使用運(yùn)營(yíng)車輛測(cè)定軌道的狀態(tài)的方法以及測(cè)定軌道的狀態(tài)的運(yùn)營(yíng)車輛技術(shù)

提供一種利用運(yùn)營(yíng)車輛高精度地測(cè)定該運(yùn)營(yíng)車輛行駛的軌道的平面性位移的方法。本發(fā)明專利技術(shù)的實(shí)施方式的方法是利用運(yùn)營(yíng)車輛(100)來(lái)測(cè)定運(yùn)營(yíng)車輛(100)行駛的軌道(R)的狀態(tài)的方法。運(yùn)營(yíng)車輛具備轉(zhuǎn)向架(10)。轉(zhuǎn)向架具有四個(gè)車輪(1)以及四個(gè)一系彈簧(2)，測(cè)定四個(gè)車輪(1)各自的輪重，其中，該四個(gè)一系彈簧(2)與四個(gè)車輪(1)對(duì)應(yīng)地設(shè)置，支承各自對(duì)應(yīng)的車輪(1)。上述方法包括：測(cè)定各車輪(1)的輪重的步驟(S13)；基于測(cè)定出的輪重來(lái)計(jì)算各一系彈簧(2)的位移的步驟(S15)；以及基于計(jì)算出的一系彈簧(2)的位移來(lái)計(jì)算軌道(R)的平面性位移(h)的步驟(S18)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種使用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定軌道的狀態(tài)的方法、以及測(cè)定軌道的狀態(tài)的運(yùn)營(yíng)車輛，詳細(xì)地說(shuō)，涉及一種使用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定軌道的平面性位移的方法、以及測(cè)定軌道的平面性位移的運(yùn)營(yíng)車輛。
技術(shù)介紹
作為對(duì)鐵道車輛行駛的軌道的狀態(tài)進(jìn)行管理的指標(biāo)，眾所周知的是軌道位移。在軌道位移中，有軌間位移、水準(zhǔn)位移、高低位移、通端位移以及平面性位移這五種。當(dāng)這些軌道位移變大時(shí)，行駛的鐵道車輛的晃動(dòng)變大而使乘坐感覺(jué)變差。除此之外，當(dāng)軌道位移變大時(shí)，也有可能對(duì)鐵道車輛的行駛安全性產(chǎn)生障礙而導(dǎo)致脫軌事故。因而，需要定期地測(cè)定軌道位移并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)期對(duì)軌道進(jìn)行修補(bǔ)。此處，平面性位移是表示相對(duì)于軌道的平面的扭曲的狀態(tài)的位移，是指在軌道的長(zhǎng)度方向上隔開(kāi)固定間隔的兩點(diǎn)之間的水準(zhǔn)位移的差。水準(zhǔn)位移是指構(gòu)成軌道的左右的鐵軌的高度的差。以往，軌道位移是利用專用的軌道檢測(cè)車來(lái)測(cè)定的(例如，參照日本特開(kāi)2001-130408號(hào)公報(bào))。軌道檢測(cè)車是非運(yùn)營(yíng)車輛，車輛的數(shù)量也少。因此，無(wú)法頻繁地測(cè)定軌道位移，而需要在深夜等運(yùn)行時(shí)刻表的間隙進(jìn)行測(cè)定。因而，期望的是，代替使用軌道檢測(cè)車，而能夠利用運(yùn)營(yíng)車輛日常地對(duì)軌道位移進(jìn)行測(cè)定。另一方面，提出了通過(guò)在運(yùn)營(yíng)車輛中使用能夠測(cè)定輪重和橫壓的轉(zhuǎn)向架(PQ監(jiān)視轉(zhuǎn)向架)，能夠日常地測(cè)定作為表示鐵道車輛的行駛安全性的指標(biāo)的脫軌系數(shù)(例如，參照日本特開(kāi)2006-88967號(hào)公報(bào)、《PQ輪軸を用いない車輪/レール接觸力の測(cè)定方法》(《不使用PQ輪軸的車輪/鐵軌接觸力的測(cè)定方法》)、日本機(jī)械學(xué)會(huì)論文集(C編)77卷774號(hào)(2011-2)p.147-155)。此處，輪重是指作用于鐵道車輛的車輪與構(gòu)成軌道的鐵軌之間的垂直方向的力。橫壓是指作用于車輪與鐵軌之間的水平方向(沿車軸的方向)的力。脫軌系數(shù)是指在將輪重設(shè)為P、將橫壓設(shè)為Q時(shí)通過(guò)Q/P表示的指標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
如果使用上述的PQ監(jiān)視轉(zhuǎn)向架，則能夠在運(yùn)營(yíng)車輛中對(duì)脫軌系數(shù)進(jìn)行日常的測(cè)定。然而，并沒(méi)有就使用PQ監(jiān)視轉(zhuǎn)向架來(lái)測(cè)定軌道位移、特別是平面性位移提出任何內(nèi)容。本專利技術(shù)的目的在于提供一種使用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定軌道的平面性位移的方法、以及測(cè)定軌道的平面性位移的運(yùn)營(yíng)車輛。本專利技術(shù)的實(shí)施方式的方法是使用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定軌道的狀態(tài)的方法。運(yùn)營(yíng)車輛具備轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架具有四個(gè)車輪以及四個(gè)一系彈簧，測(cè)定四個(gè)車輪各自的輪重，其中，該四個(gè)一系彈簧與四個(gè)車輪對(duì)應(yīng)地設(shè)置，支承各自對(duì)應(yīng)的車輪。上述方法包括以下的步驟(1)～(3)。步驟(1)：測(cè)定各車輪的輪重。步驟(2)：基于測(cè)定出的輪重來(lái)計(jì)算各一系彈簧的位移。步驟(3)：基于計(jì)算出的一系彈簧的位移來(lái)計(jì)算軌道的平面性位移。本專利技術(shù)的實(shí)施方式的運(yùn)營(yíng)車輛測(cè)定軌道的狀態(tài)。運(yùn)營(yíng)車輛具備轉(zhuǎn)向架和運(yùn)算部。轉(zhuǎn)向架具有四個(gè)車輪以及四個(gè)一系彈簧，測(cè)定四個(gè)車輪各自的輪重，其中，四個(gè)一系彈簧與四個(gè)車輪對(duì)應(yīng)地設(shè)置，支承各自對(duì)應(yīng)的車輪。運(yùn)算部基于四個(gè)車輪各自的輪重來(lái)測(cè)定軌道的狀態(tài)。運(yùn)算部包括輪重測(cè)定部、彈簧位移計(jì)算部以及平面性位移計(jì)算部。輪重測(cè)定部測(cè)定各車輪的輪重。彈簧位移計(jì)算部基于測(cè)定出的輪重來(lái)計(jì)算各一系彈簧的位移。平面性位移計(jì)算部基于計(jì)算出的一系彈簧的位移來(lái)計(jì)算軌道的平面性位移。根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方式的方法和運(yùn)營(yíng)車輛，能夠測(cè)定軌道的平面性位移。附圖說(shuō)明圖1A是說(shuō)明本專利技術(shù)的實(shí)施方式的運(yùn)營(yíng)車輛所具備的轉(zhuǎn)向架的概要結(jié)構(gòu)以及測(cè)定軌道的狀態(tài)的方法的圖。圖1B是說(shuō)明計(jì)算一系彈簧的位移的方法的圖。圖2A是示出利用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定在同一曲線區(qū)間內(nèi)的平面性位移所得到的結(jié)果的一例的圖表。圖2B是示出利用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定在同一曲線區(qū)間內(nèi)的輪重(位于轉(zhuǎn)向架的前方的外軌側(cè)的車輪的輪重)所得到的結(jié)果的一例的圖表。圖3A是示出按規(guī)定期間對(duì)圖2A所示出的平面性位移的測(cè)定值進(jìn)行加法平均所得到的結(jié)果的圖表。圖3B是示出從圖3A示出的結(jié)果去除漂移(偏移校正)所得到的結(jié)果的圖表。圖4A是示意性地示出將軌道的一部分更換為新的鐵軌后的狀況的圖。圖4B是示出從更換為新的鐵軌后的平面性位移(偏移校正后的平面性位移)減去更換前的平面性位移(偏移校正后的平面性位移)所得到的結(jié)果的圖表。圖4C是示出從更換為新的鐵軌后的平面性位移(偏移校正后的平面性位移)減去雖然測(cè)定時(shí)期早但是同樣更換為新的鐵軌后的平面性位移(偏移校正后的平面性位移)所得到的結(jié)果的圖表。圖5A是示出運(yùn)算部所執(zhí)行的處理的流程圖。圖5B是示出運(yùn)算部所執(zhí)行的測(cè)定和計(jì)算處理的流程圖。圖5C是示出運(yùn)算部所執(zhí)行的分布計(jì)算處理的流程圖。圖6A是示出針對(duì)第一軸將對(duì)象分布進(jìn)行平移的校正的一例的圖表。圖6B是示出針對(duì)第一軸將對(duì)象分布進(jìn)行伸縮的校正的一例的圖表。圖6C是示出使對(duì)象分布與基準(zhǔn)分布匹配后的狀態(tài)的圖表。圖6D是示出基準(zhǔn)分布和校正前的對(duì)象分布的圖表。圖6E是示出基準(zhǔn)分布和校正后的對(duì)象分布的圖表。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的實(shí)施方式的方法是使用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定軌道的狀態(tài)的方法。運(yùn)營(yíng)車輛具備轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架具有四個(gè)車輪以及四個(gè)一系彈簧，測(cè)定四個(gè)車輪各自的輪重，其中，該四個(gè)一系彈簧與四個(gè)車輪對(duì)應(yīng)地設(shè)置，支承各自對(duì)應(yīng)的車輪。上述方法包括以下的步驟(1)～(3)。步驟(1)：測(cè)定各車輪的輪重。步驟(2)：基于測(cè)定出的輪重來(lái)計(jì)算各一系彈簧的位移。步驟(3)：基于計(jì)算出的一系彈簧的位移來(lái)計(jì)算軌道的平面性位移。根據(jù)上述方法，測(cè)定車輪的輪重。基于輪重的測(cè)定值來(lái)計(jì)算一系彈簧的位移。將胡克定律使用于基于輪重的測(cè)定值來(lái)計(jì)算一系彈簧的位移即可。也就是說(shuō)，只要預(yù)先獲取對(duì)一系彈簧施加的荷重與位移之間的相關(guān)關(guān)系即可。根據(jù)上述方法，基于四個(gè)一系彈簧的位移來(lái)計(jì)算平面性位移。具體地說(shuō)，例如，首先計(jì)算四個(gè)一系彈簧的位移的坐標(biāo)。計(jì)算通過(guò)四個(gè)一系彈簧的位移的坐標(biāo)中的任意三個(gè)一系彈簧的位移的坐標(biāo)的平面。計(jì)算該平面與剩余的一系彈簧的位移的坐標(biāo)之間的距離。基于該距離來(lái)計(jì)算平面性位移。通過(guò)一系彈簧被安裝的位置(相當(dāng)于車輪的位置)的平面坐標(biāo)(xy坐標(biāo))和位移的鉛直坐標(biāo)(z坐標(biāo))來(lái)表示一系彈簧的位移的坐標(biāo)。該一系彈簧的位移的坐標(biāo)根據(jù)一系彈簧被安裝的位置處的軌道的高低而變化。這是由于：車輪的鉛直方向的位置根據(jù)軌道的高低而變化，一系彈簧的位移根據(jù)車輪的鉛直方向的位置而變化。因而，假如沒(méi)有產(chǎn)生平面性位移、即假如不存在在軌道的長(zhǎng)度方向上隔開(kāi)固定間隔的兩點(diǎn)之間的水準(zhǔn)位移(左右的鐵軌的高度差本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種使用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定軌道的狀態(tài)的方法，其中，所述運(yùn)營(yíng)車輛具備轉(zhuǎn)向架，該轉(zhuǎn)向架具有四個(gè)車輪以及四個(gè)一系彈簧，測(cè)定各個(gè)所述車輪的輪重，其中，該四個(gè)一系彈簧與所述四個(gè)車輪對(duì)應(yīng)，支承各自所對(duì)應(yīng)的車輪，所述方法包括以下步驟：測(cè)定各個(gè)所述車輪的輪重；基于測(cè)定出的所述輪重來(lái)計(jì)算各個(gè)所述一系彈簧的位移；基于計(jì)算出的所述位移來(lái)計(jì)算所述軌道的平面性位移。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2013.09.06 JP 2013-1846201.一種使用運(yùn)營(yíng)車輛來(lái)測(cè)定軌道的狀態(tài)的方法，其中，
所述運(yùn)營(yíng)車輛具備轉(zhuǎn)向架，該轉(zhuǎn)向架具有四個(gè)車輪以及四個(gè)一系彈簧，
測(cè)定各個(gè)所述車輪的輪重，其中，該四個(gè)一系彈簧與所述四個(gè)車輪對(duì)應(yīng)，支
承各自所對(duì)應(yīng)的車輪，
所述方法包括以下步驟：
測(cè)定各個(gè)所述車輪的輪重；
基于測(cè)定出的所述輪重來(lái)計(jì)算各個(gè)所述一系彈簧的位移；
基于計(jì)算出的所述位移來(lái)計(jì)算所述軌道的平面性位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟：
基于所述車輪中的任意車輪的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述運(yùn)營(yíng)車輛從規(guī)定的起點(diǎn)
起的行駛距離；
基于計(jì)算出的所述行駛距離和計(jì)算出的所述平面性位移來(lái)計(jì)算所述平
面性位移的分布；
獲取相距所述起點(diǎn)的距離已知的位置處的計(jì)算出的所述行駛距離與相
距所述起點(diǎn)的距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
基于獲取到的所述對(duì)應(yīng)關(guān)系校正所計(jì)算出的所述平面性位移的分布，來(lái)
計(jì)算所述平面性位移的基準(zhǔn)分布；以及
計(jì)算用于使在計(jì)算所述基準(zhǔn)分布之后計(jì)算出的對(duì)象分布與所述基準(zhǔn)分
布匹配的校正量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，
在計(jì)算所述分布的步驟中，為了計(jì)算所述分布而用第一軸表示所計(jì)算出
的所述行駛距離、且用與所述第一軸正交的第二軸表示所計(jì)算出的所述平面
性位移，
在計(jì)算所述基準(zhǔn)分布的步驟中，校正所述分布來(lái)用所述第一軸表示所述
運(yùn)營(yíng)車輛的真實(shí)的行駛距離，
在計(jì)算所述校正量的步驟中，為了計(jì)算所述校正量而針對(duì)所述第一軸校
正所述對(duì)象分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟：
計(jì)算與所述輪重有關(guān)且在構(gòu)成所述對(duì)象分布的平面性位移的計(jì)算中使
用的參數(shù)的分布；以及
基于所述校正量來(lái)校正所述參數(shù)的分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，
在計(jì)算所述參數(shù)的分布的步驟中，為了計(jì)算所述參數(shù)的分布而用所述第
一軸表示所述行駛距離并且用所述第二軸表示所述參數(shù)。
6.一種測(cè)定軌道的狀態(tài)的運(yùn)營(yíng)車輛，具備：

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：道辻洋平，松井諒，佐藤安弘，森裕貴，清水忠，栗原純，世木智博，大林弘史，水野將明，谷本益久，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：新日鐵住金株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP