軌道狂い検測装置および軌道狂い検測方法
【課題】演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる軌道狂い検測技術を提供すること。
【解決手段】車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での車両の水平方向の加速度を順次加算して車両の水平方向の速度とする。続いて、演算後の車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での車両の水平方向の速度を順次加算して車両の水平方向の位置とし、サンプリング時間に基づく係数を乗算した後に別途測定した加速度計とレールとの間の相対変位を加算して通り狂い量とする。同様に、車両の水平方向の加速度から高低狂い量を算出する。また、等時間サンプリングの代わりに等距離サンプリングでも本方法で軌道狂いを計算できる。
【解決手段】車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での車両の水平方向の加速度を順次加算して車両の水平方向の速度とする。続いて、演算後の車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での車両の水平方向の速度を順次加算して車両の水平方向の位置とし、サンプリング時間に基づく係数を乗算した後に別途測定した加速度計とレールとの間の相対変位を加算して通り狂い量とする。同様に、車両の水平方向の加速度から高低狂い量を算出する。また、等時間サンプリングの代わりに等距離サンプリングでも本方法で軌道狂いを計算できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道狂いを検測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両を安全で快適に走行させるためには、鉄道軌道を常に良好な状態に保守管理する必要があり、このためにはレールの不整量（軌道狂い）の測定が不可欠である。軌道狂いの測定は主に、高速軌道検測車または簡易な軌道検測装置により行われている。このうち高速軌道検測車は測定専用の車両で、効率良く軌道狂いを測定するため、営業列車と同等の速度で運行され、主に本線の軌道狂いを測定する。一方の簡易軌道検測装置は、手押しまたは牽引により極低速で移動するトロリーで、副本線や基地線など高速軌道検測車の走行しない箇所の測定、軌道狂い整正作業直後の仕上がり確認、等に利用されている。
【０００３】
現存する軌道検測車および簡易軌道検測装置は、その大多数が「正矢（せいや）法」と呼ばれる測定原理により、鉛直方向の軌道不整（高低狂い）および、水平方向の軌道不整（通り狂い）を測定している。この正矢法は、複数点の相対変位により軌道狂いを測定する「差分法」の一種で、任意の２点間に水糸を張り、その中点とレールとの距離を測定するものである。現存する主な可搬式軌道検測装置は１〜３ｍの基準の梁（弦：測定の基線）をレールに押し当て、その梁の中央点とレールとの相対変位を変位計で測定している。
【０００４】
また、軌道狂いの検測手法として慣性測定法が知られている。この慣性測定法とは、加速度を２階積分すると変位が計算できるという物理法測を利用して、軸箱や車体に取り付けた加速度計の出力から軌道狂いを計算する方法である。そしてこうして得られた軌道狂いデータに対し、従来から検測作業者が扱い馴れた上述の正矢法（主として１０ｍ弦正矢法）の検測特性を持たせるべくフィルタ回路による処理を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このように慣性測定法は、加速度を２階積分して「位置」、つまり加速度計が空間に描く軌跡を求める方法である。例えば、鉛直方向成分の軸箱加速度を２階積分することで、軸箱の軌跡（高低狂い）を知ることができる。しかしながら、完全な積分器の特性は０Ｈｚで無限大の利得を持つため、入力信号にわずかでもオフセットがあると、アナログ積分器の出力はやがて電源電圧付近で完全に飽和し、積分器として機能しなくなる。そこで、これを回避するため、図６に例示するように、積分器にハイパスフィルタ（以下ＨＰＦ）の特性を持たせて不完全積分を行う。このハイパスフィルタ特性は、速度に応じて遮断周波数を可変することで、距離領域で遮断波長が一定になるよう調整される。なお、アナログハイパスフィルタは線形位相特性の実現が難しく、遮断波長付近での位相遅れが顕著なため、必然的に波形ひずみを生じ、装置の出力波形は実際の軌道形状と一致しない。また、測定方向によって出力波形が異なる。
【０００６】
また、上述のような波形ひずみを避けるためには、アナログＨＰＦに代えてディジタルＨＰＦを用いることが考えられる。具体的には、まず、時間サンプリングでＡ／Ｄ変換した軸箱加速度に遮断周波数０．５ＨｚのＨＰＦで低域成分を除去した後にディジタル積分する。この操作を２回行った後に車輪パルスに応じて等距離サンプリングに再構成し、１０ｍ弦演算する。すると、演算結果は軌道検測車と良く一致し、波形ひずみも生じない。
【特許文献１】特開２００１−０６３５７０号公報（第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような方法では、以下の２つの問題点があった。
（１）演算負荷の増大
数千点のフィルタ係数による積和演算を繰り返すため、最新の高速プロセッサにとっても過負荷な処理となる。
（２）速度が低下すると所望の波長帯域が得られない。
【０００８】
ＨＰＦの遮断周波数が０．５Ｈｚの場合、０．５Ｈｚは速度３６０ｋｍ／ｈで波長２００ｍ、速度９０ｋｍ／ｈで波長５０ｍに相当する。従って、波長５０ｍまでの軌道狂いを得たい場合、９０ｋｍ／ｈ以下では所望の波長帯域が測定できない。仮に０．５Ｈｚよりも遮断周波数を下げれば、理論上は測定可能速度を下げることができるが、フィルタ次数が増えて更に演算負荷が増大する。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる軌道狂い検測技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００１２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、前記高低狂い算出部は、前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００１４】
また、上記課題を解決するためになされた請求項３に係る軌道狂い検測装置は、請求項２に記載の軌道狂い検測装置において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。また、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００１６】
また、上記課題を解決するためになされた請求項４に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００１８】
また、上記課題を解決するためになされた請求項５に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、前記高低狂い算出部は、前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１９】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２０】
また、上記課題を解決するためになされた請求項６に係る軌道狂い検測装置は、請求項５に記載の軌道狂い検測装置において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２１】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。また、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項７に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２３】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２４】
また、上記課題を解決するためになされた請求項８に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、前記高低狂い算出部は、前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２５】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２６】
また、上記課題を解決するためになされた請求項９に係る軌道狂い検測装置は、請求項８に記載の軌道狂い検測装置において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２７】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。また、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２８】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１０に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２９】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００３０】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１１に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、前記高低狂い算出部は、前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００３１】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００３２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１２に係る軌道狂い検測装置は、請求項１１に記載の軌道狂い検測装置において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００３３】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。また、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００３４】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１３に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００３５】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１４に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量とすることを特徴とする。
【００３６】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１５に係る軌道狂い検測方法は、請求項１４に記載の軌道狂い検測方法において、さらに、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００３７】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１６に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００３８】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１７に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量とすることを特徴とする。
【００３９】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１８に係る軌道狂い検測方法は、請求項１７に記載の軌道狂い検測方法において、さらに、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４０】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１９に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４１】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２０に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量とすることを特徴とする。
【００４２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２１に係る軌道狂い検測方法は、請求項２０に記載の軌道狂い検測方法において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４３】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２２に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４４】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２３に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量とすることを特徴とする。
【００４５】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２４に係る軌道狂い検測方法は、請求項２３に記載の軌道狂い検測方法において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４６】
上述の請求項１３〜２４のような軌道狂い検測方法によれば、演算の大部分が加減算演算となるため、演算を実行するＣＰＵなどの演算負荷が非常に軽くなる。また、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明は、Ａ／Ｄ変換器によってディジタル化されたデータの演算方法であるが、等時間サンプリングでＡ／Ｄ変換されたデータにも等距離サンプリングでＡ／Ｄ変換されたデータにも適用することができる。
【００４８】
以下に本発明の実施形態を、等時間サンプリングされた場合について、図面とともに説明する。
［第一実施形態］
図１は、軌道狂い検測装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、軌道狂い検測装置が実行する速度可変移動和を示すブロック図である。
【００４９】
［１．軌道狂い検測装置１の構成の説明］
図１に示すように、軌道狂い検測装置１は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどによって構成された通常のコンピュータなどであり、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する機能を有する。なお、ＣＰＵが特許請求の範囲における通り狂い算出部および高低狂い算出部に該当し、ＲＡＭが記憶する演算プログラムが第一の差分演算部、第二の差分演算部および乗算部に該当する。
【００５０】
この軌道狂い検測装置１が搭載される鉄道車両には、速度計とともに、左レールおよび右レールそれぞれに対応して、図示しないジャイロ、水平方向の加速度計、鉛直方向の加速度計、水平方向の変位計および鉛直方向の変位計が取り付けられており、軌道狂い検測装置１には、これら各種計測機器から、左レール側での水平方向の加速度、左レールと左レール側の水平加速度計との間の相対変位、左レール側の水平加速度計の傾斜角、右レール側での水平方向の加速度、右レールと右レール側の水平加速度計との間の相対変位、右レール側の水平加速度計の傾斜角、左レール側での鉛直方向の加速度、左レールと左レール側の鉛直加速度計との間の相対変位、左レール側の鉛直加速度計の傾斜角、右レール側での鉛直方向の加速度、右レールと右レール側の鉛直加速度計との間の相対変位、右レール側の鉛直加速度計の傾斜角、および車両の走行速度が入力される。
【００５１】
なお、Ａ／Ｄ変換前の加速度の出力特性は図３（ａ）に示すようになる。
軌道狂い検測装置１は、入力された各データをＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後のデータを用いて、左レール側の１０ｍ弦通り狂い量、右レール側の１０ｍ弦通り狂い量、左レール側の１０ｍ弦高低狂い量、および右レール側の１０ｍ弦高低狂い量を算出する。以下に順に説明する。
【００５２】
（１）左レール側の１０ｍ弦通り狂い量の算出方法について
（１−１）まず、軌道狂い検測装置１は、左レールと左レール側の水平加速度計との間の水平方向の相対変位を正矢演算する。
【００５３】
（１−２）一方、軌道狂い検測装置１は、左レール側の水平方向の加速度を、左レール側の水平加速度計の傾斜角だけ補正を行う。
（１−３）続いて、軌道狂い検測装置１は、補正後の左レール側の水平方向の加速度および車両の走行速度に基づき積分正矢複合演算を行う。
【００５４】
なお、この積分正矢複合演算は次のように行う。すなわち、１０ｍ弦正矢法の特性は、次の式（１）のように２つの１次差分フィルタと１つの乗算器で構成されることを示している。
【００５５】
【数１】
【００５６】
最も簡単なディジタル積分器の伝達関数は下記の式（２）で表されるから、積分正矢複合演算は下記の式（３）のように表すことができる。
【００５７】
【数２】
【００５８】
【数３】
【００５９】
さらに、式（３）の括弧内は多項式の割り算で下記の式（４）とすることができる。
【００６０】
【数４】
【００６１】
したがって、式（３）の積分正矢複合演算は下記の式（５）のように表現することもできる。なお、式（５）の括弧内が速度可変移動和である。
【００６２】
【数５】
【００６３】
なお、本実施形態では、式（５）を用いて積分正矢複合演算を行う。
ここで、式（５）の速度可変移動和の算出方法について説明する。すなわち、図２に示すように、まず、左レール側の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での左レール側の水平方向の加速度を順次加算して左レール側の水平方向の速度とする。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、係数Ｌは次の式（６）で表される。
【００６４】
【数６】
【００６５】
但し、△ｔはサンプリング時間（ｓｅｃ）を示し、ｖは車両の走行速度（ｍ／ｓ）を示す。
なお、弦長がＳｍである場合には、係数Ｌは次の式（７）で表される。
【００６６】
【数７】
【００６７】
なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｂ）に示すようになる。
次に、演算後の左レール側の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での左レール側の水平方向の速度を順次加算して左レール側の水平方向の位置とする。なお、この位置とは、左レール側の水平加速度計の設置箇所が慣性空間を描く軌跡である。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｃ）に示すようになる。
【００６８】
（１−４）さらに、演算後の左レール側の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して左レール側の通り狂い量とする。なお、係数ｋは次の式（８）で表される。
【００６９】
【数８】
【００７０】
（１−５）そして、軌道狂い検測装置１は、上述の正矢演算の演算結果と上述の積分正矢複合演算の演算結果とを距離サンプリングの再構成を行なった後に加算することで左レール側の通り狂い量（本実施形態では左レール側の１０ｍ弦通り狂い量）を算出する。なお、距離サンプリングの再構成とは、時間サンプリングされた加速度データ（図５（ａ）および図５（ｂ）参照）を、速度発電機パルス（図５（ｅ）参照））を用いて距離サンプリング（図５（ｃ）および図５（ｄ）参照））に変換することを云う。また、処理後の１０ｍ弦正矢データの特性については図３（ｄ）に示すようになる。
【００７１】
（２）右レール側の１０ｍ弦通り狂い量の算出方法について
（２−１）まず、軌道狂い検測装置１は、右レールと右レール側の水平加速度計との間の水平方向の相対変位を正矢演算する。
【００７２】
（２−２）一方、軌道狂い検測装置１は、右レール側の水平方向の加速度を、右レール側の水平加速度計の傾斜角だけ補正を行う。
（２−３）続いて、軌道狂い検測装置１は、補正後の右レール側の水平方向の加速度および車両の走行速度に基づき積分正矢複合演算を行う。なお、この積分正矢複合演算は上記式（５）を用いて行われる。
【００７３】
また、式（５）の速度可変移動和については次のように算出される。すなわち、図２に示すように、まず、右レール側の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での右レール側の水平方向の加速度を順次加算して右レール側の水平方向の速度とする。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｂ）に示すようになる。
【００７４】
次に、演算後の右レール側の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での右レール側の水平方向の速度を順次加算して右レール側の水平方向の位置とする。なお、この位置とは、右レール側の水平加速度計の設置箇所が慣性空間を描く軌跡である。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｃ）に示すようになる。
【００７５】
（２−４）さらに、演算後の右レール側の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して右レール側の通り狂い量とする。
（２−５）そして、軌道狂い検測装置１は、上述の正矢演算の演算結果と上述の積分正矢複合演算の演算結果とを距離サンプリングの再構成を行なった後に加算することで右レール側の通り狂い量（本実施形態では右レール側の１０ｍ弦通り狂い量）を算出する。なお、処理後の１０ｍ弦正矢データの特性については図３（ｄ）に示すようになる。
【００７６】
（３）左レール側の１０ｍ弦高低狂い量の算出方法について
（３−１）まず、軌道狂い検測装置１は、左レールと左レール側の鉛直加速度計との間の鉛直方向の相対変位を正矢演算する。
【００７７】
（３−２）一方、軌道狂い検測装置１は、左レール側の鉛直方向の加速度を、左レール側の鉛直加速度計の傾斜角だけ補正を行う。
（３−３）続いて、軌道狂い検測装置１は、補正後の左レール側の鉛直方向の加速度および車両の走行速度に基づき積分正矢複合演算を行う。なお、この積分正矢複合演算は上記式（５）を用いて行われる。
【００７８】
また、式（５）の速度可変移動和については次のように算出される。すなわち、図２に示すように、まず、左レール側の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での左レール側の鉛直方向の加速度を順次加算して左レール側の鉛直方向の速度とする。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｂ）に示すようになる。
【００７９】
次に、演算後の左レール側の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での左レール側の鉛直方向の速度を順次加算して左レール側の鉛直方向の位置とする。なお、この位置とは、左レール側の鉛直加速度計の設置箇所が慣性空間を描く軌跡である。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｃ）に示すようになる。
【００８０】
（３−４）さらに、演算後の左レール側の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して左レール側の高低狂い量とする。
（３−５）そして、軌道狂い検測装置１は、上述の正矢演算の演算結果と上述の積分正矢複合演算の演算結果とを距離サンプリングの再構成を行なった後に加算することで左レール側の高低狂い量（本実施形態では左レール側の１０ｍ弦高低狂い量）を算出する。なお、処理後の１０ｍ弦正矢データの特性については図３（ｄ）に示すようになる。
【００８１】
（４）右レール側の１０ｍ弦高低狂い量の算出方法について
（４−１）まず、軌道狂い検測装置１は、右レールと右レール側の鉛直加速度計との間の鉛直方向の相対変位を正矢演算する。
【００８２】
（４−２）一方、軌道狂い検測装置１は、右レール側の鉛直方向の加速度を、右レール側の鉛直加速度計の傾斜角だけ補正を行う。
（４−３）続いて、軌道狂い検測装置１は、補正後の右レール側の鉛直方向の加速度および車両の走行速度に基づき積分正矢複合演算を行う。なお、この積分正矢複合演算は上記式（５）を用いて行われる。
【００８３】
また、式（５）の速度可変移動和については次のように算出される。すなわち、図２に示すように、まず、右レール側の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での右レール側の鉛直方向の加速度を順次加算して右レール側の鉛直方向の速度とする。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｂ）に示すようになる。
【００８４】
次に、演算後の右レール側の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での右レール側の鉛直方向の速度を順次加算して右レール側の鉛直方向の位置とする。なお、この位置とは、右レール側の鉛直加速度計の設置箇所が慣性空間を描く軌跡である。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｃ）に示すようになる。
【００８５】
（４−４）さらに、演算後の右レール側の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して右レール側の高低狂い量とする。
（４−５）そして、軌道狂い検測装置１は、上述の正矢演算の演算結果と上述の積分正矢複合演算の演算結果とを距離サンプリングの再構成を行なった後に加算することで右レール側の高低狂い量（本実施形態では右レール側の１０ｍ弦高低狂い量）を算出する。なお、処理後の１０ｍ弦正矢データの特性については図３（ｄ）に示すようになる。
【００８６】
［２．第一実施形態の効果］
このように第一実施形態の軌道狂い検測装置１によれば、演算の大部分が加減算演算となるため、演算を実行するＣＰＵなどの演算負荷が非常に軽くなる。また、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００８７】
［３．他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下の様々な態様にて実施することが可能である。
【００８８】
（１）上記実施形態では、式（５）を用いて積分正矢複合演算を行っているが、これには限られず、式（３）を用いて積分正矢複合演算を行うようにしてもよい。すなわち、左レール側の１０ｍ弦通り狂い量を算出する場合を例に説明すると、図４に示すように、左レール側の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数（Ｌ−１）個だけ遅らせた地点での左レール側の水平方向の加速度を減算し、演算後の左レール側の水平方向の加速度を積分して左レール側の水平方向の速度とする。なお、係数Ｌは上述の式（６）または式（７）で表される。次に、演算後の左レール側の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数（Ｌ−１）個だけ遅らせた地点での左レール側の水平方向の速度を減算し、演算後の左レール側の水平方向の速度を積分して左レール側の水平方向の位置とする。なお、係数Ｌは上述の式（６）または式（７）で表される。さらに、演算後の左レール側の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して左レール側の通り狂い量とする。なお、係数ｋは上述の式（８）で表される。
【００８９】
なお、同様に、式（３）を用いて積分正矢複合演算を用いて、右レール側の１０ｍ弦通り狂い量、左レール側の１０ｍ弦高低狂い量および右レール側の１０ｍ弦高低狂い量を算出する。
【００９０】
なお、ＲＡＭが記憶する演算プログラムが第一の差分演算部、第一の積分演算部、第二の差分演算部、第二の積分演算部および乗算部に該当する。
このようにしても、演算の大部分が加減算演算となるため、演算を実行するＣＰＵなどの演算負荷が非常に軽くなる。また、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００９１】
（２）また、以上は等時間サンプリングされたデータに対しての実施形態であるが、前述の通り、等距離サンプリングされたデータに対しても、車両の走行速度に応じて係数Ｌおよび係数ｋの値を可変するだけで同じ処理を適用することができる。
【００９２】
なお、等距離サンプリングの場合には、係数Ｌは次の式（９）で表される。但し、△ξはサンプリング距離（ｍ）を示し、（△ｔ・ｖ＝△ξ）である。なお、弦長がＳｍである場合には、係数Ｌは次の式（１０）で表される。この場合の係数Ｌは、サンプリング距離によってその値が変化する。また、係数ｋは次の式（１１）で表される。この場合の係数ｋは、車両の走行時間およびサンプリング距離によってその値が変化する。
【００９３】
【数９】
【００９４】
【数１０】
【００９５】
【数１１】
【００９６】
（３）本発明は、上記実施形態のような鉄道車両が走行する軌道に生じる軌道狂いを検測する場合だけではなく、鉄道車両以外の車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する場合にも適用することが可能である。例えば、本発明を、車両としての自動車が走行する軌道としての道路に生じる狂いを検測する場合や、車両としてのモノレールが走行する軌道としてのガイドウェイに生じる狂いを検測する場合、車両としての磁気浮上鉄道が走行する軌道としてのガイドウェイに生じる狂いを検測する場合などである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】軌道狂い検測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】速度可変移動和による積分正矢複合演算を示すブロック図である。
【図３】ディジタル慣性測定法による軌道狂い検測を示す説明図である。
【図４】周波数可変差分フィルタによる積分正矢複合演算を示すブロック図である。
【図５】距離サンプリングの再構成を説明する説明図である。
【図６】従来の慣性測定法による軌道狂い検測を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１…軌道狂い検測装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道狂いを検測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両を安全で快適に走行させるためには、鉄道軌道を常に良好な状態に保守管理する必要があり、このためにはレールの不整量（軌道狂い）の測定が不可欠である。軌道狂いの測定は主に、高速軌道検測車または簡易な軌道検測装置により行われている。このうち高速軌道検測車は測定専用の車両で、効率良く軌道狂いを測定するため、営業列車と同等の速度で運行され、主に本線の軌道狂いを測定する。一方の簡易軌道検測装置は、手押しまたは牽引により極低速で移動するトロリーで、副本線や基地線など高速軌道検測車の走行しない箇所の測定、軌道狂い整正作業直後の仕上がり確認、等に利用されている。
【０００３】
現存する軌道検測車および簡易軌道検測装置は、その大多数が「正矢（せいや）法」と呼ばれる測定原理により、鉛直方向の軌道不整（高低狂い）および、水平方向の軌道不整（通り狂い）を測定している。この正矢法は、複数点の相対変位により軌道狂いを測定する「差分法」の一種で、任意の２点間に水糸を張り、その中点とレールとの距離を測定するものである。現存する主な可搬式軌道検測装置は１〜３ｍの基準の梁（弦：測定の基線）をレールに押し当て、その梁の中央点とレールとの相対変位を変位計で測定している。
【０００４】
また、軌道狂いの検測手法として慣性測定法が知られている。この慣性測定法とは、加速度を２階積分すると変位が計算できるという物理法測を利用して、軸箱や車体に取り付けた加速度計の出力から軌道狂いを計算する方法である。そしてこうして得られた軌道狂いデータに対し、従来から検測作業者が扱い馴れた上述の正矢法（主として１０ｍ弦正矢法）の検測特性を持たせるべくフィルタ回路による処理を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このように慣性測定法は、加速度を２階積分して「位置」、つまり加速度計が空間に描く軌跡を求める方法である。例えば、鉛直方向成分の軸箱加速度を２階積分することで、軸箱の軌跡（高低狂い）を知ることができる。しかしながら、完全な積分器の特性は０Ｈｚで無限大の利得を持つため、入力信号にわずかでもオフセットがあると、アナログ積分器の出力はやがて電源電圧付近で完全に飽和し、積分器として機能しなくなる。そこで、これを回避するため、図６に例示するように、積分器にハイパスフィルタ（以下ＨＰＦ）の特性を持たせて不完全積分を行う。このハイパスフィルタ特性は、速度に応じて遮断周波数を可変することで、距離領域で遮断波長が一定になるよう調整される。なお、アナログハイパスフィルタは線形位相特性の実現が難しく、遮断波長付近での位相遅れが顕著なため、必然的に波形ひずみを生じ、装置の出力波形は実際の軌道形状と一致しない。また、測定方向によって出力波形が異なる。
【０００６】
また、上述のような波形ひずみを避けるためには、アナログＨＰＦに代えてディジタルＨＰＦを用いることが考えられる。具体的には、まず、時間サンプリングでＡ／Ｄ変換した軸箱加速度に遮断周波数０．５ＨｚのＨＰＦで低域成分を除去した後にディジタル積分する。この操作を２回行った後に車輪パルスに応じて等距離サンプリングに再構成し、１０ｍ弦演算する。すると、演算結果は軌道検測車と良く一致し、波形ひずみも生じない。
【特許文献１】特開２００１−０６３５７０号公報（第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような方法では、以下の２つの問題点があった。
（１）演算負荷の増大
数千点のフィルタ係数による積和演算を繰り返すため、最新の高速プロセッサにとっても過負荷な処理となる。
（２）速度が低下すると所望の波長帯域が得られない。
【０００８】
ＨＰＦの遮断周波数が０．５Ｈｚの場合、０．５Ｈｚは速度３６０ｋｍ／ｈで波長２００ｍ、速度９０ｋｍ／ｈで波長５０ｍに相当する。従って、波長５０ｍまでの軌道狂いを得たい場合、９０ｋｍ／ｈ以下では所望の波長帯域が測定できない。仮に０．５Ｈｚよりも遮断周波数を下げれば、理論上は測定可能速度を下げることができるが、フィルタ次数が増えて更に演算負荷が増大する。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる軌道狂い検測技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００１２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、前記高低狂い算出部は、前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００１４】
また、上記課題を解決するためになされた請求項３に係る軌道狂い検測装置は、請求項２に記載の軌道狂い検測装置において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。また、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００１６】
また、上記課題を解決するためになされた請求項４に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００１８】
また、上記課題を解決するためになされた請求項５に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、前記高低狂い算出部は、前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００１９】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２０】
また、上記課題を解決するためになされた請求項６に係る軌道狂い検測装置は、請求項５に記載の軌道狂い検測装置において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２１】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。また、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項７に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２３】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２４】
また、上記課題を解決するためになされた請求項８に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、前記高低狂い算出部は、前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２５】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２６】
また、上記課題を解決するためになされた請求項９に係る軌道狂い検測装置は、請求項８に記載の軌道狂い検測装置において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２７】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。また、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００２８】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１０に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００２９】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００３０】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１１に係る軌道狂い検測装置は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、前記高低狂い算出部は、前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００３１】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００３２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１２に係る軌道狂い検測装置は、請求項１１に記載の軌道狂い検測装置において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、前記通り狂い算出部は、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有することを特徴とする。
【００３３】
このように構成された本発明の軌道狂い検測装置によれば、通り狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、通り狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。また、高低狂い算出部が行う演算のうち、乗算演算については乗算部が行う部分のみとなり、演算の大部分が加減算演算となるため、高低狂い算出部の演算負荷が非常に軽くなる。さらに、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００３４】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１３に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００３５】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１４に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量とすることを特徴とする。
【００３６】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１５に係る軌道狂い検測方法は、請求項１４に記載の軌道狂い検測方法において、さらに、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００３７】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１６に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００３８】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１７に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量とすることを特徴とする。
【００３９】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１８に係る軌道狂い検測方法は、請求項１７に記載の軌道狂い検測方法において、さらに、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４０】
また、上記課題を解決するためになされた請求項１９に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４１】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２０に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量とすることを特徴とする。
【００４２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２１に係る軌道狂い検測方法は、請求項２０に記載の軌道狂い検測方法において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４３】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２２に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４４】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２３に係る軌道狂い検測方法は、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量とすることを特徴とする。
【００４５】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２４に係る軌道狂い検測方法は、請求項２３に記載の軌道狂い検測方法において、さらに、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすることを特徴とする。
【００４６】
上述の請求項１３〜２４のような軌道狂い検測方法によれば、演算の大部分が加減算演算となるため、演算を実行するＣＰＵなどの演算負荷が非常に軽くなる。また、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明は、Ａ／Ｄ変換器によってディジタル化されたデータの演算方法であるが、等時間サンプリングでＡ／Ｄ変換されたデータにも等距離サンプリングでＡ／Ｄ変換されたデータにも適用することができる。
【００４８】
以下に本発明の実施形態を、等時間サンプリングされた場合について、図面とともに説明する。
［第一実施形態］
図１は、軌道狂い検測装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、軌道狂い検測装置が実行する速度可変移動和を示すブロック図である。
【００４９】
［１．軌道狂い検測装置１の構成の説明］
図１に示すように、軌道狂い検測装置１は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどによって構成された通常のコンピュータなどであり、車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する機能を有する。なお、ＣＰＵが特許請求の範囲における通り狂い算出部および高低狂い算出部に該当し、ＲＡＭが記憶する演算プログラムが第一の差分演算部、第二の差分演算部および乗算部に該当する。
【００５０】
この軌道狂い検測装置１が搭載される鉄道車両には、速度計とともに、左レールおよび右レールそれぞれに対応して、図示しないジャイロ、水平方向の加速度計、鉛直方向の加速度計、水平方向の変位計および鉛直方向の変位計が取り付けられており、軌道狂い検測装置１には、これら各種計測機器から、左レール側での水平方向の加速度、左レールと左レール側の水平加速度計との間の相対変位、左レール側の水平加速度計の傾斜角、右レール側での水平方向の加速度、右レールと右レール側の水平加速度計との間の相対変位、右レール側の水平加速度計の傾斜角、左レール側での鉛直方向の加速度、左レールと左レール側の鉛直加速度計との間の相対変位、左レール側の鉛直加速度計の傾斜角、右レール側での鉛直方向の加速度、右レールと右レール側の鉛直加速度計との間の相対変位、右レール側の鉛直加速度計の傾斜角、および車両の走行速度が入力される。
【００５１】
なお、Ａ／Ｄ変換前の加速度の出力特性は図３（ａ）に示すようになる。
軌道狂い検測装置１は、入力された各データをＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後のデータを用いて、左レール側の１０ｍ弦通り狂い量、右レール側の１０ｍ弦通り狂い量、左レール側の１０ｍ弦高低狂い量、および右レール側の１０ｍ弦高低狂い量を算出する。以下に順に説明する。
【００５２】
（１）左レール側の１０ｍ弦通り狂い量の算出方法について
（１−１）まず、軌道狂い検測装置１は、左レールと左レール側の水平加速度計との間の水平方向の相対変位を正矢演算する。
【００５３】
（１−２）一方、軌道狂い検測装置１は、左レール側の水平方向の加速度を、左レール側の水平加速度計の傾斜角だけ補正を行う。
（１−３）続いて、軌道狂い検測装置１は、補正後の左レール側の水平方向の加速度および車両の走行速度に基づき積分正矢複合演算を行う。
【００５４】
なお、この積分正矢複合演算は次のように行う。すなわち、１０ｍ弦正矢法の特性は、次の式（１）のように２つの１次差分フィルタと１つの乗算器で構成されることを示している。
【００５５】
【数１】
【００５６】
最も簡単なディジタル積分器の伝達関数は下記の式（２）で表されるから、積分正矢複合演算は下記の式（３）のように表すことができる。
【００５７】
【数２】
【００５８】
【数３】
【００５９】
さらに、式（３）の括弧内は多項式の割り算で下記の式（４）とすることができる。
【００６０】
【数４】
【００６１】
したがって、式（３）の積分正矢複合演算は下記の式（５）のように表現することもできる。なお、式（５）の括弧内が速度可変移動和である。
【００６２】
【数５】
【００６３】
なお、本実施形態では、式（５）を用いて積分正矢複合演算を行う。
ここで、式（５）の速度可変移動和の算出方法について説明する。すなわち、図２に示すように、まず、左レール側の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での左レール側の水平方向の加速度を順次加算して左レール側の水平方向の速度とする。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、係数Ｌは次の式（６）で表される。
【００６４】
【数６】
【００６５】
但し、△ｔはサンプリング時間（ｓｅｃ）を示し、ｖは車両の走行速度（ｍ／ｓ）を示す。
なお、弦長がＳｍである場合には、係数Ｌは次の式（７）で表される。
【００６６】
【数７】
【００６７】
なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｂ）に示すようになる。
次に、演算後の左レール側の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での左レール側の水平方向の速度を順次加算して左レール側の水平方向の位置とする。なお、この位置とは、左レール側の水平加速度計の設置箇所が慣性空間を描く軌跡である。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｃ）に示すようになる。
【００６８】
（１−４）さらに、演算後の左レール側の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して左レール側の通り狂い量とする。なお、係数ｋは次の式（８）で表される。
【００６９】
【数８】
【００７０】
（１−５）そして、軌道狂い検測装置１は、上述の正矢演算の演算結果と上述の積分正矢複合演算の演算結果とを距離サンプリングの再構成を行なった後に加算することで左レール側の通り狂い量（本実施形態では左レール側の１０ｍ弦通り狂い量）を算出する。なお、距離サンプリングの再構成とは、時間サンプリングされた加速度データ（図５（ａ）および図５（ｂ）参照）を、速度発電機パルス（図５（ｅ）参照））を用いて距離サンプリング（図５（ｃ）および図５（ｄ）参照））に変換することを云う。また、処理後の１０ｍ弦正矢データの特性については図３（ｄ）に示すようになる。
【００７１】
（２）右レール側の１０ｍ弦通り狂い量の算出方法について
（２−１）まず、軌道狂い検測装置１は、右レールと右レール側の水平加速度計との間の水平方向の相対変位を正矢演算する。
【００７２】
（２−２）一方、軌道狂い検測装置１は、右レール側の水平方向の加速度を、右レール側の水平加速度計の傾斜角だけ補正を行う。
（２−３）続いて、軌道狂い検測装置１は、補正後の右レール側の水平方向の加速度および車両の走行速度に基づき積分正矢複合演算を行う。なお、この積分正矢複合演算は上記式（５）を用いて行われる。
【００７３】
また、式（５）の速度可変移動和については次のように算出される。すなわち、図２に示すように、まず、右レール側の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での右レール側の水平方向の加速度を順次加算して右レール側の水平方向の速度とする。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｂ）に示すようになる。
【００７４】
次に、演算後の右レール側の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での右レール側の水平方向の速度を順次加算して右レール側の水平方向の位置とする。なお、この位置とは、右レール側の水平加速度計の設置箇所が慣性空間を描く軌跡である。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｃ）に示すようになる。
【００７５】
（２−４）さらに、演算後の右レール側の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して右レール側の通り狂い量とする。
（２−５）そして、軌道狂い検測装置１は、上述の正矢演算の演算結果と上述の積分正矢複合演算の演算結果とを距離サンプリングの再構成を行なった後に加算することで右レール側の通り狂い量（本実施形態では右レール側の１０ｍ弦通り狂い量）を算出する。なお、処理後の１０ｍ弦正矢データの特性については図３（ｄ）に示すようになる。
【００７６】
（３）左レール側の１０ｍ弦高低狂い量の算出方法について
（３−１）まず、軌道狂い検測装置１は、左レールと左レール側の鉛直加速度計との間の鉛直方向の相対変位を正矢演算する。
【００７７】
（３−２）一方、軌道狂い検測装置１は、左レール側の鉛直方向の加速度を、左レール側の鉛直加速度計の傾斜角だけ補正を行う。
（３−３）続いて、軌道狂い検測装置１は、補正後の左レール側の鉛直方向の加速度および車両の走行速度に基づき積分正矢複合演算を行う。なお、この積分正矢複合演算は上記式（５）を用いて行われる。
【００７８】
また、式（５）の速度可変移動和については次のように算出される。すなわち、図２に示すように、まず、左レール側の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での左レール側の鉛直方向の加速度を順次加算して左レール側の鉛直方向の速度とする。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｂ）に示すようになる。
【００７９】
次に、演算後の左レール側の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での左レール側の鉛直方向の速度を順次加算して左レール側の鉛直方向の位置とする。なお、この位置とは、左レール側の鉛直加速度計の設置箇所が慣性空間を描く軌跡である。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｃ）に示すようになる。
【００８０】
（３−４）さらに、演算後の左レール側の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して左レール側の高低狂い量とする。
（３−５）そして、軌道狂い検測装置１は、上述の正矢演算の演算結果と上述の積分正矢複合演算の演算結果とを距離サンプリングの再構成を行なった後に加算することで左レール側の高低狂い量（本実施形態では左レール側の１０ｍ弦高低狂い量）を算出する。なお、処理後の１０ｍ弦正矢データの特性については図３（ｄ）に示すようになる。
【００８１】
（４）右レール側の１０ｍ弦高低狂い量の算出方法について
（４−１）まず、軌道狂い検測装置１は、右レールと右レール側の鉛直加速度計との間の鉛直方向の相対変位を正矢演算する。
【００８２】
（４−２）一方、軌道狂い検測装置１は、右レール側の鉛直方向の加速度を、右レール側の鉛直加速度計の傾斜角だけ補正を行う。
（４−３）続いて、軌道狂い検測装置１は、補正後の右レール側の鉛直方向の加速度および車両の走行速度に基づき積分正矢複合演算を行う。なお、この積分正矢複合演算は上記式（５）を用いて行われる。
【００８３】
また、式（５）の速度可変移動和については次のように算出される。すなわち、図２に示すように、まず、右レール側の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での右レール側の鉛直方向の加速度を順次加算して右レール側の鉛直方向の速度とする。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｂ）に示すようになる。
【００８４】
次に、演算後の右レール側の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での右レール側の鉛直方向の速度を順次加算して右レール側の鉛直方向の位置とする。なお、この位置とは、右レール側の鉛直加速度計の設置箇所が慣性空間を描く軌跡である。このとき、各地点の個数は（Ｌ−１）個となるが、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じて間隔が変化するとともにデータ数が変化する。なお、このように算出した速度可変移動和の特性は図３（ｃ）に示すようになる。
【００８５】
（４−４）さらに、演算後の右レール側の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して右レール側の高低狂い量とする。
（４−５）そして、軌道狂い検測装置１は、上述の正矢演算の演算結果と上述の積分正矢複合演算の演算結果とを距離サンプリングの再構成を行なった後に加算することで右レール側の高低狂い量（本実施形態では右レール側の１０ｍ弦高低狂い量）を算出する。なお、処理後の１０ｍ弦正矢データの特性については図３（ｄ）に示すようになる。
【００８６】
［２．第一実施形態の効果］
このように第一実施形態の軌道狂い検測装置１によれば、演算の大部分が加減算演算となるため、演算を実行するＣＰＵなどの演算負荷が非常に軽くなる。また、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００８７】
［３．他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下の様々な態様にて実施することが可能である。
【００８８】
（１）上記実施形態では、式（５）を用いて積分正矢複合演算を行っているが、これには限られず、式（３）を用いて積分正矢複合演算を行うようにしてもよい。すなわち、左レール側の１０ｍ弦通り狂い量を算出する場合を例に説明すると、図４に示すように、左レール側の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数（Ｌ−１）個だけ遅らせた地点での左レール側の水平方向の加速度を減算し、演算後の左レール側の水平方向の加速度を積分して左レール側の水平方向の速度とする。なお、係数Ｌは上述の式（６）または式（７）で表される。次に、演算後の左レール側の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数（Ｌ−１）個だけ遅らせた地点での左レール側の水平方向の速度を減算し、演算後の左レール側の水平方向の速度を積分して左レール側の水平方向の位置とする。なお、係数Ｌは上述の式（６）または式（７）で表される。さらに、演算後の左レール側の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数ｋを乗算して左レール側の通り狂い量とする。なお、係数ｋは上述の式（８）で表される。
【００８９】
なお、同様に、式（３）を用いて積分正矢複合演算を用いて、右レール側の１０ｍ弦通り狂い量、左レール側の１０ｍ弦高低狂い量および右レール側の１０ｍ弦高低狂い量を算出する。
【００９０】
なお、ＲＡＭが記憶する演算プログラムが第一の差分演算部、第一の積分演算部、第二の差分演算部、第二の積分演算部および乗算部に該当する。
このようにしても、演算の大部分が加減算演算となるため、演算を実行するＣＰＵなどの演算負荷が非常に軽くなる。また、従来構成のようなＨＰＦが不要となるため、低周波数域を遮断しなくてもすむ。したがって、軌道狂い検測において、演算負荷が増大せず、且つ低速域でも所望の波長帯域が得られる。
【００９１】
（２）また、以上は等時間サンプリングされたデータに対しての実施形態であるが、前述の通り、等距離サンプリングされたデータに対しても、車両の走行速度に応じて係数Ｌおよび係数ｋの値を可変するだけで同じ処理を適用することができる。
【００９２】
なお、等距離サンプリングの場合には、係数Ｌは次の式（９）で表される。但し、△ξはサンプリング距離（ｍ）を示し、（△ｔ・ｖ＝△ξ）である。なお、弦長がＳｍである場合には、係数Ｌは次の式（１０）で表される。この場合の係数Ｌは、サンプリング距離によってその値が変化する。また、係数ｋは次の式（１１）で表される。この場合の係数ｋは、車両の走行時間およびサンプリング距離によってその値が変化する。
【００９３】
【数９】
【００９４】
【数１０】
【００９５】
【数１１】
【００９６】
（３）本発明は、上記実施形態のような鉄道車両が走行する軌道に生じる軌道狂いを検測する場合だけではなく、鉄道車両以外の車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する場合にも適用することが可能である。例えば、本発明を、車両としての自動車が走行する軌道としての道路に生じる狂いを検測する場合や、車両としてのモノレールが走行する軌道としてのガイドウェイに生じる狂いを検測する場合、車両としての磁気浮上鉄道が走行する軌道としてのガイドウェイに生じる狂いを検測する場合などである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】軌道狂い検測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】速度可変移動和による積分正矢複合演算を示すブロック図である。
【図３】ディジタル慣性測定法による軌道狂い検測を示す説明図である。
【図４】周波数可変差分フィルタによる積分正矢複合演算を示すブロック図である。
【図５】距離サンプリングの再構成を説明する説明図である。
【図６】従来の慣性測定法による軌道狂い検測を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１…軌道狂い検測装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項２】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、
前記高低狂い算出部は、
前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の軌道狂い検測装置において、
さらに、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項４】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項５】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、
前記高低狂い算出部は、
前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項６】
請求項５に記載の軌道狂い検測装置において、
さらに、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項７】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項８】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、
前記高低狂い算出部は、
前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項９】
請求項８に記載の軌道狂い検測装置において、
さらに、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項１０】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項１１】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、
前記高低狂い算出部は、
前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の軌道狂い検測装置において、
さらに、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項１３】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１４】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の軌道狂い検測方法において、
さらに、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１６】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１７】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の軌道狂い検測方法において、
さらに、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１９】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２０】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の軌道狂い検測方法において、
さらに、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２２】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２３】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の軌道狂い検測方法において、
さらに、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項２】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、
前記高低狂い算出部は、
前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の軌道狂い検測装置において、
さらに、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項４】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項５】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、
前記高低狂い算出部は、
前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項６】
請求項５に記載の軌道狂い検測装置において、
さらに、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の移動和演算部と、
前記第一の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の移動和演算部と、
前記第二の移動和演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項７】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項８】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、
前記高低狂い算出部は、
前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項９】
請求項８に記載の軌道狂い検測装置において、
さらに、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項１０】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項１１】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測装置であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から前記車両の鉛直方向の位置を高低狂い量として算出する高低狂い算出部を備え、
前記高低狂い算出部は、
前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の軌道狂い検測装置において、
さらに、
前記車両の水平方向の加速度から前記車両の水平方向の位置を通り狂い量として算出する通り狂い算出部を備え、
前記通り狂い算出部は、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算して出力する第一の差分演算部と、
前記第一の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度として出力する第一の積分演算部と、
前記第一の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算して出力する第二の差分演算部と、
前記第二の差分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置として出力する第二の積分演算部と、
前記第二の積分演算部から出力された演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量として出力する乗算部と、を有すること
を特徴とする軌道狂い検測装置。
【請求項１３】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１４】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の軌道狂い検測方法において、
さらに、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１６】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１７】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の鉛直方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の加速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の鉛直方向の速度を順次加算して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の軌道狂い検測方法において、
さらに、前記車両の水平方向の加速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の加速度を順次加算して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度に、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数ずつ遅らせた各地点での前記車両の水平方向の速度を順次加算して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項１９】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２０】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して高低狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の軌道狂い検測方法において、
さらに、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長、前記車両の走行速度およびサンプリング時間に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、サンプリング時間に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２２】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２３】
車両が走行する軌道の軌道狂いを検測する軌道狂い検測方法であって、
前記車両の鉛直方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の加速度を積分して前記車両の鉛直方向の速度とし、演算後の前記車両の鉛直方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の鉛直方向の速度を減算し、演算後の前記車両の鉛直方向の速度を積分して前記車両の鉛直方向の位置とし、演算後の前記車両の鉛直方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して高低狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の軌道狂い検測方法において、
さらに、前記車両の水平方向の加速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の加速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の加速度を積分して前記車両の水平方向の速度とし、演算後の前記車両の水平方向の速度から、所望の軌道狂い弦長およびサンプリング距離に応じたデータ数だけ遅らせた地点での前記車両の水平方向の速度を減算し、演算後の前記車両の水平方向の速度を積分して前記車両の水平方向の位置とし、演算後の前記車両の水平方向の位置に、前記車両の走行速度およびサンプリング距離に基づく係数を乗算して通り狂い量とすること
を特徴とする軌道狂い検測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−３００３９７（Ｐ２００９−３００３９７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５８３３１（Ｐ２００８−１５８３３１）
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【Ｆターム（参考）】
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