JP3202406B2 - Diagnosis device for railway rail foundation - Google Patents
Diagnosis device for railway rail foundationInfo
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Landscapes
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道用レール基礎の異
常を自動的に診断する診断装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diagnostic apparatus for automatically diagnosing an abnormality in a railroad rail foundation.
【0002】[0002]
【従来の技術】鉄道用レール基礎は、車両の安全運転に
とって重要である。このようなレール基礎の構造は、レ
ール、枕木、砂利、土などからなる多層構造となってい
るのが一般的であるが、最下層の土の部分が雨水などに
よって流されてしまい、重大な事故となる場合があっ
た。このような事故を発生前に発見するために、日常的
な目視による見回りがなされている。2. Description of the Related Art Railroad rail foundations are important for safe driving of vehicles. The structure of such a rail foundation is generally a multi-layered structure consisting of rails, sleepers, gravel, soil, etc., but the bottom soil part is washed away by rainwater, etc. An accident could occur. In order to discover such accidents before they occur, daily visual inspection is performed.
【0003】しかし、車両の運転時間外(深夜)に見回
りをしなければならないので、時間的な制約(数km/
hrが限度である)が多く、多大な労力を必要とする。
また、砂利の下の土の状態は、目視による点検では見え
ない場合が多く、見えるようになると、かなり事態が進
行しており、手遅れとなることが多い。[0003] However, since it is necessary to look around outside the driving time of the vehicle (midnight), the time is limited (several km / km).
hr is the limit) and requires a lot of labor.
In addition, the condition of the soil under the gravel is often invisible by visual inspection, and when it becomes visible, the situation is considerably advanced and it is often too late.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このような検査を自動
化するために、音響や電波(レーダ)を用いた診断装置
が検討されている。しかし、前述したレール基礎は、レ
ール、枕木、砂利、土などの多層構造となっているの
で、音波や電波が目的とするところまで十分に到達しな
いために、前述した音響や電波を用いた診断装置では、
正確な診断を行うことができない、という問題があっ
た。In order to automate such an inspection, a diagnostic device using sound or radio waves (radar) has been studied. However, the above-mentioned rail foundation has a multi-layered structure of rails, sleepers, gravel, soil, etc., so that sound waves and radio waves do not sufficiently reach the target, so diagnosis using the above-mentioned sound and radio waves In the device,
There was a problem that an accurate diagnosis could not be made.
【0005】本発明の目的は、前述の課題を解決して、
砂利の下になって見えない部分の診断が可能であり、定
量的、自動的に、しかも高速かつ正確に診断できる鉄道
用レール基礎の診断装置を提供することである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide a railway rail foundation diagnostic device capable of diagnosing an invisible portion under gravel and capable of performing quantitative, automatic, high-speed, and accurate diagnosis.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明による鉄道用レール基礎の診断装置は、鉄道
用レール基礎に敷設されたレール上を定常走行する試験
台車と、前記試験台車に設けられ上下、左右及び前後の
移動並びに傾きの内の少なくとも1つの振動成分を検出
する振動検出手段と、前記試験台車が走行しているレー
ル上の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手
段により検出された位置に対応する前記振動検出手段に
より検出された振動成分と予め検出した正常な値とを比
較することにより、前記基礎の異常を診断する異常診断
手段とを含む構成としてある。この場合に、前記位置検
出手段によって検出される所定区間ごとのデータを記憶
する記憶手段を設け、前記異常診断手段は、その区間ご
とに比較・診断を行うことを特徴とすることができる。In order to solve the above-mentioned problems, a diagnostic apparatus for a railway rail foundation according to the present invention comprises: a test carriage steadily traveling on a rail laid on a railway rail foundation; Vibration detection means for detecting at least one of vertical, horizontal, front and rear movements and tilts, and a position detection means for detecting a position on a rail on which the test carriage is traveling; and Abnormality diagnosis means for diagnosing abnormality of the foundation by comparing a vibration component detected by the vibration detection means corresponding to a position detected by the detection means with a normal value detected in advance. . In this case, storage means for storing data for each predetermined section detected by the position detection means is provided, and the abnormality diagnosis means performs comparison and diagnosis for each of the sections.
【0007】[0007]
【作用】本発明によれば、レールの上に重量物が通過す
ると、そのレールが沈み込む現象を利用して、十分な荷
重を有する試験台車に振動検出手段を設け、その試験台
車を定常速度で走行させて、振動成分(上下、左右及び
前後の移動並びに上下、左右及び前後の傾き等)を記録
する。この振動成分を予め検出した所定区間ごとの正常
のデータと比較して、基礎に異常があるか否かを診断す
る。また、記憶手段に所定区間毎のデータを記憶してお
き、時間軸を合わせたうえで、比較判定できるので、効
率よく診断することができる。According to the present invention, a vibration detecting means is provided on a test vehicle having a sufficient load by utilizing a phenomenon that when a heavy object passes over the rail, the rail sinks, and the test vehicle is moved at a constant speed. To record the vibration components (movement up and down, left and right and front and back, and inclination of up and down, left and right and front and back, etc.). The vibration component is compared with normal data for each predetermined section detected in advance to determine whether there is an abnormality in the foundation. In addition, since data for each predetermined section is stored in the storage means, and a comparison can be made after adjusting the time axis, diagnosis can be performed efficiently.
【0008】[0008]
【実施例】以下、図面などを参照して、実施例につい
て、さらに詳しくに説明する。図1は、本発明による鉄
道用レール基礎の診断装置の実施例を示すブロック図、
図2は、図1の実施例の診断装置に使用する試験台車を
示す平面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments will be described in more detail with reference to the drawings and the like. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a railway rail foundation diagnostic device according to the present invention;
FIG. 2 is a plan view showing a test cart used in the diagnostic apparatus of the embodiment of FIG.
【0009】この実施例の診断装置10は、図1に示す
ように、加速度センサ11,12、加算器13、減算器
14、A/D変換器15、位置センサ16、診断部1
7、記憶部18等から構成されている。診断装置10
は、図2に示すように、試験台車20に搭載されてお
り、試験台車20(重量物)がレール32上を通過する
ときに、レール32が沈み込む現象を利用して、レール
32が敷設されている鉄道レール用基礎の異常を診断し
ようとするものである。As shown in FIG. 1, a diagnostic apparatus 10 of this embodiment includes acceleration sensors 11 and 12, an adder 13, a subtractor 14, an A / D converter 15, a position sensor 16, and a diagnostic unit 1.
7, a storage unit 18 and the like. Diagnostic device 10
Is mounted on the test carriage 20 as shown in FIG. 2, and when the test carriage 20 (heavy object) passes over the rail 32, the rail 32 is laid down by utilizing the phenomenon that the rail 32 sinks. It is intended to diagnose abnormalities in the railway rail foundation that has been used.
【0010】試験台車20は、鉄道レール用基礎に敷設
されたレール上を定常走行する車両である。この試験台
車20は、台車本体21に4つの車輪22が設けられ定
常走行が可能となっており、十分な重量を有し、前後の
車輪22の間隔も例えば3m程度の比較的狭い長さに設
定してある。なお、図2において、台車本体21と車輪
22は、他の構成要素を見やすくするために、2点鎖線
で示してある。The test trolley 20 is a vehicle that steadily travels on a rail laid on a railroad rail foundation. The test cart 20 is provided with four wheels 22 on a cart main body 21 to enable steady running, has a sufficient weight, and has a relatively narrow length of about 3 m between the front and rear wheels 22, for example. It has been set. In FIG. 2, the bogie main body 21 and the wheels 22 are shown by two-dot chain lines in order to make other components easy to see.
【0011】加速度センサ11,12は、試験台車20
の台車本体21に取り付けられており、試験台車20の
上下加速度を検出するためのものである。これらの加速
度センサ11,12の出力は、加算器13と減算器14
にそれぞれ接続されている。加算器13は、加速度セン
サ11,12の出力を加算し、上下振動成分Aを算出す
る。減算器14は、加速度センサ11,12の出力を減
算し、左右の回転振動成分Bを算出する。左右方向の回
転振動成分によって、レールの位置ずれや緩み等を検出
することができる。また、加算器13と減算器14の出
力は、A/D変換器15によって、デジタル信号に変換
したのち、診断部18に接続される。The acceleration sensors 11 and 12 are connected to a test cart 20.
Is mounted on the bogie main body 21 for detecting the vertical acceleration of the test bogie 20. Outputs of these acceleration sensors 11 and 12 are supplied to an adder 13 and a subtractor 14.
Connected to each other. The adder 13 calculates the vertical vibration component A by adding the outputs of the acceleration sensors 11 and 12. The subtractor 14 subtracts the outputs of the acceleration sensors 11 and 12 to calculate left and right rotational vibration components B. The displacement or looseness of the rail can be detected based on the rotational vibration component in the left-right direction. The outputs of the adder 13 and the subtractor 14 are converted into digital signals by the A / D converter 15 and then connected to the diagnostic unit 18.
【0012】位置センサ16は、試験台車20が走行し
ているレール32上の位置を検出する手段である。レー
ル32の走行方向には、略一定間隔で目印を付けてお
き、その目印33を位置センサ16によって検出する。
この実施例では、枕木31の所定本数毎にバーコード3
3Aを設けておき、バーコードリーダ16Aによってそ
の位置を検出している。The position sensor 16 is means for detecting a position on the rail 32 on which the test carriage 20 is traveling. Marks are provided at substantially constant intervals in the running direction of the rail 32, and the marks 33 are detected by the position sensor 16.
In this embodiment, a bar code 3
3A is provided, and its position is detected by a barcode reader 16A.
【0013】診断部18は、一時記憶、比較判定などの
機能を含み、位置センサ16によって検出された位置に
対応する加速度センサ11,12からの加速度に基づい
て、レール32の沈み込み量を算出し、正常時の値と比
較することにより、鉄道レール用基礎の異常を診断す
る。この診断部18は、測定した目印33と次の目印3
3の間の信号を一時記憶し、1つの測定区間のブロック
信号として、ブロック番号とともに記録部19に記録す
る。そして、この診断部18は、同じブロック番号の信
号について、前回、前前回などの信号と比較して、大き
な変化があるか否かを判定し、これを傾向管理すること
により、基礎のゆるみの発生度合いを評価する。目印3
3の間隔は、十数m〜数百m程度がよく、加速度センサ
11,12の性能や試験台車20の大きさなどにより、
適宜選択することができる。The diagnosis section 18 includes functions such as temporary storage and comparison judgment, and calculates the amount of sinking of the rail 32 based on the acceleration from the acceleration sensors 11 and 12 corresponding to the position detected by the position sensor 16. Then, the abnormality of the railroad rail foundation is diagnosed by comparing it with the normal value. The diagnostic unit 18 compares the measured mark 33 with the next mark 3
3 is temporarily stored and recorded in the recording unit 19 together with the block number as a block signal of one measurement section. Then, the diagnostic unit 18 determines whether or not a signal having the same block number has a large change by comparing with the signal of the previous time, the signal of the previous time, the previous time, and the like, and manages the tendency to obtain a basic looseness. Evaluate the degree of occurrence. Mark 3
The interval of 3 is preferably about several tens of meters to several hundreds of meters. Depending on the performance of the acceleration sensors 11 and 12 and the size of the test cart 20,
It can be selected as appropriate.
【0014】なお、試験台車20の走行速度によって、
時間信号の長さが多少異なるが、この場合には、区間内
での信号長を正規化した後に比較すればよい。また、試
験台車20の走行速度が異なると、レール32への加振
力も異なるが、許容される速度範囲を予め実験して把握
しておき、試験台車20の機能をその速度範囲内で走行
できるように調整すればよい。It should be noted that, depending on the traveling speed of the test carriage 20,
Although the lengths of the time signals are slightly different, in this case, the signal lengths in the sections may be normalized and then compared. If the traveling speed of the test vehicle 20 is different, the exciting force applied to the rail 32 is also different. However, the permissible speed range can be determined in advance by experiments, and the function of the test vehicle 20 can be run within the speed range. It may be adjusted as follows.
【0015】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。例えば、図1では、図2の左右の加速度センサ11
−1,12−1を用いた場合を例に説明してあるが、必
要であれば、前後に同様な加速度センサ11−2,12
−2を設けることにより、前後の回転振動成分を検出す
るようにしてもよいし、それらを併用してもよい。ま
た、脱線などの事故に関連する量として、左右の横振動
が重要であることは周知のことである。この量を検出す
るには、中央部に左右方向の振動を検出する加速度セン
サを1個設ければよい。The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, which are also included in the present invention. For example, in FIG. 1, the left and right acceleration sensors 11 in FIG.
Although the case where −1 and 12-1 are used has been described as an example, if necessary, similar acceleration sensors 11-2 and 12-1 may be used before and after.
By providing -2, the front and rear rotational vibration components may be detected, or they may be used in combination. It is well known that left and right lateral vibrations are important as quantities related to accidents such as derailment. To detect this amount, one acceleration sensor for detecting vibration in the left-right direction may be provided at the center.
【0016】位置検出手段として、枕木自身やレールの
つなぎ目に設けられる隙間、枕木にレールを固定するク
ギなどを目印として、反射センサなどによって検出すれ
ば、バーコード等を設ける必要がなくなり簡便なシステ
ムとなる利点がある。一方、目印33として、数字やバ
ーコード等の番号の絶対位置情報を持ったものを使用れ
ば、これを自動的に検出することにより、比較すべきブ
ロックを間違えることはなくなり、正確な診断ができ
る。なお、鉄道運行管理システム等の位置情報を利用で
きる場合には、別途位置検出手段を設けることなく、そ
の位置情報を使用すればよい。If the position detecting means is detected by a reflection sensor or the like using a gap provided at a joint between the railroad tie and the rail, a nail for fixing the rail to the railroad tie, or the like, there is no need to provide a bar code or the like, so that a simple system can be provided. There are advantages. On the other hand, if a mark 33 having absolute position information such as a number or a bar code is used as the mark 33, by automatically detecting this, the block to be compared is not mistaken, and accurate diagnosis can be performed. it can. When position information such as a railway operation management system can be used, the position information may be used without providing a separate position detecting unit.
【0017】試験台車20は、駆動源を持っていてもよ
いし、駆動車両に牽引されるようにしてもよい。また、
十分に高速で測定できるようにすれば、一般車両の運転
中に診断することも可能となる。The test cart 20 may have a drive source or may be towed by a drive vehicle. Also,
If the measurement can be performed at a sufficiently high speed, it is possible to make a diagnosis during driving of a general vehicle.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、試験台車に設けられた振動検出手段により検出し
た上下、左右及び前後の移動並びに傾きの振動成分に基
づいて、試験台車の走行するレールの沈み込み量を算出
するので、砂利の下になって見えない部分の診断が可能
となり、目視や経験によらず、定量的、自動的にしかも
正確に診断することができる。また、試験台車を走行さ
せて計測するので、高速に診断することができる。この
ような診断装置を用いて、傾向管理することにより、事
前に対策を講じる余裕が生まれ、いわゆる予知保全を行
うことを可能とする。As described above in detail, according to the present invention, the travel of the test vehicle is performed based on the vertical, horizontal, front and rear movement and tilt vibration components detected by the vibration detecting means provided on the test vehicle. Since the amount of subsidence of the rail to be calculated is calculated, it is possible to diagnose a portion that cannot be seen under the gravel, and it is possible to make a quantitative, automatic, and accurate diagnosis regardless of visual observation or experience. In addition, since the measurement is performed by running the test cart, diagnosis can be performed at high speed. By performing trend management using such a diagnostic device, there is room for taking measures in advance, and so-called predictive maintenance can be performed.
【図1】本発明による鉄道レール用基礎の診断装置の実
施例の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a railway rail foundation diagnostic device according to the present invention.
【図2】図1の実施例の診断装置に使用する試験台車を
示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a test cart used in the diagnostic apparatus of the embodiment of FIG.
10 診断装置 11,12 加速度センサ 13 加算器 14 減算器 15 A/D変換器 16 位置センサ 17 診断部 18 記憶部 20 試験台車 21 台車本体 22 車輪 31 枕木 32 レール 33 目印 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Diagnostic device 11, 12 Acceleration sensor 13 Adder 14 Subtractor 15 A / D converter 16 Position sensor 17 Diagnostic part 18 Storage part 20 Test trolley 21 Bogie main body 22 Wheel 31 Sleeper 32 Rail 33 Mark
Claims (2)
を定常走行する試験台車と、 前記試験台車に設けられ上下、左右及び前後の移動並び
に傾きの内の少なくとも1つの振動成分を検出する振動
検出手段と、 前記試験台車が走行しているレール上の位置を検出する
位置検出手段と、 前記位置検出手段により検出された位置に対応する前記
振動検出手段により検出された振動成分と予め検出した
正常な値とを比較することにより、前記基礎の異常を診
断する異常診断手段とを含む鉄道用レール基礎の診断装
置。1. A test vehicle steadily traveling on a rail laid on a rail base for a railway, and a vibration provided on the test vehicle for detecting at least one vibration component of up, down, left, right, front and rear, and inclination. Detecting means, a position detecting means for detecting a position on a rail on which the test cart is traveling, and a vibration component detected by the vibration detecting means corresponding to the position detected by the position detecting means and detected in advance. A railroad rail foundation diagnosis device, comprising: abnormality diagnosis means for diagnosing the foundation abnormality by comparing with a normal value.
定区間ごとのデータを記憶する記憶手段を設け、前記異
常診断手段は、その区間ごとに比較・診断を行うことを
特徴とする請求項1に記載の鉄道用レール基礎の診断装
置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising storage means for storing data for each predetermined section detected by said position detecting means, wherein said abnormality diagnosing means performs comparison and diagnosis for each of said sections. Diagnostic device for railway rail foundation as described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10753893A JP3202406B2 (en) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | Diagnosis device for railway rail foundation |
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|---|---|
| JPH06294713A JPH06294713A (en) | 1994-10-21 |
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|---|---|---|---|---|
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1993
- 1993-04-09 JP JP10753893A patent/JP3202406B2/en not_active Expired - Fee Related
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