JPS6145763B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軌道検測車でえられている軌道高低
狂いの測定データを演算処理することにより、真
の軌道曲線形状を直接出力する軌道高低狂い演算
装置に関するものである。

従来より鉄道線路においては軌道検測車により
各種の軌道狂い量（以下単に軌道狂いという）が
計測されているが、軌道の高低狂いの測定法に関
しては３点測定法および２点測定法が用いられて
いる。以下これを説明する。

第１図は、従来から用いられている高低狂いの
検出機構を示すもので、これによればレール１上
の車輪２は車体７に対して上下方向可動に支持さ
れた軸箱３と直結され、軸箱３の上にヒンジ４の
固定部４−１が固着される。一方、車体７には支
持金物６が固着され、支持金物６には図示のよう
に機械―電気角度変換器（以下単に変換器とい
う）８が取付けられ、変換器８の回転軸８−１と
前記ヒンジ４の可動部４−２の先端とは連結棒５
で連結される。このような機構によりいまレール
１に高低狂い、すなわち、上方または下方に変位
があるときはこれに接する車輪２は車体７を基準
として上方または下方に変位し、この変位運動は
ヒンジ４、連結棒５を介して回転軸８−１を回転
させる。変換器８は回転軸８−１の回転角度に応
じて振幅の電気信号を出力するもので、これによ
り車体７を基準とするレール１の上下方向の変位
が検出できるものである。

軌道検測車においては上述した高低狂い検出機
構を左および右側レールに対し、それぞれ３個ま
たは２個用いて実際高低狂いの検出が行なわれ
る。第２図ａは、３個の変位機構を前車輪２−
１、中央車輪２−２および該車輪２−３に設けた
３点測定法の原理説明図である。レール１の上下
方向の変位として前車輪２−１によりy₁を、中央
車輪２−２、後車輪２−３からはそれぞれy₂，y₃
を同時に検出し、別途演算回路により式ｙ＝（y₁
＋y₃）÷２−y₂の計算をリアルタイムで行ない、
このｙを高低狂いとしている。このｙの値は第２
図ｂに示すように、前車輪２−１と後車輪２−３
とを結ぶ直線、すなわち、弦９に対して中央車輪
２−２の位置におけるレール１の高低変位を示す
ものであり、これが３点測定法の原理である。

通常、軌道検測車では前車輪２−１と後車輪２
−３の間隔は10m、すなわち、弦長ｌには10mが
用いられ、中央車輪２−２は弦９の中心に正しく
設けられている。ここで、軌道の高低狂いは通常
波状（例えば正弦波状）を呈しているので、その
長さを“波長”と呼ぶこととすれば、上述した３
点測定法による測定データｙは波長が弦長ｌ、す
なわち、10m以下である限り高低狂いを測定でき
るが、波長が弦長を超えて長くなるに伴い分解能
が低下し検出精度が劣化するものであり、検出性
能は弦長によつて定まるものである。

新幹線においては高速運転により列車の動揺が
大きくなる可能性があり、これを防止することは
極めて重要な問題である。軌道狂いの波長と列車
の動揺に関する研究によれば、弦長ｌを超えて数
十米の波長を有する高低狂いが動揺に大きく影響
するとされており、このような波長の高低狂いを
測定するために次に説明する２点測定法が開発さ
れ、実用化されている。

第３図は、この２点測定法の原理図を示すもの
で、前述した３点測定法における前車輪２−１と
後車輪２−３によるそれぞれの上下変位y₁，y₃を
そのまま利用するようになつている。また、車体
７にはジヤイロ１０を設けて車体７のピツチング
などの動揺の有無に拘わらず常に水準線GLある
いはGL′と車体７のなす角度αを検出しており、
演算回路により式 ｙ＝lcosαtan｛α＋tan^-1（y₃−y₁）／ｌ｝の計算
をリアルタイムで行ない、このｙを長波長に対す
る高低狂いとしている。この式におけるｙの値は
第３図に図示するように、水準線GL′に対する前
車輪２−１、後車輪２−３それぞれの位置におけ
るレール１の高低差を意味するものである。この
ような２点法により新幹線における長波長の軌道
高低狂いの測定は可能となり前進をみたのである
が、しかし、仔細に検討するときは未だ検出性能
に欠点がある。すなわち、２点測定法においては
弦長ｌだけ離れた２点間におけるレール１の相対
的高低差を測定するものであるが、これが直ちに
レール１の曲線形状を表わすものではなく、原理
的には曲線の微分値または微分値に近いものを表
わしているに過ぎない。このような測定値ｙにつ
いて具体的な例を示すと、例えば第４図ａ、ｂに
示すように、レール１に弦長ｌより短かい波長の
高低狂い部イがあるとき、前車輪２−１が高低狂
い部イを越えるときは高低狂いｙの値として第４
図ｃに示す曲線イ′に示す波形がえられ、ついで
後車輪２−３が高低狂い部イを越えるときには極
性が反転したイ″に示す曲線がえられる。すなわ
ち、１個の高低狂い部イに対する測定値ｙとして
真に近い形状の曲線イ′がえられるほか、極性を
反転したゴーストとも云うべき曲線イ″が弦長ｌ
に相当した時間を隔てた位置に現われるもので、
明らかに実際の曲線状態を示していない。さら
に、第４図ｄは弦長ｌに等しい波長で連続する高
低狂いの場合で、このときは高低狂いは全く検出
されない。第４図ｅは弦長ｌのほぼ２倍の波長の
場合であるが、このような波長範囲においてはじ
めて高低狂いｙが測定可能となる。これらの例に
示されるように弦長ｌ程度以下の波長の高低狂い
ｙの値にはゴーストを伴うとか、全く検出不能と
なるなど、２点測定法には欠点が内在するので、
２点測定法は専ら長い波長範囲のみを対象とする
測定に供され、また３点測定法は既述したように
短かい波長範囲のみを対象とし、両者が併用され
て軌道高低狂いの判定評価が行なわれている。

しかしながら、以上述べた２点測定法は、水準
線に対するいわば相対的高低差を測定するので、
これが直ちに軌道曲線形状を示さなくその判定評
価には経験を主とした技術を必要とし、これでは
不便、不都合は避けられない。そこで、これを排
除して相対的なものに代つて絶対的形状、すなわ
ち真の軌道曲線をうる手法、手段の開発が望まれ
る。

本発明は、上述した従来装置による測定データ
の有する欠点を除去し、軌道検測車上で測定デー
タをリアルタイム的に演算処理することにより、
真の軌道高低狂いの曲線形状を直接演算出力でき
る軌道高低狂い演算装置を供することを目的とす
る。

以下、本発明の原理、特徴を第５図から第８図
により説明する。

本発明の第１の要点は、前記した２点測定法に
よる測定データ（以下２点測定データという）ｙ
に所要の演算を施して真の高低狂い形状を求める
ことにある。前述したように、２点測定データｙ
は原理的には軌道曲線（以下原曲線という）の微
分値であるので以下においてはｙの代りに△ｙで
表わすものとするが、弦長ｌが有限長であるの
で、原曲線に存在する短かい波長の曲線部分につ
いては微分というよりむしろ差分の原理によるも
のであり、したがつて単なる積分法によつては原
曲線は復元しえない。ただし、弦長ｌが近似的に
微分と看做されるごとき長い波長の曲線に対して
は単なる積分法により近似的に復元できることは
注意を要する。

いま第５図に示すように、検測車の進行方向を
ｘ軸にとり、レール１の原曲線をｙ＝（ｘ）で
表わし、点ｂにおける測定値を△yb、点ａ、ｂ
における（ｘ）の値をそれぞれ(a)、(b)とす
ると、次式が成立する。

△yb＝(b)−(a)＝(b)−（ｂ−ｌ） ∴(b)＝△yb＋（ｂ−ｌ） ……(1) 同様に点ｃの測定値を△yc、点ｃにおける
（ｘ）の値を(c)とすると次式が成立する。

(c)＝△yc＋（ｃ−ｌ） ……(2) これらの式(1)，(2)は任意な点ｂ，ｃにおける測
定値△yb，△ycと原曲線（ｘ）との関係を表
わすもので、これらより一般的に任意の地点ｘに
対しては次式が成立する。

（ｘ）＝△yx＋（ｘ−ｌ） ……(3) すなわち、原曲線ｙ＝（ｘ）を知るには、各
地点ｘに対して連続的に△ｙを測定し、この値に
弦長ｌだけ後方の地点（ｘ−ｌ）における原曲線
の値（ｘ−ｌ）がすでに求められたものとして
加算することにより可能となるもので、これが本
発明の基本原理であり、特徴である。

さて、式(3)の加算を実行する場合原曲線の値
（ｘ−ｌ）がすでにえられたものとしているが、
測定開始地点で既知の初期値を与えるなどにより
一旦測定が開始されれば、えられる（ｘ）の値
を適当に記憶して弦長ｌだけ遅延させた上逐次側
定値△ｙに加算することにより達成できるもので
あるから、この実行には初期値の設定および遅延
を行なう方法が重要である。初期値の設定につい
ては後述するとして遅延方法について述べると、
一般に検測車の走行速度が一定でないために弦長
ｌに対する遅延時間は一定値をとることができな
い。そこで本発明においては、一定走行距離毎に
作られる距離比例パルス（以下単に距離パルスと
いう）を用いて測定値△ｙをサンプリングして一
定間隔のデータを作り、これをシフトレジスタを
介して距離パルスに同期させてシフトすることに
より弦長ｌ分だけ遅延させた後新して測定値△ｙ
に加算する方法をとるようにしている。この場合
これらの演算処理は精度等で点からしてデジタル
的に行なうことが有利である。

上述したところにより２点測定データ△ｙを演
算処理することにより原曲線ｙ＝（ｘ）は、そ
の形状如何または波長の長さに拘わらずえられる
こととなつた。この際に種々の形状の波長につい
て検討することは省略するが、波長の細部はサン
プリング間隔、すなわち分解能によりきまるの
で、この点について簡単に述べておく。

まず、サンプリング間隔は測定を必要とする曲
線の波長の数分の１以下とすることが必要であ
る。また、サンプリング間隔は弦長ｌに対して正
確に整数分の１であることが絶対必要である。そ
の理由は、距離遅延された後方のデータが新して
測定値△ｙと正しい位置において加算できるよう
にするためであり、もしサンプリング間隔が弦長
ｌの整数分の１でないときは異なる位置において
加算が行なわれることになり誤差を生ずる危険性
があるからである。軌道検測車においては従来か
ら距離パルスとしては1mのものが用いられてい
るが、弦長ｌが10mであれば整数比の条件をその
まま満足しそのまま利用することができる。

次に初期値の設定に際しての問題について述べ
る。

第６図は、軌道検測車の測定開始地点としてレ
ール１が水平に敷設され、かつ高低狂いが零であ
る理想的な軌道部分１−１を選んだ場合を示す。
この軌道部分１−１から矢印Ａの方向に向つて出
発するものとし、初期値の設定としては遅延用の
シフトレジスタをすべてクリヤして測定開始する
ようにすれば、前途の軌道曲線が演算できるもの
である。しかしながら、軌道検測車の要求する高
低狂いの測定精度は高度のものが要求され（例え
ば0.1mm）、これに比較すると現実の軌道において
は必ず若干の高低差が含まれていることから、出
発地点に合わせた初期値を何等かの方法で定めて
やることが必要であり、これをシフトレジスタに
設定することが必要である。なおまた、何等かの
理由で不測の誤差が一旦上記演算値に混入すると
きは、この方式の原理上その誤差はそのまま残留
して以降消失することがない。すなわち、ある地
点で誤差が生じたときは、その地点の出力データ
のみでなく以後弦長ｌを周期としてサイクリツク
に出現するもので、これを排除することが必要で
ある。

本発明の第２の要点は、測定開始時の初期値の
設定および測定途中において生ずる誤差を消却す
るための補正手段に関するものである。これらの
手段として本発明においては、上述したところの
２点測定データ△ｙおよび３点測定データy′（こ
こでは３点測定を′で示す）のそれぞれを測定中
これらの測定データを常に監視し、両者が少なく
とも弦長ｌより長い区間に亘つて連続して一定の
小さい限界値以下であるような位置を検出する。
△ｙに対するこのような位置はレール１が水平も
しくは水平に近く、またy′に対してはレール１に
存在する短かい波長の高低狂いが小さいことを意
味する。これら２つの方法による検出位置が合致
したことを条件としてその時点以後可及的速やか
にシフトレジスタの書き替えを行なうようにする
ものである。この書き替えは、第１近似としては
各シフトレジスタの内容をすべて零にクリアする
ことが考えられるが、さらに精度を向上するため
に次に述べる正弦波補間法を行なうものである。

第７図はこの正弦波補間法を説明するためのも
ので、３点測定データy′に対してある小さい限界
値y′limを与えておき、これに対して弦長ｌの間
でy′＜y′limとなるような波形ロを前記した方法
で検出したとする。このとき波形ロの実際の形状
如何に拘わらず波形ロのピーク点p″でのピーク
値y′pを最大値とする点ｐ，p′間に亘る正弦波形
ハを仮定し、波形ハのｘ軸上の各サンプリング点
に対する値を求め、書き替用のデータとするもの
である。この場合、上記したように正弦波形ハを
用いるのでなくむしろ波形ロの値そのものを新し
いデータに採用することが最良ではあるが、しか
し３点測定法では波形ロの各点の値がすべてえら
れるのは検測車の中央輪２−２が図示の点ｐから
点p′に移動することによるもので、点p″におけ
るy′pがえられた時点では、前途の点p″，p′間に
おける波形ロの形状は未だ不明であり、また測定
データの補正は点p″に対する測定値y′がえられた
時点（すなわち、２点測定法では点p′に対する測
定値△ｙがえられた時点）で速やかに実行する必
要があるので、上述のように正弦波形ハで代用す
るわけである。なお、軌道高低狂いはレールの剛
性などにより正弦波がよく近似する場合が多くま
た限界値y′limとして可及的に小さい値を定める
ことにより、正弦波近似は妥当であり、実用性が
あるものである。

以上説明した補正方法は測定途中段階における
補正のみでなく、出発または測定開始地点におけ
る初期値の設定にもそのまま適用できるものであ
り、また測定途中の補正においては随時行なう
か、または一定距離（例えば500m）毎に行なう
か、何れかを任意にとりうるものとする。上述し
た補正の実行には処理速度の点でアナログ回路が
適当であり、アナログサンプルホールド回路、ア
ナログコンパレータ、アナログ関数発生器が用い
られ、補正データの書き替えはデジタル的に行な
われる。

本発明の第３の要点は以上によりえられた真の
軌道曲線の演算出力をチヤート記録する段階に関
するものである。既述したとおり真の軌道曲線、
すなわち原曲線は広い意味で積分された曲線であ
るので、長距離に亘る測定においては全体として
大きい高低差を呈するようになる。しかしなが
ら、必要とする高低狂いは高々100m以内の波長
のものであるので、それ以上に亘る波長の高低差
についてはチヤート記録から除外してよく、また
記録用紙の寸法、記録ペンの構造などにより大き
い高低差に対しては縮尺または切替を要するなど
不便である。そこで本発明においては一定長以上
の波長成分を除去する方式をとる。これにより、
海抜高の推移により逐次累積される高低差も同時
に除去される。これを実現する方法は既述した方
法によりえられた原曲線ｙ＝（ｘ）の値から、
ある長さ範囲について移動、平均法と称される重
み付き平均法による移動平均値Ｍを求め、原曲線
ｙ＝（ｘ）から移動平均値Ｍを差引くことによ
り達成される。これを第８図により説明すると、
原曲線ニに対して移動平均値Ｍおよびそれらの差
の波形ヘが示されており、波形ヘは不要な長い波
長の高低狂い成分（直線的な勾配成分を含む）が
除かれ必要とする波長成分のみが表われている。

上述した移動平均をうる回路は一種のデジタル
フイルタであるが、その原理、方法ないしは回路
構成については、この発明と一部同一の発明者に
よる特許出願（出願日；52年４月22日、特願昭52
−45779号、名称；複合軌道狂い演算処理装置）
に詳細に記述してあり、既に公知のものとして詳
細な説明は省略する。

さて、本発明を第９図から第１２図により説明
する。

第９図は、本発明による軌道高低狂い演算装置
の１例での全体構成を示すブロツク図である。こ
れによると軌道検測車に設けられた２点測定系１
１からの高低狂い測定データ△ｙはアナログデジ
タル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器）１４に与えられ
る。一方、軌道検測車において別途えられている
距離パルスにより制御されるサンプリングパルス
発生器１３よりのサンプリングパルスSPによ
り、Ａ／Ｄ変換器１４で一定距離毎に測定データ
△ｙがサンプリングされ、同時にデジタル量〔△
ｙ〕となり（以下〔〕を付してデジタル量を示
す）、次段の原曲線演算回路１５において原曲線
〔ｙ〕がえられ、さらに、デジタルフイルタ２１
により長い波長成分がカツトされた〔ys〕とし
て端子２１′に出力される。またデジタルアナロ
グ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器）２２よりアナログ
量に変換されたysが端子２２′に出力され、チヤ
ート記録器に供給される。

初期値の設定または中間における補正回路とし
ては、２点測定データ△ｙとともに３点測定系１
２よりの測定データy′が補正位置検出回路１６に
入力され、所定の条件が成立するときはGO信号
が出力される。また３点測定データy′は補正デー
タ作成回路１７に入力され、正弦波関数発生器１
８で既述したアナログ量の補正データが作られ、
アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１９で
デジタル化された上補正データレジスタ２０にサ
ンプリングパルスSP毎に更新記憶されている。
そこで上記したように軌道の条件が成立してGO
信号がえられたとき、このGO信号により原曲線
演算回路１５に補正データの供給が開始され、サ
ンプリングパルスSP毎に一地点づつの補正デー
タの書き替えが行なわれるものである。

第１０図は、第９図に示した原曲線演算回路１
５の１例でのブロツク図である。２点測定データ
〔△ｙ〕はデジタル２進加算器（以下ADDとい
う）３０の一方の端子に入力する。３１は所要の
桁数を有する10段（例えば距離パルスが1m、Ｌ
が10mの場合）のシフトレジスタ３１−１〜３１
−１０よりなるシフトレジスタ群で、すでに述べ
た測定データの距離遅延を行なうためのものであ
る。すなわち、前記ADD３０の出力側よりシフ
トレジスタ３１−１，３１−２，……は縦続に接
続され、最終段のシフトレジスタ３１−１０の出
力側は切替器３２の平常接点３２−１を介し、
ADD３０他方の入力端子に接続される。このよ
うな構成によりADD３０の出力デー〔ｙ〕サン
プリングパルスSP毎に転送され、10段で10m分
遅延されて新しい入力〔△ｙ〕に加算され、式(3)
に示すところの演算が実行されるものである。こ
の場合ADD３０の出力データ〔ｙ〕はすでに演
算されたものであるので、以下単に演算データと
呼ぶこととするが、これが原曲線ｙ＝（ｘ）を
表わすものであることは勿論である。

いま任意の時点に検測車の前車輪２−１が存在
する地点をx₀とし、その地点より後方のサンプリ
ング地点をx_-1，x_-2で表わし、各地点に対応する
各データに０，−１，……の添字を付して表わす
と、当該時点におけるADD３０の入出力データ
およびシフトレジスタ３１−１〜３１−１０の記
憶データは第１２図中に記入した関係を保つてい
る。すなわち、新しい測定データ〔△ｙ〕_０と
10m後方に対する演算データ〔ｙ〕_-10がADD３
０で加算され、新しい演算データ〔ｙ〕_０が出力
されをとともにシフトレジスタ３１−１に記憶さ
れるようになり、シフトレジスタ３１−１０の内
容は〔ｙ〕_-9となつて次回の加算のために待機す
るようになるものである。

ここで、測定途中における測定データの補正に
ついて説明する。第１１図は第９図における補正
位置検出回路１６、補正データ作成回路１７のや
や詳細なブロツク図で、第１２図は第１１図お回
路で処理されるデータとそれらの位置関係を示す
チヤートである。

第１１図において、１６１，１６３はアナログ
サンプルホールド回路およびアナログコンパレー
タよりなるピーク値判定器で、サンプリングパル
スSPによりそれぞれ２点測定データ△ｙおよび
３点測定データy′を1m毎にサンプルホールドし
てそれぞれ一定の限界値±△ylimおよび±ylimと
比較し、その限界値以下のときパルス信号を出力
するものである。また、１６２，１６４はいわゆ
る“10”パルスカウンタで、連続した10個のパル
スが入力するときON信号を出力するものであ
り、前記ピーク値判定器１６１，１６３が連続し
た10個のパルス（距離10m分）を出力すると、１
０パルスカウンタ１６２，１６４はON信号を出
力する。第１２図において、△ｙは波形イで示す
ように、地点x_-10では点線で示す限界値を越えて
いるが、x_-9〜x₀の10ケ所の地点で限界値以内で
あるので、地点x₀でカウンタ１６２の出力ａは
ONする。またy′については、この時点では測定
は地点x_-5まで終了し、それまでの10地点が連続
して点線で示す限界値以内であるとしてカウンタ
１６４の出力ｂがONしていることを示してい
る。

１６６はアナログサンプルホールド回路および
アナログコンパレータよりなるピーク位置検出器
で、この場合はサンプリングパルスSPにより1m
毎にサンプルホールドされた３点測定データy′は
前回値と絶対値比較され、今回値が前回値より小
さいときに限りON信号を出力する。第１２図の
波形ロにおいて、地点x_-5に対する値｜y′_-5｜よ
り地点x_-4に対する値｜y′_-4｜が小さいので、こ
の時点に出力ｃはONとなる。これらの三つの出
力ａ、ｂおよびｃのON信号はAND回路１６５に
より論理積がとらえ、すべてが同時にONのとき
GO信号が出力される。ここで注意を要すること
は、３点測定データy′の測定地点は２点測定デー
タ△ｙの測定地点より常に5m遅れた後方にある
ので、上記の各ON信号が出力される時点を前車
輪２−１の地点に引き直すと、第１２図に示す位
置となり前記のGO信号は地点x₁で出力されるわ
けである。

一方、３点測定データy′は正弦波関数発生器１
８に加えられ、出力側には11個のy′｜sinθ｜_１
（θ＝０゜，18゜，36゜，54゜，72゜，90゜，108
゜，126゜，144゜，162゜，180゜）の値が並列に
出力されており、これらはＡ／Ｄ変換器群１９１
でそれぞれデジタル化され、サンプリングパルス
SPにより1m毎に補正データレジスタ２０に更新
記憶される。これを第１２図についてみると、前
記したGO信号が出力された時点では、地点x_-4に
対する値〔yd〕＝〔y′_-4｜sinθ｜〕をピーク値と
する正弦波の値が地点x_-9，x_-8，……x₀，X₁に対
して算出され、補正値〔yd〕_-9，〔yd〕_-8，……
〔yd〕₀として補正データレジスタ２０に記憶され
ている。この場合地点x₁に対する〔ｙ〕_-1は捨て
られる。いま上記したように、地点x₁でGO信号
が補正データレジスタコントロール２０２に入力
されると、該コントロール２０２よりデータ転送
命令が補正データレジスタ２０に与えられ、サン
プリングパルスSP毎に上記した補正値〔yd〕_-9，
……が出力端子２０３、第１０図における入力端
子３３、ADD３４を介して切替器３２の動作接
点３２−２に順次転送される。切替器３２はこの
時点では前記GO信号により動作しており、上記
補正データはシフトレジスタ群３１の既往データ
に代つてADD３０に加えられ新データ〔△ｙ〕
と加算されるもので、このようにして初期値の設
定または途中における補正データの書き替えが行
なわれる。ここで、シフトレジスタ群３１にある
既往の演算データ〔ｙ〕_-9，……について考える
と、これらは元来△ｙを広い意味で積分したもの
であるため、高低差が累積されて地点間の高度差
を含んでいる。これに対して前記した補正データ
はレール１が水平または水平に近く、かつ高低狂
いが極めて小さいという条件によりえられたもの
に過ぎないので、上記の高度差に相当する成分は
欠陥している。このため、上述した書き替えにお
いては、演算データ〔ｙ〕の値に不連続な段差を
生ずる。このような不都合を避ける方法としてこ
の発明においては“１データ”レジスタ３５を設
け、常にシフトレジスタ３１−１０の内容、すな
わち上述の高度差のデータを更新記憶している。
そこで前記GO信号が入力すると、そのデータは
書替え中保持され、切替器３６を介してADD３
４において補正データ〔yd〕に加算されるので
ある。これにより段差の生ずることは避けられ
る。ただし、そのようなことが不要なときは、切
替器３６を開くことにより上記の加算を停止する
ことができる。

さら、上述した補正データによる書き替えを適
当な距離間隔、例えば500m毎に自動的に実行す
るための回路について述べる。第１０図におい
て、４０は補正区間信号回路で、この回路にサン
プリングパルスSPと入力端子４１からの別途検
測車で使用されている500m距離マーカ信号とを
加え、500m毎に一定距離の間ON信号がえられる
ようにする。このON信号と前記GO信号との
AND合成によりフリツプフロツプ４３をセツト
し、そのセツト出力ＱのON信号で前記切替器３
２を動作させるものである。ただし、500m毎の
上記一定距離の間にGO信号がえられないときは
補正は行なわれないが、補正は必ずしも500m毎
に実行する必要がないのでこれは何等問題とはな
らない。なお、上述した書き替え動作の終止につ
いて述べると、AND回路４５と１０パルスカウ
ンタ４６により切替動作開始以後サンプリングパ
ルスSPが10個計数されるとフリツプフロツプ４
３がリセツトされるので切替器３２は復旧し、書
き替えは終了される。

次に測定開始地点などにおける初期値の設定方
法であるが、通常軌導検測車は側線路から本線路
の所定位置に引き出される準備過程があり、この
引き出しの途中において上記した補正方式を適用
して同様に行なうことができ、本質的には測定走
行中における補正方法と何等変るところはない。
ただし、500m距離マーカ信号に代つて手動操作
などにより適当な信号を補正区間信号回路４０に
与えることが必要である。

なお、上述した各部各回路に用いられるサンプ
リングパルスSPはすべてサンプリングパルス発
生器１３において作成され、回路全体のシーケン
シヤルな動作のため各回路に対して位相調整が必
要であるが、これらはすべてサンプリングパルス
発生器１３により行なわれる。また、サンプリン
グパルスSPは1m間隔のものとして説明したが、
精度等の点からさらに短かい距離のものを使用す
ることも十分可能であることは勿論である。

以上に説明したごとくこの発明による軌道高低
狂い演算装置によれば、従来軌道検測車で行なわ
れた２点測定法による高低狂い測定データに混入
していた不自然で、かつ不要なゴースト等が除去
され、軌道の高低変化を正しく示すいわゆる絶対
形状曲線がえられ、軌道高低狂いのデータの判定
評価が熟練経験を要することなく容易となる。ま
た、この装置においては測定途中段階において生
ずる不測の誤差を適時に、かつ自動的に補正でき
る手段と測定開始前に必要な初期値の設定手段に
ついて合理的な回路方式が採用されて精度の向上
が計られる。さらに、演算結果の記録において
は、不要な長い波長の高低狂い（高度差を含む）
をデジタルフイルタにより除去し、軌道の整備上
真に必要な波長帯の高低狂いのみをチヤート記録
することとしているので、チヤート紙上での記録
精度が向上されるなど、多くの点で著しい改善が
行なわれ、精度の高い軌道高低狂いの検測が可能
となるもので、この分野方面に貢献するところ極
めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、レールの高低狂い検出機構を示す
図、第２図ａ、ｂは、３点測定法の原理を説明す
るための図、第３図、２点測定法の原理を説明す
るための図、第４図ａ〜ｅは、２点測定法におお
ける軌道曲線形状と測定データとの関係を説明す
るための図、第５図は、本発明による軌道高低狂
い演算装置における演算原理を説明するための
図、第６図は、本発明による軌道高低狂い演算装
置における初期値設定を説明するための軌道検測
車の１状態図、第７図は、本発明による軌道高低
狂い演算装置において生ずる誤差を消去するため
の正弦波補間法についての説明図、第８図は、本
発明による軌道高低狂い演算装置において使用さ
れる移動平均法の説明図、第９図は、本発明によ
る軌道高低狂い演算装置の１例での全体構成を示
すブロツク図、第１０図、第１１図は、何れも第
９図における要部回路の１例での構成を示すブロ
ツク図、第１２図は、第１１図に示す回路におい
て処理される各データとそれらの位置関係を示す
図である。 １１…２点測定系、１２…３点測定系、１３…
サンプリングパルス発生器、１４，１９…Ａ／Ｄ
変換器、１５…原曲線演算回路、１６…補正位置
検出回路、１７…補正データ作成回路、２１…デ
ジタルフイルタ、２２…Ｄ／Ａ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軌道検測車に設けられている軌道高低狂い検
   出機構からの３点測定データ、２点測定データに
   もとづき、軌道の上下方向への高低狂いを測定す
   る演算装置において、軌道検測車の一定走行距離
   毎に発生されるパルスにもとづいてサンプリング
   パルスを発生し、該パルスを他の構成各部に必要
   に応じて供給するサンプリングパルス発生回路
   と、２点測定データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
   回路と、自己の出力を遅延手段を介して軌道検測
   車の一定走行距離分遅延させ、上記Ａ／Ｄ変換回
   路からの出力データに加算する原曲線演算回路
   と、該回路からの演算出力データより一定波長以
   上の成分を除去するデジタルフイルタ回路と、該
   回路の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換回路と、
   該回路からの出力を入力としてチヤート記録する
   手段と、２点測定データ、３点測定データが軌道
   検測車の一定距離にわたつて一定限界値であるこ
   とを検出し、上記３点測定データにもとづいて作
   成された補正データによつて上記原曲線演算回路
   の演算データを書替補正するデータ補正回路とか
   らなる構成を特徴とする軌道高低狂い演算装置。 ２ データ補正回路は、２点測定データ、３点測
   定データが一定距離にわたつて一定限界値以下で
   あることを検出するアナログサンプルホールド回
   路、アナログコンパレータおよび１０パルスカウ
   ンタよりなる補正位置検出回路と、補正データを
   作成する正弦波関数発生器、Ａ／Ｄ変換器および
   データレジスタよりなる補正データ作成回路と、
   原曲線演算回路の演算データと上記補正データと
   を切替する切替器とから構成され、上記補正位置
   検出回路による検出信号によつて上記原曲線演算
   回路の演算データは上記切替器を介し上記補正デ
   ータに書き替えられる特許請求の範囲第１項記載
   の軌道高低狂い演算装置。 ３ 切替器は、アンド回路、フリツプフロツプお
   よび１０パルスカウンタより構成され、補正位置
   検出回路による検出信号と一定距離マーカ信号あ
   るいは手操作信号との論理積出力によつて随時あ
   るいは軌道検測車の一定走行距離毎に一定距離の
   間切替が行なわれる特許請求の範囲第２項記載の
   軌道高低狂い演算装置。