JP3369745B2 - 軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車 - Google Patents
軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非破壊検査装置、特
に、軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内からの反
射波を受信して反射データを得、その反射データに基づ
いて、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛土部非破
壊検査装置、およびその軌道盛土部非破壊検査装置を取
り付けて検査しつつ軌道上を移動可能な軌道盛土部非破
壊検査装置用軌道車に関する。
に、軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内からの反
射波を受信して反射データを得、その反射データに基づ
いて、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛土部非破
壊検査装置、およびその軌道盛土部非破壊検査装置を取
り付けて検査しつつ軌道上を移動可能な軌道盛土部非破
壊検査装置用軌道車に関する。
【０００２】
【従来の技術】地中探査レーダは、地中に電波を発射し
てから物標の反射波を得て空洞等の物標を画像化するこ
とにより、非破壊で地中の状態を検査できる装置であ
る。したがって、鉄道軌道などに用いると盛土部あるい
はその周辺の効率的な検査が可能となることが期待され
る。
てから物標の反射波を得て空洞等の物標を画像化するこ
とにより、非破壊で地中の状態を検査できる装置であ
る。したがって、鉄道軌道などに用いると盛土部あるい
はその周辺の効率的な検査が可能となることが期待され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、地中探査レー
ダを用いて鉄道軌道内の検査を行うと、鉄道軌道に不可
欠なレールや枕木、例えば枕木で言えばＰＣ枕木の影響
が問題となる。特に大型アンテナ（２００ＭＨｚ）を使
って、１００ｎｓ、２００ｎｓの時間レンジで計測する
と、ＰＣ枕木による強い多重反射信号が異常箇所からの
反射信号に重畳する。この状態を図９に示す。本来は水
平距離０ｍ〜３ｍの直下１．８ｍあたりに空洞が存在す
るのであるが、図９に示すごとく、ＰＣ枕木からの反射
が重畳していて、異常箇所の判断が困難となっている。
ダを用いて鉄道軌道内の検査を行うと、鉄道軌道に不可
欠なレールや枕木、例えば枕木で言えばＰＣ枕木の影響
が問題となる。特に大型アンテナ（２００ＭＨｚ）を使
って、１００ｎｓ、２００ｎｓの時間レンジで計測する
と、ＰＣ枕木による強い多重反射信号が異常箇所からの
反射信号に重畳する。この状態を図９に示す。本来は水
平距離０ｍ〜３ｍの直下１．８ｍあたりに空洞が存在す
るのであるが、図９に示すごとく、ＰＣ枕木からの反射
が重畳していて、異常箇所の判断が困難となっている。
【０００４】また、既存の地中探査レーダは、鉄道施設
に利用する際、そのアンテナが台車になっているため軌
道上をうまく走行することができず、更に軌道周辺、例
えば砂利肩や上下線間の状況の測定も困難である。本発
明は、枕木やレール等が存在しても、異常個所の判断が
容易な軌道盛土部非破壊検査装置、およびその軌道盛土
部非破壊検査装置を取り付けて軌道上を容易に移動し、
軌道の周辺も測定することができる軌道車の提供を目的
とするものである。
に利用する際、そのアンテナが台車になっているため軌
道上をうまく走行することができず、更に軌道周辺、例
えば砂利肩や上下線間の状況の測定も困難である。本発
明は、枕木やレール等が存在しても、異常個所の判断が
容易な軌道盛土部非破壊検査装置、およびその軌道盛土
部非破壊検査装置を取り付けて軌道上を容易に移動し、
軌道の周辺も測定することができる軌道車の提供を目的
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内からの反射波
を受信して反射データを得、その反射データに基づい
て、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛土部非破壊
検査装置であって、反射データを時間領域データから周
波数領域データにフーリエ変換するフーリエ変換手段
と、該フーリエ変換手段により周波数領域データに変換
された反射データの内、枕木またはレールの反射周波数
成分を除去するフィルタ手段と、該フィルタ手段によ
り、枕木またはレールの反射周波数成分が除去された反
射データを周波数領域データから時間領域データに逆フ
ーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、を備えたことを
特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置である。
軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内からの反射波
を受信して反射データを得、その反射データに基づい
て、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛土部非破壊
検査装置であって、反射データを時間領域データから周
波数領域データにフーリエ変換するフーリエ変換手段
と、該フーリエ変換手段により周波数領域データに変換
された反射データの内、枕木またはレールの反射周波数
成分を除去するフィルタ手段と、該フィルタ手段によ
り、枕木またはレールの反射周波数成分が除去された反
射データを周波数領域データから時間領域データに逆フ
ーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、を備えたことを
特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置である。
【０００６】請求項２記載の発明は、上記フィルタ手段
により除去される周波数が、５０ＭＨｚおよびその近傍
である請求項１記載の軌道盛土部非破壊検査装置であ
る。請求項３記載の発明は、上記フィルタ手段により除
去される周波数が、７０±１０ＭＨｚ以下である請求項
１記載の軌道盛土部非破壊検査装置である。
により除去される周波数が、５０ＭＨｚおよびその近傍
である請求項１記載の軌道盛土部非破壊検査装置であ
る。請求項３記載の発明は、上記フィルタ手段により除
去される周波数が、７０±１０ＭＨｚ以下である請求項
１記載の軌道盛土部非破壊検査装置である。
【０００７】請求項４記載の発明は、本体の両側から、
軌道外に突出する２つの翼部を有し、その両翼部に、請
求項１〜３のいずれかの軌道盛土部非破壊検査装置に備
えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内からの
反射波を受信するアンテナ部がそれぞれ取り付けられる
ことを特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車で
ある。
軌道外に突出する２つの翼部を有し、その両翼部に、請
求項１〜３のいずれかの軌道盛土部非破壊検査装置に備
えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内からの
反射波を受信するアンテナ部がそれぞれ取り付けられる
ことを特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車で
ある。
【０００８】請求項５記載の発明は、更に、上記本体に
も、請求項１〜３のいずれかの軌道盛土部非破壊検査装
置に備えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内
からの反射波を受信するアンテナ部が取り付けられる請
求項４記載の軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車であ
る。
も、請求項１〜３のいずれかの軌道盛土部非破壊検査装
置に備えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内
からの反射波を受信するアンテナ部が取り付けられる請
求項４記載の軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車であ
る。
【０００９】
【作用及び発明の効果】レールやＰＣ枕木等は、特定の
周波数の電波を反射し易い。したがって、請求項１記載
の発明は、まず、フーリエ変換手段により、反射データ
を時間領域データから周波数領域データにフーリエ変換
した後、フィルタ手段により、フーリエ変換手段により
周波数領域データに変換された反射データの内、枕木ま
たはレールの反射周波数成分を除去する。したがって、
この枕木またはレールの反射周波数成分が除去された反
射データを、逆フーリエ変換手段にて周波数領域データ
から時間領域データに逆フーリエ変換すれば、フーリエ
変換する以前の反射データから、枕木またはレールの反
射周波数成分を除去した反射データを得ることができ
る。
周波数の電波を反射し易い。したがって、請求項１記載
の発明は、まず、フーリエ変換手段により、反射データ
を時間領域データから周波数領域データにフーリエ変換
した後、フィルタ手段により、フーリエ変換手段により
周波数領域データに変換された反射データの内、枕木ま
たはレールの反射周波数成分を除去する。したがって、
この枕木またはレールの反射周波数成分が除去された反
射データを、逆フーリエ変換手段にて周波数領域データ
から時間領域データに逆フーリエ変換すれば、フーリエ
変換する以前の反射データから、枕木またはレールの反
射周波数成分を除去した反射データを得ることができ
る。
【００１０】したがって、軌道盛土部内部の空洞等が明
確に表れた反射データを得ることができ、枕木やレール
等が存在しても、異常個所の判断が容易となる。特に、
枕木またはレールの反射周波数成分は、５０ＭＨｚ近傍
であることから、フィルタ手段により除去される周波数
が、５０ＭＨｚおよびその近傍とすることが好ましい。
確に表れた反射データを得ることができ、枕木やレール
等が存在しても、異常個所の判断が容易となる。特に、
枕木またはレールの反射周波数成分は、５０ＭＨｚ近傍
であることから、フィルタ手段により除去される周波数
が、５０ＭＨｚおよびその近傍とすることが好ましい。
【００１１】空洞の反射成分は約１００〜１３０ＭＨｚ
であるので、７０ＭＨｚ以下を除去してもよい。即ち７
０ＭＨｚ以下をフィルタ値０としてもよい。また７０Ｍ
Ｈｚ以下を除去する場合、１００ＭＨｚ以上は全く除去
せず、即ちフィルタ値１とし、７０ＭＨｚ〜１００ＭＨ
ｚは、フィルタ値を、０〜１まで直線的にまたは曲線的
に順次上昇させてもよい。この順次上昇させる領域は、
空洞の反射成分の周波数とＰＣ枕木やレールの反射成分
との境界に持って来れば良い。また上記数値でなく、±
１０ＭＨｚの幅内の数値でも良い。即ち、７０±１０Ｍ
Ｈｚ以下をフィルタ値０としてもよく、７０±１０ＭＨ
ｚ以下を除去する場合、１００±１０ＭＨｚ以上は全く
除去せず、即ちフィルタ値１とし、７０±１０ＭＨｚ〜
１００±１０ＭＨｚは、フィルタ値を、０〜１まで直線
的にまたは曲線的に順次上昇させてもよい。
であるので、７０ＭＨｚ以下を除去してもよい。即ち７
０ＭＨｚ以下をフィルタ値０としてもよい。また７０Ｍ
Ｈｚ以下を除去する場合、１００ＭＨｚ以上は全く除去
せず、即ちフィルタ値１とし、７０ＭＨｚ〜１００ＭＨ
ｚは、フィルタ値を、０〜１まで直線的にまたは曲線的
に順次上昇させてもよい。この順次上昇させる領域は、
空洞の反射成分の周波数とＰＣ枕木やレールの反射成分
との境界に持って来れば良い。また上記数値でなく、±
１０ＭＨｚの幅内の数値でも良い。即ち、７０±１０Ｍ
Ｈｚ以下をフィルタ値０としてもよく、７０±１０ＭＨ
ｚ以下を除去する場合、１００±１０ＭＨｚ以上は全く
除去せず、即ちフィルタ値１とし、７０±１０ＭＨｚ〜
１００±１０ＭＨｚは、フィルタ値を、０〜１まで直線
的にまたは曲線的に順次上昇させてもよい。
【００１２】また、フーリエ変換および逆フーリエ変換
として、特に、高速（逆）フーリエ変換を行うことが、
処理速度を向上して効率的な非破壊検査を行う上で好ま
しい。また、軌道盛土部非破壊検査装置は、軌道用車輪
を備え軌道上を移動可能な車両に取り付ければ、軌道上
を容易に移動することができ、軌道盛土部非破壊検査を
一層効率化できる。
として、特に、高速（逆）フーリエ変換を行うことが、
処理速度を向上して効率的な非破壊検査を行う上で好ま
しい。また、軌道盛土部非破壊検査装置は、軌道用車輪
を備え軌道上を移動可能な車両に取り付ければ、軌道上
を容易に移動することができ、軌道盛土部非破壊検査を
一層効率化できる。
【００１３】特に、軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車
としては、その本体の両側から、軌道外に突出する２つ
の翼部を有し、その両翼部に、軌道盛土部非破壊検査装
置に備えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内
からの反射波を受信するアンテナ部がそれぞれ取り付け
られる構成とすれば、アンテナ部が、軌道の周辺に突出
した状態に配置され、軌道盛土部の砂利肩や上下線間と
いった軌道周辺の検査も精密にできる。
としては、その本体の両側から、軌道外に突出する２つ
の翼部を有し、その両翼部に、軌道盛土部非破壊検査装
置に備えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内
からの反射波を受信するアンテナ部がそれぞれ取り付け
られる構成とすれば、アンテナ部が、軌道の周辺に突出
した状態に配置され、軌道盛土部の砂利肩や上下線間と
いった軌道周辺の検査も精密にできる。
【００１４】更に、上記本体にも、上記アンテナ部が取
り付けられれば、同時に軌道の中心部も検査でき、非常
に効率的な非破壊検査が可能となる。
り付けられれば、同時に軌道の中心部も検査でき、非常
に効率的な非破壊検査が可能となる。
【００１５】
［実施例１］図１，２に、本発明の一実施例としての軌
道盛土部非破壊検査装置２の構成を示す。図１は概略構
成を表し、図２はそのブロック図である。
道盛土部非破壊検査装置２の構成を示す。図１は概略構
成を表し、図２はそのブロック図である。
【００１６】軌道盛土部非破壊検査装置２は、アンテナ
部４、本体である制御部６、データレコーダ８、コンピ
ュータ１０およびカラープリンタ１２から構成されてい
る。アンテナ部４は、送信アンテナ４ａと受信アンテナ
４ｂとを備え、制御部６は、パルス発振器６ａ、検出信
号の増幅器６ｂ、サンプラ６ｃおよび処理タイミング発
生器６ｄを備えている。
部４、本体である制御部６、データレコーダ８、コンピ
ュータ１０およびカラープリンタ１２から構成されてい
る。アンテナ部４は、送信アンテナ４ａと受信アンテナ
４ｂとを備え、制御部６は、パルス発振器６ａ、検出信
号の増幅器６ｂ、サンプラ６ｃおよび処理タイミング発
生器６ｄを備えている。
【００１７】送信アンテナ４ａは、処理タイミング発生
器６ｄのタイミング信号で、パルス発振器６ａから発振
信号を得て、地中に電波を放射する。空洞等の物標１４
で反射された電波は受信アンテナ４ｂで検出される。こ
の検出信号は増幅器６ｂで増幅後、処理タイミング発生
器６ｄのタイミング信号で、サンプラ６ｃにてサンプリ
ングされ、データレコーダ８に記録される。
器６ｄのタイミング信号で、パルス発振器６ａから発振
信号を得て、地中に電波を放射する。空洞等の物標１４
で反射された電波は受信アンテナ４ｂで検出される。こ
の検出信号は増幅器６ｂで増幅後、処理タイミング発生
器６ｄのタイミング信号で、サンプラ６ｃにてサンプリ
ングされ、データレコーダ８に記録される。
【００１８】また、サンプラ６ｃは、コンピュータ１０
側にもサンプリングデータを出力している。コンピュー
タ１０には、Ａ／Ｄ変換器１０ａと演算処理部１０ｂと
が備えられ、Ａ／Ｄ変換器１０ａにて、アナログデータ
であるサンプリングデータをデジタル信号に変換して、
そのＡ／Ｄ変換されたサンプリングデータに基づいて、
演算処理部１０ｂにて後述する処理が行われる。次いで
その演算結果としての反射電波の画像データがカラープ
リンタ１２に出力される。この画像を分析することによ
り、地中の異常が判明する。上記演算処理部１０ｂは、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、バスライン等から構
成されており、ＲＯＭあるいはハードディスクやフロッ
ピーディスク等に記憶されているプログラムに基づい
て、所定の処理を実行している。ここでは次に述べる特
定周波数成分除去処理を実行している。その特定周波数
成分除去処理を図４に示す。
側にもサンプリングデータを出力している。コンピュー
タ１０には、Ａ／Ｄ変換器１０ａと演算処理部１０ｂと
が備えられ、Ａ／Ｄ変換器１０ａにて、アナログデータ
であるサンプリングデータをデジタル信号に変換して、
そのＡ／Ｄ変換されたサンプリングデータに基づいて、
演算処理部１０ｂにて後述する処理が行われる。次いで
その演算結果としての反射電波の画像データがカラープ
リンタ１２に出力される。この画像を分析することによ
り、地中の異常が判明する。上記演算処理部１０ｂは、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、バスライン等から構
成されており、ＲＯＭあるいはハードディスクやフロッ
ピーディスク等に記憶されているプログラムに基づい
て、所定の処理を実行している。ここでは次に述べる特
定周波数成分除去処理を実行している。その特定周波数
成分除去処理を図４に示す。
【００１９】電源オン等によりコンピュータ１０の処理
が開始されると、まず、初期設定がなされる（ステップ
１１０）。ここでは、ＲＡＭ中に作業領域を確保した
り、演算に必要な所定アドレスに初期値を設定したりす
る処理が実行される。次にサンプラ６ｃからサンプリン
グ毎の反射データがＡ／Ｄ変換器１０ａを介して受信さ
れたか否かが判定される（ステップ１２０）。受信があ
るまで否定判定されることにより受信完了を待ち、１回
分のサンプリングデータの受信が完了すると、ステップ
１２０にて肯定判定され、次にＦＦＴ処理がなされる
（ステップ１３０）。ここでは、サンプリングされた反
射データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行い、時
間領域データにて表されている反射データから、各周波
数領域データにて表されるデータを取り出す。なお、高
速フーリエ変換自体の具体的処理内容は一般に良く知ら
れているので、ここでは高速フーリエ変換そのものの説
明は省略する。
が開始されると、まず、初期設定がなされる（ステップ
１１０）。ここでは、ＲＡＭ中に作業領域を確保した
り、演算に必要な所定アドレスに初期値を設定したりす
る処理が実行される。次にサンプラ６ｃからサンプリン
グ毎の反射データがＡ／Ｄ変換器１０ａを介して受信さ
れたか否かが判定される（ステップ１２０）。受信があ
るまで否定判定されることにより受信完了を待ち、１回
分のサンプリングデータの受信が完了すると、ステップ
１２０にて肯定判定され、次にＦＦＴ処理がなされる
（ステップ１３０）。ここでは、サンプリングされた反
射データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行い、時
間領域データにて表されている反射データから、各周波
数領域データにて表されるデータを取り出す。なお、高
速フーリエ変換自体の具体的処理内容は一般に良く知ら
れているので、ここでは高速フーリエ変換そのものの説
明は省略する。
【００２０】時間領域データにて表されているサンプリ
ングされた状態の反射データを、図５（ａ１）に示す。
縦軸が時間軸であり、０〜２００ｎｓまでが表されてい
る。この反射データをＦＦＴ処理して周波数領域データ
としたものを、図５（ａ２）に示す。縦軸が周波数軸で
あり、０〜７５０ＭＨｚまでが表されている。
ングされた状態の反射データを、図５（ａ１）に示す。
縦軸が時間軸であり、０〜２００ｎｓまでが表されてい
る。この反射データをＦＦＴ処理して周波数領域データ
としたものを、図５（ａ２）に示す。縦軸が周波数軸で
あり、０〜７５０ＭＨｚまでが表されている。
【００２１】上記図５（ａ１），（ａ２）は、ＰＣ枕木
の影響もレールの影響も存在しない場合の鉄道軌道の測
定例を表している。ＰＣ枕木が存在する場合の反射デー
タは図５（ｂ１）に示すごとくであり、ＦＦＴ処理の結
果は、図５（ｂ２）に示すごとく、５０ＭＨｚ前後に
て、顕著なピークが見られる。
の影響もレールの影響も存在しない場合の鉄道軌道の測
定例を表している。ＰＣ枕木が存在する場合の反射デー
タは図５（ｂ１）に示すごとくであり、ＦＦＴ処理の結
果は、図５（ｂ２）に示すごとく、５０ＭＨｚ前後に
て、顕著なピークが見られる。
【００２２】ステップ１３０のＦＦＴ処理の後、フィル
タ処理がなされる（ステップ１４０）。ここでは、図７
のグラフに示すようなフィルタテーブルにより、フィル
タ処理がなされる。即ち、７０ＭＨｚ未満については、
フィルタ値を０．０とし、１００ＭＨｚ以上ではフィル
タ値は１．０とし、７０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚは、０．
０から１．０へ直線状にフィルタ値を変化させる処理を
行う。これは各周波数成分毎に、その周波数成分の強度
と上記フィルタ値との積を演算することによりなされ
る。
タ処理がなされる（ステップ１４０）。ここでは、図７
のグラフに示すようなフィルタテーブルにより、フィル
タ処理がなされる。即ち、７０ＭＨｚ未満については、
フィルタ値を０．０とし、１００ＭＨｚ以上ではフィル
タ値は１．０とし、７０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚは、０．
０から１．０へ直線状にフィルタ値を変化させる処理を
行う。これは各周波数成分毎に、その周波数成分の強度
と上記フィルタ値との積を演算することによりなされ
る。
【００２３】例えば、図５（ｂ２）に示すＦＦＴ処理後
の反射データを図７のフィルタ値にてフィルタ処理する
と、図６（ａ２）に示すごとくとなる。ステップ１４０
のフィルタ処理の後、逆高速フーリエ変換（逆ＦＦＴ）
処理がなされる（ステップ１５０）。ここでは、ＦＦＴ
処理（ステップ１３０）およびフィルタ処理（ステップ
１４０）がなされた反射データを、逆ＦＦＴ処理によ
り、再度、時間領域データで表される反射データに変換
する処理がなされる。なお、逆高速フーリエ変換自体の
具体的処理内容は一般に良く知られているので、ここで
は逆高速フーリエ変換そのものの説明は省略する。
の反射データを図７のフィルタ値にてフィルタ処理する
と、図６（ａ２）に示すごとくとなる。ステップ１４０
のフィルタ処理の後、逆高速フーリエ変換（逆ＦＦＴ）
処理がなされる（ステップ１５０）。ここでは、ＦＦＴ
処理（ステップ１３０）およびフィルタ処理（ステップ
１４０）がなされた反射データを、逆ＦＦＴ処理によ
り、再度、時間領域データで表される反射データに変換
する処理がなされる。なお、逆高速フーリエ変換自体の
具体的処理内容は一般に良く知られているので、ここで
は逆高速フーリエ変換そのものの説明は省略する。
【００２４】図６（ａ２）に示した反射データを、逆Ｆ
ＦＴ処理したものを図６（ａ１）に示す。次に、ＦＦＴ
処理（ステップ１３０）、フィルタ処理（ステップ１４
０）および逆ＦＦＴ処理（ステップ１５０）した１回分
のサンプリングデータを記録する（ステップ１６０）。
記録は、演算処理部１０ｂのＲＡＭに記憶してもよい
し、ハードディスクやフロッピーディスクに記憶しても
よい。
ＦＴ処理したものを図６（ａ１）に示す。次に、ＦＦＴ
処理（ステップ１３０）、フィルタ処理（ステップ１４
０）および逆ＦＦＴ処理（ステップ１５０）した１回分
のサンプリングデータを記録する（ステップ１６０）。
記録は、演算処理部１０ｂのＲＡＭに記憶してもよい
し、ハードディスクやフロッピーディスクに記憶しても
よい。
【００２５】次に、終了か否かが判断される（ステップ
１７０）が、終了するとの指示信号が入っていなけれ
ば、次の反射データをサンプラ６ｃから受信して上述の
処理を繰り返すために、ステップ１２０の処理に戻る。
こうして、制御部６からの信号を受信する毎に、ＦＦＴ
処理（ステップ１３０）、フィルタ処理（ステップ１４
０）および逆ＦＦＴ処理（ステップ１５０）したデータ
が蓄積されてゆく。
１７０）が、終了するとの指示信号が入っていなけれ
ば、次の反射データをサンプラ６ｃから受信して上述の
処理を繰り返すために、ステップ１２０の処理に戻る。
こうして、制御部６からの信号を受信する毎に、ＦＦＴ
処理（ステップ１３０）、フィルタ処理（ステップ１４
０）および逆ＦＦＴ処理（ステップ１５０）したデータ
が蓄積されてゆく。
【００２６】終了との指示がコンピュータ１０のキーボ
ード等から入力されれば、ステップ１７０にて肯定判定
されて、次に蓄積されたデータがカラープリンタ１２に
出力される（ステップ１８０）。即ち、蓄積されたデー
タを、データの入力順を横軸、時間を縦軸として、その
強度に応じて色相を変更して印刷する処理が行われる。
ード等から入力されれば、ステップ１７０にて肯定判定
されて、次に蓄積されたデータがカラープリンタ１２に
出力される（ステップ１８０）。即ち、蓄積されたデー
タを、データの入力順を横軸、時間を縦軸として、その
強度に応じて色相を変更して印刷する処理が行われる。
【００２７】その結果を図８に示す。なお、軌道盛土部
非破壊検査装置２を後述する軌道用の台車に取り付け、
軌道上を移動しつつ測定したので、横軸は入力順を距離
に変換して示している。また縦軸は、右側に時間軸を表
示しているが、左側には、その時間を軌道の地中の深さ
に変換した距離が表示してある。
非破壊検査装置２を後述する軌道用の台車に取り付け、
軌道上を移動しつつ測定したので、横軸は入力順を距離
に変換して示している。また縦軸は、右側に時間軸を表
示しているが、左側には、その時間を軌道の地中の深さ
に変換した距離が表示してある。
【００２８】同一の反射データについて、図４の特定周
波数成分除去処理を実行しなかった場合は、図９に示す
ごとく、全体にＰＣ枕木の影響が大きく残り、非常に分
かりにくい。しかし、本実施例の処理によれば図８に示
すごとく、空洞の存在が良く判る。このように、軌道盛
土部内部の空洞等が明確に表れた反射データを得ること
ができ、枕木やレール等が存在しても、異常個所の判断
が容易となる。
波数成分除去処理を実行しなかった場合は、図９に示す
ごとく、全体にＰＣ枕木の影響が大きく残り、非常に分
かりにくい。しかし、本実施例の処理によれば図８に示
すごとく、空洞の存在が良く判る。このように、軌道盛
土部内部の空洞等が明確に表れた反射データを得ること
ができ、枕木やレール等が存在しても、異常個所の判断
が容易となる。
【００２９】［実施例２］次に、鉄道軌道にて測定する
軌道盛土部非破壊検査装置と台車の実施例を図３に示
す。図３（ａ）は平面説明図、図３（ｂ）は正面説明図
である。軌道盛土部非破壊検査装置２０は、３つのアン
テナ部２４，２６，２８を有している。これら３つのア
ンテナ部２４，２６，２８は、実施例１のアンテナ部４
と同様の構成であり、それぞれに、実施例１の場合と同
様に、制御部３０のパルス発振器からの発振信号を接続
ライン２９を介して得て、地中に電波を放射し、反射さ
れた電波を受信する。この検出信号は、接続ライン２９
を介して制御部３０に入力し、実施例１と同じく、増幅
器で増幅後、サンプラでサンプリングし、アンテナ部２
４，２６，２８毎に、データレコーダ３２に記録され
る。
軌道盛土部非破壊検査装置と台車の実施例を図３に示
す。図３（ａ）は平面説明図、図３（ｂ）は正面説明図
である。軌道盛土部非破壊検査装置２０は、３つのアン
テナ部２４，２６，２８を有している。これら３つのア
ンテナ部２４，２６，２８は、実施例１のアンテナ部４
と同様の構成であり、それぞれに、実施例１の場合と同
様に、制御部３０のパルス発振器からの発振信号を接続
ライン２９を介して得て、地中に電波を放射し、反射さ
れた電波を受信する。この検出信号は、接続ライン２９
を介して制御部３０に入力し、実施例１と同じく、増幅
器で増幅後、サンプラでサンプリングし、アンテナ部２
４，２６，２８毎に、データレコーダ３２に記録され
る。
【００３０】上記アンテナ部２４，２６，２８は、アン
テナ用台車３４に取り付けられている。アンテナ用台車
３４は、軌道用車輪３６を有する本体３８、本体３８の
両側から、軌道外に突出する２つの翼部４０，４２を有
している。この両翼部４０，４２にそれぞれ、アンテナ
部２４，２８が取り付けられ、本体３８には１つのアン
テナ部２６が取り付けられている。翼部４０，４２およ
び本体３８には、棒状の枠材を組み合わせて、アンテナ
部２４，２６，２８をその周辺で支えることにより、ア
ンテナ部２４，２６，２８の下面のほとんどを軌道面に
対して露出している。このことにより、アンテナ用台車
３４に影響されずに測定が可能となっている。
テナ用台車３４に取り付けられている。アンテナ用台車
３４は、軌道用車輪３６を有する本体３８、本体３８の
両側から、軌道外に突出する２つの翼部４０，４２を有
している。この両翼部４０，４２にそれぞれ、アンテナ
部２４，２８が取り付けられ、本体３８には１つのアン
テナ部２６が取り付けられている。翼部４０，４２およ
び本体３８には、棒状の枠材を組み合わせて、アンテナ
部２４，２６，２８をその周辺で支えることにより、ア
ンテナ部２４，２６，２８の下面のほとんどを軌道面に
対して露出している。このことにより、アンテナ用台車
３４に影響されずに測定が可能となっている。
【００３１】この様な構成により、軌道盛土部非破壊検
査装置２０は、一つのアンテナ部２６からレールＲの間
の軌道盛土内に電波を放射し、この軌道盛土内からの反
射波を受信する。また両側の翼部４０，４２のアンテナ
部２４，２８からレールＲよりも外側の軌道盛土周辺に
電波を放射し、この軌道周辺からの反射波を受信する。
査装置２０は、一つのアンテナ部２６からレールＲの間
の軌道盛土内に電波を放射し、この軌道盛土内からの反
射波を受信する。また両側の翼部４０，４２のアンテナ
部２４，２８からレールＲよりも外側の軌道盛土周辺に
電波を放射し、この軌道周辺からの反射波を受信する。
【００３２】制御部３０およびデータレコーダ３２は、
アンテナ用台車３４とは別の、軌道用車輪４４を有する
制御部用台車４６に、発電機４８とともに配置される。
レールＲの間の軌道盛土内に電波を放射し反射波を受信
しているアンテナ部２６は、実施例１で図５（ｂ１）に
示した反射データを得ることができる。この反射データ
をデータレコーダ３２に記憶しておいて、現場での測定
作業が終了した後、コンピュータ１０に制御部３０を介
してデータレコーダ３２を接続して、図４に示した特定
周波数成分除去処理を実行すれば、図５（ｂ２）→図６
（ａ２）→図６（ａ１）と順に処理がなされて、ＰＣ枕
木Ｗの影響が除去され、最後にカラープリンタ１２にて
データを連続表示すれば、図８の結果を得ることができ
る。
アンテナ用台車３４とは別の、軌道用車輪４４を有する
制御部用台車４６に、発電機４８とともに配置される。
レールＲの間の軌道盛土内に電波を放射し反射波を受信
しているアンテナ部２６は、実施例１で図５（ｂ１）に
示した反射データを得ることができる。この反射データ
をデータレコーダ３２に記憶しておいて、現場での測定
作業が終了した後、コンピュータ１０に制御部３０を介
してデータレコーダ３２を接続して、図４に示した特定
周波数成分除去処理を実行すれば、図５（ｂ２）→図６
（ａ２）→図６（ａ１）と順に処理がなされて、ＰＣ枕
木Ｗの影響が除去され、最後にカラープリンタ１２にて
データを連続表示すれば、図８の結果を得ることができ
る。
【００３３】両側の翼部４０，４２のアンテナ部２４，
２８の場合も同様に処理して、軌道盛土部の砂利肩や上
限線間といった軌道周辺について、図８の様に測定結果
を得ることができる。なお、翼部４０，４２のアンテナ
部２４，２８の場合は、ＰＣ枕木Ｗの影響は少ないの
で、データレコーダ３２の出力をＡ／Ｄ変換して、カラ
ープリンタ１２に出力させるだけでもよい。勿論、レー
ルＲ外ではＰＣ枕木Ｗ以外の物体の影響も考えられるの
で、図４の特定周波数成分除去処理を実施した方がよ
い。
２８の場合も同様に処理して、軌道盛土部の砂利肩や上
限線間といった軌道周辺について、図８の様に測定結果
を得ることができる。なお、翼部４０，４２のアンテナ
部２４，２８の場合は、ＰＣ枕木Ｗの影響は少ないの
で、データレコーダ３２の出力をＡ／Ｄ変換して、カラ
ープリンタ１２に出力させるだけでもよい。勿論、レー
ルＲ外ではＰＣ枕木Ｗ以外の物体の影響も考えられるの
で、図４の特定周波数成分除去処理を実施した方がよ
い。
【００３４】［その他］上記各実施例では、処理タイミ
ング発生器６ｄは時間のタイミングであったが、軌道上
の移動距離をレールＲ上で回転するエンコーダ、あるい
は軌道用車輪３６に連動して回転するエンコーダを設
け、エンコーダの出力を処理タイミング信号としてもよ
い。即ち、エンコーダの所定出力毎に反射データを検出
して記録してもよい。
ング発生器６ｄは時間のタイミングであったが、軌道上
の移動距離をレールＲ上で回転するエンコーダ、あるい
は軌道用車輪３６に連動して回転するエンコーダを設
け、エンコーダの出力を処理タイミング信号としてもよ
い。即ち、エンコーダの所定出力毎に反射データを検出
して記録してもよい。
【００３５】またコンピュータ１０は、サンプラ６ｃを
介してデータレコーダ８からデータを得ていたが、図
１，２に二点鎖線で示すごとく、直接、データレコーダ
８から得ても良い。また、実施例１は、サンプラ６ｃに
よるサンプリング毎に受信される反射データに対して、
直ちにステップ１３０〜ステップ１６０の処理を実行し
ていたが、次のようにしてもよい。即ち、ステップ１２
０を、一旦、データレコーダ８に記録された全反射デー
タから、順次、１つづつ反射データをコンピュータ１０
側に読み込む処理とし、ステップ１７０を反射データは
終了か否かの判定処理としてもよい。このようにすれ
ば、送信アンテナ４ａにて地中に電波を放射しつつ反射
された電波を受信アンテナ４ｂで検出しデータレコーダ
８に記録する作業を軌道盛土部に対して実行した後に、
その記録された反射データをまとめて処理することがで
きる。また、予め、サンプラ６ｃからの反射データまた
はデータレコーダ８からの記録反射データをコンピュー
タ１０が入力して、ハードディスク、フロッピーディス
ク等の外部記憶装置に記憶させておき、その後、コンピ
ュータ１０内の処理のみで、反射データをまとめて処理
してもよい。
介してデータレコーダ８からデータを得ていたが、図
１，２に二点鎖線で示すごとく、直接、データレコーダ
８から得ても良い。また、実施例１は、サンプラ６ｃに
よるサンプリング毎に受信される反射データに対して、
直ちにステップ１３０〜ステップ１６０の処理を実行し
ていたが、次のようにしてもよい。即ち、ステップ１２
０を、一旦、データレコーダ８に記録された全反射デー
タから、順次、１つづつ反射データをコンピュータ１０
側に読み込む処理とし、ステップ１７０を反射データは
終了か否かの判定処理としてもよい。このようにすれ
ば、送信アンテナ４ａにて地中に電波を放射しつつ反射
された電波を受信アンテナ４ｂで検出しデータレコーダ
８に記録する作業を軌道盛土部に対して実行した後に、
その記録された反射データをまとめて処理することがで
きる。また、予め、サンプラ６ｃからの反射データまた
はデータレコーダ８からの記録反射データをコンピュー
タ１０が入力して、ハードディスク、フロッピーディス
ク等の外部記憶装置に記憶させておき、その後、コンピ
ュータ１０内の処理のみで、反射データをまとめて処理
してもよい。
【００３６】コンピュータ１０は、通常のパーソナルコ
ンピュータに、Ａ／Ｄ変換器１０ａとしてのＡ／Ｄ変換
用の回路基板を、スロットに組み込むことにより実現で
きる。上記実施例２において、翼部４０，４２に、図３
（ａ）に点線で示す位置に、先端部分を水平から上方に
のみ揺動可能なヒンジ５０，５１，５２，５３を設けて
もよい。このヒンジ５０〜５３により、アンテナ部２
４，２８が存在する先端部分を、本体３８上に折り重ね
られるようにできる。このことにより、軌道上で測定し
ている際に、翼部４０，４２に対する障害物あるいは対
向する列車に対して直ちに退避動作できる。
ンピュータに、Ａ／Ｄ変換器１０ａとしてのＡ／Ｄ変換
用の回路基板を、スロットに組み込むことにより実現で
きる。上記実施例２において、翼部４０，４２に、図３
（ａ）に点線で示す位置に、先端部分を水平から上方に
のみ揺動可能なヒンジ５０，５１，５２，５３を設けて
もよい。このヒンジ５０〜５３により、アンテナ部２
４，２８が存在する先端部分を、本体３８上に折り重ね
られるようにできる。このことにより、軌道上で測定し
ている際に、翼部４０，４２に対する障害物あるいは対
向する列車に対して直ちに退避動作できる。
【図１】 本発明の一実施例としての軌道盛土部非破壊
検査装置の概略構成図である。
検査装置の概略構成図である。
【図２】 そのブロック図である。
【図３】 鉄道軌道上での測定説明図であり、（ａ）は
平面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
平面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
【図４】 コンピュータの演算処理部にて行われる特定
周波数成分除去処理のフローチャートである。
周波数成分除去処理のフローチャートである。
【図５】 サンプリングされた反射データの説明図であ
り、（ａ１）はＰＣ枕木やレールの影響が存在しない場
合の反射データ、（ａ２）はそのＦＦＴ処理後の周波数
成分、（ｂ１）はＰＣ枕木の影響が存在する場合の反射
データ、（ｂ２）はそのＦＦＴ処理後の周波数成分を示
す。
り、（ａ１）はＰＣ枕木やレールの影響が存在しない場
合の反射データ、（ａ２）はそのＦＦＴ処理後の周波数
成分、（ｂ１）はＰＣ枕木の影響が存在する場合の反射
データ、（ｂ２）はそのＦＦＴ処理後の周波数成分を示
す。
【図６】 サンプリングされた反射データにＦＦＴ処理
とフィルタ処理とを実行した場合の説明図であり、（ａ
１）は（ａ２）のデータを逆ＦＦＴ処理した状態を示
し、（ａ１）は上記ＦＦＴ処理およびフィルタ処理を実
行した直後の状態を示す。
とフィルタ処理とを実行した場合の説明図であり、（ａ
１）は（ａ２）のデータを逆ＦＦＴ処理した状態を示
し、（ａ１）は上記ＦＦＴ処理およびフィルタ処理を実
行した直後の状態を示す。
【図７】 フィルタ処理用のフィルタテーブルを示すグ
ラフである。
ラフである。
【図８】 反射データを、ＦＦＴ処理、フィルタ処理お
よび逆ＦＦＴ処理した後に全データを配列して印刷した
状態の説明図である。
よび逆ＦＦＴ処理した後に全データを配列して印刷した
状態の説明図である。
【図９】 ＰＣ枕木の影響がそのまま出ている従来の反
射データの説明図である。
射データの説明図である。
２，２０…軌道盛土部非破壊検査装置
４，２４，２６，２８…アンテナ部
４ａ…送信アンテナ ４ｂ…受信アンテナ
６，３０…制御部 ６ａ…パルス発振器
６ｂ…増幅器 ６ｃ…サンプラ ６ｄ…処理タ
イミング発生器 ８，３２…データレコーダ １０…コンピュータ １０ａ…Ａ／Ｄ変換器 １０ｂ…演算処理部 １２
…カラープリンタ １４…物標 ３４…アンテナ用台車 ３６，４４…
軌道用車輪 ３８…アンテナ用台車本体 ４０，４２…翼部 ４
６…制御部用台車
イミング発生器 ８，３２…データレコーダ １０…コンピュータ １０ａ…Ａ／Ｄ変換器 １０ｂ…演算処理部 １２
…カラープリンタ １４…物標 ３４…アンテナ用台車 ３６，４４…
軌道用車輪 ３８…アンテナ用台車本体 ４０，４２…翼部 ４
６…制御部用台車
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大南 正克
愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４
号 東海旅客鉄道株式会社内
(72)発明者 辻井 大二
愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４
号 東海旅客鉄道株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−87918（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−312965（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−305275（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−14559（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−112530（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−21287（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01V 3/12
G01N 22/00
G01S 13/88
Claims (5)
- 【請求項１】軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内
からの反射波を受信して反射データを得、その反射デー
タに基づいて、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛
土部非破壊検査装置であって、 反射データを時間領域データから周波数領域データにフ
ーリエ変換するフーリエ変換手段と、 該フーリエ変換手段により周波数領域データに変換され
た反射データの内、枕木またはレールの反射周波数成分
を除去するフィルタ手段と、 該フィルタ手段により、枕木またはレールの反射周波数
成分が除去された反射データを周波数領域データから時
間領域データに逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段
と、 を備えたことを特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置。 - 【請求項２】上記フィルタ手段により除去される周波数
が、５０ＭＨｚおよびその近傍である請求項１記載の軌
道盛土部非破壊検査装置。 - 【請求項３】上記フィルタ手段により除去される周波数
が、７０±１０ＭＨｚ以下である請求項１記載の軌道盛
土部非破壊検査装置。 - 【請求項４】本体の両側から、軌道外に突出する２つの
翼部を有し、その両翼部に、請求項１〜３のいずれかの
軌道盛土部非破壊検査装置に備えられた軌道盛土内に電
波を放射し該軌道盛土内からの反射波を受信するアンテ
ナ部がそれぞれ取り付けられることを特徴とする軌道盛
土部非破壊検査装置用軌道車。 - 【請求項５】更に、上記本体にも、請求項１〜３のいず
れかの軌道盛土部非破壊検査装置に備えられた軌道盛土
内に電波を放射し該軌道盛土内からの反射波を受信する
アンテナ部が取り付けられる請求項４記載の軌道盛土部
非破壊検査装置用軌道車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20080394A JP3369745B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20080394A JP3369745B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862338A JPH0862338A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3369745B2 true JP3369745B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=16430458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20080394A Expired - Fee Related JP3369745B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3369745B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221848A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-17 | Nippon Soken Inc | 超音波ソナー及び超音波ソナーの超音波送信方法 |
| JP4129420B2 (ja) * | 2002-08-22 | 2008-08-06 | 名古屋電機工業株式会社 | 路面における凍結防止剤の濃度計測方法およびその装置 |
| GB2398946A (en) * | 2003-02-22 | 2004-09-01 | Qinetiq Ltd | Microwave radar detection of surface discontinuities |
| JP5550203B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2014-07-16 | 三菱電機株式会社 | 波形分析装置 |
| NO335171B1 (no) * | 2011-10-07 | 2014-10-13 | 3D Radar As | Adaptiv interferensundertrykkelse for georadar |
| JP5719075B1 (ja) * | 2014-10-06 | 2015-05-13 | ジオ・サーチ株式会社 | 空洞厚探査方法 |
| JP6408376B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2018-10-17 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 線路下空洞探査装置 |
| KR101966329B1 (ko) * | 2017-12-01 | 2019-04-08 | 한국철도기술연구원 | 철도 자갈도상용 gpr 탐사장치 및 이를 포함하는 시스템 |
| CN109163683B (zh) * | 2018-08-27 | 2021-03-02 | 成都云天智轨科技有限公司 | 轨道波磨病害诊断方法与装置 |
| JP6675656B1 (ja) * | 2019-04-01 | 2020-04-01 | ジオ・サーチ株式会社 | 鋼床版橋評価装置、鋼床版橋評価方法、及びプログラム |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP20080394A patent/JP3369745B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0862338A (ja) | 1996-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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