JPH05256633A - 鉄道トンネル覆工変状撮影方法 - Google Patents

鉄道トンネル覆工変状撮影方法

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JPH05256633A
JPH05256633A JP17781192A JP17781192A JPH05256633A JP H05256633 A JPH05256633 A JP H05256633A JP 17781192 A JP17781192 A JP 17781192A JP 17781192 A JP17781192 A JP 17781192A JP H05256633 A JPH05256633 A JP H05256633A
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JP
Japan
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slit
tunnel lining
camera
deformation
cameras
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Application number
JP17781192A
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English (en)
Inventor
Takashi Tamura
隆志 田村
Itsuki Koshiishi
逸樹 輿石
Hikari Kato
光 加藤
Ikuo Ogiwara
郁男 荻原
Shinichiro Nozawa
伸一郎 野沢
Fumiya Aizawa
文也 相沢
Tatsuhide Nakane
達英 中根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Kogyo Co Ltd
East Japan Railway Co
Original Assignee
Kokusai Kogyo Co Ltd
East Japan Railway Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 単線用・複線用鉄道トンネルの覆工全面を、
或いは線路際土木構造物の変状を連続的に一様倍率で撮
影する装置を提供する事を目的とする。 【構成】 鉄道軌道を走行する台車に、複数のスリット
カメラと、各カメラに対応するスリット照明を適宜配置
し、前記スリットカメラのフィルム送りを台車の速度に
撮影縮尺率を乗じた速度に制御可能に構成し、トンネル
覆工被写体までの平均距離に対応させて撮影縮尺率が同
じになるように前記スリットカメラのレンズ焦点距離を
設定し、一定光量でトンネル覆工を照射しつつフィルム
速度に比例した絞りを行うようにし、複線トンネルの覆
工変状撮影装置において、縦方向においては前記スリッ
ト照明を重ね合わせて照射し照度の増加を図り、速度に
比例する絞りの割合を1/2に設定する事により横方向
の光量減を補正し、走行しながらトンネル覆工全面の変
状状況を連続写真記録する事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道トンネルの覆工の変
状状態の測定を行なう鉄道トンネル覆工変状撮影方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のトンネル覆工変状調査は、人力に
よる視察巡回に頼っており、視察では一度に広域を見る
ことが出来ず、逐次視察結果をスケッチしていくが懐中
電灯をかざし上向きで調査することは大変な労力で、小
さな変状まで見つけるのは不可能であった。しかも、夜
間の列車間合いに徒歩で行うので頻繁に調査が行えず現
実には1つのトンネルで2年に1回であり、大きな変状
も見過ごされてしまう場合があった。
【0003】又、前記調査を行なうための照明方式は、
通常の照明ランプ500Wを10灯並列に並べ照射して
いたが、装置が必然的に大規模になる。そこで本発明者
において当初、スリット照明を開発し、1つのカメラに
対し、400Wのスリット照明を4灯縦に連ねて照射す
る方式を開発したが、1つのスリットは約20°の角度
でスリット方向に照射角度を持っているが、複線トンネ
ルではカメラが5台となり照明設備も発電機を含めやは
り大規模になってしまう。
【0004】一方、トンネル建築限界を計るのに、現場
での簡易な方法として列車に一番近いアーチ肩部を計測
していた。最近では非接触距離計を用い断面形状を数度
ピッチで計測している。この方法では停止状態でないと
計測できないため、トンネル延長方向に連続した計測が
行えない。又、写真記録を行う場合においても、ハンデ
ィカメラでは覆工全面に渡って同一縮尺で撮影すること
は不可能で、一定区間の覆工全面写真を撮ろうとしても
数十モデルの縮尺の違うモザイクになってしまい、一様
な展開写真図にはならなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる技術的
課題に鑑み、鉄道軌道を走行する台車に測定装置を搭載
し、連続的且つ簡便にトンネル覆工全面の変状状況を精
度よく測定し得る鉄道トンネル覆工変状撮影方法を提供
する事を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる技術的課
題に鑑み、スリット照明及びスリットカメラを軌道走行
出来る車体に複数個、十分な重なりを持って放射状に積
載し、トンネル覆工の左右側壁部とアーチを走行しなが
ら一様な縮尺でトンネル覆工全面の変状状況を連続写真
記録する事を特徴とする。
【0007】
【作用】かかる技術手段によれば、トンネル覆工全面の
変状状況を一様な縮尺で連続写真記録出来るために、同
一トンネルについて時期を隔てて撮影しても、同一箇所
から同一倍率で撮影されるので、重ね合わせて、覆工の
劣化状態の時間的変化が詳細に読み取れる。
【0008】この場合、前記スリットカメラのフィルム
送りは、台車の速度に撮影縮尺率を乗じた速度に制御す
る必要がある。又前記スリットカメラのレンズ焦点距離
は、トンネル覆工被写体までの平均距離に対応させて撮
影縮尺率が同じになるように前記レンズ焦点距離を設定
するのがよい。又、前記スリットカメラのレンズ絞りに
おいても一定光量でトンネル覆工を照射しつつ、フィル
ム速度に比例した絞りを行うようにするのがよい。更に
好ましい実施例において、複線トンネルの覆工変状撮影
装置において、遠い側の壁面照明は前記スリット照明を
縦に重ね合わせて照射し照度の増加を図り、速度に比例
する絞りの割合を1/2に設定する事により横方向の光
量減を補正するのがよい。又スリット照明においても、
1灯でカメラ1つ分のスリット撮影巾約5mを照射す
る、超広角スリット照明を行なうのがよい。更にトンネ
ル建築限界においても、前記連続写真の内、扇状に配置
した隣あわせの重なり部分の写真より同一点の写真座標
から台車を基準とした相対座標を求め、その部分におけ
る変位、建築限界等の算出を行なうのがよい。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【0010】図1乃至図3には、本発明の一実施例に係
る鉄道トンネル覆工変状撮影装置におけるスリット照
明、スリットカメラの配置が示されている。これらの図
のうち、図1は車体の側面図、図2は車体を真上から見
た図であり、図3は車体を背面から見たカメラ配置であ
る。この実施例において台車80に、スリットカメラを
1,2,3,4,5に配置し、それぞれのカメラの照明
を6,7,8,9,10に配置する。ここに示す装置
は、陸路でも移動出来ることを考慮し、トラックベース
に積載し、軌道81上を走行する時は、鉄輪用の車軸3
5を油圧で下降させ、鉄輪33,34で走行する。後輪
34の動力で前進、後進を行う。
【0011】車両には、発電機13、コントローラ1
2、非接触型の速度距離計11を積載し、移動時はカメ
ラ、照明部をスライド式覆い31,32でカバーされ
る。
【0012】各々のスリットカメラ1〜5の撮影方向を
図4及び図5に示す。図4は単線トンネルに於けるスリ
ットカメラ1〜5の配置で、現在スリットカメラに利用
されている最大の広角レンズ(f=14.5mm)を用
い、トンネル覆工面82との基準距離をカメラ1,2,
4,5共2.9mとし、撮影縮尺率1/200で撮影す
る。左側壁(40−42)はカメラ1、左アーチ(41
−44)はカメラ2、右アーチ(43−46)はカメラ
5、右側壁(45−47)はカメラ4で撮影する。な
お、鉄道トンネルは標準断面が定められており、原則と
して標準断面で基準撮影距離に対応する位置にカメラを
配置すれば良い。
【0013】図5は複線トンネルに於ける前記スリット
カメラ1〜5の配置で、左側壁(50−52)、左アー
チ(51−54)は単線トンネルと同じカメラ1、2で
撮影する。複線トンネルはアーチ部が大きくなり、真上
にのアーチ(53−56)用にカメラ3を設け、焦点距
離を20mm用い基準撮影距離を4mとると、同じ1/
200の撮影縮尺率となる。遠い側となる右アーチ部
(55−58)、右側壁(57−59)は焦点距離28
mmのレンズで基準撮影距離を5.6mでカメラを設置
すると撮影縮尺率1/200で撮影出来る。この様に、
横断方向では原則として同一の縮尺率で撮影出来る。
【0014】進行方向の撮影縮尺は、スリットカメラの
場合、被写体との相対速度で決まる。その原理を図6に
示す。側壁に対し図中矢印Aで示す方向へ車両、即ちカ
メラが進む時、フィルム64は車両と同一方向に回転
し、フィルム前面の結像面に密着したスリット63を通
して像が記録される。フィルムの回転速度は、図1に配
置を示した非接触の速度距離計11により測定した正確
な対地速度値をコントローラ12を介し、絶えず対地速
度の1/200に制御する。換言すると、進行方向の撮
影縮尺率も、横断方向の撮影縮尺率と同一の1/200
となる。
【0015】対地速度に対し一定露出で撮影するため
に、光量を一定に照射しつつ速度に比例したレンズ絞り
制御を行う。前記スリット照明6〜10の構造を図7に
示す。その光の経路は光源となるランプ70の光を凹面
鏡71で光ファイバーを円筒に束ねた一端72に集光さ
せて、逆の一端74を巾1.5mm程度の厚さで帯状に
糊付けし、端面を磨くとスリット光が照射出来、その前
面の半円状ロッドレンズ75を調整することにより、任
意の距離にスリット状の光76が照射出来る。
【0016】単線トンネルの右側壁、右アーチ部の照明
は図8に示す光源81,82により照射しB−D−Eの
関係で壁面を照らす。複線トンネルの右側壁及び右アー
チ部の照明にあっては図9に示す通り、基準撮影距離A
−Cは単線トンネルA−Bの約2倍となるが、光源9
1,92からの照射角度を変えて壁面C−Fに重ね合わ
せ縦方向の照度を増加させ、進行方向の照度は速度に比
例する絞りを1/2に変えて所定露出に補正することで
本装置は対処している。
【0017】現在、図7の照明は、ランプ70に400
Wのランプを使用し、レンズ75からのスリット方向の
照射広がりは約20度となっている。単線トンネル及び
複線トンネルの近接側側壁・アーチ部の照明は図10に
示す様に光源101,102,103,104の4灯を
スリット方向に直列照射している。これを、フィルム感
度を4倍のISO/ASA1600にすると光量を1/
4に出来、発電機を含めた設備がコンパクト化出来る。
各ランプの出力を100Wに落としたのでは設備がシン
プルにならないので、光源105より1つのランプでB
−H間を照射する方法として、図11に示すように図7
のシリンドリカルレンズ75前面にレンチキラーレンズ
111を装着するのがよい。
【0018】図9に示す複線トンネルの右側壁部及び右
アーチ部については、フィルム感度を4倍にすると、図
12の光源121,122,123,124の4灯照射
を光源125,126の2灯直列照射にすることによっ
て図10のB−H間と図12のC−I間は同じ照射強度
となる。
【0019】このように、本実施例においては、トンネ
ル形状が標準断面に於ける場合トンネル横断方向の撮影
倍率は一様になるが、規格外のトンネルでは違いがで
る。しかし、縦断方向は対地速度でコントロールしたフ
ィルム送りで一定倍率で撮影しており、壁面、アーチ部
を並べた展開写真図作成には問題無く作成出来、覆工変
状状態は十分これにり判読できる。
【0020】次に変位、建築限界等の算出方法について
説明する。図13に示すように、レール面を垂直によぎ
るX−Y面における覆工面位置の相対座標を、軌間中心
を原点として求める。カメラ1、2の座標原点及びX−
Y面上の方向角θ1、θ2は物理的に求まり、実際の計
測は覆工壁面上の任意点の各々のフィルム面上の機械的
座標d1、d2を計り、解析的キャリブレーション(レ
ンズディストレーション補正、レンズ中心と主点ずれ補
正)を加え写真座標に変換し、各々カメラ中心からの仰
角α1、α2を算出する。これによりA点の座標は直線
A−B、A−Cの交点座標として求まる。なお、Y軸は
左右のレール頭頂部を結ぶ線上に一致し、台車の車軸中
央から直角にY軸に下ろした線の交点を結ぶ軌間中心座
標原点とする。
【0021】なお、以上の説明で用いた配置等の設定
は、限定的なものではない。例えば車種に応じ、あるい
は規格外のトンネルでも、倍率が一様になるレンズを選
択すれば良い。また、本実施例ではトラックベースの車
両に搭載し、一般道路、鉄道軌道両方を走行出来る装置
として構成したが、車両と独立に前記撮影装置を構成
し、電車、軌道モーターカーにより牽引することも可能
である。更に、本実施例では鉄道トンネル覆工の変状撮
影について記述したが、撮影範囲を変える事で線路際の
土木構造物・鉄橋等の変状撮影に利用できる事は、言う
までもない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検査員が現地に行かず、机上において撮影されたトンネ
ル覆工展開写真図より検査がおこなえ、また変状状態の
程度も写真を引き伸ばすことにより細部を詳細に読み取
ることができる。更に、定期的に撮影すれば、レール上
から同じ位置から撮影しているので、変状状態の経時変
化が詳細に把握でき、また簡単な画像処理によって経時
変化の評価も自動化、数値化することが出来る。等の種
々の著効がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る鉄道トンネル覆工変状
撮影装置に於ける、照明、カメラの配置を示す側面図
【図2】この実施例における照明、カメラの配置を示す
平面図
【図3】この実施例における照明、カメラの配置を示す
背面図
【図4】この実施例における単線トンネルでの撮影方式
【図5】この実施例における複線トンネルでの撮影方式
【図6】この実施例におけるスリットカメラの撮影原理
【図7】この実施例におけるスリット照明の照射原理図
【図8】この実施例におけるスリット照明の単線トンネ
ルの照射方式の原理図
【図9】この実施例におけるスリット照明の複線トンネ
ルの遠方壁面照射方式の原理図
【図10】トンネルの近接側側壁・アーチ部の照明方法
を示し、一灯直列照射と複数直列照射の場合を示す。
【図11】1つのランプで図10に示すB−H間を照射
する為のレンズ構成を示す。
【図12】トンネルの近接側側壁・アーチ部の照明方法
を示し、照射距離が異なった場合の図10と同一の照度
を得るための照射数を示す。
【図13】レール面を垂直によぎるX−Y面における覆
工面位置の相対座標を、軌間中心を原点として求める為
の作用図である。
【符号の説明】
1〜5 スリットカメラ 6〜10 スリット照明 64 フィルム 80 台車 81 鉄道軌道 82 トンネル覆工面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 光 東京都千代田区丸の内一丁目6番5号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 荻原 郁男 東京都千代田区丸の内一丁目6番5号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 野沢 伸一郎 東京都千代田区丸の内一丁目6番5号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 相沢 文也 東京都千代田区丸の内一丁目6番5号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 中根 達英 東京都千代田区六番町2番地 国際航業株 式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄道軌道を走行する台車に、スリットカ
    メラを扇状に複数配置すると共に、各カメラに対応する
    スリット照明を適宜配置し、走行しながらトンネル覆工
    全面の変状状況を連続写真記録する事を特徴とする鉄道
    トンネル覆工変状撮影方法
  2. 【請求項2】 前記スリットカメラのフィルム送りを、
    台車の速度に撮影縮尺率を乗じた速度に制御可能に構成
    した事を特徴とする請求項1記載の鉄道トンネル覆工変
    状撮影方法
  3. 【請求項3】 トンネル覆工被写体までの平均距離に対
    応させて撮影縮尺率が同じになるように前記スリットカ
    メラのレンズ焦点距離を設定した事を特徴とする請求項
    1記載の鉄道トンネル覆工変状撮影方法
  4. 【請求項4】 一定光量でトンネル覆工を照射しつつ、
    フィルム速度に比例した前記スリットカメラのレンズ絞
    りを行うようにした事を特徴とする請求項1記載の鉄道
    トンネル覆工変状撮影方法
  5. 【請求項5】 複線トンネルの覆工変状撮影方法におい
    て、遠い側の壁面照明は前記スリット照明を縦に重ね合
    わせて照射し照度の増加を図り、速度に比例する絞りの
    割合を1/2に設定する事により横方向の光量減を補正
    した事を特徴とする請求項1記載の鉄道トンネル覆工変
    状撮影方法
  6. 【請求項6】 1灯でカメラ1つ分のスリット撮影巾約
    5mを照射する、超広角スリット照明を用いる事を特徴
    とする請求項1記載の鉄道トンネル覆工変状撮影方法
  7. 【請求項7】 前記連続写真の内、扇状に配置した隣あ
    わせの重なり部分の写真より同一点の写真座標から台車
    を基準とした相対座標を求め、その部分における変位、
    建築限界等の算出を行なう事を特徴とする請求項1記載
    の鉄道トンネル覆工変状撮影方法
JP17781192A 1991-06-13 1992-06-12 鉄道トンネル覆工変状撮影方法 Pending JPH05256633A (ja)

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JP3-167379 1991-06-13
JP16737991 1991-06-13

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JPH05256633A true JPH05256633A (ja) 1993-10-05

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JP (1) JPH05256633A (ja)

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