JP5380000B2 - トロリ線摩耗量測定方法および測定システム - Google Patents
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Description
この発明は、トロリ線摩耗量測定方法および測定システムに関し、詳しくは、鉄道線路の分岐箇所（分岐ポイント）に発生するトロリ線偏摩耗個所の摩耗量を手作業によることなく、高い精度でかつ摩耗量算出のデータ処理ロードを軽減して測定することが可能なトロリ線摩耗量測定方法および測定システムに関する。
鉄道線路の分岐箇所（分岐ポイント）としては、本線と分岐線、上り線と下り線などがあって、これらのトロリ線との間には、本線（上り線）から分岐線（下り線）へ、あるいは逆に分岐線（下り線）から本線（上り線）へと渉り線を介して車両が移動し、車両のパンタグラフが接触してトロリ線が相互に引き継がれる。
渉り線は、車両への電力供給線ではないので上方に傾斜して設置され、電柱などに設けられるカウンタポイズ（バランサ）で引っ張られている。このような渉り線がパンタグラフと同じような高さまで降下し、あるいはそれ以下に垂れ下がると、パンタグラフとの不要な接触事故やパンタグラフの破損をまねくので、これを防止するために、従来、渉り線検出器が検測車のパンタグラフのホーン部分には取付けられている。
渉り線は、車両への電力供給線ではないので上方に傾斜して設置され、電柱などに設けられるカウンタポイズ（バランサ）で引っ張られている。このような渉り線がパンタグラフと同じような高さまで降下し、あるいはそれ以下に垂れ下がると、パンタグラフとの不要な接触事故やパンタグラフの破損をまねくので、これを防止するために、従来、渉り線検出器が検測車のパンタグラフのホーン部分には取付けられている。
渉り線には種々のものがあるが、図９は、この渉り線の概要説明図であって、本線（上り線）のトロリ線と分岐線（下り線）のトロリ線との間を斜めに橋渡される渉り線の例である。
３１は、本線のトロリ線であり、３２は分岐線のトロリ線である。本線のトロリ線３１と分岐線のトロリ線３２の下にはそれぞれ軌道３３，３４が設けられている。３５は、渉り線であって、その下には軌道３６が設けられている。渉り線３５は、本線と分岐線との間を斜めにかつ本線のトロリ線３１と分岐線のトロリ線３２よりも高い位置に設置されている。
例えば、車両が図面右から左に走行して本線から分岐線へと車両のパンタグラフがトロリ線に接して渡るか、逆に、車両が図面左から右に走行して分岐線から本線へと車両のパンタグラフがトロリ線に接して渡る。
鉄道線路の分岐箇所の渉り線は、このように、本線（上り線）、分岐線（下り線）のトロリ線より高い位置にあるので、車両のパンタグラフが渉り線を渡るとパンタグラフのホーン部が渡り先のトロリ線に当たり、そのトロリ線の摺面が傾斜摩耗する偏べり、すなわち偏摩耗が発生する。
なお、渉り線についての検測車のパンタグラフの構造については公知であり（特許文献１）、トロリ線摩耗量の測定方法及び測定装置についても公知である（特許文献２）。
特開２００３−３２７０１９号公報
特開２００５−２７１６８２号公報
３１は、本線のトロリ線であり、３２は分岐線のトロリ線である。本線のトロリ線３１と分岐線のトロリ線３２の下にはそれぞれ軌道３３，３４が設けられている。３５は、渉り線であって、その下には軌道３６が設けられている。渉り線３５は、本線と分岐線との間を斜めにかつ本線のトロリ線３１と分岐線のトロリ線３２よりも高い位置に設置されている。
例えば、車両が図面右から左に走行して本線から分岐線へと車両のパンタグラフがトロリ線に接して渡るか、逆に、車両が図面左から右に走行して分岐線から本線へと車両のパンタグラフがトロリ線に接して渡る。
鉄道線路の分岐箇所の渉り線は、このように、本線（上り線）、分岐線（下り線）のトロリ線より高い位置にあるので、車両のパンタグラフが渉り線を渡るとパンタグラフのホーン部が渡り先のトロリ線に当たり、そのトロリ線の摺面が傾斜摩耗する偏べり、すなわち偏摩耗が発生する。
なお、渉り線についての検測車のパンタグラフの構造については公知であり（特許文献１）、トロリ線摩耗量の測定方法及び測定装置についても公知である（特許文献２）。
特許文献２に示されるようなトロリ線摩耗量の測定方法及び測定装置は、渉り線個所のトロリ線の偏摩耗を正確には測定できない問題がある。そのため、渉り線部分の偏摩耗は現在手作業にて行われているのが現状である。
その理由は、渉り線個所のトロリ線が平坦な摩耗の通常摺動面とこれに続く傾斜した偏摩耗摺動面とで構成される関係で摺動面幅に対応する反射光が正確に得られないからである。言い換えれば、トロリ線摩耗測定装置のレーザ光の反射光は、傾斜している偏摩耗の摺動面からは正確には戻ってこない。
図８は、渉り線部分に発生するトロリ線の偏摩耗とその受光信号についての説明図である。
図８（ａ）に示す渉り線部分に発生する偏摩耗をしたトロリ線２０の摺動面は、平坦な通常摺動面２０ａとこれに続く偏摩耗摺動面２０ｂとからなる。その反射光に対応する受光信号から得られる摺動面反射信号Ｒ（検出信号）は、通常摺動面２０ａの反射信号２１ａとこれに連続する偏摩耗摺動面の反射信号とで構成されるはずであるが、図８（ｂ）に示すように、通常摺動面２０ａの反射信号２１ａとこれに続く偏摩耗摺動面２０ｂの一部の反射信号２１ｂが連続し、偏摩耗摺動面２０ｂの検出信号の一部が孤立して反射信号２１ｃとなり、この反射信号２１ｃがノイズ信号２１ｄと区分けがつかなくなる問題が生じる。
なお、渉り線部分におけるトロリ線摩耗量として算出されるものは、通常摺動面２０ａに対応する残存直径Ａと偏摩耗摺動面２０ｂに対応する残存直径Ｂとである。本来のトロリ線摩耗量は、通常、トロリ線の中心から摺動面までの距離であるが、現在では残存直径も摩耗量として扱われているので、ここでの残存直径Ａ，Ｂをトロリ線偏摩耗量として以下説明していく。
その理由は、渉り線個所のトロリ線が平坦な摩耗の通常摺動面とこれに続く傾斜した偏摩耗摺動面とで構成される関係で摺動面幅に対応する反射光が正確に得られないからである。言い換えれば、トロリ線摩耗測定装置のレーザ光の反射光は、傾斜している偏摩耗の摺動面からは正確には戻ってこない。
図８は、渉り線部分に発生するトロリ線の偏摩耗とその受光信号についての説明図である。
図８（ａ）に示す渉り線部分に発生する偏摩耗をしたトロリ線２０の摺動面は、平坦な通常摺動面２０ａとこれに続く偏摩耗摺動面２０ｂとからなる。その反射光に対応する受光信号から得られる摺動面反射信号Ｒ（検出信号）は、通常摺動面２０ａの反射信号２１ａとこれに連続する偏摩耗摺動面の反射信号とで構成されるはずであるが、図８（ｂ）に示すように、通常摺動面２０ａの反射信号２１ａとこれに続く偏摩耗摺動面２０ｂの一部の反射信号２１ｂが連続し、偏摩耗摺動面２０ｂの検出信号の一部が孤立して反射信号２１ｃとなり、この反射信号２１ｃがノイズ信号２１ｄと区分けがつかなくなる問題が生じる。
なお、渉り線部分におけるトロリ線摩耗量として算出されるものは、通常摺動面２０ａに対応する残存直径Ａと偏摩耗摺動面２０ｂに対応する残存直径Ｂとである。本来のトロリ線摩耗量は、通常、トロリ線の中心から摺動面までの距離であるが、現在では残存直径も摩耗量として扱われているので、ここでの残存直径Ａ，Ｂをトロリ線偏摩耗量として以下説明していく。
図８（ｂ）においては、偏摩耗摺動面２０ｂの検出信号の一部が反射信号２１ｃとして独立して摺動面反射信号Ｒが連続した信号波形とはならずに、通常摺動面の信号とこれに続く信号の波形領域Ｃとこれから孤立した信号の波形領域Ｄとに分離して２つの波形領域になっている。
このような場合には、波形領域Ｄがノイズ波形か、偏摩耗の一部の波形かの区別がつかなくなるので、通常、摺動面の幅と偏摩耗摺動面の幅あるいは通常摺動面＋偏摩耗摺動面の和の幅を摺動面反射信号Ｒから正確に検出できなくなる問題がある。
そのため、現在では手測定により偏摩耗個所の摩耗量が測定され、管理されている。しかし、偏摩耗個所の手測定による測定値は個人差が発生し、しかも手数がかかる問題がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、鉄道線路の分岐箇所におけるトロリ線偏摩耗個所の摩耗量を手作業によることなく、高い精度でかつ摩耗量算出のデータ処理ロードを軽減して測定することが可能なトロリ線摩耗量測定方法および測定システムを提供することにある。
このような場合には、波形領域Ｄがノイズ波形か、偏摩耗の一部の波形かの区別がつかなくなるので、通常、摺動面の幅と偏摩耗摺動面の幅あるいは通常摺動面＋偏摩耗摺動面の和の幅を摺動面反射信号Ｒから正確に検出できなくなる問題がある。
そのため、現在では手測定により偏摩耗個所の摩耗量が測定され、管理されている。しかし、偏摩耗個所の手測定による測定値は個人差が発生し、しかも手数がかかる問題がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、鉄道線路の分岐箇所におけるトロリ線偏摩耗個所の摩耗量を手作業によることなく、高い精度でかつ摩耗量算出のデータ処理ロードを軽減して測定することが可能なトロリ線摩耗量測定方法および測定システムを提供することにある。
このような目的を達成するための第１の発明の特徴は、トロリ線の偏摩耗個所における受光信号に基づいて検出される通常摺動面の幅および偏摩耗摺動面の幅そして通常摺動面および偏摩耗摺動面の和の幅のいずれかから選択された２つをパラメータとしてトロリ線の残存径を偏摩耗量として記憶したテーブルと偏摩耗個所のキロ程情報とを備え、
受光信号あるいはこれを増幅した信号に対してトロリ線摺動面の反射光と背景からの反射光とが得られる範囲にゲートを設定して得られる受光信号の信号波形をデジタル値に変換して所定の幅の１ラインの摺動面データとして得て検測車の走行距離に対応して順次採取して記録し、
キロ程情報に基づいて採取された摺動面データを検索して偏摩耗個所の位置を含む複数個の１ラインの摺動面データを読出して複数個の１ラインの摺動面データを各水平ラインに割当て１ラインの摺動面データとともに記録された走行距離を垂直方向に割当て受光信号の信号レベルを輝度に対応させた１画面分のデータを得て、
この１画面分のデータの１ラインの摺動面データにおける背景からの反射光あるいはその一部についての反射光についての受光信号の信号レベルの平均値を算出し、１ラインの摺動面データにおける通常摺動面から連続する波形領域におけるゼロレベル以上の最低レベルを検出し、
最低レベルが平均値より大きいときに最低レベルと平均値との間のレベルを第１の基準レベルとして１画面分のデータの各１ラインの摺動面データを二値化して１画面についての二値化データを得て、
この二値化データで形成される画面データにおいてノイズに対応する孤立点の座標を抽出してこの孤立点の座標に基づいて１画面分のデータから孤立点ノイズを除去し、
１画面分のデータにおいて孤立点ノイズが除去された１ラインの摺動面データを得てこの摺動面データから２つのパラメータに対応する各摺動面の幅を算出してテーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の残存径を得るものである。
受光信号あるいはこれを増幅した信号に対してトロリ線摺動面の反射光と背景からの反射光とが得られる範囲にゲートを設定して得られる受光信号の信号波形をデジタル値に変換して所定の幅の１ラインの摺動面データとして得て検測車の走行距離に対応して順次採取して記録し、
キロ程情報に基づいて採取された摺動面データを検索して偏摩耗個所の位置を含む複数個の１ラインの摺動面データを読出して複数個の１ラインの摺動面データを各水平ラインに割当て１ラインの摺動面データとともに記録された走行距離を垂直方向に割当て受光信号の信号レベルを輝度に対応させた１画面分のデータを得て、
この１画面分のデータの１ラインの摺動面データにおける背景からの反射光あるいはその一部についての反射光についての受光信号の信号レベルの平均値を算出し、１ラインの摺動面データにおける通常摺動面から連続する波形領域におけるゼロレベル以上の最低レベルを検出し、
最低レベルが平均値より大きいときに最低レベルと平均値との間のレベルを第１の基準レベルとして１画面分のデータの各１ラインの摺動面データを二値化して１画面についての二値化データを得て、
この二値化データで形成される画面データにおいてノイズに対応する孤立点の座標を抽出してこの孤立点の座標に基づいて１画面分のデータから孤立点ノイズを除去し、
１画面分のデータにおいて孤立点ノイズが除去された１ラインの摺動面データを得てこの摺動面データから２つのパラメータに対応する各摺動面の幅を算出してテーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の残存径を得るものである。
また、第２の発明は、第１の発明において、最低レベルが平均値より小さいときに適用され、１ラインの摺動面データについての最低レベルの検出においてはさらに最高レベルを検出し、最低レベルと最高レベルの間のレベルを第２の基準レベルとし、１ラインの摺動面データにそれぞれ第２の基準レベルを設定して二値化した１画面分のデータを得て、この二値化した１画面分のデータから偏摩耗個所の画像領域を検索してこの偏摩耗個所の画像領域において偏摩耗開始個所と偏摩耗終了個所の２点を結ぶ直線を設定し、この直線と交叉する水平ラインについての１ラインの摺動面データについて直線を偏摩耗摺動面の端として２つのパラメータに対応する摺動面幅を算出してテーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の残存径を得るものである。
このように、第１の発明にあっては、受光信号に基づいて得られる信号波形に対応する１ラインの摺動面データにおいてトロリ線摺動面の外側の背景レベルの平均値を算出し、この平均値を目安としてこれより上でかつ受光信号の最低レベルより低い第１の基準レベルを得て、この第１の基準レベルで１画面分のデータを二値化してノイズに対応する画面上の孤立点の座標を抽出する。そして１画面分のデータから孤立点を除去することで孤立点ノイズが除去された各１ラインの摺動面データを得る。そして、この１ラインの摺動面データに対して２つのパラメータに対応する摺動面の幅を容易に算出することができる。そこで、この２つの摺動面の幅においてテーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の残存径を算出することができる。
また、第１の基準レベルが背景レベルの平均値より低い場合には、その個所のみを従来のように手作業で摩耗量を得てもよいが、第２の発明を適用して画像処理により偏摩耗量を算出することができる。
この場合、１ラインの摺動面データにおいて最高レベルと最低レベルの中間値を第２の基準値として各１ラインの摺動面データを二値化して二値化した１画面分のデータを得る。これにより、各１ラインそれぞれの反射状態に応じた偏摩耗量を表す二値化画像が得られる。この画像から画素数をカウントすることで、通常摺動面の幅と偏摩耗摺動面の幅あるいはこれらの和の幅を容易に得ることができる。
そこで、この二値化画像により、各１ラインの摺動面データ対応に２つのパラメータに対応する摺動面の幅を算出してテーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の残存径を得ることができる。
このように、第１の発明にあっては、特殊な画像処理をしなくても通常摺動面の幅と偏摩耗摺動面の幅を容易に得ることができ、第２の発明は、第１の基準レベルが背景レベルの平均値より低い場合に行えば済むので、摩耗量算出のデータ処理ロードが軽減される。
その結果、鉄道線路の分岐箇所（分岐ポイント）におけるトロリ線偏摩耗個所の摩耗量を容易に測定が可能なトロリ線摩耗量測定方法および測定システムを実現できる。
この場合、１ラインの摺動面データにおいて最高レベルと最低レベルの中間値を第２の基準値として各１ラインの摺動面データを二値化して二値化した１画面分のデータを得る。これにより、各１ラインそれぞれの反射状態に応じた偏摩耗量を表す二値化画像が得られる。この画像から画素数をカウントすることで、通常摺動面の幅と偏摩耗摺動面の幅あるいはこれらの和の幅を容易に得ることができる。
そこで、この二値化画像により、各１ラインの摺動面データ対応に２つのパラメータに対応する摺動面の幅を算出してテーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の残存径を得ることができる。
このように、第１の発明にあっては、特殊な画像処理をしなくても通常摺動面の幅と偏摩耗摺動面の幅を容易に得ることができ、第２の発明は、第１の基準レベルが背景レベルの平均値より低い場合に行えば済むので、摩耗量算出のデータ処理ロードが軽減される。
その結果、鉄道線路の分岐箇所（分岐ポイント）におけるトロリ線偏摩耗個所の摩耗量を容易に測定が可能なトロリ線摩耗量測定方法および測定システムを実現できる。
図１は、この発明によるトロリ線摩耗量測定方法を適用した一実施例のトロリ線の偏摩耗量を測定する測定システムのブロック図、図２は、信号切出しのゲート信号とデータフォーマット回路によりフォーマットされるデータの説明図、図３Ａは、トロリ線の偏摩耗量算出処理の前半のフローチャート、図３Ｂは、トロリ線の偏摩耗量算出処理の後半のフローチャート、図４Ａは、背景レベルの平均値の算出についての説明図、図４Ｂは、背景レベルを取得する暗レベル領域の説明図、図５は、孤立点ノイズとこれを除去するテンプレート処理についての説明図、図６は、１ラインの摺動面データと２つのスライスレベルの関係についての説明図、そして図７は、画像処理による偏摩耗量算出の説明図である。
１はトロリ線であり、パンタグラフが接触する摺動面１ａを有している。２は、１次元ＣＣＤセンサ等からなる受光素子であって、トロリ線１からの反射光を受光する。３は、光走査型投光系であって、ミラーを介してトロリ線１の偏位範囲に渡って摺動面１ａに垂直にレーザ光３ａを照射する。そのトロリ線１からの反射光は受光素子２が受ける。
なお、レーザ光３ａは、レールを横断する方向に、例えば、１，５００Ｈｚの周波数で繰り返してトロリ線１の走査をしかつトロリ線１の偏位範囲全域に渡って走査をする。
１はトロリ線であり、パンタグラフが接触する摺動面１ａを有している。２は、１次元ＣＣＤセンサ等からなる受光素子であって、トロリ線１からの反射光を受光する。３は、光走査型投光系であって、ミラーを介してトロリ線１の偏位範囲に渡って摺動面１ａに垂直にレーザ光３ａを照射する。そのトロリ線１からの反射光は受光素子２が受ける。
なお、レーザ光３ａは、レールを横断する方向に、例えば、１，５００Ｈｚの周波数で繰り返してトロリ線１の走査をしかつトロリ線１の偏位範囲全域に渡って走査をする。
受光素子２は、その長手方向がレールを横断する方向に配置され、その受光幅は、トロリ線１がジグザグに偏位する範囲をカバーできる受光範囲を持っている。
なお、図面左側の受光素子２の画素位置が光走査型投光系３の走査スタート位置に対応していて、右側の画素位置が光走査型投光系３の走査終了個所に対応している。
光走査型投光系３は、スタート信号ＳＴに同期して走査スタート位置からレーザ光３ａの走査を開始する。スタート信号ＳＴは、摺動面データ収録系処理装置１０から出力され、データフォーマット回路６にも入力されている。
受光素子２、光走査型投光系３、アンプ（ＡＭＰ）４、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）５、データフォーマット回路６、距離パルス発生回路７、演算装置８、そして摺動面データ収録系処理装置１０は、検測車に搭載されていて、ここでは、検測車の走行に応じてトロリ線１の摺動面データが検出され、走査１ライン対応に記録される。
なお、図面左側の受光素子２の画素位置が光走査型投光系３の走査スタート位置に対応していて、右側の画素位置が光走査型投光系３の走査終了個所に対応している。
光走査型投光系３は、スタート信号ＳＴに同期して走査スタート位置からレーザ光３ａの走査を開始する。スタート信号ＳＴは、摺動面データ収録系処理装置１０から出力され、データフォーマット回路６にも入力されている。
受光素子２、光走査型投光系３、アンプ（ＡＭＰ）４、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）５、データフォーマット回路６、距離パルス発生回路７、演算装置８、そして摺動面データ収録系処理装置１０は、検測車に搭載されていて、ここでは、検測車の走行に応じてトロリ線１の摺動面データが検出され、走査１ライン対応に記録される。
アンプ（ＡＭＰ）４は、受光素子２からの受光信号を受けてこれを増幅してＡ／Ｄ５に入力する。Ａ／Ｄ５は、アンプ４の受光信号を受けて受光信号（検出信号）をデジタル化してデータフォーマット回路６に入力する。距離パルス発生回路７は、検測車の車輪の回転に応じて、例えば、走行距離５ｍｍごとに１パルスの距離パルスを発生する。
演算装置８は、ＤＳＰあるいはＭＰＵと処理プログラムで構成されていて、キロ程演算処理ブロック８ａとゲートパルス発生演算処理ブロック８ｂとで構成されている。
キロ程演算処理ブロック８ａは、距離パルス発生回路７からの距離パルスを受けて走行距離をキロ程として演算して、現在の走行距離（キロ程）に対応するデータをデータフォーマット回路６へ出力する。
一方、ゲートパルス発生演算処理ブロック８ｂは、図２（ｂ）に示す信号切出しのゲート信号Ｇ（以下ゲート信号Ｇ，ハイレベル（“Ｈ”）有意）を発生する。
ゲート信号Ｇは、アンプ４の出力を受けてスタート位置の画素信号からカウントを開始し、受光素子２において反射光が得られた最初の受光画素位置を検出する。そこから距離１０ｍｍ分手前の画素位置から３２ｍｍの距離の後ろまでの受光画素に対応する信号を切出すためためにこの期間“Ｈ”となる信号である。
このゲート信号Ｇは、Ａ／Ｄ５のイネーブル端子ｅとデータフォーマット回路６とに供給される。図２（ｂ）は、このときのゲート信号Ｇとアンプ４から出力されてＤ／Ａ変換される摺動面反射信号Ｒとの関係の説明図である。
図２（ｂ）に示すように、ゲート信号Ｇが“Ｈ”の期間の間にアンプ４からの摺動面反射信号ＲがＡ／Ｄ５によりＡ／Ｄ変換されてデータフォーマット回路６へと入力される。
演算装置８は、ＤＳＰあるいはＭＰＵと処理プログラムで構成されていて、キロ程演算処理ブロック８ａとゲートパルス発生演算処理ブロック８ｂとで構成されている。
キロ程演算処理ブロック８ａは、距離パルス発生回路７からの距離パルスを受けて走行距離をキロ程として演算して、現在の走行距離（キロ程）に対応するデータをデータフォーマット回路６へ出力する。
一方、ゲートパルス発生演算処理ブロック８ｂは、図２（ｂ）に示す信号切出しのゲート信号Ｇ（以下ゲート信号Ｇ，ハイレベル（“Ｈ”）有意）を発生する。
ゲート信号Ｇは、アンプ４の出力を受けてスタート位置の画素信号からカウントを開始し、受光素子２において反射光が得られた最初の受光画素位置を検出する。そこから距離１０ｍｍ分手前の画素位置から３２ｍｍの距離の後ろまでの受光画素に対応する信号を切出すためためにこの期間“Ｈ”となる信号である。
このゲート信号Ｇは、Ａ／Ｄ５のイネーブル端子ｅとデータフォーマット回路６とに供給される。図２（ｂ）は、このときのゲート信号Ｇとアンプ４から出力されてＤ／Ａ変換される摺動面反射信号Ｒとの関係の説明図である。
図２（ｂ）に示すように、ゲート信号Ｇが“Ｈ”の期間の間にアンプ４からの摺動面反射信号ＲがＡ／Ｄ５によりＡ／Ｄ変換されてデータフォーマット回路６へと入力される。
データフォーマット回路６は、内部にデータバッファメモリ６ａを有している。図２（ａ）に示すビットデータのフォーマット形式でデータバッファメモリ６ａにデータとしてキロ程データと摺動面反射信号Ｒとがデジタル値で記憶される。
そのフォーマット形式は、最初の４ビットがキロ程記録ビット，次の４ビットが種別コード、そしてゲート“Ｈ”の期間（図２（ｂ）参照）に採取されるトロリ線からの摺動面反射信号ＲがＡ／Ｄ５でサンプリングされて８ビットで変換されて多階調の摺動面反射データＲｉ（ただしｉトロリ線走査回数であって、ここでは説明の都合上、後述するように１画面に対応させている。）として記憶される。
摺動面反射データＲｉは、レーザ光３ａの１走査分（以下１ライン）に対応していて、Ａ／Ｄ５が８ビット変換のときには、８ビット（１バイト）×１６００個のデータ（１６００バイト）が連続的に記憶される。そして、その後に区切りビットが２ビット設けられ、最後に次のキロ程の記録として４ビット設けられる。
ここで、１ラインの摺動面反射データＲｉの変換量を１６００個としているのは、３２ｍｍ／１６００により、１画素分のデータを０．０２ｍｍとして採取するためのである。１画面を１６００×１２００画素とした場合に１６００画素が水平１ライン分の画素数に当たる。これに対して垂直方向に対応する１２００本が検測車の走行距離（キロ程）に対応して採取される。ここでは、摺動面反射データＲｉは、ｉ＝１〜１２００であって、１２００の後にｉ＝１に戻り次の１画面分のデータが検測車の走行距離（キロ程）に対応して走査されて記録されるものとする。
そのフォーマット形式は、最初の４ビットがキロ程記録ビット，次の４ビットが種別コード、そしてゲート“Ｈ”の期間（図２（ｂ）参照）に採取されるトロリ線からの摺動面反射信号ＲがＡ／Ｄ５でサンプリングされて８ビットで変換されて多階調の摺動面反射データＲｉ（ただしｉトロリ線走査回数であって、ここでは説明の都合上、後述するように１画面に対応させている。）として記憶される。
摺動面反射データＲｉは、レーザ光３ａの１走査分（以下１ライン）に対応していて、Ａ／Ｄ５が８ビット変換のときには、８ビット（１バイト）×１６００個のデータ（１６００バイト）が連続的に記憶される。そして、その後に区切りビットが２ビット設けられ、最後に次のキロ程の記録として４ビット設けられる。
ここで、１ラインの摺動面反射データＲｉの変換量を１６００個としているのは、３２ｍｍ／１６００により、１画素分のデータを０．０２ｍｍとして採取するためのである。１画面を１６００×１２００画素とした場合に１６００画素が水平１ライン分の画素数に当たる。これに対して垂直方向に対応する１２００本が検測車の走行距離（キロ程）に対応して採取される。ここでは、摺動面反射データＲｉは、ｉ＝１〜１２００であって、１２００の後にｉ＝１に戻り次の１画面分のデータが検測車の走行距離（キロ程）に対応して走査されて記録されるものとする。
データフォーマット回路６は、スタート信号ＳＴを摺動面データ収録系処理装置１０から受けて光走査型投光系３の走査に同期してキロ程演算処理ブロック８ａからは現在のキロ程データ４ビットを受けてこれをデータバッファメモリ６ａの最初の位置に記憶する。トロリ線が２本ある場合には、どちらのトロリ線の信号かを示す種別コード、その他を記録としてその次の４ビットを発生し、そしてゲート信号Ｇの立上がりに応じてＡ／Ｄ５の変換データ８ビットを順次受けて１６００画素（水平１ライン分の画素数）の摺動面反射データＲｉをデジタル値としてデータバッファメモリ６ａの次の記録領域に順次記憶していく。そして最後にはキロ程演算処理ブロック８ａからは現在のキロ程データ４ビットを受けてデータバッファメモリ６ａの最後の記録領域に記憶する。
なお、Ａ／Ｄ５の変換クロックＣＬＫは、スタート信号ＳＴに同期していて、入力データに対してゲート“Ｈ”の期間に１６００個を越えるサンプリング周期を持つ。そのクロックＣＬＫ発生回路は、図では省略してある。また、データバッファメモリ６ａは、領域が２つあって、一方の領域がフォーマットデータを記憶しているときには、他方の領域に記憶されたフォーマットデータが読出される交互使用の構成となっている。
さらに、トロリ線が２本ある場合には、例えば、図２（ａ）のデータフォーマットを２本のトロリ線に対応させることができる。この場合には、例えば、区切りビットが２ビットの前に種別コードを設けてもう１本のトロリ線の１ラインの摺動面反射データＲｉを記録する領域を設けるようにすればよい。
さらに、トロリ線が２本ある場合には、例えば、図２（ａ）のデータフォーマットを２本のトロリ線に対応させることができる。この場合には、例えば、区切りビットが２ビットの前に種別コードを設けてもう１本のトロリ線の１ラインの摺動面反射データＲｉを記録する領域を設けるようにすればよい。
このようにしてデータフォーマット回路６に記憶されたデータバッファメモリ６ａの摺動面反射信号Ｒｉについてのフォーマットデータは、摺面データ収録系処理装置１０に読出されて、リムーバブルＨＤＤ１３の領域に摺面データとして連続的に記憶されていく。この場合、摺動面反射データＲｉのｉは、１画面対応ではなく、連続するトロリ線走査回数が割当てられていてもよい。
摺面データ収録系処理装置１０は、ＭＰＵ１１とメモリ１２、そしてリムーバブルＨＤＤ１３からなり、これらがバス１４で相互に接続されている。そして、メモリ１２には１ライン分のフォーマットデータの書込プログラム１２ａが設けられている。
ＭＰＵ１１は、フォーマットデータの書込プログラム１２ａを実行してデータバッファメモリ６ａのフォーマットデータの書込が終了した領域から摺動面反射データＲｉを含むフォーマットデータを読出して、例えば、最初の４ビットのキロ程値等の見出し（例えば、ライン番号，データ名あるいはファイル名）を付して、このキロ程値に対応してフォーマットデータをリムーバブルＨＤＤ１３の指定された領域に順次書込んでいく。
なお、この場合、１画面分のデータに相当する１２００ライン分のデータを１ブロックとして先頭にキロ程値等の見出しを付して１画面分対応に記録するようにしてもよい。
摺面データ収録系処理装置１０は、ＭＰＵ１１とメモリ１２、そしてリムーバブルＨＤＤ１３からなり、これらがバス１４で相互に接続されている。そして、メモリ１２には１ライン分のフォーマットデータの書込プログラム１２ａが設けられている。
ＭＰＵ１１は、フォーマットデータの書込プログラム１２ａを実行してデータバッファメモリ６ａのフォーマットデータの書込が終了した領域から摺動面反射データＲｉを含むフォーマットデータを読出して、例えば、最初の４ビットのキロ程値等の見出し（例えば、ライン番号，データ名あるいはファイル名）を付して、このキロ程値に対応してフォーマットデータをリムーバブルＨＤＤ１３の指定された領域に順次書込んでいく。
なお、この場合、１画面分のデータに相当する１２００ライン分のデータを１ブロックとして先頭にキロ程値等の見出しを付して１画面分対応に記録するようにしてもよい。
１６０は、摩耗量測定系処理装置であって、ＭＰＵ１６１、メモリ１６２、画面メモリ１６３、ＣＲＴディスプレイ１６４、キーボード１６５、そして前記摺面データ収録系処理装置１０のリムーバブルＨＤＤ１３等からなり、これらがバス１６６で相互に接続されている。
前記リムーバブルＨＤＤ１３は、摺面データ収録系処理装置１０において摺面データとして前記したフォーマットデータが収録されたものであり、ここではこれが摩耗量測定系処理装置１６０に挿着されている。
なお、リムーバブルＨＤＤ１３がリムーバブルでないときには、摺面データ収録系処理装置１０のＨＤＤ１３に記録された摺面データを摺面データ収録系処理装置１０から摩耗量測定系処理装置１６０のＨＤＤ１３にデータ転送するようにすればよい。
メモリ１６２には、摺面収録系データ処理装置１０から渉り線個所検索プログラム１６２ａ、トロリ線摺動面の外側の背景レベルの平均値を算出する背景レベル平均値算出プログラム１６２ｂ、トロリ線信号波形の最低レベル・最高レベル検出プログラム１６２ｃ、スライスレベル算出プログラム１６２ｄ、ライン対応の二値化プログラム１６２ｅ、ノイズ対応孤立点除去プログラム１６２ｆ、摺動面幅算出プログラム１６２ｇ、残存直径算出プログラム１６２ｈ、二値化・整列処理プログラム１６２ｉ、片寄せ・スムージング処理プログラム１６２ｊ，偏摩耗個所検索プログラム１６２ｋ，直線設定プログラム１６２ｌ、偏摩耗個所の摩耗量算出プログラム１６２ｍ等が格納され、残存直径算出テーブル１６２ｎと作業領域１６２ｏ、そして必要に応じて渉り線位置データテーブル１６２ｐが設けられている。
前記リムーバブルＨＤＤ１３は、摺面データ収録系処理装置１０において摺面データとして前記したフォーマットデータが収録されたものであり、ここではこれが摩耗量測定系処理装置１６０に挿着されている。
なお、リムーバブルＨＤＤ１３がリムーバブルでないときには、摺面データ収録系処理装置１０のＨＤＤ１３に記録された摺面データを摺面データ収録系処理装置１０から摩耗量測定系処理装置１６０のＨＤＤ１３にデータ転送するようにすればよい。
メモリ１６２には、摺面収録系データ処理装置１０から渉り線個所検索プログラム１６２ａ、トロリ線摺動面の外側の背景レベルの平均値を算出する背景レベル平均値算出プログラム１６２ｂ、トロリ線信号波形の最低レベル・最高レベル検出プログラム１６２ｃ、スライスレベル算出プログラム１６２ｄ、ライン対応の二値化プログラム１６２ｅ、ノイズ対応孤立点除去プログラム１６２ｆ、摺動面幅算出プログラム１６２ｇ、残存直径算出プログラム１６２ｈ、二値化・整列処理プログラム１６２ｉ、片寄せ・スムージング処理プログラム１６２ｊ，偏摩耗個所検索プログラム１６２ｋ，直線設定プログラム１６２ｌ、偏摩耗個所の摩耗量算出プログラム１６２ｍ等が格納され、残存直径算出テーブル１６２ｎと作業領域１６２ｏ、そして必要に応じて渉り線位置データテーブル１６２ｐが設けられている。
以下、トロリ線摩耗量の測定処理について図３Ａ，図３Ｂを参照して説明する。
トロリ線摩耗量の測定処理の機能キーがキーボード１６５から入力されると、まず、渉り線個所検索プログラム１６２ａがコールされてＭＰＵ１６１により実行される。
ＭＰＵ１６１は、渉り線個所検索プログラム１６２ａを実行して、まず、渉り線個所のキロ程（検測車の走行距離に対応に摺面データ収録系処理装置１０で収録された各１ラインの摺動面データに付加された検測車の走行距離に対応）の入力あるいは渉り線位置データテーブル１６２ｐの渉り線位置データ（前記キロ程と同様に検測車の走行距離に対応）を参照して偏摩耗を測定する渉り線位置のキロ程として得る（ステップ１０１）。
次に、渉り線位置データのキロ程に基づいてリムーバブルＨＤＤ１３の摺面収録データを参照して渉り線を含む１画面分の摺動面反射データＲｉを画面メモリ１６３に格納する（ステップ１０２）。そして、ＭＰＵ１６１は、背景レベル平均値算出プログラム１６２ｂをコールする。
次に背景レベル平均値算出プログラム１６２ｂがＭＰＵ１６１によって実行されると、ＭＰＵ１６１は、画面メモリ１６３から最初の水平１ライン分の摺動面反射データＲｉを読出す（ステップ１０３）。そして、図４Ａに示す１画面の水平１ラインにおいて右端から７ｍｍまでの水平３５０画素分の領域１７ａについて３５０画素分の平均値レベルを算出する（ステップ１０４）。
トロリ線摩耗量の測定処理の機能キーがキーボード１６５から入力されると、まず、渉り線個所検索プログラム１６２ａがコールされてＭＰＵ１６１により実行される。
ＭＰＵ１６１は、渉り線個所検索プログラム１６２ａを実行して、まず、渉り線個所のキロ程（検測車の走行距離に対応に摺面データ収録系処理装置１０で収録された各１ラインの摺動面データに付加された検測車の走行距離に対応）の入力あるいは渉り線位置データテーブル１６２ｐの渉り線位置データ（前記キロ程と同様に検測車の走行距離に対応）を参照して偏摩耗を測定する渉り線位置のキロ程として得る（ステップ１０１）。
次に、渉り線位置データのキロ程に基づいてリムーバブルＨＤＤ１３の摺面収録データを参照して渉り線を含む１画面分の摺動面反射データＲｉを画面メモリ１６３に格納する（ステップ１０２）。そして、ＭＰＵ１６１は、背景レベル平均値算出プログラム１６２ｂをコールする。
次に背景レベル平均値算出プログラム１６２ｂがＭＰＵ１６１によって実行されると、ＭＰＵ１６１は、画面メモリ１６３から最初の水平１ライン分の摺動面反射データＲｉを読出す（ステップ１０３）。そして、図４Ａに示す１画面の水平１ラインにおいて右端から７ｍｍまでの水平３５０画素分の領域１７ａについて３５０画素分の平均値レベルを算出する（ステップ１０４）。
図４Ａ，図４Ｂは、背景レベル平均値の算出についての説明図であって、画面メモリ１６３に記憶されたゲート信号Ｇで検出された図４Ａの各摺動面反射データＲｉについての右端から７ｍｍの３５０画素分について図４Ｂを参照して以下説明する。
図４Ｂは、簡単に説明するために摺面データ部分を“Ｈ”、その他の部分をロウレベル“Ｌ”とした１画面分の摺動面反射データＲｉであって、“Ｈ”となる摺動面反射データＲｉの領域１５とし、これに対して、手前１０ｍｍが“Ｌ”の背景レベルの領域１６となり、後ろ７．３ｍｍも“Ｌ”の背景レベルの領域１７となる。しかし、実際上は、摺動面反射データＲｉは、摺動画面が乱れるので、この１画面における各水平ラインとして記憶されている摺動面反射データＲｉは、摺動面の領域１５においては画面上の位置が左右に多少シフトする。そこで、多少のシフトをしても背景データを取得できる領域として０．３ｍｍの余裕をもって水平１ラインの最後の最終画素位置（右端）から７ｍｍまでを暗レベル取得領域幅としてここでは設定している。
図４Ｂは、簡単に説明するために摺面データ部分を“Ｈ”、その他の部分をロウレベル“Ｌ”とした１画面分の摺動面反射データＲｉであって、“Ｈ”となる摺動面反射データＲｉの領域１５とし、これに対して、手前１０ｍｍが“Ｌ”の背景レベルの領域１６となり、後ろ７．３ｍｍも“Ｌ”の背景レベルの領域１７となる。しかし、実際上は、摺動面反射データＲｉは、摺動画面が乱れるので、この１画面における各水平ラインとして記憶されている摺動面反射データＲｉは、摺動面の領域１５においては画面上の位置が左右に多少シフトする。そこで、多少のシフトをしても背景データを取得できる領域として０．３ｍｍの余裕をもって水平１ラインの最後の最終画素位置（右端）から７ｍｍまでを暗レベル取得領域幅としてここでは設定している。
そこで、画面メモリ１６３から水平１ラインごとに摺動面反射データＲｉを読出したときに、画面の右端（最終画素位置）から７ｍｍまでの領域１７ａ（図４Ａ参照）の３５０画素についてのレベルの平均値を各水平１ラインごとに算出することで背景レベルの平均値Ｍｉ（ただしｉは水平ライン番号）を各摺動面反射データＲｉごとに得ることができる。
ステップ１０４において読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対して平均値Ｍｉをメモリ１６２の作業領域１６２ｏに記憶する。そして、ＭＰＵ１６１は、トロリ線信号波形の最低レベル・最高レベル検出プログラム１６２ｃをコールする。
ステップ１０４において読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対して平均値Ｍｉをメモリ１６２の作業領域１６２ｏに記憶する。そして、ＭＰＵ１６１は、トロリ線信号波形の最低レベル・最高レベル検出プログラム１６２ｃをコールする。
トロリ線信号波形の最低レベル・最高レベル検出プログラム１６２ｃがＭＰＵ１６１に実行されると、ＭＰＵ１６１は、読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対して次に摺動面の連続する信号波形の範囲において最低レベルＬｉ（ただしｉは水平ライン番号）と最高レベルＨｉとを検出して読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対応させて最低レベルＬｉと最高レベルＨｉのデータをメモリ１６２に記憶する（ステップ１０５）。そして、ＭＰＵ１６１は、スライスレベル算出プログラム１６２ｄをコールする。
ここで、図８（ｂ）に示すように、波形領域Ｃと孤立した波形領域Ｄとに分離して２つの波形領域からなる場合には、波形領域Ｃとなり、この波形領域Ｃにおける最低レベルＬｉおよび最高レベルＨｉとなる。
２つに分離していない場合には、摺動面の連続する信号波形の範囲は、図４Ｂの摺動面の領域１５の範囲となる。
なお、摺動面の連続する信号波形の範囲の開始点は、摺動面反射データＲｉにおいてあらかじめ決められた一定値未満の背景レベルの領域１６を経て一定値以上のレベル領域に入ったときである。そして、連続する信号波形の範囲の終わりは、そこから波形信号のレベルがゼロか、実質的にゼロに落ちるまでとなる。
ここで、図８（ｂ）に示すように、波形領域Ｃと孤立した波形領域Ｄとに分離して２つの波形領域からなる場合には、波形領域Ｃとなり、この波形領域Ｃにおける最低レベルＬｉおよび最高レベルＨｉとなる。
２つに分離していない場合には、摺動面の連続する信号波形の範囲は、図４Ｂの摺動面の領域１５の範囲となる。
なお、摺動面の連続する信号波形の範囲の開始点は、摺動面反射データＲｉにおいてあらかじめ決められた一定値未満の背景レベルの領域１６を経て一定値以上のレベル領域に入ったときである。そして、連続する信号波形の範囲の終わりは、そこから波形信号のレベルがゼロか、実質的にゼロに落ちるまでとなる。
I［通常処理による残存直径の算出］（図３Ａから図３Ｂのフローチャートに示すステップ１０１〜１２３までの処理）
ステップ１０５の次に、スライスレベル算出プログラム１６２ｄがＭＰＵ１６１に実行されると、ＭＰＵ１６１は、最低レベルＬｉと背景レベルの平均値Ｍｉとを比較して、Ｌｉ＞Ｍｉか否かを判定する（ステップ１０６）。ここでＹＥＳとなると、読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対してスライスレベルとして第１スライスレベルＳＡｉ（ただしｉは水平ライン番号）を次の式(1)より算出して背景レベル平均値Ｍｉと最低レベルＬｉとの間に設定する。
ＳＡｉ＝Ｍｉ＋（ｎ／ｍ）・（Ｌｉ−Ｍｉ） …………(1)
ただし、ｎ、ｍは任意の整数であって、ｎ＜ｍであり、あらかじめメモリ１６２のパラメータ領域にパラメータとして記憶されている。通常は、ｎ＝１であり、ｍ＝２で各水平１ラインの摺動面反射データＲｉは、背景レベル平均値Ｍｉと最低レベルＬｉの中間値として算出され、読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対応させて第１スライスレベルＳＡｉをメモリ１６２に記憶する（ステップ１０７）。
ステップ１０５の次に、スライスレベル算出プログラム１６２ｄがＭＰＵ１６１に実行されると、ＭＰＵ１６１は、最低レベルＬｉと背景レベルの平均値Ｍｉとを比較して、Ｌｉ＞Ｍｉか否かを判定する（ステップ１０６）。ここでＹＥＳとなると、読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対してスライスレベルとして第１スライスレベルＳＡｉ（ただしｉは水平ライン番号）を次の式(1)より算出して背景レベル平均値Ｍｉと最低レベルＬｉとの間に設定する。
ＳＡｉ＝Ｍｉ＋（ｎ／ｍ）・（Ｌｉ−Ｍｉ） …………(1)
ただし、ｎ、ｍは任意の整数であって、ｎ＜ｍであり、あらかじめメモリ１６２のパラメータ領域にパラメータとして記憶されている。通常は、ｎ＝１であり、ｍ＝２で各水平１ラインの摺動面反射データＲｉは、背景レベル平均値Ｍｉと最低レベルＬｉの中間値として算出され、読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対応させて第１スライスレベルＳＡｉをメモリ１６２に記憶する（ステップ１０７）。
読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉの第１スライスレベルＳＡｉがメモリ１６２に記憶されると、次に、メモリに記憶された最低レベルＬｉと最高レベルＨｉとから読出した水平１ラインの摺動面反射データＲｉに対応してこれらの間の中間値を算出して第２スライスレベルＳＢｉ（ただしｉは水平ライン番号）として算出して、先の第１スライスレベルＳＡｉに対応させてメモリ１６２に記憶する（ステップ１０８）。そしてライン対応の二値化プログラム１６２ｅをコールする。
ここでの第２スライスレベルＳＢｉは、通常摺動面幅Ｙを検出するためのスライスレベルであって、次のようにして決定される。
第２スライスレベルＳＢｉは、摺動面反射データＲｉの最高レベルＨｉと最低レベルＬｉとの差をＮｉとすれば、ＳＢｉ＝Ｎｉ×Ｋ％＋Ｌｉ＋αとして算出される。この場合のＫは、図８（ｂ）における反射信号２１ｂおよび反射信号２１ｃの信号レベルのうちの最大値との比率を統計処理により得て、この統計処理で得られた値に対して＋α（余裕分）を加えたものである。このときのＫは、通常、Ｎｉに対して１０％〜２５％である。
摺動面反射データＲｉは、図４Ａに示すように、通常摺動面からの反射光の信号が大きく最初にあって、その後に偏摩耗摺動面が傾斜するのでこの傾斜に応じて通常摺動面と偏摩耗摺動面とが接する境ら徐々に低下してかつ検測車の上下動等に応じて小さな上下を動する波形となる。そこで、最低レベルＬｉからＮｉに対して１０％〜２５％を加算することで偏摩耗摺動面の最大値よりすぐ上のレベルとして第２スライスレベルＳＢｉを設定することができる。
ここでの第２スライスレベルＳＢｉは、通常摺動面幅Ｙを検出するためのスライスレベルであって、次のようにして決定される。
第２スライスレベルＳＢｉは、摺動面反射データＲｉの最高レベルＨｉと最低レベルＬｉとの差をＮｉとすれば、ＳＢｉ＝Ｎｉ×Ｋ％＋Ｌｉ＋αとして算出される。この場合のＫは、図８（ｂ）における反射信号２１ｂおよび反射信号２１ｃの信号レベルのうちの最大値との比率を統計処理により得て、この統計処理で得られた値に対して＋α（余裕分）を加えたものである。このときのＫは、通常、Ｎｉに対して１０％〜２５％である。
摺動面反射データＲｉは、図４Ａに示すように、通常摺動面からの反射光の信号が大きく最初にあって、その後に偏摩耗摺動面が傾斜するのでこの傾斜に応じて通常摺動面と偏摩耗摺動面とが接する境ら徐々に低下してかつ検測車の上下動等に応じて小さな上下を動する波形となる。そこで、最低レベルＬｉからＮｉに対して１０％〜２５％を加算することで偏摩耗摺動面の最大値よりすぐ上のレベルとして第２スライスレベルＳＢｉを設定することができる。
これとは、別に、ＭＰＵ１６１は、各水平１ラインごとに第１スライスレベルＳＡｉに対して所定のオフセットレベルＯＦを加えたＳＢｉ＝ＳＡｉ＋ＯＦとして第２スライスレベルＳＢｉを得てもよい。
このときのＯＦは、図８（ｂ）にける波形偏摩耗領域に対応する波形領域Ｃ（図８（ｂ）の反射信号２１ｂと反射信号２１ｃを含む領域）を越えるレベルであって、かつできるだけ反射信号２１ｂと反射信号２１ｃの信号レベルの最大値に近いレベルを選択する一定値である。
これが一定値として選択できるのは、反射信号２１ｂと反射信号２１ｃの信号レベルの変動する範囲の最大値を統計処理により得て、この統計処理で得られた値＋α（余裕分）をＯＦとすることによる。第１スライスレベルＳＡｉがそのときどきの摺動面反射データＲｉに対応して変動するので、オフセットレベルＯＦもこれに応じてた値として得ることができる。
このときのＯＦは、図８（ｂ）にける波形偏摩耗領域に対応する波形領域Ｃ（図８（ｂ）の反射信号２１ｂと反射信号２１ｃを含む領域）を越えるレベルであって、かつできるだけ反射信号２１ｂと反射信号２１ｃの信号レベルの最大値に近いレベルを選択する一定値である。
これが一定値として選択できるのは、反射信号２１ｂと反射信号２１ｃの信号レベルの変動する範囲の最大値を統計処理により得て、この統計処理で得られた値＋α（余裕分）をＯＦとすることによる。第１スライスレベルＳＡｉがそのときどきの摺動面反射データＲｉに対応して変動するので、オフセットレベルＯＦもこれに応じてた値として得ることができる。
ところで、ステップ１０６でＬｉ＞Ｍｉか否かを判定して万一ＮＯとなった場合、すなわち、ある水平ラインの最低レベルＬｉがＬｉ＜＝Ｍｉのとき（ただしＬｉ＝０は除く）には、偏摩耗量の反射光が背景レベルに等しいか、これより低く、ほとんど検出信号（摺動面の反射信号）が得られていないということになる。このような場合の検出信号からトロリ線の偏摩耗量は正確には得られない。そこで、Ｌｉ＜＝Ｍｉのフラグを設定して（ステップ１０６ａ）、水平ラインの番号ｉをメモリ１６２に記憶して（ステップ１０６ｂ）、そのラインでの通常摺動面の幅の検出信号と通常摺動面および偏摩耗摺動面の和のdeeeeeeeeeee幅の検出信号を除外して次の水平ラインの番号ｉの処理に移る。ここで、ステップ１０３へと戻り、次の水平１ラインの摺動面反射データＲｉを画面メモリ１６３から読出して同様の処理をする。
ステップ１０６ａでフラグをセットした場合には、I［通常処理による残存直径の算出］が終了後に後述する二値化・整列処理プログラム１６２ｉをコールして実行するII［画像処理による残存直径の算出］の処理に移る。これにより通常摺動面の幅と通常摺動面および偏摩耗摺動面の和の幅とを画像処理で得る。
ステップ１０６ａでフラグをセットした場合には、I［通常処理による残存直径の算出］が終了後に後述する二値化・整列処理プログラム１６２ｉをコールして実行するII［画像処理による残存直径の算出］の処理に移る。これにより通常摺動面の幅と通常摺動面および偏摩耗摺動面の和の幅とを画像処理で得る。
次に、ＭＰＵ１６１は、ライン対応の二値化プログラム１６２ｅを実行する。ライン対応の二値化プログラム１６２ｅがＭＰＵ１６１に実行されると、ＭＰＵ１６１は、読出された摺動面反射データＲｉに対して第１スライスレベルＳＡｉを基準として二値化して二値化画像データの１ライン分として水平ライン番号ｉに対応して作業領域１６２ｏに記憶する（ステップ１０９）。そして１画面分の水平ラインの処理が終了したか否かの判定をして（ステップ１１０）、ここで最初はＮＯとなるので、ステップ１０３へと戻り、前記と同様な処理を繰り返す。これにより各第１スライスレベルＳＡｉを基準として各摺動面反射データＲｉの二値化を繰り返しメモリ１６２の作業領域１６２ｏに順次記憶していく。
このステップ１１０でＹＥＳとなると、画面メモリ１６３に記憶された１画面分の摺動面反射データＲｉ（ｉ＝１〜１２００）分の二値化データを得る処理がすべて終了し、その一部がステップ１０６ａで水平ライン番号ｉが記憶されて二値化されないで残るラインもある。通常は、１画面部のデータが第１スライスレベルＳＡｉで二値化されて二値化画像として作業領域１６２ｏに記憶されることになる。ここで、ＭＰＵ１６１は、ノイズ対応孤立点除去プログラム１６２ｆをコールする。
このステップ１１０でＹＥＳとなると、画面メモリ１６３に記憶された１画面分の摺動面反射データＲｉ（ｉ＝１〜１２００）分の二値化データを得る処理がすべて終了し、その一部がステップ１０６ａで水平ライン番号ｉが記憶されて二値化されないで残るラインもある。通常は、１画面部のデータが第１スライスレベルＳＡｉで二値化されて二値化画像として作業領域１６２ｏに記憶されることになる。ここで、ＭＰＵ１６１は、ノイズ対応孤立点除去プログラム１６２ｆをコールする。
ノイズ対応孤立点除去プログラム１６２ｆがＭＰＵ１６１に実行されると、ＭＰＵ１６１は、作業領域１６２ｏに記憶された二値化画像データに対して図５（ｂ）に示すマトリックスマスク１８をテンプレートとしてパターンマッチング処理によりノイズに対応する画像上の孤立点の座標（画素位置）を抽出する処理をする（ステップ１１１）。
これにより、図４Ａの摺動面反射データＲｉから図４Ｂに示す背景レベルの領域１６，１７に存在するノイズが除去されて摺動面１５の領域の信号成分あるいは図８（ｂ）に示す信号波形領域Ｃ＋Ｄの信号成分が残される。
図８（ｂ）に示す孤立点となった偏摩耗の摺動面の信号波形の領域Ｄは、７画素×７画素のマトリックスマスク１８とマッチングしないのでこの座標は抽出されることなく、残される。その結果、通常摺動面２０ａの反射信号２１ａから孤立したノイズと区分けがつかなくなる偏摺動面２０ｂの反射信号２１ｃは偏摩耗摺動面の検出信号として残る。
これにより、図４Ａの摺動面反射データＲｉから図４Ｂに示す背景レベルの領域１６，１７に存在するノイズが除去されて摺動面１５の領域の信号成分あるいは図８（ｂ）に示す信号波形領域Ｃ＋Ｄの信号成分が残される。
図８（ｂ）に示す孤立点となった偏摩耗の摺動面の信号波形の領域Ｄは、７画素×７画素のマトリックスマスク１８とマッチングしないのでこの座標は抽出されることなく、残される。その結果、通常摺動面２０ａの反射信号２１ａから孤立したノイズと区分けがつかなくなる偏摺動面２０ｂの反射信号２１ｃは偏摩耗摺動面の検出信号として残る。
ここで、マトリックスマスク１８をテンプレートとしてパターンマッチング処理について説明する。
マトリックスマスク１８は、外側７画素×７画素の枠が白レベル検出の外枠であり、その内側にある５画素×５画素の枠が黒レベル検出の中枠、そしてそのさらに内側にある３画素×３画素の内枠が白レベル検出の枠となっている多重枠のテンプレートである。
図８（ｂ）の反射信号２１ｃに対応する波形領域Ｄの画像は、図５（ａ）に示す二値化画像では、ノイズ信号成分の白点よりも大きい。そこで、これの除去は、図５（ｂ）に示すような中枠の５画素×５画素の矩形の枠のマトリックスマスクのマトリックスマスク１８を作り、マトリックスマスク１８を移動させて画面上の各点にこのマスクをかけてその内枠の３画素×３画素の領域の画素だけが“Ｈ”となる白レベルで、中枠の５画素×５画素の矩形の線の画素領域のすべて画素が“Ｌ”の黒レベルとなり、７画素×７画素の外枠も白となっていないパターンの画素領域ときの３画素×３画素の領域の座標を抽出する。これにより、黒レベルに囲まれた白レベルの座標値、最大で９個を孤立点座標として抽出して各水平１ラインのライン番号に対応してメモリ１６２に１画面分の孤立点の座標を順次記憶していく処理である。
マトリックスマスク１８は、外側７画素×７画素の枠が白レベル検出の外枠であり、その内側にある５画素×５画素の枠が黒レベル検出の中枠、そしてそのさらに内側にある３画素×３画素の内枠が白レベル検出の枠となっている多重枠のテンプレートである。
図８（ｂ）の反射信号２１ｃに対応する波形領域Ｄの画像は、図５（ａ）に示す二値化画像では、ノイズ信号成分の白点よりも大きい。そこで、これの除去は、図５（ｂ）に示すような中枠の５画素×５画素の矩形の枠のマトリックスマスクのマトリックスマスク１８を作り、マトリックスマスク１８を移動させて画面上の各点にこのマスクをかけてその内枠の３画素×３画素の領域の画素だけが“Ｈ”となる白レベルで、中枠の５画素×５画素の矩形の線の画素領域のすべて画素が“Ｌ”の黒レベルとなり、７画素×７画素の外枠も白となっていないパターンの画素領域ときの３画素×３画素の領域の座標を抽出する。これにより、黒レベルに囲まれた白レベルの座標値、最大で９個を孤立点座標として抽出して各水平１ラインのライン番号に対応してメモリ１６２に１画面分の孤立点の座標を順次記憶していく処理である。
次に、記憶された抽出した孤立点座標を参照して画面メモリ１６３の多値化画像における孤立点座標のデータをすべて黒レベルの値にしてノイズ成分のデータを削除する。
これにより、図８（ｂ）の偏摩耗摺動面２０ｂの反射信号２１ｃは残る。これの波形領域Ｂは、内枠の３画素×３画素の領域より大きいので、必ず、中枠の５画素×５画素の矩形の線の領域に“Ｈ”となる白レベルの画素があるからである。あるいは７画素×７画素の外枠には白となるものがあるからである。
なお、マトリックスマスク１８の外枠，中枠，内枠の矩形の３枠の大きさは、孤立して発生する波形領域Ｄの大きさで選択されるものであって、外枠７画素×７画素に限定されるものではなく、例えば、７画素×５画素あるいは５画素×７画素というように正方形でなくてもよい。
これにより、図８（ｂ）の偏摩耗摺動面２０ｂの反射信号２１ｃは残る。これの波形領域Ｂは、内枠の３画素×３画素の領域より大きいので、必ず、中枠の５画素×５画素の矩形の線の領域に“Ｈ”となる白レベルの画素があるからである。あるいは７画素×７画素の外枠には白となるものがあるからである。
なお、マトリックスマスク１８の外枠，中枠，内枠の矩形の３枠の大きさは、孤立して発生する波形領域Ｄの大きさで選択されるものであって、外枠７画素×７画素に限定されるものではなく、例えば、７画素×５画素あるいは５画素×７画素というように正方形でなくてもよい。
そこで、次に、画面メモリ１６３の摺動面反射データＲｉに対して抽出した座標（画素位置）のデータの輝度レベルをゼロとしてこの画素を摺動面反射データＲｉから排除する（ステップ１１２）。これによりを画面メモリ１６３の各摺動面反射データＲｉから孤立点ノイズがなくなる。
このノイズ対応孤立点除去は、二値化データが図５（ａ）に示す１枚の画像を形成しているとすると、“Ｈ”となる白点の部分がノイズ信号成分となる。そこで、この白点の座標を抽出して画面メモリ１６３の摺動面反射データＲｉの対応する座標位置のレベルを黒レベルに換えて除去する処理である。
なお、図５（ａ）の画面は、水平方向のライン数は説明のために実際のものと異なり、少なくしてある。
このノイズ対応孤立点除去は、二値化データが図５（ａ）に示す１枚の画像を形成しているとすると、“Ｈ”となる白点の部分がノイズ信号成分となる。そこで、この白点の座標を抽出して画面メモリ１６３の摺動面反射データＲｉの対応する座標位置のレベルを黒レベルに換えて除去する処理である。
なお、図５（ａ）の画面は、水平方向のライン数は説明のために実際のものと異なり、少なくしてある。
ＭＰＵ１６１によるノイズ対応孤立点除去プログラム１６２ｆの実行が終了すると、ＭＰＵ１６１は、摺動面幅算出プログラム１６２ｇをコールして実行する。これによりＭＰＵ１６１は、画像メモリ１６３からノイズが除去された摺動面反射データＲｉを読出して（ステップ１１３）、ステップ１０６ｂにおいて記憶された水平ラインの番号ｉを参照して最低レベルＬｉが平均値Ｍｉ以下かの判定を行い（ステップ１１４）、ここでＮＯとなれば、第１スライスレベルＳＡｉで摺動面反射データＲｉをスライスして水平１ラインにおけるスライスレベル上での最初の座標値Ｘ１，最後の座標値Ｘ２を算出して（ステップ１１５）、次に第２スライスレベルＳＢｉで摺動面反射データＲｉをスライスして水平１ラインにおけるスライスレベル上での最初の座標値Ｙ１，最後の座標値Ｙ２を算出する（ステップ１１６）。
なお、ステップ１１４の判定でＹＥＳとなったときには、ステップ１１３へと戻り次の水平１ラインに対応する摺動面反射データＲｉを読出して同様な処理が繰り返される。
なお、ステップ１１４の判定でＹＥＳとなったときには、ステップ１１３へと戻り次の水平１ラインに対応する摺動面反射データＲｉを読出して同様な処理が繰り返される。
ここで、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１スライスレベルＳＡｉによりスライスしてスライスレベル上での最初の座標値Ｘ１，最後の座標値Ｘ２を算出することで、図６（ａ）のように摺動面の信号波形が連続して分離されていない状態のものでも、図６（ｂ）のように摺動面の信号波形が２つに分離されて孤立波形となっている状態のものでも、それぞれ全摺動面幅Ｘ（通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚとの和）を算出することが可能になる。
そこで、次に、通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚとの和Ｘを全摺動面幅Ｘとして、
Ｘ＝Ｘ２−Ｘ１により算出し、
次に、通常摺動面幅Ｙを、
Ｙ＝Ｙ２−Ｙ１により算出する（ステップ１１７）。
そして、残存直径算出プログラム１６２ｈがコールされる。
そこで、次に、通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚとの和Ｘを全摺動面幅Ｘとして、
Ｘ＝Ｘ２−Ｘ１により算出し、
次に、通常摺動面幅Ｙを、
Ｙ＝Ｙ２−Ｙ１により算出する（ステップ１１７）。
そして、残存直径算出プログラム１６２ｈがコールされる。
次に、残存直径算出プログラム１６２ｈがＭＰＵ１６１に実行されると、Ｚ＝Ｘ−Ｙが算出されて、偏摩耗摺動面幅Ｚが誤差範囲のものか否かにより読出した摺動面反射データＲｉが偏摩耗個所のデータか否かを判定する（ステップ１１８）。
この判定において、Ｚ＜＝Ｔのときで１つ前のステップ１１８での水平ラインの摺動面反射データＲｉについての判定のときにも同じようにＺ＜＝Ｔであるときには偏摩耗個所でないと判定されて全摺動面幅Ｘが採用されて、トロリ線の摩耗前の実効径と全摺動面幅Ｘとからトロリ線の摺動面に対応する外周から摺動面までの距離を残存直径としてあるいはトロリ線の中心から摺動面までの距離を残存半径として算出して摩耗量とする（ステップ１１９）。
なお、トロリ線の摩耗前の実効径は既知であり、メモリ１６２のパラメータ領域（図示せず）にあらかじめ記憶されている。
ここで、Ｔは、偏摩耗が発生していない状態の通常摺動面で誤差として測定される値の最大値である。
Ｚ＞Ｔとなり、ステップ１１８の判定で２本以上の水平ラインが続けてＺ＞Ｔであるときには、ここでＹＥＳとなり、偏摩耗個所と判定される。そこで、残存直径算出テーブル１６２ｎが参照されて（ステップ１２０）、図６（ａ）に示すように、全摺動面幅Ｘ（通常摺動面幅Ｙと通常摺動面幅＋偏摩耗摺動面幅の和）に対応する個所に記憶された残存直径が摩耗量として算出され、各水平１ラインの摺動面反射データＲｉの通常摺動面幅Ｙと全摺動面幅Ｘに対応してメモリ１６２に記憶される（ステップ１２１）。
ここで、残存直径算出テーブル１６２ｎは、全摺動面幅Ｘを縦軸欄とし、通常摺動面幅Ｙを横軸欄として縦軸欄と横軸欄の交点に残存直径Ａと残存直径Ｂとが記録されたデータテーブルである。
この判定において、Ｚ＜＝Ｔのときで１つ前のステップ１１８での水平ラインの摺動面反射データＲｉについての判定のときにも同じようにＺ＜＝Ｔであるときには偏摩耗個所でないと判定されて全摺動面幅Ｘが採用されて、トロリ線の摩耗前の実効径と全摺動面幅Ｘとからトロリ線の摺動面に対応する外周から摺動面までの距離を残存直径としてあるいはトロリ線の中心から摺動面までの距離を残存半径として算出して摩耗量とする（ステップ１１９）。
なお、トロリ線の摩耗前の実効径は既知であり、メモリ１６２のパラメータ領域（図示せず）にあらかじめ記憶されている。
ここで、Ｔは、偏摩耗が発生していない状態の通常摺動面で誤差として測定される値の最大値である。
Ｚ＞Ｔとなり、ステップ１１８の判定で２本以上の水平ラインが続けてＺ＞Ｔであるときには、ここでＹＥＳとなり、偏摩耗個所と判定される。そこで、残存直径算出テーブル１６２ｎが参照されて（ステップ１２０）、図６（ａ）に示すように、全摺動面幅Ｘ（通常摺動面幅Ｙと通常摺動面幅＋偏摩耗摺動面幅の和）に対応する個所に記憶された残存直径が摩耗量として算出され、各水平１ラインの摺動面反射データＲｉの通常摺動面幅Ｙと全摺動面幅Ｘに対応してメモリ１６２に記憶される（ステップ１２１）。
ここで、残存直径算出テーブル１６２ｎは、全摺動面幅Ｘを縦軸欄とし、通常摺動面幅Ｙを横軸欄として縦軸欄と横軸欄の交点に残存直径Ａと残存直径Ｂとが記録されたデータテーブルである。
次に、１画面分の水平ラインの処理終了かの判定をして（ステップ１２２）、ここで最初のＮＯとなるので、ステップ１１３へと戻り、次の水平ラインの摺動面反射データＲｉが読出されて前記と同様な処理を繰り返す。１画面分の残存直径Ａと残存直径Ｂが各摺動面反射データＲｉについて算出され、画面メモリ１６３に記憶された１画面分のデータ処理が終了すると、ステップ１２２にＹＥＳとなる。ここで次にステップ１２３のフラグ判定処理に入り、ステップ１０６ａで設定したフラグがあるか否かの判定をする。
ここで、フラグ設定がなく、ＮＯとなると、ステップ１０１へと戻り、ＭＰＵ１６１は、渉り線個所検索プログラム１６２ａを実行して、次の個所の渉り線個所のキロ程の入力あるいは渉り線位置データデーブル１６２ｐを参照して偏摩耗を測定する渉り線位置をキロ程として得て、前記と同様な処理を測定が必要な渉り線個所が終了するまで繰り返す。
一方、先のステップ１０６ａでフラグが設定されいてステップ１２３にＹＥＳとなると、二値化・整列処理プログラム１６２ｉをコールしてII［画像処理による残存直径の算出］（図３Ｂのフローチャートに示すステップ１２４〜１３４までの処理）へと移り、偏摩耗した部分について残存直径を算出する処理をする。
ここで、フラグ設定がなく、ＮＯとなると、ステップ１０１へと戻り、ＭＰＵ１６１は、渉り線個所検索プログラム１６２ａを実行して、次の個所の渉り線個所のキロ程の入力あるいは渉り線位置データデーブル１６２ｐを参照して偏摩耗を測定する渉り線位置をキロ程として得て、前記と同様な処理を測定が必要な渉り線個所が終了するまで繰り返す。
一方、先のステップ１０６ａでフラグが設定されいてステップ１２３にＹＥＳとなると、二値化・整列処理プログラム１６２ｉをコールしてII［画像処理による残存直径の算出］（図３Ｂのフローチャートに示すステップ１２４〜１３４までの処理）へと移り、偏摩耗した部分について残存直径を算出する処理をする。
次に、二値化・整列処理プログラム１６２ｉがＭＰＵ１６１に実行されると、ＭＰＵ１６１は、まず、フラグをリセットして（ステップ１２４）、画面メモリ１６３に記憶された１画面分の摺動面反射データＲｉをそれぞれに第２スライスレベルＳＢｉによりスライスして二値化処理をして（ステップ１２５）、画面メモリ１６３にその二値化画像を記憶する（ステップ１２６）。これが図７（ａ）に示す１画面の各摺動面データ（各二値化された摺動面反射データＲｉ）である。なお、図５（ａ）と同様に水平方向のライン数は説明のために実際のものと異なり、少なくしてある。
次に片寄せ・スムージング処理プログラム１６２ｊがコールされてＭＰＵ１６１により実行される。ＭＰＵ１６１は、このプログラムを実行して、画面メモリ１６３に二値化画像の各水平ラインの各摺動面データに対してその反射光受光部分の中央位置を水平ラインの中央に沿って整列させる整列処理をする（ステップ１２７）。これが図７（ｂ）に示す１画面の各摺動面データである。
次に片寄せ・スムージング処理プログラム１６２ｊがコールされてＭＰＵ１６１により実行される。ＭＰＵ１６１は、このプログラムを実行して、画面メモリ１６３に二値化画像の各水平ラインの各摺動面データに対してその反射光受光部分の中央位置を水平ラインの中央に沿って整列させる整列処理をする（ステップ１２７）。これが図７（ｂ）に示す１画面の各摺動面データである。
次に渉り線位置データテーブル１６２ｐを参照してあるいはステップ１１６で算出した摺動面反射データＲｉの座標値Ｙ２，Ｙ１の値から車両が渡る方向を得て車両が渡る方向に二値化した画面データの各１ラインの摺動面データを片側に寄せる処理をする。これは、画面メモリ１６３の二値化された各水平１ラインの摺動面データに対してある水平１ラインの摺動面データの最初の座標に一致するように、他の水平１ラインの摺動面データの最初の座標とシフトする処理である。そして、二値化した画面データのトロリ線摺動面の反射光に対応する部分についての輪郭線に対してスムージングする処理をする（ステップ１２８）。これが図７（ｃ）に示す１画面の各摺動面データである。
なお、渉り線位置データテーブル１６２ｐには、各渉り線の位置のキロ程の他にトロリ線がパンタグラフと接触して摩耗する方向が各渉り線の位置のキロ程に対応して記録されている。
スムージング処理が終了すると偏摩耗個所検索プログラム１６２ｋがコールされてＭＰＵ１６１により実行される。
なお、渉り線位置データテーブル１６２ｐには、各渉り線の位置のキロ程の他にトロリ線がパンタグラフと接触して摩耗する方向が各渉り線の位置のキロ程に対応して記録されている。
スムージング処理が終了すると偏摩耗個所検索プログラム１６２ｋがコールされてＭＰＵ１６１により実行される。
次に摺動面幅算出プログラム１６２ｋがＭＰＵ１６１に実行されると、ＭＰＵ１６１は、図７（ｃ）に示す１画面において、偏摩耗個所Ｐを検索して（ステップ１２９）、点Ｑ１と点Ｑ２の座標を求め（ステップ１３０）、点Ｑ１と点Ｑ２を結ぶ直線Ｌを算出して（ステップ１３１）、偏摩耗個所Ｐにおいて直線Ｌを算出した偏摩耗個所の二値化された各水平１ライン（摺動面データ）の“Ｈ”の個所の最初の座標値Ｘ１，直線Ｌ上の座標値Ｘ２を算出して（ステップ１３２）、次に偏摩耗個所Ｐにおける各水平１ライン（摺動面データ）の“Ｈ”の個所の最初の座標値Ｙ１，最後の座標値Ｙ２を算出する（ステップ１３３）。
次に、ＭＰＵ１６１は、摺動面幅算出プログラム１６２ｇをコールして実行する。ここでは、前記の偏摩耗個所Ｐにおける各水平ラインそれぞれについて通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚとの和Ｘを全摺動面幅Ｘとして、
Ｘ＝Ｘ２−Ｘ１により算出し、
次に、通常摺動面幅Ｙを、
Ｙ＝Ｙ２−Ｙ１により算出する（ステップ１３４）。
そして、残存直径算出プログラム１６２ｈがＭＰＵ１６１に実行されて、ステップ１２０に戻り、偏摩耗個所Ｐにおける各水平ラインそれぞれについて残存直径算出テーブル１６２ｎが参照されて（ステップ１２０）、偏摩耗個所Ｐにおける各水平ラインの残存直径がメモリ１２６に記憶されて、ステップ１２２へと移る。ここでは、１画面分の偏摩耗個所Ｐの処理が終了したものとされて、ステップ１２３へと移り、ここで、フラグがリセットされているので、ここで、ＮＯとなり、ステップ１０１へと戻る。そして、ＭＰＵ１６１は、渉り線個所検索プログラム１６２ａを実行して、次の個所の渉り線個所のキロ程の入力あるいは渉り線位置データテーブル１６２ｐを参照して渉り線位置のキロ程を得て、前記と同様な処理を測定が必要な渉り線個所が終了するまで繰り返す。
なお、ここでのＭＰＵ１６１による残存直径算出プログラム１６２ｈの実行では、各水平１ラインの摺動面反射データＲｉの通常摺動面幅Ｙと全摺動面幅Ｘに対応してI［通常処理による残存直径の算出］の算出値とは別に偏摩耗個所Ｐにおける各水平ラインについて残存直径Ａ，Ｂがメモリ１６２に偏摩耗個所Ｐとして記憶される。
Ｘ＝Ｘ２−Ｘ１により算出し、
次に、通常摺動面幅Ｙを、
Ｙ＝Ｙ２−Ｙ１により算出する（ステップ１３４）。
そして、残存直径算出プログラム１６２ｈがＭＰＵ１６１に実行されて、ステップ１２０に戻り、偏摩耗個所Ｐにおける各水平ラインそれぞれについて残存直径算出テーブル１６２ｎが参照されて（ステップ１２０）、偏摩耗個所Ｐにおける各水平ラインの残存直径がメモリ１２６に記憶されて、ステップ１２２へと移る。ここでは、１画面分の偏摩耗個所Ｐの処理が終了したものとされて、ステップ１２３へと移り、ここで、フラグがリセットされているので、ここで、ＮＯとなり、ステップ１０１へと戻る。そして、ＭＰＵ１６１は、渉り線個所検索プログラム１６２ａを実行して、次の個所の渉り線個所のキロ程の入力あるいは渉り線位置データテーブル１６２ｐを参照して渉り線位置のキロ程を得て、前記と同様な処理を測定が必要な渉り線個所が終了するまで繰り返す。
なお、ここでのＭＰＵ１６１による残存直径算出プログラム１６２ｈの実行では、各水平１ラインの摺動面反射データＲｉの通常摺動面幅Ｙと全摺動面幅Ｘに対応してI［通常処理による残存直径の算出］の算出値とは別に偏摩耗個所Ｐにおける各水平ラインについて残存直径Ａ，Ｂがメモリ１６２に偏摩耗個所Ｐとして記憶される。
以上説明してきたが、実施例では、通常摺動面幅Ｙと通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚとの和の全摺動面幅Ｘとにより残存直径算出テーブル１６２ｎを参照して残存直径を算出しているが、残存直径算出テーブル１６２ｎが偏摩耗摺動面幅Ｚと全摺動面幅Ｘとの検索テーブルとすれば、偏摩耗摺動面幅Ｚと全摺動面幅Ｘにより残存直径を算出することができる。
さらに、残存直径算出テーブル１６２ｎが通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚととの検索テーブルであれば、通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚとにより残存直径を算出することができる。
したがって、この発明は、通常摺動面の幅および偏摩耗摺動面の幅そして前記通常摺動面および偏摩耗摺動面の和の幅のいずれかから選択された２つをパラメータとしてトロリ線についての残存直径を偏摩耗量として記憶したテーブルに応じて２つをパラメータの値を算出すればよい。
また、図９で説明した渉り線の個所は一例であって、各種の渉り線の個所のトロリ線摩耗量の測定にこの発明が適用できることはもちろんである。
さらに、残存直径算出テーブル１６２ｎが通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚととの検索テーブルであれば、通常摺動面幅Ｙと偏摩耗摺動面幅Ｚとにより残存直径を算出することができる。
したがって、この発明は、通常摺動面の幅および偏摩耗摺動面の幅そして前記通常摺動面および偏摩耗摺動面の和の幅のいずれかから選択された２つをパラメータとしてトロリ線についての残存直径を偏摩耗量として記憶したテーブルに応じて２つをパラメータの値を算出すればよい。
また、図９で説明した渉り線の個所は一例であって、各種の渉り線の個所のトロリ線摩耗量の測定にこの発明が適用できることはもちろんである。
また、実施例では、２つのスライスレベルＳＡｉ，ＳＢｉを算出しているが、これはＣＲＴディスプレイ１６４から最適値を入力することで行われてもよい。
さらに、最低レベルと最高レベルの間に設定される第２スライスレベルＳＢｉについては、最高レベルだけを基準としてＳＢｉ＝Ｈｉ×Ｋ％＋Ｌｉ＋αとして算出されてもよい。
さらに、実施例では、I［通常処理による残存直径の算出］あるいはII［画像処理による残存直径の算出］によりトロリ線偏摩耗量の算出が行われているが、この場合、I［通常処理による残存直径の算出］のみ行って、不明なものについてだけ手作業で摩耗量を測定してもよいことはもちろんである。
さらに、最低レベルと最高レベルの間に設定される第２スライスレベルＳＢｉについては、最高レベルだけを基準としてＳＢｉ＝Ｈｉ×Ｋ％＋Ｌｉ＋αとして算出されてもよい。
さらに、実施例では、I［通常処理による残存直径の算出］あるいはII［画像処理による残存直径の算出］によりトロリ線偏摩耗量の算出が行われているが、この場合、I［通常処理による残存直径の算出］のみ行って、不明なものについてだけ手作業で摩耗量を測定してもよいことはもちろんである。
１…トロリ線、１ａ…トロリ線摺動面、
２…受光素子、３…光走査型投光系、３ａ…レーザ光、
４…アンプ（ＡＭＰ）、５…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
６…データフォーマット回路、６ａ…データバッファメモリ、
７…距離パルス発生回路、８…演算装置、
８ａ…キロ程演算処理ブロック、８ｂ…ゲートパルス発生演算処理ブロック、
１０…摺面データ収録系処理装置、
１１，１６１…ＭＰＵ、１２…メモリ、
１２ａ…フォーマットデータの書込プログラム、
１３…リムーバブルＨＤＤ、１４…バス、
１６０…摩耗量測定系処理装置、…ＭＰＵ、
１６２…メモリ、１６３…画面メモリ、１６４…バス、
１６２ａ…渉り線個所検索プログラム、
１６２ｂ…背景レベル平均値算出プログラム、
１６２ｃ…トロリ線信号波形の最低レベル・最高レベル検出プログラム、
１６２ｄ…スライスレベル算出プログラム、
１６２ｅ…ライン対応の二値化プログラム、
１６２ｆ…ノイズ対応孤立点除去プログラム、
１６２ｇ…摺動面幅算出プログラム、
１６２ｈ…残存直径算出プログラム、
１６２ｉ…二値化・整列処理プログラム、
１６２ｊ…片寄せ・スムージング処理プログラム、
１６２ｋ…偏摩耗個所検索プログラム、
１６２ｌ…直線設定プログラム、１６２ｍ…偏摩耗個所の摩耗量算出プログラム、
１６２ｎ…残存直径算出テーブル，１６２ｏ…作業領域。
２…受光素子、３…光走査型投光系、３ａ…レーザ光、
４…アンプ（ＡＭＰ）、５…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
６…データフォーマット回路、６ａ…データバッファメモリ、
７…距離パルス発生回路、８…演算装置、
８ａ…キロ程演算処理ブロック、８ｂ…ゲートパルス発生演算処理ブロック、
１０…摺面データ収録系処理装置、
１１，１６１…ＭＰＵ、１２…メモリ、
１２ａ…フォーマットデータの書込プログラム、
１３…リムーバブルＨＤＤ、１４…バス、
１６０…摩耗量測定系処理装置、…ＭＰＵ、
１６２…メモリ、１６３…画面メモリ、１６４…バス、
１６２ａ…渉り線個所検索プログラム、
１６２ｂ…背景レベル平均値算出プログラム、
１６２ｃ…トロリ線信号波形の最低レベル・最高レベル検出プログラム、
１６２ｄ…スライスレベル算出プログラム、
１６２ｅ…ライン対応の二値化プログラム、
１６２ｆ…ノイズ対応孤立点除去プログラム、
１６２ｇ…摺動面幅算出プログラム、
１６２ｈ…残存直径算出プログラム、
１６２ｉ…二値化・整列処理プログラム、
１６２ｊ…片寄せ・スムージング処理プログラム、
１６２ｋ…偏摩耗個所検索プログラム、
１６２ｌ…直線設定プログラム、１６２ｍ…偏摩耗個所の摩耗量算出プログラム、
１６２ｎ…残存直径算出テーブル，１６２ｏ…作業領域。
Claims (9)
- 光をトロリ線に照射し、その摺動面からの反射光を受光してその受光信号に基づいてトロリ線の摩耗量を測定するトロリ線摩耗量測定方法において、
前記トロリ線の偏摩耗個所における前記受光信号に基づいて検出される通常摺動面の幅および偏摩耗摺動面の幅そして前記通常摺動面および偏摩耗摺動面の和の幅のいずれかから選択された２つをパラメータとして前記トロリ線の残存径を偏摩耗量として記憶したテーブルと偏摩耗個所のキロ程情報とを備え、
前記受光信号あるいはこれを増幅した信号に対して前記トロリ線摺動面の反射光と背景からの反射光とが得られる範囲にゲートを設定して得られる前記受光信号の信号波形をデジタル値に変換して所定の幅の１ラインの摺動面データとして得て検測車の走行距離に対応して順次採取して記録し、
前記キロ程情報に基づいて採取された前記摺動面データを検索して前記偏摩耗個所の位置を含む複数個の前記１ラインの摺動面データを読出して前記複数個の１ラインの摺動面データを各水平ラインに割当て前記１ラインの摺動面データとともに記録された前記走行距離を垂直方向に割当て前記受光信号の信号レベルを輝度に対応させた１画面分のデータを得て、
この１画面分のデータの前記１ラインの摺動面データにおける前記背景からの反射光あるいはその一部についての反射光についての前記受光信号の信号レベルの平均値を算出し、前記１ラインの摺動面データにおける前記通常摺動面から連続する波形領域におけるゼロレベル以上の最低レベルを検出し、
前記最低レベルが前記平均値より大きいときに前記最低レベルと前記平均値との間のレベルを第１の基準レベルとして前記１画面分のデータの各前記１ラインの摺動面データを二値化して前記１画面についての二値化データを得て、
この二値化データで形成される画面データにおいてノイズに対応する孤立点の座標を抽出してこの孤立点の座標に基づいて前記１画面分のデータから孤立点ノイズを除去し、
前記１画面分のデータにおいて前記孤立点ノイズが除去された前記１ラインの摺動面データを得てこの摺動面データから前記２つのパラメータに対応する各摺動面の幅を算出して前記テーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の前記残存径を得るトロリ線摩耗量測定方法。 - 前記最低レベルの検出においては前記最低レベルに加えて最高レベルを検出し、前記最低レベルと前記最高レベルの間のレベルを第２の基準レベルとし、前記２つのパラメータに対応する各摺動面の幅の算出は、前記孤立点ノイズが除去された前記１ラインの摺動面データを前記第１の基準レベルでスライスしたときの前記水平ラインにおける最初の座標値と最後の座標値の差を前記通常摺動面および偏摩耗摺動面の和として算出するものであり、前記孤立点ノイズが除去された前記１ラインの摺動面データを前記第２の基準レベルでスライスしたときの前記水平ラインにおける最初の座標値と最後の座標値の差を前記通常摺動面の幅として算出するものである請求項１記載のトロリ線摩耗量測定方法。
- 前記平均値は、前記１ラインの摺動面データに対して前記水平ラインにおける最後の画素位置から所定量手前の画素位置までの領域にある多数の画素の輝度レベルの平均値として求められる請求項１又は２記載のトロリ線摩耗量測定方法。
- 前記孤立点の座標の抽出は、前記二値化データで形成される画面データに対して所定の大きさのマトリックスマスクを画面上の各点にかけて検索することにより行われる請求項３記載のトロリ線摩耗量測定方法。
- 前記最低レベルが前記平均値より小さいときには、前記１ラインの摺動面データについての前記最低レベルの検出においてはさらに最高レベルを検出し、前記最低レベルと前記最高レベルの間のレベルを第２の基準レベルとし、前記１ラインの摺動面データにそれぞれ前記第２の基準レベルを設定して二値化した前記１画面分のデータを得て、この二値化した１画面分のデータから偏摩耗個所の画像領域を検索してこの偏摩耗個所の画像領域において偏摩耗開始個所と偏摩耗終了個所の２点を結ぶ直線を設定し、この直線と交叉する水平ラインについての前記１ラインの摺動面データについて前記直線を前記偏摩耗摺動面の端として前記２つのパラメータに対応する摺動面幅を算出して前記テーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の前記残存径を得る請求項１記載のトロリ線摩耗量測定方法。
- 前記偏摩耗個所の画像領域の検索は、前記二値化した１画面分のデータの各前記１ラインの摺動面データに対してこれの反射光受光部分の中央位置を水平ラインの中央に沿って整列させる整列処理をし、車両が渡る方向に前記二値化した画面データの各１ラインの摺動面データを片寄せする処理をし、前記二値化した１画面分のデータの前記トロリ線摺動面の反射光に対応する部分についての輪郭線に対してスムージングする処理をした後の１画面分のデータに対して行われる請求項５記載のトロリ線摩耗量測定方法。
- 光をトロリ線に照射し、その摺動面からの反射光を受光してその受光信号に基づいてトロリ線の摩耗量を測定するトロリ線摩耗量測定システムにおいて、
前記受光信号あるいはこれを増幅した信号に対して前記トロリ線摺動面の反射光と背景からの反射光とが得られる範囲にゲートを設定して得られる前記受光信号の信号波形をデジタル値に変換して所定の幅の１ラインの摺動面データとして得て検測車の走行距離に対応して順次採取して記録するトロリ線摺面データ収集装置と、
前記トロリ線の偏摩耗個所における前記受光信号に基づいて検出される通常摺動面の幅および偏摩耗摺動面の幅そして前記通常摺動面および偏摩耗摺動面の和の幅のいずれかから選択された２つをパラメータとして前記トロリ線の残存径を偏摩耗量として記憶したテーブルと偏摩耗個所のキロ程情報とを有するトロリ線摩耗量測定装置とを備え、
前記トロリ線摩耗量測定装置は、
前記キロ程情報に基づいて採取された前記摺動面データを検索して前記偏摩耗個所の位置を含む複数個の前記１ラインの摺動面データを読出して前記複数個の１ラインの摺動面データを各水平ラインに割当て前記１ラインの摺動面データとともに記録された前記走行距離を垂直方向に割当て前記受光信号の信号レベルを輝度に対応させた１画面分のデータを得て、
この１画面分のデータの前記１ラインの摺動面データにおける前記背景からの反射光あるいはその一部についての反射光についての前記受光信号の信号レベルの平均値を算出し、前記１ラインの摺動面データにおける前記通常摺動面から連続する波形領域におけるゼロレベル以上の最低レベルを検出し、
前記最低レベルが前記平均値より大きいときに前記最低レベルと前記平均値との間のレベルを第１の基準レベルとして前記１画面分のデータの各前記１ラインの摺動面データを二値化して前記１画面についての二値化データを得て、
この二値化データで形成される画面データにおいてノイズに対応する孤立点の座標を抽出してこの孤立点の座標に基づいて前記１画面分のデータから孤立点ノイズを除去し、
前記１画面分のデータにおいて前記孤立点ノイズが除去された前記１ラインの摺動面データを得てこの摺動面データから前記２つのパラメータに対応する各摺動面の幅を算出して前記テーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の前記残存径を得るトロリ線摩耗量測定システム。 - 前記最低レベルの検出においては前記最低レベルに加えて最高レベルを検出し、前記最低レベルと前記最高レベルの間のレベルを第２の基準レベルとし、前記２つのパラメータに対応する各摺動面の幅の算出は、前記孤立点ノイズが除去された前記１ラインの摺動面データを前記第１の基準レベルでスライスしたときの前記水平ラインにおける最初の座標値と最後の座標値の差を前記通常摺動面および偏摩耗摺動面の和として算出するものであり、前記孤立点ノイズが除去された前記１ラインの摺動面データを前記第２の基準レベルでスライスしたときの前記水平ラインにおける最初の座標値と最後の座標値の差を前記通常摺動面の幅として算出するものである請求項７記載のトロリ線摩耗量測定システム。
- 前記最低レベルが前記平均値より小さいときには、前記１ラインの摺動面データについての前記最低レベルの検出においてはさらに最高レベルを検出し、前記最低レベルと前記最高レベルの間のレベルを第２の基準レベルとし、前記１ラインの摺動面データにそれぞれ前記第２の基準レベルを設定して二値化した前記１画面分のデータを得て、この二値化した１画面分のデータから偏摩耗個所の画像領域を検索してこの偏摩耗個所の画像領域において偏摩耗開始個所と偏摩耗終了個所の２点を結ぶ直線を設定し、この直線と交叉する水平ラインについての前記１ラインの摺動面データについて前記直線を前記偏摩耗摺動面の端として前記２つのパラメータに対応する摺動面幅を算出して前記テーブルを参照することでこの１ラインの摺動面データに対応する個所の前記残存径を得る請求項７記載のトロリ線摩耗量測定システム。
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