JP2016223882A - トロリ線摩耗判定装置及びトロリ線摩耗判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トロリ線Tの下方でかつ軌道の幅方向側方の斜め方向から、摩耗領域の端部を含む範囲を照射する光源2と、摩耗領域から反射した光線を受光する受光部3と、受光部3の受光レベルから摩耗領域を判定する摩耗判定部20と、を具備し、摩耗判定部20には、摺動面を特定する高反射レベルと、摺動面に隣接する湾曲面を特定する低反射レベルとを有する基準受光レベルが設定され、受光部3の受光レベルと基準受光レベルとの比較により、トロリ線Tの摺動面を含む摩耗領域を判定する。
【選択図】図1
Description
このため、上記鉄道用トロリ線においては、トロリ線残存直径を正確に測定するためには、平面状の摺動面の両端の曲面との遷移領域をも含めた摺動面幅を検出する必要があるが、上述したトロリ線摩耗測定装置では、主に、トロリ線直下から測定光を照射する方式であるために、摺動面両端の遷移領域で安定した反射光量を得ることが難しく、光学的に検出される摺動面幅と実測による摺動面幅との間に誤差が生じることがあった。
その結果、これまでのトロリ線摩耗測定にあっては、トロリ線切断を未然に防止すべく、トロリ線交換の目安となる摺動面幅のしきい値に必要以上に余裕を持たせる傾向があった。
すなわち、本発明に示されるトロリ線摩耗判定装置では、トロリ線の下方でかつ軌道の幅方向側方の斜め方向から、該トロリ線の摩耗領域の端部を含む範囲を照射する光源と、該光源から照射されて前記トロリ線の摺動面を含む摩耗領域から反射した光線を受光する受光部と、該受光部の受光レベルから前記トロリ線の摩耗領域を判定する摩耗判定部と、を具備し、前記摩耗判定部には、前記トロリ線が摺動したことにより生じる摺動面を特定する高反射レベルと、該トロリ線の摺動面に隣接する湾曲面を特定する低反射レベルとを有する基準受光レベルが設定されており、前記受光部の受光レベルと前記基準受光レベルとの比較により、前記トロリ線の摺動面を含む摩耗領域の摩耗程度を判定することを特徴とする。
すなわち、本発明では、トロリ線の摺動面の両端の角が曲面状の湾曲面であったとしても、トロリ線の摩擦範囲における摺動面幅を正確に測定することができ、かつ正しく測定された摺動面幅に基づき、トロリ線の残存直径を正確に把握することができ、従来のトロリ線摩耗測定装置でなされていた、検測システムでの危険側判断(残存直径が大きい)を安全側判断(残存直径が小さい)に改変できる。
従って、本発明では、トロリ線における平坦な摺動面及び曲面状の湾曲面を含む全ての摩耗領域を測定して、トロリ線の残存直径を正確に把握することが可能であることから、該トロリ線の摩耗度判定の安全性を高めることができる。
また、本発明では、前記受光部は前記トロリ線の画像を撮影する撮像素子から構成されていることを特徴とする。
すなわち、本発明では、トロリ線の摺動面の角が曲面状の湾曲面であったとしても、トロリ線の摺動面幅を正確に測定することができ、かつ正しく測定された摺動面幅に基づき、トロリ線の残存直径を正確に把握することができ、従来のトロリ線摩耗測定装置でなされていた、検測システムでの危険側判断(残存直径が大きい)を安全側判断(残存直径が小さい)に改変できる。
従って、本発明では、トロリ線における平坦な摺動面及び曲面状の湾曲面を含む全ての摩耗領域を測定して、トロリ線の残存直径を正確に把握することが可能であり、これによってトロリ線の摩耗度判定の安全性を高めることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るトロリ線摩耗判定方法、及び該方法が適用されたトロリ線摩耗判定装置の概略を示す図であって、この図において、符号1は鉄道軌道を走行する測定用車両又は測定用車両に設けられた架台等の被設置部である。
この被設置部1上には、トロリ線Tに向けて光線を照射する二つの光源2と、該トロリ線Tで反射したこれら光源2からの反射光を受光する受光部3とが設置されている。
ここで、トロリ線Tの摩耗領域10には、図2(A)に示されるように、パンタグラフのすり板が摺動することにより平坦な摺動面11が発生するが、実際には、図2(B)に示されるように、パンタグラフのすり板が摺動することにより平坦な摺動面11とともに、該摺動面11の両外側に隣接するように湾曲面12が発生する。
このため、各光源2は、トロリ線Tの摩耗領域10の端部を含む範囲を下方斜め方向から、符号αで示す一定の放射角度を有して光線を照射しており、これによって該トロリ線Tの摺動面11、湾曲面12及びこれらの間の遷移領域を含む全ての摩耗領域10に、光線を照射可能としている。
なお、図2(B)に符号13に示されるものは、摩耗領域10の外側に位置して、パンタグラフのすり板が摺動していない未摩耗領域である。
そして、受光部3で撮像された撮像データは摩耗判定部20に供給され、該摩耗判定部20において、トロリ線Tにおける摩耗領域10の摩耗程度を判定する。
具体的には、摩耗判定部20には、トロリ線Tが摺動したことにより生じる平坦な摺動面11を特定する高反射レベルL1、該トロリ線Tの摺動面11に隣接する湾曲面12を特定する低反射レベルL2、及びトロリ線Tが摩耗されていない未摩耗領域13を示す無反射レベルL3が、基準受光レベルLとして予め記憶されている。
そして、この摩耗判定部20では、受光部3の撮像データで示される受光レベルと基準受光レベルL(L1〜L3)との比較により、図4(A)及び(B)に示されるように、トロリ線Tの摩耗領域10の摩耗程度(摩耗領域10の摺動面11及び湾曲面12)を判別し、該判別結果から、該トロリ線Tの摺動面幅Wを求め、さらに該トロリ線Tの残存直径Rを計算する。
また、図3では、摺動面11の両側に湾曲面12が生じた場合の摩耗領域10の例、図4では、摺動面11の一方側(右側)に湾曲面12が生じた場合の摩耗領域10の例が示されている。
光源2から光をトロリ線Tに向けて照射する。
受光部3で撮影されたトロリ線Tの撮像データを取り込む。
ステップ2で撮影された撮像データから、トロリ線Tの摩耗領域10の両側に位置する湾曲面12の曲率を計算し、この曲率が、予め設定した曲率以下であるか、すなわち、トロリ線Tの摩耗領域10の湾曲面12が緩やかなカーブ(例えば、図2(B)及び図4(B)のカーブA参照)であるか否かを判断する。
すなわち、本ステップ3にて、トロリ線Tの摩耗領域10の湾曲面12が設定曲率以下の緩やかなカーブとなったか否かを監視することによって、該トロリ線Tに湾曲面12を伴う過剰な摩耗が生じ始めているか否かを判断する。
そして、本ステップ3において、NOの場合に、直ちに、トロリ線Tが交換すべき残存直径となっているかを判定するステップ7に進み、また、YESの場合に、次のステップ4に進む。
ステップ3にて、トロリ線Tに湾曲面12を伴う過剰な摩耗が生じていると判定した場合には、本ステップ4にて、予め記憶してある基準受光レベルLを読み出す。
すなわち、本ステップ4にて、予め記憶されている、トロリ線Tが摺動したことにより生じる平坦な摺動面11を特定する高反射レベルL1、該トロリ線Tの摺動面11に隣接する湾曲面12を特定する低反射レベルL2、及びトロリ線Tが摩耗されていない未摩耗領域13を特定する無反射レベルL3からなる基準受光レベルLを読み出す。
ステップ2で得たトロリ線Tの撮像データで示される受光レベルと、ステップ4で得た基準受光レベルL(L1〜L3)とを比較することにより、図4に示されるように、トロリ線Tの摺動面11及び湾曲面12の領域を判別し、これによって摺動面11と湾曲面12とを含む摩耗領域10の摺動面幅Wを算出する。
ステップ5で得た摺動面11と湾曲面12とを含む摩耗領域10の摺動面幅Wから、図2(B)に示されるトロリ線Tの残存直径Rを算出する。
ステップ6で得たトロリ線Tの残存直径Rが、予め設定した交換を必要とする限界直径となったか否かを判断し、YESの場合に、トロリ線Tの残存直径Rが限界直径となったとしてステップ8に進み、NOの場合に、ステップ9に進んで、トロリ線Tが十分な残存直径Rを有する安全な状態であるとの出力表示をする。
トロリ線Tを交換すべき旨の出力表示した後、本フローチャートを終了する。
トロリ線Tの摩耗領域10の湾曲面12が、予め設定した曲率以上の大きなカーブであると判定して、トロリ線Tが十分な残存直径Rを有する安全な状態であるとの出力表示をした後、本フローチャートを終了する。
なお、上記スローチャートのステップにおいて、ステップ1により「光線照射段階」、ステップ2により「受光段階」、ステップ3及び4〜7により「判定段階」、ステップ8及び9により「出力段階」が構成されている。
すなわち、本実施形態に示されるトロリ線摩耗判定装置では、トロリ線Tの摺動面11の角が曲面状の湾曲面12であったとしても、トロリ線Tの摩耗領域10における摺動面幅Wを正確に測定することができ、かつ正しく測定された摺動面幅Wに基づき、トロリ線Tの残存直径Rを正確に把握することができ、従来のトロリ線摩耗測定装置でなされていた、検測システムでの危険側判断(残存直径が大きい)を安全側判断(残存直径が小さい)に改変できる。
従って、本実施形態に示されるトロリ線摩耗判定装置では、トロリ線Tにおける平坦な摺動面11及び曲面状の湾曲面12を含む全ての摩耗領域10を測定して、トロリ線Tの残存直径Rを正確に把握することが可能であることから、該トロリ線Tの摩耗度判定の安全性を高めることができる。
この場合、垂直軸を中心としてトロリ線摩耗判定装置の向きを180°転換可能に設け、該トロリ線摩耗判定装置を、測定用車両の往路の終了地点で180°転換した後、復路の走行をさせるようにし、これによって摩耗領域10における摺動面11の両側(一方及び他方)の湾曲面12を検出しても良い。
また、このとき、トロリ線摩耗判定装置の向きを微調整することにより、受光部3での光検出効率を最大となるようにしても良い。
また、上記実施形態では、トロリ線Tの下方位置でかつ該トロリ線Tを挟む両側に二つの光源2を配置したが、該光源2は二つ以上配置しても良い。
2 光源
3 受光部
10 摩耗領域
11 摺動部
12 湾曲部
20 摩耗判定部
L 基準受光レベル
L1 高反射レベル
L2 低反射レベル
L3 無反射レベル
R 残存直径
W 摺動面幅
Claims (8)
- トロリ線の下方でかつ軌道の幅方向側方の斜め方向から、該トロリ線の摩耗領域の端部を含む範囲を照射する光源と、
該光源から照射されて前記トロリ線の摺動面を含む摩耗領域から反射した光線を受光する受光部と、
該受光部の受光レベルから前記トロリ線の摩耗領域を判定する摩耗判定部と、を具備し、
前記摩耗判定部には、前記トロリ線が摺動したことにより生じる摺動面を特定する高反射レベルと、該トロリ線の摺動面に隣接する湾曲面を特定する低反射レベルとを有する基準受光レベルが設定されており、前記受光部の受光レベルと前記基準受光レベルとの比較により、前記トロリ線の摺動面を含む摩耗領域の摩耗程度を判定することを特徴とするトロリ線摩耗判定装置。 - 前記摩耗判定部は、前記トロリ線の摺動面を含む全摩耗領域から、前記トロリ線の残存直径を演算することを特徴とする請求項1に記載のトロリ線摩耗判定装置。
- 前記摩耗判定部の基準受光レベルには、前記トロリ線が摩耗されていない未摩耗領域を示す無反射レベルが含まれており、
前記摩耗判定部は、前記受光部で検出された受光レベルを、前記基準受光レベルの高反射レベル、低反射レベル及び無反射レベルと比較することにより、前記トロリ線の摺動面を含む摩耗領域を特定することを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載のトロリ線摩耗判定装置。 - 前記受光部は前記トロリ線の摺動面の直下にて、該トロリ線の幅方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のトロリ線摩耗判定装置。
- 前記受光部は前記トロリ線の画像を撮影する撮像素子から構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のトロリ線摩耗判定装置。
- 前記光源は一定の放射角度をもって前記トロリ線の摩耗領域の端部を含む範囲を照射することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のトロリ線摩耗判定装置。
- 前記光源は前記トロリ線の摩耗領域の両端を照射するように二つ又はそれ以上設置されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のトロリ線摩耗判定装置。
- トロリ線の下方でかつ軌道の幅方向側方の斜め方向から、該トロリ線の摩耗領域の端部を含む範囲を照射する光線照射段階と、
該光源から照射されて前記トロリ線の摺動面を含む摩耗領域から反射した光線を受光する受光段階と、
この受光段階で得た光線の受光レベルから前記トロリ線の摩耗領域を判定する判定段階と、
この判定段階で得た判定結果を出力表示する出力段階とを有し、
前記判定段階では、前記トロリ線が摺動したことにより生じる摺動面を特定する高反射レベルと、該トロリ線の摺動面に隣接する湾曲面を特定する低反射レベルとを有する基準受光レベルが設定されており、該基準受光レベルと前記受光段階で得た光線の受光レベルとの比較により、前記トロリ線の摺動面を含む摩耗領域を判定することを特徴とするトロリ線摩耗判定方法。
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