Method and device for measuring load, rolling stock comprising device for measuring load, and load control system |
|||||||
申请号 | JP2012199724 | 申请日 | 2012-09-11 | 公开(公告)号 | JP2014054881A | 公开(公告)日 | 2014-03-27 |
申请人 | Kawasaki Heavy Ind Ltd; 川崎重工業株式会社; | 发明人 | SATO YOSHI; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for measuring a load acting on a rail from a wheel, which become more excellent in terms of manufacture and cost than ever while facilitating measurement and also securing measurement reliability, and rolling stock.SOLUTION: In a method for measuring a load acting on a rail from a wheel of rolling stock, each lateral pressure acting on the rail from each of right and left wheels is determined on the basis of an axial force acting on an axle 13 between the right and left wheels, and an axial load acting on an axle bearing. | ||||||
权利要求 | 左右一対の車輪と、前記車輪を支持する車軸と、前記車軸を回転自在に支持する左右一対の軸受とを備える鉄道車両において、それぞれの前記車輪からレールに作用する荷重を測定する荷重測定方法であって、 それぞれの前記軸受に作用する各アキシアル荷重を測定し、 前記車軸に作用する軸方向の軸力を測定し、 前記測定された前記各アキシアル荷重と前記軸力とから、それぞれの前記車輪からレールに作用する各横圧を求める、 ことを特徴とする荷重測定方法。 前記各横圧は、以下の式(1)、(2)により算出される、 Fq1=Fa3−Fa1・・・(1) Fq2=Fa3−Fa2・・・(2) ここで、Fq1は一方の車輪の横圧、Fq2は他方の車輪の横圧、Fa1は一方の軸受に作用するアキシアル荷重、Fa2は他方の軸受に作用するアキシアル荷重、Fa3は前記軸力である、 請求項1に記載の荷重測定方法。 左右一対の車輪と、前記車輪を支持する車軸と、前記車軸を回転自在に支持する左右一対の軸受とを備える鉄道車両に適用され、それぞれの前記車輪からレールに作用する荷重を測定する荷重測定装置であって、 それぞれの前記軸受に作用するアキシアル荷重を測定するアキシアル荷重測定部と、 前記車軸に作用する軸方向の軸力を測定する軸力測定部と、 測定された前記アキシアル荷重と前記軸力とから、それぞれの前記車輪からレールに作用する各横圧を求める演算部と、 を備えたことを特徴とする荷重測定装置。 前記軸力測定部は、前記左右の車輪の間で前記車軸に設けられて前記軸力を測定する歪みゲージを有する、請求項3に記載の荷重測定装置。 前記軸受を収納する軸箱をさらに備えた鉄道車両に適用可能な荷重測定装置であって、 前記アキシアル荷重測定部は、前記軸箱での前記車軸の軸方向における変位、又は台車枠に対する前記軸箱の前記軸方向における変位を検出する左右変位検出センサを有し、 前記演算部は、前記左右変位検出センサで検出された値をそれぞれの前記アキシアル荷重に変換する、請求項3又は4に記載の荷重測定装置。 台車枠または前記軸受に設けられ、前記軸受に作用するラジアル荷重を測定するラジアル荷重測定部をさらに備え、 前記演算部は、前記測定されたラジアル荷重を元に、それぞれの前記車輪から前記レールに作用する各輪重をさらに求める、請求項3から5のいずれかに記載の荷重測定装置。 前記軸受を収納する軸箱と、この軸箱と台車枠との間に設ける軸ばねとをさらに備えた鉄道車両に適用可能な荷重測定装置であって、 前記ラジアル荷重測定部は、前記軸ばねの上下変位を検出する上下変位検出センサを有し、 前記演算部は、前記上下変位検出センサで検出された値をそれぞれの前記輪重に変換する、請求項3から6のいずれかに記載の荷重測定装置。 請求項3から7のいずれかに記載の荷重測定装置を備えたことを特徴とする鉄道車両。 左右一対の車輪と、前記車輪を支持する車軸と、前記車軸を回転自在に支持する左右一対の軸受とを有する鉄道車両の前記車輪からレールに作用する荷重を管理する荷重管理システムであって、 それぞれの前記軸受に作用するアキシアル荷重を測定するアキシアル荷重測定部と、 前記車軸に作用する軸方向の軸力を測定する軸力測定部と、 測定された前記アキシアル荷重と前記軸力とから、それぞれの前記車輪からレールに作用する各横圧を求める演算部と、 前記演算部により求められた前記横圧を示す横圧情報、前記求められた横圧に対応する時間情報、軌道情報、及び運行情報の少なくとも1つを格納する記憶部と、 前記記憶部に格納された各前記情報に基づいて、前記横圧情報の経時的変化を取得する分析部と、 を備えたことを特徴とする、荷重管理システム。 台車枠または前記軸受に設けられ、前記軸受に作用するラジアル荷重を測定するラジアル荷重測定部をさらに備え、 前記演算部は、前記測定されたラジアル荷重を元に、それぞれの前記車輪から前記レールに作用する各輪重をさらに求め、 前記記憶部は、前記演算部により求められた前記輪重を示す輪重情報と、前記求められた輪重に対応する時間情報、軌道情報及び運行情報の少なくとも1つを記憶し、 前記分析部は、前記記憶部に格納された各前記情報に基づいて、前記輪重情報の経時的変化を取得する、請求項9に記載の荷重管理システム。 |
||||||
说明书全文 | 本発明は、鉄道車両の車輪とレールとの間の荷重を測定する荷重測定方法及び装置、荷重測定装置を備えた鉄道車両、並びに荷重管理システムに関する。 新たな車両の製造時及び鉄道新線の建設時には、その安全性を確認する必要がある。 また、車輪とレールとの間に作用する力の状態は、その摩擦係数及び軌道の状態の変化等により、新車製造時あるいは新線開業時から経時的に変化する。 このため、営業線でもその安全性を確認する必要がある。 鉄道車両の走行安全性の評価方法の一つとして、脱線係数を用いる方法がある。 脱線係数とは、車輪とレールとの間に作用する水平方向の力、換言すると車軸に沿う方向の力である横圧(Q)と、車輪とレールとの間に作用する垂直方向の力である輪重(P)とを用いて、Q/Pで表した値である。 この式が示すように、この脱線係数の大小が走行安全性評価の一つの指標になることから、輪重(P)及び横圧(Q)の計測が行われている。 一方、輪重及び横圧の計測には、従来、車輪に特殊な歪ゲージを貼り付けた特殊な輪軸であるPQ輪軸が必要であり、その製造及び計測は容易ではなく、その製造及び試験コストも高額になる。 さらに踏面ブレーキを作動させると、その発生熱等の要因で測定値に影響が生じるという問題もある。 さらにまた、ディスクブレーキを採用した場合、前記特殊歪ゲージの貼付が難しくなり測定自体が困難になる。 たとえ測定が可能な場合でも、測定値がヒステリシスを有し、輪重及び横圧を正確に求めることができないという問題がある。 前記特許文献1の技術では、車輪リム部に対向して非接触変位計を配置する構成を採ることで、計測を容易にし測定信頼性の向上が可能である。 しかしながら、リム部を全周にわたりうねり無く成形する必要があり、かつ微小値測定を要することから非常に高額な非接触変位計を用いなければならず、製造及びコスト面での問題が依然として存在する。 本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、計測が容易であり測定信頼性も確保しながら、製造及びコスト面でも従来に比べて優れた、車輪からレールに作用する荷重を測定する荷重測定方法及び装置、荷重測定装置を備えた鉄道車両、並びに荷重管理システムを提供することを目的とする。 前記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。 また、本発明の第2態様における荷重測定装置は、左右一対の車輪と、前記車輪を支持する車軸と、前記車軸を回転自在に支持する左右一対の軸受とを備える鉄道車両に適用され、それぞれの前記車輪からレールに作用する荷重を測定する荷重測定装置であって、それぞれの前記軸受に作用するアキシアル荷重を測定するアキシアル荷重測定部と、前記車軸に作用する軸方向の軸力を測定する軸力測定部と、測定された前記アキシアル荷重と前記軸力とから、それぞれの前記車輪からレールに作用する各横圧を求める演算部と、を備えたことを特徴とする。 このような荷重測定方法及び装置によれば、輪軸の車軸の軸方向に作用する軸力及びアキシアル荷重を用いることで、左右の各車輪からレールに作用する横圧をそれぞれ求めることができる。 ここで軸力及びアキシアル荷重は、汎用の計測器を用いて通常の輪軸で測定することができ、いわゆるPQ輪軸のような特殊な輪軸及び測定器を必要としない。 したがって、大幅なコストダウンを図ることができ、かつ計測用に特別な走行試験時間を取ることもない。 また、踏面ブレーキを作動させてもその影響が出現せず、安定した測定が可能であり、最新の中央締結ディスクブレーキを装備した場合でも横圧測定が可能になる。 また、本発明の第3態様における鉄道車両は、前記第2態様における荷重測定装置を備えたことを特徴とする。 また、本発明の第4態様における荷重管理システムは、左右一対の車輪と、前記車輪を支持する車軸と、前記車軸を回転自在に支持する左右一対の軸受とを有する鉄道車両の前記車輪からレールに作用する荷重を管理する荷重管理システムであって、それぞれの前記軸受に作用するアキシアル荷重を測定するアキシアル荷重測定部と、前記車軸に作用する軸方向の軸力を測定する軸力測定部と、測定された前記アキシアル荷重と前記軸力とから、それぞれの前記車輪からレールに作用する各横圧を求める演算部と、前記演算部により求められた前記横圧を示す横圧情報、前記求められた横圧に対応する時間情報、軌道情報、及び運行情報の少なくとも1つを格納する記憶部と、前記記憶部に格納された各前記情報に基づいて、前記横圧情報の経時的変化を取得する分析部と、を備えたことを特徴とする。 本発明によれば、計測が容易であり測定信頼性も確保しながら、製造及びコスト面でも従来に比べて優れた、車輪からレールに作用する荷重を測定する荷重測定方法及び装置、荷重測定装置を備えた鉄道車両、並びに荷重管理システムを提供することができる。 実施形態である、鉄道車両における車輪からレールに作用する荷重を測定する荷重測定方法及び装置、この荷重測定装置を備えた鉄道車両、並びにこのような鉄道車両を備えた荷重管理システムについて、図を参照しながら以下に説明する。 尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。 実施の形態1: この開示された関係式によれば、逆に、車軸軸受に作用するラジアル荷重及びアキシアル荷重を測定することで、輪重値及び横圧値を求めることができることが予測される。 実際、輪重については、開示された式から逆変換することで、左右の各車輪の輪重値を求めることができる。 以下、本実施の形態における荷重測定方法の詳細について説明する。 図1は荷重測定方法のフローチャート、図2は、ラジアル荷重を用いた場合の荷重測定方法のフローチャートである。 また以下に、前記論文内の前記(6)、(7)式、及び下記(3)、(5)式を記す。 前記論文の(6)式を変形すると、Fa1+Fq1=−(Fa2+Fq2) となる。 つまり、輪軸の左側車輪と左側軸受との組の合力:Fa1+Fq1と、輪軸の右側車輪と右側軸受との組の合力:Fa2+Fq2とは、車軸を通して釣り合っていることが理解できる。 即ち、車軸に作用している軸方向力(軸力)をFa3としたとき、 このように本実施の形態に係る荷重測定方法により、測定で得られたあるいは既知である、車軸軸受に作用するアキシアル荷重と、測定で得られたあるいは既知である、車軸に作用する軸方向の軸力とを用いて、左右の各車輪からレールに作用する横圧を分離して得ることができる。 また、輪重Fp1、Fp2は、各横圧Fq1、Fq2が求まれば、各車軸軸受に作用するラジアル荷重Fr1、Fr2を用いて、下記の「B」式によって逆算することができる。 即ち、「B」式: 以上の算出式により、例えば図1に示すフローチャートに基づいて各車輪の横圧を得ることができる。 すなわち、ステップS1において、「A」式に基づいて車軸の軸力Fa3を得た後、ステップS2において、車軸軸受に作用するアキシアル荷重Fa1,Fa2を得て、最後にステップS3において、軸力Fa3及びアキシアル荷重Fa1,Fa2により、各車輪の横圧Fq1,Fq2が求められる。 また、以上の算出式により、例えば図2に示すフローチャートに基づいて各車輪における輪重を得ることができる。 すなわち、ステップS2−2において、車軸軸受に作用するラジアル荷重Fr1、Fr2を得て、ステップS3−2において、「B」式に基づいて各輪重Fp1,Fp2が求められる。 以上により得られた横圧値及び輪重値から、脱線係数Fq1/Fp1、Fq2/Fp2を得ることができる。 実施の形態2: 軸力測定部110は、左右車輪間の車軸13において、その軸方向(左右方向)13aに作用する力(軸力)を測定する装置であり、軸力センサ111と、出力部112とを有する。 アキシアル荷重測定部120は、左右の車軸軸受21,22(図5)において車軸13の軸方向13aに作用するアキシアル荷重を測定する装置であり、左右変位検出センサ121を有する。 図5では、各車軸軸受21,22部分にアキシアル荷重測定部120をそれぞれ設けた構成を示している。 尚、図5は、本実施の形態2と、以下に記す実施の形態3とで共用しており、本実施の形態2では、ラジアル荷重測定部130の図示を除いた構成となる。 左右変位検出センサ121の構成としては様々な既知の構成を採ることができる。 ここでは例えば図7に示すように、左右変位検出センサ121は、永久磁石製のエンコーダ1211と、一対のセンサ1212a,1212bとを有する。 概説すると、エンコーダ1211は、車軸軸受21,22部分にて、車軸13の周面全周にわたりリング状に延在し、車軸13と共に軸周り方向に回転する。 一対のセンサ1212a,1212bは、エンコーダ1211に対向して軸方向13aに沿って並設し、車軸軸受21,22部分に固定する。 各センサ1212a,1212bは、演算部150に接続される。 演算部150は、上述のように軸力測定部110とは無線で接続され、アキシアル荷重測定部120とはリード線で接続され、鉄道車両の車体に設置される。 このような演算部150は、軸力及びアキシアル荷重から左右車輪11,12のそれぞれからレールに作用する各横圧を分離して求める装置であり、演算処理部151と記憶部152とを有する。 演算部150における演算処理部151は、上述の軸力とアキシアル荷重とを求め、さらに各横圧を求める。 詳しく説明すると、車軸13の周面に設けた1個の歪ゲージからは、「軸力による歪み」と、「車軸13の曲げモーメントによる歪み」とを含んだ値が出力される。 一方、車軸13は鉛直方向へ湾曲する。 よって上述のように、一対の歪ゲージを同一断面の周面上における直径方向の対向位置に貼付して、2つの歪ゲージ線を直列に結線した場合には、演算処理部151は、各歪ゲージの出力を用いて車軸13の曲げモーメントによる歪みを相殺することができる。 つまり、車軸13の「曲げモーメントによる歪み」出力は、車軸13の回転周波数のサイン波である。 よって、直径方向の対向位置に一対の歪ゲージを貼付することで、各歪ゲージからは、同じ周波数で同じ振幅のサイン波で、位相が逆のサイン波が出力される。 よってこれらを足し合わすことで、「曲げモーメントによる歪み」成分は、キャンセルすることができる。 また、直径方向の対向位置に一対の歪ゲージを貼付し、直列結線するのではなく、演算処理部151がそれぞれの出力データを取り込み、デジタル的に「曲げモーメントによる歪み」を打ち消すデータ処理を行ってもよい。 アキシアル荷重については、一対のセンサ1212a,1212bの各出力信号の差を求め、この差の変化量とアキシアル荷重の大きさとの関係から、車軸軸受21,22におけるアキシアル荷重を求める。 尚、前記差の変化量とアキシアル荷重の大きさとの関係は、予め計測して得た計測値データから、あるいは演算によって求める。 このような演算処理部151は、実際にはコンピュータを用いて実現され、上述した動作、機能に対応するソフトウェアと、これを実行するためのCPU(中央演算処理装置)及びメモリ等のハードウェアから構成されている。 よって各横圧値は、演算処理部151において、軸力及びアキシアル荷重値から計算により、あるいはプログラムに従い求められる。 記憶部152は、演算処理部151にて上述のように求められた各横圧値を、時間情報さらには軌道情報、運行情報等とともに格納する。 よって、検査時のみならず、営業運行時においても常時、各横圧値を格納可能である。 以上説明したように構成される荷重測定装置102によれば、左右の各車輪11,12のそれぞれがレールに作用する横圧を分離して検出することが可能になる。 このような荷重測定装置102によれば、計測が容易であり測定信頼性も確保しながら、製造及びコスト面でも従来に比べて優れた荷重測定装置を提供可能である。 特に、従来のように、車輪に特殊な歪ゲージを貼り付けた、いわゆるPQ輪軸を用いる必要がなく、汎用の計測器が使用可能なことから、1. 計測が容易で横圧測定コストが大幅に低減可能であり、2. 走行中に踏面ブレーキを作動させてもその影響が出現せず、安定した測定が可能であり、3. 通常の営業車両の輪軸を用いて横圧の測定が可能であり、大幅な走行試験時間の短縮が可能となり、4. ディスクブレーキ(例えば、中央締結ディスクブレーキ等)を装備した場合でも、横圧測定が可能になる。 また本実施形態では、図5に示すように、左右の車軸軸受21,22の両方にアキシアル荷重測定部120を設置した構成を採るが、該構成に限定されない。 即ち、両方のアキシアル荷重測定部120の各アキシアル荷重値が同一であることが分かっている場合には、左右いずれかの車軸軸受のみに、アキシアル荷重測定部120を設置してもよい。 実施の形態3: ラジアル荷重測定部130は、車軸軸受21,22(図5)において車軸13の上下方向31、つまり軸方向13aに直角方向の重力方向、に作用するラジアル荷重を測定する装置であり、ラジアル荷重センサ131を有する。 図5では、各車軸軸受21,22部分にラジアル荷重測定部130をそれぞれ設けた構成を示している。 このように構成された荷重測定装置103における演算部155、特に演算処理部156は、以下のような演算を行う。 このように演算部155は、各車輪11,12における横圧(Q)及び輪重(P)を求めることから、これらを元にさらに脱線係数(Q/P)を求めても良い。 以上説明した荷重測定装置103においても荷重測定装置102と同様に、計測が容易であり測定信頼性を確保しながら、製造及びコスト面でも従来に比べて優れているという効果を奏することができる。 さらに荷重測定装置103は、各車輪11,12における輪重、さらに脱線係数を求めることが可能であり、走行試験時間を大幅に短縮することができ、より容易に走行安全性の評価を行うことができる。 尚、本実施形態の荷重測定装置103でも、図5に示すように、左右の車軸軸受21,22の両方にアキシアル荷重測定部120及びラジアル荷重測定部130を設置した構成を採るが、左右でのアキシアル荷重値及びラジアル荷重値が同一であることが分かっている場合には、左右いずれかの車軸軸受のみに、アキシアル荷重測定部120及びラジアル荷重測定部130を設置してもよい。 実施の形態4: 即ち、図9から図11に示すように、本実施の形態4の荷重測定装置104は、軸力測定部115と、アキシアル荷重測定部125と、ラジアル荷重測定部135と、演算部160とを備える。 軸力測定部115は、上述の軸力測定部110と同様に、車軸13においてその軸方向13aに作用する力を測定する装置であり、例えば歪ゲージである上述の軸力センサ111と、出力部116とを有する。 出力部116は、本荷重測定装置104では図11に示すように、例えばスリップリング1161を用いる。 軸力センサ111とスリップリング1161とはリード線1162で接続し、リード線1162は、車輪11及び車軸13に設けたリード線穴内を通りスリップリング1161へ導かれる。 出力部116は、車体50(図10)に設置される演算部160に結線される。 アキシアル荷重測定部125は、車軸軸受21,22の例えば各軸箱25における軸方向13aの変位量を、アキシアル荷重への変換用情報として測定する装置であり、左右変位検出センサ126を有する。 左右変位検出センサ126としては、例えば近接センサが使用可能であり、台車枠30に固定した支持部材32に軸箱25に対向して取り付けられる。 尚、図11では、アキシアル荷重測定部125は、一方の軸箱25のみに対して設置した図示であるが、通常、軸方向13aにおける両側の軸箱25に対応して設置する。 左右での測定値が同一であることが既知の場合には、片側のみに設置してもよい。 ラジアル荷重測定部135は、車軸軸受21,22における各軸箱25の軸ばね33の上下方向31における変位量を、ラジアル荷重への変換用情報として測定する装置であり、上下変位検出センサ136を有する。 上下変位検出センサ136は、台車枠30と軸箱25との間の相対上下変位を測定することにより、軸ばね33の上下変位を取得するものであり、種々のセンサを適用可能である。 例えば、上下変位検出センサ136には、非接触で測定可能な磁歪式リニアセンサや、差動トランス式リニアセンサ、磁気式リニアスケール等のリニア変位センサを用いてもよい。 また、テコ機構を用いて、軸ばね33の上下変位を軸の回転変位に変換して、ロータリーエンコーダ(レゾルバ)の回転角を検出し、これを上下変位量に換算してもよい。 尚、上下変位検出センサ136は、通常、軸方向13aにおける両側の軸箱25の軸ばね33に対応して設置する。 左右での測定値が同一であることが既知である場合には、片側のみに設置してもよい。 演算部160は、軸力測定部115から供給される車軸13に作用する歪みデータ、アキシアル荷重測定部125から供給される軸箱25の軸方向13aの変位量データ、及びラジアル荷重測定部135から供給される軸ばね33の上下方向31における変位量データから、左右車輪11,12のそれぞれからレールに作用する各横圧及び各輪重を求める装置であり、演算処理部156と、記憶部152と、変換部161とを有する。 変換部161は、軸方向13aの変位量データをアキシアル荷重に、上下方向31における変位量データをラジアル荷重にそれぞれ変換する。 即ち、変換部161は、例えば、軸箱左右変位量とアキシアル荷重値との関係を予め計測し例えばテーブル形態で格納しておくことで、アキシアル荷重測定部125から供給される軸方向13aの変位量データをアキシアル荷重に変換する。 あるいは、演算式Fa1=g(y)、ここで、y:軸箱左右変位量、g( ):軸箱の左右特性の関数、を変換部161が有することで、この式からアキシアル荷重を算出してもよい。 ラジアル荷重についても同様に、軸ばね上下変位量とラジアル荷重値との関係を予め計測し例えばテーブル形態で格納しておくことで、ラジアル荷重測定部135から供給される上下方向31における変位量データをラジアル荷重に変換する。 あるいは、演算式Fr1=f(z)、ここで、z:軸ばね上下変位量、f( ):軸箱の上下特性の関数、を変換部161が有することで、この式からラジアル荷重を算出してもよい。 演算部160も演算部150と同様であり既に説明したようにコンピュータを用いて実現される。 よって、変換部161における上述した動作、機能は、対応するソフトウェアにより実行される。 演算処理部156は、実施形態3の演算処理部156、詳しくは実施形態2の演算処理部151と同様に、軸力測定部115から供給される車軸13に作用する歪みデータから車軸13の軸方向13aにおける軸力を求める。 さらに、変換部161による変換動作にてそれぞれ求めた、アキシアル荷重及びラジアル荷重を用いて、演算処理部156は、既に説明したように、左右車輪11,12のそれぞれからレールに作用する各横圧(Q)及び各輪重(P)を求める。 またさらに脱線係数(Q/P)を求めてもよい。 記憶部152は、演算処理部156にて求めた各横圧値及び各輪重値を、時間情報さらには軌道情報、運行情報等とともに格納する。 よって、検査時のみならず、営業運行時においても常時、各横圧値及び各輪重値を格納可能である。 また、脱線係数を格納してもよい。 以上説明したように構成される荷重測定装置104においても荷重測定装置102、103と同様に、計測が容易であり測定信頼性も確保しながら、製造及びコスト面でも従来に比べて優れているという効果を奏することができる。 各実施の形態2〜4で説明した荷重測定装置102〜104における構成を、さらには従来のいわゆるPQ輪軸の構成を、それぞれ適宜組み合わせた新たな構成の荷重測定装置(説明の便宜上、109と符番する)を作製することもできる。 尚、従来のPQ輪軸と組み合わせる場合、少なくとも横圧取得には荷重測定装置102等の構成を用いる。 また、上述の説明内で記載したように、実施の形態2〜4で説明した各荷重測定装置102〜104、あるいは前記荷重測定装置109のいずれかを備えた鉄道車両200(例えば図10)を構成することができる。 このような鉄道車両200によれば、荷重測定装置102〜104のいずれかを装備する場合には、既に説明したように計測の容易さ及び測定信頼性を確保しながら、通常の営業車両にて、少なくとも横圧計測が可能であり、従来に比べ大幅に試験時間及びコストを削減可能である。 実施の形態5: 車輪とレール間の力状態は、その摩擦係数、軌道の状態の変化、気温等の環境要因等により、新車製造時及び新線開業時から経時的に変化する。 よって営業線においても、常時あるいは定期的に少なくとも横圧値をチェックすることで、鉄道車両運行の安全性をより高いレベルで確保することが可能になる。 このように、荷重管理システム300は、荷重測定装置102〜104を備えた場合、いわゆるPQ輪軸のような特殊な計測用輪軸を用いることなく一般的な計測器を通常車両に設置することで、少なくとも上述したような安全性確保に寄与することが可能である。 さらにまた荷重管理システム300は、横圧値、輪重及び脱線係数の少なくとも一つを、軌道情報と絡めて分析することで、例えば、検討対象区間におけるスピードアップの可否等の判断基準を提供することも可能となる。 実施の形態6: 軌道計測装置450は、自軌道を走行する測定車両から、自軌道及び隣接軌道の各位置を測定して軌道間隔を測定する装置であり、既知の構成を適用可能である。 一方、分析部311は、横圧値が設定値を超え、かつ、軌道間隔が設定値以下の場合には、鉄道車両側に異常があると判断し、車両異常信号を出力する。 さらに、分析部311は、車両異常信号に基づいて、走行を継続できるか判断し、走行が継続可能であれば安全に走行できる速度になるよう減速指示を出力、あるいは走行が継続不可能であれば停止指示を出力する。 なお、これらの検出信号や減速指示、修繕の通知等は、鉄道事業者の指令所等に通知してもよい。 このように鉄道管理システム400は、軌道計測装置450をさらに備えているので、より高い安全性を確保するとともに、運転ダイヤの乱れを緩和することができる。 また、軌道または鉄道車両のいずれの修繕が必要であるか素早く判断することができる。 本発明は、鉄道車両の車輪とレールとの間の作用力を測定する荷重測定方法及び装置、この荷重測定装置を備えた鉄道車両、並びにこのような鉄道車両を備えた荷重管理システムに適用可能である。 13…車軸 102〜104…荷重測定装置、110…軸力測定部、 |