JP7045791B2 - Wheel diameter identification device - Google Patents
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Description
本発明は、列車の車輪径を特定するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for specifying a wheel diameter of a train.
車上装置に接続された車上アンテナと地上子との電磁結合を検知して列車の車輪径(車輪の直径)を特定する仕組みが特許文献1に記載されている。具体的には、車上装置はレールに沿って既知の距離をおいて配置された2つの地上子の各々と車上アンテナとの電磁結合を検知することで、列車がそれらの2つの地上子間の距離を走行したと判定する。列車には、車輪が1回転する毎に所定数のパルス信号を車上装置に出力する速度発電機が設置されている。車上装置は、列車が2つの地上子間を走行する間に速度発電機から出力されるパルス信号の数を計数する。車上装置は、列車が2つの地上子間を走行する間に計数したパルス信号の数を、車輪が1回転する毎に速度発電機から出力されるパルス信号の数で除して、列車が2つの地上子間を走行する間の車輪の回転数を算出する。車上装置は2つの地上子間の距離を、算出した車輪の回転数と円周率で除して、車輪径を算出する。
特許文献1に記載の仕組みにおいて、車上装置は車上アンテナと地上子の間の電磁結合を検知することによって、列車が所定位置に到達したと判定する。車上アンテナと地上子の間の電磁結合は、列車の進行方向において或る長さを有する応動範囲内の任意の位置で生じる。そのため、車上装置が1つめの地上子を検知した後に2つめの地上子を検知するまでの走行距離と、2つの地上子間の距離との間には、最大で応動範囲の長さと同程度のずれが生じる。このずれのため、特許文献1に記載の仕組みによっては高い精度で車輪径を特定できない場合がある。
In the mechanism described in
また、特許文献1に記載の仕組みは地上子を利用する。地上子の設置及び維持には一般的に高額の費用を要する。
Further, the mechanism described in
また、特許文献1に記載の仕組みにおいて、車上装置は2つの地上子を通過しなければ車輪径を算出できない。上述のように、地上子の設置及び維持には一般的に高額の費用を要するため、短い間隔で多数の地上子を設置することは現実的でない。すなわち、隣り合う地上子間の距離はある程度の長距離となる。従って、特許文献1に記載の仕組みによる場合、列車が長距離の所定区間を走行しなければ車輪径を算出できず、任意のタイミング、任意の場所で車輪径を算出することはできない。
Further, in the mechanism described in
また、列車の走行距離が長くなる程、走行中に車輪の空転や滑走が発生する確率が高まる。車輪の空転が発生した場合、その間の車輪の回転数は実際の走行距離に応じた回転数よりも多くなる。また、車輪の滑走が発生した場合、その間の車輪の回転数は実際の走行距離に応じた回転数よりも少なくなる。従って、車輪の空転や滑走が発生した場合、算出される車輪径には誤差が生じる。特許文献1に記載の仕組みにおいては、既述のとおり車輪径の算出のために列車が長距離の所定区間を走行する必要があるため、算出される車輪径から車輪の空転や滑走に起因する誤差を除去することができない。
In addition, the longer the mileage of a train, the higher the probability that wheels will slip or slip during running. When the wheel slips, the number of revolutions of the wheel during that period becomes higher than the number of revolutions according to the actual mileage. Further, when the wheel slides, the number of rotations of the wheel during that period becomes less than the number of rotations according to the actual mileage. Therefore, when the wheel slips or slides, an error occurs in the calculated wheel diameter. In the mechanism described in
上記の事情に鑑み、本発明は、列車の車輪径を高い精度で特定する手段を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a means for specifying the wheel diameter of a train with high accuracy.
上述した課題を解決するために、本発明は、列車に搭載され前記列車の車輪の踏面に対し電磁波を送信し、送信した電磁波の周波数に対する受信した電磁波の周波数への遷移量から速度を計測するドップラー方式の速度計により計測される前記列車の走行速度と、前記列車に搭載された回転計により計測される前記車輪の回転数とを用いて前記車輪の車輪径を特定する車輪径特定装置を第1の態様として提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention transmits electromagnetic waves to the treads of the wheels of the train mounted on the train, and measures the speed from the transition amount of the received electromagnetic waves to the frequency of the transmitted electromagnetic waves. A wheel diameter specifying device that specifies the wheel diameter of the wheel by using the traveling speed of the train measured by the Doppler type speedometer and the rotation speed of the wheel measured by the tachometer mounted on the train. It is provided as a first aspect.
第1の態様の車輪径特定装置によれば、車輪の踏面の移動速度に基づき車輪径の特定が行われ、地上子の検知により車輪径を特定する構成と比べて、高い精度で車輪径が特定される。 According to the wheel diameter specifying device of the first aspect, the wheel diameter is specified based on the moving speed of the tread surface of the wheel, and the wheel diameter is determined with higher accuracy than the configuration in which the wheel diameter is specified by the detection of the ground element. Be identified.
上記の第1の態様の車輪径特定装置において、前記速度計により所定時間間隔で計測される前記列車の走行速度の各々に前記所定時間を乗じた値を合算して前記列車の走行距離を特定し、前記走行距離を用いて前記車輪径を特定する、という構成が第2の態様として採用されてもよい。 In the wheel diameter specifying device of the first aspect described above, the mileage of the train is specified by adding up the values obtained by multiplying each of the traveling speeds of the train measured by the speedometer at predetermined time intervals by the predetermined time. However, a configuration in which the wheel diameter is specified using the mileage may be adopted as the second aspect.
第2の態様の車輪径特定装置によれば、2つの地上子の検知に基づき列車の走行距離を特定する場合と比較し、高い精度で走行距離が特定される。 According to the wheel diameter specifying device of the second aspect, the mileage is specified with high accuracy as compared with the case where the mileage of the train is specified based on the detection of the two ground elements.
上記の第1または第2の態様の車輪径特定装置において、前記列車が所定距離を走行する間に前記回転計により計測される回転数を用いて前記車輪径を特定する、という構成が第3の態様として採用されてもよい。 In the wheel diameter specifying device of the first or second aspect described above, the third configuration is that the wheel diameter is specified by using the rotation speed measured by the tachometer while the train travels a predetermined distance. It may be adopted as an aspect of.
第3の態様の車輪径特定装置によれば、列車が所定距離を走行する毎に車輪径が特定される。 According to the wheel diameter specifying device of the third aspect, the wheel diameter is specified every time the train travels a predetermined distance.
第3の態様の車輪径特定装置において、前記列車が前記所定距離を走行する毎に繰り返し前記車輪径を特定し、特定した車輪径を統計処理して前記車輪の真の車輪径を特定する、という構成が第3の態様として採用されてもよい。 In the wheel diameter specifying device of the third aspect, the wheel diameter is repeatedly specified every time the train travels the predetermined distance, and the specified wheel diameter is statistically processed to specify the true wheel diameter of the wheel. May be adopted as the third aspect.
第4の態様の車輪径特定装置によれば、列車の所定距離の走行毎に特定される複数の車輪径に含まれる誤差が低減される。 According to the wheel diameter specifying device of the fourth aspect, the error included in the plurality of wheel diameters specified for each running of a predetermined distance of the train is reduced.
上記の第1または第2の態様の車輪径特定装置において、前記車輪が所定回数だけ回転する間に前記速度計により計測される走行速度を用いて前記車輪径を特定する、という構成が第5の態様として採用されてもよい。 In the wheel diameter specifying device of the first or second aspect described above, the fifth configuration is that the wheel diameter is specified using the traveling speed measured by the speedometer while the wheel rotates a predetermined number of times. It may be adopted as an aspect of.
第5の態様の車輪径特定装置によれば、車輪が所定回数だけ回転する毎に車輪径が特定される。 According to the wheel diameter specifying device of the fifth aspect, the wheel diameter is specified every time the wheel rotates a predetermined number of times.
上記の第5の態様の車輪径特定装置において、前記車輪が前記所定回数だけ回転する毎に繰り返し前記車輪径を特定し、特定した車輪径を統計処理して前記車輪の真の車輪径を特定する、という構成が第6の態様として採用されてもよい。 In the wheel diameter specifying device of the fifth aspect described above, the wheel diameter is repeatedly specified every time the wheel rotates a predetermined number of times, and the specified wheel diameter is statistically processed to specify the true wheel diameter of the wheel. May be adopted as the sixth aspect.
第6の態様の車輪径特定装置によれば、車輪が所定回数だけ回転する毎に特定される複数の車輪径に含まれる誤差が低減される。 According to the wheel diameter specifying device of the sixth aspect, the error included in the plurality of wheel diameters specified each time the wheel rotates a predetermined number of times is reduced.
本発明の一実施形態について説明する。図1は、軌道6の上を走行する列車5と、列車5に配置された車輪径特定装置1のハードウェア構成を示す図である。車輪径特定装置1は列車5の車輪51の車輪径(車輪の直径)を特定する装置である。列車5は複数の車輪を備えるが、以下の説明においては、車輪径特定装置1が図1の右側に記載の車輪51の車輪径を特定する場合を例にその動作等の説明を行う。
An embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of a
車輪径特定装置1は、情報処理装置11、速度計12及び速度発電機13を備える。車輪径特定装置1は、速度計12により計測される列車5の走行速度と、車輪51が所定角度だけ回転する毎に速度発電機13から出力されるパルス信号の数に基づき情報処理装置11により特定される車輪51の回転数とを用いて、車輪51の車輪径を特定する。
The wheel diameter
速度計12は、路面に対し電磁波を送信するドップラー方式の速度計である。具体的には、速度計12はミリ波速度計であり、軌道6(路面の一例)に対しミリ波(電磁波の一例)を送信し、軌道6で反射したミリ波を受信する。受信されたミリ波の周波数には、送信されたミリ波の周波数に対するドップラー効果による周波数遷移が伴っており、送信したミリ波の周波数から受信したミリ波の周波数への遷移量(ドップラー周波数)から列車5の走行速度が求められる。速度計12は、所定時間Tが経過する毎に走行速度の計測を行い、計測した走行速度を示す速度データを情報処理装置11に出力する。所定時間Tは例えば10ミリ秒程度であるが、車輪51の車輪径の特定に要求される精度に応じて適切な所定時間Tが設定される。なお、本実施形態において、速度計12が走行速度を計測して速度データを出力するタイミングと速度発電機13がパルス信号を出力するタイミングは同期しない。
The
速度発電機13は、車輪51が1回転する間に所定数Pのパルス信号を出力する。具体的には、速度発電機13は、車軸52と同軸に設けられた歯数Pの平歯車と、車軸52に垂直な方向に平歯車に対向する位置に設けられた磁極と、磁極に巻かれたコイルを備える。車輪51とともに平歯車が回転すると、磁極が平歯車の歯先と歯底に交互に対向することにより、磁極に発生する磁束が変化する。速度発電機13は磁束の変化に応じてコイルに生じる電圧の変化を示すパルス信号を情報処理装置11に出力する。その結果、速度発電機13は車輪51が1回転する間にP回、パルス信号を出力する。情報処理装置11は、速度発電機13から出力されるパルス信号の数を計数し、パルス信号の計数値をPで除することにより車輪51の回転数を算出する。このように、本実施形態では、速度発電機13と情報処理装置11との協働により、車輪51の回転数を計測する回転計が実現される。
The
図2は、情報処理装置11のハードウェア構成を示すブロック図である。情報処理装置11は、演算部111、記憶部112、入出力IF(Interface)部113及びUI(User Interface)部114を備える。記憶部112は、例えばハードディスクドライブ等の記憶装置を備え、プログラムやデータを記憶する。演算部111は、プロセッサと、データ処理におけるワークエリアとして用いられるメモリを備え、記憶部112に記憶されたプログラムに従い各種データ処理を実行する。
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the
入出力IF部113には、速度計12及び速度発電機13が接続される。演算部111は、入出力IF部113を介して速度発電機13から出力されるパルス信号を受け取り、受け取ったパルス信号の数を計数する。また、演算部111は、入出力IF部113を介して速度計12から出力される速度データを受け取り、列車5の走行距離の算出に用いる。
A
UI部114は、例えばディスプレイの表示面にタッチパネルが積層されたタッチディスプレイを備え、ディスプレイに各種情報を表示させるとともに、ユーザによる操作をタッチパネルにより受け付ける。なお、UI部114が情報処理装置11の本体から分離された装置として構成され、入出力IF部113にUI部114が接続されてもよい。
The
図3は、情報処理装置11の機能構成を示す図である。本実施形態において、図3に示す機能構成は、演算部111が記憶部112に記憶されているプログラムに従うデータ処理を実行することにより実現される。
FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration of the
情報処理装置11は、速度計12から出力される速度データを取得する速度データ取得部101と、速度データ取得部101により取得された速度データが示す走行速度を用いて列車5の走行距離を算出する走行距離積算部102を備える。具体的には、速度データ取得部101は、所定時間Tが経過する毎に速度データを取得する。走行距離積算部102は、速度データが示す走行速度に所定時間Tを乗じて直近の過去の所定時間Tの期間における列車5の走行距離を算出する。走行距離積算部102は、車輪径の特定のための一連の処理(以下、「車輪径特定処理」という)の開始以降に算出した所定時間Tの期間毎の列車5の走行距離を積算し、車輪径特定処理の開始から現在までの列車5の走行距離を算出する。
The
また、情報処理装置11は、速度発電機13から出力されるパルス信号を取得するパルス信号取得部103と、パルス信号取得部103により取得されたパルス信号の数を計数するパルス信号計数部104を備える。具体的には、パルス信号取得部103は車輪51が所定角度(2π/P)だけ回転する毎にパルス信号を取得する。パルス信号計数部104は、パルス信号取得部103により車輪径特定処理の開始以降に取得されたパルス信号の数を計数する。
Further, the
また、情報処理装置11は、走行距離積算部102により算出された列車5の走行距離とパルス信号計数部104により計数されたパルス信号の計数値とに基づき車輪51の車輪径を算出する車輪径算出部105と、車輪径算出部105により算出された車輪径を示す車輪径データを外部の装置に出力する車輪径データ出力部106を備える。
Further, the
本実施形態において、車輪径算出部105は、車輪径特定処理の開始から、パルス信号計数部104により計数されるパルス信号の計数値が所定値に達するまでの期間に関し、走行距離積算部102により算出された列車5の走行距離の積算値を、車輪51の回転数と円周率で除算して、車輪51の車輪径を算出する。
In the present embodiment, the wheel diameter calculating unit 105 uses the mileage integrating unit 102 for a period from the start of the wheel diameter specifying process to the time when the counted value of the pulse signal counted by the pulse
車輪径データ出力部106の車輪径データの出力先は、例えば、列車5の走行を制御する制御装置である。制御装置は、例えば、駅内の所定位置に正確に列車5を停車させるためにブレーキ等を制御する場合がある。その際、制御装置は駅内の基準位置からの列車5の走行距離を正確に把握する必要がある。そのような場合、制御装置は、情報処理装置11から出力される車輪径データが示す車輪径と、速度発電機13から出力されるパルス信号とに基づき、基準位置からの列車5の走行距離を算出し用いる。なお、車輪径データの出力先は列車5の走行を制御する制御装置に限られない。例えば、車上装置が上位システムとデータ通信を行う通信部を備える場合、情報処理装置11から出力される車輪径データが車上装置を介して上位システムに送信されてもよい。
The output destination of the wheel diameter data of the wheel diameter data output unit 106 is, for example, a control device for controlling the running of the
続いて、車輪径特定装置1が実行する車輪径特定処理の具体例を説明する。図4は車輪径特定処理の流れ図である。車輪径特定装置1は、例えば、ユーザがUI部114を介して与えた指示に従って車輪径特定処理を開始する。なお、車輪径特定処理は、車輪の空転や滑走が発生しにくい状況下で実行されることが望ましい。車輪の空転や滑走が発生しにくい状況下とは、例えば、軌道6の勾配が無視し得る程度に小さい区間を概ね定速で走行しているような状況下である。以下に、図4に示す車輪径特定処理の流れを説明する。
Subsequently, a specific example of the wheel diameter specifying process executed by the wheel
車輪径特定処理の開始に伴い、パルス信号計数部104はパルス信号の計数値Cに0を設定する(ステップA01)。
With the start of the wheel diameter specifying process, the pulse
パルス信号計数部104は、パルス信号取得部103による速度発電機13からのパルス信号の取得を監視する(ステップA02)。パルス信号取得部103がパルス信号を取得すると(ステップA02:YES)、パルス信号計数部104はパルス信号の計数値Cに1を加算する(ステップA03)。ステップA03の処理により計数値Cが更新されると、車輪径算出部105は更新された計数値Cが所定値(P×N)に達したか否かを判定する(ステップA04)。所定値(P×N)は車輪51がN回転する間に速度発電機13が出力するパルス信号の数である。従って、ステップA04の判定は、車輪51がN回転したか否かの判定を意味する。
The pulse
ステップA04において、パルス信号の計数値Cが所定値(P×N)に達していない場合(ステップA04:NO)、情報処理装置11はステップA02以降の処理を繰り返す。一方、パルス信号の計数値Cが所定値(P×N)に達した場合(ステップA04:YES)、車輪径算出部105による車輪径の算出が行われる(ステップC01)。
In step A04, when the count value C of the pulse signal has not reached a predetermined value (P × N) (step A04: NO), the
ステップC01において車輪径算出部105により実行される車輪径の算出には、車輪51がN回転する間の列車5の走行距離が必要となる。そのため、情報処理装置11は、ステップA01~A04の処理と並行して、以下に説明するステップB01~B05の処理を行う。
In order to calculate the wheel diameter executed by the wheel diameter calculation unit 105 in step C01, the mileage of the
まず、車輪径特定処理の開始に伴い、走行距離積算部102は走行距離の積算値Lに0を設定する(ステップB01)。 First, with the start of the wheel diameter specifying process, the mileage integrating unit 102 sets 0 to the integrated value L of the mileage (step B01).
走行距離積算部102は、速度データ取得部101による速度計12からの速度データの取得を監視する(ステップB02)。速度データ取得部101が速度データを取得すると(ステップB02:YES)、走行距離積算部102は取得された速度データが示す走行速度に所定時間Tを乗じて、直近の過去の所定時間Tの期間における列車5の走行距離を算出する(ステップB03)。続いて、走行距離積算部10はステップB03において算出した走行距離を、走行距離の積算値Lに加算する(ステップB04)。
The mileage integration unit 102 monitors the acquisition of speed data from the
走行距離積算部102により算出される走行距離の積算値Lは、以下の式1で表される。
L=V1×T+V2×T+・・・+VM×T ・・・式1
(ただし、V1、V2、・・・、VMは速度データの各々が示す走行速度)
The integrated value L of the mileage calculated by the mileage integrating unit 102 is expressed by the
L = V1 × T + V2 × T + ・ ・ ・ + VM × T ・ ・ ・
(However, V1, V2, ..., VM are the traveling speeds indicated by each of the speed data)
続いて、走行距離積算部102はその時点の計数値Cが所定値(P×N)に達しているか否かを判定する(ステップB05)。 Subsequently, the mileage integrating unit 102 determines whether or not the count value C at that time has reached a predetermined value (P × N) (step B05).
ステップB05において、パルス信号の計数値Cが所定値(P×N)に達していない場合(ステップB05:NO)、情報処理装置11はステップB02以降の処理を繰り返す。一方、パルス信号の計数値Cが所定値(P×N)に達している場合(ステップB05:YES)、車輪径算出部105による車輪径の算出が行われる(ステップC01)。
In step B05, when the count value C of the pulse signal has not reached a predetermined value (P × N) (step B05: NO), the
ステップC01において、車輪径算出部105は、以下の式2に従い、車輪51の車輪径Dを算出する。
D=(L/N)/π ・・・式2
In step C01, the wheel diameter calculation unit 105 calculates the wheel diameter D of the
D = (L / N) / π ・ ・ ・ Equation 2
続いて、車輪径データ出力部106は、車輪径算出部105により算出された車輪径Dを示す車輪径データを出力する(ステップC02)。既述のように、車輪径データの出力先は、例えば列車5の走行を制御する制御装置である。ただし、車輪径データの出力先はこれに限られない。また、車輪径データの出力先は外部の装置に限られず、例えば、情報処理装置11が備える記憶部112に出力されて記憶されてもよいし、情報処理装置11が備えるUI部114に出力されてユーザに対する車輪径の表示に用いられてもよい。
Subsequently, the wheel diameter data output unit 106 outputs wheel diameter data indicating the wheel diameter D calculated by the wheel diameter calculation unit 105 (step C02). As described above, the output destination of the wheel diameter data is, for example, a control device that controls the running of the
本実施形態に係る車輪径特定装置1は、列車5に搭載された速度計12により計測される列車5の走行速度から列車5の走行距離を特定する。より具体的には、車輪径特定装置1は、路面に対し電磁波を送信するドップラー方式の速度計により所定時間間隔で計測される列車の走行速度の各々に前記所定時間を乗じた値を合算して列車の走行距離を特定する。従って、車輪径特定装置1によって特定される列車5の走行距離は、地上子の検知を利用して列車の走行距離を特定する場合のような応動範囲の長さに応じた誤差を伴わない。その結果、車輪径特定装置1によって特定される車輪径は、地上子の検知を利用して特定される車輪径と比較し精度が高い。
The wheel
また、本実施形態に係る車輪径特定装置1は、車輪51が所定回数だけ回転する間に速度計12により計測される走行速度を用いて車輪径を特定する。従って、車輪径特定装置1によれば、地上子の検知を利用して車輪径を特定する構成と比べて短い走行距離で車輪径の特定が可能となる。走行距離が短いほど走行中に車輪の空転や滑走が発生する確率が低くなるから、車輪径特定装置1によれば、地上子の検知を利用して車輪径を特定する場合と比べて、車輪の空転や滑走に起因する誤差の少ない車輪径が特定される。
Further, the wheel
また、本実施形態に係る車輪径特定装置1は列車5に配置され、屋外の設備を利用する必要がない。従って、地上子の検知を利用して車輪径を特定する場合のように屋外の設備を利用する場合と比較し、設備の設置及び維持に要するコストが一般的に低額ですむ。
Further, the wheel
[変形例]
上述した実施形態は本発明の技術的思想の範囲内において様々に変形されてもよい。以下にそれらの変形の例を示す。なお、これらの変形例は適宜組み合わせられてもよい。
[Modification example]
The embodiments described above may be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention. An example of these variations is shown below. In addition, these modified examples may be combined appropriately.
(1)上述した実施形態において、車輪径特定装置1は、車輪51が所定回数だけ回転する間に速度計12により計測される走行速度を用いて車輪径を特定する。これに代えて、車輪径特定装置1が、列車5が所定距離を走行する間に回転計により計測される回転数を用いて車輪径を特定する構成が採用されてもよい。具体的には、以下のとおりである。
(1) In the above-described embodiment, the wheel
図5は、本変形例における車輪径特定処理の流れ図である。図5において、図4に示されるステップと共通のステップには、図4で用いられた符号と同じ符号が付されている。 FIG. 5 is a flow chart of the wheel diameter specifying process in this modification. In FIG. 5, the steps common to the steps shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals as those used in FIG.
上述した実施形態においては、ステップA03に続くステップA04において、パルス信号計数部104は、パルス信号の計数値Cが所定値(P×N)に達したか否かの判定を行う。これに代えて、本変形例においては、ステップA03に続くステップD01において、パルス信号計数部104は、走行距離の積算値Lが所定値Eに達しているか否かの判定を行う。
In the above-described embodiment, in step A04 following step A03, the pulse
また、上述した実施形態においては、ステップB04に続くステップB05において、走行距離積算部102は、パルス信号の計数値Cが所定値(P×N)に達しているか否かの判定を行う。これに代えて、本変形例においては、ステップB04に続くステップD02において、走行距離積算部102は、走行距離の積算値Lが所定値Eに達したか否かの判定を行う。 Further, in the above-described embodiment, in step B05 following step B04, the mileage integrating unit 102 determines whether or not the count value C of the pulse signal has reached a predetermined value (P × N). Instead of this, in the present modification, in step D02 following step B04, the mileage integrating unit 102 determines whether or not the integrated value L of the mileage has reached the predetermined value E.
また、上述した実施形態においては、ステップC01において、車輪径算出部105は、上述した式2に従い車輪径Dを算出する。これに代えて、本変形例においては、車輪径算出部105は以下の式3に従い車輪径Dを算出する。
D=(E/(C/P))/π ・・・式3
Further, in the above-described embodiment, in step C01, the wheel diameter calculation unit 105 calculates the wheel diameter D according to the above-mentioned equation 2. Instead of this, in this modification, the wheel diameter calculation unit 105 calculates the wheel diameter D according to the following equation 3.
D = (E / (C / P)) / π ・ ・ ・ Equation 3
(2)車輪径特定装置1が車輪径特定処理を行うタイミングはいずれのタイミングであってもよい。ただし、列車5の走行速度が遅いと、ドップラー周波数が小さくなるため、速度計12により計測される走行速度の精度が低下する場合がある。従って、例えば、速度計12により計測される走行速度が所定の閾値を上回ったことをトリガとして、車輪径特定装置1が車輪径特定処理を実行してもよい。
(2) The timing at which the wheel
また、一般的に、列車が加速する際には車輪の空転が生じやすく、列車が減速する際には車輪の滑走が生じやすい。従って、例えば、速度計12により計測される走行速度の経時変化(または経時変化率)が所定の閾値を下回ったことをトリガとして、車輪径特定装置1が車輪径特定処理を実行してもよい。
Further, in general, when the train accelerates, the wheels tend to slip, and when the train decelerates, the wheels tend to slip. Therefore, for example, the wheel
(3)車輪径特定装置1が繰り返し車輪径を特定し、特定した複数の車輪径を統計処理して車輪51の真の車輪径を特定する構成が採用されてもよい。例えば、情報処理装置11が図4(又は図5)の流れ図に従う車輪径特定処理を繰り返し実行し、特定した車輪径を示す車輪径データを記憶する。なお、情報処理装置11はどのような間隔で複数回の車輪径特定処理を行ってもよい。例えば、情報処理装置11が連続的に複数回の車輪径特定処理を実行してもよいし、所定時間の経過毎に車輪径特定処理を繰り返し実行してもよい。情報処理装置11は、記憶された複数の車輪径データが示す車輪径を用いて所定の統計処理を行う統計処理部を備える。統計処理部が行う統計処理は、算出される車輪径に含まれる誤差を除去または低減する統計処理であればどのようなものであってもよい。そのような統計処理の例としては、異常値の除外、平均値の算出、中央値の算出、最頻値の算出等が挙げられる。本変形例によれば、統計処理を行わない構成と比べて、誤差の小さい車輪径が特定される。
(3) A configuration may be adopted in which the wheel
(4)上述した実施形態において、車輪径特定装置1は、路面に対し電磁波を送信するドップラー方式の速度計12を備える。これに代えて、車輪径特定装置1が、車輪の踏面に対し電磁波を送信するドップラー方式の速度計12を備える構成が採用されてもよい。具体的には、本変形例において、速度計12は車輪51の踏面に対し電磁波を送信し、車輪51の踏面で反射した電磁波を受信する。速度計12は、送受信した電磁波のドップラー周波数から列車5の走行速度を特定する。本変形例によれば、車輪の踏面の移動速度により特定される列車の走行速度に基づき車輪径の特定が行われる。そのため、列車の対地速度が走行速度として用いられる場合と比較して、特定される車輪径に対する車輪の空転や滑空の影響が低減される。
(4) In the above-described embodiment, the wheel
(5)上述した実施形態において、車輪径特定装置1が備える速度計12はミリ波速度計である。車輪径特定装置1が備える速度計12の種別はこれに限られない。例えば、速度計12がレーザ表面速度計であってもよい。レーザ表面速度計は、例えば、2本のレーザビーム(電磁波の一例)を、その先端を対象物の面上で交差させるように照射する。センサが、2本のレーザビームの干渉縞で変調された散乱光を受光し、ドップラー効果により遷移した周波数を示す信号を出力する。レーザ表面速度計は、遷移した周波数と干渉縞の間隔とを用いて、対象物の面の移動速度を算出する。
(5) In the above-described embodiment, the
また、車輪径特定装置1が、ドップラー方式ではない方式の速度計12を備えてもよい。例えば、車輪径特定装置1が、ピトー管、量子コンパス等の速度計12を備えてもよい。また、車輪径特定装置1が、一定の時間間隔で路面または車輪51の踏面を撮影した画像における特徴点の移動距離に基づき列車の走行距離を計測する速度計12を備えてもよい。
Further, the wheel
(6)上述した実施形態では、情報処理装置11と速度発電機13との協働により回転計の機能が実現される例を示したが、他の構成により回転計の機能が実現されてもよい。例えば、車輪径特定装置1が、ロータリーエンコーダを用いて回転数を計測する回転計を備え、当該回転計により計測される車輪51の回転数を車輪径の特定に用いてもよい。
(6) In the above-described embodiment, an example is shown in which the function of the tachometer is realized by the cooperation between the
(7)上述した実施形態において、速度計12による列車5の走行速度の計測のタイミングと、速度発電機13によるパルス信号の出力のタイミングとの間には同期は取られない。これに代えて、速度計12による列車5の走行速度の計測のタイミングと速度発電機13によるパルス信号の出力のタイミングが同期されてもよい。例えば、情報処理装置11は、速度発電機13から車輪51のN回転に応じた(P×N)回のパルス信号を受け取る毎に、速度計12に走行速度の計測を指示し、当該指示に応じて計測された走行速度を示す速度データを速度計12から受け取る。情報処理装置11は、速度計12から速度データを受け取る毎に、当該速度データが示す走行速度に、(P×N)回のパルス信号を受け取るために要した時間を乗じて、車輪51がN回転する間の列車5の走行距離を算出する。なお、この場合、車輪がN回転する間の列車の走行速度の変化は無視できる程度に小さいことが仮定されている。情報処理装置11は、算出した走行距離を車輪51の回転数Nと円周率πで除して車輪径を算出する。
(7) In the above-described embodiment, synchronization is not established between the timing of measuring the traveling speed of the
(8)車輪の半径は車輪の直径の1/2であり、車輪の直径を特定することと、車輪の半径を特定することは技術的に同義である。従って、本願において、車輪径の特定において、車輪の直径に代えて車輪の半径が特定されてもよい。 (8) The radius of the wheel is 1/2 of the diameter of the wheel, and specifying the diameter of the wheel is technically synonymous with specifying the radius of the wheel. Therefore, in the present application, in specifying the wheel diameter, the radius of the wheel may be specified instead of the diameter of the wheel.
(9)上述した実施形態において、図3に示す情報処理装置11の機能構成は演算部111が記憶部112に記憶されているプログラムに従うデータ処理を実行することにより実現される。これに代えて、情報処理装置11が、図3に示す機能構成をハードウェアにより実現する専用装置として構成されてもよい。
(9) In the above-described embodiment, the functional configuration of the
1…車輪径特定装置、11…情報処理装置、101…速度データ取得部、102…走行距離積算部、103…パルス信号取得部、104…パルス信号計数部、105…車輪径算出部、106…車輪径データ出力部、111…演算部、112…記憶部、113…入出力IF部、114…UI部、12…速度計、13…速度発電機、5…列車、51…車輪、52…車軸 1 ... Wheel diameter specifying device, 11 ... Information processing device, 101 ... Speed data acquisition unit, 102 ... Mileage integration unit, 103 ... Pulse signal acquisition unit, 104 ... Pulse signal counting unit, 105 ... Wheel diameter calculation unit, 106 ... Wheel diameter data output unit, 111 ... calculation unit, 112 ... storage unit, 113 ... input / output IF unit, 114 ... UI unit, 12 ... speed meter, 13 ... speed generator, 5 ... train, 51 ... wheel, 52 ... axle
Claims (6)
請求項1に記載の車輪径特定装置。 The mileage of the train is specified by adding the values obtained by multiplying each of the running speeds of the train measured by the speedometer by the predetermined time, and the wheel diameter is specified using the mileage. The wheel diameter specifying device according to claim 1.
請求項1または2に記載の車輪径特定装置。 The wheel diameter specifying device according to claim 1 or 2, wherein the wheel diameter is specified by using the rotation speed measured by the tachometer while the train travels a predetermined distance.
請求項3に記載の車輪径特定装置。 The wheel diameter specifying device according to claim 3, wherein the wheel diameter is repeatedly specified every time the train travels the predetermined distance, and the specified wheel diameter is statistically processed to specify the true wheel diameter of the wheel.
請求項1または2に記載の車輪径特定装置。 The wheel diameter specifying device according to claim 1 or 2, wherein the wheel diameter is specified by using a traveling speed measured by the speedometer while the wheel rotates a predetermined number of times.
請求項5に記載の車輪径特定装置。 The wheel diameter specifying device according to claim 5, wherein the wheel diameter is repeatedly specified every time the wheel rotates a predetermined number of times, and the specified wheel diameter is statistically processed to specify the true wheel diameter of the wheel.
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