JPH0642948A - System and apparatus for measurement of disorder of track - Google Patents

System and apparatus for measurement of disorder of track

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JPH0642948A
JPH0642948A JP21654392A JP21654392A JPH0642948A JP H0642948 A JPH0642948 A JP H0642948A JP 21654392 A JP21654392 A JP 21654392A JP 21654392 A JP21654392 A JP 21654392A JP H0642948 A JPH0642948 A JP H0642948A
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displacement
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rail
deviation
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邦夫 竹下
Satoru Kishimoto
哲 岸本
Toshihiro Kimura
俊宏 木村
Yoshiaki Ueno
善旦 上野
Masayuki Ito
昌之 伊藤
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Railway Technical Research Institute
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To measure a disorder amount for a rail in the same manner as a three-point simultaneous measurement by a method wherein data obtained by performing a two- point simultaneous measurement two times are compared and an angle change amount for a reference line is detected and corrected by a gyro. CONSTITUTION:Two displacement sensors 5-1, 5-2 are installed on a testing vehicle at an interval of a distance of L/2, and a vehicle body is used as reference lines B1, B2. Arbitray points, on a rail, corresponding to the individual displacement sensors are designated as measuring points (p), (r), a point (q) is decided, and a straight line (p) (q) is made to correspond to the length L of a measuring chord G. First, displacement amounts a0, b0 for the points (p), (r) with reference to the reference line B1 are measured simultaneously by both sensors 5-1, 5-2. Then, when the testing vehicle travels a distance of L/2, displacement amounts a1, b1 for the points (r), (q) with reference to the reference line B2 are measured simultaneously by both sensors 5-1, 5-2. On the other hand, a change angle DELTAtheta for the reference lines B1, B2 due to the turn of the vehicle body is detected by a gyro. A disorder amount is a displacement amount DELTAS for the point (r) with reference to the measuring chord G, and can be computed and found using the equation shown.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、軌道のレールに生じ
た狂い量を測定する方式とその測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for measuring an amount of deviation generated on a rail of a track and a measuring device therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】軌道を構成する2条のレールは、一定の
基準間隔で地形に応じて直線や曲線、あるいは適当な勾
配をもって敷設されている。もしなんらかの理由によ
り、いずれか一方のレールまたは両方のレールが基準位
置に対して上下または左右に変位し、いわゆる軌道狂い
が生ずると列車運転の重大な事故の原因となる恐れがあ
るので、軌道検測車により軌道狂いを適時に測定して不
良箇所を発見し、必要な措置がとられている。なお、レ
ールの上下変位は高低狂い、左右の変位は通り狂いとよ
ばれる。
2. Description of the Related Art Two rails forming a track are laid at a constant reference interval with a straight line, a curved line, or an appropriate slope according to the terrain. If, for some reason, either rail or both rails are displaced vertically or horizontally with respect to the reference position and a so-called track deviation occurs, it may cause a serious accident in train operation. Measures are taken in a timely manner by means of a vehicle to find defective points and necessary measures are taken. The vertical displacement of the rail is called up and down, and the left and right displacement is called up and down.

【0003】図4はレールの狂いと、従来の測定方法を
説明するもので、(a) はレール1の変位状態を示し、レ
ール1が鉛直面の場合は高低狂いを表し、また水平面の
場合は通り狂いを表す。ここで、レール1の適当な距離
Lをなす測定点p,qをとり、両点に対して測定弦Gを
当てたとき、測定弦Gの中点と、これに対応するレール
1の点rとの長さΔsが狂い量と定義されている。ただ
し、曲線部や勾配の始終点付近においてはレールは所定
の曲率半径の円弧をなしているので、上記のΔsは直ち
に狂い量を示さず、円弧による変位(正矢)を差し引い
て正しい狂い量が求められる。以上の狂い量Δsを求め
るには、適当な基準線を設定し、これに対する3点p,
qおよびrの変位量を測定することが必要である。図4
(b) は高低狂いに対する従来の測定方法を示し、軌道検
測車2に測定弦長Lの1/2の間隔で設けられた3軸の
走行車輪2-1, 2-2, 2-3を利用し、これらを両側のレ
ール1の3箇所の測定点q,p,rにそれぞれ対応させ
る。各車輪の軸箱に高さ検出機構(図示省略)を取り付
け、検測車体を基準線Bとし、走行に従って基準線Bに
対して変化する各走行車輪の高さzp,zq,zr を同時に
測定し、次式: Δz=zr −(zp +zq )/2 ………(6) により高低狂い量Δzが求められる。なお、上記におい
ては、3点p,q,rに対する各高さzp,zq,zr の測
定は同時になされるが、もしこれらを異なる時点で測定
するときは、その間に車体の回転などにより基準線Bの
角度が変化するので、上記の3個の走行車輪による3点
の同時測定を必要とするものである。通り狂い量につい
ても、図示を省略するが、レールに接触してその左右変
位を検出する測定車輪を3組設け、上記と同様に3点の
変位量より通り狂い量Δy(yはレールの方向xと直角
方向とする)が求められる。ただし、検測車が高速度の
場合は測定車輪が走行に支障するので、新幹線の検測車
では光学式の変位測定装置を使用し、その3組を台車に
取り付けて通り狂いに対する3点測定がなされている。
FIG. 4 illustrates the deviation of the rail and the conventional measuring method. (A) shows the displacement state of the rail 1. When the rail 1 is a vertical surface, it shows the height deviation, and when it is a horizontal plane. Represents passing. Here, when the measurement points p and q forming an appropriate distance L of the rail 1 are taken and the measurement strings G are applied to both points, the midpoint of the measurement string G and the corresponding point r of the rail 1 are measured. The length Δs of and is defined as the deviation amount. However, since the rail has an arc with a predetermined radius of curvature near the beginning and end of the curve and the slope, Δs above does not immediately show the deviation, but the correct deviation by subtracting the displacement (straight arrow) due to the arc. Is required. In order to obtain the above deviation amount Δs, an appropriate reference line is set, and three points p,
It is necessary to measure the amount of displacement of q and r. Figure 4
(b) shows a conventional measuring method for high and low deviations, and the triaxial traveling wheels 2-1, 2-2, 2-3 provided on the track inspection vehicle 2 at intervals of 1/2 of the measurement string length L. Are used to correspond to the three measurement points q, p, and r of the rail 1 on both sides. Install the height detection mechanism (not shown) to the axle box of each wheel, the Kensokusha body as a reference line B, the height z p of the running wheel which changes with respect to the reference line B according to the running, z q, z r measured at the same time, the following equation: Δz = z r - height deviation amount Delta] z is the (z p + z q) / 2 ......... (6) is determined. In the above, three points p, q, each for r height z p, z q, although the measurement of z r is done simultaneously, if when measuring these at different times, such as rotation of the body during As a result, the angle of the reference line B changes, which requires simultaneous measurement of three points by the above-mentioned three traveling wheels. As for the deviation amount, although not shown in the figure, three sets of measurement wheels are provided to detect the lateral displacement of the rail by contacting the rail, and the deviation amount Δy (y is the rail direction) from the displacement amount at three points as described above. x is defined as a direction perpendicular to x). However, if the speed of the inspection car is high, the measuring wheels will interfere with running. Therefore, the Shinkansen inspection car uses an optical displacement measuring device, and three sets of them are attached to the bogie to make three-point measurements against wandering. Has been done.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】さて、上記したように
従来の検測車では、レールの高低および通り狂い量を測
定するために、間隔をL/2とする3個の走行車輪と3
組の台車がともに必要である。これに対して、新幹線の
営業車両は2台車方式であるので、従来の検測車は特別
仕様により3台車方式として製作されている。しかし、
今後における営業列車のより高速運転に対応して検測車
も同様な高速走行が必要とされているが、今後は特別仕
様の検測車は期待できず、営業車両と同一仕様の2台車
方式の車両により軌道狂いを測定することが要請されて
いる。図5(a) は2台車方式の軌道検測車2の台車の配
置を示し、2つの台車3-1,3-2の間隔をL/2とし、
これらに通り用の変位センサ4-1, 4-2が取り付けら
れ、また走行車輪2-1, 2-2の軸箱に高低用の変位セン
サが取り付けられる。以上の2個の変位センサにより、
3点同時測定と同様に測定弦長Lに対するレール狂い量
を測定する方法は種々検討されているが、その一方法と
して、2点同時測定をp,rの2点とr,qの2点に対
してそれぞれ別個に行い、えられた4個の変位データを
合成して3点p,q,rに対する狂い量を求めることが
考えられる。この場合前記の通り、図5(b) に示すよう
に、2回の測定の間に基準線B1 がB2 に角度変化し、
または平行移動するので、その変化量をなんらかの手段
により検出して補正することが必要である。この角度変
化量の検出には、最近進歩している光フアィバーによる
光学式ジャイロを利用することができる。この発明は以
上に鑑みてなされたもので、2点同時測定を2回行って
えられる変位データを合成し、ジャイロにより基準線B
の角度変化量を検出して補正し、同時に平行移動量も補
正し、3点同時測定と同様にレールの高低および通り狂
い量を測定する方式とその装置を提供することを目的と
する。
As described above, in the conventional inspection vehicle, in order to measure the height of the rail and the amount of deviation of the rail, there are three running wheels with an interval of L / 2 and three running wheels.
Both sets of trolleys are needed. On the other hand, since the Shinkansen commercial vehicles are of the two-car type, the conventional inspection vehicle is manufactured as the three-car type by special specifications. But,
In order to support higher speed operation of commercial trains in the future, inspection vehicles will also need to run at the same high speed, but we cannot expect special specifications for inspection vehicles in the future. It is required to measure the deviation of the track by the vehicle. FIG. 5 (a) shows the arrangement of the bogie of the two-bogie type track inspection vehicle 2, and the interval between the two bogies 3-1 and 3-2 is L / 2,
The passing displacement sensors 4-1 and 4-2 are attached to these, and the displacement sensors for height are attached to the axle boxes of the traveling wheels 2-1 and 2-2. With the above two displacement sensors,
Various methods for measuring the amount of rail deviation with respect to the measurement chord length L have been studied in the same way as the three-point simultaneous measurement, but as one method, the two-point simultaneous measurement includes two points of p and r and two points of r and q. It is conceivable that the deviation amounts for the three points p, q, and r are calculated by separately performing the above, and synthesizing the obtained four displacement data. In this case, as described above, as shown in FIG. 5 (b), the reference line B 1 changes in angle to B 2 between the two measurements,
Or, since it moves in parallel, it is necessary to detect and correct the amount of change by some means. An optical gyro with an optical fiber, which has been recently advanced, can be used to detect the amount of change in the angle. The present invention has been made in view of the above, and the displacement data obtained by performing the two-point simultaneous measurement twice is combined, and the reference line B is obtained by the gyro.
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for measuring the amount of change in angle of the rail and correcting it, and also correcting the amount of parallel movement at the same time, and measuring the height of the rail and the amount of deviation as in the case of simultaneous measurement at three points.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成する軌道狂い測定方式および測定装置である。測
定方式は、軌道検測車の2つの台車または軸箱に距離L
/2の間隔をなして設けられ、検測車の車体を基準とす
るレールの高低または左右の変位に対する変位信号を連
続して検出する2個の変位センサと、検測車の走行車輪
の回転により一定の走行距離ごとに距離パルスを出力す
る距離パルス発生器、およびピッチングまたはヨーイン
グによる車体の傾斜角を検出するジャイロとにより軌道
狂い測定系を構成する。測定弦長Lに対応したレールの
任意の測定点をp,q、その中点を測定点rとする。距
離パルスによりサンプリングされ、距離L/2をなす測
定点p,rに対して2個の変位センサにより同時に検出
された変位データをa0,b0 とし、検測車の距離L/2
の走行により、測定点r,qに対して同時に検出された
変位データをa1,b1 とする。またジャイロにより検出
され、測定点p,r、および測定点r,qにおける車体
の傾斜角θをそれぞれθ0 、θ1 として次の各式: Δs=(b0 −a0)/2+(a1 −b1)cosΔθ/2 −LsinΔθ/4 ………(1) Δθ=θ1 −θ0 ………(2) により、測定点p,q間の測定弦長Lに対する測定点r
の高低または通り狂い量Δsを求めるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a trajectory deviation measuring method and measuring apparatus which achieve the above object. The measuring method is the distance L between the two bogies of the track inspection vehicle or the axle box.
Two displacement sensors that are provided at intervals of / 2 and continuously detect displacement signals for rail height displacement or horizontal displacement with respect to the body of the inspection vehicle, and rotation of the traveling wheels of the inspection vehicle. A distance pulse generator that outputs a distance pulse for each fixed traveling distance and a gyro that detects the inclination angle of the vehicle body due to pitching or yawing constitute a trajectory deviation measurement system. Let p and q be arbitrary measurement points on the rail corresponding to the measurement chord length L, and the midpoint thereof be measurement point r. Displacement data sampled by the distance pulse and simultaneously detected by the two displacement sensors at the measurement points p and r forming the distance L / 2 are defined as a 0 and b 0, and the distance L / 2 of the inspection vehicle is set.
The displacement data detected at the same time with respect to the measurement points r and q by the traveling of are defined as a 1 and b 1 . Further, assuming that the vehicle body inclination angles θ at the measurement points p and r and the measurement points r and q are θ 0 and θ 1 , respectively, the following equations: Δs = (b 0 −a 0 ) / 2 + (a 1- b 1 ) cos Δθ / 2-Lsin Δθ / 4 (1) Δθ = θ 10 (2) The measurement point r for the measurement string length L between the measurement points p and q
The amount of deviation .DELTA.s is calculated.

【0006】次に測定装置は、軌道検測車の2つの台車
または軸箱に距離L/2の間隔をなして設けられ、検測
車の車体を基準とするレールの高低または左右の変位に
対する変位信号を連続して検出する2個の変位センサ
と、検測車の走行車輪の回転により距離L/2の整数m
分の1の走行距離ごとに距離パルスiを出力する距離パ
ルス発生器、およびピッチングまたはヨーイングによる
車体の傾斜角を検出するジャイロとを具備する。2個の
変位センサが連続して出力する変位信号を、距離パルス
iにより同時にサンプリングして検出された変位データ
i,bi を、それぞれ逐次に入力して出力するm段の第
1シフトレジスタおよび第2シフトレジスタと、距離パ
ルスiのサンプリング時点における車体の傾斜角データ
θi を逐次に入力して出力するm段の第3シフトレジス
タとを設ける。距離パルスin,i(m+n) に対して、各シ
フトレジスタが出力する変位データ(ain, bin)、[
i(m+n), bi(m+n)]、および傾斜角データ[θin,θ
i(m+n)]を入力して、次の各式: Δsin=(bin−ain)/2+[ai(m+n)−bi(m+n)]cosΔθin/2 −LsinΔθin/4 ………(3) Δθin=θi(m+n)−θin ………(4) 0≦n≦m ………(5) により、測定弦長Lの中心点に対するレールの高低また
は通り狂い量Δsinを逐次に計算して出力するデータ処
理部を設けて構成される。
Next, the measuring device is provided on two carriages or axle boxes of the track inspection vehicle at an interval of distance L / 2, and with respect to rail height or lateral displacement with respect to the body of the inspection vehicle. Two displacement sensors that continuously detect displacement signals, and an integer m of distance L / 2 by rotation of traveling wheels of the inspection vehicle
A distance pulse generator that outputs a distance pulse i for each traveling distance of one-half and a gyro that detects a tilt angle of the vehicle body due to pitching or yawing are provided. A first shift register of m stages that sequentially inputs and outputs displacement data a i , b i detected by simultaneously sampling displacement signals continuously output by two displacement sensors with a distance pulse i. And a second shift register and an m-third shift register that sequentially inputs and outputs the vehicle body inclination angle data θ i at the time of sampling the distance pulse i. The displacement data (a in , b in ), which each shift register outputs, for the distance pulse i n , i (m + n), [
a i (m + n), b i (m + n)], and tilt angle data [θ in , θ
i (m + n)] and input the following equations: Δs in = (b in −a in ) / 2 + [a i (m + n) −b i (m + n)] cos Δθ in / 2 -Lsin Δθ in / 4 (3) Δθ in = θ i (m + n) -θ in (4) 0 ≦ n ≦ m (5) It is configured by providing a data processing unit for sequentially calculating and outputting the height of the rail or the deviation amount Δs in of the rail.

【0007】[0007]

【作用】上記の測定方式においては、距離パルスによ
り、距離L/2をなす測定点p,rに対して2個の変位
センサにより同時に検出された変位データa0,b0 と、
検測車の距離L/2の走行により測定点r,qに対して
同時に検出された変位データa1,b1 、およびジャイロ
により検出され、測定点p,r、および測定点r,qに
おける車体の傾斜角θ0 、θ1 とにより、次式: Δs=(b0 −a0)/2+(a1 −b1)cosΔθ/2 −LsinΔθ/4 ………(1) Δθ=θ1 −θ0 ………(2) により、任意の測定点p,q間の測定弦長Lに対する測
定点rの高低または通り狂い量Δsが求められる。
In the above measuring method, the displacement data a 0 and b 0 simultaneously detected by the two displacement sensors with respect to the measuring points p and r forming the distance L / 2 by the distance pulse,
Displacement data a 1 and b 1 simultaneously detected with respect to the measurement points r and q by the distance L / 2 of the inspection vehicle, and the measurement points p and r and the measurement points r and q detected by the gyro. Based on the vehicle body inclination angles θ 0 and θ 1 , the following equation: Δs = (b 0 −a 0 ) / 2 + (a 1 −b 1 ) cos Δθ / 2 −Lsin Δθ / 4 (1) Δθ = θ 1 From -θ 0 (2), the amount Δs of deviation or deviation of the measurement point r with respect to the measurement chord length L between the arbitrary measurement points p and q can be obtained.

【0008】次に上記の測定装置においては、上記の測
定方法における軌道狂い測定系と同様であるが、距離パ
ルス発生器は2個の変位センサの距離間隔L/2の整数
m分の1、すなわちL/(2m)の走行距離ごとに距離
パルスiを出力するものとする。2個の変位センサが連
続して出力する変位信号は、距離パルスiによりそれぞ
れ同時にサンプリングして変位データai とbi とが検
出され、それぞれが第1および第2シフトレジスタに逐
次に入力して出力される。また、距離パルスiのサンプ
リング時点における車体の傾斜角データθi が第3シフ
トレジスタに逐次に入力して出力される。距離パルスi
n,i(m+n) に対して各レジスタが出力する変位データ
(ain, bin)、[ ai(m+n), bi(m+n)]、および傾斜
角データ[θin,θi(m+n)]がデータ処理部に入力し、
次の各式: Δsin=(bin−ain)/2+[ai(m+n)−bi(m+n)]cosΔθin/2 −LsinΔθin/4 ………(3) Δθin=θi(m+n)−θin ………(4) により、測定弦長Lの中心点に対するレールの高低また
は通り狂い量Δsinが逐次に計算されて出力される。こ
こでnは、 0≦n≦m ………(5) で示され、計算式を一般化するためのもので、距離パル
スiに従って0〜mの値をとることにより、各狂い量Δ
i0〜Δsimが逐次に出力される。以上により検測車の
走行に従って距離パルスiごとに狂い量Δsが連続的に
測定される。
Next, in the above measuring apparatus, the distance deviation generator is similar to the trajectory deviation measuring system in the above measuring method, but the distance pulse generator is an integer m / m of the distance interval L / 2 of the two displacement sensors, That is, the distance pulse i is output for each traveling distance of L / (2 m). The displacement signals continuously output by the two displacement sensors are simultaneously sampled by the distance pulse i to detect displacement data a i and b i, which are sequentially input to the first and second shift registers. Is output. Further, the vehicle body inclination angle data θ i at the time of sampling the distance pulse i is sequentially input to and output from the third shift register. Distance pulse i
n, i (m + n) registers against outputs displacement data (a in, b in), [a i (m + n), b i (m + n)], and the inclination angle data [theta in , θ i (m + n)] is input to the data processing unit,
Each of the following formulas: Δs in = (b in −a in ) / 2 + [a i (m + n) −b i (m + n)] cos Δθ in / 2 −L sin Δθ in / 4 (3) Δθ in = θ i (m + n) −θ in (4) The rail height or deviation Δs in with respect to the center point of the measured chord length L is sequentially calculated and output. Here, n is represented by 0 ≦ n ≦ m (5) and is for generalizing the calculation formula. By taking a value of 0 to m according to the distance pulse i, each deviation amount Δ
s i0 to Δs im are sequentially output. As described above, the deviation amount Δs is continuously measured for each distance pulse i as the inspection vehicle travels.

【0009】[0009]

【実施例】図1によりこの発明の軌道狂い測定方式の測
定原理を説明する。図において、2個の変位センサ5-
1, 5-2は距離L/2の間隔として検測車に設けられ、
車体の基準線をBとする。各変位センサに対応するレー
ル1の任意の点をp,rとし、点qをとってpqを測定
弦Gの長さLに対応させる。レールの曲率半径は弦長L
より非常に大きいので、prとrqの距離はL/2とみ
なされる。まず、両センサにより基準線B1 に対する点
p,rの変位量a0,b0 が同時に測定される。ついで検
測車が距離L/2だけ走行すると、両センサにより基準
線B2 に対する点r,qの変位量a1,b1 がやはり同時
に測定される。一方、基準線B1 とB2 の角度はジャイ
ロにより検出され、車体の回転などにより角度Δθだけ
変化しているとする。なお、各変位量a,bはそれぞれ
に対する基準線Bに関して上側は+、下側は−の符号を
とり、また傾斜角Δθもやはり正負の符号をとる。これ
に対して求める狂い量は、測定弦Gの中点tに対する点
rの変位量Δsであり、基準線B1 に対する点qの変位
量εが求められれば、前記した3点同時測定に対する式
(6) に従って、次式: Δs=b0 −(a0 +ε)/2 ………(7) により狂い量Δsが計算できる。このεを求めるため図
1の詳細図により解析を行うと、a,bの符号に注意し
て、 ε=(b0 −a1 cosΔθ)+LsinΔθ/2+b1 cosΔθ…(8) であることが容易に導かれる。εを式(7) に入れて整理
すると前記した式(1) 、 Δs=(b0 −a0)/2+(a1 −b1)cosΔθ/2 −LsinΔθ/4 ………(1) がえられる。ここで、式(1) を検証してみると、基準線
Bが傾斜せずΔθ=0のときは、 Δs=(a1 −a0 +b0 −b1 )/2 ………(9) となる。式(9) は点rに対する2回の測定値b0 とa1
とに差があることを意味し、基準線Bは角度は変化しな
いが、平行移動していることを示している。もし平行移
動がなければb0 =a1 であり、式(9) は、 Δs=b0 −(a0 +b1 )/2 ………(10) となって式(6) と本質的に一致する。これにより、式
(1) は基準線Bの角度変化のみでなく、平行移動に対し
ても補正していることが了解される。以上において、図
1のレール1を鉛直面とみればΔsは高低狂いであり、
また水平面とすれば通り狂いである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The measurement principle of the trajectory deviation measurement method of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, two displacement sensors 5-
1, 5-2 are provided on the inspection vehicle as the distance L / 2.
Let B be the reference line of the vehicle body. Let p and r be arbitrary points on the rail 1 corresponding to each displacement sensor, and take a point q to make pq correspond to the length L of the measurement string G. The radius of curvature of the rail is the chord length L
Since it is much larger, the distance between pr and rq is considered to be L / 2. First, the displacement amounts a 0 and b 0 of the points p and r with respect to the reference line B 1 are simultaneously measured by both sensors. Then, when the inspection vehicle travels the distance L / 2, both sensors measure the displacement amounts a 1 and b 1 of the points r and q with respect to the reference line B 2 at the same time. On the other hand, it is assumed that the angle between the reference lines B 1 and B 2 is detected by the gyro and changes by the angle Δθ due to rotation of the vehicle body. Each displacement amount a, b has a plus sign on the upper side and a minus sign on the lower side with respect to the reference line B for each, and the inclination angle Δθ also has a positive or negative sign. On the other hand, the deviation amount to be obtained is the displacement amount Δs of the point r with respect to the midpoint t of the measurement string G, and if the displacement amount ε of the point q with respect to the reference line B 1 is obtained, the equation for the above-mentioned simultaneous measurement of three points is obtained.
According to (6), the deviation amount Δs can be calculated by the following equation: Δs = b 0 − (a 0 + ε) / 2 (7). When analyzing the detailed diagram of FIG. 1 to obtain this ε, paying attention to the signs of a and b, it is easy to find that ε = (b 0 −a 1 cos Δθ) + L sin Δθ / 2 + b 1 cos Δθ (8) Be led to. When ε is put in the equation (7) and rearranged, the above equation (1), Δs = (b 0 −a 0 ) / 2 + (a 1 −b 1 ) cos Δθ / 2 −Lsin Δθ / 4 ... (1) is obtained. available. Here, when the expression (1) is verified, when the reference line B is not inclined and Δθ = 0, Δs = (a 1 −a 0 + b 0 −b 1 ) / 2 ... (9) Becomes Equation (9) is for two measurements b 0 and a 1 for the point r.
Means that there is a difference between and, and the reference line B indicates that the angle is not changed but the translation is performed. If there is no translation, then b 0 = a 1 and equation (9) becomes Δs = b 0 − (a 0 + b 1 ) / 2 (10) and essentially becomes equation (6). Match. This gives the formula
It is understood that (1) corrects not only the angle change of the reference line B but also the parallel movement. In the above, if the rail 1 in FIG. 1 is viewed as a vertical plane, Δs is out of order,
Also, if it is on a horizontal plane, it will be wrong.

【0010】図2はこの発明の軌道狂い測定装置の一実
施例におけるブロック構成図を示し、軌道検測車の2つ
の台車は距離L/2の間隔をなしており、これらに2個
の変位センサ5-1, 5-2が設けられる。両変位センサは
レールの高低または左右変位のいずれかを検出してそれ
ぞれ変位信号a,bを出力するものとする。ただし実際
には高低用と左右用にはそれぞれ別個の変位センサを設
けることが必要である。次に、距離L/(2m)の走行
距離ごとに距離パルスiを出力する距離パルス発生器
(KPG)62と、ピッチングまたはヨーイングによる車
体の基準線Bの傾斜角θを検出する光学式ジャイロ(O
GY)61とを具備する。光学式ジャイロには各種がある
が、例えばリングレーザジャイロでは最良のものは1万
分の5°程度の角度分解能を有しており、十分使用でき
るものである。次にデータ処理部6は、主要構成要素と
してm段の第1、第2および第3のシフトレジスタ(以
下単にレジスタという)641,642,643 、4個の加算回路
(ADD)661,662,663,664 、sinおよびcos回路
67,68 、および4個の乗算回路691,692,693,694 など
が、図示のように接続されて構成される。図3は図2に
対する測定方法の補足説明図である。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the track deviation measuring device according to the present invention, in which the two trucks of the track inspection vehicle are spaced by a distance L / 2, and two displacements thereof are provided. Sensors 5-1 and 5-2 are provided. Both displacement sensors detect either the height of the rail or the lateral displacement of the rail and output displacement signals a and b, respectively. However, in reality, it is necessary to provide separate displacement sensors for high and low and for left and right. Next, a distance pulse generator (KPG) 62 that outputs a distance pulse i for each traveling distance of L / (2 m), and an optical gyro that detects the inclination angle θ of the vehicle body reference line B due to pitching or yawing ( O
GY) 61. There are various types of optical gyros, but the best one is a ring laser gyro, for example, which has an angular resolution of about 5 / 10,000 and is sufficiently usable. Next, the data processing unit 6 includes m stages of first, second and third shift registers (hereinafter simply referred to as registers) 641, 642, 643 as four main components, four adder circuits (ADD) 661, 662, 663, 664, sin and cos circuits.
67, 68 and four multiplication circuits 691, 692, 693, 694, etc. are connected and configured as shown. FIG. 3 is a supplementary explanatory diagram of the measurement method for FIG.

【0011】図2と図3により、レールの狂い量の測定
方法を説明すると、OGY61により検出された傾斜角θ
と、両変位センサ5-1, 5-2よりの変位信号a,bは、
それぞれA/D変換器63によりデジタル化され、距離パ
ルスiによりサンプリングされる。サンプリングされた
傾斜角データθi と変位データai,bi は、それぞれ第
1、第2および第3レジスタ641,642,643 に入力して距
離パルスiにより順次にシフトされる。距離パルスiの
間隔は距離L/(2m)であり、各レジスタはm段であ
るので、距離L/2に対するサンプリングデータが順次
に記憶されてシフトされ、出力端子に逐次に出力され
る。第1レジスタ641 よりの傾斜角データθi は位相反
転回路65により符号が反転され、これより距離パルスが
m個分遅れた傾斜角データθi とADD661 により加算
され、角度変化量Δθi が出力される。Δθi はsin
回路67とcos回路68に入力してsinΔθi とcos
Δθi が計算される。sinΔθi は乗算回路691 によ
りL/4が乗ぜられ、さらに符号が反転されて(−Ls
inΔθi /4)のデータがADD664 に入力する。第
2および第3レジスタ642,643 よりの変位データai,b
i は、それぞれ反転回路65、ADD662,663 を経て、乗
算回路692 より(bi −ai )/2のデータが、乗算回
路694 より(aim−bim)cosΔθi /2のデータが
それぞれ出力されてADD664 に入力し、上記の(−L
sinΔθ1 /4)のデータと加算されて狂い量Δsi
が出力される。以上において、図3に示すように、任意
の点pn,rn (0≦n≦m)に対する最初(イ) の距離パ
ルスをin とし、後(ロ) の距離パルスをi(m+n) とする
と、これらに対するADD664 の出力データは、前記し
た一般式: Δsin=(bin−ain)/2+[ai(m+n)−bi(m+n)]cosΔθin/2 −LsinΔθin/4 ………(3) Δθin=θi(m+n)−θin ………(4) として表される。以上により、軌道検測車の走行に従っ
て距離パルスiごとにレールの高低または通り狂い量Δ
sが連続して測定される。
A method of measuring the deviation amount of the rail will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The inclination angle θ detected by the OGY61 is described.
And the displacement signals a and b from both displacement sensors 5-1 and 5-2 are
Each is digitized by the A / D converter 63 and sampled by the distance pulse i. The sampled inclination angle data θ i and displacement data a i , b i are respectively input to the first, second and third registers 641, 642, 643 and sequentially shifted by the distance pulse i. The interval of the distance pulse i is the distance L / (2m), and since each register has m stages, the sampling data for the distance L / 2 is sequentially stored and shifted, and is sequentially output to the output terminal. The sign of the tilt angle data θ i from the first register 641 is inverted by the phase inverting circuit 65, and the tilt angle data θ i delayed by m distance pulses from this are added by the ADD 661 to output the angle change amount Δθ i. To be done. Δθ i is sin
Input to the circuit 67 and the cos circuit 68 to obtain sin Δθ i and cos
Δθ i is calculated. The multiplication circuit 691 multiplies sin Δθ i by L / 4, and the sign is inverted (−Ls
The data of inΔθ i / 4) is input to the ADD664. Displacement data a i , b from the second and third registers 642,643
i is the data of (b i −a i ) / 2 from the multiplication circuit 692 and the data of (a im −b im ) cos Δθ i / 2 from the multiplication circuit 694 through the inverting circuit 65 and ADD 662,663, respectively. It is output and input to ADD664, and the above (-L
sinΔθ 1/4) it is data with the addition of deviation amount Delta] s i
Is output. In the above, as shown in FIG. 3, any point p n, the distance pulses for the first (a) and i n for r n (0 ≦ n ≦ m ), after the distance pulses (b) i (m + n), the output data of the ADD 664 corresponding to them is given by the general formula: Δs in = (b in −a in ) / 2 + [a i (m + n) −b i (m + n)] cos Δθ in / 2-Lsin Δθ in / 4 (3) Δθ in = θ i (m + n) -θ in (4) From the above, the height of the rail or the amount of deviation Δ of the rail for each distance pulse i as the track inspection vehicle travels
s is measured continuously.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による軌
道狂い測定方式においては、距離間隔L/2の2個の変
位センサにより、2点同時測定を2回行ってえられる4
個の変位データを合成し、基準線Bの角度変化量を補正
して、3点同時測定方式と同様に測定弦長Lに対するレ
ールの高低または通り狂い量を求めるもので、また測定
装置は、この2点同時測定方式を軌道検測車に適用し、
その走行に従って距離パルスごとにレールの高低または
通り狂い量を連続して測定するもので、新幹線などにお
ける2台車方式の軌道検測車に寄与するところには大き
いものがある。
As described above, in the trajectory deviation measuring method according to the present invention, two displacement sensors having a distance L / 2 can be used to perform two simultaneous two-point measurements.
The displacement data of each piece is combined, the amount of change in the angle of the reference line B is corrected, and the height of the rail with respect to the measurement chord length L or the deviation amount of the rail is calculated in the same manner as the three-point simultaneous measurement method. Applying this two-point simultaneous measurement method to the track inspection vehicle,
The height of the rail or the amount of deviation of the rail is continuously measured for each distance pulse in accordance with the running, and there is a great contribution to the two-track type track inspection vehicle in the Shinkansen or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の軌道狂い測定方式の測定原理に対
する説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram for a measurement principle of a trajectory deviation measurement method of the present invention.

【図2】 この発明の軌道狂い測定装置の一実施例にお
けるブロック構成図を示す。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a trajectory deviation measuring device of the present invention.

【図3】 図2に対する補足説明図である。FIG. 3 is a supplementary explanatory diagram for FIG. 2.

【図4】 (a) はレール1の変位状態を示す図、(b) は
高低狂いに対する従来の測定方法の説明図である。
FIG. 4A is a diagram showing a displacement state of the rail 1, and FIG. 4B is an explanatory diagram of a conventional measurement method for height deviation.

【図5】 (a) は2台車方式の軌道検測車の台車の配置
を示す図、(b) は車体の基準線の角度変化と、平行移動
の説明図である。
FIG. 5 (a) is a diagram showing an arrangement of a bogie of a two-bogie type track inspection vehicle, and FIG. 5 (b) is an explanatory view of a change in an angle of a reference line of the vehicle body and a parallel movement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レール、2…軌道検測車、2-1, 2-2, 2-3…走行
車輪、3-1, 3-2…台車、4-1, 4-2, 5-1, 5-2…変
位センサ、6…データ処理部、61…光学式ジャイロ(O
GY)、62…距離パルス発生器(KPG)、63…A/D
変換器、64…m段シフトレジスタ、641 …第1シフトレ
ジスタ、642 …第2シフトレジスタ、643 …第3シフト
レジスタ、65…位相反転回路、66…加算回路(AD
D)、67…sin回路、68…cos回路、69…乗算回
路、p,q,r…測定点、L…測定弦長、B…基準線、
θ…基準線の角度。
1 ... Rail, 2 ... Orbit inspection car, 2-1, 2-2, 2-3 ... Traveling wheel, 3-1, 3-2 ... Bogie, 4--1, 4-2, 5-1-5- 2 ... Displacement sensor, 6 ... Data processing unit, 61 ... Optical gyro (O
GY), 62 ... Distance pulse generator (KPG), 63 ... A / D
Converter, 64 ... m stage shift register, 641 ... first shift register, 642 ... second shift register, 643 ... third shift register, 65 ... phase inversion circuit, 66 ... addition circuit (AD
D), 67 ... sin circuit, 68 ... cos circuit, 69 ... multiplier circuit, p, q, r ... measurement point, L ... measured chord length, B ... reference line,
θ: Angle of reference line.

フロントページの続き (72)発明者 木村 俊宏 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日 立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 上野 善旦 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日 立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 伊藤 昌之 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日 立電子エンジニアリング株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Toshihiro Kimura 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ritsuden Electronic Engineering Co., Ltd. (72) Zendan Ueno 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nitrate Electronics Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Masayuki Ito 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軌道検測車の2つの台車または軸箱に距
離L/2の間隔をなして設けられ、該軌道検測車の車体
を基準とするレールの高低または左右の変位を連続して
検出する2個の変位センサと、該検測車の走行車輪の回
転により一定の走行距離ごとに距離パルスを出力する距
離パルス発生器、およびピッチングまたはヨーイングに
よる該車体の傾斜角を検出するジャイロとにより軌道狂
い測定系を構成し、測定弦長Lに対応した前記レールの
任意の測定点をp,q、その中点を測定点rとし、前記
距離パルスによりサンプリングされ、距離L/2をなす
測定点p,rに対して前記2個の変位センサにより同時
に検出された変位データをa0,b0 、前記検測車の距離
L/2の走行により、測定点r,qに対して同時に検出
された変位データをa1,b1 とし、前記ジャイロにより
検出され、該測定点p,r、および測定点r,qにおけ
る、前記車体の傾斜角θをそれぞれθ0 、θ1 として次
の各式: Δs=(b0 −a0)/2+(a1 −b1)cosΔθ/2 −LsinΔθ/4 ………(1) Δθ=θ1 −θ0 ………(2) により、前記測定点p,q間の測定弦長Lに対する前記
測定点rの高低または通り狂い量Δsを求めることを特
徴とする、軌道狂い測定方式。
1. A railcar or an axle box of a track inspection vehicle, which is provided at a distance of L / 2, and which continuously shifts the rail height or left and right with respect to the body of the track inspection vehicle. Two displacement sensors for detecting the distance, a distance pulse generator for outputting a distance pulse for each constant traveling distance by rotation of traveling wheels of the inspection vehicle, and a gyro for detecting an inclination angle of the vehicle body by pitching or yawing. And constitute a trajectory deviation measurement system, where p and q are arbitrary measurement points on the rail corresponding to the measurement chord length L, and the midpoint thereof is the measurement point r, and the distance pulse is sampled to obtain the distance L / 2. The displacement data detected by the two displacement sensors at the same time with respect to the measurement points p and r are a 0 and b 0 , and the traveling distance of the inspection vehicle is L / 2. Displacement data detected at the same time and a 1, b 1, said detected by the gyro, surveying a fixed point p, r, and the measurement point r, the q, respectively theta 0 the inclination angle theta of the vehicle body, each of the following formula as θ 1: Δs = ( b 0 −a 0 ) / 2 + (a 1 −b 1 ) cos Δθ / 2 −Lsin Δθ / 4 ………… (1) Δθ = θ 1 −θ 0 ………… (2) gives the difference between the measurement points p and q. The orbital deviation measurement method, which is characterized by obtaining the height or deviation amount Δs of the measurement point r with respect to the measurement chord length L.
【請求項2】 軌道検測車の2つの台車または軸箱に距
離L/2の間隔をなして設けられ、該軌道検測車の車体
を基準とするレールの高低または左右の変位に対する変
位信号を連続して検出する2個の変位センサと、該検測
車の走行車輪の回転により前記距離L/2の整数m分の
1の走行距離ごとに距離パルスiを出力する距離パルス
発生器、およびピッチングまたはヨーイングによる該車
体の傾斜角を検出するジャイロとを具備し、前記2個の
変位センサが出力する変位信号を、前記距離パルスiに
より同時にサンプリングして検出された変位データai
とbi とを、それぞれ逐次に入力して出力するm段の第
1シフトレジスタおよび第2シフトレジスタと、前記距
離パルスiの各サンプリング時点における前記車体の傾
斜角データθi を逐次に入力して出力するm段の第3シ
フトレジスタとを設け、距離パルスin およびi(m+n)
に対して、前記各シフトレジスタが出力する変位データ
(ain, bin)、[ ai(m+n), bi(m+n)]、および前記
傾斜角データ[θin,θi(m+n)]を入力して、次の各
式: Δsin=(bin−ain)/2+[ai(m+n)−bi(m+n)]cosΔθin/2 −LsinΔθin/4 ………(3) Δθin=θi(m+n)−θin ………(4) 0≦n≦m ………(5) により、前記測定弦長Lの中心点に対する前記レールの
高低または通り狂い量Δsinを逐次に計算して出力する
データ処理部を設けて構成されたことを特徴とする、軌
道狂い測定装置。
2. A displacement signal for height displacement or lateral displacement of a rail, which is provided on two bogies or axle boxes of a track inspection vehicle with a distance of L / 2 and which is based on the vehicle body of the track inspection vehicle. Two displacement sensors that continuously detect the distance, and a distance pulse generator that outputs a distance pulse i for each traveling distance of an integer m / m of the distance L / 2 by rotation of traveling wheels of the inspection vehicle, And a gyro for detecting an inclination angle of the vehicle body by pitching or yawing, and displacement data a i detected by simultaneously sampling displacement signals output from the two displacement sensors with the distance pulse i.
And b i are sequentially input and output, respectively, and the m-stage first and second shift registers and the vehicle body inclination angle data θ i at each sampling time of the distance pulse i are sequentially input. And a third shift register of m stages for outputting the distance pulses i n and i (m + n)
With respect to the displacement data (a in , b in ), [a i (m + n), b i (m + n)], and the inclination angle data [θ in , θ i (m + n)] and input the following equations: Δs in = (b in −a in ) / 2 + [a i (m + n) −b i (m + n)] cos Δθ in / 2 − Lsin Δθ in / 4 (3) Δθ in = θ i (m + n) −θ in (4) 0 ≦ n ≦ m (5) The central point of the measured chord length L The track deviation measuring device is characterized in that it is provided with a data processing unit for sequentially calculating and outputting the height of the rail or the deviation amount Δs in of the rail.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08136254A (en) * 1994-11-11 1996-05-31 East Japan Railway Co Apparatus and method for measuring irregularity of track and curvature measuring method
JP2001114104A (en) * 1999-09-09 2001-04-24 Matisa Materiel Industriel Sa Vehicle for measuring geometric condition of railway track
JP2006090122A (en) * 2004-09-22 2006-04-06 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industrie-Gmbh Method for detecting track position and cleaning machine for cleaning ballast of track
CN109844224A (en) * 2016-11-04 2019-06-04 普拉塞-陶依尔铁路出口股份有限公司 Route upper part work with orbital position measuring system is mechanical

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08136254A (en) * 1994-11-11 1996-05-31 East Japan Railway Co Apparatus and method for measuring irregularity of track and curvature measuring method
JP2001114104A (en) * 1999-09-09 2001-04-24 Matisa Materiel Industriel Sa Vehicle for measuring geometric condition of railway track
JP2006090122A (en) * 2004-09-22 2006-04-06 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industrie-Gmbh Method for detecting track position and cleaning machine for cleaning ballast of track
CN109844224A (en) * 2016-11-04 2019-06-04 普拉塞-陶依尔铁路出口股份有限公司 Route upper part work with orbital position measuring system is mechanical
CN109844224B (en) * 2016-11-04 2021-03-19 普拉塞-陶依尔铁路出口股份有限公司 Machine for work on top of track and method for operating a machine for work on top of track

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