JPS6353490B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6353490B2
JPS6353490B2 JP53070855A JP7085578A JPS6353490B2 JP S6353490 B2 JPS6353490 B2 JP S6353490B2 JP 53070855 A JP53070855 A JP 53070855A JP 7085578 A JP7085578 A JP 7085578A JP S6353490 B2 JPS6353490 B2 JP S6353490B2
Authority
JP
Japan
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wheel
flat
vibration
detector
output
Prior art date
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Expired
Application number
JP53070855A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54162302A (en
Inventor
Katsuyuki Terada
Kenjiro Kasai
Chikao Suyama
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7085578A priority Critical patent/JPS54162302A/en
Publication of JPS54162302A publication Critical patent/JPS54162302A/en
Publication of JPS6353490B2 publication Critical patent/JPS6353490B2/ja
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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車輪のフラツト摩耗を相関を利用し
て確実に識別する摩耗検知方法とその装置に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a wear detection method and apparatus for reliably identifying flat wear of wheels using correlation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に鉄道車両の車輪踏面にフラツト摩耗が発
生していると、走行中に発生される騒音が著しく
増大するとともに、車両自体や軌道に対する振動
衝撃も大きくなることから、安全性、耐久性等の
面から好ましいとはいえない。したがつて、ある
一定許容レベル以上のフラツト摩耗が生じている
車輪は削正されることが必要である。
In general, if flat wear occurs on the wheel treads of a railway vehicle, the noise generated during running will increase significantly, and the vibration impact on the vehicle itself and the track will also increase, which will affect safety, durability, etc. Therefore, it cannot be said that it is preferable. Therefore, wheels with flat wear exceeding a certain tolerance level need to be ground down.

従来、車輪のフラツト摩耗を検知する方法とし
ては、特開昭52−131301号公報に記載の如くレー
ル長手方向の2点に設けた振動計へのフラツト摩
耗による振動波形の到達時間差(1ms程度)に
よつてフラツト摩耗発生車輪を検知する一方、そ
れらの振動計の中間に設けた他の振動計によつて
振動の大きさを検知するようにしている。
Conventionally, as a method for detecting wheel flat wear, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 131301/1982, the difference in arrival time of vibration waveforms due to flat wear to vibration meters installed at two points in the longitudinal direction of the rail (approximately 1 ms) was used. A wheel with flat wear is detected using a vibration meter, while another vibration meter installed between these vibration meters detects the magnitude of vibration.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、前述のような方法によると、振動波形
が複雑な場合は時間差の抽出が困難なうえに、測
定区間(時間距離で100ms程度以上)としての
両端の振動計間で近接した隣同士の車輪や遠方の
車端がほぼ同時にフラツト摩耗による振動を発生
した場合には何れの振動波形同士間の時間差をと
ればよいのか判別し難く、したがつて何れの車輪
によつて振動が発生したのかを識別するのに困難
を伴うという欠点がある。以上説明したように、
フラツト摩耗が発生している車輪は確実に識別さ
れ、削正されるべきであるが、従来からの方法に
よると確実な識別は困難となつている。
However, according to the method described above, it is difficult to extract the time difference when the vibration waveform is complex, and it is difficult to extract the time difference when the vibration waveform is complex. If vibrations due to flat wear occur at almost the same time at the far end of a car, it is difficult to determine which vibration waveforms should have a time difference between them. The disadvantage is that it is difficult to identify. As explained above,
Wheels with flat wear should be reliably identified and ground down, but conventional methods have made it difficult to reliably identify them.

本発明の目的は、近接しているフラツト摩耗を
もつ車輪や遠方の大フラツト摩耗をもつ車輪がほ
ぼ同時に衝撃振動を発生するような場合であつて
も、何れの車輪が何れの振動を発生したのかを確
実に検知する方法とそのための装置を提供するこ
とにある。
The purpose of the present invention is to prevent which wheels from generating vibrations, even when adjacent wheels with flat wear or wheels with large flat wear in the distance generate impact vibrations almost simultaneously. The object of the present invention is to provide a method for reliably detecting the presence of a substance and a device therefor.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、最大直径をもつ車輪の円周長に等し
い間隔でレール長手方向に少なくとも三つのフラ
ツト検知器を設け、また、レール長手方向の車輪
が最初に通過するフラツト検知器の位置とその位
置より手前の位置とに車輪通過検知器を設け、前
記二つの車輪通過検知器によつて車両の走行速度
を演算する速度演算器と、車輪のフラツト摩耗に
よつてレールに生じる振動が最初に到達するフラ
ツト検知器と前記振動が次に到達するフラツト検
知器への各振動の到達時間の差および前記振動が
最初に到達する前記フラツト検知器とさらに別の
もう一つのフラツト検知器への各振動の到達時間
の差を求める相関計とから構成したものである。
The present invention provides at least three flat detectors in the longitudinal direction of the rail at intervals equal to the circumferential length of the wheel with the largest diameter, and also provides the position of the flat detector where the wheel in the longitudinal direction of the rail passes first. A wheel passing detector is installed at a position closer to the front, and a speed calculator is installed to calculate the running speed of the vehicle using the two wheel passing detectors. the difference in the arrival time of each vibration to the flat detector where the vibration first arrives and the flat detector where the vibration arrives next, and the difference in the arrival time of each vibration to the flat detector where the vibration first arrives and yet another flat detector. It consists of a correlator that calculates the difference in arrival times.

〔作用〕[Effect]

前記構成において、前記機器によつて得られる
車輪のフラツト摩耗によつてレールに生じる振動
が前記各フラツト検知器へ到達する到達時間の差
と、前記少なくとも三つのフラスコ検知器のうち
車輪が最初に通過するフラツト検知器と他のフラ
ツト検知器の間で移動する各車輪とレールとの接
触点からそれぞれのフラツト検知器までの距離の
差をレールにおける振動伝播速度で除し、その値
を時間経過に伴つて表わした各車輪の期待時間差
曲線との対応を判定することにより、各フラツト
検知器によつて検知した振動とフラツト摩耗を有
する車輪との対応を識別するようにしたものであ
る。すなわち、少なくとも三つ設けられたフラツ
ト検知器によつて検知される振動の各フラツト検
知器への該振動到達時間の差によつて、前記フラ
ツト検知に対してフラツト摩耗を有する車輪がレ
ール上のどの位置にあるかを判別し、かつ、各車
輪間の距離および各フラツト検知器の設置間隔、
車両の走行速度から、各車輪においてそのフラツ
ト摩耗によつて振動を生じ得る時間帯を線図にし
た期待時間差曲線と前記実際に検知したフラツト
振動検知時間差との対応を判別して車輪の特定を
行なうようにしたものである。
In the configuration, the difference in the arrival time of the vibrations generated in the rail due to flat wear of the wheels obtained by the device reaching each of the flat detectors, and The difference in distance between the passing flat detector and other flat detectors from the point of contact between each moving wheel and the rail to each flat detector is divided by the vibration propagation velocity in the rail, and the value is calculated over time. By determining the correspondence with the expected time difference curve of each wheel expressed in accordance with the above, the correspondence between the vibration detected by each flat detector and a wheel having flat wear is identified. That is, due to the difference in the time it takes for vibrations detected by at least three flat detectors to arrive at each flat detector, a wheel with flat wear is detected on the rail. The distance between each wheel and the installation interval of each flat detector,
From the running speed of the vehicle, the wheel is identified by determining the correspondence between the expected time difference curve, which is a diagram of the time period in which vibration can occur due to flat wear in each wheel, and the flat vibration detection time difference actually detected. This is what I decided to do.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明による一実施例を第1図ないし第
4図によつて説明する。第1図は本発明の一実施
例のブロツク図を示したものである。同図におい
て、1はレール、nおよびn+1は車両進行方向
に関して間隔lを有する前位の車輪と後位の車輪
を表わし、点D、点Eは車輪nおよび車輪n+1
のレール1との接触点である。2dはレール1の
点Aに設けた車輪の通過を検知するための車輪通
過検地器、2eはレール1の点Aの手前に間隔δ
だけへだてた点Fに設けた車輪通過検知器であ
る。2a,2b,2cはレール1において、通過
する種々の車輪のうちの最大直径を有する車輪の
円周長にほぼ等しい間隔Lの点A、点B、点Cに
設けた車輪のフラツト摩耗による衝撃振動を検知
するフラツト検知器である。3e,3dは前記車
輪通過検知器2e,2dの出力を増幅する増幅
器、3a,3b,3cはフラツト検知器2a,2
b,2cの出力を増幅する増幅器である。4は前
記増幅器3aの出力3′aのレベルを判定するレ
ベル判定装置、5は前記増幅器3dの出力パルス
波形3′dが入力され、レベル判定装置4から車
輪n、車輪n+1が点Aに近づく時の振動レベル
が一定許容レベル以上と判定されたときの判定信
号を受けて、出力パルス波形3′d中に車輪nに
よる通過パルスが入力された時から諸出力を後段
に伝送する伝送開始指令器である。7は出力パル
ス波形3′d,3′eが入力されこれらの出力によ
つて車輪nの速度Vを求める速度演算器、8は該
速度演算器7の速度Vと予め記憶している車輪n
の円周長から車輪周期を安める車輪周期演算器で
ある。9は前記車輪周期演算期8の出力を用いて
諸信号を記憶するとともに、時間長すなわち記録
時間Tなどを出力し、かつ、該記録時間T経過後
は記録停止を指令する記録時間指令器である。1
0は出力パルス波形3′dのパルスをカウントし、
車輪nの点A通過を意味する数nを出力するカウ
ンタである。ここで、6は前記伝送開始指令器5
の指令で開き、記録時間T経過後記録時間指令器
9の指令で閉じるようにされたスイツチ回路であ
る。11は前記速度演算器7の出力である速度
V、カウンタ10の出力である数n、記録時間指
令器9の出力である記録時間Tなどの時間、レベ
ル判定装置5の出力である車輪通過検知器2dの
出力パルス波形3′d、フラツト検知器2a,2
b,2cの増幅器3a,3b,3cの出力すなわ
ちフラツト振動信号3′a,3′b,3′cが入力
され記録される記録装置であり、12は該記横装
置11の出力11e,11d,11a,11b,
11cが記録値12e,12d,12a,12
b,12cとして記録される波形記録装置であつ
て、記録値12eには速度V、数n、記録時間T
などが記録され、12dには車輪パルス波形が、
12a,12b,12cにはフラツト検知器2
a,2b,2cで検知したフラツト摩耗を有した
車輪による振動波形が記録される。13はフラツ
ト検知器2a,2bの出力に対応する記憶装置1
1の出力すなわち振動波形出力11a,11bが
入力され、該振動波形出力11aと11bの間の
相互相関関数13abを求め、一方、フラツト検
知器2a,2cの出力に対応する振動波形出力1
1a,11cが入力され、その相互相関関数13
acを求めるそれぞれ相関計である。14は数n
が出力14eとして記録されるとともに、相互相
関関数13ab,13acが振動波形12a,12
b,12cと対応した問間位置に相互相関関数波
形14ab,14acとして記録される相関記録装
置である。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 shows a block diagram of one embodiment of the present invention. In the figure, 1 represents a rail, n and n+1 represent a front wheel and a rear wheel having an interval l in the vehicle traveling direction, and points D and E represent a wheel n and a wheel n+1.
This is the point of contact with the rail 1. 2d is a wheel passing detector installed at point A on rail 1 to detect the passage of a wheel, and 2e is a wheel passing detector installed at point A on rail 1 at an interval δ.
This is a wheel passing detector installed at point F, which is set apart. 2a, 2b, and 2c are shocks caused by flat wear of wheels provided on the rail 1 at points A, B, and C at intervals L that are approximately equal to the circumferential length of the wheel with the largest diameter among the various wheels that pass. This is a flat detector that detects vibrations. 3e, 3d are amplifiers for amplifying the outputs of the wheel passing detectors 2e, 2d; 3a, 3b, 3c are flat detectors 2a, 2;
This is an amplifier that amplifies the outputs of b and 2c. Reference numeral 4 indicates a level determination device for determining the level of the output 3'a of the amplifier 3a, and 5 receives the output pulse waveform 3'd of the amplifier 3d, and from the level determination device 4, wheel n and wheel n+1 approach point A. In response to the judgment signal when the vibration level is judged to be above a certain allowable level, a transmission start command is sent to transmit various outputs to the subsequent stage from the time when the passing pulse from the wheel n is input during the output pulse waveform 3'd. It is a vessel. 7 is a speed calculator to which the output pulse waveforms 3'd and 3'e are input and calculates the speed V of the wheel n from these outputs; 8 is the speed V of the speed calculator 7 and the wheel n stored in advance;
This is a wheel period calculator that calculates the wheel period from the circumference of the wheel. Reference numeral 9 denotes a recording time command device that stores various signals using the output of the wheel cycle calculation period 8, outputs a time length, that is, a recording time T, etc., and instructs to stop recording after the recording time T has elapsed. be. 1
0 counts the pulses of output pulse waveform 3'd,
This is a counter that outputs a number n which means that wheel n passes point A. Here, 6 is the transmission start command device 5
This is a switch circuit that opens in response to a command from the recording time command device 9 and closes in response to a command from the recording time command unit 9 after the recording time T has elapsed. Reference numerals 11 indicate the speed V which is the output of the speed calculator 7, the number n which is the output of the counter 10, the time such as the recording time T which is the output of the recording time command unit 9, and the wheel passing detection which is the output of the level determination device 5. Output pulse waveform 3'd of detector 2d, flat detector 2a, 2
This is a recording device into which the outputs of the amplifiers 3a, 3b, 3c, ie, the flat vibration signals 3'a, 3'b, 3'c, are input and recorded, and 12 is the output 11e, 11d of the horizontal writing device 11. , 11a, 11b,
11c is the recorded value 12e, 12d, 12a, 12
b, 12c, and the recorded value 12e includes a speed V, a number n, and a recording time T.
etc. are recorded, and the wheel pulse waveform is recorded in 12d.
12a, 12b, 12c have flat detectors 2.
Vibration waveforms caused by wheels with flat wear detected at points a, 2b, and 2c are recorded. 13 is a storage device 1 corresponding to the outputs of the flat detectors 2a and 2b;
1, that is, the vibration waveform outputs 11a and 11b are input, and a cross-correlation function 13ab between the vibration waveform outputs 11a and 11b is obtained.
1a and 11c are input, and the cross-correlation function 13
Each is a correlator that calculates ac. 14 is the number n
is recorded as the output 14e, and the cross-correlation functions 13ab, 13ac are recorded as the vibration waveforms 12a, 12
This is a correlation recording device that records cross-correlation function waveforms 14ab and 14ac at inter-interrogation positions corresponding to b and 12c.

次に上記構成における作用を説明する。車輪n
がレール1の点Fを通過することにより、車輪通
過検知器2eからパルスが出力され、次に車輪n
が点Aの直上に到達することにより車輪通検知器
2dよりパルスが出力される。したがつて、速度
演算器7において両パルスの時間間隔T〓と両車
輪通過検知器2e,2dの間隔δより速度V=
δ/T〓が求められ出力される。カウンタ10で
は、車輪nが点Aすなわち車輪通過検知器2dの
直上に到達したことによるパルス波形3′dがカ
ウントされて数nが出力される。同時に車輪周期
演算器8においては、予め通過列車の各車輪直径
が与えられており、速度演算器7の出力である速
度Vを用いて車輪nの回転周期Tn(Tn=πDn/
V、Dnは車輪nの直径)が算出される。また、
予め記憶しているフラツト検知器2a,2b,2
c間の間隔Lと速度演算器7の速度Vを用いて時
間TL=L/V、車輪nと車輪n+1の間隔lと
速度Vから時間Tlo=l/Vを演算する。記録時
間指令器9においては、車輪周期演算器8の出力
To,TL,Tloを用いて、車輪nの通過パルスが発
生した時のスタートとして諸信号を記録する記録
時間Tが、To<TloのときT=To、To>Tloのと
きT=Tloに設定され、時間T,TL,To,Tlo
出力される。ただしTo≦TLである。一方、車輪
nが点Aに接近するまでフラツト検知器2aのフ
ラツト振動信号3′aがレベル判定装置4におい
てレベルを判定され、一定レベル以上であれば伝
送開始指令器5において車輪通過検知器2dの出
力パルス波形3′d中に車輪nのパルスが発生し
た時をスタート時点として諸信号を伝送開始する
指令が発せられスイツチ回路6が閉じられる。し
たがつて、記憶装置11に速度V、数n、時間
T,TL,Tlo、車輪nのパルス波形3′dが記憶
されるとともに、フラツト振動信号3′a,3′
b,3′cが記憶される。なお、記録時間T経過
後は記録停止の指令が記録時間指令器9より出力
されスイツチ回路6が開かれる。波形記録装置1
2には、記録値12eとして記録装置11の出力
である速度V、数n、時間T,TL,To,Tloが記
録され、記録値12dとして車輪nの通過パルス
波形3′dが記録され、記録値すなわち振動波形
12a,12b,12cとしてそれぞれフラツト
振動波形3′a,3′b,3′cが記録される。ま
た、相関計13にはフラツト振動信号3′aと
3′bおよびフラツト振動信号3′aと3′cがそ
れぞれ振動波形出力11aと11bおよび振動波
形出力11aと11cとして入力され、該振動波
形出力11aと11bの間、該振動波形出力11
aと11cの間の相互相関関数13ab,13ac
計算され、相関記録装置14に出力される。該相
関記録装置14では、車輪通過パルスのカウント
数nが記録値14eとして、相互相関関数13a
,13acが記録値すなわち相互相関関数波形1
ab,14acとして記録される。その記録例を第
2図〜第4図に示す。
Next, the operation of the above configuration will be explained. wheel n
passes point F on rail 1, a pulse is output from wheel passing detector 2e, and then wheel n
When the point A reaches just above the point A, a pulse is output from the wheel passage detector 2d. Therefore, the speed calculation unit 7 calculates the speed V= from the time interval T〓 of both pulses and the interval δ between both wheel passage detectors 2e and 2d.
δ/T〓 is calculated and output. The counter 10 counts the pulse waveform 3'd caused by the wheel n reaching point A, that is, directly above the wheel passing detector 2d, and outputs a number n. At the same time, the wheel period calculator 8 is given the diameter of each wheel of the passing train in advance, and uses the speed V, which is the output of the speed calculator 7, to calculate the rotation period Tn (Tn=πDn/
V and Dn are the diameters of wheel n) are calculated. Also,
Flat detectors 2a, 2b, 2 stored in advance
A time T L =L/V is calculated using the interval L between wheels c and the speed V of the speed calculator 7, and a time T lo =l/V is calculated from the interval l between wheels n and wheel n+1 and the speed V. In the recording time command device 9, the output of the wheel period calculator 8
Using T o , T L , and T lo , if the recording time T for recording various signals as the start when the passing pulse of wheel n occurs is T o <T lo , then T = T o , T o > T When lo , T=T lo is set, and times T, T L , T o , and T lo are output. However, T o ≦T L. On the other hand, until the wheel n approaches point A, the level of the flat vibration signal 3'a of the flat detector 2a is determined by the level determining device 4, and if it is above a certain level, the transmission start command device 5 transmits the flat vibration signal 3'a to the wheel passing detector 2d. A command is issued to start transmitting various signals starting from the time when the pulse of wheel n is generated in the output pulse waveform 3'd of , and the switch circuit 6 is closed. Therefore, the speed V, the number n, the times T, T L , T lo , and the pulse waveform 3'd of the wheel n are stored in the storage device 11, and the flat vibration signals 3'a, 3'
b, 3'c are stored. Incidentally, after the recording time T has elapsed, a command to stop recording is output from the recording time command device 9, and the switch circuit 6 is opened. Waveform recording device 1
2, the speed V, number n, times T, T L , T o , T lo which are the outputs of the recording device 11 are recorded as the recorded value 12e, and the passing pulse waveform 3'd of the wheel n is recorded as the recorded value 12d. The flat vibration waveforms 3'a, 3'b, and 3'c are recorded as recorded values, that is, vibration waveforms 12a, 12b, and 12c, respectively. Further, flat vibration signals 3'a and 3'b and flat vibration signals 3'a and 3'c are inputted to the correlator 13 as vibration waveform outputs 11a and 11b and vibration waveform outputs 11a and 11c, respectively, and the vibration waveform Between the outputs 11a and 11b, the vibration waveform output 11
Cross-correlation functions 13 ab and 13 ac between a and 11c are calculated and output to the correlation recording device 14. In the correlation recording device 14, the count number n of wheel passing pulses is set as a recorded value 14e, and a cross-correlation function 13 a
b , 13 ac is the recorded value, that is, cross-correlation function waveform 1
Recorded as 4 ab , 14 ac . Examples of the recording are shown in FIGS. 2 to 4.

第2図において、車輪nにフラツト摩耗が存在
し、車輪nの回転周期ToがTLより小さく、かつ、
車輪間隔による時間Tloより小さいとする。した
がつて信号波形の記録時間TはT=Toである。
同図において、記録値12eのV,n,T,TL
To,Tloは数値で記録され、車輪パルス波形12
d,12a,12b,12cは従軸に時間経過、
横軸に信号波形の大きさをとつた線図に記録され
ている。また、記録値14eのnは数値が記録さ
れ、相互相関関数波形14ab,14acは縦軸に時
間経過、横軸に二信号の振動波形12a,12b
の到達時間差t、二信号の振動波形12a,12
cの到達時間差tをとつた線図に記録されてい
る。そして、横軸に平行に相互相関関数波形14
ab,14acが描かれる。なお補足説明のため、図
の左に特定時間におけるレール長手方向における
車輪nと車輪n+1の位置および各車輪における
フラツト摩耗位置が図示してある。相互相関関数
波形14abに関して、車輪nにフラツト摩耗があ
るとした場合に発生しうる振動波形12a,12
bの二信号間の時間差すなわち車輪nの期待時間
差曲線15o、車輪n+1にフラツト摩耗がある
とした場合に発生しうる振動波形12a,12b
の二信号間の時間差すなわち車輪n+1の期待時
間差曲線15o+1が併記してある。なお、前記期
待時間差曲線15oまたは15o+1は、車輪nまた
は、車輪n+1のフラツト検知器2aおよび2b
への振動到達時間の差をグラフ化したものであ
り、車輪のフラツト摩耗がレール面に接触する位
置によつて変化するものである。したがつて、相
互相関関数波形14abの最大値と前記期待時間差
曲線が一致する車輪が、フラツト検知器2aおよ
び2b間にあり、前記一致箇所によつてそのレー
ル上の位置が分るものである。同様に相互相関関
数波形14acに関して、車輪nにフラツト摩耗が
あるとした場合の振動波形12a,12c間の期
待時間差曲線15′o、車輪n+1にフラツト摩耗
があるとした場合に振動波形12a,12cの二
信号間の期待時間差曲線15′o+1が併記してあ
る。なお実線が実際に記録される部分である。
In FIG. 2, flat wear exists on wheel n, the rotation period T o of wheel n is smaller than T L , and
Assume that it is smaller than the time T lo due to the wheel spacing. Therefore, the recording time T of the signal waveform is T=T o .
In the same figure, V, n, T, T L of the recorded value 12e,
T o and T lo are recorded numerically, and the wheel pulse waveform 12
d, 12a, 12b, 12c are time elapsed on the slave axis,
It is recorded in a diagram with the magnitude of the signal waveform on the horizontal axis. In addition, a numerical value is recorded for n in the recorded value 14e, and the cross-correlation function waveforms 14 ab and 14 ac represent the passage of time on the vertical axis, and the two-signal vibration waveforms 12a and 12b on the horizontal axis.
arrival time difference t, vibration waveforms 12a, 12 of the two signals
It is recorded in a diagram in which the arrival time difference t of c is taken. Then, the cross-correlation function waveform 14 is parallel to the horizontal axis.
ab , 14 ac are drawn. For supplementary explanation, the positions of wheel n and wheel n+1 in the rail longitudinal direction and the flat wear position of each wheel at a specific time are shown on the left side of the figure. Regarding cross-correlation function waveform 14 ab , vibration waveforms 12a and 12 that may occur when wheel n has flat wear
The time difference between the two signals b, that is, the expected time difference curve 15 o of wheel n, and the vibration waveforms 12a and 12b that may occur if there is flat wear on wheel n+1.
The time difference between the two signals, that is, the expected time difference curve 15o +1 for wheel n+1 is also shown. Note that the expected time difference curve 15o or 15o +1 is based on the flat detectors 2a and 2b of wheel n or wheel n+1.
This is a graph of the difference in the time it takes for the vibration to reach the rail surface, and shows that the flat wear of the wheel changes depending on the position where it contacts the rail surface. Therefore, the wheel where the maximum value of the cross-correlation function waveform 14 ab matches the expected time difference curve is located between the flat detectors 2a and 2b, and its position on the rail can be determined from the matching point. be. Similarly, regarding the cross-correlation function waveform 14 ac , the expected time difference curve 15' o between the vibration waveforms 12a and 12c when wheel n has flat wear, and the vibration waveform 12a, when wheel n+1 has flat wear. The expected time difference curve 15'o +1 between the two signals of 12c is also shown. Note that the solid line is the part that is actually recorded.

車輪パルス波形12dの波形中のHoは車輪n
による通過パルスであり、その時の車輪n、車輪
n+1のレール1上での位置を左に示してある。
Hnを起点として、波形は実線の如く記録時間T
の間だけ記録される。ここで、前記Hoの手前の
T1時間において振動波形12a,12b,12
cに振動が発生している。この時間におけるもの
は、車輪n−1に関する記録時間後のものと考え
ると、実際には記録されないものであるが、相互
相関関数波形14abではこの時間T1において車輪
nおよび車輪n+1による点A、点Bで検知した
振動波形12a,12b間の相互相関関数の最大
値すなわちピーク値は時間差tLのところに発生し
ている。相互相関関数波形14acでは最大値は時
間差2・tLのところにある。すなわち、車輪が点
Aよりも左側(又は点Cよりも右側)にあるとき
はどの車輪による振動の相互相関関数の最大値も
常に相互相関関数波形14abで時間差tLに、相互
相関関数波形14acでは時間差2・tLのところに
ある。したがつて、車輪が点Aよりも左側にある
ときはどの車輪による振動かを判別することはで
きない。しかし、Hoを起点とした時間T2後に発
生した振動波形12a,12bの相互相関関数波
形14abの最大値Pが時間差toのところに発生
し、かつ、車輪nの期待時間差曲線15oと一致
した点で発生していることから、車輪nによる振
動であることが判る。車輪n+1が、かりにフラ
ツト摩耗を有していて振動を発生したとしても、
時間差tLのところに相互相関関数波形の最大値が
くるので車輪nによるものでないことがわかる。
期待時間差曲線15oは、Hoの発生する時間0に
おいては振動波形12aに対する振動波形12b
の時間差tがtLであり、車輪nが点Aより点B側
へ進むことによつて時間差tは減少し、車輪nが
点Aと点Bの中央、すなわち時間にしてTL/2
に来ると時間差tは0になり、さらに、車輪nが
点B側に近づきついには点B上にくると振動波形
12bに対する振動波形12aの時間差tは再び
tLとなる。相互相関関数波形14abの最大値Pは
時間TL/2を過ぎた時間T2において時間差tが
toのところにあるので、振動波形12b(o)に対して
時間差toだけ遅れた振動波形12a(o)の振動が車輪
nによる振動ということになる。(n)は車輪n
のフラツト摩耗によつて発生したことを意味して
いる。一方、同じ時間T2において、振動波形1
2aと12cの相互相関関数波形14acの最大値
P′は時間差t′oのところに発生し、かつ、t′oは車
輪nの期待時間差曲線15′oと一致した点で発生
しており、これからも振動波形12a,12cは
車輪nによるものと判別される。振動波形12a(o
に対する時間差t′oの振動波形12c(o)が車輪nに
よるものと判定される。波形の記録はT=To
終了する。
H o in the wheel pulse waveform 12d is wheel n
The positions of wheel n and wheel n+1 on the rail 1 at that time are shown on the left.
Starting from Hn, the waveform is shown as a solid line for recording time T
recorded only during Here, before the above H o
Vibration waveforms 12a, 12b, 12 at T 1 hour
Vibration is occurring at c. Considering that the information at this time is after the recording time for wheel n-1, it is not actually recorded, but in the cross-correlation function waveform 14 ab , at this time T 1 , point A due to wheel n and wheel n+1 is recorded. , the maximum value or peak value of the cross-correlation function between the vibration waveforms 12a and 12b detected at point B occurs at a time difference tL . In cross-correlation function waveform 14 ac , the maximum value is at a time difference of 2·t L. In other words, when the wheel is on the left side of point A (or on the right side of point C), the maximum value of the cross-correlation function of the vibration caused by any wheel is always the same as the cross-correlation function waveform 14 ab and the time difference t L , and the cross-correlation function waveform At 14 ac , the time difference is 2·t L. Therefore, when the wheel is on the left side of point A, it is impossible to determine which wheel is causing the vibration. However, the maximum value P of the cross-correlation function waveform 14ab of the vibration waveforms 12a and 12b generated after time T2 with Ho as the starting point occurs at the time difference to , and the expected time difference curve 15o of the wheel n Since it occurs at a point that coincides with , it can be seen that the vibration is caused by wheel n. Even if wheel n+1 has flat wear and generates vibration,
Since the maximum value of the cross-correlation function waveform occurs at the time difference tL , it can be seen that this is not caused by the wheel n.
The expected time difference curve 15 o is the vibration waveform 12b relative to the vibration waveform 12a at time 0 when H o occurs.
The time difference t is t L , and as the wheel n moves from point A to point B, the time difference t decreases, and the time difference t decreases when wheel n moves to the center between point A and point B, that is, T L /2 in time.
When the wheel n approaches the point B side and finally reaches the point B, the time difference t between the vibration waveform 12a and the vibration waveform 12b becomes 0 again.
t L. The maximum value P of cross-correlation function waveform 14 ab is determined by the time difference t at time T 2 after time T L /2.
Therefore, the vibration of the vibration waveform 12 a(o) delayed by the time difference t o with respect to the vibration waveform 12 b(o) is the vibration caused by the wheel n. (n) is wheel n
This means that it was caused by flat wear. On the other hand, at the same time T 2 , vibration waveform 1
Cross correlation function waveform 14 of 2a and 12c Maximum value of ac
P′ occurs at a time difference t′ o , and t′ o occurs at a point that coincides with the expected time difference curve 15′ o of wheel n, and from now on, the vibration waveforms 12a and 12c are due to wheel n. It is determined that Vibration waveform 12 a(o
) is determined to be caused by the wheel n . Recording of the waveform ends at T=T o .

そして、次に車輪パルス波形12dにおける車
輪n+1の通過パルスHo+1を起点として、振動
波形12aの振動レベルが許容レベル以上の時、
時間T3後に振動波形12a,12b,12cに
示す振動が記録されるが、該振動波形12a,1
2bの相互相関関数波形14abの最大値は時間差
tLのところにあり車輪n+1の期待時間差曲線1
o+1上にないので、点A、点Bの中間にある車
輪n+1によるものではなく点A、点Bの外方に
ある車輪nによるものと判断される。また、相互
相関関数波形14acの最大値は期待時間差曲線1
5′oと一致したt″oのところに発生し、かつ、期
待時間差曲線15′o+1と一致したところに発生し
ていないことからも振動波形12c,12aはや
はり車輪nによるものと判定できる。そして、振
動波形12b(o)に対する時間差tL遅れの振動波形1
a(o)振動および該振動波形12a(o)振動よりも時
間差t″oだけ前の振動波形12c(o)が車輪nによる
振動であると判定される。そして、これら以外の
関係にある波形記録装置12上の振動波形は車輪
nによるものではないといえる。
Then, when the vibration level of the vibration waveform 12a is equal to or higher than the allowable level, starting from the passing pulse H o+1 of the wheel n+1 in the wheel pulse waveform 12d,
After time T3 , vibrations shown in vibration waveforms 12a, 12b, and 12c are recorded.
2b cross-correlation function waveform 14 The maximum value of ab is the time difference
Expected time difference curve 1 of wheel n+1 located at t L
5. Since it is not on o+1 , it is determined that the cause is not due to wheel n+1 located between points A and B, but due to wheel n located outside of points A and B. In addition, the maximum value of the cross-correlation function waveform 14 ac is the expected time difference curve 1
The vibration waveforms 12c and 12a are determined to be caused by the wheel n, since they occur at t''o , which coincides with 5'o , and do not occur at a location that coincides with the expected time difference curve 15'o +1 . Then, vibration waveform 1 with time difference t L delay with respect to vibration waveform 12 b(o)
2 a(o) vibration and the vibration waveform 12 It is determined that the vibration waveform 12 c(o), which is a time difference t'' o before the a(o) vibration, is the vibration caused by the wheel n. It can be said that the vibration waveform on the waveform recording device 12 at 2 is not caused by the wheel n.

第3図において、車輪n、車輪n+1共にフラ
ツト摩耗を有し、車輪nの回転周期Toが時間TL
より小さいか時間Tloよりも大きいとすると、車
輪nに関して波形の記録時間はT=Tloであり、
車輪n+1の回転周期To+1が時間TLよりも小さ
く、かつ、時間Tl(o+1)よりも小さいとすると、車
輪nに関して記録時間T=To+1である。振動レ
ベル以上のとき、記録値12dにおいて車輪nに
よる通過パルスHoをスタート時点として振動波
形は時間T=Tlo(<Tn)の間記録される振動は
発生していない。次に、車輪n+1の通過パルス
が発生するのでパルスHo+1を起点として更に波
形は時間T=To+1の間記録されることになる。
Ho+1を起として時間T4後に振動波形12a,1
2b,12cが発生している。この時、該振動波
形12a,12bの相互相関関数波形14abの最
大値Q1は期待時間差曲線15oと一致する点で発
生し時間差はtoであるから、振動波形12b(o)に対
して時間遅れtoの振動波形12a(o)が車輪nによる
ものであり、振動波形12a,12cの相互相関
関数波形14acの最大値Q′1は期待時間差曲線1
5′oと一致するところに発生し、時間差はt′oであ
るから、振動波形12a(o)振動に対して時間差t′o
の振動波形12c(o)振動が車輪nによるものであ
る。更に、振動波形12aと12bの振動の相互
相関関数波形14abの最大値Q2は期待時間差曲線
15o+1と一致する点で発生し、時間差to+1である
から、振動波形12a(o+1)に対して時間差to+1の振
動波形12b(o+1)が車輪n+1によるものであり、
各振動波形12a,12cの相互相関関数波形1
acの最大値は期待時間差曲線15′o+1と一致す
るところで発生し、時間差はt′o+1であるから、振
動波形12a(o+1)に対して時間差t′o+1のところにあ
る振動波形12c(o+1)が車輪n+1によるもので
ある。これ以外の関係にある振動波形は車輪n、
車輪n+1によるものではない。
In Fig. 3, both wheel n and wheel n+1 have flat wear, and the rotation period T o of wheel n is equal to the time T L
If the time is less than or greater than the time T lo , then the recording time of the waveform for wheel n is T = T lo ;
Assuming that the rotation period T o+1 of wheel n+1 is smaller than time T L and smaller than time T l (o+1) , recording time T=T o+1 for wheel n. When the vibration level is higher than the vibration level, no vibration is recorded for a period of time T=T lo (<Tn) in the vibration waveform starting from the passing pulse H o by the wheel n at the recorded value 12d. Next, since a passing pulse of wheel n+1 is generated, the waveform is further recorded for time T=T o+1 starting from pulse H o+ 1.
Vibration waveform 12a, 1 after time T 4 starting from H o+1
2b and 12c are occurring. At this time, the maximum value Q 1 of the cross-correlation function waveform 14 ab of the vibration waveforms 12a and 12b occurs at a point that coincides with the expected time difference curve 15 o , and the time difference is t o , so the vibration waveform 12 b(o) On the other hand, the vibration waveform 12a (o) with a time delay t o is due to the wheel n, and the maximum value Q' 1 of the cross-correlation function waveform 14 ac of the vibration waveforms 12a and 12c is the expected time difference curve 1
5' o , and the time difference is t' o , so the time difference t' o for vibration waveform 12 a(o) vibration.
Vibration waveform 12c (o) vibration is caused by wheel n. Furthermore, the maximum value Q 2 of the vibration cross-correlation function waveform 14 ab of the vibration waveforms 12a and 12b occurs at a point that coincides with the expected time difference curve 15 o+1 , and the time difference is t o+1 , so the vibration waveform 12 a Vibration waveform 12 b (o+1) with time difference t o+1 with respect to (o+1) is due to wheel n+1,
Cross-correlation function waveform 1 of each vibration waveform 12a, 12c
4 The maximum value of ac occurs where it matches the expected time difference curve 15' o+1 , and the time difference is t' o+1 , so the time difference t' o+1 with respect to vibration waveform 12 a(o+1) The vibration waveform 12c(o+1) at is due to wheel n+1. Vibration waveforms with other relationships are wheel n,
It is not due to wheel n+1.

次に、第4図において、第3図と異なるところ
は車輪n+1の通過パルスHo+1の発生後に時間
T5において、振動波形12aと12bの相互相
関関数波形14abの最大値Rが期待時間差曲線1
oと期待時間差曲線15o+1の交点に発生した場
合である。該相互相関関数波形14abにおいては
車輪nが振動を起しているか車輪n+1が振動を
起しているか判定できない。しかし、振動波形1
2aと12cの振動の相互相関関数の最大値R′1
は期待時間差曲線15′o上で発生し、最大値R′2
は期待時間差曲線15′o+1上で発生していること
から、車輪nと車輪n+1の両方で振動が発生し
ていることがわかる。そして、点A、点B間の対
称位置で車輪nと車輪n+1のフラツト摩耗部が
当つていることがわかる。
Next, in Fig. 4, the difference from Fig. 3 is that the time elapsed after the generation of the passing pulse H o+1 of wheel n+1.
At T 5 , the maximum value R of the cross-correlation function waveform 14 ab of the vibration waveforms 12a and 12b is the expected time difference curve 1
5 o and the expected time difference curve 15 o+1 . In the cross-correlation function waveform 14 ab , it cannot be determined whether wheel n or wheel n+1 is vibrating. However, vibration waveform 1
Maximum value R′ 1 of the cross-correlation function of vibrations 2a and 12c
occurs on the expected time difference curve 15′ o , and the maximum value R′ 2
Since this occurs on the expected time difference curve 15'o +1 , it can be seen that vibration occurs in both wheel n and wheel n+1. It can also be seen that the flat worn parts of wheel n and wheel n+1 are in contact at symmetrical positions between point A and point B.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、車輪直
径、車輪間隔、フラツト衝撃発生時期が多様であ
ろうとも、何れの車輪がどれ程の衝撃を発生した
か、即ち、どの程度のフラツト摩耗を有している
かを確実に、しかも迅速に判定することができる
という効果がある。
As explained above, according to the present invention, even if the wheel diameter, wheel spacing, and flat impact generation time vary, it is possible to determine which wheel has generated how much impact, that is, how much flat wear has occurred. This has the effect of being able to reliably and quickly determine whether the

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

第1図は本発明によるフラツト摩耗検知装置の
一実施例における回路図、第2図ないし第4図は
前記一実施例における振動波形記録および相互相
関関数波形記録を示す線図である。 1……レール、2a〜2c……フラツト検知
器、2d,2e……車輪通過検知器、4……レベ
ル判定装置、5……伝送開始指令器、7……速度
洩算器、8……車輪周期演算器、9……記録時間
指令器、10……車輪カウンタ、11……記憶装
置、12……波形記録装置、13……相関計、1
4……相関記録装置。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a flat wear detection device according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 are diagrams showing vibration waveform recording and cross-correlation function waveform recording in the embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Rail, 2a-2c...Flat detector, 2d, 2e...Wheel passing detector, 4...Level judgment device, 5...Transmission start command device, 7...Speed leak counter, 8... Wheel cycle calculator, 9... Recording time command unit, 10... Wheel counter, 11... Storage device, 12... Waveform recording device, 13... Correlation meter, 1
4...Correlation recording device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 最大直径をもつ車輪の円周長に等しい間隔で
レール長手方向に少なくとも三つのフラツト検知
器を設けるとともに、該フラツト検知器のうち車
輪が最初に通過するフラツト検知器の位置とその
位置より車輪走行方向手前側の位置とに車輪通過
検知器を設け、車輪が最初に通過する位置に設け
られたフラツト検知器の出力、該フラツト検知器
と同一位置に設けられた前記車輪通過検知器のパ
ルス出力および他の各フラツト検知器の出力を記
録するとともに、基準とする前記最初のフラツト
検知器の出力と他の各フラツト検知器の出力との
間で相互相関関数を求め、該相互相関関数の最大
値発生時間を前記各フラツト検知器の出力間の時
間差とし、該時間差の値が前記各二つのフラツト
検知器間を移動する車輪とレールとの接触から該
各フラツト検知器への振動到達時間を該接触点の
移動に伴つて示した車輪の期待時間差曲線上にあ
るか否かを判定することにより、フラツト摩耗し
た車輪と振動との対応を識別することを特徴とす
る車輪のフラツト摩耗検知方法。 2 最大直径をもつ車輪の円周長に等しい間隔で
レール長手方向に配置される少なくとも三つのフ
ラツト検知器と、一方が前記フラツト検知器のう
ち車輪が最初に通過するフラツト検知器の設置位
置に、かつ、他方が前記設置位置より車輪走行方
向手前側に配置される二つの車輪通過検知器と、
フラツト摩耗による衝撃レベルを判定するレベル
判定装置と、該レベル判定装置の判定結果にもと
づいて動作する伝送開始指令器と、上記車輪通過
検知器の出力より車両速度を算出する速度演算器
と、車輪周期より信号記憶の時間長を定める記録
時間指令器と、車輪のおのおのの通過をカウント
するカウンタと、上記フラツト検知器、車輪通過
検知器等からの出力を記憶する記憶装置と、該記
憶装置からの出力波形を記録する波形記録装置
と、前記記憶装置からの出力より相互相関関数を
算出する相関計および該相関計の出力を記録する
相関記録装置とから構成したことを特徴とする車
輪のフラツト摩耗検知装置。
[Scope of Claims] 1. At least three flat detectors are provided in the longitudinal direction of the rail at intervals equal to the circumferential length of the wheel with the largest diameter, and among the flat detectors, the flat detector through which the wheel passes first is A wheel passing detector is provided at the position and a position on the near side in the wheel running direction from that position, and the output of the flat detector provided at the position where the wheel first passes, and the output of the flat detector provided at the same position as the flat detector. Record the pulse output of the wheel passing detector and the output of each other flat detector, and find a cross-correlation function between the output of the first flat detector used as a reference and the output of each other flat detector. , the occurrence time of the maximum value of the cross-correlation function is defined as the time difference between the outputs of the respective flat detectors, and the value of the time difference is calculated from the contact between the wheel and the rail moving between the two flat detectors. The present invention is characterized by identifying the correspondence between a flat-worn wheel and vibration by determining whether or not the arrival time of the vibration to the device is on the expected time difference curve of the wheel shown in accordance with the movement of the contact point. A method for detecting flat wear on wheels. 2. At least three flat detectors arranged in the longitudinal direction of the rail at intervals equal to the circumferential length of the wheel with the largest diameter, one of which is located at the installation position of the flat detector through which the wheel first passes. , and two wheel passing detectors, the other of which is disposed on the front side in the wheel running direction from the installation position,
a level determination device that determines the impact level due to flat wear; a transmission start command device that operates based on the determination result of the level determination device; a speed calculator that calculates the vehicle speed from the output of the wheel passing detector; a recording time command device that determines the time length of signal storage based on the cycle; a counter that counts each passing of a wheel; a storage device that stores outputs from the flat detector, wheel passing detector, etc.; A wheel flat comprising: a waveform recording device that records the output waveform of the storage device; a correlator that calculates a cross-correlation function from the output from the storage device; and a correlation recording device that records the output of the correlator. Wear detection device.
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