JP5091811B2 - レール破断検査方法及びレール破断検査装置 - Google Patents
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Description
鉄道用のレールに破断が生じているか否かを検査するレール破断検査方法であって、
レールにパルス信号を入射することと、
前記パルス信号の入射位置において前記パルス信号の入射波に対する反射波を観測して、位相が同相の波形が観測された場合に、レール破断の発生可能性有りと判断することと、
を含むレール破断検査方法である。
鉄道用のレールに破断が生じているか否かを検査するレール破断検査装置であって、
レールにパルス信号を入射する入射手段と、
前記パルス信号の入射位置において前記パルス信号の入射波に対する反射波を観測して、位相が同相の波形が観測された場合に、レール破断の発生可能性有りと判断する判断手段と、
を備えるレール破断検査装置を構成しても良い。
前記レールの特性インピーダンスに相当する負荷インピーダンスをレール間に接続することを更に含み、
前記レール破断の発生可能性の判断は、前記パルス信号の入射位置において、前記パルス信号の入射位置と前記負荷インピーダンスの接続位置間の検査対象区間を前記パルス信号が往復伝播する時間の間、前記反射波の観測を行って当該検査対象区間におけるレール破断の発生可能性を判断することを含む、
レール破断検査方法を構成しても良い。
前記パルス信号の入射は、前記検査対象区間を前記パルス信号が往復伝播する時間よりも長い時間間隔で前記パルス信号を繰り返し入射することを含み、
前記レール破断の発生可能性の判断は、前記パルス信号が入射される毎に前記レール破断の発生可能性を判断することを含む、
レール破断検査方法を構成しても良い。
前記パルス信号のパルス幅を、前記検査対象区間長に応じて変更すること、
を更に含むレール破断検査方法を構成しても良い。
正弦波を自乗した正弦自乗波の半周期分の波形を、前記パルス信号として生成することと、
前記正弦波の周波数を、前記検査対象区間長に応じて変更することと、
を更に含むレール破断検査方法を構成しても良い。
前記反射波の観測において入射波と位相が同相の波形が観測された場合に、前記パルス信号の入射から当該反射波の観測までに要した時間と、前記パルス信号の前記レール上の信号伝播速度とを用いて、レール破断の被疑対象位置を算出することと、
を更に含むレール破断検査方法を構成しても良い。
前記反射波の観測において入射波と位相が逆相の波形が観測された場合に、軌道短絡の発生可能性有りと判断すること、
を更に含むレール破断検査方法を構成しても良い。
[原理]
先ず、本実施形態の鉄道のレール破断検査の原理を説明する。本実施形態のレール破断検査は、TDR(Time Domain Reflectometry:時間領域反射率測定法)を利用している。TDRは、被測定体にパルス信号を入射し、そのパルス信号の反射によって被測定体のインピーダンスの変化を測定する方法である。
図4は、上述の原理を利用したレール破断検査装置1の構成図である。レール破断検査装置1は、例えば軌道近傍に設置され、レール破断/短絡の発生を検査する。検査結果は、無線通信等によって中央管理装置や軌道を走行中の列車等に送信される。
なお、最長到達時間Ttは、Tt=(1/Vp)×D×2、で算出される。
このように、本実施形態によれば、レールRの一部区間がレール破断検査装置1の検査対象区間として設定され、この設定された検査対象区間の他端側は、レールR間に、レールRの特性インピーダンスZ0に等しい負荷インピーダンスZLが接続されて終端されている。そして、レール破断検査装置1では、検査対象区間の一端側から他端側に向けてパルス信号を入射(送信)し、入射位置において受信(観測)された反射波の波形をもとに、検査対象区間内のレール破断/短絡の発生有無を判断する。更に、レール破断/短絡の発生有りと判断した場合には、レールRへのパルス信号の入射から反射波の受信までに要した時間ΔTから、入射位置から発生位置までの距離Lを算出する。これにより、軌道回路を用いなくとも、レール破断/短絡の発生有無の検査が可能となるとともに、レール破断/短絡の発生位置の算出が可能となる。
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
レールが無限に長いと仮定できる理想的な場合には、検査対象区間の他端側を、負荷インピーダンスZLで終端しなくとも良い。この場合、レール破断/短絡が生じていないならば、入射波(パルス信号)は反射されず、入射位置において反射波が観測されないことになる。一方、レール破断/短絡が生じているならば、その発生位置で入射波が反射されて、入射位置で反射波が観測されることになる。また、長さDの検査対象区間を設定した場合、パルス信号の入射から、この入射波が入射位置から対象区間長Dだけ離れた位置で反射されて入射位置に戻ってくるのに要する時間Ttの間、反射波の観測を待機し、反射波が観測されなければ、検査対象区間内ではレール破断/短絡が生じていないと判断できる。
また、入射波として入射するパルス信号は正弦自乗波の半周期分の波形に限らず、正弦三乗波の半周期分の波形としても良いし、矩形波やインパルス波としても良い。
10 パルス信号生成部、20 送信部、30 受信部、40 制御部
R レール
Claims (8)
- 鉄道用のレールに破断が生じているか否かを検査するレール破断検査方法であって、
前記レールの特性インピーダンスに相当する負荷インピーダンスをレール間に接続することと、
レールにパルス信号を入射することと、
前記パルス信号の入射位置において、前記パルス信号の入射位置と前記負荷インピーダンスの接続位置間の検査対象区間を前記パルス信号が往復伝播する時間の間、前記パルス信号の入射波に対する反射波の観測を行って当該検査対象区間におけるレール破断の発生可能性を判断することと、
を含むレール破断検査方法。 - 前記パルス信号の入射は、前記検査対象区間を前記パルス信号が往復伝播する時間よりも長い時間間隔で前記パルス信号を繰り返し入射することを含み、
前記レール破断の発生可能性の判断は、前記パルス信号が入射される毎に前記レール破断の発生可能性を判断することを含む、
請求項1に記載のレール破断検査方法。 - 前記パルス信号のパルス幅を、前記検査対象区間長に応じて変更すること、
を更に含む請求項1又は2に記載のレール破断検査方法。 - 正弦波を自乗した正弦自乗波の半周期分の波形を、前記パルス信号として生成することと、
前記正弦波の周波数を、前記検査対象区間長に応じて変更することと、
を更に含む請求項1又は2に記載のレール破断検査方法。 - 前記反射波の観測において入射波と位相が同相の波形が観測された場合に、前記パルス信号の入射から当該反射波の観測までに要した時間と、前記パルス信号の前記レール上の信号伝播速度とを用いて、レール破断の被疑発生位置を算出することと、
を更に含む請求項1〜4の何れか一項に記載のレール破断検査方法。 - 鉄道用のレールに破断が生じているか否かを検査するレール破断検査方法であって、
レールにパルス信号を入射することと、
前記パルス信号の入射位置において前記パルス信号の入射波に対する反射波を観測して、位相が同相の波形が観測された場合にはレール破断の発生可能性有りと判断し、逆相の波形が観測された場合には軌道短絡の発生可能性有りと判断することと、
を含むレール破断検査方法。 - 鉄道用のレールに破断が生じているか否かを検査するレール破断検査装置であって、
前記レールの特性インピーダンスに相当する負荷インピーダンスが前記レール間に接続された当該レールにパルス信号を入射する入射手段と、
前記パルス信号の入射位置において、前記パルス信号の入射位置と前記負荷インピーダンスの接続位置間の検査対象区間を前記パルス信号が往復伝播する時間の間、前記パルス信号の入射波に対する反射波の観測を行って当該検査対象区間におけるレール破断の発生可能性を判断する判断手段と、
を備えるレール破断検査装置。 - 鉄道用のレールに破断が生じているか否かを検査するレール破断検査装置であって、
レールにパルス信号を入射する入射手段と、
前記パルス信号の入射位置において前記パルス信号の入射波に対する反射波を観測して、位相が同相の波形が観測された場合にはレール破断の発生可能性有りと判断し、逆相の波形が観測された場合には軌道短絡の発生可能性有りと判断する判断手段と、
を備えるレール破断検査装置。
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