JP7708616B2 - Railway pad protrusion amount abnormality detection system and abnormality detection method - Google Patents
Railway pad protrusion amount abnormality detection system and abnormality detection methodInfo
- Publication number
- JP7708616B2 JP7708616B2 JP2021138948A JP2021138948A JP7708616B2 JP 7708616 B2 JP7708616 B2 JP 7708616B2 JP 2021138948 A JP2021138948 A JP 2021138948A JP 2021138948 A JP2021138948 A JP 2021138948A JP 7708616 B2 JP7708616 B2 JP 7708616B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rail
- amount
- pad
- movement
- track
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Railway Tracks (AREA)
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
Description
本発明は、鉄道軌道のレールの下に設置される軌道パッドの飛び出し量の異常を検出する軌道パッド飛び出し量異常検出システムおよび異常検出方法に関する。 The present invention relates to a track pad protrusion amount abnormality detection system and an abnormality detection method that detects abnormalities in the amount of protrusion of track pads installed under the rails of a railway track.
従来、スラブ軌道においては、軌道に沿って敷設されたレールをレールの伸縮に伴って滑動させるため、鋼板付軌道パッド(以下、単に、軌道パッドと呼ぶ。)がレールの下に設置されている。このような軌道パッドは、レールの繰り返し伸縮によって、レールの長手方向にずれて外れてしまうことがある。
そこで、軌道パッドの飛び出し量を測定するようにした軌道パッド飛び出し量測定装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, in slab track, steel plate track pads (hereinafter simply called track pads) are installed under the rails to allow the rails laid along the track to slide as the rails expand and contract. Such track pads can shift in the longitudinal direction of the rails and become dislodged due to repeated expansion and contraction of the rails.
Therefore, a railway pad protrusion amount measuring device that measures the protrusion amount of the railway pad has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233664).
特許文献1に記載されている軌道パッド飛び出し量測定装置は、レールの締結部分を構成する軌道パッド以外の部品(締結用のボルト等)を検出することにより軌道パッドの設置位置を検出する位置検出部と、一方のレールの締結部分の画像を他方のレールの側から撮影する撮影部とを設け、位置検出部の出力に同期して撮影部を制御して画像を撮影させ、画像を画像処理して軌道パッドの飛び出し量を算出することにより、レールの長手方向にずれた状態の軌道パッドの飛び出し量を測定するようにしたものである。 The track pad protrusion amount measuring device described in Patent Document 1 is equipped with a position detection unit that detects the installation position of the track pad by detecting parts other than the track pad that make up the fastening part of the rail (such as fastening bolts), and a photographing unit that takes an image of the fastening part of one rail from the side of the other rail. The photographing unit is controlled in synchronization with the output of the position detection unit to take an image, and the image is processed to calculate the protrusion amount of the track pad, thereby measuring the protrusion amount of the track pad when it is misaligned in the longitudinal direction of the rail.
従来、軌道パッドの保守管理においては、上記のような軌道パッド飛び出し量測定装置により測定された飛び出し量が、予め設定された値を超えると、一律に補修する作業が行われている。このようにすることで、定期的な補修が不要となり、状態に応じた補修が可能となる。しかしながら、上記のように同一の条件で飛び出し量が異常であると判断して補修する方法にあっては、安全性を確保するために判断の基準(しきい値)を低めに設定する必要があるので、補修対象であると判断される軌道パッドの数が多くなり、補修作業の負担が大きくなるといった課題があった。 Conventionally, in the maintenance and management of track pads, if the protrusion amount measured by the track pad protrusion amount measuring device described above exceeds a preset value, repair work is uniformly performed. This makes periodic repair unnecessary and makes it possible to perform repairs according to the condition. However, in the method described above where the protrusion amount is determined to be abnormal under the same conditions and repairs are performed, the judgment criteria (threshold value) must be set low to ensure safety, which increases the number of track pads that are determined to need repair, which increases the burden of the repair work.
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、本当に補修が必要な対象を見逃すことなく補修対象の軌道パッドの数を減らし、補修作業の負担を低減させることができる軌道パッド飛び出し量異常検出システムおよび異常検出方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、軌道パッドの位置の整正または交換という大掛かりな補修が必要な異常と、レール締結装置の調整等の比較的簡単な補修作業で済む異常とを区別して検出することができる軌道パッド飛び出し量異常検出システムおよび異常検出方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a system and method for detecting abnormalities in the amount of track pad protrusion that can reduce the number of track pads to be repaired without overlooking those that really need repair, and reduce the burden of repair work.
Another object of the present invention is to provide a system and method for detecting abnormalities in the amount of rail pad protrusion that can distinguish between abnormalities that require major repairs, such as adjusting the position of the rail pad or replacing it, and abnormalities that can be repaired by relatively simple repair work, such as adjusting the rail fastening device.
本発明に先立って本発明者らは、全区間において同一の条件で軌道パッドの飛び出し量が管理値以上のものを補修するのではなく、軌道の状態や環境等に応じて異なる条件で判定をすることで効率的に軌道パッドを管理し補修することができないか検証するため、ある線区で過去2年間に検出した軌道パッドのずれの発生回数を調べた。そして、調査によって得られたレール100mごとのパッドずれの発生回数を図4(A)に示すグラフにて表わした。 Prior to the present invention, the inventors investigated the number of track pad misalignments detected in a certain line section over the past two years to verify whether it would be possible to efficiently manage and repair track pads by judging under different conditions depending on the state of the track and the environment, rather than repairing track pads whose protrusions exceed the management value under the same conditions for the entire section. The number of times pad misalignments occurred for every 100 m of rail obtained from the investigation was shown in the graph in Figure 4 (A).
その結果、軌道パッドのずれは所定の区間に集中して発生していることが分かった。そこで、発生回数の多い区間と発生回数の少ない区間はそれぞれどのような場所であるのか調べた。その結果、図4(B)に示すように、発生回数の多い区間は伸縮継目伸縮継目が介在し、温度変化に伴いレールが伸縮するロングレール可動区間であり、発生回数の少ない区間はレール軸力と道床縦抵抗力がつり合いレールが伸縮しないロングレール不動区間であることが明らかになった。また、発生回数が非常に少ない区間はトンネル区間であった。なお、伸縮継目用締結装置に関しては、例えば特開2020-16010号公報に記載されている発明がある。 As a result, it was found that track pad misalignment was concentrated in certain sections. Therefore, the locations of sections where misalignment occurred frequently and rarely were investigated. As a result, as shown in Figure 4 (B), it was revealed that the sections where misalignment occurred frequently were long-rail movable sections where expansion joints are present and the rail expands and contracts with temperature changes, while the sections where misalignment occurred least were long-rail immobile sections where the rail axial force and the ballast longitudinal resistance force are balanced and the rail does not expand or contract. Additionally, the sections where misalignment occurred very rarely were tunnel sections. Regarding fastening devices for expansion joints, for example, there is an invention described in JP 2020-16010 A.
そこで、レール可動区間で起きている現象を詳しく知るため、伸縮継目が設けられている地点のレールと軌道パッドの移動量をレール温度と共に数カ月にわたって調査してみた。レールとパッドの移動量は、車両の下部に設置したカメラで数週間おきに所定の時刻で撮影した画像を処理して画素数から算出し、レール温度は調査対象箇所である伸縮継目付近のレール温度を非接触式温度計にて測定した。また、レールに沿って所定の間隔をおいて既に設置されているレール温度の測定器のうち移動量測定箇所に最も近い温度測定器で測定された温度を参考に取得した。その結果を図5および図6に示す。 Therefore, to gain a more detailed understanding of the phenomena occurring in the movable rail section, we investigated the amount of movement of the rail and track pad at the point where the expansion joint is installed over a period of several months, along with the rail temperature. The amount of movement of the rail and pad was calculated from the number of pixels by processing images taken at specified times every few weeks using a camera installed under the vehicle, and the rail temperature was measured using a non-contact thermometer near the expansion joint, which was the target point of the investigation. In addition, we used as a reference the temperature measured by the temperature measuring device closest to the movement measurement point, out of the rail temperature measuring devices already installed at specified intervals along the rail. The results are shown in Figures 5 and 6.
図5(A),(B)および図6の各グラフはそれぞれ異なる3つのレール可動区間の「レール」、「軌道パッド」の絶対移動量を測定した結果を表わしたものであり、グラフの横軸はレール温度を時系列的に並べたもの、縦軸は測定された移動量である。また、棒グラフはパッド移動量、折れ線グラフはレール移動量を表わす。図5および図6より、パッドの動きはレールの動きとほぼ一致している。また、レールの動きは、温度に関連していることが分かる。なお、車両の下部に設置したカメラで撮影した画像を処理して画素数から軌道パッドの移動量を算出する方法に関しては、例えば前述の特許文献1に記載されており、同様な方法を使用することができる。 The graphs in Figures 5(A), (B) and 6 show the results of measuring the absolute amount of movement of the "rail" and "rail pad" in three different rail movable sections, with the horizontal axis of the graph showing rail temperature arranged in chronological order, and the vertical axis showing the measured amount of movement. The bar graphs show the amount of pad movement, and the line graphs show the amount of rail movement. Figures 5 and 6 show that the movement of the pads is almost the same as the movement of the rails. It can also be seen that the movement of the rails is related to temperature. Note that a method of calculating the amount of movement of the rail pads from the number of pixels by processing an image taken by a camera installed under the vehicle is described in, for example, the aforementioned Patent Document 1, and a similar method can be used.
次に、本発明者らは、測定されたレール移動量を横軸に温度、縦軸に軌道パッド移動量をとった座標にプロットして各点を時系列で結んだ変動軌跡を図示してみた。その結果を図7に示す。なお、図7は、冬の始めから夏の終わりにかけての約9カ月間の測定値に基づくものであり、各軌跡線A,B,Cはそれぞれ異なる箇所の測定値の変動軌跡である。
図7より、パッド移動量の変動軌跡はヒステリシス曲線に類似していることが分かる。このようにパッド移動量の変動軌跡がヒステリシス特性を示すのは、レールの伸縮に応じて軌道パッドが移動するが、レールは春から夏にかけて徐々に伸び量が増加し、秋から冬にかけて徐々に縮むこととなる。
Next, the inventors plotted the measured rail movement on a coordinate system with temperature on the horizontal axis and track pad movement on the vertical axis, and illustrated the fluctuation trajectory by connecting each point in time series. The result is shown in Figure 7. Note that Figure 7 is based on measurements taken over a period of about nine months from the beginning of winter to the end of summer, and each of the trajectory lines A, B, and C is the fluctuation trajectory of the measurements taken at different points.
It can be seen from Figure 7 that the fluctuation trajectory of the pad movement amount resembles a hysteresis curve. The reason why the fluctuation trajectory of the pad movement amount shows hysteresis characteristics is that the track pad moves in response to the expansion and contraction of the rail, but the amount of expansion of the rail gradually increases from spring to summer and gradually contracts from autumn to winter.
そして、レールの伸びによってその下の軌道パッドが正の方向へ移動し、レールの縮みによって軌道パッドが負の方向へ移動するが、それぞれの方向へ連続して移動し、夏または冬に最大となる。そして、温度変化の反転で逆方向へ移動を開始した直後は移動速度が速くなり、その後、移動速度は徐々に遅くなる。
このような考え方に従うと、図7に示す各軌跡線A,B,Cの不足している部分すなわち測定値のない期間(秋)においては、概ね始点と終点を結んだ線に沿って変化する、すなわち全体としてヒステリシス曲線に似たループ線に沿って変化すると推定することができる。
The expansion of the rail causes the rail pad underneath to move in the positive direction, while the contraction of the rail causes the rail pad to move in the negative direction, but the rails move in each direction successively, reaching their maximum in summer or winter.Then, as soon as the rail starts to move in the opposite direction due to a reversal in temperature change, the speed of movement increases, and then the speed of movement gradually slows down.
According to this way of thinking, it can be estimated that in the missing parts of each of the trajectories A, B, and C shown in FIG. 7, i.e., in the period with no measurement values (autumn), the changes generally follow a line connecting the start point and the end point, that is, the changes overall follow a loop line similar to a hysteresis curve.
また、図7のグラフより、例えば軌跡線Aは移動量が最大で40mmまで増加しているが、その後減少に転じて他の軌跡線B,Cと同程度まで減少しており、設置条件と季節的な要因で増加と減少を繰り返しているだけであり、特に異常な移動を呈しているわけではないと推定することができる。しかるに、従来の上限値(例えば30mm)を用いた異常判定では、このような軌道パッドまで異常と判定して無駄な補修作業を行う事態を招くこととなっていた。 Also, from the graph in Figure 7, for example, the amount of movement of track line A increases to a maximum of 40 mm, but then starts to decrease and decreases to the same extent as the other tracks B and C, and it can be inferred that this is simply a repetition of increases and decreases due to installation conditions and seasonal factors, and that there is no particular abnormal movement. However, if a conventional abnormality judgment was made using an upper limit value (for example, 30 mm), even such track pads would be judged to be abnormal, leading to a situation where unnecessary repair work would be carried out.
一方、本発明者らが行なった前記検証の結果、検出対象の軌道パッドがレール可動区間のパッドの場合には、上記のような挙動を示すことを明らかとなったので、かかる軌道パッドに関しては上限値を従来よりも大きな値(例えば41mm)とすることで、補修作業の対象から外すことができることが分かった。 On the other hand, the results of the above-mentioned verification conducted by the inventors revealed that the track pads to be detected behave as described above when they are pads in the movable rail section. Therefore, it was found that such track pads can be excluded from the scope of repair work by setting the upper limit value to a value larger than the conventional value (for example, 41 mm).
本発明は、上記のような知見に基づいてなされたもので、前記課題を達成するため、
車両に搭載された撮像装置により走行しながらレール近傍を撮影した画像のデータを収集する画像収集装置と、レール長手方向に沿ったレール各部の温度を計測しレール温度のデータを収集するレール温度収集装置と、前記画像収集装置が収集した画像データおよび前記レール温度収集装置が収集した温度データに基づいて軌道パッドの飛び出し量の異常を検出する異常検出装置とを備えた軌道パッド飛び出し量異常検出システムにおいて、
前記異常検出装置は、
前記画像収集装置が収集した画像データを画像処理して軌道パッドの移動量を算出する移動量算出手段と、
検出対象のレール可動区間の位置に関する情報および前記移動量算出手段から得られた所定期間における軌道パッドの複数の移動量を温度と移動量を座標軸とする座標上に時系列に表記した軌跡線に基づいて予め設定された判定基準となる軌跡ループ線を記憶する記憶手段と、
前記移動量算出手段から得られたレール可動区間にある軌道パッドの移動量が基準となる前記軌跡ループ線の外側にあるか内側にあるかを判定する移動量判定手段と、
判定対象の画像に含まれる軌道パッドがレール可動区間にあるかレール不動区間にあるかを判定する区間判定手段と、を有し、
前記移動量判定手段が、前記区間判定手段によりレール可動区間にあると判定された軌道パッドに関して、前記移動量算出手段から得られた移動量が判定基準となる前記軌跡ループ線の外側にあると判定した場合に異常を出力するように構成した。
The present invention has been made based on the above findings, and in order to achieve the above object,
A track pad protrusion amount abnormality detection system comprising: an image collecting device that collects image data of the vicinity of the rail captured by an imaging device mounted on a vehicle while the vehicle is traveling; a rail temperature collecting device that measures the temperature of each part of the rail along the longitudinal direction of the rail and collects rail temperature data; and an abnormality detection device that detects abnormalities in the amount of track pad protrusion based on the image data collected by the image collecting device and the temperature data collected by the rail temperature collecting device,
The abnormality detection device includes:
a movement amount calculation means for calculating a movement amount of the rail pad by image processing the image data collected by the image collection device;
a storage means for storing a trajectory loop line serving as a preset judgment criterion based on information regarding the position of the rail movable section to be detected and a trajectory line in which a plurality of movement amounts of the track pad during a predetermined period obtained from the movement amount calculation means are plotted in chronological order on a coordinate system having temperature and movement amount as coordinate axes;
a movement amount determination means for determining whether the movement amount of the track pad in the rail movable section obtained from the movement amount calculation means is outside or inside the track loop line serving as a reference;
a section determination means for determining whether a track pad included in an image to be determined is in a movable rail section or an immovable rail section,
The movement amount determination means is configured to output an abnormality when it is determined that the movement amount obtained from the movement amount calculation means is outside the trajectory loop line serving as a determination criterion for a track pad determined by the section determination means to be in the rail movable section.
上記構成を有する軌道パッド飛び出し量異常検出システムによれば、レール可動区間にあると判定された軌道パッドの移動量が、判定基準となる軌跡ループ線の外側にあると判定した場合に異常を出力するので、レール不動区間にある軌道パッドの移動量の異常判定基準と異なる基準により異常を検出することができ、それによって本当に補修が必要な対象を見逃すことなく補修対象の軌道パッドの数を減らし、補修作業の負担を低減させることができる。 The track pad protrusion amount abnormality detection system configured as described above outputs an abnormality when the amount of movement of a track pad determined to be in a movable rail section is determined to be outside the track loop line that is the judgment criterion. This makes it possible to detect abnormalities using a different criterion from the abnormality judgment criterion for the amount of movement of a track pad in a stationary rail section. This makes it possible to reduce the number of track pads to be repaired without overlooking objects that really need repair, and to reduce the burden of repair work.
また、望ましくは、前記記憶手段には、軌道パッドの飛び出し量の上限値が記憶され、
前記移動量判定手段が、前記移動量算出手段から得られた軌道パッドの移動量が基準となる前記軌跡ループ線の外側にありかつ前記上限値を超えていると判定した場合に第1の異常状態として出力し、
前記移動量判定手段が、前記移動量算出手段から得られた軌道パッドの移動量が基準となる前記軌跡ループ線の外側にありかつ前記上限値を超えていないと判定した場合に第2の異常状態として出力するように構成する。
かかる構成によれば、軌道パッドの位置の修正または交換のような大掛かりな補修作業が必要な異常と、レール締結装置の調整等の比較的簡単な補修作業で済む異常とを区別して検出することができる。
Also, preferably, the storage means stores an upper limit of the amount of protrusion of the rail pad,
When the movement amount determination means determines that the movement amount of the rail pad obtained from the movement amount calculation means is outside the trajectory loop line serving as a reference and exceeds the upper limit value, the movement amount determination means outputs a first abnormal state;
The movement amount determination means is configured to output a second abnormal state when it determines that the movement amount of the rail pad obtained from the movement amount calculation means is outside the reference trajectory loop line and does not exceed the upper limit value.
With this configuration, it is possible to distinguish and detect abnormalities that require major repair work, such as correcting the position of the track pad or replacing it, from abnormalities that can be repaired with relatively simple repair work, such as adjusting the rail fastening device.
さらに、望ましくは、前記移動量判定手段は、前記区間判定手段によりレール不動区間にあると判定された軌道パッドに関して、前記移動量算出手段から得られた移動量が前記上限値よりも小さな所定のしきい値を超えていると判定した場合に異常を出力するように構成する。
かかる構成によれば、レール不動区間にある軌道パッドに関しては従来と同じ異常判定基準に従って異常を検出することができるので、整合性のある軌道パッドの保守管理を実現することができる。
Furthermore, preferably, the movement amount determination means is configured to output an abnormality when it determines that the movement amount obtained from the movement amount calculation means exceeds a predetermined threshold value which is smaller than the upper limit value for a track pad which has been determined by the section determination means to be in a rail immobile section.
According to this configuration, since abnormalities can be detected for track pads in immovable rail sections according to the same abnormality determination criteria as in the past, consistent maintenance management of track pads can be achieved.
また、本出願の他の発明に係る構成を有する軌道パッド飛び出し量異常検出方法は、
車両に搭載され走行しながら撮像装置によりレール近傍を撮影した画像のデータおよびレール長手方向に沿ったレール各部の温度のデータを収集し、収集した画像データおよび温度データに基づいて軌道パッドの飛び出し量の異常を検出する軌道パッド飛び出し量異常検出方法において、
少なくとも6か月の所定期間にわたって所定の日数をおいて検出対象のレール可動区間のレール近傍を撮影した前記画像データおよび温度データを複数回にわたって収集する工程と、
収集されたレール可動区間の画像データを画像処理して軌道パッドの移動量を算出し、算出された前記所定期間における軌道パッドの複数の移動量を、温度と移動量を座標軸とする座標上に時系列に表記した軌跡線に基づいて基準となる軌跡ループ線を予めレール可動区間ごとに設定する工程と、
車両に搭載された撮像装置が撮影したレール近傍の画像データを画像処理して軌道パッドの移動量を算出する工程と、
判定対象の画像に含まれる軌道パッドがいずれのレール可動区間にあるか判定する工程と、
レール可動区間にある軌道パッドに関して算出された移動量が、当該軌道パッドに対応して設定された前記軌跡ループ線の外側にあるか内側にあるかを判定し、移動量が前記軌跡ループ線の外側にある場合に異常を出力する工程と、
を有するようにしたものである。
In addition, a method for detecting an abnormality in the amount of protrusion of a railway pad having a configuration according to another aspect of the present invention is as follows:
A method for detecting abnormalities in the amount of protrusion of a track pad, comprising: collecting image data of the vicinity of the rail by an imaging device mounted on a vehicle while the vehicle is traveling, and temperature data of each part of the rail along the longitudinal direction of the rail; and detecting abnormalities in the amount of protrusion of a track pad based on the collected image data and temperature data,
collecting the image data and temperature data by photographing the vicinity of the rail in the rail movable section to be detected a plurality of times at predetermined intervals over a predetermined period of at least six months;
a step of calculating the amount of movement of the track pad by performing image processing on the collected image data of the rail movable section, and setting a reference trajectory loop line in advance for each rail movable section based on a trajectory line in which the calculated multiple amounts of movement of the track pad during the predetermined period are plotted in chronological order on a coordinate system having temperature and amount of movement as coordinate axes;
a step of calculating the amount of movement of the track pad by processing image data of the vicinity of the rail captured by an imaging device mounted on the vehicle;
determining in which rail movable section a track pad included in an image to be determined is located;
determining whether the amount of movement calculated for a rail pad in a rail movable section is outside or inside the track loop line set corresponding to the rail pad, and outputting an abnormality when the amount of movement is outside the track loop line;
The present invention is designed to have the following features.
上記工程を有する軌道パッド飛び出し量異常検出方法によれば、レール可動区間にあると判定された軌道パッドの移動量が、判定基準となる軌跡ループ線の外側にあると判定した場合に異常を出力するので、レール不動区間にある軌道パッドの移動量の異常判定基準と異なる基準により異常を検出することができ、それによって本当に補修が必要な対象を見逃すことなく補修対象の軌道パッドの数を減らし、補修作業の負担を低減させることができる。 According to the method for detecting abnormalities in the amount of track pad protrusion that has the above-mentioned steps, an abnormality is output when the amount of movement of a track pad that is determined to be in a movable rail section is determined to be outside the track loop line that is the judgment criterion, so that abnormalities can be detected using a different criterion from the abnormality judgment criterion for the amount of movement of a track pad in a stationary rail section. This makes it possible to reduce the number of track pads to be repaired without overlooking objects that really need repair, and to reduce the burden of repair work.
また、望ましくは、レール可動区間にある軌道パッドに関して算出された前記移動量が、当該軌道パッドに対応して設定された前記軌跡ループ線の外側にありかつ予め設定された軌道パッドの飛び出し量の上限値を超えていると判定した場合に第1の異常状態として出力し、
レール可動区間にある軌道パッドに関して算出された前記移動量が、当該軌道パッドに対応して設定された前記軌跡ループ線の外側にありかつ前記上限値を超えていないと判定した場合に第2の異常状態として出力するようにする。
かかる方法によれば、軌道パッドの位置の修正または交換のような大掛かりな補修作業が必要な異常と、レール締結装置の調整等の比較的簡単な補修作業で済む異常とを区別して検出することができる。
Also, preferably, when it is determined that the movement amount calculated for a rail pad in a rail movable section is outside the trajectory loop line set corresponding to the rail pad and exceeds a preset upper limit value of the rail pad protrusion amount, a first abnormal state is output,
When it is determined that the movement amount calculated for a track pad in the rail movable section is outside the trajectory loop line set for that track pad and does not exceed the upper limit value, a second abnormal state is output.
This method makes it possible to distinguish and detect abnormalities that require major repair work, such as correcting the position of the track pads or replacing them, from abnormalities that can be repaired with relatively simple repair work, such as adjusting the rail fastening device.
さらに、望ましくは、前記所定期間は9カ月以上であり、
前記軌跡ループ線は、前記所定期間における軌道パッドの複数の移動量を、温度と移動量を座標軸とする座標上に時系列に表記した軌跡線に外接する平行四辺形であるようにする。
かかる方法によれば、比較的効率よくかつ良好な異常検出精度が得られる判定基準としての軌跡ループ線を設定することができる。
Further, preferably, the predetermined period is 9 months or more,
The locus loop line is a parallelogram circumscribing a locus line that represents a plurality of movements of the rail pad during the predetermined period in a time series on a coordinate system having temperature and movement as coordinate axes.
According to this method, it is possible to set a locus loop line as a judgment criterion that can obtain a good accuracy in detecting an abnormality relatively efficiently.
本発明に係る軌道パッド飛び出し量異常検出システムおよび異常検出方法によれば、補修対象の軌道パッドの数を減らし、補修作業の負担を減少させることができる。また、軌道パッドの位置の整生または交換という大掛かりな補修が必要な異常と、レール締結装置の調整等の比較的簡単な補修作業で済む異常とを区別して検出することができるという効果がある。 The track pad protrusion amount abnormality detection system and abnormality detection method according to the present invention can reduce the number of track pads to be repaired and the burden of repair work. It also has the effect of being able to distinguish and detect abnormalities that require major repairs such as adjusting or replacing the track pad position from abnormalities that can be repaired with relatively simple repair work such as adjusting the rail fastening device.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態である軌道パッド飛び出し量異常検出システムおよび異常検出方法について詳細に説明する。
先ず、図1を用いて、本発明の軌道パッド飛び出し量異常検出システムの一実施形態について説明する。図1は、異常検出システムを機能ブロック図として表した概略構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a rail pad protrusion amount abnormality detection system and an abnormality detection method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an embodiment of a rail pad protrusion amount abnormality detection system according to the present invention will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing the abnormality detection system as a functional block diagram.
図1に示すように、本実施形態の軌道パッド飛び出し量異常検出システムは、軌道の状態を検査する計測車等の車両に搭載された制御装置11および軌道パッド部位を含むレール近傍を撮影するCCDカメラやCMOSカメラ等の撮像装置12を備えた画像収集装置10と、軌道に沿って所定の距離をおいて設置されレールの温度を計測する複数の温度測定器21と、画像収集装置10からの画像データおよび温度測定器21により測定された温度データを収集する温度データ収集装置22、温度データ収集装置22が収集した温度データを受信してこれらのデータに基づいて軌道パッドの移動量の異常を検出するデータ処理装置からなる異常検出装置30により構成されている。 As shown in FIG. 1, the track pad protrusion amount abnormality detection system of this embodiment is composed of an image collection device 10 equipped with a control device 11 mounted on a vehicle such as a measurement vehicle that inspects the condition of the track, an image capture device 12 such as a CCD camera or CMOS camera that captures the area near the rail including the track pad area, a number of temperature measuring devices 21 installed at predetermined distances along the track to measure the temperature of the rail, a temperature data collection device 22 that collects image data from the image collection device 10 and temperature data measured by the temperature measuring devices 21, and an abnormality detection device 30 consisting of a data processing device that receives the temperature data collected by the temperature data collection device 22 and detects abnormalities in the amount of movement of the track pad based on these data.
撮像装置12は、車両の下部に設けられた一対のカメラを備え、特許文献1に記載されているように、軌道パッド部位(レールの締結部分)を斜め方向から撮影するため、撮影する軌道パッドのあるレールと反対側のレール上方に配置するとよい。また、撮影タイミングは、レーザ変位計等を用いて軌道上の締結用ボルト等の部品を検出して決定したタイミングとすることができる。
画像収集装置10は、上記撮像装置12により撮影された画像等のデータを記憶する記憶装置13と、車両位置を把握するための速度発電機などの位置検出器14と、現在時刻を計時するタイマ15と、無線通信装置16などを備える。異常検出装置30は、演算処理装置31と、無線通信装置32と、記憶装置33、表示装置34などを備える。
The imaging device 12 is equipped with a pair of cameras mounted under the vehicle, and as described in Patent Document 1, in order to photograph the track pad portion (the fastening portion of the rail) from an oblique direction, it is preferable to place the cameras above the rail on the opposite side to the rail on which the track pad is located. The timing of photographing can be determined by detecting parts such as fastening bolts on the track using a laser displacement meter or the like.
The image collecting device 10 includes a storage device 13 that stores data such as images captured by the imaging device 12, a position detector 14 such as a speed generator for grasping the vehicle position, a timer 15 that keeps track of the current time, and a wireless communication device 16. The abnormality detecting device 30 includes an arithmetic processing device 31, a wireless communication device 32, a storage device 33, a display device 34, etc.
画像収集装置10の制御装置11および異常検出装置30の演算処理装置31は、CPU(中央演算処理装置)やROM、RAMなどを有する通常のマイクロプロセッサやマイクロコンピュータにより構成することができ、ROMに記憶されたプログラムとCPUとの協働により各部を統括制御する機能を有する。また、演算処理装置31は、軌道パッドをカメラで撮影した画像データに基づいて、画素数からパッド飛び出し量(移動量)を算出する機能を有するようにプログラムが構成されている。
画像収集装置10の制御装置11は、位置検出器14からの情報に基づいて自車両の位置を把握し、レール可動区間にさしかかると、撮像装置12により軌道パッド部位を撮影し、撮影した画像のデータをタイマ15の時刻データと共に記憶装置13に記憶する機能を有するようにプログラムが構成されている。
The control device 11 of the image collecting device 10 and the arithmetic processing device 31 of the abnormality detecting device 30 can be configured with a normal microprocessor or microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), ROM, RAM, etc., and have the function of controlling each part in cooperation with the program stored in the ROM and the CPU. In addition, the arithmetic processing device 31 is configured with a program having the function of calculating the pad protrusion amount (movement amount) from the number of pixels based on image data of the track pad photographed by a camera.
The control device 11 of the image collection device 10 is programmed to grasp the position of the vehicle based on information from the position detector 14, and when it approaches the movable rail section, to photograph the track pad area with the imaging device 12 and store the data of the photographed image in the memory device 13 together with the time data of the timer 15.
また、画像収集装置10の記憶装置33には、レール可動区間の位置情報やレール可動区間ごとに設定された図2に示すような基準軌跡ループ線Lが記憶されている。ここで、基準軌跡ループ線Lは、予め半年以上かけて収集した軌道パッドの画像データに基づいて算出したパッド移動量に基づいて、変動量の変動軌跡線の外接平行四辺形を描画することで形成したものである。
なお、図2の変動軌跡線Tは、図7の変動軌跡線Aに相当する。図7の軌跡B,C,Dのようにループが小さいものに関しては、移動量軌跡の外接平行四辺形の上辺の位置を移動量の異常を判定するための上限値(判定しきい値)maxまで、また下辺の位置を下限値minまで移動させるように拡大した平行四辺形を基準軌跡ループ線として設定するようにしても良い。
The storage device 33 of the image collection device 10 also stores position information of the rail movable section and a reference trajectory loop line L as shown in Fig. 2, which is set for each rail movable section. Here, the reference trajectory loop line L is formed by drawing a circumscribed parallelogram of the variation trajectory line of the variation amount based on the pad movement amount calculated based on image data of the track pad collected in advance over a period of six months or more.
Incidentally, the fluctuation trajectory line T in Fig. 2 corresponds to the fluctuation trajectory line A in Fig. 7. For trajectories with small loops such as trajectories B, C, and D in Fig. 7, a parallelogram obtained by enlarging the position of the upper side of the circumscribed parallelogram of the movement amount trajectory by moving it to an upper limit value (determination threshold value) max for determining an abnormality in the movement amount and by moving the position of the lower side to a lower limit value min may be set as the reference trajectory loop line.
なお、図2に●印で示されるように、上限値maxを超えると軌道パッドが抜け易くなるので、軌道パッドを元の位置に戻したり交換したりするなどの補修作業を行うことで対応する。パッド移動量の上限値maxは、従来は例えば30mmのような値に設定されていたが、本実施形態においては、40mmのような値に設定される。これにより、異常判定がなされるパッドの数を減らし、パッドの位置の整正または交換のような大掛かりな補修作業の実施頻度を低減することができる。
さらに、本実施形態の異常検出システムにおいては、検出されたパッド移動量が上限値maxを超えていなくても、図2に▲印で示されるように、基準軌跡ループ線Lの外側にある場合には異常と判定する機能を備えている。
As shown by the ● mark in Fig. 2, when the upper limit value max is exceeded, the rail pad becomes easily dislodged, so repair work such as returning the rail pad to its original position or replacing it is performed. The upper limit value max of the pad movement amount was previously set to a value such as 30 mm, but in this embodiment, it is set to a value such as 40 mm. This reduces the number of pads that are judged to be abnormal, and reduces the frequency of large-scale repair work such as adjusting the position of the pad or replacing it.
Furthermore, the abnormality detection system of this embodiment has a function of determining that an abnormality has occurred if the detected pad movement amount is outside the reference locus loop line L, as shown by the ▲ mark in Figure 2, even if it does not exceed the upper limit value max.
従来から、パッドを支持する可変パッドの劣化やスラブ下部のCAモルタルの劣化及び橋梁におけるアオリや突発的な地震、スラブの温度変化による反りなどの要因で通常よりも短い期間に軌道パッドの移動量が、上限値maxを超えない範囲で突然増加する現象が知られていた。また、上記現象がなくても軌道パッドの移動量が急激に増加することがあり、その原因を調査するとレール締結装置のボルトの緩みが発生していることがあった。
そのような場合、パッド移動量が図2の▲印で示されるような値になる。そのため、本実施形態の異常検出システムにおいては、図2に▲印で示されるように上限値maxを超えないが変動量の変動軌跡線Tの外側に大きく外れている場合にも、基準軌跡ループ線Lにより異常と判定することができる。そして、パッドの位置がずれた原因を調べて、例えば原因がレール締結装置のボルトの緩みであれば、ボルトを締めるなどの補修作業を行うこととなる。異常の原因がレール締結装置のボルトの緩みでない場合にも、原因を除去する作業を行う。
It has been known that the amount of movement of the track pads suddenly increases within the upper limit max in a shorter period than usual due to factors such as deterioration of the variable pads that support the pads, deterioration of the CA mortar under the slab, and factors such as bridge tilt, sudden earthquakes, and warping of the slab due to temperature changes. In addition, there are also cases where the amount of movement of the track pads increases suddenly even without the above phenomena, and when the cause is investigated, it is found that the bolts of the rail fastening device have become loose.
In such a case, the pad movement amount will be a value as shown by the ▲ mark in Fig. 2. Therefore, in the abnormality detection system of this embodiment, even if the amount of movement does not exceed the upper limit value max but is significantly outside the fluctuation trajectory line T of the fluctuation amount as shown by the ▲ mark in Fig. 2, it is possible to determine that an abnormality has occurred based on the reference trajectory loop line L. Then, the cause of the displacement of the pad position is investigated, and if the cause is, for example, a loose bolt of the rail fastening device, repair work such as tightening the bolt is performed. Even if the cause of the abnormality is not a loose bolt of the rail fastening device, work to eliminate the cause is performed.
次に、図3のフローチャートを用いて、本発明の実施形態である軌道パッド飛び出し量異常検出方法について詳細に説明する。
本実施形態の軌道パッド飛び出し量異常検出方法においては、先ず半年(6か月)以上望ましくは9カ月~1年をかけて、所定の期間(例えば1週間~1か月)ごとに、各レール可動区間において、毎回ほぼ同じ所定時刻に前記画像収集装置10により、レール可動区間の移動端側で軌道パッド部位の画像を撮影して画像データを蓄積する(ステップS1)。また、これと並行して、温度データ収集装置22によって、軌道に沿って配設された温度測定器21により測定されたレール温度データを収集する。
Next, a method for detecting an abnormality in the amount of protrusion of a rail pad according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flow chart of FIG.
In the method for detecting abnormality in the amount of track pad protrusion of this embodiment, first, for a period of at least six months, preferably nine months to one year, images of the track pad portion at the moving end of the rail movable section are taken by the image collecting device 10 at approximately the same predetermined time each time in each rail movable section, and the image data is stored (step S1). In parallel with this, rail temperature data measured by temperature measuring devices 21 arranged along the track is collected by the temperature data collecting device 22.
次に、ステップS1で蓄積された軌道パッドの画像データを画像処理して軌道パッドの移動量を算出し、算出した移動量および温度データ収集装置22によって収集されたレール温度データの中から画像データの撮影時刻に近くかつ撮影した可動区間に最も近い温度測定器の測定データを取り出して、図2に示すような、温度-移動量座標に測定データをプロットする。そして、プロットした点を時系列的に結んだ変動量の変動軌跡線Tを描画する(ステップS2)。続いて、変動量の変動軌跡線Tに外接する平行四辺形を描き、基準軌跡ループ線Lとして設定する(ステップS3)。 Next, the image data of the track pad accumulated in step S1 is image processed to calculate the amount of movement of the track pad, and from the calculated amount of movement and the rail temperature data collected by the temperature data collection device 22, the measurement data of the temperature measuring device closest to the time when the image data was captured and closest to the movable section captured is extracted, and the measurement data is plotted on the temperature-amount of movement coordinates as shown in Figure 2. Then, a fluctuation trajectory line T of the amount of fluctuation is drawn by connecting the plotted points in chronological order (step S2). Next, a parallelogram circumscribing the fluctuation trajectory line T of the amount of fluctuation is drawn and set as the reference trajectory loop line L (step S3).
その後、画像収集装置10を搭載した車両を走行させて、上記と同じ時刻に、各レール可動区間において、画像収集装置10により移動端側の軌道パッド部位の画像を撮影して画像データおよび撮影位置情報(可動区間情報)を蓄積する(ステップS4)。全区間の撮影が終了すると、画像収集装置10は蓄積したデータを異常検出装置30へ送信する(ステップS5)。すると、異常検出装置30は画像データを受信し、対応する時刻であって可動区間の近傍の各レール温度データを温度データ収集装置22から読み込む(ステップS6)。 Then, a vehicle equipped with the image collection device 10 is driven, and at the same time as above, the image collection device 10 takes images of the track pad portion at the moving end side in each movable rail section, and stores the image data and shooting position information (movable section information) (step S4). When shooting of all sections is completed, the image collection device 10 transmits the stored data to the anomaly detection device 30 (step S5). The anomaly detection device 30 then receives the image data and reads the rail temperature data for the corresponding time and in the vicinity of the movable section from the temperature data collection device 22 (step S6).
次に、異常検出装置30は、着目する可動区間ごとに画像データから軌道パッドの移動量を算出する(ステップS7)。そして、算出した移動量が図2に示す基準軌跡ループ線Lの外側にあるか判定する(ステップS8)。ここで、Noすなわち算出した移動量が図2に示す基準軌跡ループ線Lの内側にあると判定すると、ステップS7へ戻って、次の可動区間について画像データから軌道パッドの移動量を算出する。
また、異常検出装置30は、ステップS8で、Yesすなわち算出した移動量が図2に示す基準軌跡ループ線Lの外側にあると判定するとステップS9へ進み、算出した移動量が上限値maxを超えているか否か判定する。
Next, the abnormality detection device 30 calculates the amount of movement of the rail pad from the image data for each movable section of interest (step S7). Then, it is determined whether the calculated amount of movement is outside the reference trajectory loop line L shown in Fig. 2 (step S8). If the result is No, that is, if it is determined that the calculated amount of movement is inside the reference trajectory loop line L shown in Fig. 2, the process returns to step S7 and the amount of movement of the rail pad is calculated from the image data for the next movable section.
Furthermore, if the abnormality detection device 30 determines in step S8 that the calculated movement amount is outside the reference locus loop line L shown in FIG. 2 as Yes, the abnormality detection device 30 proceeds to step S9 and determines whether the calculated movement amount exceeds the upper limit value max.
ステップS9において、移動量が上限値maxを超えている(Yes)と判定するとステップS10へ進み、パッド位置の修正、交換等の補修が必要な異常であることを該当箇所の位置情報(キロ程)と共に表示装置34に表示する。また、ステップS9において、移動量が上限値maxを超えていない(No)と判定するとステップS11へ進み、レール締結装置の調整(ボルトの締付け)等が必要な異常であることを該当箇所の位置情報(キロ程)と共に表示装置34に表示する。
その後、ステップS12へ進んで、すべてのレール可動区間の軌道パッドについて処理が終了したか否か判定し、処理が終了していない(No)と判定するとステップS7へ戻って上記処理を繰り返す。一方、ステップS12で、すべてのレール可動区間の軌道パッドについて処理が終了した(Yes)と判定すると、異常検出処理を終了する。
If it is determined in step S9 that the amount of movement exceeds the upper limit max (Yes), the process proceeds to step S10, where an abnormality that requires repair such as correction of the pad position or replacement is displayed on the display device 34 together with the position information (distance in kilometers) of the corresponding location. If it is determined in step S9 that the amount of movement does not exceed the upper limit max (No), the process proceeds to step S11, where an abnormality that requires adjustment of the rail fastening device (tightening of the bolts) is displayed on the display device 34 together with the position information (distance in kilometers) of the corresponding location.
Then, the process proceeds to step S12 to determine whether or not the process has been completed for all the rail pads in the movable rail section, and if the process is determined to be not completed (No), the process returns to step S7 to repeat the above process. On the other hand, if the process is determined to be completed for all the rail pads in the movable rail section (Yes) in step S12, the abnormality detection process is terminated.
以上説明したように、上記異常検出処理によると、パッド位置の大幅な修正、交換等が必要な重大な異常とレール締結装置の調整(ボルトの締付け等)が必要な軽微な異常を区別して検出し、それぞれの異常に対応した補修内容を作業者に指示することができる。
また、上限値maxとして、従来よりも大きな値を設定することにより、レール可動区間において、パッド位置の大幅な整正、交換等が必要な重大な異常が発生していると判定する頻度を減らし、補修作業部門の負担を軽減することができる。
As described above, the abnormality detection process can distinguish between serious abnormalities that require major correction of pad position, replacement, etc., and minor abnormalities that require adjustment of the rail fastening device (tightening of bolts, etc.), and can instruct the worker on the repair content corresponding to each abnormality.
In addition, by setting the upper limit value max to a value larger than before, it is possible to reduce the frequency with which it is determined that a serious abnormality has occurred in the rail movable section, requiring significant adjustment of the pad position, replacement, etc., thereby reducing the burden on the repair work department.
なお、上記異常検出処理はレール可動区間の軌道パッドに関するもので、レール不動区間の軌道パッドに関しては従来のようにレール可動区間の判定用の上限値maxよりも小さな値(例えば30mm)をしきい値として判定することとなる。異常検出装置30の記憶装置33にはレール可動区間の位置情報が記憶されており、演算処理装置31は読み込んだ画像の軌道パッドの位置がレール可動区間であると判定した場合には図3のフローチャートに従って異常検出処理を行い、画像の軌道パッドの位置がレール可動区間以外の場合には不動区間の軌道パッドと判定して、従来のしきい値を用いて異常の有無の判定を行う。 The above abnormality detection process is for track pads in movable rail sections, and for track pads in immovable rail sections, a threshold value (e.g. 30 mm) smaller than the upper limit max for determining movable rail sections is used as the conventional threshold value for judgment. Position information for movable rail sections is stored in the storage device 33 of the abnormality detection device 30, and when the calculation processing device 31 judges that the position of the track pad in the read image is in a movable rail section, it performs abnormality detection processing according to the flowchart in Figure 3, and when the position of the track pad in the image is not in a movable rail section, it judges it to be a track pad in an immovable section and judges the presence or absence of an abnormality using the conventional threshold value.
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、軌道パッド飛び出し量測定装置10において、カメラ(12)により撮影した軌道パッドの画像を距離データおよび時刻データと共に記憶すると説明したが、測定を開始した時刻や測定を終了した時刻あるいは一連の測定で取得した画像データは1つのファイルに格納する場合にはファイルを作成した時刻もしくは更新した時刻を、当該軌道パッドの画像の取得時間として画像データと共に異常検出装置30へ送信するようにしても良い。 Although the invention made by the inventor has been specifically described above based on an embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, it was described that in the track pad protrusion amount measuring device 10, the image of the track pad taken by the camera (12) is stored together with distance data and time data, but when the time when the measurement is started or ended, or the image data obtained in a series of measurements is stored in a single file, the time when the file was created or updated may be transmitted to the abnormality detection device 30 together with the image data as the acquisition time of the image of the track pad.
上記のようにした場合、異常検出装置30は、受信した時刻データと距離データとから各軌道パッドの画像の撮影時刻を算出して、その時刻における対象軌道パッドに近い温度計測器21が計測した温度情報をレール温度収集装置22より取得し、それによって図3に示す異常検出処理と同様にして軌道パッドの移動量の異常検出を行うことができる。
また、前記実施形態では、軌道に沿って所定の間隔でレールに設置された温度計測器21でレールの温度を検出するようにしていると説明したが、赤外線等を利用した赤外放射温度センサのような非接触の温度計測器を車両下部に搭載し、その温度計測器を用いて、軌道パッドの撮影タイミングで当該軌道パッドの近傍のレールの側部等の温度を計測するようにすることも可能である。
In the above-described case, the abnormality detection device 30 calculates the time when the image of each track pad was taken from the received time data and distance data, and obtains temperature information measured by the temperature measuring device 21 closest to the target track pad at that time from the rail temperature collection device 22, thereby making it possible to detect abnormalities in the amount of movement of the track pad in a manner similar to the abnormality detection process shown in FIG. 3.
In the above embodiment, the rail temperature is detected by temperature measuring devices 21 installed on the rails at predetermined intervals along the track. However, it is also possible to mount a non-contact temperature measuring device such as an infrared radiation temperature sensor that uses infrared rays or the like under the vehicle and use that temperature measuring device to measure the temperature of the side of the rail near the track pad when the track pad is photographed.
10 画像収集装置
11 制御装置(制御手段)
12 撮像装置(撮影手段)
13 記憶装置(記憶手段)
14 位置検出器(位置検出手段)
15 計時用のタイマ
16 無線通信装置
21 温度計測器(レール温度検出手段)
22 温度データ収集装置(レール温度収集装置)
30 異常検出装置
31 演算処理装置
32 無線通信装置
33 記憶装置
34 表示装置
10 Image collection device 11 Control device (control means)
12 Imaging device (photographing means)
13 Storage device (storage means)
14 Position detector (position detection means)
15 Timer for measuring time 16 Wireless communication device 21 Temperature measuring device (rail temperature detection means)
22 Temperature data collection device (rail temperature collection device)
30 Abnormality detection device 31 Processing device 32 Wireless communication device 33 Storage device 34 Display device
Claims (6)
前記異常検出装置は、
前記画像収集装置が収集した画像データを画像処理して軌道パッドの移動量を算出する移動量算出手段と、
検出対象の、伸縮継目が介在し温度変化に伴いレールが伸縮する区間であるレール可動区間の位置に関する情報、および前記移動量算出手段から得られた所定期間における軌道パッドの複数の移動量を温度と移動量を座標軸とする座標上に時系列に表記した軌跡線に基づいて予め設定された判定基準となる軌跡ループ線、を記憶する記憶手段と、
前記移動量算出手段から得られた前記レール可動区間にある軌道パッドの移動量が基準となる前記軌跡ループ線の外側にあるか内側にあるかを判定する移動量判定手段と、
判定対象の画像に含まれる軌道パッドが、前記レール可動区間にあるかレール軸力と道床縦抵抗力がつり合いレールが伸縮しない区間であるレール不動区間にあるかを判定する区間判定手段と、を有し、
前記移動量判定手段が、前記区間判定手段により前記レール可動区間にあると判定された軌道パッドに関して、前記移動量算出手段から得られた移動量が判定基準となる前記軌跡ループ線の外側にあると判定した場合に異常を出力することを特徴とする軌道パッド飛び出し量異常検出システム。 A track pad protrusion amount abnormality detection system comprising: an image collecting device that collects image data of the vicinity of the rail captured by an imaging device mounted on a vehicle while the vehicle is traveling; a rail temperature collecting device that measures the temperature of each part of the rail along the longitudinal direction of the rail and collects rail temperature data; and an abnormality detection device that detects abnormalities in the amount of track pad protrusion based on the image data collected by the image collecting device and the temperature data collected by the rail temperature collecting device,
The abnormality detection device includes:
a movement amount calculation means for calculating a movement amount of the rail pad by image processing the image data collected by the image collection device;
a storage means for storing information on the position of the rail movable section to be detected , which is a section where an expansion joint is interposed and the rail expands and contracts with temperature changes, and a trajectory loop line that serves as a preset judgment criterion based on a trajectory line that represents multiple amounts of movement of the track pad in a predetermined period obtained from the movement amount calculation means in time series on a coordinate system with temperature and amount of movement as coordinate axes;
a movement amount determination means for determining whether the movement amount of the track pad in the rail movable section obtained from the movement amount calculation means is outside or inside the track loop line serving as a reference;
a section determination means for determining whether a track pad included in an image to be determined is in the rail movable section or in a rail immobile section where the rail axial force and the ballast longitudinal resistance force are balanced and the rail does not expand or contract,
a track pad protrusion amount abnormality detection system, characterized in that the movement amount determination means outputs an abnormality when it determines that the movement amount obtained from the movement amount calculation means is outside the trajectory loop line that is the determination criterion for a track pad that has been determined by the section determination means to be in the rail movable section.
前記移動量判定手段が、前記移動量算出手段から得られた軌道パッドの移動量が基準となる前記軌跡ループ線の外側にありかつ前記上限値を超えていると判定した場合に第1の異常状態として出力し、
前記移動量判定手段が、前記移動量算出手段から得られた軌道パッドの移動量が基準となる前記軌跡ループ線の外側にありかつ前記上限値を超えていないと判定した場合に第2の異常状態として出力することを特徴とする請求項1に記載の軌道パッド飛び出し量異常検出システム。 The storage means stores an upper limit value of the amount of protrusion of the rail pad,
when the movement amount determination means determines that the movement amount of the rail pad obtained from the movement amount calculation means is outside the trajectory loop line serving as a reference and exceeds the upper limit value, it outputs a first abnormal state;
The rail pad protrusion amount abnormality detection system according to claim 1, characterized in that the movement amount determination means outputs a second abnormal state when it determines that the movement amount of the rail pad obtained from the movement amount calculation means is outside the trajectory loop line serving as a reference and does not exceed the upper limit value.
少なくとも6か月の所定期間にわたって所定の日数をおいて検出対象の、伸縮継目が介在し温度変化に伴いレールが伸縮する区間であるレール可動区間のレール近傍を撮影した前記画像データおよび温度データを複数回にわたって収集する工程と、
収集された前記レール可動区間の画像データを画像処理して軌道パッドの移動量を算出し、算出された前記所定期間における軌道パッドの複数の移動量を、温度と移動量を座標軸とする座標上に時系列に表記した軌跡線に基づいて基準となる軌跡ループ線を予め前記レール可動区間ごとに設定する工程と、
車両に搭載された撮像装置が撮影したレール近傍の画像データを画像処理して軌道パッドの移動量を算出する工程と、
判定対象の画像に含まれる軌道パッドがいずれの前記レール可動区間にあるか判定する工程と、
前記レール可動区間にある軌道パッドに関して算出された移動量が、当該軌道パッドに対応して設定された前記軌跡ループ線の外側にあるか内側にあるかを判定し、移動量が前記軌跡ループ線の外側にある場合に異常を出力する工程と、
を有することを特徴とする軌道パッド飛び出し量異常検出方法。 A method for detecting abnormality in the amount of protrusion of a track pad, comprising: collecting image data of the vicinity of the rail by an imaging device mounted on a vehicle while the vehicle is traveling, and temperature data of each part of the rail along the longitudinal direction of the rail; and detecting abnormality in the amount of protrusion of a track pad based on the collected image data and temperature data,
A step of collecting the image data and temperature data taken multiple times at predetermined intervals over a predetermined period of at least six months , in the vicinity of the rail in the rail movable section, which is a section where an expansion joint is interposed and the rail expands and contracts due to temperature changes;
a step of calculating the amount of movement of the rail pad by performing image processing on the collected image data of the rail movable section, and setting a reference trajectory loop line in advance for each of the rail movable sections based on a trajectory line in which the calculated multiple amounts of movement of the rail pad during the predetermined period are plotted in chronological order on a coordinate system having temperature and amount of movement as coordinate axes;
A step of calculating the amount of movement of the track pad by processing image data of the vicinity of the rail captured by an imaging device mounted on the vehicle;
A step of determining in which of the rail movable sections a track pad included in an image to be determined is located;
determining whether the amount of movement calculated for a rail pad in the rail movable section is outside or inside the track loop line set for the rail pad, and outputting an abnormality when the amount of movement is outside the track loop line;
A method for detecting abnormality in the amount of rail pad protrusion, comprising:
前記レール可動区間にある軌道パッドに関して算出された前記移動量が、当該軌道パッドに対応して設定された前記軌跡ループ線の外側にありかつ前記上限値を超えていないと判定した場合に第2の異常状態として出力することを特徴とする請求項4に記載の軌道パッド飛び出し量異常検出方法。 a first abnormal state is output when it is determined that the movement amount calculated for the rail pad in the rail movable section is outside the trajectory loop line set corresponding to the rail pad and exceeds a preset upper limit value of the protrusion amount of the rail pad;
The method for detecting abnormality in the amount of protrusion of a track pad according to claim 4 , characterized in that when it is determined that the amount of movement calculated for a track pad in the movable rail section is outside the trajectory loop line set for that track pad and does not exceed the upper limit value, a second abnormal state is output.
前記軌跡ループ線は、
前記所定期間における軌道パッドの複数の移動量を、温度と移動量を座標軸とする座標上に時系列に表記した軌跡線に外接する平行四辺形であることを特徴とする請求項5に記載の軌道パッド飛び出し量異常検出方法。 The predetermined period is 9 months or more,
The locus loop line is
The method for detecting abnormality in the amount of protrusion of a rail pad according to claim 5, characterized in that the amount of movement of the rail pad during the specified period is a parallelogram circumscribed on a trajectory line that is expressed in time series on a coordinate system having temperature and amount of movement as coordinate axes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021138948A JP7708616B2 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Railway pad protrusion amount abnormality detection system and abnormality detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021138948A JP7708616B2 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Railway pad protrusion amount abnormality detection system and abnormality detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023032672A JP2023032672A (en) | 2023-03-09 |
| JP7708616B2 true JP7708616B2 (en) | 2025-07-15 |
Family
ID=85415941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021138948A Active JP7708616B2 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Railway pad protrusion amount abnormality detection system and abnormality detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7708616B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318108A (en) | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Nagoya Railroad Co Ltd | Rail fluctuation measuring method and rail fluctuation measuring device |
| JP2007057325A (en) | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Toshiba Corp | Pre-life prediction method |
| JP2009116943A (en) | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Fujitsu Microelectronics Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
| JP2017187487A (en) | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Track pad lurch amount measurement device |
| JP2019085839A (en) | 2017-11-10 | 2019-06-06 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Adjustable tie pad |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5245855A (en) * | 1991-06-24 | 1993-09-21 | Rittenhouse-Zemen & Associates, Inc. | Rail seat abrasion measurement |
-
2021
- 2021-08-27 JP JP2021138948A patent/JP7708616B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318108A (en) | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Nagoya Railroad Co Ltd | Rail fluctuation measuring method and rail fluctuation measuring device |
| JP2007057325A (en) | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Toshiba Corp | Pre-life prediction method |
| JP2009116943A (en) | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Fujitsu Microelectronics Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
| JP2017187487A (en) | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Track pad lurch amount measurement device |
| JP2019085839A (en) | 2017-11-10 | 2019-06-06 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Adjustable tie pad |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023032672A (en) | 2023-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110735376B (en) | Method and road finishing machine for detecting interfering objects during the creation of a paving temperature field | |
| JP2016084579A (en) | Deflection distribution monitoring method and monitoring device for structure | |
| KR101128835B1 (en) | Measuring Apparatus for Height and stagger of trolley line using Line Scan Camera and Method thereof | |
| WO2019212693A1 (en) | Non-contact methods of rail assessment for a railroad track | |
| JP2005016991A (en) | Infrared structure diagnostic system | |
| JP6839019B2 (en) | Track pad protrusion amount measuring device | |
| KR20230031459A (en) | A digital safety diagnosis system for tunnel structures using a robot device capable of 360-degree photography | |
| JP7708616B2 (en) | Railway pad protrusion amount abnormality detection system and abnormality detection method | |
| KR101387876B1 (en) | System and method for measuring deformation structure | |
| KR20140024745A (en) | System and method for calibrating of object for measuring deformation structure | |
| KR101399886B1 (en) | Apparatus for controlling camber of rolled steel plate and the method thereof | |
| JP6344290B2 (en) | Planar shape measuring device | |
| CN114964578B (en) | Water-cooled wall online stress monitoring method and device based on digital speckles | |
| US12584731B2 (en) | Digital speckle based online water wall stress monitoring method and device | |
| JP7475160B2 (en) | Electric wire tension diagnostic device and tension diagnostic method | |
| CN113256512A (en) | Method and device for completing depth image and inspection robot | |
| JP2019147443A (en) | Device for monitoring switch, method and program for the same and image monitoring device | |
| CN118687500B (en) | A lightweight monitoring system and evaluation method for the degradation degree of tunnel secondary lining structure | |
| CN114952067A (en) | Welding quality detection method and system for underwater welding | |
| CN112710238A (en) | Continuous casting billet length photographing and sizing device and method | |
| JPH05247903A (en) | Detecting device for abnormality of railway track | |
| JP7118780B2 (en) | How to manage track parts | |
| JP7222415B2 (en) | Device for measuring meandering amount of hot-rolled steel strip and method for measuring meandering amount of hot-rolled steel strip | |
| KR20250091526A (en) | Strip manufacturing device and method for measuring flatness of strip | |
| JP6052737B2 (en) | Crack detection method and crack detection apparatus for steel slab |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240514 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250313 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250701 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250703 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7708616 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |