４輪の車輪がレール踏面
に接する４点のうち任意の３点によつて決せられ
る一つの平面に、残りの１点から下した垂線の長
さによつて表わされる平面度を計測車の車軸間を
一定の数で除した単位長さ当たり平面度を算定
し、一定走行距離ごとに上記の単位長さ当り平面
度をサンプリングしてその値を代数加算する距離
積分によつて左右レールの高低差を算出すること
を特徴とする水準測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26837184A JPS61147102A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 水準測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26837184A JPS61147102A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 水準測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147102A JPS61147102A (ja) | 1986-07-04 |
| JPH023122B2 true JPH023122B2 (ja) | 1990-01-22 |
Family
ID=17457570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26837184A Granted JPS61147102A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 水準測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147102A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1330410C (zh) | 2003-01-15 | 2007-08-08 | 三菱丽阳株式会社 | 易聚合性物质处理装置用支撑梁和易聚合性物质处理装置 |
| JP6512588B2 (ja) | 2013-09-06 | 2019-05-15 | 日本製鉄株式会社 | 軌道状態測定方法及び軌道状態測定可能な営業車両 |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP26837184A patent/JPS61147102A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61147102A (ja) | 1986-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3517307A (en) | Track profile and gauge measuring system | |
| CN105517874B (zh) | 使用运营车辆测定轨道的状态的方法以及测定轨道的状态的运营车辆 | |
| AU2018246236B2 (en) | Track geometry measurement system with inertial measurement | |
| HU200432B (en) | Measuring method and apparatus for qualifying the condition of railway tracks | |
| US6170344B1 (en) | Pipeline distortion monitoring system | |
| CN104047212A (zh) | 一种基于角度量测的轨道沉降自动测量装置及方法 | |
| Mei et al. | Measurement of absolute vehicle speed with a simplified inverse model | |
| Mei et al. | Measurement of vehicle ground speed using bogie-based inertial sensors | |
| JPH023122B2 (ja) | ||
| RU2676951C1 (ru) | Устройство для определения и регистрации взаимного положения рельсовых нитей в вертикальной плоскости | |
| US20090094848A1 (en) | Track Twist Monitoring | |
| JPH03165265A (ja) | 標高差計測装置 | |
| JPS6055004B2 (ja) | 軌道狂い演算装置 | |
| JP2556421B2 (ja) | 軌道狂い測定方式および測定装置 | |
| RU2066283C1 (ru) | Устройство для измерения радиуса кривой рельсового пути | |
| JPH03221807A (ja) | 路面計測方法 | |
| RU2110803C1 (ru) | Устройство для измерения скорости движения рельсового транспортного средства | |
| SU1799942A1 (en) | Device for determination of railway track position in vertical plane | |
| SU1449616A1 (ru) | Устройство дл измерени параметров рельсового пути | |
| RU2123445C1 (ru) | Способ и устройство контроля состояния рельсовой колеи | |
| SU1555405A1 (ru) | Устройство дл измерени параметров рельсового пути | |
| JP3838760B2 (ja) | 車輪径測定方法 | |
| JPH0439009B2 (ja) | ||
| JPH02284020A (ja) | 路面計測法 | |
| JPH02103606A (ja) | 無人搬送車の位置検出装置 |