JP2652929B2 - 鉄道走行列車の騒音及び／又は振動の測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道線路沿線地域に伝播
される走行列車の騒音・振動の測定方法に関し、詳しく
は鉄道近傍の一地点に設置した騒音計及び／又は振動計
ともに走行列車から継続的に放射される電波の電界強度
測定器を併置して、その電界強度測定データによって、
騒音・振動測定データ中に混入した走行列車以外の発生
源からのデータを適確容易に識別し、所望データの整理
分析作業を能率化できる測定方法を得ることを目的とす
る。

【０００２】

【従来の技術】鉄道からの騒音・振動は、走行列車の高
速化，長大化に伴い、その影響範囲が拡大し、環境破壊
の公害問題を生じている。この対策のために、鉄道沿線
の広範囲な地域にわたって、走行列車を対象とした騒音
及び／又は振動の測定が行なわれている。上記の測定方
法は、通常環境庁告示に基づいて、鉄道騒音が住居地域
で７０ｄＢ（Ａ）、商工業地域で７５ｄＢ（Ａ）、鉄道
振動が７０ｄＢを超える地点で、上り下りの連続通過す
る２０本の列車毎に、騒音振動のピークレベルを読み取
り、その上位レベル１０個の平均値によって評価するも
のであり、該測定は午前６時から午後１２時までの間に
行うものとされている。さらに、その測定のさいに、走
行列車の種別、上り下りの区別、走行速度なども併せて
識別記録することが望まれている。

【０００３】従来上記の測定は、鉄道近傍の一地点に騒
音計・振動計とその測定データ記録装置を設置し、常時
作動状態とする方法が行なわれていたが、走行列車が通
過しない時の不要データが過大となり、又走行列車以外
の発生源からの混在データの識別が困難であるなどの欠
点があり、この欠点を排除するため、現場に常駐した測
定者の視覚・聴覚により走行列車の近接を感知した時点
で測定データ記録装置を入手により始動し、走行列車の
通過後に停止せしめるように操作する方法が一般に採用
され、その間に列車種別、上り下りの区別の目視確認及
びスピードガンやストップオッチにより走行速度の測
定、記録を行っている

【０００４】しかし、測定データ記録装置は、始動して
から正常作動状態となるまでの立ち上り時間は、３〜４
秒間を要し、人手操作時間を考慮すれば測定点正面に走
行列車の先頭が到達する時点の少くとも５秒前に走行列
車の近接を感知することが必要であるが、これは測定者
に過度の負担を強いることになるばかりでなく、天候気
象等の外部条件により往々にし感知遅れによる測定ミス
を生じ易かった。

【０００５】さらに、走行列車の接近感知を、自動化す
るため、騒音計と振動計を併置して、振動計の測定レベ
ルを常時コンピュータに取り込み、そのトリガーレベル
以上となった時点で測定データ記録装置を始動する方法
も既に提案されている（例えば環境庁主催、環境保全、
公害防止研究発表会講演要旨集、関谷一義外 １−１Ｂ
−１０，１９９０参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の測定方法
では、列車走行方向の自動識別は不可能であり、且つ走
行列車以外のダンプトラックその他の発生源からの騒音
・振動の不要データの混入採取を完全に排除することは
困難であり、又、振動レベルによって自動化する場合に
トリガーレベル以下の徐行列車の測定は脱落してしまう
などにより、省力化自動化した測定データの整理分析の
段階で手間がかかったり、データの信頼性が低下するな
どの問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は走行列車から常
時継続的に放射される電波を、騒音・振動の測定点にお
いて受信してその列車走行方向別の電界強度測定データ
によって、騒音・振動の測定データ中に含まれる走行列
車とそれ以外のものの識別分離を確実容易になし得るよ
うにしたものである。上記の走行列車から常時継続的に
放射される電波としては、その特徴的周波数成分を選択
受信することが必要であり、例えば新幹線電車の場合に
は、列車指令応答信号電波（４１４．２５ＭＨｚ，４１
２．１０ＭＨｚ）、パンタグラフ集電シュー部の放電電
波（２００ＫＨｚ〜５０ＭＨｚ範囲で、特に４００〜８
００ｋＨｚ帯、２０ＭＨｚ帯、３５ＭＨｚ帯が優勢して
いる）が好ましく利用されるが、その他の電気系統で継
続的に発生する放電電波も利用可能である。

【０００８】本発明は鉄道近傍の一地点に、騒音計及び
／又は振動計とともに、走行列車から継続的に放射され
る電波の列車走行方向別の電界強度測定器を併置するこ
とによって実施され、そのさいに各計測器とその測定デ
ータを記録するコンピュータを継続的に作動する方法、
又は各測定器を継続作動し、その電界強度測定データが
予め設定した走行列車の接近を感知する一定のトリガー
レベルを超えた時点で、各測定器の測定データ記録装置
を始動し、前記のトリガーレベルに低下した時点あるい
は予め設定した一定時間経過時に停止する方法が採用さ
れる。

【０００９】前者の方法は、走行列車の通過の有無にか
かわらず、測定点における総ての騒音及び／又は振動の
状態がコンピュータに記録され、或る場合には有用であ
るが、本発明の場合は、その記録データ中から、列車走
行方向別の電界強度測定データの一定レベル以上の範囲
に対応する騒音振動測定データを選別して出力表示する
ものである。 又、後者の方法は必要範囲の騒音振動測定
データを直接得ることができるものである。なお、後者
の測定データ記録の開始から停止までの一定時間とは、
測定対象の走行列車の列車長、走行速度などの予想条件
を考慮して、走行列車の接近を感知して記録開始後で走
行列車が測定点正面を通過するまでの時間に僅かな猶予
時間を加えた時間間隔とするものである。

【００１０】電界強度測定器は前記の走行列車から継続
的に放射される電波受信に適する無指向性又は指向性ア
ンテナ，増幅器，帯域フィルター，検波器，レベル演算
器，判断器及び外部機器制御器などの所要処理装置によ
り構成される。受信電波は増幅により信号雑音比を改良
し、感度を向上し、中間周波変換して帯域フィルターに
より所望の帯域波形とし検波により所望信号を得、これ
をレベル演算して一定の積分時間の二乗平均レベルの電
界強度レベル波形とし、あるいはパルス雑音電波の場合
は高速サンプリングとピーク値保持回路にＡ／Ｄ変換回
路を組合せて電界強度レべル波形とし、判断器を介して
記録装置に入力するものである。

【００１１】測定点における走行列車の騒音・振動レベ
ルは走行列車が測定点正面に近接する直前に急激に増大
し、列車先頭が正面点に達した時点から列車後尾が正面
点を経過する時点までの間にほぼピークレベルが継続
し、その後急激に減少するほぼ台形のレベル変動曲線を
示すものであり、通常、騒音と振動とはほぼ近似した曲
線形となるが、地形や地質などの条件により、やや相違
した曲線形となる場合もある。

【００１２】一方、測定点における走行列車からの電波
を無指向性アンテナで受信した場合には電界強度レベル
は走行列車の近接に従い漸増し、測定点正面位置を通過
する時にピークに達し、その後離隔するに従い漸減する
ほぼ正規分布曲線となる変化を示す。又、走行列車の近
接進行方向に対向した指向性アンテナで受信する場合に
はアンテナ指向軸線に走行列車が近接するに従い漸増
し、アンテナ指向軸線と測定点正面位置との間でピーク
に達しその後急減する。

【００１３】したがって、騒音計及び／又は振動計及び
電界強度測定器を継続作動し、その各測定データ記録装
置を継続作動又は走行列車の接近感知により始動して、
前記の騒音及び／又は振動の台形のレベル変動曲線とと
もに電界強度レベル変動波形の測定データを並列記録す
ることにより、走行列車とそれ以外の発生源のデータを
明瞭に区別することができる。

【００１４】前記の走行列車の接近感知は、電界強度測
定器による電界強度測定データに一定のトリガーレベル
を設定して行うことにより、測定データを記録装置の立
上り時間を保持して、測定データ記録装置を始動するこ
とができ、各測定レベルの増加変動範囲を完全に採取す
ることができる。

【００１５】前記の測定のさいの、走行列車の上り下り
の進行方向別の識別は、電界強度測定のさいに受信する
走行列車から放射される電波の異なる特徴的周波数成分
により、又は指向性アンテナの異方向の指向軸により、
あるいはその両方を併用することにより行うことができ
る。例えば、電波受信を無指向性アンテナで行う場合
は、上り下りのそれぞれ異なる周波数の電波を短時間毎
に交互受信するスキャニング及びその保持回路を設けて
その周波数別に区分表示する方法、電波受信を上り下り
の二方向に設置した二つの指向性アンテナを用いそれぞ
れの電界強度測定回路を別系統として上り下りの同一又
は異なる周波数の電波受信を区別表示する方法などが採
用できる。

【００１６】なお、前記の騒音及び／又は振動の測定
は、必要に応じて騒音・振動を同時にあるいはその一方
のみを行うものであり、そのさいに、測定点正面を通過
する走行列車を撮影するビデオカメラを設けて、電界強
度測定レベルによって、或いは騒音計又は振動計の測定
データ記録装置の作動と同期して作動制御せしめること
により、通過列車の種別、走行速度、走行方向その他パ
ンタグラフの状態などの資料を得ることができる。さら
に、必要ならば、走行列車の接近方向に向けたスピード
ガンを設けて、電界強度レベルによって作動制御せしめ
ることによって、走行速度データを得ることもできる。

【００１７】

【作用】本発明の測定方法は、前記の構成により、昼夜
にわたって天候気象に影響を受けることなく、走行列車
の通過による騒音・振動を他の発生源からのものと明確
に識別し得るデータを列車走行方向別に自動的に採取す
ることができ、そのさい特に測定データの記録を走行列
車の通過時間を含む小時間範囲に限定することもできる
ので、測定データの整理分析作業を著しく能率化するこ
とができる。

【００１８】

【実施例】本発明の測定方法を、図１のブロック図で示
した装置を用いた場合の実施例について説明する。図１
の装置は、電界強度測定器Ａ，計測装置Ｂ，コンピュー
タＣにより構成される。電界強度測定器Ａは、列車走行
方向別に、それぞれの走行列車から放射される電波受信
範囲を有する二つの指向性アンテナ１，１′と、それぞ
れの受信信号を処理する高周波増巾２，２′、局部発信
４，４′が加わる混合３，３′、中間周波増巾５，
５′、検波６，６′、レベル演算７，７′、Ａ／Ｄ変換
の各回路よりなる二系統の受信回路を経て、上り下り別
の受信電波の電界強度レベル値を、コンピュータＣのシ
ステムバス１０に継続的に入力するものである。

【００１９】測定装置Ｂは、マイクロホン２１と騒音計
レベルレコーダー２２とからなる騒音計測部２０、接地
したピックアップ３１と振動計レべルレコーダー３２と
からなる振動計測部３０及びテレビカメラ４１とビデオ
レコーダー４２からなる撮影部４０とを有し、騒音計レ
べルレコーダー２２及び振動計レベルレコーダー３２の
測定データはＡ／Ｄ変換１６を介してシステムバス１０
に入力されるとともにコンピュータＣからの作動指令及
びコンピュータＣへの応答信号の交信を行って作動制御
される。

【００２０】コンピュータＣは、ソフトウェア１３によ
り制御されるメモリ１１，ＣＰＵ１２及び記憶１４の各
部が、システムバス１０に交信可能に接続され、システ
ムバス１０から信号を受けるモニターディスプレイ，プ
リンターなど表示１５部が接続される。

【００２１】上記の装置を用いた本発明の測定方法を東
北新幹線の栗橋鉄橋附近において実験した実施例につい
て説明する。計測装置Ｂのマイックロホン２１，ピック
アップ３１及びテレビカメラ４１を鉄道線路の側方２５
ｍの地点に近接配置し、電界強度測定器Ａの二つの指向
性アンテナ１，１′をその近傍に配設して、それぞれの
所要回路を経て、任意の位置に設備したコンピュータＣ
に接続した。

【００２２】指向性アンテナ１，１′は、その指向軸線
の左右に約１５゜の拡開受信範囲を有し、その軸線方向
を測定点正面の線路点から上り及び下り方向に約３００
ｍの線路点に向けて配置するとともに、指向性アンテナ
１，１′の受信回路は上り列車の列車指令応答信号電波
（４１４．２５ＭＨｚ）、下り列車の列車の列車指令応
答電波（４１２．１０ＭＨｚ）を含む同調周波数帯を有
するものとする。

【００２３】電界強度測定装置Ａ及び計測装置Ｂを継続
作動せしめて、その電界強度測定データ，騒音・振動測
定データをコンピュータに入力記憶することにより、所
望範囲の出力データを得ることができる。図２は１９９
４年９月２０日の１６時４０分から１６時４３分の間の
指向性アンテナ１，１′で得られた上り下りの電波の電
界強度レベル及び騒音測定レベルの変動状態を併列出力
したデータ記録である。このデータ記録によれば、騒音
レベルは走行列車通過時及びダンプトラック通行時に大
きなピークを示すが、電界強度レベルは列車通過の前後
のみにピークを示し、その上り下りのピークの時間差に
よって、騒音ピークが上り下りの何れかの通過列車によ
るものか識別することができる。

【００２４】上記の実施例において、電界強度測定レベ
ルに一定のトリガーレベルを設定して、これを列車接近
識別情報として用いて、計測器の測定データ記録装置を
始動せしめ、その始動を約２０秒間継続した後停止する
ように制御すれば、所要データのみを採取することがで
きるものである。

【００２５】なお、前記の実施例における二つの指向性
アンテナを、一つの無指向性アンテナに代えて、上り下
りの異なる周波数の電波をスキャンニングして電界強度
測定を行うこともできる。図３はその電界強度レベルと
騒音レベルの経時データを併列したデータ記録であり、
このさい電界強度レベルに一定のトリガーレベル（Ｔ）
を設定して、騒音の測定データ記録装置の作動を制御す
れば、電界強度がトリガーレベルに達した時点から僅か
に遅れたイ点で騒音レベル記録が開始し、電界強度がト
リガーレベル（Ｔ）に低下したロ点で記録を停止して所
望範囲の騒音レベルを記録することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の測定方法
によれば、鉄道近傍の一地点に、騒音計及び／又は振動
計並びに必要に応じてテレビカメラ・スピードガンなど
とともに、走行列車から放射される電波の電界強度測定
器を設けて、その測定データ中に電界強度レべルデータ
を取り込むことにより、走行列車と他の発生源との混在
データから両者の明瞭に区別し得る測定データを得るこ
とができ、さらに電界強度，騒音・振動の何れかに所望
のトリガーレベルを設定して、各測定器の計測記録装置
の作動を自動制御することにより、所望範囲の測定記録
を得ることができ、したがって昼夜，天候などの外部条
件に影響されることなく長時間の自動測定を確実・効率
的にすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定方法の実施例において用いた装置
の回路のブロック図である。

【図２】実施例によって得られた電界強度レベルと騒音
レベルの対応関係を示す測定データのグラフである。

【図３】他の実施例における電界強度レベルと騒音レベ
ルの対応関係を示す測定データのグラフである。

【符号の説明】

１ 指向性アンテナ １′ 指向性アンテナ １０ システムバス ２０ 騒音計測部 ３０ 振動計測部 ４０ 撮影部 Ａ 電界強度測定器 Ｂ 計測装置 Ｃ コンピュータ Ｔ トリガーレベル

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道近傍の一地点に、騒音計及び／又は
   振動計とともに、走行列車から継続的に放射される電波
   の列車走行方向別のそれぞれの電界強度測定データを得
   る電界強度測定器を併置して、各計測器の継続作動下
   に、その電界強度測定値が、予め設定した一定のトリガ
   ーレベルを超えた時点で、各測定器の測定データ記録装
   置を始動し、前記のトリガーベレル以下に電界強度測定
   データが低下した時点あるいは始動後予め設定した一定
   時間経過時に記録装置を停止することを特徴とする鉄道
   走行列車の騒音及び／又は振動の測定方法。
2. 【請求項２】 鉄道近傍の一地点に、騒音計及び／又は
   振動計とともに、走行列車から継続的に放射される電波
   の列車走行方向別のそれぞれの電界強度測定データを得
   る電界強度測定器を併置して、各計測器の継続作動下に
   得られた各測定データをコンピュータに入力し、その電
   界強度測定データの一定レベル以上の範囲に対応する騒
   音及び／振動の測定データを、列車走行方向別の電界強
   度測定データとともに出力表示することを特徴とする鉄
   道走行列車の騒音及び／又は振動の測定方法。
3. 【請求項３】 走行列車から放射される電波受信を１個
   の無指向性アンテナで行ない、その受信電波同調回路
   に、列車走行方向別のそれぞれ異る同波数範囲の電波に
   対応するスキャニング回路を設けて、列車走行方向別の
   電界強度測定データを得る請求項１又は２の何れかに記
   載の鉄道走行列車の騒音及び／又は振動の測定方法。
4. 【請求項４】 列車走行方向別に、それぞれの走行列車
   から放射され同一又は異る周波数の電波受信を、列車進
   行方向のそれぞれに対向する２個の指向性アンテナによ
   り行って、列車走行方向別のそれぞれの電界強度測定デ
   ータを得る請求項１又は２の何れかに記載の鉄道走行列
   車の騒音及び／又は振動の測定方法。
5. 【請求項５】 騒音計及び／又は振動計と電界強度測定
   器とともに、測定点正面の列車通過位置を撮影するビデ
   オカメラを併置して、電界強度測定データの一定レベル
   以上の範囲に対応作動せしめて、その撮影データを他の
   測定データとともに記録又はコンピュータに入力する請
   求項１又は２の何れかに記載の鉄道走行列車の騒音及び
   ／又は振動の測定方法。
6. 【請求項６】 騒音計及び／又は振動計と電界強度測定
   器とともに、列車走行方向別に、接近する走行列車に指
   向した２個のスピードガンを設けて、走行方向別の電界
   強度測定データに従って、同一方向に指向したスピード
   ガンの作動を制御して得られた走行速度データを、他の
   測定データとともに記録又はコンピュータに入力する請
   求項１又は２の何れかに記載の鉄道走行列車の騒音及び
   ／又は振動の測定方法
7. 【請求項７】 電界強度測定器の受信電波が、走行列車
   から継続的に発信されている列車指令応答信号電波であ
   る請求項１又は２の何れかに記載の鉄道走行列車の騒音
   及び／又は振動の測定方法
8. 【請求項８】 電界強度測定器の受信電波が走行列車の
   パンダグラフ集電シュー部で発生する放電電波に含まれ
   る特徴的周波数成分である請求項４記載の鉄道走行列車
   の騒音及び／又は振動の測定方法。