JPS582373B2 - テツドウシヤリヨウヨウシヤリンノタイヤフラツトケンシユツソウチ - Google Patents
テツドウシヤリヨウヨウシヤリンノタイヤフラツトケンシユツソウチInfo
- Publication number
- JPS582373B2 JPS582373B2 JP50038077A JP3807775A JPS582373B2 JP S582373 B2 JPS582373 B2 JP S582373B2 JP 50038077 A JP50038077 A JP 50038077A JP 3807775 A JP3807775 A JP 3807775A JP S582373 B2 JPS582373 B2 JP S582373B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- rail
- measurement section
- tire flat
- tire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鉄道車両用車輪のタイヤフラットの検出方法
に関する。
に関する。
鉄道車両の車輪に作用するブレーキ力が車輪とレールの
間の粘着限界力(粘着係数と軸重の積)に比べて過大と
なると車輪の回転が停止したまま車輪が進行する、いわ
ゆる滑走現象が生じ、車輪のレールとの接触部が平坦に
削られることがある。
間の粘着限界力(粘着係数と軸重の積)に比べて過大と
なると車輪の回転が停止したまま車輪が進行する、いわ
ゆる滑走現象が生じ、車輪のレールとの接触部が平坦に
削られることがある。
この平坦に削られた部分をタイヤフラットと称している
。
。
周知のように、車輪はタイヤフラットが存在しなければ
レール上を円滑に転動ずる。
レール上を円滑に転動ずる。
ところが、タイヤフラットが存在すると、その部分でレ
ールを衝撃的に叩くため、車輪軸に衝撃的な上下振動が
発生し、軸ばねを介して車体振動を誘起し乗心地を害す
るばかりでなく、レールおよび車輪に衝撃的荷重が加わ
り損傷の原因となる。
ールを衝撃的に叩くため、車輪軸に衝撃的な上下振動が
発生し、軸ばねを介して車体振動を誘起し乗心地を害す
るばかりでなく、レールおよび車輪に衝撃的荷重が加わ
り損傷の原因となる。
その上、フラット部分でレールを衝撃的に叩くため大き
な騒音を発生する原因ともなっていた。
な騒音を発生する原因ともなっていた。
そのため、鉄道車両の検査、修理時に車輪のタイヤフラ
ットを目視により検出し、定められた基準以上のものに
ついてはフラット部分がなくなるよう削正するようにし
ていた。
ットを目視により検出し、定められた基準以上のものに
ついてはフラット部分がなくなるよう削正するようにし
ていた。
しかるに、目視によりタイヤフラットを検出することは
困難であり、かつ多くの人員と時間を要するという問題
があった。
困難であり、かつ多くの人員と時間を要するという問題
があった。
このため、最近になり車輪のタイヤフラットの検出が迅
速かつ的確に行なえる検出装置の開発が要望されてきた
。
速かつ的確に行なえる検出装置の開発が要望されてきた
。
本発明は、かかる要望を達成するためになされたもので
、その目的とするところは、既設されたレール軌道およ
び枕木等を何ら変更せず、しかも簡単に車輪のタイヤフ
ラットを検出できる検出方法を提供するにある。
、その目的とするところは、既設されたレール軌道およ
び枕木等を何ら変更せず、しかも簡単に車輪のタイヤフ
ラットを検出できる検出方法を提供するにある。
本発明は、車輪のフラットが大きいとレールに加わる衝
撃力もそれに比例して大きくなり、その結果、車輪によ
りレールに加わる曲げモーメントが大きくなることに着
目したものであり、レールを支持する枕木間における曲
げモーメントを検出し、これにより車輪のタイヤフラッ
トを検出するようにしたものである。
撃力もそれに比例して大きくなり、その結果、車輪によ
りレールに加わる曲げモーメントが大きくなることに着
目したものであり、レールを支持する枕木間における曲
げモーメントを検出し、これにより車輪のタイヤフラッ
トを検出するようにしたものである。
以下実施例につき説明する。
第1図は、本発明の−実施例を示す図で、レール1は道
床2に設けられた枕木S1〜S3によって支持されてい
る。
床2に設けられた枕木S1〜S3によって支持されてい
る。
検出装置G1〜G4は、レール1の下端部に設けられ、
車輪8による曲げモーメントを検出するもので、この種
の検出装置としては、たとえば抵抗線歪ゲージがあげら
れる。
車輪8による曲げモーメントを検出するもので、この種
の検出装置としては、たとえば抵抗線歪ゲージがあげら
れる。
各検出装置G1〜G4の検出出力は加算器3で加算され
る。
る。
この加算器3の出力は増巾器4で増巾され、正常な車輪
8によっても発生する不必要な周波数成分をP波器5で
除去する。
8によっても発生する不必要な周波数成分をP波器5で
除去する。
したがって、濾波器5の出力は、タイヤフラットの衝撃
によって生じた周波数成分の信号のみとなる。
によって生じた周波数成分の信号のみとなる。
このp波器5の出力をたとえばXYレコーダ等によって
記録すれば、車輪のタイヤフラットを検出することがで
きる。
記録すれば、車輪のタイヤフラットを検出することがで
きる。
図では、涙波器5の出力を、さらに比較器6の入力とし
、この比較器6で予め定めた基準値と比較する。
、この比較器6で予め定めた基準値と比較する。
そして濾波器5の出力が基準値より大きいときに比較器
6は出力を発生し、この出力を表示装置若しくは上記の
如き記録装置に送り、車輪8のタイヤフラットを判別す
るものである。
6は出力を発生し、この出力を表示装置若しくは上記の
如き記録装置に送り、車輪8のタイヤフラットを判別す
るものである。
なお、各検出装置G1〜G4の配置は、枕木間若しくは
枕木上さらに枕木間のレール下面に設けても実用上はさ
しつかえないが、発明者の実験によれば、図に示すよう
に区間ABを測定区間とした場合には、枕木S2に対し
、検出装置G1とG4及び検出装置G2と03を夫々対
称に配置したほうが、測定区間を車輪が移勤したときの
加算器3の出力がほぼ一様になり最も適していることが
判った。
枕木上さらに枕木間のレール下面に設けても実用上はさ
しつかえないが、発明者の実験によれば、図に示すよう
に区間ABを測定区間とした場合には、枕木S2に対し
、検出装置G1とG4及び検出装置G2と03を夫々対
称に配置したほうが、測定区間を車輪が移勤したときの
加算器3の出力がほぼ一様になり最も適していることが
判った。
第1図では車輪8のみ図示しているが、本装置の特徴は
車両から輪軸を取りはずさないで通常使用されている状
態で車両を本装置が設置されている既設のレール上を走
行せしめることによって車輪のタイヤフラットを検出で
きる。
車両から輪軸を取りはずさないで通常使用されている状
態で車両を本装置が設置されている既設のレール上を走
行せしめることによって車輪のタイヤフラットを検出で
きる。
次に本装置の動作を説明する。
第2図のようにタイヤフラットを有する車輪8が矢示の
方向に転動したとすると、加算器3の出力は第2図aの
ごとくなる。
方向に転動したとすると、加算器3の出力は第2図aの
ごとくなる。
この波形は通常の砂利道床における実測値を示したもの
で、正常な車輪が通過したときに生ずる出力(第2図か
らタイヤフラットによる高周波数成分を除いたもの)は
、A−B間で若干の凹凸はあるがほぼ一様とみなしうる
。
で、正常な車輪が通過したときに生ずる出力(第2図か
らタイヤフラットによる高周波数成分を除いたもの)は
、A−B間で若干の凹凸はあるがほぼ一様とみなしうる
。
このことは次のように説明できる。
すなわち、輪重(車輪上重量)をP1枕木S1とA点間
の距離をl1、枕木S1と検出装置G2間距離を1!2
とする。
の距離をl1、枕木S1と検出装置G2間距離を1!2
とする。
車輪が枕下間の中央A点にあるときは左右の枕木で主と
して輪重Pを支えるので、枕木に加わる力はP/2であ
り、加算器3の出力はG1の出力が大部分で、該出力は
A点のモーメントP/2l1に比例した値c・P/2l
1(ただし、Cは比例係数)である。
して輪重Pを支えるので、枕木に加わる力はP/2であ
り、加算器3の出力はG1の出力が大部分で、該出力は
A点のモーメントP/2l1に比例した値c・P/2l
1(ただし、Cは比例係数)である。
車輪8が枕木S2の上にあるときは王として枕木S2′
が輪重Pを支えるが、道床ヌに弾性かあるため枕木s2
が沈下し枕木S1、S3にも荷重が加わる。
が輪重Pを支えるが、道床ヌに弾性かあるため枕木s2
が沈下し枕木S1、S3にも荷重が加わる。
その値をPのa倍とおくと加算器3の出力は次のごとく
である。
である。
G1とG4による成分は等しく曲げモーメントaPl1
に比例した値CaPl1であり、G2、G3による成分
も等しく曲げモーメントaPl2に比例した値CaPA
2であり、G1、G2、G3、G4による成分はそれら
の和2Ca(l1+l2)Pとなり、第2図aに示す実
測値のように車輪がA点にあるときと枕木S2上にある
ときの加算器3の出力がほぼ等しいことから となる。
に比例した値CaPl1であり、G2、G3による成分
も等しく曲げモーメントaPl2に比例した値CaPA
2であり、G1、G2、G3、G4による成分はそれら
の和2Ca(l1+l2)Pとなり、第2図aに示す実
測値のように車輪がA点にあるときと枕木S2上にある
ときの加算器3の出力がほぼ等しいことから となる。
すなわち、車輪が枕木S2上にあるときの隣り。
枕木に加わる力はaP1/4・l1/(l1+l2)で
ある。
ある。
このaの数値は妥当な数値であるから車輪がA点にある
ときと枕木S2上にあるときで加算器3の出力がほぼ等
しくなることは納得できる。
ときと枕木S2上にあるときで加算器3の出力がほぼ等
しくなることは納得できる。
A点と枕木S2間に車輪があるときも同様に考えれば車
輪がA点にあるときとほぼ同様の出力とな,ることが理
解できる。
輪がA点にあるときとほぼ同様の出力とな,ることが理
解できる。
枕木S2B点間についても同様である。
ダイヤフラットがレールヲ叩イたときには輪重Pが車輪
レールからなる振動系の固有振動数で変動し、第2図の
ような高周波数成分を生じ、沢波器5の出力は第2図b
のように該高周波数成分のみとなる。
レールからなる振動系の固有振動数で変動し、第2図の
ような高周波数成分を生じ、沢波器5の出力は第2図b
のように該高周波数成分のみとなる。
この高周波数成分も、低周波数成分と同様A−B間で出
力感度がほぼ一様となることは実験により確かめられて
おり、上記のPが変動すると考えれば、上記のPに対す
る説明と同様に説明することができる。
力感度がほぼ一様となることは実験により確かめられて
おり、上記のPが変動すると考えれば、上記のPに対す
る説明と同様に説明することができる。
このA+B間を測定区間と以後称する。
なお、上述の実施例において、測定区間A−Bの間隔と
しては、車輪の全周に渡ってタイヤフラットを検出でき
るものでなければならない。
しては、車輪の全周に渡ってタイヤフラットを検出でき
るものでなければならない。
したがって第1図に示すような測定区間A−Bでは、車
輪の全周にわたって測定不可能な場合は、さらに他の枕
木間(図上S1より左側、S2とS4間)に検出装置を
取付けて、これら全ての検出装置の出力を加算器3で総
和をとればよい。
輪の全周にわたって測定不可能な場合は、さらに他の枕
木間(図上S1より左側、S2とS4間)に検出装置を
取付けて、これら全ての検出装置の出力を加算器3で総
和をとればよい。
しかしながら、1測定区間を余り長くしすぎると検出装
置の感度が低下する問題がある。
置の感度が低下する問題がある。
これを解決したタイヤフラットの検出装置の実施例を第
3図に示す。
3図に示す。
第3図において、G1′〜G4′は新たに追加した検出
装置で、各検出装置は枕木s3に対称に配置されている
。
装置で、各検出装置は枕木s3に対称に配置されている
。
3′は加算器、4′は増幅器、5′は炉波器であり、そ
れぞれ第1図に示す3,4,5の構成と同様のものであ
る。
れぞれ第1図に示す3,4,5の構成と同様のものであ
る。
9,9′は戸波器5,5′の出力の高位値を検出するた
めのダイオードである。
めのダイオードである。
G1、G2、G3、G4よりなる測定区間とG1′、G
2′、G3′、G4’よりなる測定区間はG1′とG4
の間だけオーバラツブしているので両測定区間のつなぎ
めに不感帯は生じない。
2′、G3′、G4’よりなる測定区間はG1′とG4
の間だけオーバラツブしているので両測定区間のつなぎ
めに不感帯は生じない。
このように測定区間を複数個に分割すれば、検出装置の
検出感度が低下することがない。
検出感度が低下することがない。
G1、G2、G3、G4よりなる測定区間の輪重Pに対
する増幅器4の出力感度とG1′、G2’、G3′、G
4′よりなる測定区間の輪重Pに対する増幅器4′の出
力感度が十分一致している場合には、第4図のように構
成することができる。
する増幅器4の出力感度とG1′、G2’、G3′、G
4′よりなる測定区間の輪重Pに対する増幅器4′の出
力感度が十分一致している場合には、第4図のように構
成することができる。
すなわち、増幅器4,4′の出力の高位置をさきにとり
出し、該高位置を沖波器に入れてタイヤフラットにより
生じた高周波数成分をとり出すものである。
出し、該高位置を沖波器に入れてタイヤフラットにより
生じた高周波数成分をとり出すものである。
このようにすれば、装置が簡単になるばかりでなく、隣
接した車輪の影響を受けにくい利点がある。
接した車輪の影響を受けにくい利点がある。
すなわち、いま、かりに供試車輪がG1′〜G4’より
なる測定区間にあり、隣接した車輪が枕木S1の左方に
あるとすると、隣接車輪にタイヤフラットがあったとし
ても、増幅器4′の出力の方が4の出力より高位となる
ため4の出力はとりだされない。
なる測定区間にあり、隣接した車輪が枕木S1の左方に
あるとすると、隣接車輪にタイヤフラットがあったとし
ても、増幅器4′の出力の方が4の出力より高位となる
ため4の出力はとりだされない。
したがって隣接車輪から感度を有する地点(G1′〜G
4’よりなる測定区間)までの距離が離れているので、
隣接車輪の影響が少なくなる。
4’よりなる測定区間)までの距離が離れているので、
隣接車輪の影響が少なくなる。
同様な場合に第3図ではG1〜G4よりなる測定区間が
隣接車輪の影響で出力を出し、該出力は隣接車輪に近い
ため第4図の場合にくらべて若干大きくなるものである
。
隣接車輪の影響で出力を出し、該出力は隣接車輪に近い
ため第4図の場合にくらべて若干大きくなるものである
。
第3図に示すような測定区間の延長方法の場合、測定区
間内に2個の車輪が進入すると、タイヤフラットを有す
る車輪を判別できない問題がある。
間内に2個の車輪が進入すると、タイヤフラットを有す
る車輪を判別できない問題がある。
どの車輪にタイヤフラットがあるのかを正確に判別する
には、第5図に示すように行なえばよい。
には、第5図に示すように行なえばよい。
すなわち、1測定区間の長さをほぼ1/2車輪周程度と
し、この測定区間を2箇所車輪周に等しい距離隔てて設
ければ、全車輪周のタイヤフラットの検出が可能となり
、確実にどの車輪にタイヤフラットがあるのかを判別で
きる。
し、この測定区間を2箇所車輪周に等しい距離隔てて設
ければ、全車輪周のタイヤフラットの検出が可能となり
、確実にどの車輪にタイヤフラットがあるのかを判別で
きる。
なお、第5図に示す測定区間を1/3車輪周程度にした
場合には、この測定区間を3箇所車輪周に等しい距離隔
てて設ければよい。
場合には、この測定区間を3箇所車輪周に等しい距離隔
てて設ければよい。
要するに測定区間を1/n車輪周程度にした場合、この
測定区間をn箇所車輪周に等しい距離隔てて設ければよ
い。
測定区間をn箇所車輪周に等しい距離隔てて設ければよ
い。
実用上は、測定区間を1/2若しくは1/3車輪周程度
にした方が好ましい。
にした方が好ましい。
なお、第1図、第3図および第5図で、タイヤフラット
により生じた高周波数成分をとり出しているが、必らず
しもそれに限定されるものではなく、時間的変化におけ
る最大値などによってもタイヤフラットが検出できる。
により生じた高周波数成分をとり出しているが、必らず
しもそれに限定されるものではなく、時間的変化におけ
る最大値などによってもタイヤフラットが検出できる。
又、タイヤフラットによる出力値は車速、輪重に依存す
るので、図示しない装置により車速、輪重を検出し、該
検出値によって基準値を補正すればよい。
るので、図示しない装置により車速、輪重を検出し、該
検出値によって基準値を補正すればよい。
ところで、前記本発明のほかに、枕木から等距離はなく
て少なくとも2個の歪ゲージをレール上に取付けて、車
輪が通過するとき該レールに生ずる剪断力の差を検出し
、その出力の高周波成分が異常値となることによってタ
イヤフラットを検出する試みも既になされている。
て少なくとも2個の歪ゲージをレール上に取付けて、車
輪が通過するとき該レールに生ずる剪断力の差を検出し
、その出力の高周波成分が異常値となることによってタ
イヤフラットを検出する試みも既になされている。
しかし、前記両者を比較した場合、正常な車輪が転動し
ているときに生ずる出力の立上りの時間に対する変化が
、本発明のほうが緩慢となり、その結果前記出力変化の
除去が容易になる利点がある。
ているときに生ずる出力の立上りの時間に対する変化が
、本発明のほうが緩慢となり、その結果前記出力変化の
除去が容易になる利点がある。
このため、本発明は上記試みに比べて車輪がより早い速
度で転動してもタイヤフラットを容易に検出することが
できる。
度で転動してもタイヤフラットを容易に検出することが
できる。
以上説明したように本発明では、車輪によりレールに加
わる曲げモーメントを検出して車輪のタイヤフラットを
検出することにより、レール軌道、枕木等を何ら変更す
ることなく、既設のものに適用でき、タイヤフラットの
検出が迅速かつ的確に実施でき、車両の検査待ち時間が
短縮され、車両の運用効率が向上する。
わる曲げモーメントを検出して車輪のタイヤフラットを
検出することにより、レール軌道、枕木等を何ら変更す
ることなく、既設のものに適用でき、タイヤフラットの
検出が迅速かつ的確に実施でき、車両の検査待ち時間が
短縮され、車両の運用効率が向上する。
第1図は本発明の一実施例となる車輪のタイヤフラット
検出装置を示す図、第2図はその動作を説明するための
図、第3図は本発明の他の実施例を示す図、第4図はそ
の変形例を示す図、第5図は本発明のさらに別の実施例
を示す図である。 符号の説明、1……ルール、2……道床、S……枕木、
G……曲げモーメント検出装置、3……加算器、4……
増幅器、5……濾波器、6……比較器、7……比較器出
力、8……車輪、P……輪重、9……ダイオード。
検出装置を示す図、第2図はその動作を説明するための
図、第3図は本発明の他の実施例を示す図、第4図はそ
の変形例を示す図、第5図は本発明のさらに別の実施例
を示す図である。 符号の説明、1……ルール、2……道床、S……枕木、
G……曲げモーメント検出装置、3……加算器、4……
増幅器、5……濾波器、6……比較器、7……比較器出
力、8……車輪、P……輪重、9……ダイオード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 鉄道車両用車輪をレール上に転動させて、前記車輪
のタイヤフラットを検出するに際し、前記レールを支持
する枕木間における前記車輪により前記レールに加わる
曲げモーメントを検出する手段をレール若しくは枕木の
いずれか一方に複数設けて、近接する複数個の検出手段
の両端間を単位の測定区間とし、この測定区間内の前記
検出手段の出力の和により前記車輪のタイヤフラットを
検出するようにしたことを特徴とする鉄道車両用車輪の
タイヤフラット検出方法。 2 鉄道車両用車輪をレール上に転動させて、前記車輪
のタイヤフラットを検出するようにしたものにおいて、
前記レールを支持する枕木間における前記車輪により前
記レールに加わる曲げモーメントを検出する手段をレー
ル若しくは枕木のいずれか一方に複数設け、近接せる複
数個の検出手段の両端間を単位の測定区間とすると共に
、この単位測定区間を複数個並設して得られる測定区間
の長さが前記車輪の全周とほぼ等しくなるように設定し
、しかして前記測定区間内の前記検出手段の出力の和よ
り前記車輪のタイヤフラットを検出するようにしたこと
を特徴とする鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出方法
。 3 鉄道車両用車輪をレール上に転動させて、前記車輪
のタイヤフラットを検出するようにしたものにおいて、
前記レールを支持する枕木間における前記車輪により前
記レールに加わる曲げモーメントを検出する手段をレー
ルに複数設けると共に、複数個の検出手段を前記枕木に
対して対称に配置し、かつ近接せる複数個の検出手段の
両端間を単位の測定区間とし、しかして前記測定区間内
の前記検出手段の出力の和より前記車輪のタイヤフラッ
トを検出するようにしたことを特徴とする鉄道車両用車
輪のタイヤフラット検出方法。 4 鉄道車両用車輪をレール上に転動させて、前記車輪
のタイヤフラットを検出するようにしたものにおいて、
前記レールを支持する枕木間における前記車輪により前
記レールに加わる曲げモーメントを検出する手段をレー
ル若しくは枕木のいずれか一方に複数設け、近接せる複
数個の検出手段の両端間を単位の測定区間とすると共に
、前記単位の測定区間を複数個並設して得られる測定区
間の長さが前記車輪の1/n車輪周とほぼ等しくなるよ
うに設定し、この測定区間をn個前記車輪の全周にほぼ
等しい間隔で設け、しかして前記測定区間内の前記検出
手段の出力の和より前記車輪のタイヤフラットを検出す
るようにしたことを特徴とする鉄道車両用車輪のタイヤ
フラット検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50038077A JPS582373B2 (ja) | 1975-03-31 | 1975-03-31 | テツドウシヤリヨウヨウシヤリンノタイヤフラツトケンシユツソウチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50038077A JPS582373B2 (ja) | 1975-03-31 | 1975-03-31 | テツドウシヤリヨウヨウシヤリンノタイヤフラツトケンシユツソウチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51113752A JPS51113752A (en) | 1976-10-07 |
| JPS582373B2 true JPS582373B2 (ja) | 1983-01-17 |
Family
ID=12515416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50038077A Expired JPS582373B2 (ja) | 1975-03-31 | 1975-03-31 | テツドウシヤリヨウヨウシヤリンノタイヤフラツトケンシユツソウチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582373B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11926351B2 (en) | 2020-09-01 | 2024-03-12 | Bnsf Railway Company | Apparatus and method for wear detection of railroad vehicle wheels |
| JP7507134B2 (ja) * | 2021-10-08 | 2024-06-27 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 縦まくらぎの管理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5248361A (en) * | 1975-10-15 | 1977-04-18 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electronic alarm timepiece having means for detecting service life of battery |
-
1975
- 1975-03-31 JP JP50038077A patent/JPS582373B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51113752A (en) | 1976-10-07 |
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