JP2002318108A - Rail fluctuation quantity measuring method and rail fluctuation quantity measuring device - Google Patents
Rail fluctuation quantity measuring method and rail fluctuation quantity measuring deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は外気温度の変化に伴
って伸縮する鉄道用レール（通常の長さの定尺レール及
びロングレール（通常２００ｍ以上）を含む）の伸縮量
と、レール全体の移動量（ふく進量）を自動的に測定可
能な方法と、その測定装置に関するものであり、それら
測定を営業車両とか測定専用車両の走行中に行うことが
できるようにしたものである。また、レール温度をも測
定して前記伸縮量、ふく進量の測定精度を高めたり、営
業車両や測定専用車両の移動距離を計測してレールの測
定位置をも把握できるようにもしたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the amount of expansion and contraction of railway rails (including regular length rails and long rails (normally 200 m or more) having a normal length) which expand and contract with changes in the outside air temperature. The present invention relates to a method capable of automatically measuring a moving amount (advancing amount) and a measuring device therefor, wherein the measurement can be performed while a commercial vehicle or a vehicle dedicated to measurement is running. In addition, by measuring the rail temperature to improve the measurement accuracy of the expansion and contraction amount, the amount of bulging, or by measuring the travel distance of a sales vehicle or a vehicle dedicated to measurement, the measurement position of the rail can also be grasped. is there.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鉄道用のレールは温度変化により伸縮す
る。その伸縮はレール両端部で発生するがレール中央部
では発生しない。図１２の様に、レール両端部は可動区
間、中央部は不動区間と呼ばれている。不動区間は本来
は温度変化ではレールの伸縮も移動も発生しないはずで
あるが、車両の推進力や制動力、或は衝撃とか他の物理
的原因により移動する場合がある。レール全体の移動は
「ふく進」と称され、その移動量は「ふく進量」と称さ
れている。2. Description of the Related Art Railroad rails expand and contract due to temperature changes. The expansion and contraction occurs at both ends of the rail but not at the center of the rail. As shown in FIG. 12, both ends of the rail are called a movable section, and the center is called an immobile section. Although the fixed section should not cause the expansion and contraction or movement of the rail due to the temperature change, it may move due to the propulsive force or the braking force of the vehicle, an impact, or other physical causes. The movement of the entire rail is referred to as “full advance”, and the amount of movement is referred to as “full advance”.
【０００３】図１２に示す様に、ロングレールＡは長手
方向一端に受レールＢが、他端にトングレールＣが溶接
されている。ロングレールＡの両端では１年間で１００
ｍｍ前後の伸縮が発生するので、ロングレールＡの両端
と他のレール（ロングレール又は定尺レール）との継目
を、図１２の様な伸縮構造としてレール両端の伸縮を吸
収し、車両の走行に支障が及ばないようにしてある。図
１２の伸縮継目は受レールＢに他のレールＡのトングレ
ールＣを配置した構造となっている。As shown in FIG. 12, a receiving rail B is welded to one end of a long rail A in a longitudinal direction, and a tong rail C is welded to the other end. 100 per year at both ends of long rail A
Since expansion and contraction of about 1 mm occurs, the seam between both ends of the long rail A and another rail (long rail or fixed-length rail) is formed as a telescopic structure as shown in FIG. So as not to interfere with 12 has a structure in which a tongue rail C of another rail A is arranged on a receiving rail B.
【０００４】しかし、伸縮継目で異常伸縮が発生すると
軌間拡大や軌間縮小が発生したり、不動区間に軸圧が付
加されてレールの張り出し（座屈）が発生し、伸縮継目
や座屈箇所で乗り心地が悪くなったり、脱線したりする
虞れがある。それらを予防するために鉄道各社では前記
伸縮量を定期的に測定してレール管理を行っている。ま
た、ふく進量が一定量を超えるとレールが座屈変形して
車両が脱線することがあるため、不動区間におけるふく
進量も定期的に測定してレール管理を行っている。However, if abnormal expansion and contraction occurs at the expansion joint, the gauge expansion and the gauge reduction occur, or axial pressure is applied to the immovable section to cause the rail to bulge (buckle). There is a risk that the ride quality will deteriorate or the vehicle will derail. In order to prevent them, railway companies regularly manage the rails by measuring the amount of expansion and contraction. In addition, if the amount of advance exceeds a certain amount, the rail may buckle and deform, causing the vehicle to derail. Therefore, the amount of advance in an immobile section is periodically measured to manage the rail.
【０００５】ロングレールＡの受レールＢの伸縮量（変
動量）の測定は、従来は次のように行なわれていた。図
１２の様にトングレールＣの先端部Ｈの両外側対向位置
に基準杭Ｅを固定し、夫々の基準杭Ｅの上面に水糸掛止
具Ｆを取付け、受レールＢに目印Ｉを表示し、レール敷
設時に水糸掛止具Ｆと目印Ｉを同一線上に配置してお
く。測定に当っては、作業員が現場に赴いて、手作業に
より２本の基準杭Ｅの水糸掛止具Ｆ間に水糸Ｇを張り、
この水糸Ｇに対する受レールＢの目印Ｉのズレ量を定規
等で測定して、受レールＢの変動量を測定していた。通
常、この測定はｍｍ単位で行われている。The measurement of the amount of expansion and contraction (fluctuation) of the receiving rail B of the long rail A has conventionally been performed as follows. As shown in FIG. 12, the reference piles E are fixed at positions on both outer sides of the tip end portion H of the tongue rail C, and the hooks F are attached to the upper surfaces of the respective reference piles E, and the marks I are displayed on the receiving rails B. Then, at the time of laying the rail, the water line hook F and the mark I are arranged on the same line. In the measurement, a worker goes to the site and manually stretches the water thread G between the water thread catches F of the two reference piles E,
The amount of deviation of the mark I of the receiving rail B with respect to the water thread G was measured with a ruler or the like, and the amount of fluctuation of the receiving rail B was measured. Usually, this measurement is made in mm.
【０００６】ロングレールＡのトングレールＣの変動量
の測定は、従来は前記と同様にトングレールＣの先端の
両外側対向位置に基準杭を固定し、レール敷設時にその
先端位置と基準杭の水糸掛止具とを同一線上に配置して
おく。測定に当っては作業員が現場に赴いて、手作業に
より２本の基準杭の水糸掛止具間に水糸を張り、この水
糸に対するトングレールＣの先端位置のズレ量を定規等
で測定して、トングレールＣの変動量を測定していた。
通常、この測定もｍｍ単位で行われている。Conventionally, the amount of fluctuation of the tongue rail C of the long rail A is measured by fixing a reference pile at the position opposite to both ends of the tip of the tongue rail C in the same manner as described above. The hook and hook are arranged on the same line. In the measurement, a worker goes to the site and manually stretches a water thread between the water thread hooks of the two reference piles, and determines a deviation amount of the tip position of the tong rail C with respect to the water thread by a ruler or the like. And the variation of the tong rail C was measured.
Usually, this measurement is also performed in units of mm.
【０００７】ロングレールＡの不動区間に関しては、伸
縮継目から中央へ１５０ｍの地点と中央部のふく進量を
測定している。この場合も図１２の様にロングレールＡ
に目印Ｒを表示し、この目印Ｒの両外側対向位置に二本
の基準杭Ｍを固定し、その上面に水糸掛止具Ｎを取付
け、レール敷設時に水糸掛止具Ｎと目印Ｒとを同一線上
に配置しておく。ふく進量の測定に当っては、作業員が
現場に赴いて、対向する水糸掛止具Ｎ間に水糸Ｏを張
り、その水糸ＯとロングレールＡの目印Ｒとのズレ量を
定規等で測定して行っていた。この測定をロングレール
Ａに定められている夫々の目印について行う。この計測
値には温度変化によるレールの変動量が含まれる。しか
し、ふく進量は温度変化以外の原因に基づく変動量であ
るため、ふく進量を正確に求めるためには、測定された
変動量から温度変化に起因する変動量を除去しなければ
ならない。このため前記計測はレール敷設時のレール温
度と同じ条件下で行うか、異なる温度下で計測する場合
は計測値を予め求められているレール敷設時のレール温
度（基準となるレール温度）時の値に換算してふく進量
とする。[0007] With respect to the immovable section of the long rail A, the extension amount at a point 150 m from the expansion joint to the center and at the center is measured. Also in this case, as shown in FIG.
A mark R is displayed on each of the marks R, two reference piles M are fixed at positions on both outer sides of the mark R, and a water line hook N is attached to the upper surface thereof. Are arranged on the same line. In measuring the amount of advance, a worker goes to the site and places a water thread O between opposed water thread catches N, and determines the amount of deviation between the water thread O and the mark R of the long rail A. It was measured using a ruler. This measurement is performed for each mark defined on the long rail A. This measurement value includes the amount of rail fluctuation due to temperature change. However, the extension amount is a variation amount based on a cause other than the temperature change. Therefore, in order to accurately obtain the extension amount, the variation amount due to the temperature change must be removed from the measured variation amount. For this reason, the measurement is performed under the same conditions as the rail temperature at the time of laying the rail, or when the measurement is performed at a different temperature, the measured value is obtained at the previously determined rail temperature at the time of laying the rail (reference rail temperature). It is converted to a value and used as a fluting amount.
【０００８】前記いずれの変動量測定においても、得ら
れたデータは過去の測定データと比較され、変動量が許
容範囲を越えるとレールに安全対策が行われていた。In any of the above-described fluctuation measurement, the obtained data is compared with past measurement data, and if the fluctuation exceeds an allowable range, safety measures are taken for the rail.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】前記の変動量測定には
次のような課題があった。 １．レールの長手方向に、一定間隔毎に計測するため、
一つの線区間だけでも測定箇所の数が膨大になる。しか
も測定周期が２〜３ケ月に１回と短く、更には水糸を張
るのに二人の作業員が必要であり、その他に定規での計
測に一人が必要であるため、少なくとも三人の作業員が
必要となる。場合によっては走行車両を監視する監視要
員も必要となるため測定作業に多くの人手と時間がかか
り、１日で１０ｋｍ程度の距離しか計測できず、作業能
率が悪く、迅速な安全対策を行うことができない。 ２．多くの作業員を必要とし、作業能率も悪いため、経
費増の要因となる。 ３．計測精度はｍｍ単位で要求されるが、２本の基準杭
間に張った水糸が風で揺れたり、雨で濡れたり、読み取
り誤差や手書きによる記入ミス等により測定誤差が生じ
易い。The measurement of the amount of change has the following problems. 1. In order to measure at regular intervals in the longitudinal direction of the rail,
The number of measurement points becomes enormous even with only one line section. In addition, the measurement cycle is as short as once every two to three months, and two workers are required to spread the water thread, and one person is required for measurement with a ruler. Workers are required. In some cases, monitoring personnel to monitor the running vehicle are required, so the measurement work requires a lot of manpower and time, it can measure only about 10 km in a day, work efficiency is poor, and quick safety measures are taken. Can not. 2. Since many workers are required and work efficiency is poor, it causes an increase in cost. 3. Although measurement accuracy is required in units of millimeters, a measurement error is likely to occur due to the water thread stretched between the two reference piles being shaken by the wind, getting wet with rain, reading error, or writing error by handwriting.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の目的はレール上
を走行する車両（例えば営業列車や測定専用列車、測定
用トロッコ等）内で、自動的にレール変動量を測定し
て、レールを適正に管理できるようにすることにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to automatically measure a rail variation in a vehicle (for example, a commercial train, a train for measurement, a trolley for measurement, etc.) running on a rail, and to change the rail. The purpose is to enable proper management.
【００１１】本件発明の第１のレール変動量測定方法
は、レール１の側方に固定された基準物２に取り付けた
レーザ発振器３から、レール１を挟んでレーザ発振器３
と反対側に設けられた基準物２に向けてレーザ光４を出
力し、そのレーザ光４をレール１を走行する車両に搭載
された受光センサ５で受光し、受光センサ５から出力さ
れる発光体駆動信号に基づいて車両に搭載されたストロ
ボ等の発光体６が発光し、その発光に基づいて、車両に
搭載されたカメラ７によりレール１に取り付けられた識
別体８が撮影され、その画面における識別体８の画像位
置からレール変動量を測定する方法である。A first rail variation measuring method according to the present invention comprises a laser oscillator 3 mounted on a reference object 2 fixed to the side of the rail 1 with the laser oscillator 3 interposed therebetween.
A laser beam 4 is output toward a reference object 2 provided on the opposite side to the laser beam, and the laser beam 4 is received by a light receiving sensor 5 mounted on a vehicle running on the rail 1, and light emission output from the light receiving sensor 5 A light emitter 6 such as a strobe mounted on a vehicle emits light based on a body drive signal, and a camera 7 mounted on the vehicle captures an image of an identification body 8 attached to the rail 1 based on the emitted light. Is a method for measuring the rail fluctuation amount from the image position of the identification body 8 in FIG.
【００１２】本件発明の第２のレール変動量測定方法
は、前記第１のレール変動量測定方法において、レール
１の両側方に固定された基準物２間に水糸に代わる基準
被写体５０を設け、一方の基準物２に取り付けたレーザ
発振器３から出力されるレーザ光４を、レール１を走行
する車両に搭載された受光センサ５で受光し、受光セン
サ５から出力される発光体駆動信号に基づいて、車両に
搭載された発光体６を発光させ、その発光に基づいて車
両に搭載されたカメラ７により、前記基準被写体５０と
識別体８とを同一画面に撮影し、撮影画面における基準
被写体５０と識別体８との位置関係からレール変動量を
測定する方法である。A second rail variation measuring method according to the present invention is the same as the first rail variation measuring method, except that a reference object 50 instead of a water thread is provided between the reference objects 2 fixed on both sides of the rail 1. A laser beam 4 output from a laser oscillator 3 attached to one reference object 2 is received by a light receiving sensor 5 mounted on a vehicle running on the rail 1, and is converted into a light emitting element driving signal output from the light receiving sensor 5. Based on the light emission, the camera 7 mounted on the vehicle shoots the reference subject 50 and the identification object 8 on the same screen based on the light emission. This is a method of measuring the rail fluctuation amount from the positional relationship between 50 and the identification body 8.
【００１３】本件発明の第３のレール変動量測定方法
は、前記第１又は第２のレール変動量測定方法におい
て、識別体８が撮影された画面にレーザ光４の位置に対
応する基準位置を表示し、レーザ光４の位置に対応する
基準位置と識別体８との位置関係からレール変動量を測
定する方法である。[0013] In a third rail variation measuring method according to the present invention, in the first or second rail variation measuring method, a reference position corresponding to the position of the laser beam 4 is displayed on a screen on which the identification object 8 is photographed. This is a method of displaying and measuring the rail fluctuation amount from the positional relationship between the reference position corresponding to the position of the laser beam 4 and the identification body 8.
【００１４】本件発明の第４のレール変動量測定方法
は、前記第１乃至第３のいずれかに記載のレール変動量
測定方法において、レーザ発振器３は、レール１を走行
してくる車両に搭載された送信機９から送信される始動
信号によりレーザ光４を出力する方法である。According to a fourth rail variation measuring method of the present invention, in the rail variation measuring method according to any one of the first to third aspects, the laser oscillator 3 is mounted on a vehicle traveling on the rail 1. This is a method of outputting the laser beam 4 in response to a start signal transmitted from the transmitted transmitter 9.
【００１５】本件発明の第５のレール変動量測定方法
は、前記第１乃至第４のいずれかに記載のレール変動量
測定方法において、車両に搭載された温度センサ１１に
より識別体８付近のレール温度を測定し、それに基づい
てレール変動量を計測する方法である。According to a fifth rail variation measuring method of the present invention, in the rail variation measuring method according to any one of the first to fourth aspects, the rail near the discriminating body 8 is detected by the temperature sensor 11 mounted on the vehicle. In this method, the temperature is measured, and the rail fluctuation is measured based on the temperature.
【００１６】本件発明の第６のレール変動量測定方法
は、前記第１乃至第５のいずれかに記載のレール変動量
測定方法において、車両に搭載された移動距離測定器１
２により車両の移動距離をも測定し、それに基づいて基
準物２の位置を算出する方法である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a rail variation measuring method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the moving distance measuring device 1 mounted on a vehicle is used.
2 also measures the moving distance of the vehicle, and calculates the position of the reference object 2 based on the measured distance.
【００１７】本件発明の第７のレール変動量測定方法
は、前記第１乃至第６のいずれかに記載のレール変動量
測定方法において、カメラ７にＣＣＤカメラを使用し、
そのカメラ７のシャッタは発光体６の駆動信号に同期し
て開き、発光体６が一瞬発光し、識別体８をＣＣＤカメ
ラに撮影した直後に閉じるようにした方法である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a rail variation measuring method according to any one of the first to sixth aspects, wherein a CCD camera is used as the camera 7,
In this method, the shutter of the camera 7 is opened in synchronization with the drive signal of the light emitter 6, the light emitter 6 emits light for a moment, and is closed immediately after the identification body 8 is photographed by the CCD camera.
【００１８】本件発明の第１のレール変動量測定装置
は、レール１の近くに固定した基準物２に取り付けたレ
ーザ発振器３と、レーザ発振器３から出力されるレーザ
光４を受光する受光センサ５と、レーザ光４を受光した
受光センサ５からの出力に基づいて発光するストロボ等
の発光体６と、発光体６の発光に基づいてレール１に設
けられた識別体８を撮影するカメラ７と、画面における
識別体８の画像位置からレール変動量を算出する画像処
理部１０と、レーザ発振器３を発光させるための信号を
送信する送信機９を備え、前記受光センサ５、発光体
６、カメラ７、送信機９、画像処理部１０はレール１を
走行する車両に搭載された装置である。A first rail fluctuation measuring device according to the present invention comprises a laser oscillator 3 mounted on a reference object 2 fixed near a rail 1 and a light receiving sensor 5 for receiving a laser beam 4 output from the laser oscillator 3. A light emitter 6 such as a strobe that emits light based on an output from a light receiving sensor 5 that has received the laser light 4, and a camera 7 that captures an identifier 8 provided on the rail 1 based on the light emission of the light emitter 6. An image processing unit 10 for calculating a rail fluctuation amount from an image position of the identification body 8 on the screen; and a transmitter 9 for transmitting a signal for causing the laser oscillator 3 to emit light. 7, a transmitter 9, and an image processing unit 10 are devices mounted on a vehicle running on the rail 1.
【００１９】本件発明の第２のレール変動量測定装置
は、前記第１のレール変動量測定装置において、レール
１の両側方に固定された基準物２に水糸に代わる基準被
写体５０を設け、基準被写体５０はカメラ７によりレー
ル１の識別体８と共に撮影される様に、一方の基準物２
から他方の基準物２に向けてレール１側に突出している
装置である。According to the second rail fluctuation amount measuring device of the present invention, in the first rail fluctuation amount measuring device, the reference object 2 fixed on both sides of the rail 1 is provided with a reference object 50 instead of a water thread. The reference object 50 is photographed by the camera 7 together with the identification object 8 of the rail 1 so that one of the reference objects 2
Is a device protruding toward the rail 1 from the other toward the reference object 2.
【００２０】本件発明の第３のレール変動量測定装置
は、前記第１又は第２のレール変動量測定装置におい
て、レール１を走行する車両に識別体８付近のレール温
度を測定する温度センサ１１をも搭載した装置である。A third rail variation measuring device according to the present invention is the first or second rail variation measuring device according to the first or second rail variation measuring device. It is also a device equipped with.
【００２１】本件発明の第４のレール変動量測定装置
は、前記第１乃至第３のレール変動量測定装置におい
て、レール１を走行する車両にその移動距離を検出する
移動距離測定器１２をも備えた装置である。The fourth rail fluctuation measuring device of the present invention is the same as the first to third rail fluctuation measuring devices, except that the vehicle traveling on the rail 1 further includes a moving distance measuring device 12 for detecting the moving distance. It is a device provided.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】（レール変動量測定装置の実施形
態）本発明のレール変動量測定方法の説明に先立って、
それに使用されるレール変動量測定装置の実施形態を以
下に説明する。以下の説明ではロングレール、定尺レー
ル、他の長さのレールといった、あらゆる長さのレール
を単にレールと記す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment of Rail Fluctuation Measuring Apparatus) Prior to description of the rail fluctuation measuring method of the present invention,
An embodiment of a rail fluctuation amount measuring device used for this will be described below. In the following description, rails of any length, such as long rails, fixed length rails, and rails of other lengths, are simply referred to as rails.
【００２３】図１の左右のレール１は道床５２に敷設さ
れ、夫々のレール１は図１２の様に、その軸方向一端に
受レールが、他端にトングレールが溶接されている。夫
々のレール１には識別体８が外側に突出するように取付
けられている。識別体８はレール１の長手方向に間隔を
あけて設けてある。図１の識別体８は小片に反射剤を塗
布してある。小片の材質はレール１と同じであってもよ
く、異なるものであってもよい。識別体８の形状、取付
け位置、取付け方法、材質等は種々考えられる。識別体
８は耐候性を有する樹脂板や鋼板等に反射剤を塗布した
ものとか、反射テープを貼付けたもの、或は反射材で作
った板等々とすることができる。識別体８はレール１の
側面に溶接、接着剤、磁石といった任意の取り付け手段
で取り付けることができる。この識別体８は左右のレー
ル１の両外側に固定してある基準物（基準杭）２の間に
張った水糸線上に表示したり、取付けたりして形成す
る。The left and right rails 1 in FIG. 1 are laid on a roadbed 52, and each of the rails 1 has a receiving rail welded to one end in the axial direction and a tong rail to the other end, as shown in FIG. An identification body 8 is attached to each rail 1 so as to protrude outward. The identification bodies 8 are provided at intervals in the longitudinal direction of the rail 1. The identifier 8 of FIG. 1 has a small piece coated with a reflective agent. The material of the small piece may be the same as that of the rail 1 or may be different. Various shapes, mounting positions, mounting methods, materials, and the like of the identification body 8 can be considered. The discriminator 8 can be a weather-resistant resin plate, steel plate, or the like coated with a reflective agent, a reflective tape adhered thereto, a plate made of a reflective material, or the like. The identification body 8 can be attached to the side surface of the rail 1 by any attachment means such as welding, an adhesive, or a magnet. The identification body 8 is formed by being displayed or attached on a thread line extending between reference objects (reference piles) 2 fixed to both outer sides of the left and right rails 1.
【００２４】左右のレール１の外側で、レール１を挟ん
だ対向位置に２本の基準物２が固定されている。基準物
２には従来からの基準杭とか、新たに設置した他の物が
使用される。基準物２はレール１に取り付けられた識別
体８よりも外側に設置してある。基準物２の形状、材
質、寸法等は種々考えられる。一例として図１に示す基
準物２は基準杭であり、左右のレール１の外側に固定し
てある。基準物２は前記識別体８を結んだ線からレール
の長手方向に少し（数ｃｍ程度）離れた位置に固定する
こともできる。Two reference objects 2 are fixed outside the right and left rails 1 at positions facing each other across the rails 1. As the reference object 2, a conventional reference pile or another newly installed object is used. The reference object 2 is installed outside the identification body 8 attached to the rail 1. Various shapes, materials, dimensions, and the like of the reference object 2 can be considered. As an example, a reference object 2 shown in FIG. 1 is a reference pile, which is fixed to the outside of the left and right rails 1. The reference object 2 can be fixed at a position slightly (about several cm) away from the line connecting the identification bodies 8 in the longitudinal direction of the rail.
【００２５】図１の様に基準物２の上端面にはレーザ発
振装置３０が取り付けられている。図３の様に、レーザ
発振装置３０はレーザ発振器３、太陽電池３１、受信ア
ンテナ３２、無線スイッチ３３、充電用の電池３４を備
えている。レーザ発振器３から出力されるレーザ光４
は、図１の様に、レール１を挟んだ対向位置に固定され
ている他方の基準物２の遮光板１５に向けて照射され
て、左右の基準物２を結ぶ線上に位置し、従来の水糸の
機能を果たすようにしてある。前記の受信アンテナ３２
は列車に搭載されている送信機９（図１）から送信され
る信号を受信するものであり、信号が受信されると無線
スイッチ３３（図３）が短絡し、電池３４からレーザ発
振器３に電源が供給されて、レーザ発振器３からレーザ
光が出力されるようにしてある。As shown in FIG. 1, a laser oscillation device 30 is mounted on the upper end surface of the reference object 2. As shown in FIG. 3, the laser oscillation device 30 includes a laser oscillator 3, a solar cell 31, a receiving antenna 32, a wireless switch 33, and a battery 34 for charging. Laser light 4 output from laser oscillator 3
As shown in FIG. 1, the light is emitted toward the light-shielding plate 15 of the other reference object 2 fixed at the opposite position across the rail 1, and is located on a line connecting the left and right reference objects 2. It is designed to fulfill the function of a water thread. The receiving antenna 32
Is for receiving a signal transmitted from the transmitter 9 (FIG. 1) mounted on the train. When the signal is received, the wireless switch 33 (FIG. 3) is short-circuited, and the battery 34 Power is supplied, and laser light is output from the laser oscillator 3.
【００２６】図１のレール１の上を走行する車両には受
光センサ５、閃光を発することができる発光体６、カメ
ラ７、画像処理部１０が搭載されている。受光センサ５
はレーザ光４を検知するものであり、発光体６はレーザ
光４を受光した受光センサ５から出力される発光体駆動
信号に基づいて発光し、カメラ７は発光体６が発光する
とレール１に設けられた識別体８を図６（ａ）〜（ｄ）
の様に画面上に撮影するものである。図６（ａ）〜
（ｄ）にはレーザ光の位置を仮想線４で表示してある。
発光体６には例えばストロボが適するが、ストロボと同
様に瞬時に閃光を発することができるものであれば他の
ものを使用することもできる。A vehicle traveling on the rail 1 shown in FIG. 1 is equipped with a light receiving sensor 5, a light emitting body 6 capable of emitting a flash, a camera 7, and an image processing unit 10. Light receiving sensor 5
Is for detecting the laser light 4, the light emitter 6 emits light based on a light emitter drive signal output from the light receiving sensor 5 that has received the laser light 4, and the camera 7 emits light to the rail 1 when the light emitter 6 emits light. 6 (a) to 6 (d) show the identification body 8 provided.
Is to take a picture on the screen like. FIG.
In (d), the position of the laser beam is indicated by a virtual line 4.
For example, a strobe is suitable for the illuminant 6, but any other device can be used as long as it can emit a flash instantly like a strobe.
【００２７】画像処理部１０はカメラ７で撮影された画
面中の識別体８の画像位置からレール変動量を算出する
ためのものであり、それにはパソコンを使用することが
できる。カメラ７にはＣＣＤカメラが適する。ＣＣＤカ
メラはズーム、フォーカス、アイリスを調整可能なもの
とか、固定のものを使用することができる。調整可能な
場合は図４のカメラコントローラ１６においてそれらの
操作が行われるようにしてある。ＣＣＤカメラは発光体
６が発光駆動信号（ストロボ駆動信号：図７ａ）に同期
してシャッタが開き、ＣＣＤカメラが撮影終了した直後
に閉じるようにしておき、発光体６が発光した時に識別
体８を鮮明に撮影できるようにしてある。ＣＣＤカメラ
の画素数は必要に応じて適するものを使用する。図２の
様にカメラ７とストロボ６は車両の幅方向（枕木の長手
方向）に離して並べてあるが、両者は車両の前後方向
（レールの長手方向）に離して並べることもできる。The image processing unit 10 is for calculating the rail fluctuation amount from the image position of the discriminating body 8 in the screen captured by the camera 7, and a personal computer can be used for the calculation. A CCD camera is suitable for the camera 7. As the CCD camera, a camera capable of adjusting zoom, focus, and iris or a fixed camera can be used. When adjustment is possible, these operations are performed in the camera controller 16 of FIG. In the CCD camera, the shutter is opened in synchronization with the light emission drive signal (strobe drive signal: FIG. 7A) and the shutter is closed immediately after the CCD camera finishes photographing. To be able to shoot clearly. A suitable number of pixels of the CCD camera is used as needed. As shown in FIG. 2, the camera 7 and the strobe 6 are arranged separately in the width direction of the vehicle (longitudinal direction of the sleeper), but they can also be arranged separately in the front-rear direction of the vehicle (longitudinal direction of the rail).
【００２８】図１では左右のレールを測定する場合であ
るため、受光センサ５、発光体６、カメラ７を夫々のレ
ール用に二セット使用しているが、いずれか一方のレー
ルを測定する場合は受光センサ５、発光体６、カメラ７
は一セットあればよい。FIG. 1 shows a case where the left and right rails are measured. Therefore, two sets of the light receiving sensor 5, the light emitting body 6, and the camera 7 are used for each of the rails. Denotes a light receiving sensor 5, a light emitter 6, a camera 7
Need only be one set.
【００２９】前記車両にはレーザ発振器３に信号を送信
してこれを発光させるための送信機９（図１）も搭載さ
れている。また、識別体８付近のレール温度を測定する
温度センサ１１（図１）、車両の移動距離を検出する移
動距離測定器１２（図１）、その他の必要な機器が搭載
されている。The vehicle is also equipped with a transmitter 9 (FIG. 1) for transmitting a signal to the laser oscillator 3 and causing it to emit light. Further, a temperature sensor 11 (FIG. 1) for measuring a rail temperature near the identification body 8, a moving distance measuring device 12 (FIG. 1) for detecting a moving distance of the vehicle, and other necessary devices are mounted.
【００３０】前記の温度センサ１１には識別体８付近の
レール温度を非接触で測定できるものが好ましく、一例
としては非接触式の赤外線放射温度計が適する。As the temperature sensor 11, a sensor capable of measuring the rail temperature near the identification body 8 in a non-contact manner is preferable, and a non-contact infrared radiation thermometer is suitable as an example.
【００３１】前記の移動距離測定器１２には例えばロー
タリーエンコーダが適する。ロータリーエンコーダの代
わりにドップラセンサとか、走行距離を計測できる他の
センサを使用することもできる。ロータリーエンコーダ
の場合は図１（ｂ）の様にスリット付きの回転板１３を
車両の車軸１４に取付けて、当該回転板１３が車軸１４
と共に回転するようにし、車両に搭載されている光発生
器４１から常時発光している光（例えばレーザ光）が回
転板１３のスリットを通過してパルス状になり、その光
が受光センサ４２で受光されて信号処理され、移動距離
に比例した一定距離間隔のパルス信号が出力され、その
パルス数がコントローラ２０（図１、図４）のカウンタ
４３でカウントされて、車両の走行距離が計測されるよ
うにする。レーザドップラセンサの場合はそれが車両に
搭載され、同センサから発生されるレーザ光がレール又
は車両の車輪に照射され、その反射光が受光されて信号
処理が行われて、移動距離に比例した一定距離間隔のパ
ルス信号が出力され、そのパルス数がカウントされて、
車両の走行距離が計測されるようにする。For example, a rotary encoder is suitable for the moving distance measuring device 12. Instead of a rotary encoder, a Doppler sensor or another sensor that can measure the traveling distance can be used. In the case of a rotary encoder, a rotary plate 13 with a slit is attached to an axle 14 of a vehicle as shown in FIG.
The light (e.g., laser light) constantly emitted from the light generator 41 mounted on the vehicle passes through the slit of the rotating plate 13 to form a pulse. The light is received and subjected to signal processing, and a pulse signal is output at a fixed distance interval proportional to the moving distance, and the number of pulses is counted by the counter 43 of the controller 20 (FIGS. 1 and 4) to measure the traveling distance of the vehicle. So that In the case of the laser Doppler sensor, it is mounted on the vehicle, the laser light generated from the sensor is irradiated on the rail or the wheel of the vehicle, the reflected light is received and signal processing is performed, and it is proportional to the moving distance Pulse signals are output at fixed distance intervals, the number of pulses is counted,
The mileage of the vehicle is measured.
【００３２】受光センサ５、発光体（ストロボライト）
６、カメラ７、画像処理部１０等の電源や制御回路等は
図４の様にコントローラ２０に内蔵されている。図４の
コントローラ２０にはカメラ用の電源２２、画像メモリ
２３、カメラコントローラ１６、温度センサ用の電源コ
ントローラ２５、移動距離測定器用の電源２６、受光セ
ンサ用の電源コントローラ２７、波形整形回路２８、制
御回路２９、入出力回路Ｉ／Ｏ、アナログ／デジタル変
換回路Ａ／Ｄ、カウンタ４３等が備えられ、電源や電源
コントローラにはＡＣ１００Ｖの電源が供給されるよう
にしてある。発光体６の電源４４は大型化するためコン
トローラ２０の外に設けて、ＡＣ１００Ｖ電源から直接
供給されるようにしてある。Light receiving sensor 5, luminous body (strobe light)
6, a power supply, a control circuit, and the like of the camera 7, the image processing unit 10, and the like are built in the controller 20 as shown in FIG. 4 includes a power supply 22 for a camera, an image memory 23, a camera controller 16, a power supply controller 25 for a temperature sensor, a power supply 26 for a moving distance measuring instrument, a power supply controller 27 for a light receiving sensor, a waveform shaping circuit 28, A control circuit 29, an input / output circuit I / O, an analog / digital conversion circuit A / D, a counter 43, and the like are provided, and a power supply or a power supply controller is supplied with power of AC100V. The power source 44 of the light emitter 6 is provided outside the controller 20 to increase the size, and is directly supplied from an AC 100 V power source.
【００３３】図４の画像メモリ２３からの出力は画像処
理部１０に入力されて処理される。また、温度センサ１
１からの出力はＡ／Ｄに、移動距離測定器１２からの出
力はカウンタ４３に、制御回路２９からの出力はＩ／Ｏ
に夫々入力されてから画像処理部１０に入力されるよう
にしてある。The output from the image memory 23 in FIG. 4 is input to the image processing section 10 and processed. In addition, temperature sensor 1
1 is output to the A / D, the output from the moving distance measuring device 12 is output to the counter 43, and the output from the control circuit 29 is output to the I / O.
, And then to the image processing unit 10.
【００３４】本発明では図１１（ａ）に示す様に、レー
ル１の両側方にレールに添って所定間隔で配置固定され
ている全ての基準物（例えば基準杭）２間に水糸に代わ
る基準被写体５０を設けることもできる。基準被写体５
０は一方の基準物２に取り付けて、他方の基準物２に向
けてレール１側に突出させることにより、車両に搭載さ
れているカメラ７によってレール１の識別体８と共に撮
影される様にしてある。基準被写体５０はレール１の両
外側の基準物２のうち、いずれか一方の基準物２にのみ
取り付けることもできる。In the present invention, as shown in FIG. 11 (a), a water line is used between all reference objects (for example, reference piles) 2 which are arranged and fixed at predetermined intervals along both sides of the rail 1 along the rail. A reference subject 50 can also be provided. Reference subject 5
0 is attached to one reference object 2 and protrudes toward the other reference object 2 toward the rail 1 so that the camera 7 mounted on the vehicle can take an image together with the identification object 8 of the rail 1. is there. The reference object 50 can be attached to only one of the reference objects 2 on both sides of the rail 1.
【００３５】前記の様に、基準被写体５０を設けた場合
は、一方の基準物２に取り付けたレーザ発振器３から出
力されるレーザ光４をレール１を走行する車両に搭載さ
れた受光センサ５で受光し、レーザ光４を受光した受光
センサ５から出力される発光体駆動信号に基づいて、車
両に搭載されたストロボ等の発光体６を発光させ、その
発光に基づいて車両に搭載されたカメラ７により前記基
準被写体５０と識別体８とを図１１（ｂ）のように同一
画面に撮影し、その撮影画面における基準被写体５０と
識別体８との位置関係からレール変動量を測定すること
ができる。As described above, when the reference object 50 is provided, the laser beam 4 output from the laser oscillator 3 attached to one of the reference objects 2 is received by the light receiving sensor 5 mounted on a vehicle running on the rail 1. A light-emitting body 6 such as a strobe mounted on a vehicle emits light based on a light-emitting element driving signal output from a light-receiving sensor 5 that receives the laser beam 4 and a camera mounted on the vehicle based on the emitted light. 7, the reference subject 50 and the discriminator 8 are photographed on the same screen as shown in FIG. 11B, and the rail variation is measured from the positional relationship between the reference subject 50 and the discriminator 8 on the photographed screen. it can.
【００３６】（変動量測定方法の実施形態１）前記した
レール変動量測定装置によりレールの可動区間（伸縮区
間）の変動量を測定するには、例えば次のようにする。
説明の便宜上、左右いずれか一方のレールの変動量を測
定する場合について説明するが、左右両方のレールにつ
いて測定をすることもできる。また、発光体６にストロ
ボを使用し、カメラ７にＣＣＤカメラを使用した場合を
例として説明をする。また、本発明のレール変動量測定
方法の実施に先立って、識別体８がモニタされる画面に
レーザ光４の位置を表示しておく。このレーザ光４の位
置は従来の水糸の位置に相当するものであり、次のよう
にして画面に表示しておく。(Embodiment 1 of Variation Measurement Method) To measure the variation of the movable section (extendable section) of the rail by the above-described rail variation measuring apparatus, for example, the following is performed.
For convenience of description, a case will be described in which the fluctuation amount of one of the left and right rails is measured. However, the measurement can be performed on both the left and right rails. Further, a case where a strobe is used for the light emitter 6 and a CCD camera is used for the camera 7 will be described as an example. Prior to the implementation of the rail variation measuring method of the present invention, the position of the laser beam 4 is displayed on a screen on which the identification body 8 is monitored. The position of the laser beam 4 corresponds to the position of a conventional water thread, and is displayed on a screen as follows.
【００３７】レール１の両側方に固定された基準物２間
に水糸を張って、それと識別体８との距離を手動測定
し、その位置関係から水糸の位置をレーザ位置として測
定画面に表示しておく。これとは別に水糸に代わる仮設
被写体を設け、一方の基準物２に取り付けたレーザ発振
器３から出力されるレーザ光４をレール１を走行する車
両に搭載された受光センサ５で受光し、レーザ光４を受
光した受光センサ５から出力される発光体駆動信号に基
づいて、車両に搭載された発光体（ストロボ）６を発光
させ、その発光に基づいて車両に搭載されたカメラ７に
より、前記仮設被写体と識別体８とを同一画面に撮影
し、その撮影画面における仮設被写体の位置をレーザ光
４に対応する基準位置として画面に表示しておくことも
できる。その後に、本発明のレール変動量測定方法によ
ってレール変動量を測定する。この場合、前記車両に搭
載されている設備を利用して、次のようにしてレールの
可動区間の変動量を測定する。A water thread is stretched between the reference objects 2 fixed on both sides of the rail 1, and the distance between the reference object 2 and the identification body 8 is measured manually. From the positional relationship, the position of the water thread is displayed on the measurement screen as a laser position. Display it. Separately from this, a temporary object is provided instead of a water thread, and a laser beam 4 output from a laser oscillator 3 attached to one of the reference objects 2 is received by a light receiving sensor 5 mounted on a vehicle running on the rail 1. A luminous body (strobe) 6 mounted on a vehicle is caused to emit light based on a luminous body drive signal output from a light receiving sensor 5 that has received the light 4, and a camera 7 mounted on the vehicle based on the emitted light emits the light. It is also possible to photograph the temporary subject and the identification body 8 on the same screen and display the position of the temporary subject on the photographed screen as a reference position corresponding to the laser beam 4 on the screen. Thereafter, the rail variation is measured by the rail variation measuring method of the present invention. In this case, the amount of change in the movable section of the rail is measured as follows using the equipment mounted on the vehicle.
【００３８】（１）図１のレール１上を走行する列車が
基準物２に近付いたら（約３０ｍ以内）、その列車の先
頭車両に搭載されている送信機９から発射されている電
波を受信してレーザ発振器（レーザポインタ）３を駆動
させ、それからレーザ光４が出力する。発光時間は約３
０秒とし、車両が通過後は発光が停止する。 （２）受光センサ５がレーザ光４を受光した瞬間（受光
センサ５がレーザ光４をよぎった瞬間）に受光センサ５
から発光体駆動信号が出力され、それにより発光体（ス
トロボ）６が発光する。受光センサ５がレーザ光４を受
光してからストロボ６が発光するまでの時間は約３μ
ｓ、ストロボ６の発光時間は約４μｓである。 （３）ストロボ６の発光中に、カメラ（ＣＣＤカメラ）
７により図５、図６の様に識別体８が画面上に撮影され
る。ＣＣＤカメラ７から出力される画像データは図４の
画像メモリ２３に取り込まれ、同時に温度センサ１１の
出力がＡ／Ｄを通して画像処理部（パソコン）１０に取
り込まれ、移動距離計測器１２のデータがカウンタ４３
を通して画像処理部１０に取り込まれる。 （４）画像メモリ２３に取り込まれた画像データは、制
御回路２９の制御信号によって画像処理部１０の内部メ
モリ（例えばＨＤＤ）に格納され、画像処理部１０で画
像処理される。 （５）レール１に「ふく進量」や「ストローク量」が発
生していると、画面上の識別体８の画像位置がレーザ光
４の位置からずれる。その位置ずれを画像処理部１０に
おいて、同画像処理部１０に取り込まれた温度データに
基づいて補正し、画面上の「ふく進量」や「ストローク
量」を測定する。この測定値は実際に発生したレール１
のふく進量とストローク量に換算される。 （６）ＣＣＤカメラ７、受光センサ５の取り付け位置ず
れは、実際に水糸を張って、水糸と識別体との間隔を手
作業で測定したデータに基づいてキャリブレーション
（校正）を行う必要がある。 （７）移動距離測定器１２から得られるキロ程情報（列
車の走行距離）に基づいて画面上の識別体８がレール１
の長手方向どの位置にあるかも算出する。 （８）算出されたふく進量、ストローク量、レール温
度、キロ程は、例えば図９の様なフォームの帳票に表示
することができる。図９の帳票中のＬ１ 、Ｌ２は図１
０における受けレールの伸縮量Ｌ１ 、トングレールの
伸縮量Ｌ２ である。(1) When a train running on the rail 1 in FIG. 1 approaches the reference object 2 (within about 30 m), a radio wave emitted from the transmitter 9 mounted on the leading vehicle of the train is received. Then, a laser oscillator (laser pointer) 3 is driven, and then a laser beam 4 is output. Light emission time is about 3
The light emission is stopped after the vehicle passes by 0 second. (2) At the moment when the light receiving sensor 5 receives the laser light 4 (at the moment when the light receiving sensor 5 crosses the laser light 4), the light receiving sensor 5
Outputs a light emitting element driving signal, whereby the light emitting element (strobe) 6 emits light. The time from when the light receiving sensor 5 receives the laser beam 4 to when the strobe 6 emits light is about 3 μm.
s, the light emission time of the strobe 6 is about 4 μs. (3) Camera (CCD camera) while the flash 6 is emitting light
7, the identification body 8 is photographed on the screen as shown in FIGS. The image data output from the CCD camera 7 is taken into the image memory 23 in FIG. 4, and at the same time, the output from the temperature sensor 11 is taken into the image processing unit (personal computer) 10 through the A / D, and the data from the moving distance measuring device 12 is Counter 43
Through the image processing unit 10. (4) The image data taken into the image memory 23 is stored in an internal memory (for example, an HDD) of the image processing unit 10 by a control signal of the control circuit 29, and is subjected to image processing by the image processing unit 10. (5) If the “extending amount” or “stroke amount” occurs on the rail 1, the image position of the identification body 8 on the screen is shifted from the position of the laser beam 4. The position shift is corrected in the image processing unit 10 based on the temperature data taken into the image processing unit 10, and the “advancing amount” and the “stroke amount” on the screen are measured. This measured value is the actual value of rail 1
It is converted into the extension amount and the stroke amount. (6) The displacement of the mounting position of the CCD camera 7 and the light receiving sensor 5 needs to be calibrated based on the data obtained by actually stretching the water line and manually measuring the distance between the water line and the identification body. There is. (7) The identification object 8 on the screen is changed to the rail 1 based on the kilometer information (train travel distance) obtained from the travel distance measuring device 12.
The position in the longitudinal direction is also calculated. (8) The calculated advance amount, stroke amount, rail temperature, and kilometer can be displayed on a form as shown in FIG. 9, for example. L1 and L2 in the form of FIG.
The amount of expansion and contraction L1 of the receiving rail and the amount of expansion and contraction L2 of the tong rail at 0.
【００３９】トングレールはその先端を識別体として判
別することになるが、図８（ａ）の様に伸縮継目部分の
トングレール先端１ａは細いため画像上で判別するのが
困難である。そこで、この実施形態では図８（ｂ）の様
に、トングレール先端部１ａのベース部分に識別体８を
取り付け、その識別体８を撮影し、その画像位置に基づ
いてトングレールのストローク量を測定するようにして
ある。The end of the tongue rail is determined as the discriminating body. However, as shown in FIG. 8 (a), the end 1a of the tongue rail at the expansion / contraction seam is thin, so it is difficult to determine on the image. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8B, the identification body 8 is attached to the base portion of the tongue rail tip 1a, the identification body 8 is photographed, and the stroke amount of the tong rail is calculated based on the image position. It is to be measured.
【００４０】前記測定を図７のタイムチャートで説明す
ると次のようになる。 （１）図１の受光センサ５がレーザ光４を受光すると、
受光センサ５から発光体駆動信号（ストロボ駆動信号）
ａ（図７）が出力される。これに同期してＣＣＤカメラ
のシャッタが開く。 （２）発光体駆動信号ａに基づいてストロボ６が発光
し、発光信号ｂ（図７）が出力される。ストロボ６の発
光中に、カメラシャッタ開閉信号ｇ（図７）によりカメ
ラ（ＣＣＤカメラ）７のシャッターが開かれ、識別体８
が画面に撮影される（図６）。カメラシャッタ開閉信号
ｇはＣＣＤカメラについているシャッタを外部からコン
トロールする信号であり、発光信号（図７ｂ）と同タイ
ミングでシャッタを開にして約１００μｓ開き、その直
後にシャッタを閉じるようにするものである。この閉に
より外部光が遮断され、撮影直後にカメラへの太陽光の
入射が遮断される。ＣＣＤカメラは発光信号（図７ｂ）
に同期して垂直同期できる様になっている。また、画像
メモリ書き込み終了信号（図７ｆ）の終了と同時にＣＣ
Ｄ素子にチャージされている画像をクリアして次の撮影
に備える。 （３）発光信号ｂに基づいて、画像メモリトリガ信号ｃ
（図７）が出力され、それと同期して画像メモリ制御信
号ｄ（図７）が得られる。画像メモリ制御信号ｄの立ち
上がりによって、カメラの垂直同期信号が同期を取ら
れ、カメラの映像信号が画像メモリ２３に取り込まれ
る。画像メモリ制御信号ｄのパルス幅はＣＣＤカメラの
１フレーム分（図７の垂直同期信号ｅの一つ分）として
ある。 （４）画像メモリ制御信号ｄに基づいて、ＣＣＤカメラ
７で撮影された画像信号のうち１フレーム分が図４の画
像メモリ２３にメモリされ、次に書き込まれるまで連続
静止画面となる。 （５）画像メモリ制御信号ｄの立ち下がり時に、書込み
終了信号ｆ（図７）が出力され、その書き込み終了信号
によってＣＣＤカメラに蓄積されている画像データは消
去される。書込み終了信号ｆから所定時間遅延してＩ／
Ｏ取り込み信号ｈ（図７）を作り、それと同時に温度デ
ータが図４のＡ／Ｄに、キロ程データが図４のカウンタ
４３に取り込まれるようにしてある。The measurement will be described below with reference to the time chart of FIG. (1) When the light receiving sensor 5 of FIG. 1 receives the laser beam 4,
Light emitting element drive signal (flash drive signal) from light receiving sensor 5
a (FIG. 7) is output. In synchronization with this, the shutter of the CCD camera opens. (2) The strobe 6 emits light based on the light emitter drive signal a, and the light emission signal b (FIG. 7) is output. While the strobe 6 is emitting light, the shutter of the camera (CCD camera) 7 is opened by the camera shutter opening / closing signal g (FIG. 7),
Is photographed on the screen (FIG. 6). The camera shutter opening / closing signal g is a signal for externally controlling the shutter of the CCD camera. The shutter is opened at about the same timing as the light emission signal (FIG. 7B), opened for about 100 μs, and immediately thereafter, the shutter is closed. is there. This closing shuts off external light, and shuts off sunlight from entering the camera immediately after shooting. CCD camera emits light (Fig. 7b)
Vertical synchronization can be performed in synchronization with. Also, at the same time as the end of the image memory write end signal (FIG.
The image charged in the D element is cleared to prepare for the next photographing. (3) Image memory trigger signal c based on light emission signal b
(FIG. 7) is output, and an image memory control signal d (FIG. 7) is obtained in synchronization with the output. With the rise of the image memory control signal d, the vertical synchronization signal of the camera is synchronized, and the video signal of the camera is taken into the image memory 23. The pulse width of the image memory control signal d corresponds to one frame of the CCD camera (one of the vertical synchronization signals e in FIG. 7). (4) Based on the image memory control signal d, one frame of the image signal captured by the CCD camera 7 is stored in the image memory 23 of FIG. (5) When the image memory control signal d falls, a write end signal f (FIG. 7) is output, and the image data stored in the CCD camera is erased by the write end signal. After a predetermined time delay from the write end signal f, I / O
An O take-in signal h (FIG. 7) is generated, and at the same time, the temperature data is taken into the A / D of FIG. 4 and the kilogram data is taken into the counter 43 of FIG.
【００４１】前記測定では、カメラ７のシャッタがスト
ロボ６の発光直前に開き、ストロボ６の発光直後（約１
００μｓ後）に閉じるようにしてあるためシャッターが
閉じることにより太陽光が遮断されて、カメラ７には瞬
時にしか太陽光が入射しない。このためストロボ６の発
光強度が太陽光強度よりも強くなり、太陽光の下でレー
ル１及び識別体８が鮮明に撮影される。カメラ７のシャ
ッタを開閉するには、例えば、図７ｇのカメラシャッタ
開閉信号を使用することができる。このカメラシャッタ
開閉信号ｇは図７のストロボ駆動信号ａの立ち上りで立
ち上がるパルスであり、パルス幅が時間にして約１００
μｓ程度のパルスである。In the above measurement, the shutter of the camera 7 opens just before the flash 6 emits light, and immediately after the flash 6 emits light (about 1
(After 00 μs), the sunlight is shut off by closing the shutter, and the sunlight enters the camera 7 only instantaneously. Therefore, the light emission intensity of the strobe 6 becomes stronger than the sunlight intensity, and the rail 1 and the identification body 8 are clearly photographed under sunlight. To open and close the shutter of the camera 7, for example, the camera shutter open / close signal of FIG. 7g can be used. The camera shutter opening / closing signal g is a pulse that rises at the rising edge of the strobe drive signal a in FIG.
This is a pulse of about μs.
【００４２】（変動量測定方法の実施形態２）基準物２
に基準被写体５０を取付けた場合は、次の様にしてレー
ル変動量を測定する。基本的には前記測定方法の実施形
態１、２と同様であり、異なるのはカメラによって、基
準識別体５０とレール１の識別体８とを同時に撮影して
図１１（ｂ）の様に同一画面に映し出し、画面上の識別
体８と基準識別体５０との間の間隔（図１１ｂの間隔
Ｘ）を測定してレール１のずれを求める。この場合、基
準識別体５０がレールを挟んで対向する二つの基準物の
うち、一方の基準物にしか取付けられていないときは、
画面上にレーザ光４に相当する基準位置を表示し、それ
を他方の基準識別体５０の代りに使用することができ
る。このようにすればレールを挟んで対向する二つの基
準物に基準識別体５０を取付ける必要がなく、基準識別
体５０の取付け数が半分になるため、測定装置のコスト
が大幅に低減する。(Embodiment 2 of Variation Measurement Method) Reference 2
When the reference subject 50 is attached to the above, the rail fluctuation amount is measured as follows. The measurement method is basically the same as that of the first and second embodiments. The difference is that the reference identification object 50 and the identification object 8 of the rail 1 are simultaneously photographed by a camera and the same as in FIG. The image is projected on the screen, and the gap between the discriminator 8 and the reference discriminator 50 on the screen (the interval X in FIG. 11B) is measured to determine the displacement of the rail 1. In this case, when the reference identification body 50 is attached to only one of the two reference objects facing each other across the rail,
A reference position corresponding to the laser beam 4 is displayed on the screen, and can be used instead of the other reference identification object 50. In this case, it is not necessary to attach the reference identification bodies 50 to the two reference objects opposed to each other with the rail interposed therebetween, and the number of the reference identification bodies 50 to be attached is reduced by half, so that the cost of the measuring apparatus is greatly reduced.
【００４３】（ふく進量測定方法の実施形態）前記測定
はレールの変動量（伸縮量）の測定であるが、この測定
はレールのふく進量の計測にも応用することができる。
レールのふく進量は温度条件がレール敷設時の温度、或
は基準温度時のレールの変動量であるため、前記と同様
にしてレールの不動区間の変動を求め、求められた変動
量から温度変化に起因する変動量を除去したり、基準温
度と異なる温度下で求められた変動量を、予め求められ
ている基準温度時の値に換算してふく進量とすることが
できる。(Embodiment of the method of measuring the amount of extension) Although the above measurement is the measurement of the amount of change (extension and contraction) of the rail, this measurement can also be applied to the measurement of the amount of extension of the rail.
Since the temperature of the rail is the temperature at the time of laying the rail or the fluctuation of the rail at the reference temperature, the fluctuation of the immovable section of the rail is obtained in the same manner as described above, and the temperature is calculated from the obtained fluctuation. The amount of change caused by the change can be removed, or the amount of change obtained at a temperature different from the reference temperature can be converted into a value at the time of the reference temperature, which is obtained in advance, and used as the amount of expansion.
【００４４】（他の測定との併用）本発明ではレールの
変動量測定と同時にレール間の遊間測定やレール長測定
を行うこともできる。その場合は車両に遊間測定装置や
レール長測定装置を搭載して行う。遊間測定装置には各
種のものを使用することができる。例えば本件発明者ら
が先に開発した特許第２０７３４０１号（特開平４−１
１８５０５）、特許第２５１４４９９号（特開平５−７
１９２９）や特開平７−３３２９３８号の遊間測定方法
とかレール長測定方法を採用すると便利である。(Use in Combination with Other Measurements) In the present invention, it is also possible to perform the measurement of the play between rails and the measurement of the rail length simultaneously with the measurement of the fluctuation amount of the rail. In this case, the vehicle is equipped with a play measuring device or a rail length measuring device. Various types of play time measuring devices can be used. For example, Japanese Patent No. 2073401 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
18505), Japanese Patent No. 2514499 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
1929) and JP-A-7-332938, it is convenient to employ the play measuring method or the rail length measuring method.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明のレール変動量測定方法及び測定
装置は次の様な効果がある。 （１）一方の基準物に取り付けたレーザ発振器から他方
の基準物に向けて出力されるレーザ光を水糸の代替と
し、それをトリガとして識別体を画面に取り込むため、
列車が傾斜しても測定誤差が生ずることがなく、精度の
高い測定が可能となる。 （２）識別体をカメラで撮影するため、識別体は撮影可
能であれば小さいものでもよく、レールへの識別体の取
付けや表示が容易になる。 （３）画像データをメモリできるため、必要な画面デー
タを随時呼び出して識別体の様子を目視することができ
る。 （４）帳票をもメモリしておけば、画面データと共に帳
票をも呼び出すことができる。また、帳票を呼び出すこ
とによりその帳票に対応した画面データを呼び出すこと
もできる。 （５）過去のデータを蓄積することができるのでデータ
ベース化することもできる。 （６）長尺レールの変動量及びふく進量だけでなく、定
尺レールのそれらをも測定することができる。 （７）非接触式の測定であるため高速走行に対応可能で
あり、新幹線、在来線等の営業車両に測定装置を搭載し
て、営業車両の走行中に自動計測が可能となり、効率良
く、高精度の計測を行うことができ、大幅な省力化、コ
ストダウンが実現される。 （８）レール変動量の測定と同時に、識別体付近のレー
ル温度をも測定するため、ふく進量を正確に算出するこ
とができる。 （９）レール変動量の測定と同時に、測定装置を搭載し
た車両の移動距離をも計測するため、どの位置の識別体
を測定しているかを知ることもできる。 （１０）レールの変動量測定と遊間測定とを同時に行う
こともできるので、両測定を別々に行う必要がなく、そ
れらを測定する手間が省け、経費節減になる。 （１１）レールの変動量測定と同時にレール長の測定も
行うことができるので、レール管理に必要なデータ数が
豊富になり、レール管理に便利である。 （１２）カメラのシャッターをストロボ駆動信号に同期
して約１００μｓ開き、その後に閉じる様にすることに
より、太陽光の下でもレール及び識別体を鮮明に撮影す
ることができ、正確な測定が可能となる。 （１３）レールを挟んで対向する二つの基準物のうち一
方の基準物にしか基準識別体を取付けず、画面上に、レ
ーザ光に相当する基準位置を表示して、それを他方の基
準識別体の代りに使用すれば、基準識別体の取付け数が
半分になるため測定装置のコストが大幅に低減する。The rail fluctuation measuring method and measuring apparatus of the present invention have the following effects. (1) In order to take a laser beam output from a laser oscillator attached to one reference object toward the other reference object as a substitute for a water thread, and use that as a trigger to capture an identification object on a screen,
Even if the train tilts, no measurement error occurs, and highly accurate measurement can be performed. (2) Since the identification object is photographed by the camera, the identification object may be small as long as it can be photographed, and attachment and display of the identification object on the rail are facilitated. (3) Since image data can be stored, necessary screen data can be called at any time and the state of the identification object can be visually checked. (4) If the form is also stored in the memory, the form can be called together with the screen data. Also, by calling the form, the screen data corresponding to the form can be called. (5) Since past data can be accumulated, it can be made into a database. (6) It is possible to measure not only the fluctuation amount and the extension amount of the long rail but also those of the fixed length rail. (7) Since it is a non-contact type measurement, it can respond to high-speed traveling. By installing a measuring device on commercial vehicles such as Shinkansen and conventional lines, it becomes possible to automatically measure while the commercial vehicle is traveling, and efficiently , High-precision measurement can be performed, and significant labor saving and cost reduction are realized. (8) Since the rail temperature near the discriminator is measured simultaneously with the measurement of the rail fluctuation amount, the extension amount can be accurately calculated. (9) Since the moving distance of the vehicle equipped with the measuring device is measured simultaneously with the measurement of the rail fluctuation amount, it is possible to know which position of the identification object is being measured. (10) Since the measurement of the fluctuation amount of the rail and the measurement of the play time can be performed at the same time, it is not necessary to perform both measurements separately, so that the trouble of measuring them can be omitted, and the cost can be reduced. (11) Since the rail length can be measured at the same time as the rail fluctuation amount measurement, the number of data required for rail management is increased, which is convenient for rail management. (12) By opening the shutter of the camera for about 100 μs in synchronization with the strobe drive signal and then closing it, it is possible to take clear pictures of the rails and the identification object even in sunlight, enabling accurate measurement. Becomes (13) A reference identifier is attached to only one of the two reference objects opposed to each other with the rail therebetween, and a reference position corresponding to the laser beam is displayed on a screen, and the reference position is identified by the other reference object. When used in place of the body, the number of mounting the reference identification body is reduced by half, so that the cost of the measuring device is greatly reduced.
【図１】（ａ）は本発明のレール変動量測定方法の正面
概要説明図、（ｂ）は車両の走行距離計測システムの説
明図。FIG. 1A is a schematic front view illustrating a rail fluctuation amount measuring method according to the present invention, and FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating a vehicle mileage measuring system.
【図２】（ａ）は本発明のレール変動量測定方法におけ
るレールと車両搭載機器の関係を示す側面図、（ｂ）は
（ａ）のレール部分の側面図。FIG. 2A is a side view showing a relationship between a rail and a vehicle-mounted device in the rail fluctuation amount measuring method of the present invention, and FIG. 2B is a side view of the rail portion of FIG.
【図３】本発明のレール変動量測定方法におけるレーザ
発信装置の一例を示すブロック説明図。FIG. 3 is an explanatory block diagram showing an example of a laser transmission device in the rail fluctuation amount measuring method of the present invention.
【図４】本発明のレール変動量測定方法における測定機
器の関連説明図。FIG. 4 is a related explanatory view of a measuring device in the rail fluctuation amount measuring method of the present invention.
【図５】本発明のレール変動量測定方法における撮影箇
所の平面説明図。FIG. 5 is an explanatory plan view of a shooting location in the rail fluctuation amount measuring method of the present invention.
【図６】（ａ）〜（ｄ）は本発明のレール変動量測定方
法における撮影画像の説明図。FIGS. 6A to 6D are explanatory diagrams of a captured image in the rail fluctuation amount measuring method of the present invention.
【図７】本発明のレール変動量測定方法のタイムチャー
トの図。FIG. 7 is a time chart of the rail fluctuation amount measuring method of the present invention.
【図８】（ａ）はトングレールの平面説明図、（ｂ）は
トングレールへの識別体取り付け状態を示す正面図。8A is an explanatory plan view of a tong rail, and FIG. 8B is a front view showing a state where an identification body is attached to the tong rail.
【図９】本発明のレール変動量測定方法における帳票の
一例を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory view showing an example of a form in the rail fluctuation amount measuring method of the present invention.
【図１０】（ａ）はレールの伸縮量の説明図、（ｂ）は
レールのふく進量の説明図。10A is an explanatory diagram of the amount of expansion and contraction of the rail, and FIG. 10B is an explanatory diagram of the amount of extension of the rail.
【図１１】（ａ）はレールの外側の基準物に基準被写体
を取り付けた状態の正面説明図、（ｂ）は識別体と基準
被写体とを同時に撮影した撮影画面の一例を示す平面説
明図。11A is a front view illustrating a state where a reference subject is attached to a reference object outside a rail, and FIG. 11B is a plan view illustrating an example of a shooting screen in which an identification object and a reference subject are simultaneously shot.
【図１２】レールの伸縮区間と不動区間の説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of a telescopic section and an immobile section of a rail.
１ レール ２ 基準物 ３ レーザ発振器 ４ レーザ光 ５ 受光センサ ６ 発光体 ７ カメラ ８ 識別体 ５０ 基準被写体 Reference Signs List 1 rail 2 reference object 3 laser oscillator 4 laser beam 5 light receiving sensor 6 light emitter 7 camera 8 discriminator 50 reference subject
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠田 憲幸 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目２番４号 名古屋鉄道株式会社内 (72)発明者 小美 博規 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目２番４号 名古屋鉄道株式会社内 (72)発明者 荻野 剛 愛知県名古屋市中村区名駅南三丁目４番26 号 名鉄住商工業株式会社内 (72)発明者 稲垣 明治 愛知県名古屋市中村区名駅南三丁目４番26 号 名鉄住商工業株式会社内 (72)発明者 塩野 幸策 東京都目黒区五本木二丁目22番７号 アク ト電子株式会社内 (72)発明者 大木 善次郎 東京都目黒区五本木二丁目22番７号 アク ト電子株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA13 AA15 BB12 BB24 CC07 DD06 FF04 GG08 GG13 JJ03 JJ26 KK03 MM07 QQ03 QQ24 QQ31 RR07 SS13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Noriyuki Shinoda, Inventor Nagoya Railroad Co., Ltd. 1-2-4, Meieki, Nakamura-ku, Nagoya, Aichi Prefecture (72) Inventor Hiroki Omi Meiji, Nakamura-ku, Nagoya, Aichi Nagoya Railway Co., Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Ogino 3-4-2, Minamieki, Nakamura-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Meitetsu Sumitomo Corporation (72) Inventor Meiji Inagaki Nakamura, Nagoya City, Aichi Prefecture 3-24-26 Minami-eki Station Meitetsu Sumisho Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Kosaku Shiono 2-22-7, Gobongi, Meguro-ku, Tokyo Inside Act Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Zenjiro Oki Tokyo F-term (Reference) 2-22-7 Gogongi 2-chome, Meguro-ku, Japan 2F065 AA03 AA13 AA15 BB12 BB24 CC07 DD06 FF04 GG08 GG13 JJ03 JJ26 KK03 MM07 QQ03 QQ24 QQ3 1 RR07 SS13
Claims (11)
（２）に取り付けたレーザ発振器（３）から、レール
（１）を挟んでレーザ発振器（３）と反対側に設けられ
た基準物（２）に向けてレーザ光（４）を出力し、その
レーザ光（４）をレール（１）を走行する車両に搭載さ
れた受光センサ（５）で受光し、受光センサ（５）から
出力される発光体駆動信号に基づいて車両に搭載された
ストロボ等の発光体（６）が発光し、その発光に基づい
て、車両に搭載されたカメラ（７）によりレール（１）
に取り付けられた識別体（８）が撮影され、その画面に
おける識別体（８）の画像位置からレール変動量を測定
することを特徴とするレール変動量測定方法。1. A laser oscillator (3) mounted on a reference object (2) fixed to the side of a rail (1), provided on the opposite side of the laser oscillator (3) across the rail (1). A laser beam (4) is output toward the reference object (2), and the laser beam (4) is received by a light receiving sensor (5) mounted on a vehicle running on the rail (1), and the light receiving sensor (5) A luminous body (6) such as a strobe mounted on a vehicle emits light based on a luminous body drive signal output from the camera, and a rail (1) is generated by a camera (7) mounted on the vehicle based on the emitted light.
A method for measuring the amount of rail fluctuation, characterized in that an image of an identification object (8) attached to a vehicle is taken, and the amount of rail fluctuation is measured from the image position of the identification object (8) on the screen.
いて、レール（１）の両側方に固定された基準物（２）
間に水糸に代わる基準被写体（５０）を設け、一方の基
準物（２）に取り付けたレーザ発振器（３）から出力さ
れるレーザ光（４）を、レール（１）を走行する車両に
搭載された受光センサ（５）で受光し、受光センサ
（５）から出力される発光体駆動信号に基づいて、車両
に搭載された発光体（６）を発光させ、その発光に基づ
いて車両に搭載されたカメラ（７）により、前記基準被
写体（５０）と識別体（８）とを同一画面に撮影し、撮
影画面における基準被写体（５０）と識別体（８）との
位置関係からレール変動量を測定することを特徴とする
レール変動量測定方法。2. A method according to claim 1, wherein the reference object is fixed to both sides of the rail.
A reference object (50) instead of a water thread is provided in between, and a laser beam (4) output from a laser oscillator (3) attached to one reference object (2) is mounted on a vehicle traveling on a rail (1). The light-emitting element (6) mounted on the vehicle emits light based on the light-emitting element driving signal output from the light-receiving sensor (5), and mounted on the vehicle based on the emitted light. The camera (7) captures the reference subject (50) and the discriminator (8) on the same screen, and calculates the rail fluctuation amount based on the positional relationship between the reference subject (50) and the discriminator (8) on the photographing screen. A rail fluctuation amount measuring method, characterized by measuring the amount of rail fluctuation.
測定方法において、識別体（８）が撮影された画面にレ
ーザ光（４）の位置に対応する基準位置を表示し、レー
ザ光（４）の位置に対応する基準位置と識別体（８）と
の位置関係からレール変動量を測定することを特徴とす
るレール変動量測定方法。3. The method according to claim 1, wherein a reference position corresponding to the position of the laser beam is displayed on a screen on which the identification object is photographed. A rail variation measuring method, comprising: measuring a rail variation based on a positional relationship between a reference position corresponding to the position (4) and the identification object (8).
レール変動量測定方法において、レーザ発振器（３）
は、レール（１）を走行してくる車両に搭載された送信
機（９）から送信される始動信号によりレーザ光（４）
を出力することを特徴とするレール変動量測定方法。4. A rail oscillator according to claim 1, wherein said laser oscillator includes a laser oscillator.
The laser beam (4) is generated by a start signal transmitted from a transmitter (9) mounted on a vehicle traveling on the rail (1).
A rail fluctuation amount measuring method characterized by outputting the following.
レール変動量測定方法において、車両に搭載された温度
センサ（１１）により識別体（８）付近のレール温度を
測定し、それに基づいてレール変動量を計測することを
特徴とするレール変動量測定方法。5. A rail fluctuation measuring method according to claim 1, wherein a temperature of the rail near the identification body is measured by a temperature sensor mounted on the vehicle. A rail fluctuation measuring method, wherein the rail fluctuation is measured based on the rail fluctuation.
レール変動量測定方法において、車両に搭載された移動
距離測定器（１２）により車両の移動距離をも測定し、
それに基づいて基準物（２）の位置を算出することを特
徴とするレール変動量測定方法。6. The method according to claim 1, further comprising measuring a moving distance of the vehicle by a moving distance measuring device (12) mounted on the vehicle.
A rail fluctuation amount measuring method, wherein the position of the reference object (2) is calculated based on the reference position.
レール変動量測定方法において、カメラ（７）にＣＣＤ
カメラを使用し、そのカメラ（７）のシャッタは発光体
（６）の駆動信号に同期して開き、発光体（６）が一瞬
発光し、識別体（８）をＣＣＤカメラに撮影した直後に
閉じるようにしたことを特徴とするレール変動量測定方
法。7. The method according to claim 1, wherein the camera has a CCD.
Using a camera, the shutter of the camera (7) opens in synchronization with the drive signal of the light emitter (6), the light emitter (6) emits light for a moment, and immediately after the identification object (8) is photographed by the CCD camera. A rail variation measuring method characterized by being closed.
（２）に取り付けたレーザ発振器（３）と、レーザ発振
器（３）から出力されるレーザ光（４）を受光する受光
センサ（５）と、レーザ光（４）を受光した受光センサ
（５）からの出力に基づいて発光するストロボ等の発光
体（６）と、発光体（６）の発光に基づいてレール
（１）に設けられた識別体（８）を撮影するカメラ
（７）と、画面における識別体（８）の画像位置からレ
ール変動量を算出する画像処理部（１０）と、レーザ発
振器（３）を発光させるための信号を送信する送信機
（９）を備え、前記受光センサ（５）、発光体（６）、
カメラ（７）、送信機（９）、画像処理部（１０）はレ
ール（１）を走行する車両に搭載されたことを特徴とす
るレール変動量測定装置。8. A laser oscillator (3) attached to a reference (2) fixed near a rail (1), and a light-receiving sensor (5) for receiving a laser beam (4) output from the laser oscillator (3). ), A light-emitting body (6) such as a strobe that emits light based on an output from a light-receiving sensor (5) that has received the laser light (4), and a rail (1) based on the light emission of the light-emitting body (6). A camera (7) for photographing the identified discriminator (8), an image processing unit (10) for calculating a rail fluctuation amount from an image position of the discriminator (8) on the screen, and a laser oscillator (3) for emitting light. A transmitter (9) for transmitting a signal of the light-receiving sensor (5), a luminous body (6),
A rail fluctuation amount measuring device, wherein a camera (7), a transmitter (9), and an image processing unit (10) are mounted on a vehicle running on a rail (1).
いて、レール（１）の両側方に固定された基準物（２）
に水糸に代わる基準被写体（５０）を設け、基準被写体
（５０）はカメラ（７）によりレール（１）の識別体
（８）と共に撮影される様に、一方の基準物（２）から
他方の基準物（２）に向けてレール（１）側に突出して
いることを特徴とするレール変動量測定装置。9. A reference object (2) fixed to both sides of a rail (1) in the rail fluctuation amount measuring device according to claim 8.
A reference subject (50) is provided in place of the water thread, and the reference subject (50) is photographed by the camera (7) together with the identification object (8) of the rail (1) so that the reference subject (2) is moved from one reference object (2) to the other. A rail fluctuation amount measuring device protruding toward the rail (1) toward the reference object (2).
量測定装置において、レール（１）を走行する車両に識
別体（８）付近のレール温度を測定する温度センサ（１
１）をも搭載したことを特徴とするレール変動量測定装
置。10. A rail fluctuation measuring device according to claim 8, wherein a temperature sensor (1) for measuring a rail temperature near the identification body (8) to a vehicle running on the rail (1).
A rail fluctuation amount measuring device characterized by mounting 1).
載のレール変動量測定装置において、レール（１）を走
行する車両にその移動距離を検出する移動距離測定器
（１２）をも備えたことを特徴とするレール変動量測定
装置。11. A rail fluctuation amount measuring apparatus according to claim 8, further comprising a moving distance measuring device (12) for detecting a moving distance of a vehicle traveling on the rail (1). A rail fluctuation amount measuring device, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001123121A JP4582746B2 (en) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Rail fluctuation measuring method and rail fluctuation measuring apparatus |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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