特許 7501852 列車動揺検測用キット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】列車動揺検測用キット

(51)【国際特許分類】

   B61K 9/08 20060101AFI20240611BHJP

   B61L 25/02 20060101ALI20240611BHJP

   B61K 13/00 20060101ALI20240611BHJP

   B61D 37/00 20060101ALI20240611BHJP

   G01P 15/00 20060101ALN20240611BHJP

   G01P 15/18 20130101ALN20240611BHJP

【ＦＩ】

B61K9/08

B61L25/02 G

B61K13/00 Z

B61D37/00 G

G01P15/00 F

G01P15/18

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020092877

(22)【出願日】2020-05-28

(65)【公開番号】P2021187243

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000196587

【氏名又は名称】西日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】594183831

【氏名又は名称】伊岳商事株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504412451

【氏名又は名称】東京計器レールテクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081558

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 晴男

(74)【代理人】

【識別番号】100154287

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 貴広

(72)【発明者】

【氏名】小松 章胤

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 正士

(72)【発明者】

【氏名】西尾 寿晃

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 陽平

(72)【発明者】

【氏名】添田 英揮

(72)【発明者】

【氏名】國分 精二

(72)【発明者】

【氏名】高原 出帆

(72)【発明者】

【氏名】古山 忠章

【審査官】結城 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－８１１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１００４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２２２５０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１１０５５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】小島崇，綱島均，松本陽，水間毅，“車上測定データによる軌道の異常検出（第2報，プローブシステムの開発と検証）”，日本機械学会論文集(Ｃ編)，日本，一般社団法人日本機械学会，2009年06月，75巻754号，pp.1798-1805，DOI: 10.1299/kikaic.75.1798，ISSN 1884-8354

【文献】“可搬型 車両動揺測定装置 レールナビ”，日本，株式会社ニシヤマ，2011年，pp.1-4

【文献】荻野誠之，綱島均，柳澤一機，森裕貴，浅野晃，“営業車両によるレール状態診断システムの開発”，日本機械学会 第23回交通・物流部門大会 講演論文集，日本，一般社団法人日本機械学会，2014年11月28日，pp.309-312，DOI: 10.1299/jsmetld.2014.23.309，ISSN 2424-3175

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｋ ９／０８，１３／００，

Ｂ６１Ｌ ２５／０２，

Ｂ６１Ｄ ３７／００，

Ｇ０１Ｐ １５／００，

Ｇ０１Ｓ １９／４７，１９／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

列車に搭載され、地上局に設置されるサーバとネットワークを介して通信し、前記サーバに列車の動揺に関するデータを送信するための列車動揺検測用キットであって、
上下加速度、左右加速度、前後加速度及び進行方向変化の方位角速度の測定を行う加速度センサであるセンサユニットと、ＧＰＳ測位情報を得るためのＧＰＳモジュールと、前記センサユニットによる測定データ及び前記ＧＰＳモジュールからのＧＰＳ測位情報を解析処理して結果を表示すると共に、当該解析処理した測定データをネットワークを介して前記サーバに送信する測定タブレットと、前記測定データに地点情報を付加し、また、ＧＰＳ信号を受信できない区間においてキロ程を付加する地点入力スイッチと、前記センサユニット、ＧＰＳモジュール、測定タブレット及び地点入力スイッチを収納するケースとから成り、
前記ケースは、前記センサユニット、ＧＰＳモジュール、測定タブレット及び地点入力スイッチを収納する容体と、前記容体内に収納した状態の前記測定タブレットを透視する透視窓を有するカバーとから成り、前記測定タブレットは、前記透視窓越しにスタイラスペンによるタッチ操作が可能であることを特徴とする列車動揺検測用キット。

【請求項2】

前記容体内に四角形状の段枠が嵌装され、前記段枠の内側スペースが前記センサユニットを配置するセンサユニットフロア、並びに、前記地点入力スイッチを収納するためのスイッチフロアとなり、前記段枠の上面が前記測定タブレットを配置するタブレットフロアとなる、請求項１に記載の列車動揺検測用キット。

【請求項3】

前記段枠の一側面と前記容体の内側面との間に前記ＧＰＳモジュールの収納部が設けられる、請求項２に記載の列車動揺検測用キット。

【請求項4】

前記測定タブレットの前記容体収納時に前記測定タブレットと前記容体内側面との間にできる前記段枠上のスペースが、スタイラスペン収納スペースとなる、請求項２に記載の列車動揺検測用キット。

【請求項5】

前記カバーの表面に、前記ケースを車両の進行方向に向けて載置するための標識が表示される、請求項１乃至４のいずれかに記載の列車動揺検測用キット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行中の列車の動揺測定を行って、動揺超過箇所を特定するための列車動揺検測用キットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

列車の安全走行を確保するために、列車の動揺検測が行われる。この列車の動揺検測は、一般に、感熱記録式の動揺計を列車に搭載することによって行われている。その場合、その検測のために、マーキング等を行う２名の作業員が必要となるだけでなく、動揺測定後のデータ整理において、動揺超過箇所の位置特定や、測定値の把握等に時間を要するという問題がある。また、線路切換え時に動揺計を使用する場合においても、リアルタイムに測定情報を把握できず、その把握に時間を要するという問題がある。

【0003】

この動揺検測を行うためのシステムを開示する先行技術として、特許第６３２２３８５号の発明がある。この発明は、動揺センサと、動揺度合判別手段と、その判別結果が所定の閾値を超過したと判別された場合に、該値を振動著大値として移動通信手段を介して固定通信回線に向けて送信する通信制御手段とを備えた、車両（新幹線）に搭載される情報通信システムであり、この情報通信システムから送信された動揺値が地上のサーバに送られて収集管理されるというもので、振動著大値が優先的に送信されることを特徴としている。

【0004】

但し、その発明においては、システムの構成部が単に手段として表現されているだけで、具体的な機器、並びに、その取り扱いについては開示されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６３２２３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１に記載の発明の場合、振動著大値が優先的に送信されることにより、振動著大値を確実に送信することができるものであるが、このシステムは、振動著大値の発生箇所を特定する機能を備えていない。そこで本発明者は、列車動揺の測定データを取得して解析すると共に、基準値を超過する動揺を精確に特定し、そのデータを基地局にリアルタイム送信して基地局において処理可能にし、以て、過剰動揺に迅速に対応して列車の安全走行を確保し、また、線路交換作業後の列車動揺点検作業を効率よく迅速に行うことを可能にする列車動揺検測システムを開発した。

【0007】

本発明は、そのシステムを実施するために用いる機器をコンパクトに収納可能にし、列車動揺検測を容易、且つ、効率よく行うことを可能にする列車動揺検測用キットを提供することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、列車に搭載され、地上局に設置されるサーバとネットワークを介して通信し、前記サーバに列車の動揺に関するデータを送信するための列車動揺検測用キットであって、
上下加速度、左右加速度、前後加速度及び進行方向変化の方位角速度の測定を行う加速度センサであるセンサユニットと、ＧＰＳ測位情報を得るためのＧＰＳモジュールと、前記センサユニットによる測定データ及び前記ＧＰＳモジュールからのＧＰＳ測位情報を解析処理して結果を表示すると共に、当該解析処理した測定データをネットワークを介して前記サーバに送信する測定タブレットと、前記測定データに地点情報を付加し、また、ＧＰＳ信号を受信できない区間においてキロ程を付加する地点入力スイッチと、前記センサユニット、ＧＰＳモジュール、測定タブレット及び地点入力スイッチを収納するケースとから成り、
前記ケースは、前記センサユニット、ＧＰＳモジュール、測定タブレット及び地点入力スイッチを収納する容体と、前記容体内に収納した状態の前記測定タブレットを透視する透視窓を有するカバーとから成り、前記測定タブレットは、前記透視窓越しにスタイラスペンによるタッチ操作が可能であることを特徴とする列車動揺検測用キットである。

【0010】

一実施形態においては、前記容体内に四角形状の段枠が嵌装され、前記段枠の内側スペースが前記センサユニットを配置するセンサユニットフロアとなると共に、前記地点入力スイッチを収納するためのスイッチフロアとなり、また、前記段枠の上面が前記測定タブレットを配置するタブレットフロアとなる。また、前記段枠の一側面と前記容体の内側面との間に前記ＧＰＳモジュールの収納部が設けられ、更に、前記測定タブレットの前記容体収納時に前記測定タブレットと前記容体内側面との間にできる前記段枠上のスペースが、スタイラスペン収納スペースとなる。

【0011】

一実施形態においては、前記カバーの表面に、前記ケースを車両の進行方向に向けて載置するための標識が表示される。

【発明の効果】

【0012】

本発明は上記のとおりであって、列車動揺の測定データを取得して解析すると共に、基準値を超過する動揺を精確に特定し、そのデータを基地局にリアルタイム送信するための機器が１つのケース内に、コンパクトに且つ取り扱いやすく収納されているので、これを列車内に持ち込むだけで、直ちに列車検測作業に取り掛かることができ、以て、過剰動揺に迅速に対応して列車の安全走行を確保し、また、線路交換作業後の列車動揺点検作業を効率よく迅速に実施することを可能にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る列車動揺検測用キットの外観を示す斜視図である。

【図2】本発明に係る列車動揺検測用キットの構成を示す分解斜視図である。

【図3】本発明に係る列車動揺検測用キットの容体の内部を示す斜視図である。

【図4】本発明に係る列車動揺検測用キットの容体内部の一部を示す斜視図である。

【図5】本発明に係る列車動揺検測用キットにおける測定タブレットの容体内収納状態を示す斜視図である。

【図6】本発明に係る列車動揺検測用キットの測定タブレットにおけるグラフ表示例を示す図である。

【図7】本発明に係る列車動揺検測用キットの測定タブレットにおけるグラフ表示例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明に係る列車動揺検測用キットは、列車に搭載され、地上局に設置されるサーバとネットワークを介して通信し、サーバに列車の動揺に関するデータを送信するためのものである。本発明に係る列車動揺検測用キットは、容体２と、容体２内を透視する透明アクリル板の透視窓３ａを有するカバー３とから成るケース１内に、列車動揺を検測するための各種機器を収納装備して成るものである。

【0015】

カバー３は容体２にヒンジ止めされ、ロック２ａの施錠・解錠に伴って開閉自在にされる。容体２には、持ち運びを容易にするための手提げ用ハンドル４が取り付けられる。ケース１内に収納装備される機器は、センサユニット２１、地点入力スイッチ２２、測定タブレット２３及びＧＰＳモジュール２４である。更に、付属機器としてＷｉ－Ｆｉモバイルルータがあるが、図示した列車動揺検測用キットの場合のＷｉ－Ｆｉモバイルルータは、ケース１内には収納されない。

【0016】

容体２内には、外周面が容体２の内周面に当接する四角形状の段枠５が嵌め込まれ、その上面が、測定タブレット２３を載置するためのタブレットフロアとされる（図２，３参照）。段枠５の内側スペースには、センサユニット２１を装備するためのセンサユニットフロア６と、地点入力スイッチ２２を配置するためのスイッチフロア７とが設けられる。また、段枠５の一側部と容体２の内側面との間に、ＧＰＳモジュール２４を収納するためのＧＰＳモジュール収納部８が設けられる。段枠５上に測定タブレット２３を載置した際、測定タブレット２３と容体２の内側面との間にスペースができるが、そのスペースが、測定タブレット２３をタッチ操作するスタイラスペン２５を収めるスタイラスペン収納スペース９となる。

【0017】

センサユニットフロア６には、センサユニット２１の周側辺を押さえ止めるための押止部材１１が四角形状に配置される。各押止部材１１は、一端部に枢動ストッパー１２を備えており、その枢動ストッパー１２を枢動させることにより、センサユニット２１の周側辺を押さえ止めて固定する。センサユニット２１を取り外すときは、枢動ストッパー１２を反対方向に枢動させる。スイッチフロア７には、地点入力スイッチ２２を抱持固定するための面ファスナー１３が取り付けられる。

【0018】

測定タブレット２３は段枠５のタブレットフロア上に載置され、その状態においてセンサユニットフロア６とスイッチフロア７が閉塞される。タブレットフロアの四隅には、測定タブレット２３を受ける緩衝シート５ａが定着される。測定タブレット２３は、カバー３を閉じた状態において透視窓３ａから透視可能となり、また、スタイラスペン２５によるタッチ操作が可能となる。

【0019】

各測定機器について説明すると、センサユニット２１は、上下加速度、左右加速度、前後加速度及び進行方向変化の方位角速度の測定を行う加速度センサである。列車速度は、センサユニット２１により得られる前後加速度と、ＧＰＳモジュール２４により得られる速度情報から算出される。即ち、列車速度は、以下のとおり、ＧＰＳ測位情報を優先的に用い、センサユニット２１により得られる前後加速度を補足的に用いる方法によって算出される。
Ａ．通常走行時においてＧＰＳの受信状況が良好であれば、ＧＰＳモジュール２４で得られた速度情報を優先的に用いる。
Ｂ．高架下や橋上駅舎等によりＧＰＳの受信状況が悪化したものと判断された場合は、前後加速度を時間で積分することにより求められる速度を用いる。
Ｃ．その後ＧＰＳ受信状況が良好になった場合は、ＧＰＳ測位情報を優先させるように切り替える。

【0020】

測定タブレット２３は、センサユニット２１による測定データ及びＧＰＳモジュール２４から受信したＧＰＳ情報を解析処理する解析部と、解析部により解析処理された測定データを表示する表示部（画面）と、その解析処理した測定データをネットワークを介してサーバに送信する送受信部と、各種データを記憶する記憶部とを備える。

【0021】

地点入力スイッチ２２は、そのスイッチ押下により、測定データに地点情報を付加したり、ＧＰＳ信号を受信できない区間でキロ程を付加したりするためのスイッチである。図示してないが、付属品であるＷｉ－Ｆｉモバイルルータは、測定データを測定タブレット２３から地上局のサーバへ送信する際に、ネットワーク回線を構築するルータであり、このＷｉ－Ｆｉモバイルルータを介して、測定タブレット２３とサーバが広域ネットワークに接続される。

【0022】

図２，３において、符号１４は、センサユニット２１並びにＧＰＳモジュール２４からデータを受信するＵＳＢハブ、１５はセンサユニット２１に接続されるＵＳＢコネクタ、１６はセンサユニット２１に接続される基盤ケーブルコネクタである。また、１７、１８はＵＳＢコネクタで、ＵＳＢコネクタ１７は、センサユニット２１からのデータをＵＳＢハブ１４に送信するために、ＵＳＢハブ１４の内面側のＵＳＢポート１４ａに接続される。また、ＵＳＢコネクタ１８は、センサユニット２１並びにＧＰＳモジュール２４からのデータを測定タブレット２３に送信するために、測定タブレット２３側面のＵＳＢポートに接続される。

【0023】

測定に際しては、カバー３を開けて、測定タブレット２３、地点入力スイッチ２２、ＧＰＳモジュール２４及びスタイラスペン２５を取り出す。そして、ＵＳＢコネクタ１５と基盤ケーブルコネクタ１６を、それぞれセンサユニット２１の対応ポートに接続する。次いで、ＵＳＢコネクタ１７をＵＳＢハブ１４の内面側のＵＳＢポート１４ａに接続し、ＵＳＢコネクタ１８を測定タブレット２３に接続した後、測定タブレット２３をタブレットフロアに戻して、カバー３を閉じる。その後、ＧＰＳモジュール２４のＵＳＢコネクタ２４ａを、容体２の側面に露出するＵＳＢハブ１４の外面側のＵＳＢポート１４ｂに接続する。

【0024】

かくして準備完了となるので、カバー３の表面に表示されている、ケース１を車両の進行方向に向けて載置するための標識である矢印２７を車両の進行方向に向けて、ケース１を測定対象の列車内に静置し、スタイラスペン２５で測定タブレット２３をタッチ操作して起動させ、列車を走行させて検測を開始する。

【0025】

センサユニット２１により測定され、測定タブレット２３の解析部において解析処理された測定データ、即ち、上下加速度及び左右加速度の波形データと列車速度の３項目が、測定タブレット２３にリアルタイム表示される（図６参照）。また、解析部において、全振幅にて上下加速度、左右加速度及び列車速度の３項目について、予め設定した上限値と下限値との基準値判定が行われ、基準値を超過する箇所が、帯状に領域色塗りされる（図７参照）。上記解析処理された測定データは、ネットワークを介してサーバに送信されて情報共有され、サーバの表示部にも、上記同様に波形データの表示がなされる。

【0026】

本発明に係るキットを用いた場合、ＧＰＳモジュール２４及びセンサユニット２１からの取得データ、並びに、構造物情報を総合的に処理することで、列車が動揺した箇所における列車速度、及び、キロ程を把握することができる。また、列車の移動距離は、速度を時間で積分することにより求めることができる。ＧＰＳによる移動距離情報と前後加速度を時間で積分して得られた速度を用いて得られる移動距離情報は、測定開始点からの移動距離情報であるので、動揺発生地点を特定するために、これをキロ程に変換する。

【0027】

測定タブレット２３において解析処理された測定データに地点情報を付加するために、地点入力スイッチ２２が用いられる。地点入力スイッチ２２は無線化されていて、測定タブレット２３から離れた場所での地点入力が可能となる。そのため、駅等の地点情報が既知の地点で地点入力スイッチ２２を入れることで、測定データに適切に地点情報を付加することができる。また、ＧＰＳ信号を受信できない区間では、地点入力スイッチ２２を入れることで、その位置でキロ程を付すことが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0028】

本発明に係る列車動揺検測用キットは上記のとおりのものであり、列車動揺の測定データを取得して解析すると共に、基準値を超過する動揺を精確に特定し、そのデータを基地局にリアルタイム送信するための機器が１つのケース内に、コンパクトに且つ取り扱いやすく収納されているので、これを列車内に持ち込むだけで、直ちに列車検測作業に取り掛かることができ、以て、過剰動揺に迅速に対応して列車の安全走行を確保し、また、線路交換作業後の列車動揺点検作業を効率よく迅速に実施することを可能にする効果のあるものであるので、その産業上の利用可能性は大である。

【符号の説明】

【0029】

１ ケース
２ 容体
３ カバー
５ 段枠
１４ ＵＳＢハブ
２１ センサユニット
２２ 地点入力スイッチ
２３ 測定タブレット
２４ ＧＰＳモジュール
２５ スタイラスペン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】