JP7420669B2 - Track shape data estimation method and track shape data estimation system - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両が走行する線路の形状データを推定する線路形状データ推定方法及び線路形状データ推定システムに関する。 The present invention relates to a track shape data estimation method and a track shape data estimation system for estimating the shape data of a track on which a railway vehicle runs.
車体傾斜車両は、乗客の乗り心地の悪化や乗り物酔いを考慮して車体が線路の曲線部を走行する際に、車体を内側に傾斜させる制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。このような車体の傾斜方法は、自然振子方式と制御付き振子方式が知られている。自然振子方式は遠心力によって車体を自然に傾斜させるものであり、制御付き振子方式は走行速度や線路形状に応じて車体の傾斜角度を制御するものである。 Vehicles with a tilting body are controlled so that the vehicle body is tilted inward when traveling on a curved section of a track, taking into consideration the deterioration of riding comfort and motion sickness for passengers (see, for example, Patent Document 1). Known methods for tilting the vehicle body include a natural pendulum method and a controlled pendulum method. The natural pendulum system uses centrifugal force to naturally tilt the car body, while the controlled pendulum system controls the tilt angle of the car body depending on the running speed and track shape.
車体傾斜車両では、予め線路形状データを車両に記憶させ、当該線路形状データ、走行位置及び走行速度などの情報から車体傾斜角を制御する方法が知られている。また、線路形状データは、実際の設計値から作成する場合のほか、例えば、特許文献１に記載された発明を実現する方法として、車体傾斜車両に設置したセンサ類の測定データによって算出することが知られている。
For vehicles with body inclines, a method is known in which track shape data is stored in the vehicle in advance, and the vehicle body inclination angle is controlled from information such as the track shape data, traveling position, and traveling speed. In addition to creating track shape data from actual design values, for example, as a method of realizing the invention described in
線路形状データは、線路曲率相当値とカント相当値により構成され、具体的には、線路曲率相当値は車体ヨー角速度や走行速度により算出し、カント相当値は車体ヨー角速度や走行速度、台車枠左右加速度により算出している。ここで、車体ヨー角速度は車体に設置したジャイロセンサ、台車枠左右加速度は台車枠に設置した加速度センサ及び走行速度は車軸に設置した速度発電機の各出力信号を使用して算出される。 The track shape data consists of a track curvature equivalent value and a cant equivalent value. Specifically, the track curvature equivalent value is calculated based on the car body yaw angular velocity and running speed, and the cant equivalent value is calculated based on the car body yaw angular velocity, running speed, and bogie frame. Calculated using left and right acceleration. Here, the vehicle body yaw angular velocity is calculated using the gyro sensor installed on the vehicle body, the bogie frame lateral acceleration is calculated using the acceleration sensor installed on the bogie frame, and the traveling speed is calculated using the output signals of the speed generator installed on the axle.
しかし、線路形状データ生成に必要である車体ヨー角速度の波形には、車体の動揺により実際の線路形状とは異なる成分が含まれる場合がある。このとき算出した線路形状データを使用して車体傾斜制御を行うと、実際の線路形状に適合しない車体傾斜角へ制御する恐れがある。 However, the waveform of the vehicle body yaw angular velocity necessary for generating the track shape data may include components that differ from the actual track shape due to vibration of the vehicle body. If the track shape data calculated at this time is used to control the vehicle body inclination, there is a risk that the vehicle body inclination angle will be controlled to an angle that does not match the actual track shape.
特に影響の大きい要因は、振子式車体傾斜車両における車体ヨーイング動揺である。振子式車体傾斜車両では、図３に示すように、振子はりなどの部品で構成された振子装置を持ち、走行中は車体ローリング方向の自由度を持つが、台車付近で車体の左右方向への剛性が低く、前後台車で逆相方向への振子角変位を伴う車体ヨーイング動揺を起こしやすい。 A factor that has a particularly large effect is vehicle body yawing vibration in a pendulum type vehicle with a tilted vehicle body. As shown in Figure 3, a pendulum-type car body tilting vehicle has a pendulum device made up of parts such as a pendulum beam, and has a degree of freedom in the rolling direction of the car body while driving, but it has a degree of freedom in the car body rolling direction near the bogie. The rigidity is low, and the front and rear bogies tend to yaw and oscillate, which is accompanied by pendulum angular displacement in opposite directions.
車体ヨーイング動揺が起きているとき、車上で測定された車体ヨー角速度の波形には実際の線路形状に加えて動揺に起因する成分が重畳される。この動揺による成分は遮断周波数の低いローパスフィルタ処理を施すことによりある程度の除去が可能であるが、当該フィルタ処理は実際の線路形状に含まれる周波数成分に対しても影響を及ぼす。このため、取得した線路形状データの波形が実際の線路形状と比較して鈍るという欠点があった。 When a vehicle body yawing motion occurs, a component caused by the motion is superimposed on the waveform of the vehicle body yaw angular velocity measured on the vehicle in addition to the actual track shape. The component due to this oscillation can be removed to some extent by performing low-pass filter processing with a low cutoff frequency, but the filter processing also affects frequency components included in the actual line shape. For this reason, there was a drawback that the waveform of the acquired track shape data was dull compared to the actual track shape.
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、線路形状の設計値を用いる事なく、線路形状データの作成対象とする区間の線路上を実際に走行することで、当該区間の線路形状データを算出することができる線路形状データ推定方法及び線路形状データ推定システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the present invention is made by actually driving on the track in the section for which track shape data is to be created, without using the design value of the track shape. It is an object of the present invention to provide a track shape data estimation method and a track shape data estimation system that can calculate shape data.
本発明に係る線路形状データ推定方法は、鉄道車両が走行する線路の形状に係るデータを推定する線路形状データ推定方法であって、車体ヨー角速度を取得する車体ヨー角速度取得工程と、走行速度を取得する走行速度取得工程と、台車枠左右加速度を取得する台車枠左右加速度取得工程と、台車ごとの振子傾斜角速度を取得する振子傾斜角速度取得工程と、前後の台車の前記振子傾斜角速度の差を算出する振子傾斜角速度差算出工程と、前記振子傾斜角速度の差に所定の係数を乗じて補正値を算出する補正値算出工程と、前記車体ヨー角速度取得工程で取得された前記車体ヨー角速度から前記補正値を減算して補正車体ヨー角速度を算出する補正車体ヨー角速度算出工程とを有し、前記線路形状データは、線路曲率相当値とカント相当値を含み、前記補正車体ヨー角速度及び前記走行速度から前記線路曲率相当値を算出する線路曲率相当値算出工程と、前記補正車体ヨー角速度、前記走行速度及び前記台車枠左右加速度から前記カント相当値を算出するカント相当値算出工程とを有することを特徴とする。 The track shape data estimation method according to the present invention is a track shape data estimation method for estimating data related to the shape of a track on which a railway vehicle runs, and includes a step of acquiring a vehicle body yaw angular velocity, and a step of acquiring a vehicle body yaw angular velocity; A traveling speed acquisition step to acquire a truck frame lateral acceleration, a truck frame lateral acceleration acquisition step to acquire a truck frame lateral acceleration, a pendulum tilt angular velocity acquisition step to acquire a pendulum tilt angular velocity for each truck, and a difference between the pendulum tilt angular velocities of the front and rear trucks. a pendulum inclination angular velocity difference calculation step, a correction value calculation step of calculating a correction value by multiplying the difference in pendulum inclination angular velocity by a predetermined coefficient, and a correction value calculation step of calculating the correction value from the vehicle body yaw angular velocity obtained in the vehicle body yaw angular velocity acquisition step. a corrected vehicle body yaw angular velocity calculation step of calculating a corrected vehicle body yaw angular velocity by subtracting a correction value, the track shape data including a track curvature equivalent value and a cant equivalent value, and the corrected vehicle body yaw angular velocity and the traveling speed. a track curvature equivalent value calculation step of calculating the track curvature equivalent value from the above, and a cant equivalent value calculation step of calculating the cant equivalent value from the corrected vehicle body yaw angular velocity, the traveling speed, and the bogie frame lateral acceleration. Features.
また、本発明に係る線路形状データ推定方法において、前記補正値算出工程における前記所定の係数は、前記台車の振子状態に応じて選択されると好適である。 Further, in the track shape data estimation method according to the present invention, it is preferable that the predetermined coefficient in the correction value calculation step is selected depending on the pendulum state of the bogie.
また、本発明に係る線路形状データ推定システムは、上述した線路形状データ推定方法を用いた線路形状データ推定システムであって、前記車体ヨー角速度を取得する車体ヨー角速度取得手段と、前記走行速度を取得する走行速度取得手段と、前記台車枠左右加速度を取得する台車枠左右加速度取得手段と、台車ごとの振子傾斜角速度を取得する前振子傾斜角速度取得手段及び後振子傾斜角速度取得手段と、前記車体ヨー角速度、前記走行速度、前記台車枠左右加速度及び振子傾斜角速度を記録する情報記憶部と、前記情報記憶部に記録されたデータを処理する情報処理部を有することを特徴とする。 Further, a track shape data estimation system according to the present invention is a track shape data estimation system using the above-described track shape data estimation method, and includes a vehicle body yaw angular velocity acquisition means for acquiring the vehicle body yaw angular velocity, and a vehicle body yaw angular velocity acquisition means for acquiring the vehicle body yaw angular velocity; a vehicle frame lateral acceleration acquisition device for acquiring the vehicle frame lateral acceleration; a front pendulum inclination angular velocity acquisition device and a rear pendulum inclination angular velocity acquisition device for acquiring the pendulum inclination angular velocity for each bogie; and the vehicle body. The vehicle is characterized by having an information storage section that records the yaw angular velocity, the traveling speed, the bogie frame lateral acceleration, and the pendulum inclination angular velocity, and an information processing section that processes the data recorded in the information storage section.
また、本発明に係る線形データ線路形状データ推定システムにおいて、前記情報処理部は、前記振子傾斜角速度差算出工程、前記補正値算出工程、前記補正車体ヨー角速度算出工程、前記線路曲率相当値算出工程及び、前記カント相当値算出工程を実行すると好適である。 Further, in the linear data track shape data estimation system according to the present invention, the information processing section includes the pendulum inclination angular velocity difference calculation step, the correction value calculation step, the corrected vehicle body yaw angular velocity calculation step, and the track curvature equivalent value calculation step. Then, it is preferable to execute the Cant equivalent value calculation step.
本発明に係る線路形状データ推定方法及び線路形状データ推定システムは、車体ヨー角速度取得工程で取得された車体ヨー角速度から補正値を減算して補正車体ヨー角速度を算出する補正車体ヨー角速度算出工程を有するので、算出した線路形状データに対し、動揺による影響を効率よく低減できる。また、補正に必要な振子傾斜角速度の測定データは、既存の振子装置で取得可能な振子傾斜角から演算可能なものであり、センサ類の追加は不要であることから、車両の改良などを行うことなく、容易に線路形状データを推定することができる。また、本発明に係る線路形状データ推定方法及び線路形状データ推定システムによれば、ローパスフィルタ処理が不要となるか、または、遮断周波数の高いローパスフィルタのみの適用で十分となり、実際の線路形状に対してより忠実な車体傾斜制御が可能となる。 The track shape data estimation method and track shape data estimation system according to the present invention include a corrected vehicle yaw angular velocity calculation step of calculating a corrected vehicle yaw angular velocity by subtracting a correction value from the vehicle yaw angular velocity acquired in the vehicle yaw angular velocity acquisition step. Therefore, it is possible to efficiently reduce the influence of oscillation on the calculated track shape data. In addition, the measurement data of the pendulum inclination angular velocity required for correction can be calculated from the pendulum inclination angle that can be obtained with an existing pendulum device, and there is no need to add sensors, so improvements to the vehicle etc. can be made. Track shape data can be easily estimated without Further, according to the track shape data estimation method and track shape data estimation system according to the present invention, low-pass filter processing is not necessary, or application of only a low-pass filter with a high cutoff frequency is sufficient, and the actual track shape is On the other hand, more faithful vehicle body tilt control becomes possible.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described using the drawings. Note that the following embodiments do not limit the inventions claimed in each claim, and not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the invention. .
図１は、本発明の実施形態に係る線路形状データ推定方法を示すフロー図であり、図２は、本発明の実施形態に係る線路形状データ推定方法で用いる曲率波形データであり、図３は、本発明の実施形態に係る線路形状データ推定システムで用いる振子式の鉄道車両の構成を示す図であり、図４は、本発明の実施形態に係る線路形状データ推定システムの車両側の構成を示す図であり、図５は、本発明の実施形態に係る線路形状データ推定システムの地上側の構成を示す図である。 FIG. 1 is a flowchart showing a method for estimating track shape data according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows curvature waveform data used in the method for estimating track shape data according to an embodiment of the present invention, and FIG. , is a diagram showing the configuration of a pendulum-type railway vehicle used in the track shape data estimation system according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows the configuration of the vehicle side of the track shape data estimation system according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the ground side of the track shape data estimation system according to the embodiment of the present invention.
本実施形態に係る線路形状データ推定方法は、図３に示すような振子式の鉄道車両１が走行する線路の形状に係るデータを推定する。具体的には、図１に示すように、車体３の車体ヨー角速度を取得する車体ヨー角速度取得工程（Ｓ１０１）と、鉄道車両１の走行速度を取得する走行速度取得工程（Ｓ１０２）と、台車２の台車枠左右加速度を取得する台車枠左右加速度取得工程（Ｓ１０３）と、台車２ごとの振子傾斜角速度を取得する振子傾斜角速度取得工程（Ｓ１０４）と、前後の台車２の振子傾斜角速度の差を算出する振子傾斜角速度差算出工程（Ｓ１０５）と、振子傾斜角速度の差に所定の係数を乗じて補正値を算出する補正値算出工程（Ｓ１０６）と、車体ヨー角速度取得工程（Ｓ１０１）で取得された前記車体ヨー角速度から補正値を減算して補正車体ヨー角速度を算出する補正車体ヨー角速度算出工程（Ｓ１０７）を有し、補正車体ヨー角速度及び走行速度から線路曲率相当値を算出する線路曲率相当値算出工程（Ｓ１０８）と、補正車体ヨー角速度、走行速度及び台車枠左右加速度からカント相当値を算出するカント相当値算出工程（Ｓ１０９）とを有している。なお、本実施形態に係る線路形状データは、上述した線路曲率相当値とカント相当値とを含む。ここで、車体ヨー角速度とは、図３及び図４に示すように、車体３がＺ軸まわりの回転運動を起こした場合の角速度をいい、振子傾斜角速度とは、Ｘ軸まわりの回転運動によって振子はり２３が台車枠２２に対して傾斜した場合のＸ軸まわりの角速度をいい、カントとは、左右のレール４の高低差をいう。
The track shape data estimation method according to this embodiment estimates data related to the shape of a track on which a pendulum-
車体ヨー角速度取得工程（Ｓ１０１）は、後述する車体ヨー角速度取得手段によって線路を走行する鉄道車両１の走行距離に対応した車体ヨー角速度を測定する。車体ヨー角速度取得手段は、車体ヨー角速度を測定することができれば、どのような構成を用いても構わないが、例えば、車体３のＺ軸まわりのヨー角速度を測定することができるヨー角速度センサが好適に用いられる。
In the vehicle body yaw angular velocity acquisition step (S101), a vehicle body yaw angular velocity corresponding to the travel distance of the
走行速度取得工程（Ｓ１０２）は、後述する走行速度取得手段によって鉄道車両１の走行距離に対応した走行速度を測定する。走行速度取得手段は、鉄道車両１の走行速度を測定することができれば、どのような構成を用いても構わないが、例えば、車軸２１に取り付けた速度発電機を用いて車輪回転数センサとして構成すると好適である。
In the traveling speed acquisition step (S102), a traveling speed corresponding to the traveling distance of the
台車枠左右加速度取得工程（Ｓ１０３）は、後述する台車枠左右加速度取得手段によって台車枠２２の走行距離に対応した左右加速度を測定する。左右加速度取得手段は、台車枠２２の左右加速度を測定することができれば、どのような構成を用いても構わないが、例えば、台車枠２２に取り付けた左右加速度センサを用いると好適である。
In the bogie frame lateral acceleration acquisition step (S103), the lateral acceleration corresponding to the travel distance of the
振子傾斜角速度取得工程（Ｓ１０４）は、後述する振子傾斜角速度取得手段によって前台車２ａ及び後台車２ｂのそれぞれの走行距離に対応した振子傾斜角速度を測定する。振子傾斜角速度取得手段は、前台車２ａ及び後台車２ｂのそれぞれの傾斜角速度を測定することができれば、どのような構成を用いても構わないが、例えば、前台車２ａ及び後台車２ｂのそれぞれに取り付けた傾斜角センサから得られる傾斜角度データを微分して得られる傾斜角速度データを用いると好適である。
In the pendulum inclination angular velocity acquisition step (S104), the pendulum inclination angular velocity corresponding to each travel distance of the
振子傾斜角速度差算出工程（Ｓ１０５）は、前台車２ａ及び後台車２ｂにおける振子傾斜角速度の差を算出する。
The pendulum inclination angular velocity difference calculation step (S105) calculates the difference in pendulum inclination angular velocity between the
補正値算出工程（Ｓ１０６）は、振子傾斜角速度差算出工程（Ｓ１０５）で算出された前後台車の振子傾斜角速度の差に所定の係数を乗じて補正値を算出する。この所定の係数は、車体傾斜車両の台車の振子状態に応じて予め定められており、例えば、鉄道車両１が曲線部分を通過する際に受ける遠心力とシリンダなどの動作部によって振子装置を制御する制御振子状態や、遠心力のみで振子装置を制御する自然振子状態に応じて決定されると好適である。この台車２ごとの振子傾斜角速度の差（ヨー方向成分）を算出すると、車体ヨー角速度に重畳した車体ヨーイング動揺による成分との相関があることが図２の振子角速度（ヨー成分）を示すＡ及び曲率の生信号を示すＢから確認できる。
In the correction value calculation step (S106), a correction value is calculated by multiplying the difference between the pendulum inclination angular velocities of the front and rear trucks calculated in the pendulum inclination angular velocity difference calculation step (S105) by a predetermined coefficient. This predetermined coefficient is predetermined according to the pendulum state of the bogie of the vehicle with a tilted body. For example, the pendulum device is controlled by the centrifugal force received when the
補正車体ヨー角速度算出工程（Ｓ１０７）は、車体ヨー角速度取得工程（Ｓ１０１）で取得された車体ヨー角速度から補正値算出工程（Ｓ１０６）で算出された補正値を減算して補正車体ヨー角速度を算出する。補正車体ヨー角速度は、図２における曲率（補正あり）を示すＣであり、管理台帳上の曲率を示すＥと同様の台形の波形を得ることができる。 The corrected vehicle yaw angular velocity calculation step (S107) calculates the corrected vehicle yaw angular velocity by subtracting the correction value calculated in the correction value calculation step (S106) from the vehicle yaw angular velocity obtained in the vehicle yaw angular velocity acquisition step (S101). do. The corrected vehicle body yaw angular velocity is C indicating the curvature (with correction) in FIG. 2, and can obtain a trapezoidal waveform similar to E indicating the curvature on the management ledger.
線路曲率相当値算出工程（Ｓ１０８）は、補正車体ヨー角速度算出工程（Ｓ１０７）で算出された補正車体ヨー角速度及び、走行速度取得工程（Ｓ１０２）で取得された走行速度を用いて線路曲率相当値を算出する。線路曲率相当値の算出方法は、従来周知の方法を用いることができるので、詳細な説明は省略する。 The track curvature equivalent value calculation step (S108) calculates the track curvature equivalent value using the corrected vehicle body yaw angular velocity calculated in the corrected vehicle body yaw angular velocity calculation step (S107) and the traveling speed acquired in the traveling speed acquisition step (S102). Calculate. As a method for calculating the line curvature equivalent value, a conventionally known method can be used, so a detailed explanation will be omitted.
カント相当値算出工程（Ｓ１０９）は、補正車体ヨー角速度算出工程（Ｓ１０７）で算出された補正車体ヨー角速度、走行速度取得工程（Ｓ１０２）で取得された走行速度及び、台車枠左右加速度取得工程（Ｓ１０３）で取得された台車枠左右加速度を用いてカント相当値を算出する。カント相当値の算出方法は、従来周知の方法を用いることができるので、詳細な説明は省略する。 The cant equivalent value calculation step (S109) includes the corrected vehicle body yaw angular velocity calculated in the corrected vehicle body yaw angular velocity calculation step (S107), the traveling speed acquired in the traveling speed acquisition step (S102), and the bogie frame lateral acceleration acquisition step ( A cant equivalent value is calculated using the bogie frame lateral acceleration acquired in step S103). As a method for calculating the Cant equivalent value, a conventionally known method can be used, so a detailed explanation will be omitted.
上述したように、本実施形態に係る線路形状データ推定方法によれば、台車ごとの振子傾斜角速度の差に所定の係数を乗じて補正値を算出し、取得された車体ヨー角速度から補正値を減算して得られた補正車体ヨー角速度を用いて線路曲率相当値及びカント相当値を算出するので、図２に示すように、曲率（生信号）を示すＢにローパスフィルタを適用した曲率（フィルタのみ）を示すＤと比較して、車体ヨーイング動揺の影響を低減することができるとともに、曲率波形の台形の角の部分が管理台帳上の曲率を示すＥと同様の形状を示すことができる。これによって、曲率（生信号）にローパスフィルタを用いて補正することなく、鉄道車両１に設けた各種センサ類で取得された情報のみで線路形状データを作成することができるので、線路形状に関する設計値を用いることなく、路線上を実際に走行することで、車体ヨーイング動揺の影響を低減した線路形状データを算出することができる。
As described above, according to the track shape data estimation method according to the present embodiment, a correction value is calculated by multiplying the difference in pendulum inclination angular velocity for each bogie by a predetermined coefficient, and the correction value is calculated from the obtained vehicle body yaw angular velocity. Since the track curvature equivalent value and cant equivalent value are calculated using the corrected vehicle body yaw angular velocity obtained by subtraction, as shown in Fig. 2, the curvature (filter The effect of vehicle body yawing motion can be reduced compared to D, which shows the curvature only), and the trapezoidal corner portion of the curvature waveform can show the same shape as E, which shows the curvature on the management ledger. As a result, it is possible to create track shape data using only the information acquired by various sensors installed on the
次に、本実施形態に係る線路形状データ推定方法を行う、線路形状データ推定システムについて説明を行う。 Next, a description will be given of a track shape data estimation system that performs the track shape data estimation method according to this embodiment.
図３に示すように、振子式の鉄道車両１は、レール４上を走行する台車２と、台車２によって支持された車体３とを有している。
As shown in FIG. 3, the pendulum
台車２は、複数の車輪２０，…と、車輪２０同士を連結した複数の車軸２１，…と、これら車軸２１，…によって支持された台車枠２２と、振子はり２３等とからなる。この振子はり２３と台車枠２２に設けられたガイド装置２４とによって車体３は傾斜可能となっており、台車枠２２及び振子はり２３には車体３を傾斜させる動作部２５が連結されている。
The
動作部２５は、ガイド装置２４に対して振子はり２３を揺動させることによって、車体３を傾斜させることができるようになっている。このような動作部２５としては、作動流体によるアクチュエータや電気モータによるアクチュエータ等が用いられている。
The operating
車軸２１には、速度発電機が取り付けられており、車軸２１の車輪回転数センサ１２として機能する走行速度取得手段を構成している。また、動作部２５には、振子傾斜角センサ１４が取り付けられており、振子傾斜角速度取得手段を構成している。なお、振子傾斜角センサ１４は、図４に示すように、前台車２ａ及び後台車２ｂのそれぞれに取り付けられている。
A speed generator is attached to the
また、図４に示すように、鉄道車両１の車体３には車体３のヨー角速度を測定する車体ヨー角速度センサ１１が取り付けられており、車体ヨー角速度取得手段を構成している。台車２（例えば前台車２ａ）には台車枠２２ａに取り付けられた台車枠左右加速度センサ１３が取り付けられており、台車枠左右加速度取得手段として構成している。なお、車体ヨー角速度センサ１１，車輪回転数センサ１２，台車枠左右加速度センサ１３及び振子傾斜角センサ１４は、車体３に取り付けられた情報記憶部３１に各種測定データを記録するように構成されており、情報記憶部３１に記録された各種測定データは、測定データ保存用の外部記憶媒体３２に保存することができる。
Further, as shown in FIG. 4, a vehicle body yaw
鉄道車両１の走行によって上述した各種測定データが測定された後、測定されたデータは、外部記憶媒体３２に保存されるので、例えば、地上に設置された情報処理部３３に当該測定データを読み込ませることで、上述した線路形状データ推定方法を実行して、鉄道車両１が走行した区間の線路形状データを推定することができる。情報処理部３３は、上述した線路形状データ推定方法を実行するプログラムを備えた自動計算機などが好適に用いられる。なお、得られた線路形状データは、線路形状データ保存用の外部記憶媒体からなる線路形状データ保存部３４に保存される。保存された線路形状データは、車体傾斜車両に記憶させることで、車体傾斜車両の走行時の車体傾斜制御に用いることができる。
After the above-mentioned various measurement data are measured by the running of the
なお、上述した線路形状データ推定システムでは、情報処理部３３を地上に備えた場合について説明を行ったが、情報処理部３３を車体３に備え、算出された線路形状データをリアルタイムに車体傾斜制御に用いても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
In addition, in the above-mentioned track shape data estimation system, the case where the
１ 鉄道車両， ２ 台車， ３ 車体， ４ レール， １１ 車体ヨー角速度センサ， １２ 車輪回転数センサ， １３ 台車枠左右加速度センサ， １４ 振子傾斜角センサ， ２０ 車輪， ２１ 車軸， ２２ 台車枠， ２３ 振子はり， ２４ ガイド装置， ２５ 動作部， ３１ 情報記憶部， ３２ 外部記憶媒体， ３３ 情報処理部， ３４ 線路形状データ保存部。 1 railway vehicle, 2 bogie, 3 car body, 4 rail, 11 car body yaw angular velocity sensor, 12 wheel rotation speed sensor, 13 bogie frame lateral acceleration sensor, 14 pendulum inclination angle sensor, 20 wheel, 21 axle, 22 bogie frame, 23 pendulum beam, 24 guide device, 25 operating section, 31 information storage section, 32 external storage medium, 33 information processing section, 34 track shape data storage section.
Claims (4)
車体ヨー角速度を取得する車体ヨー角速度取得工程と、
走行速度を取得する走行速度取得工程と、
台車枠左右加速度を取得する台車枠左右加速度取得工程と、
台車ごとの振子傾斜角速度を取得する振子傾斜角速度取得工程と、
前後の台車の前記振子傾斜角速度の差を算出する振子傾斜角速度差算出工程と、
前記振子傾斜角速度の差に所定の係数を乗じて補正値を算出する補正値算出工程と、
前記車体ヨー角速度取得工程で取得された前記車体ヨー角速度から前記補正値を減算して補正車体ヨー角速度を算出する補正車体ヨー角速度算出工程とを有し、
前記線路形状データは、線路曲率相当値とカント相当値を含み、
前記補正車体ヨー角速度及び前記走行速度から前記線路曲率相当値を算出する線路曲率相当値算出工程と、
前記補正車体ヨー角速度、前記走行速度及び前記台車枠左右加速度から前記カント相当値を算出するカント相当値算出工程とを有することを特徴とする線路形状データ推定方法。 A track shape data estimation method for estimating data related to the shape of a track on which a railway vehicle runs,
a vehicle body yaw angular velocity acquisition step of acquiring vehicle body yaw angular velocity;
a traveling speed acquisition step of acquiring traveling speed;
A bogie frame lateral acceleration acquisition step of obtaining the bogie frame lateral acceleration;
A pendulum inclination angular velocity acquisition step of obtaining a pendulum inclination angular velocity for each trolley;
a pendulum inclination angular velocity difference calculation step of calculating a difference in the pendulum inclination angular velocities of the front and rear carts;
a correction value calculation step of calculating a correction value by multiplying the difference in the pendulum inclination angular velocity by a predetermined coefficient;
a corrected vehicle yaw angular velocity calculation step of calculating a corrected vehicle yaw angular velocity by subtracting the correction value from the vehicle yaw angular velocity acquired in the vehicle yaw angular velocity acquisition step;
The track shape data includes a track curvature equivalent value and a cant equivalent value,
a track curvature equivalent value calculation step of calculating the track curvature equivalent value from the corrected vehicle body yaw angular velocity and the traveling speed;
A method for estimating track shape data, comprising: calculating a cant equivalent value from the corrected vehicle body yaw angular velocity, the running speed, and the bogie frame lateral acceleration.
前記補正値算出工程における前記所定の係数は、前記台車の振子状態に応じて選択されることを特徴とする線路形状データ推定方法。 In the track shape data estimation method according to claim 1,
The method for estimating track shape data, wherein the predetermined coefficient in the correction value calculation step is selected depending on a pendulum state of the bogie.
前記車体ヨー角速度を取得する車体ヨー角速度取得手段と、
前記走行速度を取得する走行速度取得手段と、
前記台車枠左右加速度を取得する台車枠左右加速度取得手段と、
台車ごとの振子傾斜角速度を取得する前振子傾斜角速度取得手段及び後振子傾斜角速度取得手段と、
前記車体ヨー角速度、前記走行速度、前記台車枠左右加速度及び振子傾斜角速度を記録する情報記憶部と、
前記情報記憶部に記録されたデータを処理する情報処理部を有することを特徴とする線路形状データ推定システム。 A track shape data estimation system using the track shape data estimation method according to claim 1 or 2,
Vehicle body yaw angular velocity acquisition means for acquiring the vehicle body yaw angular velocity;
Traveling speed acquisition means for acquiring the traveling speed;
Bogie frame lateral acceleration acquisition means for acquiring the bogie frame lateral acceleration;
Front pendulum inclination angular velocity acquisition means and rear pendulum inclination angular velocity acquisition means for acquiring pendulum inclination angular velocity for each truck;
an information storage unit that records the vehicle body yaw angular velocity, the traveling speed, the bogie frame lateral acceleration, and the pendulum inclination angular velocity;
A track shape data estimation system comprising an information processing section that processes data recorded in the information storage section.
前記情報処理部は、前記振子傾斜角速度差算出工程、前記補正値算出工程、前記補正車体ヨー角速度算出工程、前記線路曲率相当値算出工程及び、前記カント相当値算出工程を実行することを特徴とする線路形状データ推定システム。 The track shape data estimation system according to claim 3,
The information processing section executes the pendulum inclination angular velocity difference calculation step, the correction value calculation step, the corrected vehicle yaw angular velocity calculation step, the track curvature equivalent value calculation step, and the cant equivalent value calculation step. Track shape data estimation system.
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