JP2533973B2 - 軌道等の計測基準位置の設定方法 - Google Patents

軌道等の計測基準位置の設定方法

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JP2533973B2
JP2533973B2 JP3014591A JP1459191A JP2533973B2 JP 2533973 B2 JP2533973 B2 JP 2533973B2 JP 3014591 A JP3014591 A JP 3014591A JP 1459191 A JP1459191 A JP 1459191A JP 2533973 B2 JP2533973 B2 JP 2533973B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道の軌道等を計測す
るための車両における計測基準位置の設定方法に関し、
もっと詳しくは、曲線路において建築限界の拡大を要す
る車両の偏倚量を実測するために実施される軌道等の計
測基準位置の設定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道の建設規程には、曲線路の軌道中心
線の半径Rと、その曲線路を走行する車体の中央部およ
び端部における偏倚量との関係が、いわばモデル車両に
基づいて式で定められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがってこの偏倚量
を、検測車に搭載した検出手段によって実測することが
できれば、曲線路の軌道中心線の平面曲線半径R(以
下、半径Rと称する)を容易に算出することができ、こ
の半径Rに基づいて、各種計測値を算出し、または援用
して求めることができ、たとえば、軌道の設定されるべ
きスラックの理論値も算出して求めることができ、また
設定されるべき建築限界の拡幅量をも算出することがで
きる。さらに、並行する複数線路の軌道中心間隔を算出
する際の役に立つ。またこの半径Rを用いてその他の値
を算出することが可能である。したがって偏倚量を確実
に実測できるようにすることが望まれている。典型的な
先行技術には、特開昭60−246902があるが、上
記要望に充分に応じ得るものではない。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、曲線路の軌道
中心線の半径Rを仮定し、その曲線路における車両中央
部の理論偏倚量d2を、K2を定数とする d2 = K2/R の関係から算出しておき、台車の理論偏倚量δAと車体
の理論偏倚量δBとに基づいて、台車中心間距離Bを算
出し、台車中心を結ぶ直線上で、台車中心間距離Bの2
等分位置を、実測偏倚量D2の検出手段のための計測基
準位置として設定することを特徴とする軌道等の計測基
準位置の設定方法である。
【0005】また本発明は、曲線路の軌道中心線の半径
Rを仮定し、その曲線路における車両端部の理論偏倚量
d1を、K1を定数とする d1 = K1/R の関係から算出しておき、台車の理論偏倚量δAと車体
の理論偏倚量δBとに基づいて、距離Cを算出し、台車
中心を結ぶ直線上で、距離Cの地点を、実測偏倚量D1
の検出手段のための計測基準位置として設定することを
特徴とする軌道等の計測基準位置の設定方法である。
【0006】
【作用】本発明に従えば、曲線路の軌道中心線の半径R
と、鉄道の建設規程などに定められている関係式から算
出される理論偏倚量と、さらに台車の理論偏倚量と車体
の理論偏倚量とに基づいて、台車中心間距離Bを算出
し、これによって2つの台車中心を結ぶ直線上で、台車
中心距離Bの2等分した位置を計測基準位置とし、この
計測基準位置に実測偏倚量D2の検出手段を設けること
によって、その検出手段によって検出される実測偏倚量
D2をそのまま前記関係式にあてはめて曲線路の軌道中
心線の理論上の半径R′を算出することが極めて確実に
行われる。検出手段は、場所の取合いの問題によって、
計測基準位置から僅かにずれた位置に取付けられていて
もよく、このときには検出手段の計測出力を補正するこ
とで、計測検出基準位置で実測偏倚量D2を実測したの
と同等の値となるようにすることができる。
【0007】さらに本発明に従えば、曲線路の軌道中心
線の半径Rと、鉄道の建設規程などによって定められて
いる関係式から算出される理論偏倚量と、台車の理論偏
倚量と、車体の理論偏倚量とに基づいて、距離Cを算出
し、台車中心を結ぶ直線上で距離Cの地点を、計測基準
位置として設定し、この計測基準位置に、実測偏倚量D
1の検出手段を設けることによって、その検出手段から
の計測出力をそのまま、実測偏倚量D1として得ること
が可能となる。場所の取合いの問題があるときには検出
手段を計測基準位置から僅かにずれた位置で車体に取付
け、その検出手段によって得られる実測偏倚量D1を補
正することで、計測基準位置で実測したのと同等の値と
して得ることができる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例の説明をするための
図であり、図2は計測用車両1の車体2が軌道の曲線路
3を走行する状態を示す簡略化した平面図である。車両
1は車体2の前後に2つの2軸ボギー台車4,5を有し
ている。これらの台車4,5の固定軸距は図1において
参照符Aで示されている。これらの台車4,5の各台車
中心6,7を結ぶ直線は参照符8で示され、台車中心間
距離はBである。この直線8上で車体2の両端部10,
11間の距離は2Cである。
【0009】曲線路3の軌道中心線12の平面曲線の半
径はRである。直線8上で台車中心間距離Bの2等分し
た中央位置13と、軌道中心線12の半径線14と軌道
中心線12との交点15との間の距離d2は、車両1の
中央部における理論偏倚量である。直線8上で車体2の
計測基準位置10と、軌道中心線12の半径線16と軌
道中心線12との交点9との間の距離d1は、車両1の
端部における理論偏倚量である。半径線14,16は軌
道中心線12が描く円の中心17を通る。
【0010】たとえば旧国鉄(現JR)の建設規程で
は、次の数1および数2のように理論偏倚量d1,d2
が定められる。
【0011】
【数1】
【0012】
【数2】
【0013】ここで台車中心6,7および計測基準位置
10,11は、直線8上で車体2の中央位置13に関し
て図1の左右対称である。
【0014】数1および数2には、B=13.4m、C
=19mのモデル車両に対応しており、軌道中心線12
の半径Rの単位はmであり、偏倚量d1,d2の単位は
mmである。本発明では、偏倚量d2を実測する検出手
段のための計測基準位置13を設定し、また偏倚量d1
を実測する検出手段のための計測基準位置10,11を
設定する。
【0015】検出手段によって求める車両1の中央部の
理論偏倚量d2は、車体2の台車中心間距離Bの正矢量
をδBとし、台車4,5の固定軸距Aの正矢量をδAと
するとき、数3に示されるようにして求められる。
【数3】d2 ≒ δB + δA
【0016】まず車両1が走行する曲線路3の軌道中心
線12の半径Rを仮定し、この半径Rを、前述の数2に
代入して、理論偏倚量d2を算出する。次に図3を参照
して、台車4の固定軸距Aから、その台車4の理論偏倚
量である正矢量δAを求める。
【0017】図3はこの正矢量δAを示す図である。台
車4の2つの車軸31,32の車軸中心位置が軌道中心
線と一致していると仮定して、この車軸中心位置は、参
照符19,20で示されており、これらの車軸中心位置
19,20を通る直線は参照符21で示されている。こ
の直線21の車軸中心位置19,20間の垂直2等分線
が直線21ならびに軌道中心線12と交差する点の間の
距離は、台車4の固定軸距Aの正矢量δAである。
【0018】この正矢量δAは、数4に示されるように
して求められる。
【0019】
【数4】
【0020】次に実測偏倚量D2を検出すれば、数4か
ら正矢量δAが算出されることによって、数3のd2を
D2に置き換えて、台車中心間距離Bの正矢量δBを求
めることができる。この正矢量δBに関して、図4を参
照して、台車中心6を通る軌道中心線12の半径線は参
照符24で示されている。正矢量δBは車体の偏倚量で
あり、台車中心間距離Bの直線8における2等分した中
央位置26と、軌道中心線12と半径線25の交点27
との間の距離であり、数5が成立する。
【0021】
【数5】
【0022】したがって同様に数5から、台車中心間距
離Bを求めることができる。この台車中心間距離Bの台
車中心6,7を結ぶ直線8上での2等分した図1におけ
る中央位置13を、実測偏倚量D2の検出手段のための
計測基準位置として設定する。
【0023】このような実測偏倚量D2の検出手段は、
車体2に設けられ曲線路3を構成する1対のレールとそ
の計測基準位置である中央位置13との間の距離を計測
するもので、非接触のレーザなどを用いて計測する構成
であってもよく、また接触子などを用いて計測する構成
であってもよい。この中央位置13に検出手段を装着す
ることが、場所の取合いなどの問題から、困難であると
きには、その中央位置13から僅かにずれた位置に検出
手段を設けて、その検出手段による検出結果を補正し
て、実測偏倚量D2を求めるようにしてもよい。
【0024】このようにして台車中心間距離Bを求め
て、計測基準位置として設定すべき中央位置13を求
め、この計測基準位置で検出手段によって実測偏倚量D
2を実測することによって、前述の数2のd2をD2に
置き換えて、軌道中心線の理論半径R′を逆算して求め
ることができ、これによってスラック、建築限界の拡幅
量および並行する複数線路の軌道中心間隔などを求める
ことおよびその支援が可能となる。
【0025】同様に、車体2の計測基準位置10,11
の理論偏倚量d1に関して、数6が成立する。
【数6】d1 ≒ δC − δA
【0026】ここでδCは、図5に示されるように、半
径Rを有する軌道中心線12の半径中心17と車体2の
端部10とを結ぶ半径線28が軌道中心線12と交差す
る点を29とするとき、計測基準位置10と点29との
間の半径線28上の偏倚量である。まず軌道中心線12
の半径Rを仮定し、これによって前述の数1から、理論
偏倚量d1を算出する。次に台車4,5の固定軸距Aと
軌道中心線12の半径Rとともに、前述の数4から正矢
量δAを求めることができる。したがって前述の数6か
ら、偏倚量δCを算出することができる。偏倚量δCに
関して、図5から、数7が成立する。
【0027】
【数7】
【0028】ここにR,δCおよび前述の数5から得ら
れる正矢量δBを数7に代入して、距離Cを算出するこ
とができる。こうして台車中心6,7を結ぶ直線8上
で、距離Cの計測基準位置10,11を、実測偏倚量D
1の検出手段のための計測基準位置として設定する。こ
のような計測基準位置10,11に検出手段を設けて実
測偏倚量D1を実測することによって、前述の数1のd
1をD1に置き換えて、軌道中心線12の理論半径R′
を逆算して求めることができる。このように理論半径
R′を求めることによって、各種の計測値を求めること
ができ、演算処理が確実となる。実測偏倚量D1の検出
手段が、場所の取合いの問題などから、設定されるべき
計測基準位置10,11から僅かにずれて設ける必要が
あるときには、そのような検出手段の出力を補正すれば
よい。
【0029】実際に、どのように本発明を活用するかを
次に説明する。今、旧国鉄(現JR)に適用する軌道検
測車に本発明を活用する場合、モデル車両は全長=2C
=19m、台車中心間隔=13.4m、K1=K2=2
2500と建設規程に定められている。軌道検測車の台
車の固定軸距Aを2100mmとするとき、各計測基準
位置は次のようにして求めることができる。
【0030】まず、車両中央部の偏倚量を計測する位置
を設定する。平面曲線半径Rmを100,200,30
0,500,1000とすれば、d1=d2は2250
0/R(mm)から求まる。台車の固定軸距による正矢
量δA、すなわち台車の偏倚量は数4から求める。また
δBは、数3から求められる。この各半径Rに対する正
矢量δBを満足する最も適当な弦長を逆算して求める
と、13.244mとなる。
【0031】したがって検測車の台車中心間Bは13.
244mに設定し、その2等分した中心部13を計測基
準位置に設定する。
【0032】ここに設けた偏倚量の検出手段がレールに
対する車体の実測偏倚量D2を検知したとき、このD2
を数2のd2に代入すれば、その地点の平面曲線半径を
直接求めることができる。
【0033】次に、車両端部の偏倚量を計測する位置を
設定する。平面曲線半径Rmを前記同様とすれば、δC
は数6と数4から求まる。前記各半径Rに対する偏倚量
δCを満足する最も適当な距離Cを逆算して求めると
9.487mとなる。
【0034】したがって検測車の台車中心間の中央から
前後にそれぞれ9.487mのところに端部用の計測基
準位置を設定する。
【0035】ここに設けた偏倚量の検出手段がレールに
対する車体の実測偏倚量D1を検知したとき、このD1
を数1のd1に代入すれば、その地点の平面曲線半径を
直接求めることができる。
【0036】さて、計測基準位置はこのようにして中央
部13と車端部10,11の3箇所に設定したが、それ
ぞれが偏倚量を求められる上、これら3箇所の計測出力
を比較することで次のような効果を生じる。
【0037】出力の信頼度が高まる。 各値を平均化することで軌道の仕上がり精度誤差を少
なくできる。 曲線路のみでなく、緩和曲線における各値やその入
口、出口の方向性をも検知できる。たとえばD1前>D
2>D1後と検知したとき、直線路から円曲線に向かう
緩和曲線上にあると判断できる。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、鉄道の建
設規程などにおいて曲線路の軌道中心の半径Rと、車両
の中央部および端部の理論偏倚量d2,d1との関係式
を用いて、その理論偏倚量d2,d1を算出し、こうし
て得られる車両の中央部の偏倚量d2と台車の理論偏倚
量δAと車体の理論偏倚量δBとに基づいて、台車中心
間距離Bを算出して、実測偏倚量D2を実測する検出手
段のための計測基準位置を設定することができる。さら
に前記関係式から算出した車体の計測基準位置の理論偏
倚量d1と台車の軸距A、台車中心間距離Bとに基づい
て、車体の両端部間の距離Cを算出して、実測偏倚量D
1の検出手段のための計測基準位置を設定することがで
きる。こうして設定した計測基準位置に設けた検出手段
からの計測出力をそのまま、または簡単に補正すれば、
前記実測偏倚量D2,D1を走行時に求めることが可能
となり、こうして確実に得られる実測偏倚量D2,D1
を用いることで、前述した鉄道の建設規程など既定の関
係式に従って曲線路の軌道中心の理論半径R′を算出し
て、設定されるべきスラック、設定されるべき建築限界
の拡幅量および並行する複数線路の軌道中心間隔、さら
にはその他の値を確実に求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図である。
【図2】車両1の車体2および軌道3に関する構成を示
す簡略化した平面図である。
【図3】台車4,5の固定軸距Aの正矢量δAすなわち
台車の偏倚量を説明するための図である。
【図4】台車中心間距離Bの正矢量δBすなわち車体の
偏倚量を説明するための図である。
【図5】車体2の計測基準位置10の軌道中心線12か
らの偏倚量δCを説明するための図である。
【符号の説明】
1 車両 2 車体 3 軌道 4,5 台車 6,7 台車中心 8 直線 10,11 計測基準位置 A 台車4,5の固定軸距 B 台車中心間距離 C 距離 d1 車両の端部理論偏倚量 d2 車両の中央部理論偏倚量 D1 車両の端部実測偏倚量 D2 車両の中央部実測偏倚量 R 仮定した平面曲線半径 R′ 算出される理論平面曲線半径 δA 台車の正矢量 δB 車体の中央部正矢量 δC 車体の端部偏倚量

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 曲線路の軌道中心線の半径Rを仮定し、 その曲線路における車両中央部の理論偏倚量d2を、K
    2を定数とする d2 = K2/R の関係から算出しておき、 台車の理論偏倚量δAと車体の理論偏倚量δBとに基づ
    いて、台車中心間距離Bを算出し、 台車中心を結ぶ直線上で、台車中心間距離Bの2等分位
    置を、実測偏倚量D2の検出手段のための計測基準位置
    として設定することを特徴とする軌道等の計測基準位置
    の設定方法。
  2. 【請求項2】 曲線路の軌道中心線の半径Rを仮定し、 その曲線路における車両端部の理論偏倚量d1を、K1
    を定数とする d1 = K1/R の関係から算出しておき、 台車の理論偏倚量δAと車体の理論偏倚量δBとに基づ
    いて、距離Cを算出し、 台車中心を結ぶ直線上で、距離Cの地点を、実測偏倚量
    D1の検出手段のための計測基準位置として設定するこ
    とを特徴とする軌道等の計測基準位置の設定方法。
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