JPH05656B2 - - Google Patents

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JPH05656B2
JPH05656B2 JP2275038A JP27503890A JPH05656B2 JP H05656 B2 JPH05656 B2 JP H05656B2 JP 2275038 A JP2275038 A JP 2275038A JP 27503890 A JP27503890 A JP 27503890A JP H05656 B2 JPH05656 B2 JP H05656B2
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JP
Japan
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wheel
train
vibration
detector
circuit
Prior art date
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Application number
JP2275038A
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Japanese (ja)
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JPH04148839A (en
Inventor
Hiroshi Nakao
Hiromoto Oda
Takashi Banshoya
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.)
Kinki Nippon Railway Co Ltd
Original Assignee
Kinki Nippon Railway Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kinki Nippon Railway Co Ltd filed Critical Kinki Nippon Railway Co Ltd
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  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は車輪踏面の異常検出装置に関し、鉄
道において騒音、振動源となる車輪踏面に発生す
るフラツトや剥離等の異常を、地上から自動的に
検出するのに用いられる。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a wheel tread abnormality detection device that automatically detects abnormalities such as flats and peeling that occur on wheel treads, which are a source of noise and vibration in railways, from the ground. It is used to detect

〔従来の技術〕[Conventional technology]

車輪踏面の異常の調査や検出は、これまで一部
の線区を除く多くの線区において、乗務員からの
申告や、検査係員の添乗、営業線付近での聞き取
り検査など人海戦術で行なわれることが多かつ
た。
Until now, inspection and detection of abnormalities in wheel treads has been carried out on most railway lines, except for a few, using human tactics, such as reports from train crew members, inspection staff accompanying them, and interviews near operating lines. There were many things.

この人海戦術を解消する車輪踏面の異常検出装
置としては、(1)特公昭58−2373号公報に記載され
ているように、歪ゲージを用いるものや、(2)振動
加速度計を用いるものなどが提案されている。
Wheel tread abnormality detection devices that eliminate this human-force tactic include (1) devices that use strain gauges, as described in Japanese Patent Publication No. 58-2373, and (2) devices that use vibration accelerometers. etc. have been proposed.

前者の装置は、歪ゲージをレール腹部の数個所
に貼り付け、列車通過時の輪重の変化や曲げモー
メントを記録し、車輪踏面に異常があるものにつ
いては、衝撃の荷重が重畳される原理を利用した
ものである。
The former device uses strain gauges attached to several locations on the belly of the rail to record changes in wheel load and bending moment when a train passes.The principle is that if there is an abnormality in the wheel tread, the impact load is superimposed. This is what was used.

また、後者の装置は、レールに振動加速度計を
取り付けて、振動加速度計からの出力の振動レベ
ルによつて車輪踏面の異常を検出しようとするも
のである。
In addition, the latter device attaches a vibration accelerometer to the rail and attempts to detect abnormalities in the wheel tread based on the vibration level output from the vibration accelerometer.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

歪ゲージを用いる従来の装置では、新幹線のよ
うに輪重や通過する速度がほぼ一定の列車に対し
ては、割合精度の良い検出を行なうことができる
が、多くの種別の列車や、速度の異なる車両が通
過するようなレールに貼り付けて使用する場合に
は、車輪踏面の異常の検出精度が悪くなる。その
上、装置が大がかりとなるので、簡易装置として
は費用面、運用面で大きな問題があり、ローカル
の営業線には適さない点があつた。
Conventional devices using strain gauges can detect trains with almost constant wheel loads and passing speeds, such as the Shinkansen, with good relative accuracy; When used by being attached to a rail where different vehicles pass, the accuracy of detecting abnormalities in wheel treads becomes poor. Furthermore, since the equipment is large-scale, there are major problems in terms of cost and operation for a simple equipment, making it unsuitable for local commercial lines.

また、振動加速度計を用いる従来の装置では、
簡易なものが製作可能になるが、車輪踏面のフラ
ツトによる衝撃が高周波であるという点が考慮さ
れていない。このため、高周波成分の吸収が多い
枕木に振動加速度計を貼り付けたり、500Hz以下
のローパスフイルターを通したり、あるいは、デ
ータのサンプリング周期が低い等で、検出波形が
鈍り、振動のピークを正確に捕えることが不可能
である。また、踏面の異常箇所がたまたま振動加
速度計の真上にこない限り、振動は減衰してさら
に検出精度は悪くなる。
In addition, with conventional equipment using vibration accelerometers,
Although it is possible to manufacture a simple one, it does not take into account that the impact caused by the flat of the wheel tread is a high frequency wave. For this reason, if a vibration accelerometer is attached to a sleeper that absorbs a lot of high-frequency components, if the data is passed through a low-pass filter of 500Hz or less, or if the data sampling period is low, the detected waveform will become dull and the vibration peak cannot be detected accurately. impossible to catch. Furthermore, unless the abnormal spot on the tread happens to be directly above the vibration accelerometer, the vibration will be attenuated and the detection accuracy will further deteriorate.

その上、これらの装置では、車両の台車単位で
の検出を行なうことはできるが、車輪単位での異
常を特定することはできなかつた。
Moreover, these devices can detect abnormalities on a vehicle bogie basis, but cannot identify abnormalities on a wheel-by-wheel basis.

この発明は、上記従来の不都合を解決するため
になされたもので、重量、形式の異なる多くの種
別の列車や、速度の異なる車両からの振動加速度
を高精度に取り込むことができるとともに、車輪
単位の異常の特定が可能であり、小型軽量化が容
易で、しかも安価に製作することができる車輪踏
面の異常検出装置の提供を目的とするものであ
る。
This invention was made to solve the above-mentioned conventional inconveniences, and it is possible to capture vibration acceleration from many types of trains with different weights and types and vehicles with different speeds with high accuracy, and The object of the present invention is to provide a wheel tread abnormality detection device that can identify abnormalities in wheel treads, can be easily reduced in size and weight, and can be manufactured at low cost.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、この発明の装置で
は、2つ以上の振動加速度計は、一対のレールの
底部上面にそれぞれ設定された間隔で固定され、
一方のレールに、振動加速度計のいずれよりも列
車進入側に列車進入検知器が固定されるととも
に、各振動加速度計の間に車輪検知器が配設さ
れ、列車進入検知器、車輪検知器、および各振動
加速度計からの出力電圧を増幅する増幅器は、イ
ンタフエース部を介してコンピユータに接続さ
れ、インタフエース部を介して入力される増幅器
からの出力をA/D変換するA/D変換回路は、
20KHzの周波数まで応答するピークホールド回路
を備え、前記コンピユータは、列車進入検知器と
車輪検知器の出力により速度を算出する速度演算
回路と、A/D変換回路からの出力を列車速度に
応じてフラツトか否かを判定するフラツト判定回
路と、列車速度と車輪検知器の出力によりその車
輪についてのデータ処理範囲を決定する処理範囲
決定回路と、車輪の通過数を算出する車輪カウン
タ回路と、列車の通過時刻を記録するタイマとに
より構成され、コンピユータには処理されたデー
タとその列車の通過時刻を記録する記録器、およ
びデータをプリントするプリンタが接続されて、
車輪踏面の異常検出装置が構成されている。
In order to achieve the above object, in the device of the present invention, two or more vibration accelerometers are fixed at a set interval to the bottom upper surface of a pair of rails,
A train approach detector is fixed to one of the rails on the train approach side of the vibration accelerometers, and a wheel detector is disposed between each vibration accelerometer. And an amplifier that amplifies the output voltage from each vibration accelerometer is connected to a computer via an interface section, and an A/D conversion circuit that A/D converts the output from the amplifier input via the interface section. teeth,
Equipped with a peak hold circuit that responds to a frequency of up to 20KHz, the computer includes a speed calculation circuit that calculates speed from the outputs of the train entry detector and wheel detector, and an output from the A/D conversion circuit according to the train speed. A flat determination circuit that determines whether or not a wheel is flat; a processing range determination circuit that determines a data processing range for the wheel based on the train speed and the output of a wheel detector; a wheel counter circuit that calculates the number of wheels passing; The computer is connected to a recorder that records the processed data and the passing time of the train, and a printer that prints the data.
A wheel tread abnormality detection device is configured.

〔作用〕[Effect]

一対のレールのそれぞれに、2つ以上の振動加
速度計が設定された間隔で固定されているため、
車輪踏面のフラツトがレールに与える大きな衝撃
は、振動加速度計で検知されて増幅器に入力され
る。増幅器からの出力は、インタフエース部を介
して20KHzの周波数まで応答するピークホールド
回路を備えたA/D変換回路に入力されるため、
振動加速度計で捕えられるきわめてシヤープなピ
ーク波形のフラツトに対しても、サンプリング周
期を、例えば、1KHz程度にしてデータ数を少な
くした場合にも、シヤープなピーク波形を正しく
捕えて分析を可能にする。
Since two or more vibration accelerometers are fixed at set intervals on each of a pair of rails,
The large impact that a flat wheel tread exerts on the rail is detected by a vibration accelerometer and input to an amplifier. The output from the amplifier is input through the interface section to an A/D conversion circuit equipped with a peak hold circuit that responds to frequencies up to 20KHz.
Even if the extremely sharp flat peak waveforms captured by a vibration accelerometer are flat, even if the sampling period is set to around 1KHz and the number of data is reduced, the sharp peak waveforms can be accurately captured and analyzed. .

また、コンピユータは、列車進入検知器と車輪
検知器の出力により速度を算出する速度演算回路
と、A/D変換回路からの出力を列車速度に応じ
てフラツトか否かを判定するフラツト判定回路
と、列車速度と車輪検知器の出力によりその車輪
についてのデータ処理範囲を決定する処理範囲決
定回路と、車輪の通過数を算出する車輪カウンタ
回路と、列車の通過時刻を記録するタイマとを備
えているから、多くの種別の列車や、速度の異な
る車両に対して、それらの車輪踏面のフラツト
を、車輪単位で自動的に検出し得ることになる
る。
The computer also includes a speed calculation circuit that calculates the speed based on the outputs of the train entry detector and the wheel detector, and a flat determination circuit that determines whether the output from the A/D conversion circuit is flat or not depending on the train speed. , a processing range determining circuit that determines the data processing range for the wheel based on the train speed and the output of the wheel detector, a wheel counter circuit that calculates the number of wheels passing, and a timer that records the train passing time. Therefore, flats on the wheel treads of many types of trains and vehicles with different speeds can be automatically detected on a wheel-by-wheel basis.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を第1図から第3図
に示す図面について説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings shown in FIGS. 1 to 3.

車輪踏面の異常検出装置は、フラツトによつて
発生される振動を検出する振動検出部Aと、検出
されたデータを演算処理するデータ処理部Bと、
処理されたデータを記録するデータ記録部Cとか
ら、主として構成されている(第1図参照)。
The wheel tread abnormality detection device includes a vibration detection section A that detects vibrations generated by the flat, a data processing section B that performs arithmetic processing on the detected data,
It mainly consists of a data recording section C that records processed data (see FIG. 1).

振動検出部Aは、各レール1に取り付けられる
複数個の振動加速度計2と、一方のレール1に取
り付けられる1つずつの列車進入検知器3と車輪
検知器4、および増幅器5とからなる。
The vibration detection unit A includes a plurality of vibration accelerometers 2 attached to each rail 1, one train entry detector 3 and one wheel detector 4 attached to one rail 1, and an amplifier 5.

第2図において、複数個、例えば2つずつの振
動加速度計2,2は、上りまたは下り用の一対の
レール1,1にそれぞれ設定された間隔で水平に
固定されている。レール1に対する振動加速度計
2の取り付けは、各レール1の底部上面が水平方
向に対して傾斜しているため、上面が水平で、下
面がレール1の底部上面と同じ傾きに作られた硬
質ベークライト製のくさび形部材などを、レール
1の底部上面と振動加速度計2との間に挿入し、
これらを互に接着剤により固定して行なわれる。
In FIG. 2, a plurality of vibration accelerometers 2, 2, for example, two each, are horizontally fixed to a pair of up or down rails 1, 1 at set intervals, respectively. To attach the vibration accelerometer 2 to the rail 1, since the bottom top surface of each rail 1 is inclined with respect to the horizontal direction, the top surface is horizontal and the bottom surface is made of hard Bakelite with the same slope as the bottom top surface of the rail 1. Insert a wedge-shaped member made of
This is done by fixing these together with an adhesive.

振動加速度計2としては、圧電型センサが用い
られ、2つの振動加速度計2,2は、車輪6の円
周長さの約1/2に相当する1.3m位の間隔で取り付
けられる。これはどちらかの振動加速度計2で、
あるレベル以上の振動を捕えることができるよう
にするのがねらいであり、悪くても振動加速度計
2から60〜70cm以内でフラツト部分による振動が
捕えられるようにするためである。
A piezoelectric sensor is used as the vibration accelerometer 2, and the two vibration accelerometers 2, 2 are installed at an interval of about 1.3 m, which corresponds to about 1/2 of the circumferential length of the wheel 6. This is either vibration accelerometer 2,
The aim is to be able to capture vibrations above a certain level, and at worst to capture vibrations due to flat parts within 60 to 70 cm from the vibration accelerometer 2.

一方のレール1に固定された2つの振動加速度
計2,2の中央部に、車輪検知器4が取り付けら
れ、この車輪検知器4より列車進入側へ2m程度
離れたレール1の底部に、列車進入検知器3が取
り付けられている。それ故、列車進入検知器3
は、いずれの振動加速度計2よりも列車進入側に
位置し、列車進入側の振動加速度計2と列車進入
検知器3との距離は、振動加速度計2,2の距離
に等しく、車輪6の円周長さの約1/2となる。
A wheel detector 4 is attached to the center of two vibration accelerometers 2, 2 fixed to one rail 1, and a wheel detector 4 is attached to the bottom of the rail 1 about 2 m away from the wheel detector 4 toward the train approach side. An entry detector 3 is attached. Therefore, train approach detector 3
is located closer to the train approach side than any of the vibration accelerometers 2, and the distance between the vibration accelerometer 2 on the train approach side and the train approach detector 3 is equal to the distance between the vibration accelerometers 2, 2, and Approximately 1/2 of the circumference length.

列車進入検知器3および車輪検知器4としては
例えば、それぞれ1組ずつのマグネツトセンサが
用いられ、これらのマグネツトセンサは、レール
1の底部にそれぞれ固定されて、レール1上を通
過する車輪6により該車輪6の車軸7を検知する
構成となつている。列車進入検知器3は、列車の
進入を検知すると、前記データ処理部Bを起動す
る働きをし、車輪検知器4は、車輪6の通過を知
らせるとともに、フラツトが発生している車輪6
が取り付けられた車軸7を特定するのに用いられ
る。
For example, one set of magnetic sensors is used as each of the train entry detector 3 and the wheel detector 4, and these magnetic sensors are fixed to the bottom of the rail 1 so as to detect the wheels passing on the rail 1. 6 to detect the axle 7 of the wheel 6. When the train entrance detector 3 detects the entrance of a train, it functions to activate the data processing section B, and the wheel detector 4 notifies the passing of a wheel 6 and detects the wheel 6 where a flat has occurred.
is used to identify the axle 7 to which it is attached.

それぞれの振動加速度計2で捕えられた振動加
速度は、増幅器5で増幅されてデータ処理部Bに
入力される。これに対し、列車進入検知器3と車
輪検知器4からの出力は、直接データ処理部Bに
入力される。
The vibration acceleration captured by each vibration accelerometer 2 is amplified by an amplifier 5 and input to a data processing section B. On the other hand, the outputs from the train entry detector 3 and wheel detector 4 are directly input to the data processing section B.

データ処理部Bは、インタフエース部8と、ピ
ークホールド回路付きA/D変換回路9と、パー
ソナルコンピユータ(以下コンピユータという)
10とから、主として構成されている。
The data processing section B includes an interface section 8, an A/D conversion circuit 9 with a peak hold circuit, and a personal computer (hereinafter referred to as a computer).
It mainly consists of 10.

インタフエース部8は、2つの違つたシステム
である振動検出部Aとデータ処理部Bとを相互に
結合して相互作用を行なわせる場所で、振動検出
部Aで検出された各振動加速度計2からの振動加
速度は、増幅器5で増幅されてインタフエース部
8に入力され、列車進入検知器3と車輪検知器4
で検知された信号は、直接にインタフエース部8
に入力され、波形整形される。
The interface section 8 is a place where the vibration detection section A and the data processing section B, which are two different systems, are connected to each other and interacted with each other. The vibration acceleration from the train is amplified by the amplifier 5 and input to the interface section 8.
The detected signal is directly sent to the interface section 8.
input and waveform shaping.

ピークホールド回路付きA/D変換回路9に
は、20KHzの周波数まで応答してピークホールド
するA/D変換回路が用いられ、振動加速度計2
からのアナログ信号をデイジタル変換し、コンピ
ユータ10に入力される。このような特性(性
能)を備えたA/D変換回路を用いると、フラツ
トにより発生するシヤープな振動波形を正確に変
換できることが、実験的に確認されている。それ
故、サンプリングは1KHz程度で行なつてデータ
数を少なくした場合にも、20KHzの周波数まで応
答するピークホールド回路付きA/D変換回路9
により、フラツトについて正確な判定を可能にす
る。
The A/D conversion circuit with peak hold circuit 9 uses an A/D conversion circuit that responds to a frequency of up to 20KHz and holds peaks, and the vibration accelerometer 2
The analog signal from the computer is converted into a digital signal and input to the computer 10. It has been experimentally confirmed that by using an A/D conversion circuit having such characteristics (performance), it is possible to accurately convert a sharp vibration waveform caused by a flat. Therefore, even when sampling is performed at around 1KHz and the number of data is reduced, the A/D converter circuit with peak hold circuit 9 can respond up to a frequency of 20KHz.
This enables accurate determination of flatness.

コンピユータ10は、インタフエース部8を介
して入力される列車進入検知器3と、車輪検知器
4の出力により列車速度を演算する速度演算回路
11と、A/D変換回路9からの出力は、同じフ
ラツトであつても列車速度が速くなるほど振動加
速度が大きくなるという事実から、例えば、フラ
ツト判定のスレツシヨルドレベルSLを基準列車速
度V0に対する通過列車速度Vの比を取り、 SL=a(V/V02+b(V/V0)+c (ただしa,b,cは定数) というような式を用いて列車速度に重みを持させ
てフラツトを判定するフラツト判定回路12と、
前記速度演算回路11で演算された列車速度と車
輪検知器4の出力とにより、検知された車輪6に
ついてのデータ処理範囲を決定する処理範囲決定
回路13と、車輪6の通過数を算出する車輪カウ
ンタ回路14と、列車の通過時刻を記録するタイ
マ15とから、主として構成されている。
The computer 10 has a speed calculation circuit 11 that calculates the train speed based on the outputs of the train entry detector 3 and the wheel detector 4, which are input via the interface section 8, and the outputs from the A/D conversion circuit 9. Based on the fact that the vibration acceleration increases as the train speed increases even on the same flat, for example, the threshold level S L for flat determination is determined by taking the ratio of the passing train speed V to the reference train speed V 0 , and S L = a flat determination circuit 12 that determines a flat by giving weight to train speed using a formula such as a (V/V 0 ) 2 + b (V/V 0 ) + c (where a, b, and c are constants); ,
A processing range determination circuit 13 that determines a data processing range for the detected wheel 6 based on the train speed calculated by the speed calculation circuit 11 and the output of the wheel detector 4, and a wheel that calculates the number of passing wheels 6. It mainly consists of a counter circuit 14 and a timer 15 that records the train passing time.

このため、コンピユータ10で処理されたデー
タに基づいて、列車ダイヤから当該列車を一義的
に特定することが可能となるだけでなく、速度の
異なる車両に対して、それらの車輪踏面のフラツ
トを一定の基準速度に対する比率に置き換えて車
輪単位で自動的に検出することができる。
Therefore, based on the data processed by the computer 10, it is not only possible to uniquely identify the train in question from the train diagram, but also to ensure that the flatness of the wheel treads of vehicles running at different speeds is constant. This can be automatically detected on a wheel-by-wheel basis by replacing it with the ratio of the speed to the reference speed.

データ記録部Cは、コンピユータ10に接続さ
れる記録器16とプリンタ17とから主として構
成される。記録器16はコンピユータ10で処理
されたデータと、振動加速度を検出された列車の
通過時刻とを、例えばフロツピーデイスク等に記
録し、プリンタ17は、振動検出を行なつた日
付、時刻、通過列車軸数および速度、フラツ
トを検出した車両位置、車軸位置、左右別、振動
の大きさなどをプリントする。
The data recording section C mainly includes a recorder 16 and a printer 17 connected to the computer 10. The recorder 16 records the data processed by the computer 10 and the passing time of the train whose vibration acceleration was detected, on a floppy disk, for example, and the printer 17 records the date, time, and passing time of the vibration detection. Prints information such as the number of train axles and speed, the location of the vehicle where the flat was detected, the axle location, left and right, and the magnitude of vibration.

次に、装置によるフラツト判定のプロセスを列
車進入方向の左側のレール上を通過する車輪につ
いて第3図を参照して説明する。
Next, the flat determination process by the device will be explained with reference to FIG. 3 for wheels passing on the left rail in the train approach direction.

レールに設置された装置部分を列車が通過する
と、列車進入検知器3によつて先ず列車の進入が
検知され、その後、列車進入検知器3の上を車軸
7が通過する毎に、検知信号が発生される(第3
図a)。これに対し、車輪検知器4では、列車進
入検知器3と車輪検知器4との間を列車が通過す
るに要する時間だけ遅れて、列車進入検知器3で
検知されたのと同じ検知信号が検知される(第3
図b)。
When a train passes through the device installed on the rails, the train entry detector 3 first detects the entry of the train, and then every time the axle 7 passes over the train entry detector 3, a detection signal is emitted. generated (third
Diagram a). On the other hand, the wheel detector 4 outputs the same detection signal as that detected by the train entrance detector 3 with a delay of the time required for the train to pass between the train entrance detector 3 and the wheel detector 4. Detected (3rd
Figure b).

一方、間隔をあけて各レール1,1に取り付け
られた振動加速度計2,2では、常時レール1,
1上を走行している列車の振動が検知される。第
3図cは、列車進入検知器3と車輪検知器4との
間の振動加速度計2により検出された振動の増幅
後のチヤートを示したもので、第3図dは、車輪
検知器4より後側に設けられた振動加速度計2に
より検出された振動加速度の増幅後のチヤートで
ある。
On the other hand, the vibration accelerometers 2 and 2 attached to the rails 1 and 1 at intervals are always connected to the rails 1 and 1.
1. Vibrations from the train running above are detected. FIG. 3c shows a chart after the vibration detected by the vibration accelerometer 2 between the train approach detector 3 and the wheel detector 4 is amplified, and FIG. This is a chart after amplification of the vibration acceleration detected by the vibration accelerometer 2 provided on the rear side.

第3図eおよびfは、それぞれ同図cおよびd
をA/D変換回路9でA/D変換したチヤートで
ある。これらのチヤートでは、実線で示されてい
た変換前の振動加速度は点の集合からなるグラフ
に変り、グラフの始点は、列車進入検知器3によ
つて列車の進入が最初に検知され、この検知信号
によつてデータ処理部Bが起動された時点から始
まる。この変換において、A/D変換回路9は
20KHzの周波数まで応答してピークホールドする
性能を有するから、A/D変換回路9のサンプリ
ングは高速度で行なわなくても、第3図c,dに
おけるシヤープなピークを正しく変換することが
できる。
Figure 3 e and f are Figure 3 c and d, respectively.
This is a chart obtained by A/D conversion using the A/D conversion circuit 9. In these charts, the vibration acceleration before conversion, which was shown as a solid line, changes to a graph consisting of a set of points, and the starting point of the graph is when the train approach is first detected by the train approach detector 3. The process starts from the time when data processing section B is activated by a signal. In this conversion, the A/D conversion circuit 9
Since it has the ability to hold peaks in response to a frequency of up to 20 KHz, the sharp peaks shown in FIGS. 3c and 3d can be converted correctly even if the A/D conversion circuit 9 does not perform sampling at high speed.

通過列車の各車軸7に取り付けられた車輪6の
フラツトの判定は、車輪検知器4によつて検知さ
れる各車軸7の通過時間を中心にして、第3図e
では、車輪6の半周分の通過に要する時間だけ手
前の振動加速度が1軸目、2軸目、……n軸目の
半周分のデータとして採用され、第3図fでは、
各車軸7の通過時間から車輪6の半周分の通過に
要する時間だけの振動加速度が1軸目、2軸目、
……n軸目の車輪6の残りの半周分のデータとし
て採用される。
The flatness of the wheels 6 attached to each axle 7 of a passing train is determined based on the passing time of each axle 7 detected by the wheel detector 4 as shown in Fig. 3e.
In this case, the vibration acceleration in front of the wheel 6 by the time required for it to pass half a revolution is adopted as the data for the half revolution of the first, second, ... n-th axes, and in Fig. 3 f,
The vibration acceleration of the first axis, second axis,
. . . is adopted as data for the remaining half revolution of the wheel 6 on the n-th axis.

これらの採用された各車輪6毎の半周分のデー
タは、コンピユータ10内のフラツト判定回路1
2で演算された通過列車の速度に対するスレツシ
ヨルドレベル(振動加速度)と比較され、各車輪
6の1周分に相当する振動加速度の中に、スレツ
シヨルドレベルを超えるピークがあると、その車
輪6についてフラツト有りと判定する。第3図
e,fにおいて、二点鎖線で通過列車のスレツシ
ヨルドレベルを示した場合、2軸目の左側(L
側)の車輪6にフラツトが有ると判定されること
になる。
The half-circle data of each wheel 6 thus adopted is sent to the flat determination circuit 1 in the computer 10.
It is compared with the threshold level (vibration acceleration) for the speed of the passing train calculated in step 2, and if there is a peak exceeding the threshold level in the vibration acceleration corresponding to one revolution of each wheel 6, the It is determined that wheel 6 has a flat. In Figures 3e and 3f, when the threshold level of the passing train is indicated by a chain double-dashed line, the left side of the second axis (L
It is determined that there is a flat in the wheel 6 on the side (side).

上記フラツトの判定においては、フラツトを判
定するレベルの決定に、A/D変換回路9からの
出力を列車速度に応じて重みを持させ、同じフラ
ツトであつても列車速度が速くなるほど振動加速
度が大きくなるという事実が考慮されているか
ら、フラツトの判定は正しく、かつ能率良く行な
われる。また、各車輪6についてのデータ処理範
囲は、処理範囲決定回路13に入力される列車速
度と車輪検知器4からの出力とにより、処理範囲
決定回路13で決定される。その上、車輪検知器
4を通過した車軸7の本数は、車輪カウンタ回路
14によつてカウントされ、列車の通過時刻はタ
イマ15により記録される。
In determining the above-mentioned flat, the output from the A/D conversion circuit 9 is weighted according to the train speed to determine the level at which the flat is determined. Since the fact that the size increases is taken into account, the determination of flatness is performed correctly and efficiently. Further, the data processing range for each wheel 6 is determined by the processing range determining circuit 13 based on the train speed input to the processing range determining circuit 13 and the output from the wheel detector 4. Furthermore, the number of axles 7 that have passed the wheel detector 4 is counted by a wheel counter circuit 14, and the time of train passage is recorded by a timer 15.

データ処理部Bで処理されたデータは、コンピ
ユータ10に接続された記録器16により記録さ
れ、必要に応じてプリンタ17によりプリントア
ウトされる。
The data processed by the data processing unit B is recorded by a recorder 16 connected to the computer 10, and printed out by a printer 17 if necessary.

それ故、プリントアウトされたデータに記録さ
れている列車の通過時刻をその日の列車ダイヤと
照合すると、多くの列車をテストした場合にも、
それらの列車をあとからでも特定することができ
る利便がある。
Therefore, when comparing the train passing times recorded in the printed data with the train schedule for that day, even if many trains are tested,
It is convenient to be able to identify those trains later.

また、列車種別選別装置を付加し、列車種別の
データが同時に記録できるようにしておくと、さ
らに列車ダイヤとの照合が容易になる。
Additionally, if a train type sorting device is added so that train type data can be recorded at the same time, it will be easier to check against the train schedule.

なお、上記実施例では、振動加速度計2は最大
直径を持つ車輪の円周長さの1/2の間隔で取り付
ける場合について説明したが、振動加速度計2
は、最大直径を持つ車輪の円周長さの1/n(n
≧3)の間隔で3個以上設けるようにしてもよ
い。この場合、各振動加速度計2によつて検知さ
れる有効データの範囲は、車輪6の円周長さの1/
3、1/4、……1/nとなつて1/2の場合より短く
なるため、減衰の影響が少ないデータを使つてフ
ラツトの判定をより正確に行なうことができる。
In the above embodiment, the vibration accelerometers 2 are installed at intervals of 1/2 of the circumferential length of the wheel having the maximum diameter.
is 1/n (n
Three or more may be provided at an interval of ≧3). In this case, the range of valid data detected by each vibration accelerometer 2 is 1/1/2 of the circumference of the wheel 6.
3, 1/4, . . . 1/n, which is shorter than in the case of 1/2, so it is possible to more accurately determine flatness using data that is less affected by attenuation.

また、上記実施例において振動加速度計2と別
個に設けられた増幅器5は、各振動加速度計2内
に増幅器が組み込まれた場合、省略してもよい。
Further, the amplifier 5 provided separately from the vibration accelerometer 2 in the above embodiment may be omitted if the amplifier is incorporated in each vibration accelerometer 2.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明の車輪踏面の異常検出装置によれば、
次に記載する効果を奏する。
According to the wheel tread abnormality detection device of this invention,
This produces the following effects.

(1) A/D変換回路は、20KHzまで応答するピー
クホールド回路を備えているので、サンプリン
グ周波数が1KHz程度の遅さでも、シヤープな
フラツト波形を忠実に検出でき、ピークを見落
とすことがない。このため、処理すべきデータ
の数を減らすことが可能となり、リアルタイム
処理を有利に行なうことができる。
(1) The A/D conversion circuit is equipped with a peak hold circuit that responds up to 20KHz, so even if the sampling frequency is as slow as 1KHz, sharp and flat waveforms can be faithfully detected and no peaks will be overlooked. Therefore, it is possible to reduce the number of data to be processed, and real-time processing can be advantageously performed.

(2) フラツトが車輪単位で特定できるので、フラ
ツト発生車輪の現車照合を迅速に行なうことが
できる。
(2) Since flats can be identified on a wheel-by-wheel basis, the wheel where the flat has occurred can be quickly checked against the actual vehicle.

(3) フラツト判定回路には、列車速度とフラツト
振動加速度レベルの関係が組み込まれ、基準の
速度に対する速度比率によりフラツトの判定が
できるので、低速域から高速域までの列車速度
に対するフラツトの検出を1台の装置により行
なうことができる。このため、種々の速度で列
車が走行している営業線にこの装置を用いる
と、少ない装置によつてきわめてすぐれた性能
を発揮する。
(3) The flat determination circuit incorporates the relationship between train speed and flat vibration acceleration level, and flats can be determined based on the speed ratio to the standard speed, so flats can be detected for train speeds from low speed range to high speed range. This can be done with one device. Therefore, when this device is used on a commercial line where trains are running at various speeds, extremely excellent performance can be achieved with a small number of devices.

また、本願の装置により繰り返し得られた同
一車両からのデータに統計処理を施すことによ
り、レールと車輪の当たりの相違による誤差の
影響を除去して、車輪に発生しているフラツト
についてのきわめて正確なデータを取り出すこ
とができる。
In addition, by performing statistical processing on data from the same vehicle repeatedly obtained using the device of the present application, it is possible to remove the influence of errors caused by differences in the contact between the rail and the wheel, and to obtain extremely accurate information about flats occurring in the wheels. data can be extracted.

(4) 車輪のフラツト検出からその保守計画までを
コンピユータで一貫して行なえるので、異常検
出作業の効率を向上するとともに、作業人員を
大幅に削減することができる。
(4) Since the process from wheel flat detection to maintenance planning can be performed consistently by computer, the efficiency of abnormality detection work can be improved and the number of workers can be significantly reduced.

また、コンピユータにA/D変換回路やフラ
ツト判定装置などが組み込めるので、装置を小
型軽量に、かつ安価に製作できる。このため、
装置の検出場所への移動が容易となるので、検
出場所に常設しなければならない従来の大型装
置に比べて経費を大幅に節減することができ
る。
Furthermore, since an A/D conversion circuit, a flat determination device, etc. can be incorporated into the computer, the device can be made small, lightweight, and inexpensive. For this reason,
Since the device can be easily moved to the detection location, costs can be significantly reduced compared to conventional large-scale devices that must be permanently installed at the detection location.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の装置全体の構成
を示すブロツク図、第2図は振動加速度計、列車
進入検知器、および車輪検知器をレールに取り付
けた状態の一例を示す斜視図、第3図はフラツト
判定のプロセスを模式的に示した図面で、aは列
車進入検知器による検知のチヤート、bは車輪検
知器による検知のチヤート、c,dは同じ側のレ
ールに取り付けられた2個の振動加速度計により
検出された増幅後のそれぞれの振動加速度を示す
チヤート、eおよびfは、cおよびdのチヤート
をそれぞれA/D変換した後の振動加速度を示す
チヤートである。 1…レール、2…振動加速度計、3…列車進入
検知器、4…車輪検知器、5…増幅器、6…車
輪、7…車軸、8…インタフエース部、9…ピー
クホールド回路付きA/D変換回路、10…コン
ピユータ、11…速度演算回路、12…フラツト
判定回路、13…処理範囲決定回路、14…車輪
カウンタ回路、15…タイマ、16…記録器、1
7…プリンタ。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an example of a state in which a vibration accelerometer, a train entry detector, and a wheel detector are attached to a rail. Figure 3 is a diagram schematically showing the flat determination process, where a is a chart of detection by a train entry detector, b is a chart of detection by a wheel detector, and c and d are attached to the rail on the same side. Charts e and f showing the respective vibration accelerations after amplification detected by the two vibration accelerometers are charts showing the vibration accelerations after A/D conversion of the charts c and d, respectively. 1...Rail, 2...Vibration accelerometer, 3...Train approach detector, 4...Wheel detector, 5...Amplifier, 6...Wheel, 7...Axle, 8...Interface section, 9...A/D with peak hold circuit Conversion circuit, 10... Computer, 11... Speed calculation circuit, 12... Flat determination circuit, 13... Processing range determination circuit, 14... Wheel counter circuit, 15... Timer, 16... Recorder, 1
7...Printer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 2つ以上の振動加速度計は、一対のレールの
底部上面にそれぞれ設定された間隔で固定され、 一方のレールに、振動加速度計のいずれよりも
列車進入側に列車進入検知器が固定されるととも
に、各振動加速度計の間に車輪検知器が配設さ
れ、 列車進入検知器、車輪検知器、および各振動加
速度計からの出力電圧を増幅する増幅器は、イン
タフエース部を介してコンピユータに接続され、 インタフエース部を介して入力される増幅器か
らの出力をA/D変換するA/D変換回路は、
20KHzの周波数まで応答するピークホールド回路
を備え、 前記コンピユータは、列車進入検知器と車輪検
知器の出力により速度を演算する速度演算回路
と、A/D変換回路からの出力を列車速度に応じ
てフラツトか否かを判定するフラツト判定回路
と、列車速度と車輪検知器の出力によりその車輪
についてのデータ処理範囲を決定する処理範囲決
定回路と、車輪の通過数を算出する車輪カウンタ
回路と、列車の通過時刻を記録するタイマとによ
り構成され、 コンピユータには処理されたデータとその列車
の通過時刻を記録する記録器、およびデータをプ
リントするプリンタが接続されていることを特徴
とする 車輪踏面の異常検出装置。
[Scope of Claims] 1. Two or more vibration accelerometers are fixed to the upper surfaces of the bottoms of a pair of rails at predetermined intervals, and one of the vibration accelerometers is attached to one rail at a position closer to the train approach side than any of the vibration accelerometers. The detectors are fixed, and a wheel detector is arranged between each vibration accelerometer, and an amplifier that amplifies the output voltage from the train entry detector, wheel detector, and each vibration accelerometer is installed in the interface section. The A/D conversion circuit is connected to the computer via the
Equipped with a peak hold circuit that responds to a frequency of up to 20 KHz, the computer includes a speed calculation circuit that calculates the speed based on the outputs of the train entry detector and the wheel detector, and an output from the A/D conversion circuit according to the train speed. A flat determination circuit that determines whether or not a wheel is flat; a processing range determination circuit that determines a data processing range for the wheel based on the train speed and the output of a wheel detector; a wheel counter circuit that calculates the number of wheels passing; a timer that records the passing time of the train; the computer is connected to a recorder that records the processed data and the passing time of the train; and a printer that prints the data. Anomaly detection device.
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