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JP6245466B2 - Wheel uneven wear degree determination system, wheel uneven wear degree determination method and program - Google Patents
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Wheel uneven wear degree determination system, wheel uneven wear degree determination method and program Download PDF

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Description

本発明は、車輪偏摩耗度合い判定システム、車輪偏摩耗度合い判定方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a wheel uneven wear degree determination system, a wheel uneven wear degree determination method, and a program.

鉄道車両の車輪に偏摩耗が発生すると、沿線騒音や、振動や、乗り心地への悪影響といった問題が生じ得る。これらの問題の発生を防止するため、偏摩耗発生を検知した場合、車輪削正(車輪を削る処理)が行われる。
ここで、車輪の偏摩耗発生の検知に関して、特許文献1では、鉄道列車における車輪踏面状態の良否を走行音に基づいて判定するシステムが示されている。具体的には、特許文献1に記載の車輪踏面状態の検知システムは、軌道が敷設された高架構造物の直下に設置され列車の走行音を収集する集音装置と、集音装置から出力される音声信号を処理する信号処理手段と、列車の速度を検知する速度検知手段とを備える。そして、信号処理手段において、音声信号から交流波形信号を取り出し、得られた交流波形信号を、速度検知手段から得られた列車速度と構造物特性とに基づいて設定される所定帯域幅のバンドパスフィルタを通過させる。そして、バンドパスフィルタ通過後の抽出波形信号と、列車速度データ及び列車編成に関する列車編成データとを照合させることにより、車軸単位で個別に音圧レベルを測定する。
このように、特許文献1に記載の車輪踏面状態の検知システムでは、車軸単位で個別に音圧レベルを測定して車輪踏面状態の良否を判定することができる。
When uneven wear occurs on the wheels of a railway vehicle, problems such as noise along the railway, vibration, and adverse effects on riding comfort may occur. In order to prevent the occurrence of these problems, when the occurrence of uneven wear is detected, wheel correction (processing for cutting the wheel) is performed.
Here, regarding the detection of the occurrence of uneven wear of wheels, Patent Document 1 discloses a system that determines the quality of a wheel tread state in a railroad train based on running sound. Specifically, the wheel tread surface detection system described in Patent Document 1 is installed immediately below an elevated structure on which a track is laid, and collects the traveling sound of a train, and is output from the sound collector. A signal processing means for processing the voice signal and a speed detecting means for detecting the speed of the train. Then, in the signal processing means, an AC waveform signal is extracted from the audio signal, and the obtained AC waveform signal is set to a band pass having a predetermined bandwidth set based on the train speed and the structure characteristics obtained from the speed detection means. Pass the filter. Then, the sound pressure level is measured individually for each axle by collating the extracted waveform signal after passing through the band-pass filter with the train speed data and train formation data relating to train formation.
Thus, in the detection system of the wheel tread state described in Patent Document 1, the sound pressure level can be individually measured for each axle unit to determine whether the wheel tread state is good or bad.

特開2008−120258号公報JP 2008-120258 A

上記のように、特許文献1に記載の車輪踏面状態の検知システムでは、列車の走行音に基づいて車輪踏面状態の良否を判定する。周囲の騒音が大きいなど、列車の走行音の識別が困難な環境下においても車輪の偏摩耗度合いの判定を行うことができれば、ユーザの利便性がさらに高まる。   As described above, in the wheel tread state detection system described in Patent Document 1, the quality of the wheel tread state is determined based on the running sound of the train. If the degree of uneven wear of the wheels can be determined even in an environment where it is difficult to identify train running sounds, such as when the surrounding noise is high, the convenience for the user is further enhanced.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、列車の走行音の識別が困難な環境下においても車輪の偏摩耗度合いの判定を行うことのできる車輪偏摩耗度合い判定システム、車輪偏摩耗度合い判定方法およびプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to determine the degree of uneven wear of a wheel that can determine the degree of uneven wear of a wheel even in an environment where it is difficult to identify the traveling sound of a train. The object is to provide a system, a method for determining the degree of uneven wear of wheels, and a program.

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による車輪偏摩耗度合い判定システムは、車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定する振動測定部と、前記振動測定部が測定した振動に基づいて前記車両の速度を算出する速度仮算出部と、前記振動測定部が測定した振動のうち、前記速度仮算出部が算出した速度に応じた周波数成分に基づいて、前記車両又は車両の部分が振動測定位置に応じた所定位置を通過する通過タイミングを検出する通過タイミング判定部と、前記振動測定部が測定した振動の時系列データのうち、前記通過タイミングに応じた時間範囲のデータから特定周波数範囲の成分を抽出する周波数範囲成分抽出部と、前記周波数範囲成分抽出部が抽出した成分と基準データとに基づいて前記車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う偏摩耗度合い判定部と、を具備することを特徴とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. A wheel uneven wear degree determination system according to an aspect of the present invention includes a vibration measuring unit that measures vibration of a track structure as a vehicle passes, and the vibration. Based on the frequency component corresponding to the speed calculated by the speed temporary calculation unit among the vibrations measured by the vibration measurement unit and the speed temporary calculation unit that calculates the speed of the vehicle based on the vibration measured by the measurement unit , and the vehicle or pass the timing determining unit of the vehicle to detect the passing timing of passing the predetermined position corresponding to the vibration measurement position, among the time series data of vibrations the vibration measuring portion is measured, depending on the passing timing A frequency range component extraction unit for extracting a component of a specific frequency range from the data of a specified time range, and the vehicle based on the component extracted by the frequency range component extraction unit and reference data Characterized by comprising the uneven wear degree determination unit for determining the uneven wear degree of the wheel, the.

た、本発明の他の一態様による車輪偏摩耗度合い判定システムは、上述の車輪偏摩耗度合い判定システムであって、前記周波数範囲成分抽出部は、前記振動測定部が測定した振動の時系列データのうち前記時間範囲のデータから、前記車両の速度に応じて設定された前記特定周波数範囲の成分を抽出することを特徴とする。 Also, another aspect according to the wheel uneven wear degree determination system of the present invention is in the aforementioned wheel uneven wear degree determination system, the frequency range component extracting unit, the time series of vibration the vibration measuring unit to measure The component of the specific frequency range set according to the speed of the vehicle is extracted from the data of the time range among the data.

また、本発明の他の一態様による車輪偏摩耗度合い判定システムは、上述の車輪偏摩耗度合い判定システムであって、予め設定された空間周波数範囲に前記車両の速度を乗算して得られる前記特定周波数範囲を設定する周波数範囲設定部を具備し、前記周波数範囲成分抽出部は、前記振動測定部が測定した振動の時系列データのうち前記時間範囲のデータから、前記周波数範囲設定部の設定した前記特定周波数範囲の成分を抽出することを特徴とする。 Further, a wheel uneven wear degree determination system according to another aspect of the present invention is the above-described wheel uneven wear degree determination system, wherein the specification is obtained by multiplying a preset spatial frequency range by the speed of the vehicle. A frequency range setting unit for setting a frequency range, wherein the frequency range component extraction unit is set by the frequency range setting unit from the time range data among the vibration time-series data measured by the vibration measurement unit. A component in the specific frequency range is extracted.

また、本発明の一態様による車輪偏摩耗度合い判定方法は、車輪偏摩耗度合い判定システムの車輪偏摩耗度合い判定方法であって、車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定する振動測定ステップと、前記振動測定ステップで測定した振動に基づいて前記車両の速度を算出するステップと、前記振動測定ステップで測定した振動のうち、算出した前記車両の速度に応じた周波数成分に基づいて、前記車両又は車両の部分が振動測定位置に応じた所定位置を通過する通過タイミングを検出するステップと、前記振動測定ステップにて測定した振動の時系列データのうち、前記通過タイミングに応じた時間範囲のデータから特定周波数範囲の成分を抽出する周波数範囲成分抽出ステップと、前記周波数範囲成分抽出ステップにて抽出した成分と基準データとに基づいて前記車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う偏摩耗度合い判定ステップと、を具備することを特徴とする。 A method for determining the degree of uneven wear of a wheel according to an aspect of the present invention is a method for determining the degree of uneven wear of a wheel in a system for determining the degree of uneven wear of a wheel, a vibration measuring step for measuring the vibration of the track structure as the vehicle passes through, A step of calculating the speed of the vehicle based on the vibration measured in the vibration measurement step, and the vehicle based on a frequency component corresponding to the calculated speed of the vehicle among the vibrations measured in the vibration measurement step. or a step portion of the vehicle to detect the passing timing of passing the predetermined position corresponding to the vibration measurement position, among the time series data of vibration measured at the vibration measuring step, the time range of the data in accordance with the passing timing A frequency range component extracting step for extracting a component in a specific frequency range from the frequency range component extracting step, and a component and a basis extracted in the frequency range component extracting step. Characterized in that it comprises a and a partial wear degree determination step of determining the partial wear degree of the wheels of the vehicle based on the data.

また、本発明の一態様によるプログラムは、車輪偏摩耗度合い判定システムの具備するコンピュータに、車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定する振動測定ステップと、前記振動測定ステップで測定した振動に基づいて前記車両の速度を算出するステップと、前記振動測定ステップで測定した振動のうち、算出した前記車両の速度に応じた周波数成分に基づいて、前記車両又は車両の部分が振動測定位置に応じた所定位置を通過する通過タイミングを検出するステップと、前記振動測定ステップにて測定した振動の時系列データのうち、前記通過タイミングに応じた時間範囲のデータから特定周波数範囲の成分を抽出する周波数範囲成分抽出ステップと、前記周波数範囲成分抽出ステップにて抽出した成分と基準データとに基づいて前記車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う偏摩耗度合い判定ステップと、を実行させるためのプログラムである。 The program according to an aspect of the present invention causes a computer that includes a wheel uneven wear degree determination system, a vibration measurement step of measuring the vibration of the line structure with the passage of the vehicle, the vibration measured by the vibration measuring step Based on the frequency component corresponding to the calculated speed of the vehicle among the vibrations measured in the step of calculating the speed of the vehicle based on the vibration measurement step, the vehicle or a part of the vehicle depends on the vibration measurement position. detecting the passing timing of passing the predetermined positions, among the time series data of vibration measured at the vibration measuring step, a frequency for extracting a component in a specific frequency range from the data of the time range corresponding to the passage timing Based on the range component extraction step, the component extracted in the frequency range component extraction step and the reference data And uneven wear degree determination step of determining the partial wear degree of the two wheels, a program for execution.

本発明によれば、列車の走行音の識別が困難な環境下においても車輪の偏摩耗度合いの判定を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to determine the degree of uneven wear of wheels even in an environment where it is difficult to identify train running sounds.

本発明の一実施形態における車輪偏摩耗度合い判定システムの機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the function structure of the wheel uneven wear degree determination system in one Embodiment of this invention. 同実施形態における加速度ピックアップの設置例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of installation of the acceleration pick-up in the same embodiment. 同実施形態における時間周波数範囲データ記憶部が記憶する時間周波数範囲データの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the time frequency range data which the time frequency range data storage part in the embodiment memorize | stores. 同実施形態における速度・通過タイミング判定部の機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the function structure of the speed and passage timing determination part in the embodiment. 列車の寸法と加速度データにおける周波数との関係の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the relationship between the dimension in a train, and the frequency in acceleration data. 同実施形態の速度仮算出部による各車両の速度ピックアップ通過タイミングの検出例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a detection of the speed pick-up passage timing of each vehicle by the speed temporary calculation part of the embodiment. 同実施形態の速度・通過タイミング判定部による台車の通過タイミングの検出例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a detection of the passage timing of the trolley | bogie by the speed and passage timing determination part of the embodiment. 車輪の偏摩耗状態の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the uneven wear state of a wheel. 偏摩耗車輪の外周の展開イメージの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the expansion | deployment image of the outer periphery of a partial wear wheel. 偏摩耗車輪の外周における凹凸分布の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the uneven | corrugated distribution in the outer periphery of a partial wear wheel. 車輪の実測データから得られた外周における凹凸分布の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the uneven | corrugated distribution in the outer periphery obtained from the measurement data of the wheel. 空間周波数と時間周波数との対応関係の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the correspondence of a spatial frequency and a time frequency. 車輪の偏摩耗量と発生する振動の関係の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the relationship between the amount of partial wear of a wheel, and the vibration which generate | occur | produces. 同実施形態において、制御部が、車輪の偏摩耗度合いの判定を行う処理手順の例を示すフローチャートである。In the same embodiment, it is a flowchart which shows the example of the process sequence which a control part performs determination of the uneven wear degree of a wheel. 同実施形態において、速度・通過タイミング判定部が列車速度情報とタイミング情報とを取得する処理手順の例を示すフローチャートである。In the same embodiment, it is a flowchart which shows the example of the process sequence in which a speed and passage timing determination part acquires train speed information and timing information.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態における車輪偏摩耗度合い判定システムの機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、車輪偏摩耗度合い判定システム100は、振動測定部110と、結果出力部120と、記憶部180と、制御部190とを具備する。振動測定部110は、加速度ピックアップ111を具備する。記憶部180は、加速度データ記憶部181と、時間周波数範囲データ記憶部182と、周波数範囲変換データ記憶部183と、基準データ記憶部184とを具備する。制御部190は、速度・通過タイミング判定部191と、周波数範囲設定部192と、周波数範囲成分抽出部193と、偏摩耗度合い判定部194とを具備する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a wheel uneven wear degree determination system according to an embodiment of the present invention. In the figure, the wheel uneven wear degree determination system 100 includes a vibration measurement unit 110, a result output unit 120, a storage unit 180, and a control unit 190. The vibration measurement unit 110 includes an acceleration pickup 111. The storage unit 180 includes an acceleration data storage unit 181, a time frequency range data storage unit 182, a frequency range conversion data storage unit 183, and a reference data storage unit 184. The control unit 190 includes a speed / passing timing determination unit 191, a frequency range setting unit 192, a frequency range component extraction unit 193, and a partial wear degree determination unit 194.

車輪偏摩耗度合い判定システム100は、列車の通過に伴う振動加速度(振動による加速度)を測定して加速度の時系列データを収集し、得られたデータに基づいて車輪の偏摩耗度合いを判定する。車輪偏摩耗度合い判定システム100は、例えば加速度ピックアップを具備するコンピュータシステムとして構築される。   The wheel partial wear degree determination system 100 collects time series data of acceleration by measuring vibration acceleration (acceleration due to vibration) accompanying the passage of a train, and determines the degree of partial wear of the wheel based on the obtained data. The wheel uneven wear degree determination system 100 is constructed as a computer system including an acceleration pickup, for example.

振動測定部110は、加速度ピックアップ111を用いて、車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定する。ここでいう車両は、列車の構成要素であり、複数の車両が連結されて列車を構成する。但し、1両編成の鉄道車両など、列車に限らず様々な車両について、車輪偏摩耗度合い判定システム100は車輪の偏摩耗度合いの判定を行うことができる。   The vibration measurement unit 110 uses the acceleration pickup 111 to measure the vibration of the line structure as the vehicle passes. A vehicle here is a component of a train, and a plurality of vehicles are connected to form a train. However, the wheel uneven wear degree determination system 100 can determine the degree of uneven wear of wheels not only for trains such as single-car trains but also for various vehicles.

図2は、加速度ピックアップ111の設置例を示す説明図である。同図において、高架M11に下り線のレールM12と上り線のレールM13とが敷設されている。高架M11は、線路構造物の一例に該当する。
加速度ピックアップ111は、下り線のレールM12の下(高架M11の裏側)に設置されており、振動測定部110は、列車が下り線を通過する際の、加速度ピックアップ111設置位置における高架M11の加速度(振動加速度)を測定する。
FIG. 2 is an explanatory view showing an installation example of the acceleration pickup 111. In the figure, a down line rail M12 and an up line rail M13 are laid on the elevated M11. The elevated M11 corresponds to an example of a track structure.
The acceleration pickup 111 is installed under the down line rail M12 (the back side of the elevated M11), and the vibration measuring unit 110 detects the acceleration of the elevated M11 at the installation position of the acceleration pickup 111 when the train passes the down line. Measure (vibration acceleration).

図2の例のように、加速度ピックアップ111は、線路構造物の加速度を測定可能な位置にあればよく、線路内に設置される必要はない。この点において、車輪偏摩耗度合い判定システム100はメンテナンス性がよく、保守作業の負担の増大を抑制することができる。
より具体的には、加速度ピックアップ111を線路内に設置する必要がないので、加速度ピックアップ111が故障した場合、列車の走行する時間帯であっても加速度ピックアップ111の交換を行うことができ、通過タイミングの判定を行うことができる。
As in the example of FIG. 2, the acceleration pickup 111 only needs to be at a position where the acceleration of the track structure can be measured, and need not be installed in the track. In this regard, the wheel uneven wear degree determination system 100 has good maintainability and can suppress an increase in the burden of maintenance work.
More specifically, since it is not necessary to install the acceleration pickup 111 in the track, when the acceleration pickup 111 breaks down, the acceleration pickup 111 can be exchanged even during the time when the train travels. Timing determination can be made.

また、加速度ピックアップ111を線路内に設置する必要がないので、加速度ピックアップ111が故障した場合、列車の走行する時間帯であっても加速度ピックアップ111の交換を行うことができる。従って、保守作業員が、列車の走行する時間帯を避けて深夜に作業を行う必要がない。
また、保線でレールを削る際、加速度ピックアップ111や加速度ピックアップ111からのケーブルが邪魔にならない。
Further, since it is not necessary to install the acceleration pickup 111 in the track, when the acceleration pickup 111 breaks down, the acceleration pickup 111 can be replaced even during a time zone in which the train travels. Therefore, it is not necessary for the maintenance worker to work at midnight while avoiding the time zone in which the train travels.
Further, when cutting the rail with the track, the acceleration pickup 111 and the cable from the acceleration pickup 111 do not get in the way.

なお、加速度ピックアップ111の設置対象は、列車通過の際の加速度を測定可能な線路構造物であればよく、高架に限らない。一方、図2の例のように、加速度ピックアップ111を高架の裏側に設置する場合、加速度ピックアップ111に振動が伝わり易く、通過タイミング判定システム100は、高精度に判定を行い得る。   In addition, the installation object of the acceleration pick-up 111 should just be a track | line structure which can measure the acceleration at the time of a train passage, and is not restricted to an overpass. On the other hand, when the acceleration pickup 111 is installed on the back side of the overhead as in the example of FIG. 2, vibration is easily transmitted to the acceleration pickup 111, and the passage timing determination system 100 can perform determination with high accuracy.

結果出力部120は、車輪偏摩耗度合い判定システム100の判定結果を出力する。例えば、結果出力部120は、表示装置を具備し、車輪偏摩耗度合い判定システム100が取得する車輪の偏摩耗量の情報を表示する。あるいは、結果出力部120が車輪偏摩耗度合い判定システム100の判定結果を、監視装置など他の装置へ出力するなど、結果出力部120が、判定結果の表示以外の方法で判定結果を出力するようにしてもよい。   The result output unit 120 outputs the determination result of the wheel uneven wear degree determination system 100. For example, the result output unit 120 includes a display device, and displays information on the uneven wear amount of the wheels acquired by the wheel uneven wear degree determination system 100. Alternatively, the result output unit 120 outputs the determination result by a method other than the display of the determination result, such as the determination result of the wheel uneven wear degree determination system 100 being output to another device such as a monitoring device. It may be.

記憶部180は、各種データを記憶する。記憶部180は、例えば、通過タイミング判定システム100の具備するコンピュータの記憶デバイスにて構成される。
加速度データ記憶部181は、振動測定部110が測定した加速度の時系列データを記憶する。
時間周波数範囲データ記憶部182は、列車速度と時間周波数範囲とが対応付けられた時間周波数範囲データを記憶する。
The storage unit 180 stores various data. The storage unit 180 is configured by a storage device of a computer included in the passage timing determination system 100, for example.
The acceleration data storage unit 181 stores time series data of acceleration measured by the vibration measurement unit 110.
The time frequency range data storage unit 182 stores time frequency range data in which the train speed and the time frequency range are associated with each other.

図3は、時間周波数範囲データ記憶部182が記憶する時間周波数範囲データの例を示す説明図である。同図の時間周波数範囲データにおいて、列車速度と、台車検出周波数および車軸検出周波数とが対応付けられている。台車検出周波数は、速度・通過タイミング判定部191が台車の通過タイミングを判定する場合に、振動測定部110の測定した加速度の時系列データから成分(周波数成分)を抽出すべき周波数範囲を列車速度毎に示す。車軸検出周波数は、速度・通過タイミング判定部191が車軸の通過タイミングを判定する場合に、振動測定部110の測定した加速度の時系列データから周波数成分を抽出すべき周波数範囲を列車速度毎に示す。   FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of the time frequency range data stored in the time frequency range data storage unit 182. In the time frequency range data of the figure, the train speed is associated with the bogie detection frequency and the axle detection frequency. When the speed / passing timing determination unit 191 determines the passing timing of the bogie, the bogie detection frequency is a frequency range in which a component (frequency component) should be extracted from the time series data of acceleration measured by the vibration measuring unit 110. Shown for each. The axle detection frequency indicates, for each train speed, a frequency range in which a frequency component should be extracted from time-series data of acceleration measured by the vibration measuring unit 110 when the speed / passing timing determining unit 191 determines the passing timing of the axle. .

ここで、列車の車輪が、レールにおける加速度ピックアップ111の上の位置(以下、単に「加速度ピックアップ111の位置」と称する)を通過する時間間隔は、列車速度が速いほど短くなる。このため、列車速度が速いほど、列車の通過に伴う振動の周波数が高くなる。そこで、時間周波数範囲データ記憶部182が記憶する時間周波数範囲データでは、列車速度が速いほど高い周波数の周波数範囲と対応付けられている。速度・通過タイミング判定部191は、振動測定部110の測定した加速度の時系列データから、周波数範囲データに基づいて列車速度に応じた周波数成分を抽出することで、列車速度や台車等の通過タイミングの判定(算出)を、より高精度に判定を行える。   Here, the time interval during which the train wheel passes through a position on the rail above the acceleration pickup 111 (hereinafter, simply referred to as “position of the acceleration pickup 111”) becomes shorter as the train speed increases. For this reason, the higher the train speed, the higher the frequency of vibration associated with the passage of the train. Therefore, the time frequency range data stored in the time frequency range data storage unit 182 is associated with a higher frequency range as the train speed increases. The speed / passing timing determination unit 191 extracts the frequency component corresponding to the train speed from the time series data of the acceleration measured by the vibration measuring unit 110 based on the frequency range data, thereby passing the train speed, the passing timing of the carriage, etc. The determination (calculation) can be performed with higher accuracy.

周波数範囲変換データ記憶部183は、列車速度と時間周波数範囲との対応関係を示す周波数範囲変換データを記憶する。周波数範囲変換データ記憶部183の記憶する周波数範囲変換データは、振動測定部110の測定した加速度の時系列データから周波数範囲成分抽出部193が周波数成分を抽出する周波数範囲を周波数範囲設定部192が設定するのに用いられる。   The frequency range conversion data storage unit 183 stores frequency range conversion data indicating the correspondence between the train speed and the time frequency range. The frequency range conversion data stored in the frequency range conversion data storage unit 183 is the frequency range setting unit 192 that defines the frequency range in which the frequency range component extraction unit 193 extracts frequency components from the time series data of acceleration measured by the vibration measurement unit 110. Used to set.

制御部190は、通過タイミング判定システム100の各部を制御して各種処理を行う。制御部190は、例えば、車輪偏摩耗度合い判定システム100の具備するコンピュータのCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、記憶部180からプログラムを読み出して実行することで構成される。
速度・通過タイミング判定部191は、振動測定部110の測定した加速度の時系列データに基づいて、列車速度と、車輪の偏摩耗度合いの判定対象(例えば、各台車または各車軸)が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングとを取得(算出)する。
The control unit 190 controls each unit of the passage timing determination system 100 to perform various processes. The control unit 190 is configured, for example, when a CPU (Central Processing Unit) of a computer included in the wheel uneven wear degree determination system 100 reads out and executes a program from the storage unit 180.
Based on the time series data of acceleration measured by the vibration measurement unit 110, the speed / passing timing determination unit 191 determines whether the train speed and the determination target of the degree of uneven wear of the wheels (for example, each carriage or each axle) are acceleration pickups 111. Is obtained (calculated).

図4は、速度・通過タイミング判定部191の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、速度・通過タイミング判定部191は、速度仮算出部291と、周波数範囲設定部292と、周波数範囲成分抽出部293と、速度・通過タイミング判定部294とを具備する。
速度仮算出部291は、振動測定部110の測定した加速度の時系列データから、列車の速度(従って、各車両の速度)を示す仮速度情報を取得する。
FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a functional configuration of the speed / passing timing determination unit 191. In the figure, the speed / passing timing determination unit 191 includes a temporary speed calculation unit 291, a frequency range setting unit 292, a frequency range component extraction unit 293, and a speed / passing timing determination unit 294.
The temporary speed calculation unit 291 acquires temporary speed information indicating the speed of the train (accordingly, the speed of each vehicle) from the time series data of the acceleration measured by the vibration measurement unit 110.

ここで、図5および図6を参照して、速度仮算出部291による仮速度情報の取得について説明する。
図5は、列車の寸法と加速度データにおける周波数との関係の例を示す説明図である。同図において、列車の寸法として、車体長と、台車中心間距離と、隣接号台車距離と、軸距とが示されている。
Here, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, acquisition of temporary speed information by the temporary speed calculation unit 291 will be described.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the train dimensions and the frequency in the acceleration data. In the figure, as the dimensions of the train, the vehicle body length, the distance between the bogie centers, the adjacent bogie distance, and the axle distance are shown.

車体長は、1台の車両の長さであり、同図の例では25メートル(m)になっている。台車中心間距離は、同一の車両に設置された2つの台車の中心間の距離であり、同図の例では17.5メートルになっている。隣接号台車距離は、隣接する車両に設置されて隣接する2つの台車の中心間の距離であり、同図の例では7.5メートルになっている。軸距は、1つの台車に設置された2つの車軸間の距離であり、同図の例では2.5メートルになっている。   The vehicle body length is the length of one vehicle, and is 25 meters (m) in the example of FIG. The distance between the trolley centers is the distance between the centers of the two trolleys installed in the same vehicle, and is 17.5 meters in the example of FIG. The adjacent truck distance is the distance between the centers of two adjacent trucks that are installed in adjacent vehicles, and is 7.5 meters in the example of FIG. The axle distance is a distance between two axles installed on one carriage, and is 2.5 meters in the example of FIG.

列車速度を列車の寸法で除算することで、列車の寸法に応じた周波数が得られる。例えば、列車速度が時速80キロメートル(≒秒速22.2メートル)である場合、車体長に応じた周波数は、22.2/25≒0.9ヘルツ(Hz)となる。従って、振動測定部110が測定した加速度の時系列データから、周波数0.9ヘルツの成分を抽出することで、各車両が加速度ピックアップ111の位置を通過する際に生じる周期的な加速度(振動加速度)を検出することができる。これにより、各車両が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングを検出することができる。   By dividing the train speed by the train size, a frequency corresponding to the train size is obtained. For example, when the train speed is 80 kilometers per hour (≈22.2 meters per second), the frequency corresponding to the vehicle body length is 22.2 / 25≈0.9 hertz (Hz). Therefore, by extracting a component having a frequency of 0.9 Hertz from the time series data of the acceleration measured by the vibration measuring unit 110, periodic acceleration (vibration acceleration generated when each vehicle passes the position of the acceleration pickup 111 is obtained. ) Can be detected. Thereby, the timing at which each vehicle passes the position of the acceleration pickup 111 can be detected.

また、列車速度が未知の場合、振動測定部110が測定した加速度の時系列データから、各車両が加速度ピックアップ111の位置を通過する際に生じる周期的な加速度の成分を抽出することで、列車速度を得られる。
そこで、速度仮算出部291は、振動測定部110が測定した加速度の時系列データから比較的低周波の周波数成分を抽出する。これにより、速度仮算出部291は、各車両が加速度ピックアップ111の位置を通過する際に生じる周期的な加速度の成分を抽出し、各車両が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔から列車速度を算出する。
In addition, when the train speed is unknown, a periodic acceleration component generated when each vehicle passes through the position of the acceleration pickup 111 is extracted from the time series data of the acceleration measured by the vibration measuring unit 110. Get speed.
Therefore, the temporary speed calculation unit 291 extracts a relatively low frequency component from the time series data of the acceleration measured by the vibration measurement unit 110. Thus, the temporary speed calculation unit 291 extracts a component of periodic acceleration that occurs when each vehicle passes the position of the acceleration pickup 111, and train speed from the time interval at which each vehicle passes the position of the acceleration pickup 111. Is calculated.

図6は、速度仮算出部291による各車両の速度ピックアップ通過タイミングの検出例を示す説明図である。同図の横軸は基準時刻からの経過時間を示し、縦軸は加速度を示す。基準時刻は、振動測定部110の測定前に決定されている時刻であってもよいし、速度仮算出部291が事後的に決定する時刻であってもよい。例えば、振動測定部110が測定した加速度が所定の大きさに達した時刻から所定時間前(例えば2秒前)の時刻を、速度仮算出部291が基準時刻に設定するようにしてもよい。   FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of detection of the speed pickup passage timing of each vehicle by the temporary speed calculation unit 291. In the figure, the horizontal axis indicates the elapsed time from the reference time, and the vertical axis indicates the acceleration. The reference time may be a time determined before the measurement of the vibration measuring unit 110, or may be a time determined by the temporary speed calculation unit 291 afterwards. For example, the speed temporary calculation unit 291 may set the time before a predetermined time (for example, 2 seconds before) from the time when the acceleration measured by the vibration measurement unit 110 reaches a predetermined magnitude as the reference time.

線L11は、振動測定部110が測定した加速度の時系列データから速度仮算出部291が抽出した周波数成分の合計値を示す。線L12は、加速度ピックアップ111の位置においてレールにセンサ(例えばひずみゲージ)を設置して得られる、車輪の通過タイミングの測定データを示す。
また、図6の例における列車は8両編成で、各車両に前後1つずつの台車が設けられている。各台車は、前後1つずつの車軸を有している。また、列車の寸法は、図5に示す寸法となっている。
A line L11 indicates the total value of the frequency components extracted by the temporary speed calculation unit 291 from the time series data of the acceleration measured by the vibration measurement unit 110. A line L12 indicates measurement data of the passing timing of the wheel obtained by installing a sensor (for example, a strain gauge) on the rail at the position of the acceleration pickup 111.
In addition, the train in the example of FIG. 6 has an eight-car train, and each vehicle is provided with one bogie and one bogie. Each cart has one axle on the front and one back. Moreover, the dimension of a train is a dimension shown in FIG.

線L12における極大点(極大値を示す点)である点P121〜P152は、それぞれ車輪の通過タイミングを示している。具体的には、点P121、P122は、それぞれ、先頭車両の前方の台車の前輪、後輪の通過タイミングを示している。点P123、P124は、それぞれ、先頭車両の後方の台車の前輪、後輪の通過タイミングを示している。
同様に、点P125〜P128は、2両目車両の各車輪の通過タイミングを示している。点P129〜P132は、3両目車両の各車輪の通過タイミングを示している。点P149〜P152は、8両目車両の各車輪の通過タイミングを示している。
Points P121 to P152 which are local maximum points (points indicating local maximum values) on the line L12 indicate the passing timings of the wheels, respectively. Specifically, points P121 and P122 indicate the passage timings of the front wheels and rear wheels of the carriage in front of the leading vehicle, respectively. Points P123 and P124 indicate the passing timings of the front wheels and rear wheels of the carriage behind the leading vehicle, respectively.
Similarly, points P125 to P128 indicate the passing timing of each wheel of the second vehicle. Points P129 to P132 indicate passage timings of the wheels of the third vehicle. Points P149 to P152 indicate the passing timing of each wheel of the eighth vehicle.

速度仮算出部291は、振動測定部110が測定した加速度の時系列データから、車体長および想定される列車速度の範囲に応じて予め設定されている周波数範囲の周波数成分を抽出する。図3の例の場合、列車速度が時速80キロメートル〜時速300キロメートルの範囲では、車体長に応じた周波数は0.9ヘルツ〜3.3ヘルツの範囲となる。例えば、速度仮算出部291は、この周波数範囲に多少の余裕を含めた、0.5ヘルツ〜5ヘルツの周波数範囲の周波数成分を抽出し、各成分の振幅(ここでは、加速度の大きさ)を合計して、線L11の示すデータを取得する。   The temporary speed calculation unit 291 extracts frequency components in a frequency range set in advance according to the vehicle body length and the assumed train speed range from the time series data of acceleration measured by the vibration measurement unit 110. In the case of the example in FIG. 3, in the range of the train speed from 80 km / h to 300 km / h, the frequency corresponding to the vehicle body length is in the range of 0.9 hertz to 3.3 hertz. For example, the speed tentative calculation unit 291 extracts frequency components in the frequency range of 0.5 Hz to 5 Hz, including some margins in this frequency range, and the amplitude of each component (here, the magnitude of acceleration). To obtain data indicated by the line L11.

線L11における極小点(極小値を示す点)のうち所定の閾値H11より小さい値を示す点である点P111〜P119が、それぞれ車両の通過タイミングを示している。
具体的には、点P111は、点P121の示す先頭車両の前方の台車の前輪の通過タイミングと、点P122の示す先頭車両の前方の台車の後輪の通過タイミングとの中間のタイミングを示している。
Points P111 to P119, which are points that are smaller than a predetermined threshold value H11 among the local minimum points (points indicating local minimum values) on the line L11, indicate the vehicle passage timing.
Specifically, the point P111 indicates an intermediate timing between the passing timing of the front wheel of the front truck indicated by the point P121 and the passing timing of the rear wheel of the front truck indicated by the point P122. Yes.

また、点P112は、点P123およびP124の示す先頭車両の後方の台車の通過タイミングと、点P125およびP126の示す2台目車両の前方の台車の通過タイミングとの中間のタイミングを示している。さらには、点P112は、先頭車両と2台目車両との境目が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングを示している。
同様に、点P113は、2台目車両と3台目車両との境目が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングを示している。点P114は、3台目車両と4台目車両との境目が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングを示している。点P118は、7台目車両と8台目車両との境目が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングを示している。
また、点P119は、点P151の示す8台目車両の後方の台車の前輪の通過タイミングと、点P152の示す8台目車両の後方の台車の後輪の通過タイミングとの中間のタイミングを示している。
A point P112 indicates an intermediate timing between the passing timing of the carriage behind the leading vehicle indicated by the points P123 and P124 and the passing timing of the carriage preceding the second vehicle indicated by the points P125 and P126. Furthermore, a point P112 indicates the timing at which the boundary between the leading vehicle and the second vehicle passes the position of the acceleration pickup 111.
Similarly, a point P113 indicates the timing at which the boundary between the second vehicle and the third vehicle passes the position of the acceleration pickup 111. Point P114 indicates the timing at which the boundary between the third vehicle and the fourth vehicle passes the position of the acceleration pickup 111. A point P118 indicates the timing at which the boundary between the seventh vehicle and the eighth vehicle passes the position of the acceleration pickup 111.
Point P119 indicates the intermediate timing between the passage timing of the front wheel of the rear vehicle of the eighth vehicle indicated by point P151 and the passage timing of the rear wheel of the rear vehicle of the eighth vehicle indicated by point P152. ing.

速度仮算出部291は、各車両が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングから車両の移動に要する時間を算出し、車両の長さを当該時間で除算して列車速度を算出する。
例えば、点P112から点P113までの時間は、2台目車両が加速度ピックアップ111の位置を通過するのに要する時間を示している。同様に、点P113から点P114まで、・・・、点P117から点P118まで、の各時間も、1台の車両が加速度ピックアップ111の位置を通過するのに要する時間を示している。
The temporary speed calculation unit 291 calculates the time required for the vehicle to move from the timing at which each vehicle passes the position of the acceleration pickup 111, and calculates the train speed by dividing the length of the vehicle by the time.
For example, the time from the point P112 to the point P113 indicates the time required for the second vehicle to pass the position of the acceleration pickup 111. Similarly, each time from point P113 to point P114,..., Point P117 to point P118 also indicates the time required for one vehicle to pass the position of the acceleration pickup 111.

そこで、速度仮算出部291は、点P112から点P113まで、点P113から点P114まで、・・・、点P117から点P118までの各時間の平均をとって、1台の車両が加速度ピックアップ111の位置を通過するのに要する時間を0.3秒と算出する。そして、速度仮算出部291は、予め記憶している車体長(図5の例では25メートル)を、1台の車両が加速度ピックアップ111の位置を通過するのに要する時間(0.3秒)で除算して、列車速度を秒速83.3メートル(時速300キロメートル)と算出する。   Therefore, the temporary speed calculation unit 291 takes an average of each time from the point P112 to the point P113, from the point P113 to the point P114,..., The point P117 to the point P118, and one vehicle is the acceleration pickup 111. The time required to pass the position is calculated as 0.3 seconds. Then, the temporary speed calculation unit 291 uses the vehicle body length (25 meters in the example of FIG. 5) stored in advance as the time required for one vehicle to pass the position of the acceleration pickup 111 (0.3 seconds). The train speed is calculated as 83.3 meters per second (300 kilometers per hour).

なお、速度仮算出部291が、加速度の時系列データから特定の周波数範囲の周波数成分を抽出する方法は、様々な方法とすることができる。例えば、速度仮算出部291が、バンドパスフィルタ(Band Pass Filter;BPF)を用いるようにしてもよい。あるいは、速度仮算出部291が、フーリエ変換を行うようにしてもよい。   Note that various methods can be used as the method by which the temporary speed calculation unit 291 extracts the frequency component in a specific frequency range from the time series data of acceleration. For example, the temporary speed calculation unit 291 may use a band pass filter (BPF). Alternatively, the temporary speed calculation unit 291 may perform Fourier transform.

図4に戻って、周波数範囲設定部292は、振動測定部110が測定した振動から周波数範囲成分抽出部293が周波数成分を抽出する周波数範囲を、列車速度と車両の所定箇所の寸法とに応じて設定する。
具体的には、車輪偏摩耗度合い判定システム100が、台車毎に車輪の偏摩耗度合いの判定を行うように設定されている場合、周波数範囲設定部292は、時間周波数範囲データ記憶部182の記憶している時間周波数範囲データから、速度仮算出部291の算出した列車速度(仮速度情報)に対応付けられている台車検出周波数を読み出す。例えば、上記の例のように速度仮算出部291が列車速度を時速300キロメートルと算出した場合、周波数範囲設定部292は、台車検出周波数3〜12ヘルツを読み出す。
Returning to FIG. 4, the frequency range setting unit 292 determines the frequency range in which the frequency range component extraction unit 293 extracts the frequency component from the vibration measured by the vibration measurement unit 110 according to the train speed and the size of a predetermined position of the vehicle. To set.
Specifically, when the wheel uneven wear degree determination system 100 is set to determine the wheel uneven wear degree for each carriage, the frequency range setting unit 292 stores the time frequency range data storage unit 182. The carriage detection frequency associated with the train speed (temporary speed information) calculated by the temporary speed calculation unit 291 is read out from the time frequency range data being processed. For example, when the temporary speed calculation unit 291 calculates the train speed as 300 kilometers per hour as in the above example, the frequency range setting unit 292 reads the bogie detection frequency of 3 to 12 hertz.

一方、車輪偏摩耗度合い判定システム100が、車軸毎に車輪の偏摩耗度合いの判定を行うように設定されている場合、周波数範囲設定部292は、時間周波数範囲データ記憶部182の記憶している時間周波数範囲データから、速度仮算出部291の算出した列車速度に対応付けられている車軸検出周波数を読み出す。   On the other hand, when the wheel uneven wear degree determination system 100 is set so as to determine the wheel uneven wear degree for each axle, the frequency range setting unit 292 stores the time frequency range data storage unit 182. An axle detection frequency associated with the train speed calculated by the temporary speed calculation unit 291 is read from the time frequency range data.

なお、車輪偏摩耗度合い判定システム100が台車、車軸のいずれ毎に車輪の偏摩耗度合いの判定を行うかは、車輪偏摩耗度合い判定システム100のユーザ(例えば、保守作業員)が設定する。
例えば、車輪に偏摩耗が生じた場合の車輪削正等の保守作業を台車単位で行う保守方針の場合、車輪偏摩耗度合い判定システム100のユーザは、車輪偏摩耗度合い判定システム100が台車毎に車輪の偏摩耗度合いの判定を行うように設定する。一方、保守作業を車軸単位で行う保守方針の場合、車輪偏摩耗度合い判定システム100のユーザは、車輪偏摩耗度合い判定システム100が車軸毎に車輪の偏摩耗度合いの判定を行うように設定する。
Note that a user (for example, a maintenance worker) of the wheel uneven wear degree determination system 100 determines whether the wheel uneven wear degree determination system 100 determines the wheel uneven wear degree for each of the carriage and the axle.
For example, in the case of a maintenance policy in which maintenance work such as wheel correction when a wheel has uneven wear occurs in units of trucks, the user of the wheel uneven wear degree determination system 100 determines that the wheel uneven wear degree determination system 100 is different for each truck. Set to determine the degree of uneven wear of the wheels. On the other hand, in the case of a maintenance policy in which maintenance work is performed in units of axles, the user of the wheel uneven wear degree determination system 100 sets the wheel uneven wear degree determination system 100 to determine the degree of uneven wear of wheels for each axle.

周波数範囲成分抽出部293は、振動測定部110が測定した振動から、周波数範囲設定部292が設定した周波数範囲の周波数成分を抽出する。例えば、周波数範囲成分抽出部293は、振動測定部110が測定した振動から、車両の走行速度と車両の台車間の間隔とに応じて設定された周波数範囲の周波数成分を抽出する。   The frequency range component extraction unit 293 extracts the frequency component of the frequency range set by the frequency range setting unit 292 from the vibration measured by the vibration measurement unit 110. For example, the frequency range component extraction unit 293 extracts the frequency component of the frequency range set according to the traveling speed of the vehicle and the interval between the bogies from the vibration measured by the vibration measurement unit 110.

さらに例えば、周波数範囲成分抽出部293は、同一車両に設けられた台車間の間隔と、隣接する車両に設けられた台車間の間隔とに応じて設定された周波数範囲の周波数成分を抽出する。具体的には、周波数範囲データ記憶部282が記憶する周波数範囲データにおいて、台車検出周波数は、車体長、台車中心間距離、隣接号台車距離に起因する各周波数を含んでいる。上述したように、台車中心間距離は、同一の車両に設置された2つの台車の中心間の距離である。また、隣接号台車距離は、隣接する車両に設置されて隣接する2つの台車の中心間の距離である。   Further, for example, the frequency range component extraction unit 293 extracts frequency components in the frequency range set according to the interval between the carriages provided in the same vehicle and the interval between the carriages provided in the adjacent vehicles. Specifically, in the frequency range data stored in the frequency range data storage unit 282, the bogie detection frequency includes each frequency resulting from the vehicle body length, the bogie center distance, and the adjacent bogie distance. As described above, the distance between the truck centers is the distance between the centers of two trucks installed in the same vehicle. The adjacent truck distance is the distance between the centers of two adjacent trucks that are installed in adjacent vehicles.

例えば、図5において、列車速度が時速300キロメートルの場合の、車体長、台車中心間距離、隣接号台車距離に起因する周波数は、それぞれ、3.3ヘルツ、4.8ヘルツ、11.1ヘルツとなっている。そして、図3において、列車速度が時速300キロメートルの場合の台車検出周波数は、3〜12ヘルツとなっており、台車検出周波数は、車体長、台車中心間距離、および、隣接号台車距離に起因する各周波数を含んでいる。   For example, in FIG. 5, when the train speed is 300 km / h, the frequencies resulting from the vehicle body length, the distance between the center of the truck, and the distance between adjacent trucks are 3.3 Hz, 4.8 Hz, and 11.1 Hz, respectively. It has become. In FIG. 3, the bogie detection frequency when the train speed is 300 km / h is 3 to 12 hertz, and the bogie detection frequency is caused by the vehicle body length, the bogie center distance, and the adjacent bogie distance. Each frequency to be included.

このように、周波数範囲成分抽出部293が、車体長、台車中心間距離、隣接号台車距離に起因する各周波数を含む周波数範囲の周波数成分を抽出することで、速度・通過タイミング判定部191が行う、台車の通過タイミングの判定精度を高めることができる。具体的には、周波数範囲成分抽出部293が、当該周波数範囲の周波数成分を抽出することで、他の周波数成分を除外して、台車が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔以外の周波数成分を低減させることができる。   In this way, the frequency range component extraction unit 293 extracts the frequency components of the frequency range including each frequency resulting from the vehicle body length, the distance between the center of the trucks, and the adjacent truck distance, so that the speed / passing timing determination unit 191 The accuracy of determination of the passing timing of the carriage can be increased. Specifically, the frequency range component extraction unit 293 extracts the frequency components in the frequency range, thereby excluding other frequency components, and the frequency components other than the time interval at which the carriage passes the position of the acceleration pickup 111. Can be reduced.

さらに具体的には、車体長に起因する周波数の成分は、先頭車両の前方の台車が加速度ピックアップ111の位置を通過してから、2両目車両の前方の台車が加速度ピックアップ111の位置を通過するまでの時間など、隣接する車両において同じ位置に設置されている2つの台車が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔を示す。また、台車中心間距離に起因する周波数の成分、隣接号台車距離に起因する周波数の成分は、いずれも、隣接する2つの台車が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔を示す。
周波数範囲成分抽出部293が、これらの周波数を含む周波数範囲の周波数成分以外の成分を除外することで、速度・通過タイミング判定部294が、台車の通過タイミングを判定する際にノイズとなる周波数成分を低減させることができる。
More specifically, the frequency component due to the vehicle body length is such that the carriage in front of the leading vehicle passes through the position of the acceleration pickup 111, and then the carriage in front of the second vehicle passes through the position of the acceleration pickup 111. The time interval in which two trolleys installed at the same position in adjacent vehicles pass the position of the acceleration pickup 111, such as the time until. In addition, the frequency component due to the distance between the bogie centers and the frequency component due to the adjacent bogie distance indicate time intervals at which the two adjacent carts pass the position of the acceleration pickup 111.
The frequency range component extraction unit 293 excludes components other than the frequency components in the frequency range including these frequencies, so that the frequency component that becomes noise when the speed / passing timing determination unit 294 determines the passing timing of the carriage Can be reduced.

また、周波数範囲データ記憶部282が記憶する周波数範囲データにおいて、車軸検出周波数は、車体長、台車中心間距離、隣接号台車距離、および、軸距に起因する各周波数を含んでいる。
例えば、図5において、列車速度が時速300キロメートルの場合の、車体長、台車中心間距離、隣接号台車距離、軸距に起因する周波数は、それぞれ、3.3ヘルツ、4.8ヘルツ、11.1ヘルツ、2.5ヘルツとなっている。そして、図3において、列車速度が時速300キロメートルの場合の車軸検出周波数は、3〜34ヘルツとなっており、台車検出周波数は、車体長、台車中心間距離、隣接号台車距離、および、軸距に起因する各周波数を含んでいる。
Further, in the frequency range data stored in the frequency range data storage unit 282, the axle detection frequency includes the vehicle body length, the distance between the center of the carriages, the adjacent carriage distance, and each frequency resulting from the axle distance.
For example, in FIG. 5, when the train speed is 300 km / h, the frequencies resulting from the vehicle body length, the distance between the center of the truck, the distance between adjacent trucks, and the axle distance are 3.3 Hz, 4.8 Hz, 11 .1 hertz and 2.5 hertz. In FIG. 3, the axle detection frequency when the train speed is 300 km / h is 3 to 34 Hz, and the carriage detection frequency is the vehicle body length, the distance between the center of the carriage, the adjacent carriage distance, and the axis. Each frequency resulting from distance is included.

このように、周波数範囲成分抽出部193が、車体長、台車中心間距離、隣接号台車距離、軸距に起因する各周波数を含む周波数範囲の周波数成分を抽出することで、速度・通過タイミング判定部191が行う、車軸の通過タイミングの判定精度を高めることができる。
具体的には、速度・通過タイミング判定部191が、当該周波数範囲の周波数成分を抽出することで、他の周波数成分を除外して、車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔以外の成分を低減させることができる。
As described above, the frequency range component extraction unit 193 extracts the frequency component of the frequency range including each frequency caused by the vehicle body length, the distance between the center of the carriage, the adjacent truck distance, and the axle distance, thereby determining the speed / passing timing. The determination accuracy of the axle passage timing performed by the unit 191 can be increased.
Specifically, the speed / passing timing determination unit 191 extracts a frequency component in the frequency range so as to exclude other frequency components and components other than the time interval at which the axle passes the position of the acceleration pickup 111. Can be reduced.

さらに具体的には、車体長に起因する周波数の成分は、先頭車両の前方の台車の前方の車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過してから、2両目車両の前方の台車の前方の車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過するまでの時間など、隣接する車両において同じ位置に設置されている2つの車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔を示す。   More specifically, the frequency component due to the vehicle body length is determined by the front axle of the front carriage of the second vehicle after the front axle of the front carriage of the leading vehicle passes the position of the acceleration pickup 111. A time interval in which two axles installed at the same position in adjacent vehicles pass through the position of the acceleration pickup 111, such as a time until the position of the acceleration pickup 111 passes, is shown.

台車中心間距離に起因する周波数の成分は、同一車両の前方の台車の前方の車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過してから、後方の台車の前方の車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過するまでの時間など、同一車両の2つの台車において同じ位置に設置されている2つの車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔を示す。   The frequency component due to the distance between the center of the carriages is such that the front axle of the front carriage of the same vehicle passes through the position of the acceleration pickup 111, and then the front axle of the rear carriage passes through the position of the acceleration pickup 111. The time interval in which two axles installed at the same position in two trolleys of the same vehicle such as the time until the time passes through the position of the acceleration pickup 111 is shown.

隣接号台車距離に起因する周波数の成分は、隣接する車両のうち前方車両の後方の台車の前方の車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過してから、後方車両の前方の台車の前方の車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過するまでの時間など、隣接する車両に設置された隣接する2つの台車において同じ位置に設置されている2つの車軸が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔を示す。   The component of the frequency due to the adjacent bogie distance is that the axle ahead of the bogie ahead of the rear vehicle after the axle ahead of the bogie behind the front vehicle passes through the position of the acceleration pickup 111 among the adjacent vehicles. The time interval in which two axles installed at the same position in two adjacent carriages installed in adjacent vehicles pass through the position of the acceleration pickup 111, such as the time until passing through the position of the acceleration pickup 111.

また、軸距は、同一の台車において隣接する2つの台車が加速度ピックアップ111の位置を通過する時間間隔を示す。
周波数範囲成分抽出部293が、これらの周波数を含む周波数範囲の周波数成分以外の成分を除外することで、速度・通過タイミング判定部294が、車軸の通過タイミングを判定する際にノイズとなる周波数成分を低減させることができる。
The axial distance indicates a time interval in which two adjacent carts pass through the position of the acceleration pickup 111 in the same cart.
The frequency range component extraction unit 293 excludes components other than the frequency components in the frequency range including these frequencies, so that the frequency component that becomes noise when the speed / passing timing determination unit 294 determines the passing timing of the axle. Can be reduced.

なお、周波数範囲成分抽出部293が、加速度の時系列データから特定の周波数範囲の周波数成分を抽出する方法は、様々な方法とすることができる。例えば、周波数範囲成分抽出部293が、バンドパスフィルタを用いるようにしてもよい。あるいは、周波数範囲成分抽出部293が、フーリエ変換を行うようにしてもよい。   Note that the frequency range component extraction unit 293 may extract various frequency components in a specific frequency range from acceleration time-series data. For example, the frequency range component extraction unit 293 may use a band pass filter. Alternatively, the frequency range component extraction unit 293 may perform Fourier transform.

速度・通過タイミング判定部294は、周波数範囲成分抽出部293が抽出した周波数成分に基づいて、車両の所定箇所が所定位置を通過するタイミングを判定する。
具体的には、速度・通過タイミング判定部294は、周波数範囲成分抽出部293が抽出した周波数範囲の各成分の振幅(ここでは、加速度の大きさ)を合計する。そして、速度・通過タイミング判定部294は、得られた合計値の極小点のうち、所定の閾値よりも小さい値を示す点の時間を、車両の所定箇所が所定位置を通過するタイミングとして取得する。
The speed / passing timing determination unit 294 determines the timing at which a predetermined location of the vehicle passes a predetermined position based on the frequency component extracted by the frequency range component extraction unit 293.
Specifically, the speed / passing timing determination unit 294 sums up the amplitudes (here, the magnitudes of accelerations) of the components in the frequency range extracted by the frequency range component extraction unit 293. Then, the speed / passing timing determination unit 294 acquires the time of a point indicating a value smaller than a predetermined threshold among the obtained minimum points of the total value as the timing at which the predetermined location of the vehicle passes the predetermined position. .

図7は、速度・通過タイミング判定部294による台車の通過タイミングの検出例を示す説明図である。図6の場合と同様、図7の横軸は基準時刻からの経過時間を示し、縦軸は加速度を示す。
線L21は、振動測定部110が測定した加速度の時系列データから周波数範囲成分抽出部293が抽出した周波数成分の合計値を示す。線L22は、図6の線L12と同様、加速度ピックアップ111の位置においてレールにセンサを設置して得られる、車輪の通過タイミングの測定データを示す。
図6の場合と同様、図7の例における列車は8両編成で、各車両に前後1つずつの台車が設けられている。各台車は、前後1つずつの車軸を有している。また、列車の寸法は、図5に示す寸法となっている。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of detection of the passing timing of the carriage by the speed / passing timing determination unit 294. As in the case of FIG. 6, the horizontal axis in FIG. 7 indicates the elapsed time from the reference time, and the vertical axis indicates the acceleration.
A line L21 indicates the total value of the frequency components extracted by the frequency range component extracting unit 293 from the time series data of the acceleration measured by the vibration measuring unit 110. A line L22 indicates measurement data of the wheel passage timing obtained by installing a sensor on the rail at the position of the acceleration pickup 111, similarly to the line L12 in FIG.
As in the case of FIG. 6, the train in the example of FIG. 7 has an eight-car train, and each vehicle is provided with one front and rear carriage. Each cart has one axle on the front and one back. Moreover, the dimension of a train is a dimension shown in FIG.

線L22における極大点である点P231〜P262は、図5の点P121〜P152と同様、それぞれ車輪の通過タイミングを示している。
また、線L21における極小点のうち所定の閾値H21より小さい値を示す点である点P211〜P226が、それぞれ台車の通過タイミングを示している。
Points P231 to P262, which are maximal points on the line L22, indicate the passing timing of the wheels, respectively, similarly to the points P121 to P152 of FIG.
In addition, points P211 to P226, which are points that are smaller than the predetermined threshold value H21 among the minimum points on the line L21, respectively indicate the passing timing of the carriage.

例えば、点P211は、先頭車両の前方の台車の通過タイミングを示している。ここで、点P231は、先頭車両の前方の台車の前方の車軸の通過タイミングを示し、点P232は、先頭車両の前方の台車の後方の車軸の通過タイミングを示している。そして、点P211は、これらの車軸を含む先頭車両の前方の台車の通過タイミングを示している。
速度・通過タイミング判定部294は、点P211〜P226の各時間を、台車の通過タイミングとして取得する。
For example, a point P211 indicates the passage timing of the carriage in front of the leading vehicle. Here, the point P231 indicates the passage timing of the front axle of the carriage ahead of the leading vehicle, and the point P232 indicates the passage timing of the rear axle of the carriage ahead of the leading vehicle. And the point P211 has shown the passage timing of the trolley | bogie ahead of the head vehicle containing these axles.
The speed / passing timing determination unit 294 acquires the times at points P211 to P226 as the passing timing of the carriage.

なお、速度・通過タイミング判定部191が車軸の通過タイミングを判定する場合でも、速度・通過タイミング判定部294が、まず、台車の通過タイミングを判定し、得られたタイミングから車軸の通過タイミングを求めるようにしてもよい。
この場合、周波数範囲設定部292は、速度仮算出部291が算出した列車速度に対応する台車検出周波数を設定し、周波数範囲成分抽出部293は、振動測定部110が測定した振動から、当該台車検出周波数の成分を抽出する。
Even when the speed / passing timing determining unit 191 determines the axle passing timing, the speed / passing timing determining unit 294 first determines the passing timing of the carriage, and obtains the axle passing timing from the obtained timing. You may do it.
In this case, the frequency range setting unit 292 sets the bogie detection frequency corresponding to the train speed calculated by the temporary speed calculation unit 291, and the frequency range component extraction unit 293 determines the bogie from the vibration measured by the vibration measurement unit 110. Extract the detected frequency component.

そして、速度・通過タイミング判定部294は、周波数範囲成分抽出部293が抽出した周波数成分に基づいて、各台車の通過タイミングを求める。より具体的には、速度・通過タイミング判定部294は、各台車の中心が、加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングを求める。そして、速度・通過タイミング判定部294は、予め記憶している軸距と、速度仮算出部291が算出した列車速度とに基づいて、台車の中心の通過タイミングと車軸の通過タイミングとの時間差を求めて、車軸の通過タイミングを算出する。   Then, the speed / passing timing determination unit 294 obtains the passing timing of each carriage based on the frequency component extracted by the frequency range component extraction unit 293. More specifically, the speed / passing timing determination unit 294 determines the timing at which the center of each carriage passes the position of the acceleration pickup 111. Then, the speed / passing timing determination unit 294 calculates a time difference between the passing timing of the center of the carriage and the passing timing of the axle based on the axial distance stored in advance and the train speed calculated by the temporary speed calculation unit 291. Obtain the axle passage timing.

このように、速度・通過タイミング判定部294が、台車の通過タイミングから車軸の通過タイミングを求めることで、振動測定部110の測定した振動から周波数範囲成分抽出部293が周波数成分を抽出する周波数範囲をより狭くすることができる。この点において、速度・通過タイミング判定部294の判定精度を高めることができる。   In this way, the speed / passing timing determining unit 294 obtains the axle passing timing from the passing timing of the carriage, so that the frequency range component extracting unit 293 extracts the frequency component from the vibration measured by the vibration measuring unit 110. Can be made narrower. In this respect, the determination accuracy of the speed / passing timing determination unit 294 can be increased.

さらに、速度・通過タイミング判定部294は、得られたタイミング情報に基づいて、列車速度を算出する。周波数範囲成分抽出部293が仮の列車速度に応じて周波数範囲の周波数成分を抽出していることで、速度・通過タイミング判定部294は、速度仮算出部291が取得する通過タイミング情報よりも精度の高い通過タイミング情報を取得し得る。従って、速度・通過タイミング判定部294が、列車速度を算出し直すことで、速度仮算出部291が算出した仮の列車速度よりも精度の高い列車速度を取得し得る。   Furthermore, the speed / passing timing determination unit 294 calculates the train speed based on the obtained timing information. Since the frequency range component extraction unit 293 extracts the frequency component of the frequency range according to the temporary train speed, the speed / passing timing determination unit 294 is more accurate than the passing timing information acquired by the temporary speed calculation unit 291. High passage timing information can be acquired. Therefore, the speed / passing timing determination unit 294 can acquire a train speed with higher accuracy than the temporary train speed calculated by the temporary speed calculation unit 291 by recalculating the train speed.

図1に戻って、周波数範囲設定部192は、速度・通過タイミング判定部191が取得した列車速度に応じて、振動測定部110が測定した加速度の時系列データから周波数範囲成分抽出部193が周波数成分を抽出する周波数範囲を設定する。より具体的には、周波数範囲設定部192は、予め設定された空間周波数範囲に車両の速度を乗算して得られる特定周波数範囲を設定する。後述するように、周波数範囲設定部192は、振動測定部110が測定した加速度の時系列データにおいて偏摩耗の影響を受けやすい周波数範囲を設定する。   Returning to FIG. 1, the frequency range setting unit 192 uses the frequency range component extraction unit 193 to determine the frequency from the time series data of the acceleration measured by the vibration measurement unit 110 according to the train speed acquired by the speed / passing timing determination unit 191. Sets the frequency range for extracting components. More specifically, the frequency range setting unit 192 sets a specific frequency range obtained by multiplying a preset spatial frequency range by the vehicle speed. As will be described later, the frequency range setting unit 192 sets a frequency range that is easily affected by uneven wear in the time series data of acceleration measured by the vibration measurement unit 110.

周波数範囲成分抽出部193は、振動測定部110が測定した振動(加速度の時系列データ)から特定周波数範囲の周波数成分を抽出する。より具体的には、周波数範囲成分抽出部193は、振動測定部110が測定した振動から、車両の速度に応じて設定された特定周波数範囲の周波数成分を抽出する。さらに具体的には、周波数範囲成分抽出部193は、振動測定部110が測定した振動から、周波数範囲設定部192の設定した特定周波数範囲の周波数成分を抽出する。
偏摩耗度合い判定部194は、周波数範囲成分抽出部193が抽出した周波数成分と、基準データ記憶部184の記憶する基準データとに基づいて車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う。
The frequency range component extraction unit 193 extracts a frequency component in a specific frequency range from the vibration (acceleration time series data) measured by the vibration measurement unit 110. More specifically, the frequency range component extraction unit 193 extracts a frequency component in a specific frequency range set according to the vehicle speed from the vibration measured by the vibration measurement unit 110. More specifically, the frequency range component extraction unit 193 extracts the frequency component in the specific frequency range set by the frequency range setting unit 192 from the vibration measured by the vibration measurement unit 110.
The uneven wear degree determination unit 194 determines the uneven wear degree of the wheels of the vehicle based on the frequency component extracted by the frequency range component extraction unit 193 and the reference data stored in the reference data storage unit 184.

次に、図8〜図12を参照して、周波数範囲設定部192が設定する周波数範囲について説明する。
図8は、車輪の偏摩耗状態の例を示す説明図である。同図において、偏摩耗のない車輪W11、偏摩耗の生じた車輪W12について、それぞれ軸方向から見た概略形状を、軸の位置を点P31に揃えて示している。以下では、偏摩耗の生じた車輪を「偏摩耗車輪」と称する。
Next, the frequency range set by the frequency range setting unit 192 will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is an explanatory view showing an example of the uneven wear state of the wheels. In the drawing, the rough shape of the wheel W11 without uneven wear and the wheel W12 with uneven wear as seen from the axial direction are shown with the position of the shaft aligned with the point P31. Hereinafter, a wheel having uneven wear is referred to as “uneven wear wheel”.

偏摩耗の大きさは、例えば、D11にて示すように、偏摩耗のない状態における径(ここでは、軸の位置から外周までの距離)と、偏摩耗の生じた箇所における径との差の大きさにて示される。
以下では、基準となる径(例えば、偏摩耗のない状態における径の設計値)と、偏摩耗の生じた箇所における径との差の大きさを「偏摩耗量」と称する。
For example, as shown in D11, the size of the uneven wear is the difference between the diameter in the state where there is no uneven wear (here, the distance from the position of the shaft to the outer periphery) and the diameter where uneven wear has occurred. Shown in size.
Hereinafter, the magnitude of the difference between the reference diameter (for example, the design value of the diameter in a state where there is no uneven wear) and the diameter at the location where uneven wear has occurred is referred to as “uneven wear amount”.

図9は、偏摩耗車輪の外周の展開イメージの例を示す説明図である。同図において、偏摩耗のない車輪W11の外周と、偏摩耗車輪である車輪W12の外周とが、径(軸の位置からの距離)の関係を保って展開されている。
偏摩耗のない車輪W11は、図8の例のように径がほぼ一定であることから、図9に示す展開例においてほぼ直線状になっている。一方、偏摩耗車輪である車輪W12は、図8の例のように径にばらつきがあることから、図9に示す展開例においてうねりを有している。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a developed image of the outer periphery of the uneven wear wheel. In the figure, the outer periphery of the wheel W11 having no uneven wear and the outer periphery of the wheel W12, which is an uneven wear wheel, are developed while maintaining the relationship of the diameter (distance from the shaft position).
Since the wheel W11 without uneven wear has a substantially constant diameter as in the example of FIG. 8, it is substantially linear in the developed example shown in FIG. On the other hand, the wheel W12, which is a partial wear wheel, has undulations in the development example shown in FIG. 9 because the diameters vary as in the example of FIG.

図10は、偏摩耗車輪の外周における凹凸分布の例を示す説明図である。同図の横軸は空間周波数の対数を示し、縦軸は凹凸分布をデシベル(dB)にて示している。
線L41は、偏摩耗のない車輪の外周における凹凸の空間周波数分布の例を示す。すなわち、線L41は、偏摩耗のない車輪の径と、基準となる径との差の大きさの、周方向における空間的な周波数分布の例を示している。また、線L42は、偏摩耗車輪の外周における凹凸の空間周波数分布の例を示す。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of the uneven distribution on the outer periphery of the uneven wear wheel. In the figure, the horizontal axis indicates the logarithm of the spatial frequency, and the vertical axis indicates the uneven distribution in decibels (dB).
A line L41 shows an example of the spatial frequency distribution of the unevenness on the outer periphery of the wheel without uneven wear. That is, the line L41 shows an example of the spatial frequency distribution in the circumferential direction of the magnitude of the difference between the wheel diameter without uneven wear and the reference diameter. Line L42 shows an example of the spatial frequency distribution of the unevenness on the outer periphery of the uneven wear wheel.

本願発明者が、車輪の実測データについて外周における凹凸分布の空間周波数分析を行ったところ、空間周波数0.001〜0.01(単位は、ミリメートル分の1(mm−1))の範囲で特に凹凸分布が増加するとの結果を得られた。なお、本願発明者は、一周約3メートルの車輪について解析を行った。 When this inventor performed the spatial frequency analysis of the uneven | corrugated distribution in outer periphery about the measurement data of a wheel, especially in the range of the spatial frequency 0.001-0.01 (a unit is 1 / millimeter (mm <-1> )). The result that unevenness distribution increases was obtained. In addition, this inventor analyzed about the wheel of about 3 meters per round.

図11は、車輪の実測データから得られた外周における凹凸分布の例を示す説明図である。同図の横軸は空間周波数の対数を示し、縦軸は凹凸分布をデシベル(dB)にて示している。
線L51は、偏摩耗量が0.15ミリメートル未満の車輪の外周における凹凸分布の平均を示す。線L52は、偏摩耗量が0.15ミリメートル以上かつ0.2ミリメートル未満の車輪の外周における凹凸分布の平均を示す。線L53は、偏摩耗量が0.2ミリメートル以上かつ0.3ミリメートル未満の車輪の外周における凹凸分布の平均を示す。線L54は、偏摩耗量が0.3ミリメートル以上の車輪の外周における凹凸分布の平均を示す。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the uneven distribution on the outer periphery obtained from the measured data of the wheels. In the figure, the horizontal axis indicates the logarithm of the spatial frequency, and the vertical axis indicates the uneven distribution in decibels (dB).
A line L51 indicates an average of the unevenness distribution on the outer periphery of the wheel having a partial wear amount of less than 0.15 millimeters. A line L52 represents an average of the unevenness distribution on the outer periphery of the wheel having a partial wear amount of 0.15 millimeters or more and less than 0.2 millimeters. A line L53 indicates an average of the unevenness distribution on the outer periphery of the wheel having a partial wear amount of 0.2 mm or more and less than 0.3 mm. A line L54 indicates an average of the unevenness distribution on the outer periphery of the wheel having a partial wear amount of 0.3 mm or more.

図11において、空間周波数0.001〜0.01の範囲で、特に、凹凸分布の違いが生じている。一方、空間周波数が0.01より大きい範囲については、凹凸分布の違いは比較的小さい。
そこで、周波数範囲設定部192は、振動測定部110の測定した加速度の時系列データから周波数範囲成分抽出部193が周波数成分を抽出する周波数範囲として、空間周波数0.001〜0.01の範囲に対応する時間周波数範囲の周波数成分を抽出する。なお、本実施形態に示す例では、車輪偏摩耗度合い判定システム100は、一周約3メートルの車輪を対象として偏摩耗の度合いの判定を行う。
In FIG. 11, the difference in the unevenness distribution occurs particularly in the spatial frequency range of 0.001 to 0.01. On the other hand, in the range where the spatial frequency is greater than 0.01, the difference in the uneven distribution is relatively small.
Therefore, the frequency range setting unit 192 sets the spatial frequency in the range of 0.001 to 0.01 as the frequency range in which the frequency range component extraction unit 193 extracts the frequency component from the time series data of the acceleration measured by the vibration measurement unit 110. Extract frequency components in the corresponding time frequency range. In the example shown in the present embodiment, the wheel uneven wear degree determination system 100 determines the degree of uneven wear for a wheel having a circumference of about 3 meters.

図12は、空間周波数と時間周波数との対応関係の例を示す説明図である。同図において、空間周波数0.001、0.01の各々に対して列車速度を乗算して時間周波数に変換されている。例えば、列車速度が時速300キロメートル(秒速83.3×10ミリメートル)の場合、空間周波数0.001に83.3×10を乗算して、時間周波数83.3ヘルツ(Hz)に変換されている。 FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an example of a correspondence relationship between a spatial frequency and a time frequency. In the figure, each of the spatial frequencies 0.001, 0.01 is multiplied by a train speed and converted to a time frequency. For example, when the train speed is 300 kilometers per hour (83.3 × 10 3 millimeters per second), the spatial frequency 0.001 is multiplied by 83.3 × 10 3 and converted to a time frequency of 83.3 hertz (Hz). ing.

ここで、車輪の外周のうちレールに接する部分は、列車速度にて周方向に進行(回転)していく。車輪の外周が列車速度にて進行しながら凹凸に応じてレールに圧力を加えることで、凹凸の空間周波数分布に列車速度を乗算した時間周波数分布の振動が生じることが考えられる。   Here, the portion of the outer periphery of the wheel that contacts the rail advances (rotates) in the circumferential direction at the train speed. By applying pressure to the rail according to the unevenness while the outer periphery of the wheel proceeds at the train speed, it is considered that vibration of the time frequency distribution obtained by multiplying the spatial frequency distribution of the unevenness by the train speed occurs.

そこで、周波数範囲変換データ記憶部183は、図12の例のように、偏摩耗の影響を受けやすい空間周波数範囲に列車速度を乗算した時間周波数範囲を示す周波数範囲変換データを記憶しておく。周波数範囲変換データの示す時間的周波数範囲は、偏摩耗の影響を受けやすい範囲と考えられる。   Therefore, the frequency range conversion data storage unit 183 stores frequency range conversion data indicating a time frequency range obtained by multiplying the spatial frequency range that is easily affected by uneven wear by the train speed, as in the example of FIG. It is considered that the temporal frequency range indicated by the frequency range conversion data is easily affected by uneven wear.

そして、周波数範囲設定部192が、周波数範囲変換データにて速度・通過タイミング判定部191の算出した列車速度に対応する時間周波数を設定し、周波数範囲成分抽出部193が、振動測定部110の測定した加速度の時系列データのうち、周波数範囲設定部192の設定した時間周波数範囲の周波数成分を抽出する。これにより、周波数範囲成分抽出部193は、加速度の時系列データのうち、偏摩耗の影響を受けやすい周波数成分を抽出し、偏摩耗の影響を受けにくく偏摩耗度合い判定部194の判定においてノイズとなるおそれの大きい周波数成分を削除する。これにより、偏摩耗度合い判定部194の判定精度を高めることができる。   Then, the frequency range setting unit 192 sets a time frequency corresponding to the train speed calculated by the speed / passing timing determination unit 191 in the frequency range conversion data, and the frequency range component extraction unit 193 performs measurement by the vibration measurement unit 110. The frequency component of the time frequency range set by the frequency range setting unit 192 is extracted from the acceleration time series data. As a result, the frequency range component extraction unit 193 extracts frequency components that are easily affected by uneven wear from the time series data of acceleration, and is less susceptible to uneven wear and causes noise and noise in the determination of the uneven wear degree determination unit 194. The frequency component that is likely to become is deleted. Thereby, the determination precision of the partial wear degree determination part 194 can be improved.

次に、図13を参照して、偏摩耗度合い判定部194が行う車輪の偏摩耗度合いの判定について説明する。
図13は、車輪の偏摩耗量と発生する振動の関係の例を示す説明図である。同図の横軸は偏摩耗量を対数にて示し、縦軸は、振動加速度レベルをデシベルにて示す。また、同図にプロットされた各点は、車輪の偏摩耗量と振動加速度レベルとの関係の実測データを示している。
Next, with reference to FIG. 13, the determination of the uneven wear degree of the wheels performed by the uneven wear degree determining unit 194 will be described.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the amount of uneven wear of the wheels and the vibrations generated. In the figure, the horizontal axis indicates the amount of uneven wear in logarithm, and the vertical axis indicates the vibration acceleration level in decibels. In addition, each point plotted in the figure shows actual measurement data of the relationship between the amount of uneven wear of the wheel and the vibration acceleration level.

ここでは、列車速度が時速80キロメートルである場合について、振動加速度のうち29.4ヘルツから215.3ヘルツの周波数範囲の周波数成分の合計を、振動加速度レベルとしている。ここでの周波数範囲は、図12に示す周波数範囲と多少異なるが、ほぼ等しい周波数範囲となっている。
図13に示すように、偏摩耗量と振動加速度レベルとの間に相関関係があることが確認できた。より具体的には、同図における偏摩耗量と振動加速度レベルとの関係は、線L61にて近似することができ、おおよそ領域A61の範囲に含まれる。
Here, when the train speed is 80 km / h, the sum of frequency components in the frequency range from 29.4 Hz to 215.3 Hz is set as the vibration acceleration level. The frequency range here is slightly different from the frequency range shown in FIG. 12, but is substantially the same frequency range.
As shown in FIG. 13, it was confirmed that there was a correlation between the amount of uneven wear and the vibration acceleration level. More specifically, the relationship between the amount of uneven wear and the vibration acceleration level in the figure can be approximated by a line L61 and is approximately included in the range of the region A61.

例えば、基準データ記憶部184が、線L61の関係を基準データとして記憶しておく。偏摩耗度合い判定部194は、周波数範囲成分抽出部193が抽出した周波数成分の振幅の合計を、基準データ記憶部184の記憶する関係に適用することで、車輪の偏摩耗度合いの判定として偏摩耗量を判定することができる。   For example, the reference data storage unit 184 stores the relationship of the line L61 as reference data. The uneven wear degree determination unit 194 applies the sum of the amplitudes of the frequency components extracted by the frequency range component extraction unit 193 to the relationship stored in the reference data storage unit 184, thereby determining the uneven wear degree of the wheels. The amount can be determined.

あるいは、偏摩耗度合い判定部194が、車輪の偏摩耗度合いの判定として車輪削正を推奨するか否かの判定を行うようにしてもよい。例えば、基準データ記憶部184が、振動加速度レベルの閾値を基準データとして記憶しておく。そして、偏摩耗度合い判定部194は、周波数範囲成分抽出部193が抽出した周波数成分の振幅の合計を、基準データ記憶部184の記憶する閾値と比較し、閾値以上である場合に、車輪削正を推奨すると判定する。   Alternatively, the uneven wear degree determination unit 194 may determine whether or not to recommend wheel correction as the determination of the uneven wear degree of the wheels. For example, the reference data storage unit 184 stores a vibration acceleration level threshold value as reference data. Then, the uneven wear degree determination unit 194 compares the sum of the amplitudes of the frequency components extracted by the frequency range component extraction unit 193 with the threshold value stored in the reference data storage unit 184. Is determined to be recommended.

次に、図14および図15を参照して、車輪偏摩耗度合い判定システム100の動作について説明する。
図14は、制御部190が、車輪の偏摩耗度合いの判定を行う処理手順の例を示すフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 14 and FIG. 15, the operation of the wheel uneven wear degree determination system 100 will be described.
FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the control unit 190 determines the degree of uneven wear of the wheels.

なお、制御部190は列車毎に同図の処理を行えばよく、制御部190が処理を行うタイミングは様々なタイミングとすることができる。例えば、列車が加速度ピックアップ111の位置を通過する毎に、制御部190が図14の処理を行うようにしてもよい。あるいは、振動測定部110が測定した一日分のデータを、制御部190が纏めて加速度データ記憶部181から読み出し、列車毎のデータを切り出して図14の処理を行うようにしてもよい。   In addition, the control part 190 should just perform the process of the figure for every train, and the timing which the control part 190 performs a process can be made into various timings. For example, every time the train passes the position of the acceleration pickup 111, the control unit 190 may perform the process of FIG. Alternatively, the data for one day measured by the vibration measurement unit 110 may be collectively read from the acceleration data storage unit 181 by the control unit 190, and the data for each train may be cut out and the processing of FIG. 14 may be performed.

図14の処理において、制御部190(速度・通過タイミング判定部191および周波数範囲成分抽出部193)は、まず、振動測定部110の測定した加速度の時系列データを、加速度データ記憶部181から読み出す(ステップS101)。
次に、速度・通過タイミング判定部191は、ステップS101で得られた加速度の時系列データに基づいて、列車速度情報と、当該時系列データにおいて列車の所定箇所(例えば、各台車の中心または各車軸)が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミング情報とを取得(算出)する(ステップS102)。
In the process of FIG. 14, the control unit 190 (speed / passing timing determination unit 191 and frequency range component extraction unit 193) first reads time series data of acceleration measured by the vibration measurement unit 110 from the acceleration data storage unit 181. (Step S101).
Next, the speed / passing timing determination unit 191 determines the train speed information based on the acceleration time-series data obtained in step S101 and a predetermined train location (for example, the center of each carriage or each Timing information (axle) passing through the position of the acceleration pickup 111 is acquired (calculated) (step S102).

そして、周波数範囲設定部192が、速度・通過タイミング判定部191の取得した列車速度に基づいて周波数範囲を設定する(ステップS103)。具体的には、周波数範囲設定部192は、周波数範囲変換データ記憶部183の記憶する周波数範囲変換データから、列車速度に応じた時間周波数範囲を読み出して、周波数範囲成分抽出部193が周波数成分を抽出する周波数範囲として設定する   The frequency range setting unit 192 sets the frequency range based on the train speed acquired by the speed / passing timing determination unit 191 (step S103). Specifically, the frequency range setting unit 192 reads the time frequency range corresponding to the train speed from the frequency range conversion data stored in the frequency range conversion data storage unit 183, and the frequency range component extraction unit 193 extracts the frequency component. Set as frequency range to extract

次に、周波数範囲成分抽出部193は、ステップS101で得られた加速度の時系列データから、偏摩耗度合いの判定対象毎の時間分のデータを抽出する(ステップS104)。例えば、偏摩耗度合い判定部194が、台車毎に偏摩耗度合いの判定を行う場合、周波数範囲成分抽出部193は、ステップS102で速度・通過タイミング判定部191が取得したタイミング情報にから台車毎のデータを抽出する。さらに例えば、偏摩耗度合い判定部194は、加速度の時系列データから、台車が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングを中心として所定時間分のデータを抽出する。   Next, the frequency range component extraction unit 193 extracts data for the time for each determination target of the degree of uneven wear from the time series data of the acceleration obtained in step S101 (step S104). For example, when the uneven wear degree determination unit 194 determines the uneven wear degree for each cart, the frequency range component extraction unit 193 determines the frequency range component extraction unit 193 for each cart based on the timing information acquired by the speed / passing timing determination unit 191 in step S102. Extract data. Further, for example, the partial wear degree determination unit 194 extracts data for a predetermined time from the time series data of acceleration, centering on the timing at which the carriage passes the position of the acceleration pickup 111.

そして、周波数範囲成分抽出部193は、ステップS104で得られたデータ毎に、ステップS103で周波数範囲設定部192が設定した周波数範囲の周波数成分を抽出する(ステップS105)。例えば、周波数範囲成分抽出部193は、ステップS104で得られたデータをフーリエ変換して、周波数範囲設定部192が設定した周波数範囲の周波数成分を抽出する。あるいは、周波数範囲成分抽出部193は、ステップS104で得られたデータにゼロ位相のバンドパスフィルタを適用するなど、フーリエ変換以外の方法で、周波数範囲設定部192が設定した周波数範囲の周波数成分を抽出するようにしてもよい。   Then, the frequency range component extraction unit 193 extracts the frequency component of the frequency range set by the frequency range setting unit 192 in step S103 for each data obtained in step S104 (step S105). For example, the frequency range component extraction unit 193 performs a Fourier transform on the data obtained in step S104, and extracts frequency components in the frequency range set by the frequency range setting unit 192. Alternatively, the frequency range component extraction unit 193 applies the frequency range frequency component set by the frequency range setting unit 192 by a method other than Fourier transform, such as applying a zero-phase bandpass filter to the data obtained in step S104. You may make it extract.

次に、偏摩耗度合い判定部194は、ステップS105で周波数範囲成分抽出部193が取得したデータに基づいて、車輪の偏摩耗度合いの判定を行う(ステップS106)。具体的には、偏摩耗度合い判定部194は、ステップS104で得られたデータ毎に、ステップS105で周波数範囲成分抽出部193が抽出した周波数成分の合計を算出する。そして、偏摩耗度合い判定部194は、得られた合計を基準データ記憶部184の記憶する基準データに適用して、判定対象毎に偏摩耗量を取得する。   Next, the uneven wear degree determination unit 194 determines the uneven wear degree of the wheel based on the data acquired by the frequency range component extraction unit 193 in step S105 (step S106). Specifically, the partial wear degree determination unit 194 calculates the sum of the frequency components extracted by the frequency range component extraction unit 193 in step S105 for each data obtained in step S104. Then, the uneven wear degree determination unit 194 applies the total obtained to the reference data stored in the reference data storage unit 184, and acquires the uneven wear amount for each determination target.

例えば、判定対象が台車の場合、偏摩耗度合い判定部194は、台車に設置されている全車輪の偏摩耗量の合計を取得するなど、各車輪について総合的な偏摩耗度合いの判定を行う。
ステップS106の後、図14の処理を終了する。
For example, when the determination target is a carriage, the uneven wear degree determination unit 194 performs a comprehensive uneven wear degree determination for each wheel, such as obtaining the total of the uneven wear amounts of all the wheels installed on the carriage.
After step S106, the process of FIG.

図15は、速度・通過タイミング判定部191が列車速度情報とタイミング情報とを取得する処理手順の例を示すフローチャートである。速度・通過タイミング判定部191は、図14のステップS102において、図15の処理を行う。
図15の処理において、まず、速度仮算出部291が、図14のステップS101で得られたデータにゼロ位相のバンドパスフィルタ(すなわち、遅れのないバンドパスフィルタ)を適用して、所定周波数範囲(例えば0.5ヘルツ〜5ヘルツ)の周波数成分を抽出する(ステップS201)。
FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the speed / passing timing determination unit 191 acquires train speed information and timing information. The speed / passing timing determination unit 191 performs the process of FIG. 15 in step S102 of FIG.
In the process of FIG. 15, first, the speed tentative calculation unit 291 applies a zero-phase bandpass filter (that is, a bandpass filter without delay) to the data obtained in step S101 of FIG. A frequency component (for example, 0.5 Hz to 5 Hz) is extracted (step S201).

そして、速度仮算出部291は、抽出した周波数成分に基づいて列車速度を算出する(ステップS202)。速度仮算出部291が取得する列車速度は、速度・通過タイミング判定部191が以下の処理を行うための仮の列車速度として用いられる。
次に、周波数範囲設定部292が、速度仮算出部291の算出した仮の列車速度に基づいて周波数範囲を設定する(ステップS203)具体的には、周波数範囲設定部292は、時間周波数範囲データ記憶部182の記憶する時間周波数範囲データから、仮の列車速度に応じた周波数範囲(図3の例では台車検出周波数または車軸検出周波数)を読み出して、周波数範囲成分抽出部293が周波数成分を抽出する周波数範囲として設定する。
そして、周波数範囲成分抽出部193は、図14のステップS101で得られたデータにゼロ位相のバンドパスフィルタを適用して、ステップS203で周波数範囲設定部292が設定した周波数範囲の周波数成分を抽出する(ステップS204)。
Then, the temporary speed calculation unit 291 calculates the train speed based on the extracted frequency component (step S202). The train speed acquired by the temporary speed calculation unit 291 is used as a temporary train speed for the speed / passing timing determination unit 191 to perform the following processing.
Next, the frequency range setting unit 292 sets a frequency range based on the temporary train speed calculated by the temporary speed calculation unit 291 (step S203). Specifically, the frequency range setting unit 292 includes time frequency range data. The frequency range corresponding to the temporary train speed is read from the time frequency range data stored in the storage unit 182 (the cart detection frequency or the axle detection frequency in the example of FIG. 3), and the frequency range component extraction unit 293 extracts the frequency component. Set as the frequency range.
Then, the frequency range component extraction unit 193 applies a zero-phase bandpass filter to the data obtained in step S101 in FIG. 14, and extracts the frequency components in the frequency range set by the frequency range setting unit 292 in step S203. (Step S204).

次に、速度・通過タイミング判定部294は、周波数範囲成分抽出部293が抽出した周波数成分に基づいて、車両の所定箇所(例えば、台車の中心または車軸)が加速度ピックアップ111の位置を通過するタイミングを判定する(ステップS205)。
さらに、速度・通過タイミング判定部294は、ステップS205で得られたタイミング情報に基づいて、列車速度を算出する(ステップS206)。
ステップS206の後、図7の処理を終了する。
Next, the speed / passing timing determination unit 294 is a timing at which a predetermined location of the vehicle (for example, the center of the carriage or the axle) passes the position of the acceleration pickup 111 based on the frequency component extracted by the frequency range component extraction unit 293. Is determined (step S205).
Furthermore, the speed / passing timing determination unit 294 calculates the train speed based on the timing information obtained in step S205 (step S206).
After step S206, the process of FIG.

但し、速度・通過タイミング判定部191が列車速度情報やタイミング情報を取得する方法は、図15の処理手順による方法に限らない。例えば、速度・通過タイミング判定部191が、線路に設けられたセンサを用いて列車の通過タイミングを検出し、通過タイミングに基づいて列車速度情報やタイミング情報を取得するようにしてもよい。   However, the method by which the speed / passing timing determination unit 191 acquires train speed information and timing information is not limited to the method according to the processing procedure of FIG. For example, the speed / passing timing determination unit 191 may detect the train passing timing using a sensor provided on the track, and acquire the train speed information and timing information based on the passing timing.

一方、速度・通過タイミング判定部191が、図15の処理手順による方法で列車速度情報やタイミング情報を取得する場合、車輪偏摩耗度合い判定システム100は、センサとして加速度ピックアップ111のみを具備すればよい。加速度ピックアップ111は、図2を参照して説明したように、線路外に設置することができる。この点において、車輪偏摩耗度合い判定システム100はメンテナンス性がよく、保守作業の負担の増大を抑制することができる。   On the other hand, when the speed / passing timing determination unit 191 acquires train speed information and timing information by the method according to the processing procedure of FIG. 15, the wheel uneven wear degree determination system 100 only needs to include the acceleration pickup 111 as a sensor. . As described with reference to FIG. 2, the acceleration pickup 111 can be installed outside the track. In this regard, the wheel uneven wear degree determination system 100 has good maintainability and can suppress an increase in the burden of maintenance work.

以上のように、振動測定部110は、車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定し、周波数範囲成分抽出部193は、振動測定部110が測定した振動から特定周波数範囲の周波数成分を抽出する。そして、偏摩耗度合い判定部194は、周波数範囲成分抽出部193が抽出した周波数成分に基づいて前記車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う。
このように、車輪偏摩耗度合い判定システム100は、車両の通過に伴う線路構造物の振動に基づいて車輪の偏摩耗度合いの判定を行うので、周囲の騒音が大きいなど列車の走行音の識別が困難な環境下においても、車輪の偏摩耗度合いの判定を行うことができる。
As described above, the vibration measurement unit 110 measures the vibration of the line structure as the vehicle passes, and the frequency range component extraction unit 193 extracts the frequency component in the specific frequency range from the vibration measured by the vibration measurement unit 110. To do. And the uneven wear degree determination part 194 determines the uneven wear degree of the wheel of the said vehicle based on the frequency component which the frequency range component extraction part 193 extracted.
As described above, the wheel uneven wear degree determination system 100 determines the degree of uneven wear of the wheels based on the vibration of the track structure as the vehicle passes through. Even in difficult environments, the degree of uneven wear of the wheels can be determined.

また、周波数範囲成分抽出部193は、振動測定部110が測定した振動から、車両の速度に応じて設定された特定周波数範囲の周波数成分を抽出する。
このように、周波数範囲成分抽出部193が、車両の速度に応じた特定周波数範囲の周波数成分を抽出することで、振動測定部110が測定した振動(加速度の時系列データ)から、偏摩耗の影響を受け易い周波数範囲の周波数成分を抽出することができる。これにより、車輪偏摩耗度合い判定システム100(偏摩耗度合い判定部194)が行う車輪の偏摩耗度合いの判定の精度を高め得る。
また、周波数範囲成分抽出部193が、車両の速度に応じた特定周波数範囲の周波数成分を抽出するので、車輪偏摩耗度合い判定システム100のユーザは、線路構造物の特性を把握する必要がない。
Further, the frequency range component extraction unit 193 extracts a frequency component in a specific frequency range set according to the speed of the vehicle from the vibration measured by the vibration measurement unit 110.
As described above, the frequency range component extraction unit 193 extracts the frequency component in the specific frequency range corresponding to the vehicle speed, and thereby the uneven wear is detected from the vibration (time series data of acceleration) measured by the vibration measurement unit 110. It is possible to extract frequency components in a frequency range that is easily affected. Thereby, the precision of determination of the uneven wear degree of the wheel which the wheel uneven wear degree determination system 100 (uneven wear degree determination part 194) performs can be improved.
Moreover, since the frequency range component extraction part 193 extracts the frequency component of the specific frequency range according to the speed of the vehicle, the user of the wheel uneven wear degree determination system 100 does not need to grasp the characteristics of the track structure.

また、周波数範囲設定部192は、予め設定された空間周波数範囲に車両の速度を乗算して得られる特定周波数範囲を設定する。
このように、車輪偏摩耗度合い判定システム100では、所定の空間周波数範囲に車両の速度を乗算するという簡単な計算にて、振動測定部110が測定した振動から周波数範囲成分抽出部193が周波数成分を抽出する周波数範囲を得ることができる。従って、車輪偏摩耗度合い判定システム100のユーザが当該周波数範囲を算出して車輪偏摩耗度合い判定システム100に設定する(周波数範囲変換データ記憶部183に記憶させる)作業の負荷が軽い。この点において、車輪偏摩耗度合い判定システム100のユーザの負担を抑制することができる。
あるいは、周波数範囲設定部192が当該周波数範囲を算出するようにしてもよい。この場合、周波数範囲設定部192は、簡単な計算で当該周波数範囲を算出することができる。この点において、周波数範囲設定部192の負荷の増大を回避することができる。
The frequency range setting unit 192 sets a specific frequency range obtained by multiplying a preset spatial frequency range by the vehicle speed.
As described above, in the wheel uneven wear degree determination system 100, the frequency range component extracting unit 193 uses the frequency component from the vibration measured by the vibration measuring unit 110 by a simple calculation of multiplying a predetermined spatial frequency range by the vehicle speed. Can be obtained. Therefore, the load of the operation of the user of the wheel uneven wear degree determination system 100 calculating the frequency range and setting it in the wheel uneven wear degree determination system 100 (stored in the frequency range conversion data storage unit 183) is light. In this regard, the burden on the user of the wheel uneven wear degree determination system 100 can be suppressed.
Alternatively, the frequency range setting unit 192 may calculate the frequency range. In this case, the frequency range setting unit 192 can calculate the frequency range by simple calculation. In this respect, an increase in the load of the frequency range setting unit 192 can be avoided.

なお、制御部190の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
It should be noted that a program for realizing all or part of the functions of the control unit 190 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. You may perform the process of. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention.

100 車輪偏摩耗度合い判定システム
110 振動測定部
111 加速度ピックアップ
120 結果出力部
180 記憶部
181 加速度データ記憶部
182 時間周波数範囲データ記憶部
183 周波数範囲変換データ記憶部
184 基準データ記憶部
190 制御部
191 速度・通過タイミング判定部
192 周波数範囲設定部
193 周波数範囲成分抽出部
194 偏摩耗度合い判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Wheel uneven wear degree determination system 110 Vibration measurement part 111 Acceleration pick-up 120 Result output part 180 Storage part 181 Acceleration data storage part 182 Time frequency range data storage part 183 Frequency range conversion data storage part 184 Reference data storage part 190 Control part 191 Speed Passing timing determination unit 192 Frequency range setting unit 193 Frequency range component extraction unit 194 Uneven wear degree determination unit

Claims (5)

車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定する振動測定部と、
前記振動測定部が測定した振動に基づいて前記車両の速度を算出する速度仮算出部と、
前記振動測定部が測定した振動のうち、前記速度仮算出部が算出した速度に応じた周波数成分に基づいて、前記車両又は車両の部分が振動測定位置に応じた所定位置を通過する通過タイミングを検出する通過タイミング判定部と、
前記振動測定部が測定した振動の時系列データのうち、前記通過タイミングに応じた時間範囲のデータから特定周波数範囲の成分を抽出する周波数範囲成分抽出部と、
前記周波数範囲成分抽出部が抽出した成分と基準データとに基づいて前記車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う偏摩耗度合い判定部と、
を具備することを特徴とする車輪偏摩耗度合い判定システム。
A vibration measuring unit for measuring vibration of the track structure as the vehicle passes;
A temporary speed calculation unit that calculates the speed of the vehicle based on the vibration measured by the vibration measurement unit;
Of the vibrations measured by the vibration measurement unit, based on the frequency component corresponding to the speed calculated by the temporary speed calculation unit, the passing timing at which the vehicle or the vehicle part passes a predetermined position corresponding to the vibration measurement position is determined. A passage timing determination unit to detect,
Of the time-series data of vibration the vibration measuring portion is measured, and the frequency range component extracting unit for extracting a component in a specific frequency range from the data of the time range corresponding to the pass timing,
An uneven wear degree determination unit that determines the degree of uneven wear of the wheels of the vehicle based on the component extracted by the frequency range component extraction unit and reference data;
A wheel uneven wear degree determination system comprising:
前記周波数範囲成分抽出部は、前記振動測定部が測定した振動の時系列データのうち前記時間範囲のデータから、前記車両の速度に応じて設定された前記特定周波数範囲の成分を抽出することを特徴とする請求項1に記載の車輪偏摩耗度合い判定システム。 The frequency range component extraction unit extracts the component of the specific frequency range set according to the speed of the vehicle from the time range data of the vibration time series data measured by the vibration measurement unit. The wheel uneven wear degree determination system according to claim 1, wherein: 予め設定された空間周波数範囲に前記車両の速度を乗算して得られる前記特定周波数範囲を設定する周波数範囲設定部を具備し、
前記周波数範囲成分抽出部は、前記振動測定部が測定した振動の時系列データのうち前記時間範囲のデータから、前記周波数範囲設定部の設定した前記特定周波数範囲の成分を抽出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車輪偏摩耗度合い判定システム。
A frequency range setting unit for setting the specific frequency range obtained by multiplying the vehicle speed by a preset spatial frequency range;
The frequency range component extracting unit extracts the component of the specific frequency range set by the frequency range setting unit from the time range data among the vibration time series data measured by the vibration measuring unit. The wheel uneven wear degree determination system according to claim 1 or 2 .
車輪偏摩耗度合い判定システムの車輪偏摩耗度合い判定方法であって、
車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定する振動測定ステップと、
前記振動測定ステップで測定した振動に基づいて前記車両の速度を算出するステップと、
前記振動測定ステップで測定した振動のうち、算出した前記車両の速度に応じた周波数成分に基づいて、前記車両又は車両の部分が振動測定位置に応じた所定位置を通過する通過タイミングを検出するステップと、
前記振動測定ステップにて測定した振動の時系列データのうち、前記通過タイミングに応じた時間範囲のデータから特定周波数範囲の成分を抽出する周波数範囲成分抽出ステップと、
前記周波数範囲成分抽出ステップにて抽出した成分と基準データとに基づいて前記車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う偏摩耗度合い判定ステップと、
を具備することを特徴とする車輪偏摩耗度合い判定方法。
A method for determining the degree of uneven wear of a wheel in a system for determining the degree of uneven wear of a wheel,
A vibration measurement step for measuring the vibration of the track structure as the vehicle passes;
Calculating the speed of the vehicle based on the vibration measured in the vibration measuring step;
A step of detecting a passing timing at which the vehicle or a part of the vehicle passes a predetermined position corresponding to a vibration measurement position based on a frequency component corresponding to the calculated speed of the vehicle among vibrations measured in the vibration measuring step. When,
Of the time-series data of vibration measured at the vibration measuring step, a frequency range component extracting step of extracting a component in a specific frequency range from the data of the time range corresponding to the pass timing,
An uneven wear degree determination step for determining an uneven wear degree of the wheel of the vehicle based on the component extracted in the frequency range component extraction step and reference data;
A method for determining the degree of uneven wear of wheels, comprising:
車輪偏摩耗度合い判定システムの具備するコンピュータに、
車両の通過に伴う線路構造物の振動を測定する振動測定ステップと、
前記振動測定ステップで測定した振動に基づいて前記車両の速度を算出するステップと、
前記振動測定ステップで測定した振動のうち、算出した前記車両の速度に応じた周波数成分に基づいて、前記車両又は車両の部分が振動測定位置に応じた所定位置を通過する通過タイミングを検出するステップと、
前記振動測定ステップにて測定した振動の時系列データのうち、前記通過タイミングに応じた時間範囲のデータから特定周波数範囲の成分を抽出する周波数範囲成分抽出ステップと、
前記周波数範囲成分抽出ステップにて抽出した成分と基準データとに基づいて前記車両の車輪の偏摩耗度合いの判定を行う偏摩耗度合い判定ステップと、
を実行させるためのプログラム。
In the computer equipped with the wheel uneven wear degree determination system,
A vibration measurement step for measuring the vibration of the track structure as the vehicle passes;
Calculating the speed of the vehicle based on the vibration measured in the vibration measuring step;
A step of detecting a passing timing at which the vehicle or a part of the vehicle passes a predetermined position corresponding to a vibration measurement position based on a frequency component corresponding to the calculated speed of the vehicle among vibrations measured in the vibration measuring step. When,
Of the time-series data of vibration measured at the vibration measuring step, a frequency range component extracting step of extracting a component in a specific frequency range from the data of the time range corresponding to the pass timing,
An uneven wear degree determination step for determining an uneven wear degree of the wheel of the vehicle based on the component extracted in the frequency range component extraction step and reference data;
A program for running
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021132509A1 (en) * 2019-12-26 2021-07-01 川崎重工業株式会社 Processing device, processing system, and railroad car

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6617881B2 (en) * 2016-03-25 2019-12-11 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Train passage determination system, train passage determination method, and train passage determination program
JP7049198B2 (en) * 2018-07-05 2022-04-06 東日本旅客鉄道株式会社 Wheel uneven wear judgment method and judgment program
JP7671129B2 (en) * 2019-09-13 2025-05-01 ナブテスコ株式会社 Railway condition monitoring device, rail car bogie, rail car
JP7369631B2 (en) * 2020-01-31 2023-10-26 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Uneven wear amount estimation system, uneven wear amount estimation method, placement determination method and program
JP7421717B2 (en) * 2020-02-26 2024-01-25 三菱電機株式会社 Wheel condition detection device, wheel condition detection method, and wheel condition detection program

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5323096B2 (en) * 1973-04-25 1978-07-12
JPS58201083A (en) * 1982-05-19 1983-11-22 Hitachi Ltd Vehicle speed detection method
EP0282615A1 (en) * 1987-03-17 1988-09-21 SIGNALTECHNIK GmbH Arrangement for detecting wheel damage
JP2927101B2 (en) * 1992-03-30 1999-07-28 住友金属工業株式会社 Flat detection method of wheels for railway vehicles
US5743495A (en) * 1997-02-12 1998-04-28 General Electric Company System for detecting broken rails and flat wheels in the presence of trains
JP2003050187A (en) * 2001-08-07 2003-02-21 Mitsubishi Electric Corp Wheel flat detector
JP3983165B2 (en) * 2002-12-26 2007-09-26 株式会社メイエレック Method and apparatus for detecting damage state of wheel tread
US6951132B2 (en) * 2003-06-27 2005-10-04 General Electric Company Rail and train monitoring system and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021132509A1 (en) * 2019-12-26 2021-07-01 川崎重工業株式会社 Processing device, processing system, and railroad car

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