WO2022130510A1 - 軌道状態監視装置、軌道状態監視システム及び軌道状態監視方法 - Google Patents

軌道状態監視装置、軌道状態監視システム及び軌道状態監視方法 Download PDF

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WO2022130510A1
WO2022130510A1 PCT/JP2020/046796 JP2020046796W WO2022130510A1 WO 2022130510 A1 WO2022130510 A1 WO 2022130510A1 JP 2020046796 W JP2020046796 W JP 2020046796W WO 2022130510 A1 WO2022130510 A1 WO 2022130510A1
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WO
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track
orbital
condition monitoring
monitoring device
displacement
Prior art date
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PCT/JP2020/046796
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English (en)
French (fr)
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健太郎 大石
勇佑 西尾
Original Assignee
川崎車両株式会社
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Priority to US18/333,595 priority patent/US20230322279A1/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/08—Measuring installations for surveying permanent way
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/06—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring irregularities in longitudinal direction
    • E01B35/08—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring irregularities in longitudinal direction for levelling

Definitions

  • This disclosure relates to a technique for monitoring the state of the orbit.
  • Patent Document 1 discloses that the magnitude of the orbital displacement is represented by a statistical value such as a standard deviation.
  • Landgraf, M, and Hansmann, F are studying the evaluation of the orbital state using fractal analysis. The study was presented in a simultaneous session of a meeting by the International Heavy Haul Association, which began on September 4, 2017, in Cape Town, South Africa.
  • the present disclosure solves the above-mentioned problems, and aims to reduce the variation in the index value indicating the orbital state for each measurement.
  • the track state monitoring device is a track state monitoring device that monitors the state of the track on which the railway vehicle travels, and includes a processing unit that calculates an index value indicating the state of the track, and the processing unit is in the longitudinal direction of the track. Based on the track displacement data in which the track position data due to the track displacement is associated with the position data, the value corresponding to the length of the track due to the track displacement in the evaluation target section is used as the index value. Calculate.
  • the variation of the index value is reduced by setting the value according to the length of the track due to the track displacement in the evaluation target section as the index value indicating the track state, so that the value is high.
  • the orbital state can be predicted accurately.
  • the track condition monitoring system is provided on the railway vehicle, a track condition monitoring device, a position-related information acquisition unit that is provided on the railway vehicle and acquires track position data capable of specifying a position in the longitudinal direction of the track, and a track condition information acquisition unit. It is provided with an orbital displacement position acquisition unit for acquiring the orbital displacement position due to the orbital displacement.
  • track displacement data can be created in order to collect track position data and position data in which track displacement is observed when a railroad vehicle travels on the track.
  • the track condition monitoring method is a track condition monitoring method for monitoring the condition of a track on which a railroad vehicle travels, and (a) data on the position in the longitudinal direction of the track is associated with data on the track position due to displacement of the track.
  • the obtained track displacement data is acquired, and (b) based on the track displacement data, a value corresponding to the length of the track caused by the track displacement in the evaluation target section is calculated as an index value indicating the state of the track. ..
  • the value corresponding to the length of the orbit due to the orbital displacement in the evaluation target section is used as the index value indicating the orbital state, so that the variation of the index value is reduced, so that the value is high.
  • the orbital state can be predicted accurately.
  • the orbital condition monitoring device or monitoring method it is possible to reduce the variation in the index value indicating the orbital condition for each measurement.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the track condition monitoring system 30.
  • the track 10 is a road that guides the railroad vehicle 20 along a predetermined route.
  • the track 10 includes two rails 12, 12.
  • the two rails 12, 12 may be laid in parallel on the ground via sleepers or the like.
  • the track may be such that one rail guides a railroad vehicle, such as a monorail.
  • the track may be provided above the ground by a viaduct or the like.
  • the track may be provided in a tunnel dug underground.
  • the railroad vehicle 20 includes a vehicle body 22 and a bogie 24.
  • the bogie 24 includes a bogie frame 25 and a plurality of wheels 25W.
  • the plurality of wheels 25W are rotatably supported on the left and right portions of the bogie frame 25 via the axle portion.
  • the part that supports the axle is sometimes called the axle box.
  • the traveling direction of the railway vehicle 20 may be referred to as the front side, and the backward direction may be referred to as the rear side. Further, it may be left or right with reference to the case where the traveling direction is viewed from the railway vehicle 20. In the direction of gravity, the side to which gravity is applied may be called the lower side, and the opposite side may be called the upper side.
  • the left and right wheels 25W travel on the rail 12 while being guided by the two rails 12, respectively.
  • the bogie 24 supports the vehicle body 22 from below.
  • the railroad vehicle 20 including the vehicle body 22 travels along the track 10.
  • the railroad vehicle 20 may be any of a train, a locomotive of a freight train, a locomotive, a locomotive of a passenger train, and a passenger car, as long as it is a vehicle traveling on the track 10.
  • the freight car or passenger car may be an accompanying vehicle towed by a locomotive, or may be a powered vehicle having its own power.
  • the locomotive may be an electric locomotive or an internal combustion locomotive such as a diesel locomotive.
  • the railroad vehicle 20 may be a commercial vehicle for transporting people or luggage, or may be a commercial vehicle for monitoring track conditions.
  • FIG. 2 shows how the high and low displacements of the orbit 10 progress as the times T1, T1, and T3 elapse.
  • the shaking of the railroad vehicle 20 during traveling increases, so maintenance work is performed to reduce the displacement of the track 10.
  • Track 10 Maintenance of track 10 is performed by, for example, a dedicated track maintenance vehicle.
  • track maintenance vehicles are expensive, and the distance that can be constructed by one track maintenance work is limited to about 1 km. Therefore, it is desired to efficiently operate a limited number of units. If the long-term transition of the track state can be predicted with as high accuracy as possible after accurately grasping the track state, the track maintenance plan for the track 10 can be efficiently executed.
  • the index value representing the orbital condition is less likely to vary for each measurement, and the orbital condition can be accurately grasped.
  • the track state monitoring system 30 is a system for monitoring the track state, and includes a position-related information acquisition unit 32, a track displacement position acquisition unit 40, and a track state monitoring device 50.
  • the position-related information acquisition unit 32 and the track displacement position acquisition unit 40 are provided on the railway vehicle 20.
  • the track condition monitoring device 50 is provided at the management base 14.
  • the management base 14 is provided at a place different from that of the railroad vehicle 20.
  • the management base 14 is a building provided on the ground for monitoring the railroad vehicle 20.
  • the position-related information acquisition unit 32, the track displacement position acquisition unit 40, and the track condition monitoring device 50 are communicably connected via the communication network 16.
  • the communication network 16 may be a wired type, a wireless type, or a composite system thereof. Further, the communication network 16 may be a public communication network or a communication network using a dedicated line.
  • the position-related information acquisition unit 32 acquires position data capable of specifying the position of the track 10 in the longitudinal direction.
  • the position in the longitudinal direction of the track 10 may be a position (for example, about a kilometer) based on a fixed position in the longitudinal direction of the track 10 (for example, the starting point of the track, any station) or the like, or the track 10 It may be a position based on an arbitrary position in the longitudinal direction of.
  • the position data may be information that directly indicates the position of the orbit 10 in the longitudinal direction, or may be information that can determine the position of the orbit 10 in the longitudinal direction by undergoing arithmetic processing.
  • the position-related information acquisition unit 32 includes a rotation speed detection sensor that detects the rotation speed of the wheel, and outputs a mileage from any position or a speed at regular time intervals based on the detection result of the rotation speed detection sensor. You may. Further, for example, the position-related information acquisition unit 32 may include an acceleration sensor that detects the acceleration in the traveling direction of the railway vehicle 20, and may output the acceleration or the speed based on the detection result of the acceleration sensor. Further, for example, the position-related information acquisition unit 32 includes a GPS (Global Positioning System) receiving unit, and is a position in the longitudinal direction of the orbit 10 based on the latitude / longitude information obtained by the reception signal by the GPS receiving unit or the latitude / longitude information. May be output.
  • GPS Global Positioning System
  • the track displacement position acquisition unit 40 acquires track position data caused by the track displacement.
  • the displacement of the track 10 may be a position in any direction indicating the displacement state of the track 10.
  • the orbital displacement of the orbital 10 may be a high or low displacement or a street displacement.
  • the high-low displacement is a vertical displacement of the rail 12 in the longitudinal direction, and is, for example, a vertical displacement of the top surface of the rail 12.
  • the street displacement is a left-right displacement in the longitudinal direction of the rail 12, for example, a left-right displacement of the side surface of the head of the rail 12.
  • the description will be centered on the fact that the displacement of the orbit 10 is a high or low displacement.
  • the displacement of the detection target portion of the orbit 10 may be acquired with reference to the portions before and after the detection target portion.
  • the displacement of the orbit 10 may be measured by the versine method (for example, the 10 m string versine method) or the inertia versine method (described later).
  • the position-related information acquisition unit 32 obtains position data capable of specifying the position of the track 10 in the longitudinal direction
  • the track displacement position acquisition unit 40 obtains the position of the track 10 due to the track displacement. Is acquired in association with the position based on the position data.
  • the vehicle speed sensor 32a is provided on the railway vehicle 20 as the position-related information acquisition unit 32.
  • the vehicle speed sensor 32a is a sensor that detects the speed of the railway vehicle 20.
  • the vehicle speed sensor 32a may be a speed generator incorporated in the railway vehicle 20.
  • the position data acquired by the position-related information acquisition unit 32 the vehicle speed at regular intervals detected by the vehicle speed sensor 32a may be output.
  • the mileage of the railway vehicle 20 can be obtained, and the position of the track 10 in the longitudinal direction can be specified by this mileage.
  • a gyro sensor 42 and a distance sensor 44 are provided in the railway vehicle 20 as the track displacement position acquisition unit 40.
  • the gyro sensor 42 outputs an angular velocity detection signal according to the angular velocity of the railroad vehicle 20 and an acceleration detection signal according to the acceleration of the railroad vehicle 20 as a motion detection unit.
  • an acceleration sensor that outputs the acceleration detection signal corresponding to the acceleration of the railroad vehicle 20 may be provided.
  • a signal corresponding to the movement of the railroad vehicle 20 is output from the gyro sensor 42.
  • the output from the gyro sensor 42 calculates the movement of the railroad vehicle 20 in the ground space where the railroad vehicle 20 exists, whereby the position of the railroad vehicle 20 in the space can be estimated.
  • the distance sensor 44 is an example of a track relative position measuring unit that measures the relative position of the track 10 with respect to the railway vehicle 20 and outputs a signal corresponding to the relative position.
  • various distance sensors such as a laser sensor, an ultrasonic sensor, and an optical sensor may be used.
  • distance sensors 44 are provided on the left and right corresponding to each of the left and right rails 12. Each distance sensor 44 detects the height position of the top surface of the rail 12 with respect to the railroad vehicle 20.
  • the example of the measuring unit that detects the position of the track 10 with respect to the railroad vehicle 20 is not limited to the above example.
  • a shape measuring device by an optical cutting method may be used as the orbital relative position measuring unit.
  • the shape measuring device by the optical cutting method irradiates the rail 12 with a slit light source, images an image in which the slit light is reflected, and calculates the coordinate position of the surface of the rail 12 based on the position of the slit in the captured image. It is a device.
  • the vehicle speed sensor 32a and the distance sensor 44 may be provided at any position on the railway vehicle 20.
  • the vehicle speed sensor 32a and the distance sensor 44 may be provided on the vehicle body 22 or the bogie 24.
  • the vehicle speed sensor 32a and the distance sensor 44 may be provided in a portion of the railway vehicle 20 that exhibits the same movement, for example, in a common portion of the vehicle body 22 and the bogie 24. In this case, since the vehicle speed sensor 32a and the distance sensor 44 move in the same manner with respect to the track 10, the position of the rail 12 with respect to the ground space where the railroad vehicle 20 exists can be obtained more accurately.
  • the track displacement position acquisition unit 40 may acquire the position of the rail 12 with respect to the railway vehicle 20 as the position of the track 10.
  • the railway vehicle 20 is provided with a data acquisition device 26 and a communication device 28.
  • the data collecting device 26 is composed of a computer including a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device. Each output from the position-related information acquisition unit 32 and the track displacement position acquisition unit 40 is given to the data acquisition device 26.
  • the data collection device 26 temporarily stores the acquired data 27 based on those outputs.
  • the communication device 28 includes a communication circuit that can be connected to the communication network 16.
  • the communication device 28 is, for example, a wireless communication device.
  • the data collection device 26 transmits the acquired data 27 via the communication device 28.
  • the acquired data 27 may be transmitted in real time, or may be transmitted every predetermined time or predetermined mileage.
  • the position-related information acquisition unit 32 and the track displacement position acquisition unit 40 may be provided in a plurality of railway vehicles 20.
  • the acquired data 27 is obtained each time each railroad vehicle 20 travels.
  • the acquired data 27 is wirelessly transmitted from the railroad vehicle 20.
  • the transmitted acquired data 27 is stored in the data server 18 via the communication network 16.
  • the data server 18 is composed of a computer including a processor such as a CPU and a storage device 19.
  • the data server 18 receives the acquired data 27 transmitted from the railroad vehicle 20 via the communication network 16, and stores the plurality of acquired data 27 as the collected data 19a in the storage device 19.
  • the data server 18 stores the data including the acquired data 27 at different times acquired by the same or different railroad vehicles 20 as the collected data 19a.
  • the track condition monitoring device 50 monitors the condition of the track 10 on which the railroad vehicle 20 travels.
  • the track condition monitoring device 50 is communicably connected to the data server 18.
  • the data server 18 may be provided at the same place as the track condition monitoring device 50, or may be provided at a different place.
  • the track condition monitoring device 50 and the data server 18 may be connected via the communication network 16 or may be connected via a dedicated communication line.
  • an example is shown in which the acquisition result by the position-related information acquisition unit 32 and the acquisition result by the orbital displacement position acquisition unit 40 are given to the orbital condition monitoring device 50 via the communication network and the data server 18.
  • the data server 18 may be omitted, and the collected data 19a may be directly stored in the orbital condition monitoring device 50.
  • the orbital condition monitoring device 50 is composed of a computer including a processor 52 such as a CPU, a storage device 56, a communication device 54, and the like.
  • the communication device 54 includes a communication circuit, and the track condition monitoring device 50 is communicably connected to the data server 18 via the communication device 54.
  • the communication device 54 may be a dedicated communication device connected only to the data server 18 or a communication device connected to the communication network 16.
  • the communication device 54 is an example of an input unit in which a signal indicating position data capable of calculating the position of the orbit 10 in the longitudinal direction and a signal indicating the position of the orbit due to the displacement of the orbit 10 are input.
  • the processor 52 includes an arithmetic circuit.
  • the processor 52 is an example of a processing unit that calculates an index value indicating an orbital state.
  • the processor 52 may perform the process according to the modification described later.
  • the storage device 56 is composed of a non-volatile storage device such as an HDD (hard disk drive) and an SSD (Solid-state drive).
  • the storage device 56 stores the program 56a, the collected data 56b, the orbital displacement data 56c, and the index data 56d.
  • the program 56a describes the processing for the processor 52 to realize the function as the processing unit. Therefore, when the processor 52 executes the process described in the program 56a stored in the storage device 56 or the like, the process as a processing unit for calculating the evaluation value is executed.
  • the number of processors 52 may be one or a plurality.
  • the plurality of processors 52 may be incorporated in one computer.
  • a plurality of processors 52 may be incorporated in a plurality of computers, and the processing as a processing unit in which the plurality of computers calculate an evaluation value may be distributed.
  • the collected data 56b is data corresponding to the orbit 10 to be evaluated among the collected data 19a stored in the data server 18.
  • the track displacement data 56c is data in which the data of the position in the longitudinal direction of the track 10 is associated with the data of the track position caused by the displacement of the track 10, and is obtained based on the collected data 19a.
  • the index data 56d is data in which index values for each evaluation target section of the track 10 to be evaluated are associated with each other, and can be generated based on the track displacement data 56c.
  • the track condition monitoring device 50 may include an input unit 58 that receives various instructions from the user to the track condition monitoring device 50.
  • the input unit 58 may be a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like including a plurality of switches.
  • the track condition monitoring device 50 may include a display device 59 that displays various information by the track condition monitoring device 50.
  • the display device 59 may be a liquid crystal display device, an organic EL (Electro-luminescence) display device, or the like.
  • As the display device 59 a display device or the like provided on a smartphone, a tablet terminal, or the like may be used.
  • step S1 of the collected data 19a stored in the data server 18, the data for the evaluation target trajectory is acquired.
  • the acquired data is stored in the storage device 56 as the collected data 56b.
  • the acquired data 27 associated with the various tracks is transmitted to the data server 18.
  • the acquired data 27 acquired at different times are accumulated for various orbits.
  • a group of acquired data 27 associated with the orbit to be evaluated is transmitted from the data server 18 to the orbit state monitoring device 50 and stored as collected data 19a. Will be done.
  • the track displacement data 56c is calculated based on the collected data 19a, and the track displacement data 56c is stored in the storage device 56.
  • the collected data 19a (acquired data 27) is vehicle speed data, angular velocity and acceleration data of the railway vehicle 20, and high / low position data of the track 10 for each predetermined sampling cycle.
  • the mileage of the railway vehicle 20 at each sampling timing from the reference time is calculated by accumulating the vehicle speed data from any of the reference times.
  • the high / low position of the track 10 due to the high / low displacement is calculated by the inertial versine method.
  • the position of the railcar 20 in the ground space is calculated based on the angular velocity and acceleration data of the railcar 20 according to the principle of inertia.
  • the high / low position of the track 10 in the ground space is calculated. From the calculated high and low positions of the orbit 10 in the ground space, a value indicating the high and low displacement of the orbit 10 corresponding to the versine method (for example, the 10 m string versine method) is calculated.
  • the track displacement data 56c is generated in which the data of the position in the longitudinal direction of the track 10 is associated with the data of the track position caused by the displacement of the track 10. If there is other collected data 19a (acquired data 27) related to the orbit 10 to be evaluated, the orbit displacement data 56c is similarly generated based on the other collected data 19a (acquired data 27).
  • the generated orbital displacement data 56c is stored in the storage device 56. Therefore, the storage device 56 may store a plurality of orbital displacement data 56c based on the plurality of collected data 19a acquired at different times.
  • step S2 may be processed differently depending on the type of data included in the collected data 19a.
  • the collected data 19a includes the mileage as the position data
  • the process of calculating the mileage of the railway vehicle 20 as described above may be omitted.
  • the collected data 19a includes latitude / longitude data at each sampling timing based on the GPS signal as position data
  • each is based on the latitude / longitude data and the route data of the orbit 10 set in advance.
  • a process for specifying the position of the orbital 10 in the longitudinal direction at the sampling timing may be performed.
  • the track displacement position may be any value as long as it can evaluate the progress of the irregularity of the track 10, and may be, for example, the position of the track 10 with respect to the traveling railroad vehicle 20.
  • the data corresponding to the evaluation target section of the evaluation target orbit 10 is extracted from the orbital displacement data 56c. That is, the track 10 to be evaluated is divided at regular intervals (for example, 100 m) suitable for maintenance management, and is managed for each of a plurality of evaluation target sections.
  • data of one of the plurality of evaluation target sections is extracted. That is, the data corresponding to the evaluation target section is extracted from the track displacement data 56c.
  • This data may be expressed as a data string in which the position coordinates in the longitudinal direction of the orbit 10 and the high and low displacement coordinates of the orbit 10 are combined.
  • the extracted data for one evaluation target interval may include a plurality of data based on the acquired data 27 acquired at different times.
  • the evaluation target section may be set as a section that is mutually exclusive in the orbit 10, or may be set as a section that partially overlaps with each other.
  • the evaluation target section may be a section having the same length or a section having different lengths from each other. The explanation is made on the assumption that the evaluation target section is set as an isometric section that is mutually exclusive in the orbit 10.
  • a value corresponding to the length of the track 10 due to the displacement of the track 10 in the evaluation target section is calculated as an index value.
  • the length of the orbit 10 due to the displacement of the orbit 10 in the evaluation target section is the actual length of the orbit 10 in the evaluation target section.
  • the length of the orbit 10 increases as the orbit 10 is displaced from the ideal design path in a large wavy manner. For example, in the example shown in FIG. 2, assuming that the orbital 10 at the time T1 draws an ideal straight line, if the irregularity of the orbital 10 progresses at the time T2, the length of the orbital 10 increases and the irregularity of the orbital 10 at the time T3 increases.
  • the length of the orbit 10 increases.
  • the length of the track 10 depends not only on the size of the dent or the convex portion of the track 10, but also on the repetition period of the unevenness. That is, the length of the orbit 10 increases when the size of the dent or the convex portion of the orbit 10 is large, and increases when the repetition period of the unevenness becomes short.
  • the sway of the railroad vehicle 20 becomes large in both the case where the size of the dent or the convex portion of the track 10 becomes large and the case where the repetition period of the unevenness becomes short. Therefore, the value corresponding to the length of the track 10 due to the displacement of the track 10 in the evaluation target section is suitable as an evaluation value for examining the necessity of maintenance of the track 10. It should be noted that the value corresponding to the length of such an orbit 10 may be grasped as a value at which a positive or negative correlation that increases or decreases as the length increases is established.
  • step S4 the waveform length of the displacement of the track 10 in the evaluation target section is calculated based on the extracted track displacement data 56c.
  • the orbital displacement data 56c is the orbit. It is expressed as a waveform that undulates high and low as the longitudinal position of the is increased.
  • a curve connecting each coordinate smoothly is shown by a two-dot chain line. This two-dot chain line is considered to indicate the high and low displacement of the orbit 10.
  • the waveform length of the displacement of the orbit 10 may be obtained by the sum of the straight lines connecting the above coordinates. Assuming the above data sequence, the waveform length L of the displacement of the orbit 10 is calculated by, for example, the following equation 1.
  • the waveform length L may be obtained as an approximate value.
  • the ideal length of the orbit 10 is subtracted from the waveform length L.
  • the ideal length of the track 10 is a length that is ideal in design, and is a length when the above-mentioned track displacement is not present.
  • the ideal length Li is calculated by subtracting the x coordinate of the first data from the x coordinate of the last data in the data string, that is, x n ⁇ x 0 .
  • the value obtained by subtracting the ideal length Li of the orbit 10 from the waveform length L is used as an index value.
  • the calculated index value is stored in the storage device 56 as the index data 56d.
  • an index value is calculated for each data.
  • the plurality of calculated index values are stored in the storage device 56 as index data 56d in association with the time when the data is acquired.
  • the time when the data is acquired may be set based on any data included in the data column.
  • next step S7 it is determined whether or not there is another evaluation target section that has not been evaluated in the orbit 10 to be evaluated. If there is another evaluation target section that has not been evaluated, the process returns to step S3, and the processing after step S3 is executed for the other evaluation target section. The processing of steps S3 to S6 is repeated for the plurality of evaluation target sections until the evaluation is completed. As a result, the index value is calculated for each of the plurality of evaluation target sections included in the evaluation target orbit 10.
  • step S7 If it is determined in step S7 that there is no other evaluation target section, the process proceeds to step S8.
  • step S8 the orbital state based on the index value is displayed on the display device 59.
  • FIG. 6 shows a display example in the display device 59.
  • the display example includes an orbital state display image 59A showing the orbital state.
  • the orbital state may be the current state or the predicted future state.
  • the orbital state display image 59A may include an image 59A1 showing a change in the index value with respect to the elapsed time. More specifically, for example, for any one of the evaluation target sections, the horizontal axis is the elapsed time (date in the figure) with respect to the predetermined processing reference time, and the vertical axis is the evaluation value (the maximum value is 1 in the figure).
  • Image 59A1 plotting a plurality of index values at each time is displayed on the graph (normalized so as to be). In FIG.
  • the index values are divided into upper and lower groups. For each of the left and right rails 12, the index value gradually increases with the passage of time. By performing maintenance work on the orbit 10, the index value drops once, but the index value gradually increases again with the passage of time.
  • the value corresponding to the length of the orbit 10 due to the displacement of the orbit 10 in the evaluation target section is used as an index value indicating the orbit state.
  • the length of the orbit 10 due to the displacement of the orbit 10 does not excessively reflect the variation in the uneven displacement in the longitudinal direction of the orbit 10, but reflects the total amount of the uneven displacement. Therefore, the orbital state caused by the displacement of the orbital 10 is appropriately evaluated by the index value that is hard to vary.
  • the index value with less variation improves the prediction accuracy of the index value in the future, and as a result, the maintenance plan can be appropriately created.
  • FIG. 7 shows the orbital state in which the data showing the orbital state shown in FIG. 6 is evaluated by the standard deviation
  • FIG. 8 shows the orbital state evaluated by the fractal analysis.
  • the standard deviation and fractal dimension are normalized.
  • the term "normalization" as used herein means to normalize the index value of the data acquisition period so that the maximum value is 1 and the minimum value is 0 without considering the left rail and the right rail. From any of FIGS. 6 to 8, it can be understood that the index value gradually increases with the passage of time.
  • the variability of the index values in FIG. 6 is clearly smaller than the standard deviation of FIG. 7 and the variability of the fractal dimension of FIG. Therefore, the index value according to the length of the orbit 10 due to the displacement of the orbit 10 in the evaluation target section is not likely to vary and is suitable for appropriately evaluating the orbital state caused by the displacement of the orbit 10. It is understood that there is.
  • the position-related information acquisition unit 32 and the track displacement position acquisition unit 40 are provided in the railway vehicle 20. Therefore, when the railroad vehicle 20 travels on the track 10, the position data and the displacement of the track 10 are easily acquired. As a result, the track displacement data 56c is generated by the traveling of the railroad vehicle 20, the index value is calculated, and the state of the track 10 can be easily evaluated.
  • an orbital condition monitoring device 50 including a processor 52 or the like as the processing unit is provided in the management base 14, and the acquisition result by the position-related information acquisition unit 32 and the acquisition result by the orbital displacement position acquisition unit 40 communicate with each other. It is transmitted to the track condition monitoring device 50 via the network 16. Therefore, the track condition can be monitored by the track condition monitoring device 50 away from the railway vehicle 20.
  • the acquisition result by the position-related information acquisition unit 32 and the acquisition result by the orbital displacement position acquisition unit 40 at different times are transmitted to the data server 18 or the orbital state monitoring device 50 via the communication network 16 and their. If the orbital displacement data 56c based on the data is stored in the data server 18 or the orbital state monitoring device 50, the change in the orbital state can be easily grasped based on the accumulated data. This facilitates analysis for future state prediction and the like.
  • the high and low displacement of the track 10 affects the vertical vibration of the railway vehicle 20 traveling on the track 10.
  • the processor 52 as the processing unit in the present embodiment uses a value according to the length of the orbital 10 due to the high and low displacement of the orbital 10 in the evaluation target section as an index value indicating the orbital state. Calculate. Therefore, the state of the high and low displacement of the track 10, which easily affects the vertical vibration of the railway vehicle 20, is appropriately evaluated.
  • the processor 52 as the processing unit may calculate a value according to the length of the orbit 10 due to the displacement as shown in the width direction of the orbit 10 in the evaluation target section as an index value indicating the orbit state.
  • the track displacement position acquisition unit 40 may detect the lateral displacement of the rail 12.
  • the process of calculating the index value includes the process of calculating the waveform length of the displacement of the track 10 in the evaluation target section based on the track displacement data 56c.
  • the calculation process of the waveform length of the displacement of the orbit 10 can be calculated based on the geometrical positional relationship and the like. Therefore, the index value can be easily calculated with a small amount of calculation as compared with the case of obtaining the fractal dimension.
  • the index value may be the waveform length L itself. Further, the value may be a value obtained by subjecting the waveform length L to a predetermined arithmetic process.
  • the process of obtaining the index value may include the process of subtracting the ideal length of the orbit 10 from the waveform length L as described above.
  • the value obtained by subtracting the ideal length of the orbit 10 from the waveform length L reflects how much the actual orbit 10 changes from the ideal orbit 10. Therefore, the user can easily imagine the actual deviation of the orbit 10 by the index value based on the value obtained by subtracting the ideal length of the orbit 10 from the waveform length L.
  • the index value may be the value itself obtained by subtracting the ideal length of the orbit 10 from the waveform length L, or may be a value obtained by performing other calculations.
  • the index value may be, for example, a value obtained by dividing the waveform length L by the distance in the evaluation target section. In this case, the magnitude of the deviation of the track 10 can be easily evaluated in a plurality of evaluation target sections having different distances.
  • the value obtained by subtracting the ideal length from the waveform length L may be calculated by the integration of the following equation 2.
  • Equation 2 x is the distance between adjacent samples, and ⁇ y is the difference in elevation displacement between adjacent samples.
  • Equation 3 x is the distance between adjacent samples, and ⁇ y is the difference in elevation displacement between adjacent samples.
  • the index value may be a value corresponding to the length of the orbit 10 due to the displacement of the orbit 10 in the evaluation target section. Therefore, it is not essential that the process of calculating the index value includes the process of obtaining the waveform length itself of the displacement of the trajectory 10.
  • the process of calculating the index value may include a process of obtaining the total sum of the absolute values of the changes in the track 10 in the evaluation target section based on the track displacement data 56c.
  • the process of calculating the index value may include a process of obtaining the sum of the absolute values of y (absolute values of the high and low displacement values of each sample) based on the orbital displacement data 56c.
  • the sum of the absolute values of y of each sample is equivalent to the waveform length L approximately calculated by the sum of ⁇ y / 2x between adjacent samples.
  • the orbital state can be appropriately evaluated with an evaluation value that does not easily vary even by an evaluation value according to the sum of the absolute values of the changes in the orbit 10 in the evaluation target section. Further, by obtaining the sum of the absolute values of the changes in the orbit 10 in the evaluation target section in this way, it is possible to easily calculate the value according to the length of the orbit 10 due to the displacement of the orbit 10 in the evaluation target section. Can be done.
  • the evaluation target section is a section in which the track 10 is divided into a plurality of sections at regular intervals, the condition can be monitored with a unified index value for each section.
  • the user can confirm the track state. This makes it easier for the user to consider the presence or absence of maintenance and to make a maintenance plan.
  • step S7 each process shown in the flowchart of FIG. 9 may be performed.
  • step S11 it is determined whether or not maintenance needs to be considered.
  • the necessity of considering maintenance is determined by comparing the calculated index value with a preset reference value. For example, since the index value indicates that the orbital displacement increases as the value increases, the index value is compared with a preset reference value, and when the index value exceeds the reference value or the reference value is reached. If the above is the case, it may be determined that maintenance needs to be considered.
  • a plurality of reference values may be set according to the degree of necessity of consideration for maintenance. When the index value exceeds or exceeds the first standard value, lightly encourages maintenance consideration, and when the index value exceeds or exceeds the second standard value, which is larger than the first standard value. In addition, it may be strongly encouraged to consider maintenance.
  • the index value in the future is predicted based on the change in the index value acquired in the past. For example, as shown in FIG. 10, the tendency of the index value with respect to the elapsed time is grasped based on the data measured so far. The index value in the future is predicted based on the tendency.
  • the approximate line f (which may be an approximate straight line or an approximate curve) is obtained based on the measurement data up to now.
  • the approximation line f may be obtained, for example, by the method of least squares.
  • the approximation line f can predict future index values.
  • the maintenance forecast time is predicted.
  • the index value in the future can be predicted by the approximation line f.
  • the first reference value and the second reference value are set in advance (see FIG. 10).
  • the maintenance proposal (level 1) is determined.
  • a maintenance proposal (level 2) that encourages a stronger examination than the maintenance proposal (level 1) is determined.
  • the time at which the approximation line f intersects with the straight line indicating the first reference value is the predicted time for maintenance proposal (level 1)
  • the time at which the approximation line f intersects with the straight line indicating the second reference value is the time.
  • the track state display image 59B shown in the upper half of FIG. 1 includes maintenance proposal information 59B2 in which the track state is associated with the track path diagram 59B1.
  • the orbital path diagram 59B1 is a simplified illustration of the actual orbital 10 path. An illustration showing the position of the station may be added to the track route map 59B1.
  • the track path diagram 59B1 shows the maintenance proposal information 59B2 determined in step S11.
  • the track path diagram 59B1 is displayed by a combination of segments divided into a plurality of evaluation target sections.
  • each segment is displayed as maintenance proposal information 59B2 that can be visually distinguished according to the orbital state.
  • the segment determined to be the maintenance proposal (level 1) in step S11 is colored yellow (see the shaded segment in FIG. 11).
  • the segment corresponding to the evaluation target section for which the maintenance proposal (level 2) is determined to be necessary in step S11 may be displayed so as to be distinguishable from the others.
  • the segment may be colored red (see the cross-hatched segment at the bottom of FIG. 11).
  • the orbital state may be made by various visually identifiable indications.
  • the orbital state may be displayed by coloring, may be displayed by a pattern, may be displayed by letters, numbers, or the like, or may be distinguished by a combination thereof.
  • the orbital state display image 59C shown in the lower half of FIG. 11 includes the prediction information 59C2.
  • the prediction information 59C2 is an image showing the prediction information of the index value in the future, and is also an image showing the predicted orbital state in the future.
  • the prediction information may be the prediction value of the index value, or may be the maintenance proposal information of the trajectory estimated from the prediction information of the index value.
  • the orbital path diagram 59C1 after a lapse of a predetermined period (for example, after X years) is shown below the upper orbital path diagram 59B1 showing the current orbital state.
  • the orbital route diagram 59C1 is represented by segments corresponding to a plurality of evaluation target sections as in the above orbital route diagram 59B1, and a part or all of each segment is each evaluation target section after a predetermined period has elapsed.
  • the prediction information 59C2 of the above is shown. For example, in step S13, it is predicted that a maintenance proposal (level 1 or level 2) will be required in the future after a predetermined period has elapsed in any of the evaluation target sections. Based on this prediction result, the prediction information 59C2 of the corresponding evaluation target section after the lapse of a predetermined time is displayed as the prediction information 59C2.
  • the prediction information 59C2 can be grasped as an example of the necessity prediction of the maintenance proposal (level 1 or level 2) in the future, that is, the maintenance proposal information. This prediction result is visually displayed as visible prediction information 59C2 for a part or all of the segments, similarly to the maintenance proposal information 59B2.
  • step S15 it is determined whether or not there is an instruction for detailed display.
  • the detailed display instruction may be given, for example, by instructing any segment on the screen of the display device 59.
  • the instruction for any of the segments is a combination of a click operation, a double-click operation, a tap operation, an operation of any of them, and an instruction for explicit detailed display by a pull-down menu or the like via the input unit 58. May be done by.
  • step S16 if there is no detailed display instruction, step S16 is omitted and the process related to the display is terminated.
  • step S16 the orbital state is displayed in detail for the segment for which the detailed display is instructed.
  • a balloon is drawn from a selected segment in the orbital path diagram 59B1.
  • the orbital state display image 59D including a graph showing the change of the evaluation value with respect to the elapsed time is displayed in the blowout balloon.
  • Prediction information (approximate line f) is drawn on the orbital state display image 59D as well as the evaluation value based on the measured data.
  • the corresponding area of the first reference value, the first reference value, the first reference value (the area determined to be maintenance proposal level 1), and the corresponding area of the second reference value (the area determined to be maintenance proposal level 1) are be painted.
  • the maintenance study prediction time when the first reference value is reached for example, a month later
  • the maintenance study prediction time when the second reference value is reached for example, b year later
  • the like are drawn from the prediction information (approximate line f).
  • These maintenance examination predictions are also an example of maintenance proposal information that prompts maintenance examination based on the reference values set in advance for the index values.
  • the user can easily grasp the track state by distinguishing each evaluation target section of the track 10.
  • the track state display images 59B, 59C, and 59D include maintenance proposal information that prompts the examination of maintenance based on the reference value set in advance for the index value. Therefore, by looking at the maintenance proposal information, the user can consider whether or not to perform maintenance at an appropriate timing, a maintenance schedule, and the like.
  • the orbital state display images 59A and 59D include images showing changes in the index value with respect to the elapsed time, the user can easily predict the timing when maintenance is required.
  • the orbital state display images 59C and 59D include images showing prediction information of index values in the future.
  • the track state display image 59B displays the presence or absence of a maintenance proposal after the lapse of a predetermined period.
  • a line for predicting an index value approximately line f
  • a line showing a reference value are displayed. Therefore, the user can easily predict the timing when the track maintenance is required.
  • the maintenance study prediction time when the maintenance study of the track 10 in the future is requested is predicted, and the track state display image 59D displays an image indicating the maintenance study prediction time.
  • the user can easily grasp the timing when the maintenance of the track needs to be examined by looking at the time when the maintenance examination is predicted.
  • it may be grasped by any time unit, for example, it may be grasped by an hour unit, it may be grasped by a day unit, or it may be grasped by a monthly unit.
  • the position-related information acquisition unit 32 and the track displacement position acquisition unit 40 are provided in the railway vehicle 20 and the track condition monitoring device 50 is provided in the base station. Is not limited to the above example.
  • the track condition monitoring device 50 may be provided in the same railway vehicle 20.
  • the second aspect is the track state monitoring device according to the first aspect
  • the index value is calculated.
  • the process includes a process of calculating the waveform length of the orbital displacement in the evaluation target section based on the orbital displacement data.
  • the index value is easily calculated by calculating the waveform length of the track displacement in the evaluation target section.
  • the third aspect is the orbital condition monitoring device according to the second aspect, and the process of calculating the index value includes the process of subtracting the ideal length of the orbit from the waveform length. In this case, the user can easily imagine how much the actual orbit changes from the ideal orbit by the value obtained by subtracting the ideal length of the orbit from the waveform length.
  • the fourth aspect is the track condition monitoring device according to the first aspect, and the process of calculating the index value is the absolute value of the change amount of the track in the evaluation target section based on the track displacement data. Includes processing to find the sum. In this case, by obtaining the sum of the absolute values of the changes in the orbits in the evaluation target section, the values corresponding to the length of the orbits caused by the orbital displacements in the evaluation target section can be easily calculated.
  • the fifth aspect is the orbital state monitoring device according to any one of the first to the fourth aspects, and the orbital displacement data corresponds to the position in the longitudinal direction of the orbit and the high and low displacement positions of the orbit.
  • the processing unit uses the value corresponding to the length of the track due to the high and low displacement of the track in the evaluation target section as an index value indicating the state of the track. It is a calculation. This makes it possible to appropriately evaluate the state of high and low displacement of the track, which easily affects the vertical vibration of the railway vehicle.
  • the sixth aspect is the orbital condition monitoring device according to any one of the first to fifth aspects, and the processing unit performs maintenance by comparing the index value with a preset reference value. It determines the necessity of examination. By comparing the index value with the reference value, it is easy to determine whether maintenance should be considered.
  • a seventh aspect is an orbital condition monitoring device according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a display device, and the processing unit is based on the calculated index value of the orbit.
  • the orbital state display image showing the state is displayed on the display device. In this case, the user can confirm the track state by looking at the display device.
  • the eighth aspect is the orbital state monitoring device according to the seventh aspect, and the orbital state display image includes an image showing a change in the index value with respect to an elapsed time.
  • the ninth aspect is the orbital condition monitoring device according to the seventh or eighth aspect, and the orbital state display image includes an image in which the orbital state is associated with the orbital route map. As a result, the user can visually recognize the state of the track by distinguishing the position on the route map of the track.
  • the tenth aspect is the orbital condition monitoring device according to any one of the seventh to the ninth aspects, and the orbital state display image is maintained based on a reference value preset for the index value. It contains images showing maintenance proposal information that encourages consideration. As a result, the user can consider maintenance at an appropriate timing by looking at the maintenance proposal information.
  • the eleventh aspect is the orbital condition monitoring device according to any one of the seventh to tenth aspects, and the processing unit predicts the index value in the future based on the change in the index value in the past.
  • the orbital state display image includes an image showing prediction information of the index value in the future.
  • the twelfth aspect is the orbital condition monitoring device according to any one of the seventh to eleventh aspects, and the processing unit examines the maintenance of the orbit in the future based on the change of the index value in the past. Predicts the required maintenance study prediction time, and the track state display image includes an image indicating the maintenance study prediction time. As a result, the user can easily grasp the timing when it is necessary to consider the maintenance of the orbit by looking at the image showing the prediction of the index value.
  • a thirteenth aspect is an orbital condition monitoring device according to any one of the first to twelfth aspects, comprising a storage unit for storing a plurality of orbital displacement data detected at different times from each other, and the processing unit. Is to calculate a plurality of the index values based on the plurality of orbital displacement data. In this case, the state change of the orbit can be easily grasped by calculating a plurality of index values based on the plurality of orbital displacement data detected at different times.
  • the fourteenth aspect is the track condition monitoring device according to any one of the first to thirteenth aspects, and the evaluation target section is a section in which the track is divided into a plurality of sections at regular intervals. Is. As a result, the orbits can be divided at regular intervals and the condition can be monitored with appropriate index values for each.
  • the sixteenth aspect is the orbital condition monitoring system according to the fifteenth aspect, wherein the orbital condition monitoring device is used. It is provided in the management base, and the acquisition result by the position-related information acquisition unit and the acquisition result by the orbital displacement position acquisition unit are transmitted to the orbital condition monitoring device via the communication network. As a result, the track condition is monitored by the track condition monitoring device away from the railroad vehicle.
  • the 18th aspect is the orbital state monitoring method according to the 17th aspect
  • the calculation process of the index value is performed.
  • (B) includes a process of calculating the waveform length of the orbital displacement in the evaluation target section based on the orbital displacement data.
  • the nineteenth aspect is the orbital condition monitoring method according to the seventeenth or eighteenth aspect, in which (c) the necessity of consideration of maintenance is determined based on the index value and the preset reference value.
  • (D) This is an orbital condition monitoring method in which maintenance proposal information that proposes maintenance consideration is displayed on the display unit when it is determined that maintenance consideration is necessary. As a result, maintenance can be examined based on the maintenance proposal information.
  • the twentieth aspect is the orbital condition monitoring method according to any one of the 17th to 19th aspects, and in the index value calculation process (b), a plurality of orbital displacement data at different times are used.

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Abstract

測定の毎に、軌道状態を表す指標値のばらつきを小さくすることを目的とする。軌道状態監視装置は、鉄道車両が走行する軌道の状態を監視する軌道状態監視装置であって、軌道の状態を示す指標値を演算する処理部を備え、前記処理部は、前記軌道の長手方向の位置のデータに軌道変位に起因する軌道位置のデータが対応付けられた軌道変位データに基づき、評価対象区間における前記軌道変位に起因する前記軌道の長さに応じた値を、前記指標値として演算する。

Description

軌道状態監視装置、軌道状態監視システム及び軌道状態監視方法
　この開示は、軌道の状態を監視するための技術に関する。
　特許文献１は、軌道変位の大きさを、標準偏差といった統計値で表すことを開示している。
　また、Landgraf,M、及び、Hansmann,Fによって、フラクタル解析を用いた軌道状態の評価が研究されている。同研究は、南アフリカのケープタウンにおいて、２０１７年９月４日から開始された国際重量輸送鉄道協会（International Heavy Haul Association）による会合の同時セッションにおいて発表された。
特開平１１－３０１４７８号公報
　ところで、鉄道車両が軌道を繰返し通過すると、軌道変位が進行する。軌道変位が進行すると、必要に応じて軌道の保守作業が行われる。このため、軌道状態を適切な指標値によって評価することが要請される。
　しかしながら、特許文献１に記載の軌道管理システムのように、軌道状態を標準偏差で表した場合、測定毎のばらつきが大きいという問題が見出された。また、軌道状態は、フラクタル解析により得られたフラクタル次元によって表すことも可能である。この場合にも、標準偏差の場合と同様に、測定毎のばらつきが大きいという問題が見出された。
　本開示は、上述のような問題を解決するもので、測定の毎に、軌道状態を表す指標値のばらつきを小さくすることを目的とする。
　軌道状態監視装置は、鉄道車両が走行する軌道の状態を監視する軌道状態監視装置であって、軌道の状態を示す指標値を演算する処理部を備え、前記処理部は、前記軌道の長手方向の位置のデータに軌道変位に起因する軌道位置のデータが対応付けられた軌道変位データに基づき、評価対象区間における前記軌道変位に起因する前記軌道の長さに応じた値を、前記指標値として演算する。
　この軌道状態監視装置によれば、評価対象区間における、軌道変位に起因する軌道の長さに応じた値を、軌道状態を示す指標値とすることで、指標値のばらつきが小さくなるため、高精度に軌道状態の予測ができる。
　軌道状態監視システムは、軌道状態監視装置と、前記鉄道車両に設けられ、前記軌道の長手方向の位置を特定可能な軌道位置データを取得する位置関連情報取得部と、前記鉄道車両に設けられ、前記軌道変位に起因する前記軌道の変位位置を取得する軌道変位位置取得部とを備える。
　この軌道状態監視システムによれば、鉄道車両が軌道を走行する際に、軌道位置データと軌道変位が観測された位置データとを収集するため、軌道変位データを作成することができる。
　軌道状態監視方法は、鉄道車両が走行する軌道の状態を監視する軌道状態監視方法であって、（ａ）前記軌道の長手方向の位置のデータに軌道変位に起因する軌道位置のデータが対応付けられた軌道変位データを取得し、（ｂ）前記軌道変位データに基づき、評価対象区間における前記軌道変位に起因する前記軌道の長さに応じた値を、軌道の状態を示す指標値として演算する。
　この軌道状態監視方法によれば、評価対象区間における、軌道変位に起因する軌道の長さに応じた値を、軌道状態を示す指標値とすることで、指標値のばらつきが小さくなるため、高精度に軌道状態の予測ができる。
　軌道状態監視装置又は監視方法によると、測定の毎に、軌道状態を表す指標値のばらつきを小さくすることができる。
実施形態に係る軌道状態監視システムの全体構成を示す説明図である。 軌道の変位の進行状態例を示す説明図である。 位置関連情報取得部及び軌道変位位置取得部の一例を示すブロック図である。 軌道状態監視装置における処理部の処理例を示すフローチャートである。 軌道変位データに基づく波形例を示す図である。 経過時間に対する指標値の変化例を示す図である。 経過時間に対する標準偏差の変化例を示す図である。 経過時間に対するフラクタル次元の変化例を示す図である。 変形例に係る処理部の処理例を示すフローチャートである。 未来を含む時間に対する指標値の変化例を示す図である。 軌道状態表示画像の一例を示す図である。 軌道状態表示画像の他の例を示す図である。
　以下、実施形態に係る軌道状態監視装置、軌道状態監視システム及び軌道状態監視方法について説明する。図１は軌道状態監視システム３０の全体構成を示す説明図である。
　本システム３０による監視対象となる軌道１０の一例について説明する。軌道１０は、鉄道車両２０を所定の経路に沿って導く路である。ここでは、軌道１０は、２つのレール１２、１２を含む。２つのレール１２、１２は、地上に枕木等を介して並行状態で敷設されていてもよい。軌道は、モノレールのように１本のレールが鉄道車両を案内するものであってもよい。軌道は、高架橋等によって地上よりも上方位置に設けられていてもよい。軌道は、地下に掘られたトンネル内に設けられていてもよい。
　鉄道車両２０は、車体２２と台車２４とを備える。台車２４は、台車枠２５と、複数の車輪２５Ｗとを備える。複数の車輪２５Ｗは、台車枠２５の左右部位に車軸部を介して回転可能に支持されている。車軸部を支持する部分は軸箱と呼ばれることがある。なお、本実施形態において、鉄道車両２０の進行方向を前側、後退方向を後側ということがある。また、鉄道車両２０から進行方向を見た場合を基準として左又は右という場合がある。重力方向において重力が加わる側を下側、その反対側を上側という場合がある。左右の車輪２５Ｗは、それぞれ２つのレール１２によって案内されつつ当該レール１２上を走行する。台車２４が下方から車体２２を支持している。台車２４が軌道１０上を走行することで、車体２２を含む鉄道車両２０が軌道１０に沿って走行する。鉄道車両２０は、軌道１０を走行する車両であればよく、電車、貨物列車の機関車、貨車、旅客列車の機関車、客車のいずれであってもよい。貨車又は客車は、機関車によって牽引される付随車であってもよいし、自身が動力を有する動力車であってもよい。機関車は、電気機関車であってもよいし、ディーゼル機関車等の内燃機関車であってもよい。鉄道車両２０は、人又は荷物の輸送のための営業車両であってもよいし、軌道状態を監視するための事業用車両であってもよい。
　図２に示すように、鉄道車両２０が軌道１０を繰返し走行すると、軌道１０の変位が進行する。例えば、図２では、時間Ｔ１、Ｔ１、Ｔ３が経過するのに伴い、軌道１０の高低変位が進行する様子が示される。軌道１０の変位が進行すると、走行中における鉄道車両２０の揺れが増大するため、軌道１０の変位を小さくするための保守作業が行われる。
　軌道１０の保守は、例えば、専用の保線用車両により行われる。しかしながら、保線用車両は高価であり、しかも、１回の保線作業で施工可能な距離が１Ｋｍ程度に限られる。このため、限られた台数を効率的に運用することが望まれる。軌道状態を的確に把握した上で、軌道状態の長期的な推移をなるべく高精度に予測できれば、軌道１０の保線計画の立案を効率的に実行できる。本実施形態で説明する軌道状態監視装置、軌道状態監視システム及び軌道状態監視方法によって、測定の毎に、軌道状態を表す指標値がばらつき難くなり、軌道状態を的確に把握できるようになる。
　図１に示すように、軌道状態監視システム３０は、軌道状態を監視するためのシステムであり、位置関連情報取得部３２と、軌道変位位置取得部４０と、軌道状態監視装置５０とを備える。
　位置関連情報取得部３２及び軌道変位位置取得部４０は、上記鉄道車両２０に設けられる。軌道状態監視装置５０は、管理基地１４に設けられる。管理基地１４は、鉄道車両２０とは異なる場所に設けられる。例えば、管理基地１４は、鉄道車両２０を監視するために地上に設けられた建築物である。位置関連情報取得部３２及び軌道変位位置取得部４０と、軌道状態監視装置５０とは、通信網１６を介して通信可能に接続されている。これにより、位置関連情報取得部３２による取得結果と軌道変位位置取得部４０による取得結果とが、通信網１６を介して、軌道状態監視装置５０に送信される。通信網１６は、有線式であっても無線式であってもよいしそれらの複合方式であってもよい。また、通信網１６は、公衆通信網であっても専用回線による通信網であってもよい。
　位置関連情報取得部３２は、軌道１０の長手方向の位置を特定可能な位置データを取得する。軌道１０の長手方向における位置は、軌道１０の長手方向における固定位置（例えば、線路の起点、いずれかの駅）等を基準とする位置（例えば、キロ程）であってもよいし、軌道１０の長手方向における任意位置を基準とする位置であってもよい。位置データは、軌道１０の長手方向における位置を直接示す情報であってもよいし、演算処理を経ることによって軌道１０の長手方向における位置を求め得る情報であってもよい。例えば、位置関連情報取得部３２は、車輪の回転数を検出する回転数検出センサを含み、当該回転数検出センサの検出結果に基づくいずれかの位置からの走行距離又は一定時間毎の速度を出力してもよい。また、例えば、位置関連情報取得部３２は、鉄道車両２０の進行方向における加速度を検出する加速度センサを含み、当該加速度センサの検出結果に基づく加速度、又は、速度を出力してもよい。また、例えば、位置関連情報取得部３２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部を含み、当該ＧＰＳ受信部による受信信号によって求められる緯度経度情報又は当該緯度経度情報に基づく軌道１０の長手方向における位置を出力してもよい。
　軌道変位位置取得部４０は、軌道変位に起因する軌道位置データを取得する。軌道１０の変位は、軌道１０の変位状態を示すいずれの方向の位置であってもよい。例えば、軌道１０の軌道変位は、高低変位であってもよいし、通り変位であってもよい。高低変位はレール１２の長手方向の上下変位であり、例えば、レール１２の頭頂面の上下変位である。通り変位はレール１２の長手方向の左右変位であり、例えば、レール１２の頭部側面の左右変位である。本実施形態では、軌道１０の変位が高低変位であることを中心として説明がなされる。軌道１０の検出対象部分の変位は、その検出対象部分の前後の部分を基準として取得されてもよい。例えば、軌道１０の変位は、正矢法（例えば、１０ｍ弦正矢法）等によって測定されてもよいし、慣性正矢法（後述する）によって求められてもよい。
　鉄道車両２０が走行する際に、位置関連情報取得部３２によって軌道１０の長手方向の位置を特定可能な位置データが得られると共に、軌道変位位置取得部４０によって軌道変位に起因する軌道１０の位置が当該位置データに基づく位置に対応付けて取得される。
　図３を参照して位置関連情報取得部３２及び軌道変位位置取得部４０のより具体的な一例について説明する。
　同図に示す例では、位置関連情報取得部３２として、車速センサ３２ａが鉄道車両２０に設けられる。車速センサ３２ａは、鉄道車両２０の速度を検出するセンサである。車速センサ３２ａは、鉄道車両２０に組込まれた速度発電機であってもよい。位置関連情報取得部３２によって取得される位置データとして、車速センサ３２ａによって検出された一定時間毎の車速が出力されてもよい。車速を積算することで、鉄道車両２０の走行距離が求められ、この走行距離によって軌道１０の長手方向の位置が特定され得る。
　また、軌道変位位置取得部４０として、ジャイロセンサ４２と距離センサ４４とが鉄道車両２０に設けられる。ジャイロセンサ４２は、動き検出部として、鉄道車両２０の角速度に応じた角速度検出信号及び鉄道車両２０の加速度に応じた加速度検出信号を出力する。鉄道車両２０の角速度に応じた角速度検出信号を出力するジャイロセンサとは別に、鉄道車両２０の加速度に応じた加速度検出信号を出力する加速度センサが設けられてもよい。
　軌道１０上を鉄道車両２０が走行する際に、当該鉄道車両２０の動きに応じた信号が上記ジャイロセンサ４２から出力される。ジャイロセンサ４２からの出力によって、鉄道車両２０が存在する地上空間における鉄道車両２０の動きが演算され、これにより、当該空間における鉄道車両２０の位置が推定され得る。
　距離センサ４４は、鉄道車両２０に対する軌道１０の相対位置を測定して、その相対位置に応じた信号を出力する軌道相対位置測定部の一例である。距離センサ４４としては、レーザーセンサ、超音波センサ、光センサ等、各種距離センサが用いられてもよい。図３に示す例では、左右のレール１２のそれぞれに対応して左右に距離センサ４４が設けられる。各距離センサ４４は、鉄道車両２０に対するレール１２の頭頂面の高さ位置を検出する。
　鉄道車両２０に対する軌道１０の位置を検出する測定部の例は上記例に限られない。例えば、軌道相対位置測定部として、光切断法による形状計測装置が用いられてもよい。光切断法による形状計測装置は、レール１２にスリット光源を照射し、スリット光が写り込んだ像を撮像し、撮像された像におけるスリットの位置に基づいてレール１２の表面の座標位置を演算する装置である。
　上記車速センサ３２ａ及び距離センサ４４は、鉄道車両２０において如何なる位置に設けられてもよい。例えば、車速センサ３２ａ及び距離センサ４４は、車体２２に設けられてもよいし、台車２４に設けられてもよい。車速センサ３２ａ及び距離センサ４４は、鉄道車両２０において同じ動きを示す部分、例えば、車体２２及び台車２４のうちのいずれかの共通する部分に設けられてもよい。この場合、車速センサ３２ａ及び距離センサ４４が軌道１０に対して同じように動くため、鉄道車両２０が存在する地上空間に対するレール１２の位置がより正確に求められる。なお、軌道変位位置取得部４０は、鉄道車両２０に対するレール１２の位置を軌道１０の位置として取得してもよい。
　図１及び図３に示すように、鉄道車両２０に、データ収集装置２６及び通信装置２８が設けられる。データ収集装置２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、記憶装置等を含むコンピュータによって構成されている。上記位置関連情報取得部３２及び軌道変位位置取得部４０からの各出力がデータ収集装置２６に与えられる。データ収集装置２６は、それらの出力に基づく取得データ２７を一旦保存する。
　通信装置２８は、通信網１６に接続可能な通信回路を含む。通信装置２８は、例えば、無線通信装置である。データ収集装置２６は、取得データ２７を、通信装置２８を介して送信する。取得データ２７は、リアルタイムで送信されてもよいし、所定時間又は所定走行距離毎に送信されてもよい。
　上記位置関連情報取得部３２及び軌道変位位置取得部４０は、複数の鉄道車両２０に設けられていてもよい。この場合、それぞれの鉄道車両２０が走行する毎に、取得データ２７が得られる。取得されたデータ２７は、鉄道車両２０から無線送信される。
　本実施形態では、送信された取得データ２７は、通信網１６を介してデータサーバ１８に記憶される。データサーバ１８は、ＣＰＵ等のプロセッサ、記憶装置１９等を含むコンピュータによって構成されている。データサーバ１８は、鉄道車両２０から送信される取得データ２７を、通信網１６を介して受信し、複数の取得データ２７を収集データ１９ａとして記憶装置１９に記憶する。データサーバ１８によって、同じ又は異なる鉄道車両２０によって取得された異なる時間の取得データ２７を含むデータが、収集データ１９ａとして保存される。
　軌道状態監視装置５０は、鉄道車両２０が走行する上記軌道１０の状態を監視する。軌道状態監視装置５０は、上記データサーバ１８と通信可能に接続されている。データサーバ１８は、軌道状態監視装置５０と同じ場所に設けられていてもよいし、異なる場所に設けられていてもよい。軌道状態監視装置５０とデータサーバ１８とは、上記通信網１６を介して接続されていてもよいし、専用の通信線を介して接続されていてもよい。本実施形態では、位置関連情報取得部３２による取得結果と軌道変位位置取得部４０による取得結果とが、通信網及びデータサーバ１８を介して軌道状態監視装置５０に与えられる例が示される。データサーバ１８が省略され、収集データ１９ａが直接軌道状態監視装置５０に記憶されてもよい。
　軌道状態監視装置５０は、ＣＰＵ等のプロセッサ５２、記憶装置５６、通信装置５４等を含むコンピュータによって構成されている。通信装置５４は、通信回路を含み、軌道状態監視装置５０は、通信装置５４を介してデータサーバ１８に通信可能に接続されている。上記したように、通信装置５４は、データサーバ１８のみに接続される専用通信装置であってもよいし、通信網１６に接続される通信装置であってもよい。通信装置５４は、軌道１０の長手方向の位置を算出可能な位置データを示す信号と、軌道１０の変位に起因する軌道の位置を示す信号とが入力される入力部の一例である。
　プロセッサ５２は、演算回路を含む。プロセッサ５２は、軌道状態を示す指標値を演算する処理部の一例である。プロセッサ５２は、後述する変形例に係る処理を行ってもよい。記憶装置５６は、ＨＤＤ（hard disk drive）、ＳＳＤ（Solid-state drive）等の不揮発性記憶装置によって構成されている。記憶装置５６には、プログラム５６ａ、収集データ５６ｂ、軌道変位データ５６ｃ及び指標データ５６ｄが記憶される。
　プログラム５６ａには、プロセッサ５２が処理部としての機能を実現するための処理が記述されている。よって、プロセッサ５２が記憶装置５６等に保存されたプログラム５６ａに記述された処理を実行することによって、評価値を演算する処理部としての処理が実行される。プロセッサ５２は、１つであってもよいし、複数であってもよい。複数のプロセッサ５２は、１つのコンピュータに組込まれていてもよい。複数のプロセッサ５２が、複数のコンピュータに組込まれており、複数のコンピュータが評価値を演算する処理部としての処理を分散して行ってもよい。収集データ５６ｂは、データサーバ１８に記憶された収集データ１９ａのうち評価対象となる軌道１０に対応するデータである。軌道変位データ５６ｃは、軌道１０の長手方向の位置のデータに軌道１０の変位に起因する軌道位置のデータが対応付けられたデータであり、収集データ１９ａに基づいて得られる。指標データ５６ｄは、評価対象となる軌道１０のうち各評価対象区間に対する指標値を対応付けたデータであり、軌道変位データ５６ｃに基づいて生成され得る。
　軌道状態監視装置５０は、軌道状態監視装置５０に対する利用者からの諸指示を受付ける入力部５８を備えていてもよい。入力部５８は、複数のスイッチを含むキーボード、マウス、タッチパネル等であってもよい。
　軌道状態監視装置５０は、軌道状態監視装置５０による諸情報を表示する表示装置５９を備えていてもよい。表示装置５９は、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro-luminescence）表示装置等であってもよい。表示装置５９として、スマートフォン、タブレット端末等に設けられた表示装置等が用いられてもよい。
　軌道状態監視装置５０における処理部としての処理例について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
　ステップＳ１において、データサーバ１８に記憶された収集データ１９ａのうち評価対象軌道分のデータが取得される。取得されたデータは、収集データ５６ｂとして記憶装置５６に記憶される。例えば、複数の鉄道車両２０が各種軌道を走行する際に、当該各種軌道に対応付けられた取得データ２７がデータサーバ１８に送信される。これにより、各種軌道に対して、異なる時間に取得された取得データ２７が蓄積される。いずれかの軌道に対して状態の評価を行う際に、当該評価対象となる軌道に対応付けられた一群の取得データ２７がデータサーバ１８から軌道状態監視装置５０に送信され、収集データ１９ａとして記憶される。
　次ステップＳ２において、収集データ１９ａに基づいて軌道変位データ５６ｃが演算され、当該軌道変位データ５６ｃが記憶装置５６に記憶される。例えば、収集データ１９ａ（取得データ２７）が、所定のサンプリング周期毎の、車速データ、鉄道車両２０の角速度及び加速度データ及び軌道１０の高低位置データである場合を想定する。この場合、いずれかの基準時からの車速データを積算していくことで、当該基準時からの各サンプリングタイミングの鉄道車両２０の走行距離が算出される。また、各サンプリングタイミングにおける鉄道車両２０の角速度、加速度データ、及び、鉄道車両２０に対する軌道１０の高低位置データに基づいて、慣性正矢法により、高低変位による軌道１０の高低位置が算出される。慣性正矢法では、慣性の原理に従い鉄道車両２０の角速度及び加速度データに基づいて地上空間における鉄道車両２０の位置が算出される。算出された地上空間における鉄道車両２０の位置と検出された鉄道車両２０に対する軌道１０の高低位置データとに基づいて、地上空間における軌道１０の高低位置が算出される。算出された地上空間における軌道１０の高低位置から正矢法（例えば、１０ｍ弦正矢法）相当の軌道１０の高低変位を示す値が算出される。
　このように、各サンプリングタイミングにおける、所定の基準位置からの鉄道車両２０の走行距離、及び、軌道１０の高低変位が算出される。そして、このように算出されたデータを、いずれかの基準位置を起点とする走行距離に対する軌道１０の高低変位のデータに変換する。これにより、軌道１０の長手方向の位置のデータに軌道１０の変位に起因する軌道位置のデータが対応付けられた軌道変位データ５６ｃが生成される。評価対象となる軌道１０に関する他の収集データ１９ａ（取得データ２７）が存在する場合には、当該他の収集データ１９ａ（取得データ２７）に基づいて、同様に軌道変位データ５６ｃが生成される。生成された軌道変位データ５６ｃは、記憶装置５６に記憶される。このため、記憶装置５６には、異なる時間に取得された複数の収集データ１９ａに基づく複数の軌道変位データ５６ｃが記憶される場合がある。
　なお、ステップＳ２は、収集データ１９ａに含まれるデータの種類によって異なる処理がなされることがある。例えば、収集データ１９ａに、位置データとして走行距離が含まれる場合には、上記のように鉄道車両２０の走行距離を算出する処理は省略されてもよい。また、例えば、収集データ１９ａに、位置データとして、ＧＰＳ信号に基づく各サンプリングタイミングにおける緯度経度データが含まれる場合には、当該緯度経度データ及び予め設定された軌道１０の経路データに基づいて、各サンプリングタイミングにおける、軌道１０の長手方向における位置を特定する処理がなされてもよい。
　また、軌道変位位置は、正矢法又は慣性正矢法等によって求められることは必須ではない。軌道変位位置は、軌道１０の不整の進行を評価し得る値であればよく、例えば、走行する鉄道車両２０を基準とする軌道１０の位置であってもよい。
　次ステップＳ３において、軌道変位データ５６ｃから、評価対象となる軌道１０のうち評価対象区間に対応するデータが抽出される。すなわち、評価対象となる軌道１０は、保守の管理に適した一定間隔（例えば、１００ｍ）で分割されて複数の評価対象区間毎に管理される。ステップＳ３では、複数の評価対象区間のうちの１つのデータが抽出される。つまり、上記軌道変位データ５６ｃのうち評価対象区間に対応するデータが抽出される。このデータは、軌道１０の長手方向の位置座標と、軌道１０の高低変位座標とを組にしたデータ列として表現されてもよい。例えば、{（ｘ０，y０），（ｘ１，y１），・・・，（ｘｎ，yｎ）}のように表現されてもよい。１つの評価対象区間に関する抽出データには、異なる時間に取得された取得データ２７に基づく複数のデータが含まれることもあり得る。なお、評価対象区間は、軌道１０において相互に排他的な区間として設定されてもよいし、互いに部分的に重複し合う区間として設定されてもよい。評価対象区間は、同じ長さの区間であってもよいし、相互に異なる長さの区間であってもよい。評価対象区間は、軌道１０において相互に排他的な等長区間として設定されていること想定した説明がなされる。
　次のステップＳ４及びステップＳ５によって、前記軌道変位データ５６ｃに基づいて、評価対象区間における軌道１０の変位に起因する軌道１０の長さに応じた値が、指標値として演算される。ここで、評価対象区間における軌道１０の変位に起因する軌道１０の長さとは、評価対象区間における軌道１０の実際の長さである。この軌道１０の長さは、軌道１０が設計上の理想経路から大きく波打つように変位するにつれて大きくなる。例えば、図２に示す例において、時間Ｔ１における軌道１０が理想的な直線を描くとして、時間Ｔ２において軌道１０の不整が進行すると、軌道１０の長さが大きくなり、時間Ｔ３において軌道１０の不整がさらに進行すると、軌道１０の長さが大きくなる。軌道１０の長さは、軌道１０の凹みの大きさ或いは凸部の大きさだけに左右されるのではなく、凹凸の繰返し周期によっても左右される。つまり、軌道１０の長さは、軌道１０の凹みの或いは凸部の大きさが大きければ大きくなり、また、凹凸の繰返し周期が短くなれば大きくなる。軌道１０の凹みの或いは凸部の大きさが大きくなった場合、及び、凹凸の繰返し周期が短くなった場合のいずれにもおいても、鉄道車両２０の揺れが大きくなる。このため、評価対象区間における軌道１０の変位に起因する軌道１０の長さに応じた値は、軌道１０の保守の要否を検討するための評価値として適している。なお、そのような軌道１０の長さに応じた値とは、当該長さが増加すると増加又は減少する正又は負の相関関係が成立する値であると把握されてもよい。
　本実施形態では、ステップＳ４において、抽出された軌道変位データ５６ｃに基づいて、評価対象区間における軌道１０の変位の波形長を演算する。図５を参照して説明すると、抽出された軌道変位データ５６ｃを、軌道の長手方向位置を横軸、高低変位位置を縦軸とする座標系に表現すると、例えば、軌道変位データ５６ｃは、軌道の長手方向位置が増加するにつれて、高低に波打つように変化する波形として表現される。なお、図５において各座標を滑らかに結ぶ曲線が２点鎖線で示される。この２点鎖線は、軌道１０の高低変位を示していると考えられる。軌道１０の変位の波形長は、上記各座標を結ぶ直線の総和によって求められてもよい。上記データ列を前提とすると、軌道１０の変位の波形長Ｌは、例えば、次の数１によって演算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　なお、波形長Ｌは近似値として求められてもよい。
　次ステップＳ５において、波形長Ｌから軌道１０の理想長を減算する。軌道１０の理想長は、設計上理想とされる長さであり、上記軌道変位がないとした場合の長さである。上記データ列を前提とすると、理想長Ｌｉは、データ列における最後のデータのｘ座標から最初のデータのｘ座標を減算した値、即ち、ｘｎ－ｘ０によって算出される。波形長Ｌから軌道１０の理想長Ｌｉを減算した値を、指標値とする。
　次ステップＳ６において、演算された指標値が指標データ５６ｄとして記憶装置５６に記憶される。なお、評価対象区間において複数の軌道変位データ５６ｃに基づく複数のデータが含まれる場合、それぞれのデータについて指標値が演算される。演算された複数の指標値は、当該データが取得された時間に対応付けられて指標データ５６ｄとして記憶装置５６に記憶される。当該データが取得された時間はデータ列に含まれるいずれのデータを基準として設定されてもよい。以下では、評価対象区間において、異なる時間の指標値が複数存在することを前提とした説明がなされる。
　次ステップＳ７において、評価対象となる軌道１０において、評価されていない他の評価対象区間の存否が判断される。評価されていない他の評価対象区間が存在する場合、ステップＳ３に戻って、当該他の評価対象区間について、ステップＳ３以降の処理を実行する。複数の評価対象区間に対して、評価が終了するまで、ステップＳ３からステップＳ６の処理が繰返される。これにより、評価対象とされた軌道１０に含まれる複数の評価対象区間のそれぞれについて、指標値が演算される。
　ステップＳ７において、他の評価対象区間が無いと判断されると、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、指標値に基づく軌道状態が表示装置５９に表示される。
　図６に表示装置５９における表示例が示される。表示例は、軌道状態を示す軌道状態表示画像５９Ａを含む。軌道状態は、現在の状態であってもよいし、予測された未来の状態であってもよい。軌道状態表示画像５９Ａは、経過時間に対する指標値の変化を示す画像５９Ａ１を含んでもよい。より具体的には、例えば、いずれか１つの評価対象区間について、予め定められた処理の基準時に対する経過時間（図では日付）を横軸とし、評価値を縦軸（図では最大値が１となるように正規化）としたグラフに、複数の各時間の指標値をプロットした画像５９Ａ１が表示される。図６では、左右のレール１２に対する評価値が表示されているので、指標値は上下の群に分れている。左右のレール１２それぞれについて、時間の経過によって、指標値が漸増していく。軌道１０に対する保守作業がなされることで、指標値は一旦下がるが、時間の経過によって再度指標値が漸増していく。
　このように、本実施形態によると、評価対象区間における軌道１０の変位に起因する軌道１０の長さに応じた値を、軌道状態を示す指標値とする。軌道１０の変位に起因する軌道１０の長さは、当該軌道１０の長手方向における凹凸変位のばらつきを過剰に反映しない一方で、当該凹凸変位の総量を反映する。このため、ばらつき難い指標値によって、軌道１０の変位に起因する当該軌道状態が適切に評価される。また、ばらつきの少ない指標値によって、未来における指標値の予測精度が向上し、結果、保守計画が適切に作成され得る。
　例えば、図６に示す軌道状態を示すデータを、標準偏差によって評価した軌道状態が図７に示され、フラクタル解析によって評価した軌道状態が図８に示される。図７及び図８において、標準偏差及びフラクタル次元は正規化されている。ここでいう「正規化」とは、左レールおよび右レールを考慮せず、データ取得期間の指標値の最大値を１、最小値を０とするよう正規化することを指す。図６から図８のいずれからも、時間の経過に伴って指標値が漸増することが理解される。しかしながら、図６の指標値のばらつきは、図７の標準偏差及び図８のフラクタル次元のばらつきと比較して明らかに小さいことが理解される。このため、評価対象区間における軌道１０の変位に起因する軌道１０の長さに応じた指標値は、ばらつき難く、かつ、軌道１０の変位に起因する当該軌道状態を適切に評価するのに適していることが理解される。
　また、位置関連情報取得部３２及び軌道変位位置取得部４０が、鉄道車両２０に設けられている。このため、鉄道車両２０が軌道１０の走行によって、位置データと、軌道１０の変位とが容易に取得される。これにより、鉄道車両２０の走行によって軌道変位データ５６ｃが生成され、さらに、上記指標値が演算され、軌道１０の状態が容易に評価され得る。
　また、上記処理部としてのプロセッサ５２等を含む軌道状態監視装置５０が管理基地１４に設けられており、位置関連情報取得部３２による取得結果と軌道変位位置取得部４０による取得結果とが、通信網１６を介して、軌道状態監視装置５０に送信される。このため、鉄道車両２０から離れた軌道状態監視装置５０において、軌道状態を監視できる。
　また、異なる時間における、位置関連情報取得部３２による取得結果と軌道変位位置取得部４０による取得結果とが、通信網１６を介して、データサーバ１８又は軌道状態監視装置５０に送信され、それらのデータに基づく軌道変位データ５６ｃがデータサーバ１８又は軌道状態監視装置５０に記憶されれば、当該蓄積されたデータに基づいて軌道状態の変化が容易に把握される。これにより、未来の状態予測等のための解析が容易に行われる。
　また、軌道１０の高低変位は、当該軌道１０を走行する鉄道車両２０の上下振動に影響を与える。本実施形態における処理部としてのプロセッサ５２は、軌道変位データ５６ｃに基づいて、評価対象区間における軌道１０の高低変位に起因する軌道１０の長さに応じた値を、軌道状態を示す指標値として演算する。このため、鉄道車両２０の上下振動に影響を与え易い、軌道１０の高低変位の状態が妥当に評価される。
　なお、処理部としてのプロセッサ５２は、評価対象区間における軌道１０の幅方向の通り変位に起因する軌道１０の長さに応じた値を、軌道状態を示す指標値として演算してもよい。この場合、軌道変位位置取得部４０は、レール１２の左右変位を検出するとよい。
　また、指標値を演算する処理は、軌道変位データ５６ｃに基づいて、評価対象区間における軌道１０の変位の波形長を演算する処理を含む。軌道１０の変位の波形長の演算処理は、幾何学的な位置関係等に基づいて演算可能である。このため、フラクタル次元を求める場合等と比較して、少ない計算量で当該指標値が簡易に演算され得る。
　指標値は、波形長Ｌそのものであってもよい。また、波形長Ｌに対して所定の演算処理を施した値であってもよい。
　例えば、指標値を求める処理は、上記したように、上記波形長Ｌから軌道１０の理想長を減算する処理を含んでもよい。波形長Ｌから軌道１０の理想長を減算した値は、理想的な軌道１０から実際の軌道１０がどの程度変化しているかを反映する。このため、利用者は、波形長Ｌから軌道１０の理想長を減算した値に基づく指標値によって、実際の軌道１０のずれを容易にイメージすることができる。指標値は、波形長Ｌから軌道１０の理想長を減算した値そのものであってもよいし、他の演算を行った値であってもよい。
　また、指標値は、例えば、波形長Ｌを評価対象区間における距離で除算した値であってもよい。この場合、距離が異なる複数の評価対象区間で、軌道１０のずれの大小が容易に評価され得る。
　また、上記波形長Ｌから理想長を減算した値は、次の数２の積算によって演算されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　なお、数２において、ｘは隣合うサンプル間の距離であり、△ｙは隣合うサンプル間の高低変位の差である。図２における近似は、次の数３の関係に基づく。即ち、一般的に、軌道変位データ５６ｃにおいて、△ｙは高々数ｍｍであり、ｘは△ｙと比較して明らかに大きい値（例えば、２５ｃｍ等）である。このため、次の数３の関係が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　指標値は、評価対象区間における軌道１０の変位に起因する軌道１０の長さに応じた値であればよい。このため、当該指標値を演算する処理は、軌道１０の変位の波形長そのものを求める処理を含むことは必須ではない。
　例えば、指標値を演算する処理は、軌道変位データ５６ｃに基づいて、評価対象区間における軌道１０の変化量の絶対値の総和を求める処理を含んでもよい。例えば、指標値を演算する処理は、軌道変位データ５６ｃに基づいて、ｙの絶対値（各サンプルの高低変位値の絶対値）の総和を求める処理を含んでもよい。各サンプルのｙの絶対値の総和は、上記したように、隣合うサンプル間の△ｙ／２ｘの総和によって近似的に算出される波形長Ｌと同等である。このため、評価対象区間における軌道１０の変化量の絶対値の総和に応じた評価値によっても、軌道状態をばらつき難い評価値で適切に評価できると考えられる。また、このように評価対象区間における軌道１０の変化量の絶対値の総和を求めることによって、評価対象区間における軌道１０の変位に起因する軌道１０の長さに応じた値を簡易に演算することができる。
　また、評価対象区間は、軌道１０が一定間隔で複数に分割された区間であるため、それぞれの区間について統一された指標値で状態監視され得る。
　また、表示装置５９に軌道状態表示画像５９Ａが表示されることによって、利用者は、軌道状態を確認することができる。これにより、利用者が保守の有無を検討したり、保守計画を立てたりすることが、容易となる。
　上記ステップＳ７の処理後において、図９のフローチャートに示す各処理がなされてもよい。
　まず、ステップＳ１１において、保守の検討要否判断がなされる。保守の検討要否判断は、演算された指標値を予め設定された基準値と比較することによって行われる。例えば、指標値は、大きくなればなるほど軌道変位が大きくなることを示しているので、指標値と予め設定された基準値とを比較し、指標値が当該基準値を超えた場合或いは当該基準値以上となった場合に、保守の検討が必要と判断されるようにしてもよい。基準値は、保守の検討の必要度合に応じて、複数設定されてもよい。指標値が第１基準値を超えた場合或いは以上となった場合に、保守の検討を軽く促し、指標値が第１基準値よりも大きい第２基準値を超えた場合或いは以上となった場合に、保守の検討を強く促すようにしてもよい。
　次ステップＳ１２では、過去に取得された指標値の変化に基づいて、未来における指標値が予測される。例えば、図１０に示すように、現在までに測定されたデータに基づいて、経過時間に対する指標値の傾向が把握される。その傾向に基づいて未来における指標値が予測される。例えば、現在までの測定データに基づいて、近似線ｆ（近似直線であってもよいし、近似曲線であってもよい）を求める。近似線ｆは、例えば、最小二乗法によって求められてもよい。近似線ｆによって、未来における指標値が予測され得る。
　次ステップＳ１３では、保守予測時が予測される。上記のように、未来における指標値が、上記近似線ｆによって予測され得る。例えば、第１基準値及び第２基準値が予め設定されているとする（図１０参照）。そして、近似線ｆによって予測される指標値が、第１基準値以上となった場合に、保守提案（レベル１）が判定される。また、近似線ｆによって予測される指標値が、第２基準値以上となった場合に、保守提案（レベル１）よりも強い検討を促す保守提案（レベル２）が判定される。近似線ｆと上記第１基準値を示す直線がと交差する時間が、保守提案（レベル１）となる予測時間であり、近似線ｆと上記第２基準値を示す直線とが交差する時間が、保守提案（レベル２）となる予測時間である。
　次ステップＳ１４では、軌道状態表示画像として、軌道経路図に軌道状態を対応付けた保守提案情報及び予測情報が表示される。例えば、図１の上半に示される軌道状態表示画像５９Ｂは、軌道経路図５９Ｂ１に軌道状態を対応付けた保守提案情報５９Ｂ２を含む。軌道経路図５９Ｂ１は、実際の軌道１０の経路を単純化してイラスト化した図である。軌道経路図５９Ｂ１に、駅の位置を示すイラストが付記されていてもよい。軌道経路図５９Ｂ１に、上記ステップＳ１１にて判断された保守提案情報５９Ｂ２が示される。ここでは、軌道経路図５９Ｂ１は複数の評価対象区間に分けたセグメントの組合せによって表示される。各セグメントの一部又は全部が、軌道状態に合わせて、視認によって区別可能な保守提案情報５９Ｂ２として表示される。例えば、ステップＳ１１において保守提案（レベル１）と判断されたセグメントについては黄色く着色される（図１１において斜線が付されたセグメント参照）。ステップＳ１１において保守提案（レベル２）が必要と判断された評価対象区間に対応するセグメントについても、同様に他と区別可能に表示されてもよい。例えば、当該セグメントが赤く着色されてもよい（図１１の下側においてクロスハッチングが付されたセグメント参照）。軌道状態は、視覚的に識別可能な各種表示によってなされてもよい。例えば、軌道状態は、着色によって表示されてもよいし、模様によって表示されてもよいし、文字、数字等によって表示されてもよいし、それらの複合によって区別されてもよい。
　また、図１１の下半に示される軌道状態表示画像５９Ｃは、予測情報５９Ｃ２を含む。予測情報５９Ｃ２は、未来における指標値の予測情報を示す画像であり、未来における予測される軌道状態を示す画像でもある。予測情報は、指標値の予測値であってもよいし、当該指標値の予測情報から推定される軌道の保守提案情報であってもよい。図１１では、現在の軌道状態を示す上側の軌道経路図５９Ｂ１の下方に、所定期間経過後（例えばＸ年後）における軌道経路図５９Ｃ１が示される。軌道経路図５９Ｃ１は、上記軌道経路図５９Ｂ１と同様に、複数の評価対象区間に応じたセグメントによって表現されており、各セグメントのうちの一部又は全部が、所定期間経過後における各評価対象区間の予測情報５９Ｃ２を示している。例えば、ステップＳ１３において、いずれかの評価対象区間において、所定期間経過後の未来において、保守提案（レベル１又はレベル２）が必要となることが予測されるとする。この予測結果に基づいて、予測情報５９Ｃ２として、所定時間経過後における該当する評価対象区間の予測情報５９Ｃ２が表示される。この予測情報５９Ｃ２は、未来における保守提案（レベル１又はレベル２）の要否予測、つまり、保守提案情報の一例と把握され得る。この予測結果が、セグメントの一部又は全部について上記保守提案情報５９Ｂ２と同様に、視認可能な予測情報５９Ｃ２として視認可能に表示される。
　次ステップＳ１５において、詳細表示の指示の有無が判定される。詳細表示の指示は、例えば、表示装置５９の画面において、いずれかのセグメントを指示することによってなされてもよい。いずれかのセグメントに対する指示は、入力部５８を介して、当該セグメントに対するクリック操作、ダブルクリック操作、タップ操作、それらうちのいずれかの操作とプルダウンメニュー等による明示の詳細表示の指示との組合せ等によってなされてもよい。いずれかのセグメントに対して詳細表示が指示されると、ステップＳ１６に進み、詳細表示の指示が無い場合、ステップＳ１６を省略して表示に係る処理を終了する。
　ステップＳ１６では、詳細表示の指示がなされたセグメントに対し、軌道状態を詳細表示する。例えば、図１２に示すように、軌道経路図５９Ｂ１のうち選択されたセグメントから吹出しバルーンを描く。当該吹出しバルーン内に、軌道状態表示画像５９Ｄの一例として、経過時間に対する評価値の変化を示すグラフを含む軌道状態表示画像５９Ｄを表示する。軌道状態表示画像５９Ｄには、測定されたデータに基づく評価値だけではなく、予測情報（近似線ｆ）が描かれる。また、第１基準値及び第１基準値、第１基準値の該当領域（保守提案レベル１と判定される領域）、第２基準値の該当領域（保守提案レベル１と判定される領域）が描かれる。さらに、予測情報（近似線ｆ）から第１基準値に達する保守検討予測時（例えば、ａヶ月後）、第２基準値に達する保守検討予測時（例えば、ｂ年後）等が描かれる。これらの保守検討予測時は、指標値に対して予め設定された基準値に基づき保守の検討を促す保守提案情報の一例でもある。
　この後、表示に係る処理を終了する。
　かかる変形例によると、指標値を基準値と比較することによって、保守の検討の要否が容易に判定される。
　また、軌道経路図５９Ｂ１、５９Ｃ１等に、軌道状態を対応付けた画像を表示することによって、利用者は、軌道１０の各評価対象区間を区別して軌道状態を容易に把握することができる。
　また、軌道状態表示画像５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄには、指標値に対して予め設定された基準値に基づき保守の検討を促す保守提案情報が含まれる。このため、利用者は、保守提案情報を見ることによって、適切なタイミングで保守を行うか否か、保守の予定等を検討することができる。
　軌道状態表示画像５９Ａ、５９Ｄは、経過時間に対する指標値の変化を示す画像を含むため、利用者は、保守が必要なタイミングを容易に予測することができる。
　また、軌道状態表示画像５９Ｃ、５９Ｄは、未来における指標値の予測情報を示す画像を含む。ここでは、軌道状態表示画像５９Ｂは所定期間経過後における保守提案の有無が表示される。また、軌道状態表示画像５９Ｄには、指標値を予測するライン（近似線ｆ）及び基準値を示すラインが表示される。このため、利用者は、軌道の保守が必要なタイミングを容易に予測できる。
　しかも、過去における指標値の変化に基づいて、未来における軌道１０の保守の検討が要請される保守検討予測時が予測され、軌道状態表示画像５９Ｄには、保守検討予測時を示す画像が表示される。このため、利用者は、保守検討予測時を見ることによって、軌道の保守の検討が必要なタイミングを容易に把握することができる。なお、保守検討予測時は、いかなる時間単位によって把握されてもよく、例えば、時間単位で把握されてもよいし、日にち単位で把握されてもよいし、月単位で把握されてもよい。
　なお、上記実施形態では、位置関連情報取得部３２及び軌道変位位置取得部４０が鉄道車両２０に設けられ、軌道状態監視装置５０が基地局に設けられる例が説明されたが、それらの設置箇所は上記例に限定されない。例えば、位置関連情報取得部３２及び軌道変位位置取得部４０に加え、軌道状態監視装置５０が、同じ鉄道車両２０に設けられてもよい。
　上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
　本明細書及び図面等は、下記を開示している。
　課題を解決するための手段欄に記載された軌道状態監視装置を第１の態様とすると、第２の態様は、第１の態様に係る軌道状態監視装置であって、前記指標値を演算する処理は、前記軌道変位データに基づき、前記評価対象区間における前記軌道変位の波形長を演算する処理を含むものである。この場合、前記評価対象区間における前記軌道変位の波形長を演算することによって、指標値が容易に演算される。
　第３の態様は、第２の態様に係る軌道状態監視装置であって、前記指標値を演算する処理は、前記波形長から前記軌道の理想長を減算する処理を含むものである。この場合、前記波形長から前記軌道の理想長を減算した値によって、理想的な軌道から実際の軌道がどの程度変化しているかを利用者が容易にイメージすることができる。
　第４の態様は、第１の態様に係る軌道状態監視装置であって、前記指標値を演算する処理は、前記軌道変位データに基づき、前記評価対象区間における前記軌道の変化量の絶対値の総和を求める処理を含む。この場合、前記評価対象区間における前記軌道の変化量の絶対値の総和を求めることによって、評価対象区間における前記軌道変位に起因する前記軌道の長さに応じた値が容易に演算される。
　第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視装置であって、前記軌道変位データは、前記軌道の長手方向の位置に、前記軌道の高低変位位置が対応付けられたデータであり、前記処理部は、前記軌道変位データに基づき、評価対象区間における前記軌道の高低変位に起因する前記軌道の長さに応じた値を、軌道の状態を示す指標値として演算するものである。これにより、鉄道車両の上下振動に影響を与え易い、軌道の高低変位の状態を妥当に評価することが可能となる。
　第６の態様は、第１から第５のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視装置であって、前記処理部は、前記指標値を予め設定された基準値と比較することで、保守の検討の要否を判定するものである。指標値が基準値と比較されることで、保守の検討の要否が容易に判定される。
　第７の態様は、第１から第６のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視装置であって、表示装置をさらに備え、前記処理部は、演算された前記指標値に基づき、前記軌道の状態を示す軌道状態表示画像を前記表示装置に表示するものである。この場合、利用者が表示装置を見ることで、軌道状態を確認することができる。
　第８の態様は、第７の態様に係る軌道状態監視装置であって、前記軌道状態表示画像は、経過時間に対する前記指標値の変化を示す画像を含むものである。これにより、利用者は、経過時間に対する指標値の変化を見ることによって、軌道の保守が必要なタイミングを容易に予測できる。
　第９の態様は、第７又は第８の態様に係る軌道状態監視装置であって、前記軌道状態表示画像は、前記軌道の経路図に、前記軌道の状態を対応付けた画像を含むものである。これにより、利用者は、軌道の経路図における位置を区別して軌道の状態を視認することができる。
　第１０の態様は、第７から第９のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視装置であって、前記軌道状態表示画像は、前記指標値に対して予め設定された基準値に基づき保守の検討を促す保守提案情報を示す画像を含むのである。これにより、利用者は、保守提案情報を見ることによって、適切なタイミングで保守を検討することができる。
　第１１の態様は、第７から第１０のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視装置であって、前記処理部は、過去における前記指標値の変化に基づき、未来における前記指標値を予測し、前記軌道状態表示画像は、未来における前記指標値の予測情報を示す画像を含むものである。これにより、利用者は、指標値の予測を示す画像を見ることによって、軌道の保守が必要なタイミングを容易に予測できる。
　第１２の態様は、第７から第１１のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視装置であって、前記処理部は、過去における前記指標値の変化に基づき、未来における前記軌道の保守の検討が要請される保守検討予測時を予測し、前記軌道状態表示画像は、前記保守検討予測時を示す画像を含むものである。これにより、利用者は、指標値の予測を示す画像を見ることによって、軌道の保守の検討が必要なタイミングを容易に把握することができる。
　第１３の態様は、第１から第１２のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視装置であって、互いに異なる時間において検出された複数の軌道変位データを記憶する記憶部を備え、前記処理部は、前記複数の軌道変位データに基づき、前記指標値を複数演算するものである。この場合、互いに異なる時間において検出された複数の軌道変位データに基づいて、複数の指標値を演算することで、軌道の状態変化が容易に把握され得る。
　第１４の態様は、第１から第１３のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視装置であって、前記評価対象区間は、前記軌道が一定間隔で複数に分割された区間とされているものである。これにより、軌道を一定間隔で区切り、それぞれについて適切な指標値で状態監視することができる。
　課題を解決するための手段欄に記載された軌道状態監視システムを第１５の態様とすると、第１６の態様は、第１５の態様に係る軌道状態監視システムであって、前記軌道状態監視装置が管理基地に設けられており、前記位置関連情報取得部による取得結果と前記軌道変位位置取得部による取得結果とが、通信網を介して前記軌道状態監視装置に送信されるものである。これにより、鉄道車両から離れた軌道状態監視装置において、軌道状態の監視が行われる。
　課題を解決するための手段欄に記載された軌道状態監視方法を第１７の態様とすると、第１８の態様は、第１７の態様に係る軌道状態監視方法であって、前記指標値の演算処理（ｂ）は、前記軌道変位データに基づき、前記評価対象区間における前記軌道変位の波形長を演算する処理を含むものである。これにより、前記評価対象区間における前記軌道変位の波形長を演算することによって、指標値を簡易に演算することができる。
　第１９の態様は、第１７又は第１８の態様に係る軌道状態監視方法であって、（ｃ）前記指標値と予め設定された基準値とに基づき、保守の検討の要否を判定し、（ｄ）保守の検討が必要と判定された場合に、保守の検討を提案する保守提案情報を表示部に表示する、軌道状態監視方法である。これにより、保守提案情報に基づいて保守の検討を行うことができる。
　第２０の態様は、第１７から第１９のいずれか１つの態様に係る軌道状態監視方法であって、前記指標値の演算処理（ｂ）において、互いに異なる時間の軌道変位データに基づき、複数の前記指標値が演算され、（ｅ）前記複数の指標値に基づき、未来における前記指標値を予測し、（ｆ）予測された前記指標値に基づく情報を表示部に表示する、軌道状態監視方法である。これにより、予測された指標値に基づいて、未来の保守計画が立てられる。
　上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
１０　　軌道
１２　　レール
１４　　管理基地
１６　　通信網
２０　　鉄道車両
２７　　取得データ
２８　　通信装置
３０　　軌道状態監視システム
３２　　位置関連情報取得部
３２ａ　　車速センサ
４０　　位置取得部
４２　　ジャイロセンサ
４４　　距離センサ
５０　　軌道状態監視装置
５２　　プロセッサ
５４　　通信装置
５６　　記憶装置
５６ａ　　プログラム
５６ｂ　　収集データ
５６ｃ　　軌道変位データ
５６ｄ　　指標データ
５９　　表示装置
５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄ　　軌道状態表示画像
５９Ｂ１、５９Ｃ１　　軌道経路図
５９Ｂ２　　保守提案情報
５９Ｃ２　　予測情報（保守提案情報）
Ｌ　　波形長
Ｌｉ　　理想長
ｆ　　近似線

Claims (20)

  1. 　鉄道車両が走行する軌道の状態を監視する軌道状態監視装置であって、
    　軌道の状態を示す指標値を演算する処理部を備え、
    　前記処理部は、前記軌道の長手方向の位置のデータに軌道変位に起因する軌道位置のデータが対応付けられた軌道変位データに基づき、評価対象区間における前記軌道変位に起因する前記軌道の長さに応じた値を、前記指標値として演算する、軌道状態監視装置。
  2. 　請求項１に記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記指標値を演算する処理は、前記軌道変位データに基づき、前記評価対象区間における前記軌道変位の波形長を演算する処理を含む、軌道状態監視装置。
  3. 　請求項２に記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記指標値を演算する処理は、前記波形長から前記軌道の理想長を減算する処理を含む、軌道状態監視装置。
  4. 　請求項１に記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記指標値を演算する処理は、前記軌道変位データに基づき、前記評価対象区間における前記軌道の変化量の絶対値の総和を求める処理を含む、軌道状態監視装置。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記軌道変位データは、前記軌道の長手方向の位置に、前記軌道の高低変位位置が対応付けられたデータであり、
    　前記処理部は、前記軌道変位データに基づき、評価対象区間における前記軌道の高低変位に起因する前記軌道の長さに応じた値を、軌道の状態を示す指標値として演算する、軌道状態監視装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記処理部は、前記指標値を予め設定された基準値と比較することで、保守の検討の要否を判定する、軌道状態監視装置。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置であって、
    　表示装置をさらに備え、
    　前記処理部は、演算された前記指標値に基づき、前記軌道の状態を示す軌道状態表示画像を前記表示装置に表示する、軌道状態監視装置。
  8. 　請求項７に記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記軌道状態表示画像は、経過時間に対する前記指標値の変化を示す画像を含む、軌道状態監視装置。
  9. 　請求項７又は請求項８に記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記軌道状態表示画像は、前記軌道の経路図に、前記軌道の状態を対応付けた画像を含む、軌道状態監視装置。
  10. 　請求項７から請求項９のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記軌道状態表示画像は、前記指標値に対して予め設定された基準値に基づき保守の検討を促す保守提案情報を示す画像を含む、軌道状態監視装置。
  11. 　請求項７から請求項１０のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記処理部は、過去における前記指標値の変化に基づき、未来における前記指標値を予測し、
    　前記軌道状態表示画像は、未来における前記指標値の予測情報を示す画像を含む、軌道状態監視装置。
  12. 　請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記処理部は、過去における前記指標値の変化に基づき、未来における前記軌道の保守の検討が要請される保守検討予測時を予測し、
    　前記軌道状態表示画像は、前記保守検討予測時を示す画像を含む、軌道状態監視装置。
  13. 　請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置であって、
    　互いに異なる時間において検出された複数の軌道変位データを記憶する記憶部を備え、
    　前記処理部は、前記複数の軌道変位データに基づき、前記指標値を複数演算する、軌道状態監視装置。
  14. 　請求項１から請求項１３のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置であって、
    　前記評価対象区間は、前記軌道が一定間隔で複数に分割された区間である、軌道状態監視装置。
  15. 　請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載の軌道状態監視装置と、
    　前記鉄道車両に設けられ、前記軌道の長手方向の位置を特定可能な軌道位置データを取得する位置関連情報取得部と、
    　前記鉄道車両に設けられ、前記軌道変位に起因する前記軌道の変位位置を取得する軌道変位位置取得部と、
    　を備える軌道状態監視システム。
  16. 　請求項１５に記載の軌道状態監視システムであって、
    　前記軌道状態監視装置が管理基地に設けられており、
    　前記位置関連情報取得部による取得結果と前記軌道変位位置取得部による取得結果とが、通信網を介して前記軌道状態監視装置に送信される、軌道状態監視システム。
  17. 　鉄道車両が走行する軌道の状態を監視する軌道状態監視方法であって、
    　（ａ）前記軌道の長手方向の位置のデータに軌道変位に起因する軌道位置のデータが対応付けられた軌道変位データを取得し、
    　（ｂ）前記軌道変位データに基づき、評価対象区間における前記軌道変位に起因する前記軌道の長さに応じた値を、軌道の状態を示す指標値として演算する、
    　軌道状態監視方法。
  18. 　請求項１７に記載の軌道状態監視方法であって、
    　前記指標値の演算処理（ｂ）は、前記軌道変位データに基づき、前記評価対象区間における前記軌道変位の波形長を演算する処理を含む、軌道状態監視方法。
  19. 　請求項１７又は請求項１８に記載の軌道状態監視方法であって、
    　（ｃ）前記指標値と予め設定された基準値とに基づき、保守の検討の要否を判定し、
    　（ｄ）保守の検討が必要と判定された場合に、保守の検討を提案する保守提案情報を表示部に表示する、
    　軌道状態監視方法。
  20. 　請求項１７から請求項１９のいずれか１つに記載の軌道状態監視方法であって、
    　前記指標値の演算処理（ｂ）において、互いに異なる時間の軌道変位データに基づき、複数の前記指標値が演算され、
    　（ｅ）前記複数の指標値に基づき、未来における前記指標値を予測し、
    　（ｆ）予測された前記指標値に基づく情報を表示部に表示する、
    　軌道状態監視方法。
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