JP3018907B2 - 鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方法 - Google Patents
鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方法Info
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Description
乗り心地の評価と車両振動をリアルタイムに表示、記録
できる測定方法に関する。
法として、例えば該車両の振動加速度を求め、測定した
振動と人体の等間隔曲線との比較によるものがある。乗
り心地を評価するには、車両の動揺状態を時間的変化を
含めて総括的に把握する必要があるが、前記従来方法で
はこれらの点が考慮されていなかった。
発生頻度測定評価方法において、振動測定手段によって
振動測定を行ない、振動測定の測定信号に含まれる周期
信号の周期及びその波高値を測定し、周期及びその波高
値の一定測定軌間内における発生頻度を求め、振動信号
に含まれる周期及びその波高値の発生頻度の分布によっ
て動揺状態の評価を行なう方法(特公平5−654号公
報)、車両の床面や窓枠上等に置けるポケット型簡易装
置により、上下、左右の一定区間の振動ピーク値や限度
を超えた回数を係数することにより、乗り心地の状態を
簡便に知ることができる車両動揺測定装置(特公平2−
7009号公報)が提案されている。
特公平2−7009号公報に開示された動揺発生頻度測
定評価方法及び動揺測定装置は、車両の乗り心地を該車
両の振動頻度から評価するものではあるが、リアルタイ
ムの処理、表示を行なうものではない。また、これらの
装置は1車両を対象としたもので、編成列車の全車両を
一体に乗り心地や車両振動をリアルタイムに測定するも
のでもない。
動揺発生頻度測定評価方法や動揺測定装置は、全て1車
両を対象とした乗り心地や振動の測定装置であり、例え
ば編成列車の先頭車両と後尾車両とでは後尾車両の乗り
心地が悪いといわれているが、編成列車の全車両の乗り
心地を比較する場合のように、編成列車の全車両の乗り
心地や車両振動を測定するには、各車両のすべてに設け
た測定装置により個々に得られた結果を一つにまとめて
処理するため煩雑な作業が必要であり、系統立てて簡単
に比較ができなかった。
の全車両にわたって一体的に乗り心地や振動の測定が行
なえる鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方法を提供
するものである。
め、この発明の鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方
法は、車体または台車に設けた振動加速度計により検知
した左右振動加速度信号及び上下振動加速度信号を処理
装置に入力し、演算処理して乗り心地レベル及び車両振
動として評価する車両振動測定処理子局を編成列車の1
車両または数車両ごとに設け、前記子局のすべてを統括
し、編成全車両の乗り心地レベル及び車両振動に変換さ
れたデータ処理済みの指標を受信する親局を編成中の1
車両に設け、編成列車の全車両の乗り心地と車両振動を
リアルタイムに評価し表示及び記録する。
の測定方法において、親局と子局との間は、親局が順番
に子局を呼び出すシリアル通信によることを特徴とす
る。
動加速度計により車体の全自由度(6自由度)の振動モー
ドの振動加速度を算出し、車体挙動のデータとして記録
することを特徴とする。
車両の乗り心地と車両振動を車体または台車に設けた振
動加速度計により検知した左右振動加速度信号及び上下
振動加速度により処理する子局と、各子局が処理した値
を表示、記録する親局から構成され、親局と各子局の間
は通信で結合することにより、編成列車全体の乗り心地
や車両振動を親局でリアルタイムに表示、記録すること
ができる。
らの検知信号を、次のような処理を行なうことにより車
両の乗り心地レベル(dB)で出力することができる。
の逆数の特性を持ったフィルタを用いて重み付けを行な
いaw(t)とする。そして、得られた乗り心地レベル
Lは、下記表1に示す区分により評価する。
B) aref : 基準加速度(いき値) 10-5(m/s2) aw(t) : 重みづけ後の振動加速度 (m/s2) T : 平均時間
があるため、例えばT=2secもしくは5secとす
ることで、過去2秒間もしくは過去5秒間の値を求める
ことができる。これを図8に示すように、振動加速度信
号を処理装置に入力し、該処理装置内においてA/D変
換装置によりディジタル化した後、前記1式により演算
処理して乗り心地レベルLを求め、出力、記録するが、
この際のA/D変換時のサンプリングタイムをΔt、例
えばΔt=10msecとし、Δtごとに行なうことに
よりリアルタイムの評価ができる。また、例えば、図9
に示すように、その時点で得られた値と過去T秒間のT
/Δt個のデータとの平均を取って出力、記録してもよ
い。
番重要な振幅のピーク値の測定を行なうよう子局におい
て振動加速度計より得られる値から計算、処理する。こ
の振幅のピーク値により各車両の振動の比較ができる。
周波数ごとのフィルタをかけることで各周波数帯域の振
動ピーク値が得られる。図10(a)は得られる振動加
速度波形(生波形)に、ローパスフィルタをかけた後の
波形を図10(b)に示す。該図中のA(n)は振幅の
ピーク値で、1/2B(n)がそのときの振動数となる
が、このフィルタ処理を多種類バンドパスフィルタ等、
行なうことにより、低周波から高周波にわたって車体の
各周波数ごとの振幅のピーク値が得られる。
各車両の各子局で個々に行ない、得られた結果のみを時
々刻々親局に送信する。親局は、各子局から送られてく
るデータ(結果)を処理するだけで、全車両にわたっての
乗り心地や車両振動を測定できることになる。また、一
車両ごとに設けた複数個の各種振動加速度計により車体
の全自由度(6自由度)の振動モードの振動加速度を算出
し、車体挙動のデータとして記録することができる。
動を処理する役割の子局と編成列車の全車両の処理後の
データを受信して表示、記録及び測定する親局に分ける
ことにより、各局の演算負担を軽減すると共に、編成列
車の全車両にわたっての乗り心地と振動測定を同時にリ
アルタイムで処理することができる。
る。図1に示すように、車体前後振動加速度計aと、車
体左右振動加速度計b、cと、車体上下振動加速度計
d、e、f、gの7個の振動加速度計を、車両の全自由
度(6自由度)の振動モードを計算できるように車体1
0の床面に設置する。更に、前後の台車11に左右振動
加速度計及び上下振動加速度計h、i、j、kを設ける
台車振動を測定できるようにしてよい。そして、下記の
計算により車体の振動モードを抽出する。
は、車体左右振動加速度計b、cを用い、上下について
は、車体上下振動加速度計dまたはe、もしくは(d+
e)/2と、fまたはg、もしくは(f+g)/2を用
いる、前後についてはaを用いる。これにより一両の前
位側と後位側の上下、左右の乗り心地と前後の乗り心地
を得ることができる。また、前記のごとく車体の6自由
度を計算しないのであれば、図2に示すように車体10
の床面の台車中心上に車体左右振動加速度計b、cと、
その位置に車体前後振動加速度計aと車体上下振動加速
度計d、fを設置したものでもよい。これにより、一両
の前位側と後位側の上下、左右、前後の乗り心地を得る
ことができる。
3に示すように9両編成の列車の全車両の1両目〜9両
目に設置し、各振動加速度計からの検知信号を処理する
子局13を各車両に設ける。なお、1両目車両用の子局
13は2両目車両に搭載した。そして、各車両の各子局
13で処理された処理後のデータを受信して表示、記録
及び測定する親局12を2両目車両に搭載した。子局1
3と親局12の間はシリアル通信線により接続した。な
お、子局13は例えば前後車両の2車両ごとに1子局を
設けるなど数車両ごとに設けてもよい。
の測定装置の機器構成を図4に示す。各車両(1両目〜
9両目)は、それぞれ各振動加速度計14で検知した検
知信号はA/D変換装置15に通してディジタル化して
各子局13に入力する。各子局13では後記の処理を行
ない得られたデータ(結果)を親局12に送信する。そ
して、親局12はそのデータ(結果)をモニタ表示し記
録する。また、測定が行なわれる。この際、測定点を明
らかにするため、車両速度や地点情報入力ができるよう
に構成される。なお、各子局13においても同様に車両
速度や地点情報入力ができるようにする。また、ディジ
タル化されたA/D変検後の各振動加速度計の信号も子
局に記録される。
は、前述した方法により行なわれ、乗り心地レベル(d
B)として出力される。この結果はデータとして親局1
2に送信すると同時に子局13でも記録しておき、後の
データ処理に役立てる。この際の処理の流れを図5のブ
ロック図に示す。各振動加速度計で検知した検知信号は
A/D変換装置に通してディジタル化し図7の等間隔曲
線の逆数の特性を持ったフィルタを用いて重み付けした
後、前記1式により計算する。この方法により、サンプ
リングタイムΔtごとに過去2秒間または過去5秒間の
乗り心地が左右、上下及び前後について得られる。
信するのではなく、車体振動の最大値が問題となること
が多いので、前記の方法により各振動モードごとに図6
に示すような周波数帯域にフィルタにより分け、過去2
秒間のその周波数帯域での最大値を子局により演算す
る。なお、各周波数帯域の分け方は更に細分化してもよ
い。また、台車振動も前記と同様な方法でフィルタ後の
値から最大値を出力演算結果を親局に送信する。更に、
車体振動も各モードに分けずに、各振動加速度計の最大
値を出力するようにしてもよい。
(結果)を親局は受信する。またこのときの車両速度や
地点情報も入力する。この発明の方法によれば、親局で
は各車両の同時点でのデータが得られるので、後のデー
タ処理や各車両の乗り心地、車両振動の比較が簡単にで
きる。
車両振動を処理する役割の子局と編成列車の全車両の処
理後のデータを受信して表示、記録及び測定する親局に
分けることにより、各局の演算負担を軽減すると共に、
編成列車の全車両にわたっての乗り心地と振動測定を同
時にリアルタイムで処理することができる。
に配置した各種振動加速度計の説明図である。
向中央の前後に各種振動加速度計を設置した場合の説明
図である。
車の一例を示す説明図である。
流れを示すブロック図である。
に評価するためのΔt時間ごとに行なう処理の流れを示
すブロック図である。
数帯域での最大値をリアルタイムに評価するためのΔt
時間ごとに行なう処理の流れを示すブロック図である。
に評価するためのΔt時間ごとに行なう処理の流れを示
すブロック図である。
個のデータとの平均の関係を示す説明図である。
左右の振動加速度波形を示すグラフ、図10(b)はロ
ーパスフィルタを通した後の振動加速度波形を示すグラ
フである。
Claims (3)
- 【請求項1】 車体または台車に設けた振動加速度計に
より検知した左右振動加速度信号及び上下振動加速度信
号を処理装置に入力し、演算処理して乗り心地レベル及
び車両振動として評価する車両振動測定処理子局を編成
列車の1車両または数車両ごとに設け、前記子局のすべ
てを統括し、編成全車両の乗り心地レベル及び車両振動
に変換されたデータ処理済みの指標を受信する親局を編
成中の1車両に設け、編成列車の全車両の乗り心地と車
両振動をリアルタイムに評価し表示及び記録し得ること
を特徴とする鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方
法。 - 【請求項2】 親局と子局との間は、親局が順番に子局
を呼び出すシリアル通信によることを特徴とする請求項
1記載の鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方法。 - 【請求項3】 一車両に設けた複数個の各種振動加速度
計により車体の全自由度(6自由度)の振動モードの振動
加速度を算出し、車体挙動のデータとして記録すること
を特徴とする請求項1記載の鉄道車両の乗り心地と車両
振動の測定方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP6166362A JP3018907B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6166362A JP3018907B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=15829994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6166362A Expired - Lifetime JP3018907B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 鉄道車両の乗り心地と車両振動の測定方法 |
Country Status (1)
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-
1994
- 1994-06-23 JP JP6166362A patent/JP3018907B2/ja not_active Expired - Lifetime
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