JP2011153981A - コンクリート製軌道の軌道狂い測定方法および測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
コンクリート軌道表面の凹凸に影響され難くかつ段差等の軌道の急峻な位置変化に対して対応可能でかつ検測車両の走行状態で高低狂い、通り狂い等の測定を行うことができるコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法および測定装置を提供することにある。
【解決手段】
この発明は、検測車両の走行状態におけるコンクリート製軌道の軌道狂い測定において、距離検出器から得られるデジタル値の測定信号の測定値に対してコンクリート表面の凹凸を除去する幅を設定したメディアンフィルタ処理を行い、メディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいてモノレールの軌道狂い量の算出を行うものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、コンクリート製軌道の軌道狂い測定方法および測定装置に関し、詳しくは、コンクリート製のモノレール軌道を用いる跨座形モノレールの高低狂い、通り狂い等の測定を検測車両の走行状態において行うことができる非接触型のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法および測定装置に関する。

レール高さ狂い、変位、通り狂い等の軌道狂いを走行状態で測定するためにレーザ光を用いる光学式の非接触式軌道狂い測定装置が鉄道技術の分野ではすでに行われ、よく知られている。これに対してコンクリート製の軌道を使用するモノレールの技術分野では、軌道狂い測定の多くが測定車輪による接触式変位センサで行われてきた。この測定車輪による測定は、一昔前までは鉄道技術の分野で行われていた。
そもそも、モノレール、特に、跨座形モノレールでは、軌道桁の精度が悪く、軌道桁と案内車輪との間に遊間があり、また、軌道桁と軌道桁との継目となる支柱部分では、軌道桁に段差が生じ易いので、軌道の上下方向と幅方向とがそれぞれに調整できるようになっている。
このようなことから測定車輪による測定が行われてきたが、モノレール軌道でのこの測定車輪による測定は、測定車輪の跳ねが多く、それにより測定誤差を発生することから検測車両走行状態での高速測定ができていないのが現状である。しかも、モノレール軌道は、鉄道軌道と比較して遊間量と段差が大きく、また、走行車輪の特性上からして測定精度が低下せざるを得ない。

しかし、最近では、測定精度の向上を図るためにモノレール軌道においても非接触センサを使用した測定方法が使用されてきている。非接触式センサを用いたモノレールの軌道狂い測定として跨座形モノレール用幅寸法測定装置がすでに公知である（特許文献１）。また、跨座式モノレールの軌道点検装置として、ＣＣＤカメラおよびデジタルビデオカメラを用いた軌道の亀裂、損傷、塗装の剥離や劣化などの点検装置が公知である（特許文献２）。さらに、跨座形モノレールの軌道桁の走行面に設けられる碍子、電線位置に関係するアンカ穴などを測定治具をもって測定する測定装置が公知である（特許文献３）。

特開２００７−１８３１８３号公報 特開２００９−１３３６７０号公報 特開２００９−２２９２８７号公報

遊間量、段差が大きいモノレールの軌道狂い測定おいては、検測車両の走行状態において測定をしかつその速度向上並びに精度向上を図る要請がある。この要請に応えるためには機構の簡略化が必須になる。非接触センサによる測定は、測定車輪を取付ける測定台車枠部分が不要となることから機構の簡略化が図れる利点があるが、非接触センサを使用した測定車輪なしでの測定では、直接コンクリート軌道の表面をターゲットとして測定する必要があるので、コンクリート軌道表面の凹凸に影響されて測定信号にノイズが多く入り、走行状態においての測定、特に走行速度を上げた測定となると、段差での測定誤差が大きくなる問題がある。そのため、検測車両の走行状態において段差を考慮した精度の高いモノレール軌道の軌道狂い測定が未だに実用的なレベルに至ってはいない。
例えば、特許文献１の測定方法にあっては、可搬型ということもあり、走行しながら測定をする技術にはなっていない。これに対して特許文献２の測定方法にあっては、走行状態にての点検は可能であるが、モノレールの軌道狂い測定と点検とは使用機器が異なる上に、測定項目の性質も異なる。そのため、このような方式のものをモノレールの軌道狂い測定に利用しても段差での測定誤差の問題は解決されない。その結果、段差の測定を含めての走行状態でのモノレール軌道の軌道狂い測定には適用し難いものとなっている。
また、特許文献３の測定装置は、建設中の跨座形モノレールの軌道桁についてのものであり、建設後の車両走行に対するモノレールの軌道狂い測定ではない。

そこで、高速走行状態で軌道狂いを測定する鉄道における光学式の非接触式軌道狂い測定技術をモノレール軌道の軌道狂い測定に適用することが考えられるが、鉄道の軌道では通常鉄製のレールとなっているため、表面が滑らかである。したがって、軌道表面の凹凸と段差との影響を受けにくいが、この点、跨座形モノレールの軌道は、コンクリート製であり、表面には３ｍｍ程度の凹凸があるので、鉄道と同様なビームスポット型のレーザを用いた非接触センサ（距離検出器）を使用すると、コンクリート表面の凹凸と段差との影響を受けて検測車両の走行状態においては段差部分での測定誤差が大きくなる欠点がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、コンクリート軌道表面の凹凸に影響され難くかつ段差等の軌道の急峻な位置変化に対して対応可能でかつ検測車両の走行状態で高低狂い、通り狂い等の測定を行うことができるコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法および測定装置を提供することにある。

このような目的を達成するための第１の発明のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法および測定装置の特徴は、検測車両がコンクリート製の軌道を走行して検測車両に設けられた距離検出器の測定光を軌道の走行路に照射してこの走行路までの距離を非接触で測定し、距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、コンクリート表面の凹凸を除去するためにデジタル値の測定値に対して検測車両に設けられたデータ処理装置において所定の走行距離幅に対応する複数個の測定値を単位としてメディアンフィルタ処理を行い、このメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいてデータ処理装置がコンクリート製軌道の軌道狂い量の算出を行うものである。
また、第２の発明は、検測車両がコンクリート製の軌道を走行して検測車両に設けられた距離検出器の測定光を軌道の側面に照射してこの側面までの距離を非接触で測定し、距離検出器の測定信号をＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、コンクリート表面の凹凸を除去するためにデジタル値の測定信号の測定値に対して検測車両に設けられたデータ処理装置において所定の走行距離幅に対応する複数個の測定値を単位としてメディアンフィルタ処理を行い、このメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいてデータ処理装置が軌道の軌道狂い量の算出を行うものである。

このようにこの発明にあっては、検測車両の走行状態におけるコンクリート製軌道の軌道狂い測定において、距離検出器から得られるデジタル値の測定信号の測定値に対してコンクリート表面の凹凸を除去する幅を設定したメディアンフィルタ処理を行い、メディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいてモノレールの軌道狂い量の算出を行うものである。
これにより、測定値がコンクリート製の軌道表面にある最大３ｍｍ程度の凹凸の影響を受けないで済むので、検測車両が遊間、段差等により大きな位置変化を受けても、非接触の距離検出器（非接触センサ）の検出は、急峻の変化に追従することができ、測定値が過渡的な影響を受けないで済む。しかも、非接触の距離検出器を使用しているので機構の簡略化を図ることができる。
なお、ここでのメディアンフィルタ処理とは、特異点（高周波等）のノイズを除去するために走行距離において一定の幅の範囲で選択されたできるだけ奇数個の測定データを単位として、例えば、昇順にソートしてソートした値のうちの中央位置の測定値を採用してそれを測定値とし、走行距離における一定の幅においてデータ値を１つづつ順次シフトさせていくことで各中央位置の値からなるデータを各測定値として得るフィルタ処理である。
その結果、コンクリート製軌道の表面の３ｍｍ程度の凹凸に影響され難くかつ段差等の急峻な測定値の変化にも対応可能な非接触型のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法および測定装置を容易に実現することができる。

図１は、この発明の跨座形モノレールの軌道狂い測定方法を適用した牽引形軌道測車とコンクリート製の軌道との関係を示す断面説明図である。 図２（ａ）は、牽引形軌道測車の台車に取り付けられた高低用非接触センサヘッドと通り用非接触センサヘッドの配置についての側面説明図、図２（ｂ）は、その平面説明図である。 図３は、軌道狂い測定装置において各測定値に対してメディアンフィルタ処理をするデータ収録・処理装置のブロック図である。 図４は、データ収録・処理装置による軌道狂い測定のフローチヤートである。 図５は、メディアンフィルタ処理による段差部分の誤差要因排除についての説明図である。

図１において、１は、跨座形モノレール形の牽引形軌道検測車であって、牽引形軌道検測車１は、図２（ａ）に示すように、跨座形モノレール形のモータカー２０とこれに連結棒２１を介して結合された跨座形モノレール形の台車１０とからなる。台車１０は、モータカー２０に牽引されて走行状態でコンクリート製モノレール軌道（軌道桁５）上を跨って走行して軌道桁５の検測を行う。
図１に示すように、台車１０の車体には軌道狂い測定装置本体１５が搭載されている。図１の下側には台車１０の軌道狂い測定装置本体１５のブロック図を示してある。
１０ａは、台車１０の門型の車体フレームであって、この車体フレーム１０ａの横梁（上部辺）１０ｂとその脚部には軌道狂い測定装置本体１５に接続されて軌道狂い測定装置の６個の変位センサがそれぞれ取付られている。
なお、ここでの軌道狂い測定装置は、軌道狂い測定装置本体１５と６個の変位センサ等で構成されている。
台車１０において、点線で示す２ａ，２ｂは、台車１０の車体フレーム１０ａの床下に設けられた走行車輪、点線で示す３ａ，３ｂは、台車１０から両側に垂下した車体フレーム１０ａの一部をなす両側の脚部７，７にそれぞれ設けられた案内車輪、そして点線で示す４ａ，４ｂは、脚部７，７の下側にそれぞれ設けられた安定車輪である。これにより両側の脚部７，７が軌道桁５の側面両側に配置され、車体フレーム１０ａが軌道桁５に跨ることになる。
６は、軌道桁５上に設けられた走行路である。走行路６には、図１に示すように走行車輪２ａ，２ｂを受ける窪部（路面）６ａ，６ｂが所定の間隔をもって平行して設けられている。

牽引形軌道検測車１では、台車１０の上部辺の床下から窪部６ａまでの変位（距離）を測定する変位センサとして高低用非接触センサヘッド８ａ，８ｂ，８ｃ（図２（ａ）参照）が窪部６ａに対応するように台車１０の横梁１０ｂ（台車の床下）に取付けられている。
横梁１０ｂは、台車１０の床下において台車１０の走行方向の長さに対して４ｍの測定弦が形成できるように窪部（路面）６ａのライン（走行路６のライン）上に等間隔で設けられている。そこで、横梁１０ｂに取付られた高低用非接触センサヘッド８ａ，８ｂ，８ｃも横梁１０ｂに対応する等間隔になっている。
これを図２（ａ），図２（ｂ）において説明すると、高低用非接触センサヘッド８ａ，８ｂ，８ｃは、４ｍ測定弦の軌道狂い測定として前後の走行車輪２ａ，２ｂの間において走行方向中央と前後に約２０００ｍｍの等間隔で床下において設置され、図２（ｂ）に示すように、台車１０の３本の横梁１０ｂにそれぞれが固定されている。
なお、図２（ａ），図２（ｂ）においては、説明の都合上、脚部７は図示していない。
ところで、４ｍ測定弦軌道狂いとは、鉄道における１０ｍ弦正矢法に対応して４ｍ弦正矢法を用いた測定法であり、４ｍ間隔で弦を張り、弦の中央部分（端から２ｍ）の弦の位置から測定箇所までの距離を測定するものである。

支柱７ａ，７ｂ，７ｃは、通り用非接触センサヘッド取付用の支柱であって、３本の横梁１０ｂにそれぞれ対応した位置において台車１０に設けられた走行方向左右２本の側梁１０ｃのうち図１において示す右側の脚部７に沿って垂下して設けられている。
支柱７ａ，７ｂ，７ｃには、これらから軌道桁５の軌道側面部６ｃまでの変位（距離）を測定する変位センサとして通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆが取付けられている。通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆは、高低用非接触センサヘッド８ａ，８ｂ，８ｃに対応して４ｍ測定弦の軌道狂い測定として軌道側面部６ｃの上部側面に対応するように支柱７ａ，７ｂ，７ｃの内側途中にそれぞれが固定されている。
なお、高低用非接触センサヘッド８ａ，８ｂ，８ｃと通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆは、いずれも同じ構成のボックス型の変位センサを主体とするもの（図３参照）であるが、図では説明する都合上、これらを区分けしてそれぞれ異なるシンボルマークとして記述してある。
これら通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆも台車１０の３本の横梁１０ｂにそれぞれ対応して設けられた支柱７ａ，７ｂ，７ｃに固定されているので、これらも４ｍの測定弦が形成できるように等間隔配置になっている。
高低用非接触センサヘッド８ａ、８ｂ，８ｃおよび通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆは、それぞれ測定基準距離が４００ｍｍ、測定範囲が基準距離から±４０ｍｍ程度の精度をもつビームスポット型ＣＣＤのレーザの変位センサで構成され、さらに後述するようにその内部にはＡ／Ｄ変換回路が内蔵されている。そこで、各センサヘッドの出力はデジタル値として出力される。
一方、走行車輪２ａには、ロータリエンコーダからなる距離パルス発生器９が設置され、その出力パルスが距離パルス発生回路１３に入力されている（図３参照）。

高低用非接触センサヘッド８ａ、８ｂ，８ｃおよび通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆの各検出信号（各変位信号）は、牽引形軌道検測車１に搭載された軌道狂い測定装置本体１５が受ける。
図３に示すように、高低用非接触センサヘッド８ａ、８ｂ，８ｃおよび通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆは、それぞれレーザ投光部８１と、レーザ受光部８２、そしてレーザ受光部８２からの検出信号（変位信号）をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）８３とで構成されている。Ａ／Ｄ８３のサンプリング周期は、２０μsec〜１０００μsecの範囲で選択可能である。
一方、軌道狂い測定装置本体１５は、デジタルセンサアンプ１１、インタフェース１２、距離パルス発生回路１３、そしてデータ収録・処理装置１４とにより構成される。
なお、デジタルセンサアンプ１１は、各センサヘッドに対応して設けられていて、図３に示すようにデジタルセンサアンプ１１ａ〜１１ｆからなる。デジタルセンサアンプ１１ａ〜１１ｆは、この図３に示すように、１枚の基板（カード）として高低用非接触センサヘッド８ａ、８ｂ，８ｃおよび通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆ側に一体化されて設けられていてもよい。

図３は、軌道狂い測定装置において各測定値に対してメディアンフィルタ処理をするデータ収録・処理装置のブロック図である。
高低用非接触センサおよび通り用非接触センサヘッドの各センサヘッドの検出信号（変位信号）は、軌道狂い測定装置本体１５において、まずは各デジタルセンサアンプ１１ａ〜１１ｆにそれぞれ入力され、ここで、各検出値（変位量）のデジタル値がデジタル値として移動平均処理のフィルタ処理された後に検出された各変位量に基づいてそれぞれのセンサヘッドの測定基準位置からターゲットまでの測定距離が算出される。そして、この測定距離を一旦アナログ値に変換してインタフェース１２に送出し、このインタフェース１２を介してデータ収録・処理装置１４に入力する。
すなわち、Ａ／Ｄ８３によりサンプリングされ、デジタル値に変換された高低用非接触センサヘッド８ａ、８ｂ，８ｃおよび通り用非接触センサヘッド８ｄ，８ｅ，８ｆの各検出信号（変位信号）は、各ヘッドセンサに対応して設けられたデジタルセンサアンプ１１ａ〜１１ｆにそれぞれに入力される。各デジタルセンサアンプ１１ａ〜１１ｆは、それぞれにデジタル処理において移動平均処理をし、デジタル処理において各センサヘッドの測定基準位置からの測定距離を演算するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）回路で構成されている。
すなわち、この実施例では、変位センサとデジタルセンサアンプとにより距離検出器が構成されている。

図３に示すように、各デジタルセンサアンプ１１ａ〜１１ｆの内部構成は、それぞれコントロール１１１とフィルタ処理１１２、そしてＤ／Ａ変換（Ｄ／Ａ）１１３の各処理ブロックからなる。受けたデジタル値の検出信号（変位信号）をフィルタ処理１１２のブロックにおいて移動平均値を算出し、この移動平均値から測定距離を演算してその演算値をＤ／Ａ１１３のブロックでアナログ信号に変換してインタフェース１２へと送出する。
コントロール１１１の処理ブロックは、あらかじめ設定された移動平均値を算出するサンプリング数においてフィルタ処理１１２のブロックに移動平均処理を行わせる。これにより受けた検出信号（変位信号）におけるノイズが除去される。なお、ここでの移動平均は、一瞬の突発的なノイズ成分の影響を多少受ける可能性があるので、出力が安定する程度のサンプリング数に止めるとよい。
フィルタ処理１１２のブロックは、移動平均処理のほかに、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなども選択可能であるが、ここではデータを安定させるために移動平均処理を行っている。
フィルタ処理１１２のブロックの平均値を採る移動平均のデータ数（サンプリング数）は、高低用非接触センサヘッド８ａ、８b、８ｃおよび通り用非接触センサヘッド８ｃ、８ｅ，８ｆの出力から外来ノイズ、段差等による突発的なノイズを除去するために走行速度との関係で決定される。具体的には、走行状態に応じて各センサヘッドから得られる変位信号に対して３乃至５サンプル数程度の走行距離幅とする。
なお、後述する距離パルスに同期して測定値をサンプリングした場合には、１パルス／２ｍｍ程度の走行距離に対応するために、これは、走行距離にして前記は６ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の幅に対応する。

データ収録・処理装置１４は、ＭＰＵ１４１、メモリ１４２、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）１４３、そして外部記憶装置（ＨＤＤ）１４４とからなり、これらがバスを介して接続されている。メモリ１４２には、測定データ採取プログラム１４２ａ、２００ｍｍサンプルデータ抽出プログラム１４２ｂ、メディアンフィルタ処理プログラム１４２ｃ、４ｍ測定弦の軌道狂い演算プログラム１４２ｄ、走行距離算出プログラム１４２ｅ等が格納され、作業領域１４２ｄが設けられている。
インタフェース１２を介してデータ収録・処理装置１４に取込まれた各デジタルセンサアンプ１１からの各アナログデータ（各距離測定信号値）は、Ａ／Ｄ１４３でＡ／Ｄ変換されてデジタル信号に変換される。このデジタル値をＭＰＵ１４１が受けて６個の各ヘッドセンサにより検出される測定ターゲット（走行路と軌道側面）までの測定値がメモリ１４２の作業領域１４２ｆに直接あるいはＭＰＵ１４１を介して各ヘッドセンサ対応に記録される。
データ収録・処理装置１４は、走行車輪２ａに設置した距離パルス発生器９の出力信号（距離パルス）を受けたときにＭＰＵ１４が走行距離算出プログラム１４２ｅをコールして実行し、現在までの走行距離の算出処理をする。
距離パルス発生器９の距離パルスは、２００パルス〜２，５００パルス／１回転の範囲で選択的に設定が可能である。通常、１回転に１０００パルス程度で使用される。これにより、距離パルス発生器９は、１パルス／２ｍｍ程度において走行距離に応じて発生する。

以下、データ収録・処理装置１４による軌道狂い測定処理について図４のフローチャートを参照して説明する。
データ収録・処理装置１４は、データ収録を開始すると、ＭＰＵ１４１が測定データ採取プログラム１４２ａをコールして実行する。このプログラムの実行によりＭＰＵ１４１は、デジタル信号に変換された６個の各ヘッドセンサの測定値（測定ターゲットまでの測定距離）をインタフェース１２から取得し（ステップ１０１）、メモリ１４２の作業領域１４２ｆに記録する（ステップ１０２）。そして、６個の各ヘッドセンサごとに測定ターゲットまでの測定距離についてメディアンフィルタ処理に必要な所定定量の測定データがメモリに記録されか否かを判定する（ステップ１０３）。ここで判定がＮＯのときにはステップ１１０へと移り、測定中か否かの判定をして測定中であるときにはステップ１０１へと戻り、測定データの採取とメモリへの記録とを繰り返す。

ステップ１０３の判定でＹＥＳとなると、ＭＰＵ１４１は、次にメディアンフィルタ処理プログラム１４２ｃをりコールして実行する。これにより、作業領域１４２ｆに記録された測定ターゲットまでの測定距離を示す各ヘッドセンサのデータに対してそれぞれにメディアンフィルタ処理が行われ、メディアンフィルタ処理された測定値がメモリの作業領域に記憶される（ステップ１０４）。
ここでのメディアンフィルタ処理とは、前記したように走行距離において一定の幅の範囲で選択されたできるだけ奇数個の測定データを単位として、例えば、昇順にソートしてソートした値のうちの中央位置の値を採用してそれを測定値とし、走行距離における一定の幅においてデータ値を１つづつ順次シフトさせていくことで各中央位置の測定値からなるデータを各ヘッドセンサの距離測定値として得るフィルタ処理である。
これにより突発的な特異点のデータや高周波ノイズデータが除去される。走行距離における一定の幅の範囲については、実際のコンクリートを測定し、最適値を設定することになる。

具体的には、跨座形モノレールの軌道桁５がコンクリート製であるため、その表面には３ｍｍ程度の凹凸がある。ここでは、この凹凸の影響を少なくするためには、測定値から凹凸による特異値を除く必要がある。そこで、コンクリート表面の３ｍｍ程度の凹凸が排除されるように、メディアンフィルタ処理における走行距離における一定の幅が決定される。その幅としては、例えば、走行距離１０ｍｍ程度に対応するサンプリング数の幅を選択する。１距離パルスごとに測定値（変位量）をサンプリングするとすれば、２ｍｍ程度の走行距離ごとに１サンプリングとなるので、１０ｍｍに対応するサンプリング数は、５個となり、奇数値となる。ここでは、この５個のサンプリングデータをソートして中央値の測定値を得て、走行距離１０ｍｍの中央位置の距離５ｍｍ走行した距離位置での測定値とすることになる。

このようにして、５個の中に入るサンプリングデータが昇順にソートされてその幅の中での中央値がその幅を移動させながら順次選択されていく。順次、所定のサンプリング数の幅を維持したままに１サンプリングずつ後に採取されたデータにシフトさせて各中央値が幅中央位置での測定距離として検出されていく。これによりコンクリート製からくる特異値が測定値から取り除かれる。選択された中央値は、幅の中央位置での測定値（測定ターゲットまでの測定距離）とされる。
メディアンフィルタ処理された各ヘッドセンサの各測定データは、メモリ１４２の作業領域１４２ｆに順次走行距離とともに記録されていく。
なお、連続的なメディアンフィルタ処理は、測定値（測定ターゲットまでの測定距離）の取得待ちのときには１つ前の測定データについてその処理幅分、前記の例では５サンプリング分、残されて、残された５サンプリング分が次のデータ処理が開始されて連続処理を行う。

次に、２００ｍｍサンプルデータ抽出プログラム１４２ｂをＭＰＵ１４１がコールして実行し、走行距離から前回のメディアンフィルタ処理の開始から検測車両が２００ｍｍ走行したか否かを走行距離から判定をする（ステップ１０５）。
このように、２００ｍｍサンプルデータ抽出プログラム１４２ｂを用いることにより、２００ｍｍ走行した場合、メデイアンフィルタ処理された測定値データを２００ｍｍ走行ごとに一定量取得することができる。
ここでの判定でＮＯのときにはステップ１１０へと移り、測定中か否かの判定をして測定中であるときにはステップ１０１へと戻り、データの採取とメモリへの記録とを繰り返す。これにより、連続的に取得された測定ターゲットまでの測定距離のデータに対してメディアンフィルタ処理が順次繰り返されていく。
ステップ１０５の判定でＹＥＳのときには、ＭＰＵ１４１が４ｍ弦軌道狂い演算プログラム１４２ｄをコールして実行する。この４ｍ弦軌道狂い演算プログラム１４２ｄの実行により、走行路６の窪部６ａの高低狂いと軌道側面部６ｃの通り狂いを２００ｍｍ走行ごとに演算することができる。

各ヘッドセンサの測定データに対して走行距離２００ｍｍ分のメディアンフィルタ処理が終了した時点でステップ１０５の判定がＹＥＳとなると、ＭＰＵ１４１は、４ｍ測定弦の軌道狂い演算プログラム１４２ｄをコールして実行する。
メディアンフィルタ処理された測定データ（測定変位量のデータ）がある一定量、ここでは、走行距離２００ｍｍ分、作業領域１４２ｆに記録されると、メディアンフィルタ処理された測定値のデータを作業領域１４２ｆから取得し（ステップ１０６）、次に現在の走行距離をメモリの作業領域１４２ｆに記憶して（ステップ１０７）、各測定値のデータと現在の走行距離とに基づいて４ｍ測定弦の軌道狂いとして、高低狂い、通り狂いの算出が行われる（ステップ１０８）。

ここでの高低狂い算出は、台車１０の床下において前方側に設置した非接触センサヘッド８ａの出力値により算出された測定距離をａとし、中央に設置した非接触センサヘッド８ｂの出力値により算出された測定距離をｂとし、後方に設置した非接触センサヘッド８ｃの出力値により算出された測定距離をｃとした場合に、高低狂い量ＨとしてＨ＝（ａ＋ｃ）／２−ｂの式により算出される。ただし、測定距離ａ，ｂ，ｃは、メディアンフィルタ処理後の測定値である。
通り狂い算出は、支柱の前方側に設置した非接触センサヘッド８ｄの出力値により算出された測定距離をｄとし、中央に設置した非接触センサヘッド８ｅの出力値により算出された測定距離をｅとし、後方に設置した非接触センサヘッド８ｆの出力値により算出された測定距離をfとしたときに、通り狂い量ＳとしてＳ＝（ｄ＋ｆ）／２−ｅの式により算出される。
算出された高低狂い量Ｈと通り狂い量Ｓとがこれに対応する４ｍ測定弦の走行距離の位置とともにメモリ１４２の所定の領域に記憶される（ステップ１０９）。ただし、測定距離ｄ，ｅ，ｆは、メディアンフィルタ処理後の測定値である。
次に、測定中か否かの判定をして（ステップ１１０）、ここでＮＯとなると、ステップ１０１へと戻り、前記の処理を繰り返す。ここでＹＥＳとなると、この測定を終了する。
以上の処理において、ステップ１０６からステップ１１０の処理中であってもインタフェース１２には、測定データが記録され続けているので、ステップ１０１では、連続的に測定データを採取することができる。
測定を終了したときには、作業領域１４２ｆに記憶されている高低狂い量Ｈと通り狂い量Ｓとがこれらに対応する測定位置での走行距離とがＨＤＤ１４４に転送されて記録される。

図５を参照して上記のステップ１０４のメディアンフィルタ処理による誤差要因排除の効果について説明する。
図５（ａ）は、従来の測定車輪による接触式センサ測定である。図面右から左へ台車１０が走行するものとする。測定車輪２２を使用することでコンクリートの表面の凹凸の影響は少ないが段差部２３では変位量が鈍ってしまい、段差部２３での車輪の跳ね等により図５（ａ）の右側に示すような過渡的な測定信号２４が得られ、測定誤差が発生する。なお、測定信号２５は、段差部分の走行における理想的な測定信号である。
図５（ｂ）は、単に非接触式センサ、例えば、鉄道の軌道測定装置等のレーザ変位センサを使用しての測定結果である。鉄道における鉄製の軌道は滑らかであるのに対し、コンクリート製のモノレールの軌道桁５は表面の凹凸が粗く、同じ測定をした場合、影響を受け、段差部２３における変位量による測定結果としてコンクリートの表面の凹凸の影響を受けた測定信号２６のようになる。
図５（ｃ）は、モノレールの軌道桁５の表面の凹凸の影響を排除するために非接触センサ出力に対してその測定値を前記のようなメディアンフィルタ処理をしたものである。段差部２３における変位量による測定結果としてコンクリートの表面の凹凸の影響を受けた測定信号２７のように理想的な測定信号２５に近くなる。

以上の説明してきたが、実施例では、測定ターゲットまでの距離測定としてレーザ変位センサを用いているが、変位センサは、レーザ変位センサに限定されるものではなく、さらに変位センサに限らず、この発明は、反射型距離検出器等の測定光をターゲットに照射して距離測定ができる距離検出器一般であってよい。なお、変位センサを使用した場合には距離検出器として測定距離の換算をする必要があるが、距離検出器を使用する場合には、変位センサで検出された変位量を距離に換算する必要はない。
なお、変位から距離を算出する距離算出回路が変位センサに設けられて、変位センサ自体が距離検出器としての役割を果たす変位センサが用いられてもよい。
また、実施例では４ｍの測定弦の例を挙げているが、測定弦は４ｍに限定されるものではない。
さらに、実施例では跨座形モノレール軌道の測定について説明してきたが、この発明は、ターゲットがコンクリート面の軌道であれば跨座形モノレールの軌道に限定されるものではない。

１…軌道検測車、２ａ，２ｂ…走行車輪、
３ａ，３ｂ…案内車輪，４ａ，４ｂ…安定車輪、
５…軌道、６…走行路、６ａ，６ｂ…窪部、
６ｃ，６ｄ…軌道側面部、７…脚部、
７ａ，７ｂ，７ｃ…支柱、
８ａ，８ｂ，８ｃ…高低用非接触式センサヘッド、
８ｄ，８ｅ，８ｆ…通り用非接触式センサヘッド、
９…距離パルス発生器、１０…台車、
１０ａ…車体フレーム、１０ｃ…側梁、
１１…デジタルセンサアンプ、１２…インタフェース、
１３…距離パルス発生回路、１４…データ収録・処理装置、
１５…軌道狂い測定装置本体、
８１…レーザ投光部、８２…レーザ受光部、
８３…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
１１１…コントロールブロック、１１２…フィルタ処理ブロック、
１１３…Ｄ／Ａ変換回路（Ｄ／Ａ）、１４１…ＭＰＵ、１４２…メモリ，
１４２ａ…測定データ採取プログラム、
１４２ｂ…２００ｍｍサンプルデータ抽出プログラム、
１４２ｃ…メディアンフィルタ処理プログラム、
１４２ｄ…４ｍ測定弦の軌道狂い演算プログラム、
１４２ｆ…作業領域、
１４３…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
１４４…外部記憶装置（ＨＤＤ）。

Claims (11)

1. コンクリート製軌道の軌道狂い測定方法において、
   検測車両がコンクリート製の軌道を走行して前記検測車両に設けられた第１の距離検出器の測定光を前記軌道の走行路に照射してこの走行路までの距離を非接触で測定し、前記第１の距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、コンクリート表面の凹凸を除去するために前記デジタル値の測定値に対して前記検測車両に設けられたデータ処理装置において所定の走行距離幅に対応する複数個の前記測定値を単位としてメディアンフィルタ処理を行い、このメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいて前記データ処理装置が前記軌道の軌道狂い量の算出を行うコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
2. さらに第２の距離検出器を前記検測車両に設け、前記第２の距離検出器の測定光を前記軌道の側面に照射して前記側面までの距離を非接触で測定し、前記第１および第２の距離検出器の各測定信号の値を測定値としてをＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、前記メディアンフィルタ処理を行う請求項１記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
3. 前記検測車両は、前記コンクリート製の軌道上を走行するモノレール車両であり、前記第１および第２の距離検出器は、ビームスポット投光型のレーザ変位センサをそれぞれ有し、前記レーザ変位センサにより前記走行路と前記側軌道の面までの変位量をそれぞれ検出して各前記変位量から前記走行路および前記軌道の側面までの距離をそれぞれ算出する請求項２記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
4. 前記モノレール車両は跨座形モノレール車両であり、前記第１の距離検出器の前記レーザ変位センサにより前記走行路のライン上において所定の長さの測定弦が形成されるように前記第１の距離検出器が３台に設けられ、前記第２の距離検出器の前記レーザ変位センサにより前記軌道の側面に沿って前記所定の長さの測定弦が形成されるように前記第２の距離検出器が３台に設けられ、前記第１および第２の距離検出器は、前記レーザ変位センサと距離算出回路とを有し、前記レーザ変位センサは、前記変位量をデジタル値として出力するものであり、前記距離算出回路は、前記変位量のデジタル値に基づいて移動平均処理と前記走行路および前記側軌道の面までのそれぞれの測定距離をデジタル値として算出し、これらの各測定距離のデジタル値をＤ／Ａ変換してアナログ値の各前記測定距離を発生する請求項３記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
5. 前記跨座形モノレール車両は、モータカーに牽引される跨座形の台車である請求項４記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
6. コンクリート製軌道の軌道狂い測定方法において、
   検測車両がコンクリート製の軌道を走行して前記検測車両に設けられた距離検出器の測定光を前記軌道の側面に照射してこの側面までの距離を非接触で測定し、前記距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、コンクリート表面の凹凸を除去するために前記デジタル値の測定値に対して前記検測車両に設けられたデータ処理装置において所定の走行距離幅に対応する複数個の前記測定値を単位としてメディアンフィルタ処理を行い、このメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいて前記データ処理装置が前記軌道の軌道狂い量の算出を行うコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
7. コンクリート製軌道の軌道狂い測定装置において、
   検測車両に設けられ測定光を前記検測車両が走行するコンクリート製の軌道の走行路に照射してこの走行路までの距離を非接触で測定する第１の距離検出器と、
   この第１の距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、
   前記検測車両に設けられ前記Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換された前記デジタル値の測定値に対してメディアンフィルタ処理を行いかつこのメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいて前記軌道の軌道狂い量の算出を行うデータ処理装置とを備え、
   前記データ処理装置は、コンクリート表面の凹凸を除去するために所定の走行距離幅に対応する複数個の前記測定値を単位として前記メディアンフィルタ処理を行いうコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
8. さらに第２の距離検出器を前記検測車両に設け、前記第２の距離検出器の測定光を前記軌道の側面に照射して前記側面までの距離を非接触で測定し、前記第１および第２の距離検出器の各測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、前記メディアンフィルタ処理を行う請求項７記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
9. 前記検測車両は、前記コンクリート製の軌道上を走行するモノレール車両であり、前記第１および第２の距離検出器は、ビームスポット投光型のレーザ変位センサをそれぞれ有し、前記レーザ変位センサにより前記走行路と前記側軌道の面までの変位量をそれぞれ検出して各前記変位量から前記走行路および前記軌道の側面までの距離をそれぞれ算出する請求項８記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
10. 前記モノレール車両は跨座形モノレール車両であり、前記第１の距離検出器の前記レーザ変位センサにより前記走行路のライン上において所定の長さの測定弦が形成されるように前記第１の距離検出器が３台に設けられ、前記第２の距離検出器の前記レーザ変位センサにより前記軌道の側面に沿って前記所定の長さの測定弦が形成されるように前記第２の距離検出器が３台に設けられ、前記第１および第２の距離検出器は、前記レーザ変位センサと距離算出回路とを有し、前記レーザ変位センサは、前記変位量をデジタル値として出力するものであり、前記距離算出回路は、前記変位量のデジタル値に基づいて移動平均処理と前記走行路および前記側軌道の面までのそれぞれの測定距離をデジタル値として算出し、これらの各測定距離のデジタル値をＤ／Ａ変換してアナログ値の各前記測定距離を発生する請求項９記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
11. コンクリート製軌道の軌道狂い測定装置において、
    検測車両に設けられ測定光を前記検測車両が走行するコンクリート製の軌道の側面に照射してこの走行路までの距離を非接触で測定する距離検出器と、
    この距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、
    前記検測車両に設けられ前記Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換された前記デジタル値の測定信号の測定値に対してメディアンフィルタ処理を行いかつこのメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいて前記軌道の軌道狂い量の算出を行うデータ処理装置とを備え、
    前記データ処理装置は、コンクリート表面の凹凸を除去するために所定の走行距離幅に対応する複数個の前記測定値を単位として前記メディアンフィルタ処理を行いうコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。

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