JPS6314895B2 - - Google Patents

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JPS6314895B2
JPS6314895B2 JP57169814A JP16981482A JPS6314895B2 JP S6314895 B2 JPS6314895 B2 JP S6314895B2 JP 57169814 A JP57169814 A JP 57169814A JP 16981482 A JP16981482 A JP 16981482A JP S6314895 B2 JPS6314895 B2 JP S6314895B2
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JP
Japan
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ride comfort
comfort level
pulse
vertical
setting
Prior art date
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Expired
Application number
JP57169814A
Other languages
English (en)
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JPS5960340A (ja
Inventor
Yoshihiko Sato
Norihiko Mochinaga
Makio Kamya
Yukio Takino
Minoru Toyoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
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Publication date
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Priority to JP57169814A priority Critical patent/JPS5960340A/ja
Publication of JPS5960340A publication Critical patent/JPS5960340A/ja
Publication of JPS6314895B2 publication Critical patent/JPS6314895B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/06Steering behaviour; Rolling behaviour

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔1〕 技術分野 本発明は、鉄道車両に搭載されることにより、
鉄道車両の振動を、人体の感覚に対応するように
補正して乗心地レベルとして測定する乗心地測定
装置に関し、特に軌道と対応づけて乗心地レベル
を測定する軌道用乗心地測定装置に関する。
〔2〕 従来技術 近年、列車内の快適性を高めて、旅客輸送の品
質を向上するため、車両の乗心地改善の要請は、
ますます高くなつている。
そして、車両の乗心地を支配する要因の1つ
に、軌道の状態があり、乗心地の改善を図るため
には、軌道管理を向上させる必要がある。また、
そのためには、軌道と対応づけて乗心地を定量的
に把握する必要がある。
しかるに、従来においては、軌道と対応づけて
車両の乗心地を定量的に測定できる装置が存在し
なかつた。
〔3〕 発明の目的 本発明は、上述のような事情に鑑みてなされた
ものであり、鉄道車両に搭載することにより、軌
道と対応づけて車両の乗心地を定量的に測定でき
る軌道用乗心地測定装置を提供することを目的と
する。
〔4〕 発明の構成 本発明による軌道用乗心地測定装置は、初期キ
ロ程を設定される初期キロ程設定手段と、列車方
向の上り、下りの別を設定される上り/下り設定
手段と、上下方向の乗心地レベルの瞬時値の限度
値を設定される上下方向限度乗心地レベル設定手
段と、左右方向の乗心地レベルの瞬時値の限度値
を設定される左右方向限度乗心地レベル設定手段
と、一定軌道長毎にパルスを発生させるための第
一のパルス発生手段と、任意区間の始点および終
点においてパルスを発生させるための第二のパル
ス発生手段と、上下方向の振動加速度を検出する
上下方向加速度計と、左右方向の振動加速度を検
出する左右方向加速度計と、前記上下方向加速度
計、左右方向加速度計の出力を、振動の周波数に
対する人体の感受性を示す等感覚曲線に基づいて
それぞれ加重補正する上下振動用乗心地フイルタ
および左右振動用乗心地フイルタと、これらの乗
心地フイルタの出力に基づいて得られるアナログ
信号をA/D変換するA/D変換器と、前記初期
キロ程設定手段に設定されている初期キロ程、前
記上り/下り設定手段に設定されている列車方向
の上り、下りの別、および前記第一のパルス発生
手段から出力されるパルスのタイミングに基づい
て、キロ程を演算する手段と、前記第一のパルス
発生装置から出力されるパルスのタイミング、前
記第二のパルス発生手段から出力されるパルスの
タイミング、および前記A/D変換器の出力に基
づいて、上下方向および左右方向について、一定
の軌道長毎の乗心地レベル、一定軌道長毎におい
て、乗心地レベルの瞬時値が前記限度乗心地レベ
ル設定手段に設定されている限度値以上となつた
頻度、および前記任意区間における乗心地レベル
を演算する手段とを有してなるものである。
〔5〕 実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいてさ
らに詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。1は上下方向加速度計、2は左右方向加速
度計であり、これらの加速度計1,2はいずれも
抵抗線式の加速度計からなり、本乗心地測定装置
が鉄道車両に搭載されることにより、それぞれ上
下方向、左右方向の振動加速度を電気信号に変換
して出力する。前記上下方向加速度計1の出力
は、増幅器3を介して上下振動用乗心地フイルタ
4に入力される一方、前記左右方向加速度計2の
出力は、増幅器5を介して左右振動用乗心地フイ
ルタ6に入力される。
ここで、前記フイルタ4,6は、特願昭56−
144562号(特開昭58−47234号公報参照)に開示
されている上下、左右振動用乗心地フイルタと同
等のものであり、それぞれ上下、左右方向の振動
の周波数に対する人体の感受性に応じた等感覚曲
線に基づいて、加速度計1,2から出力される振
動加速度を、人体の受ける感覚と等価な振動加速
度に加重補正するものである。すなわち、各フイ
ルタ4,6は、前記等感覚曲線の逆数の特性を有
し、人体の振動感覚が鋭い周波数成分について
は、その大きさを大きく評価し、逆にその振動感
覚が鈍い周波数成分については、その大きさを小
さく評価するものである。
前記各フイルタ4,6から出力される重み付け
波形x(t)は、マルチプレクサ7に入力される。
このマルチプレクサ7は、後述する演算制御部1
9に、上下方向および左右方向の乗心地レベルの
演算を時分割により並行して行わせるためのもの
であり、1/2Δtの周期(本実施例では、Δt=25
〔ms〕)でフイルタ4,6の出力を交互に選択す
る。8はサンプルホールド回路であり、マルチプ
レクサ7の出力を、マルチプレクサ7に同期し
て、1/2Δtのサンプリング周期でサンプルホー
ルドする。したがつて、上下または左右の1方向
についてみると、前記重み付け波形x(t)は、
Δtのサンプリング周期でサンプルホールドされ
る。そして、上述のようにしてサンプルホールド
されたアナログ値は、A/D変換器9によりデイ
ジタル値に変換される。
10は一定周期の刻時パルスpを発生する刻時
パルス発生回路である。11は押しボタンスイツ
チからなる500mスイツチであり、列車の運転台
等に搭載した人が地上の500mキロポストを見て、
通過点で押すことにより、軌道500〔m〕毎のパル
スであるところの500mパルスqを、バツフア回
路13を介して発生するようになつている。12
は押しボタンスイツチからなる区間スイツチであ
り、任意区間における乗心地レベルを測定する
際、その任意区間の始点および終点において人が
押すことにより、バツフア回路14を介して区間
パルスrを発生するようになつている。
なお、500mスイツチ11および区間スイツチ
12は、いずれも、本体(図示せず)と、この本
体にコードを介して接続された遠隔操作用の押し
ボタン箱(図示せず)との両方に設けられてい
る。また、本実施例においては、500mスイツチ
11とバツフア回路13が前記第一のパルス発生
手段を構成し、区間スイツチ12とバツフア回路
14が前記第二のパルス発生手段を構成してい
る。
15はデイジタルスイツチからなる初期キロ程
設定器であり、測定開始地点のキロ程を設定する
ためのものである。16は上り/下り設定器であ
り、後述するキロ程演算時の条件として、測定を
行う車両の方向が上り線であるか、下り線である
かを設定するためのものである。17,18はそ
れぞれデイジタルスイツチからなる上下方向限度
乗心地レベル設定器、左右方向限度乗心地レベル
設定器であり、上下方向、左右方向の乗心地レベ
ルの瞬時値の限度値(実際には、後述する自乗平
均値の限度値Zk)を設定するためのものである。
19はマイクロコンピユータからなる演算制御
部、20は演算制御部19にアクセスされるメモ
リ、21はプリンタ制御回路、22はプリンタ、
23は本体側キロ程表示器、24は押しボタン箱
側キロ程表示器である。
なお、機械的構成に関してみると、以上の各ブ
ロツク1〜24のうち、500mスイツチ11およ
び区間スイツチ12は前記のように本体と押ボタ
ン箱との両方に設けられており、押ボタン側キロ
程表示器24は押ボタン箱に設けられており、そ
の他のブロツクは本体に設けられている。
前記演算制御部19は、A/D変換器9、刻時
パルスp、500mパルスq、区間パルスr、初期
キロ程設定器15の設定値、上り/下り設定器1
6の設定値、上下方向限度乗心地レベル設定器1
7の設定値、および水平方向限度乗心地レベル設
定器18の設定値を入力として、以下に述べる
種々の処理を行う。
(イ) 軌道500〔m〕毎、および任意区間における乗
心地レベルの演算 A/D変換器9の出力から、時分割処理によ
つて、上下方向および左右方向について、それ
ぞれ次式により重み付け振動加速度の実効値
(自乗平均値の平方根)a〔m/s2〕を求める。
a=√1(EB)・∫TE TB 2()…(1) そして、さらにこの実効値aから、次式によ
り乗心地レベルLTを求める。
LT=20log10(a/aref) …(2) ここで、(1)式におけるTB、TEは、評価を行
う振動波形の始点と終点の時刻を表わす。すな
わち、軌道500〔m〕毎の乗心地レベルの演算に
おいては、TB、TEは500mスイツチ11が押さ
れた時刻(500mパルスqの発生時刻)であり、
任意区間における乗心地レベルの演算において
は、TB、TEは区間スイツチ12が押された時
刻(区間パルスrの発生時刻)である。また、
(2)式におけるaref=10-5〔m/s2〕である。
ここで、演算制御部19は、前記(2)式による
軌道500〔m〕毎、および任意区間における乗心
地レベルLTの演算を、具体的には次のように
して行う。
上下方向および左右方向について、それぞれ
Δtのサンプリング周期で次々とA/D変換器
9から出力されるデイジタル値をXi(iはサン
プル数)とするものとし、500mパルスqまた
は区間パルスrを入力した場合に、それぞれ サンプル数i=0 …(3) 自乗平均値i=0 …(4) とする。
そして、以後、Δt毎に、iをプラス1し、
かつ i={(i−1)・i-1+Xi 2}/i …(5) の演算を行い、その後、再び500mパルスqま
たは区間パルスrを入力したならば、次式で軌
道500〔m〕毎または任意区間における乗心地レ
ベルLTを求める。
LT=10log10i/a2 ref) …(6) (ハ) 乗心地レベルの瞬時値の演算および限度値以
上の乗心地レベルの瞬時値の発生回路のカウン
ト 時々刻々の乗心地の変化を監視するため、乗
心地レベルの瞬時値L(t)(平均時間T=TE
−TBを、等感覚曲線の下限の振動数の周期に
相当する2秒としたときの乗心地レベル)を次
式より求める。
L(t)=10log10(1/2∫t t-2x2(λ)dλ/a2 re
f
) …(7) また演算制御部19は、この(7)式による乗心
地レベルの瞬時値L(t)の演算を、具体的に
は、次のようにして行う。
図示しない電源スイツチがオンしたならば、 サンプル数i=0 …(8) 自乗和YYi=0 …(9) とし、以後、Δt毎に、iをプラス1し、かつ YYi=YYi-1+Xi 2 …(10) の演算を行う。そして、前記電源スイツチのオ
ンから2秒(本実施例の場合、Δt=25msなの
で、2秒=80Δt)経過したならば、次式から
自乗平均値iを求める。
i=YYi/80 …(11) さらに、前記電源スイツチのオンから2秒を
越えた後は、Δt間隔で、次式により、常に過
去2秒間の自乗平均値を求める。
ii-1+(Xi 2−X2 i-80)/80 (12) そして、5秒間毎に過去5秒間の自乗平均値
をの最大値Zmaxを検出し、このZmaxを上下
方向限度乗心地レベル設定器17または水平方
向限度乗心地レベル設定器18に設定されてい
る自乗平均値の限度値Zkと比較し、 Zk≦Zmax …(13) であれば、上下方向または水平方向の乗心地レ
ベルの設定限度超過回数のカウント数をプラス
1する。
なお、前記設定限度超過回数のカウントは、
上下方向および左右方向とも、軌道500〔m〕毎
について行う。
(ハ) 平均速度の演算 1つの500mパルスqが入力してから、次の
500mパルスqが入力するまでの間に入力した
刻時パルスpの総数により、500〔m〕毎の車両
の平均速度を演算する。
(ニ) キロ程の演算 キロ程は、列車方向により、上り線は増加、
下り線は減少することから、上り/下り設定器
16が「上り」に設定されているときは、
500mパルスqを入力する毎に、初期キロ程設
定器15に限定されている初期キロ程に対し
0.5〔km〕ずつ加算する一方、上り/下り設定
器16が「下り」に設定されているときは、
500mパルスqを入力する毎に、前記初期キロ
程に対し0.5〔km〕ずつ減算して行くことによ
り、キロ程を次々と演算して行く。
(ホ) 記録制御 500mパルスqを入力する毎、すなわち軌道
500〔m〕毎に、前記演算で得られたキロ程、平
均速度、乗心地レベルの瞬時値の最大値
Zmax、設定限度超過回数、軌道500〔m〕毎の
乗心地レベルをプリンタ制御回路21を介して
プリンタ22にプリントされる。
また、前記任意区間の終点において区間パル
スrが入力すると、前記任意区間における乗心
地レベルおよび前記終点におけるキロ程をプリ
ンタ制御回路21を介してプリンタ22にプリ
ントさせる。
(ヘ) キロ程表示 前記演算により求められたキロ程を、逐次、
本体側キロ程表示器23および押ボタン箱側キ
ロ程表示器24に表示させる。
以上のことから、この軌道用乗心地測定装置に
よれば、キロ程と対応づけて、乗心地レベルを測
定することができる。
〔6〕 発明の効果 以上のように本発明による軌道用乗心地測定装
置は、鉄道車両に搭載することにより、軌道と対
応づけて車両の乗心地を定量的に測定できるとい
う優れた効果を得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による軌道用乗心地測定装置の
一実施例を示すブロツク図である。 1…上下方向加速度計、2…左右方向加速度
計、4…上下振動用乗心地フイルタ、6…左右振
動用乗心地フイルタ、7…マルチプレクサ、8…
サンプルホールド回路、9…A/D変換器、10
…刻時パルス発生器、11…500mスイツチ、1
2…区間スイツチ、15…初期キロ程設定器、1
6…上り/下り設定器、17…上下方向限度乗心
地レベル設定器、18…水平方向限度乗心地レベ
ル設定器、19…演算制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 初期キロ程を設定される初期キロ程設定手段
    と、列車方向の上り、下りの別を設定される上
    り/下り設定手段と、上下方向の乗心地レベルの
    瞬時値の限度値を設定される上下方向限度乗心地
    レベル設定手段と、左右方向の乗心地レベルの瞬
    時値の限度値を設定される左右方向限度乗心地レ
    ベル設定手段と、一定軌道長毎にパルスを発生さ
    せるための第一のパルス発生手段と、任意区間の
    始点および終点においてパルスを発生させるため
    の第二のパルス発生手段と、上下方向の振動加速
    度を検出する上下方向加速度計と、左右方向の振
    動加速度を検出する左右方向加速度計と、前記上
    下方向加速度計、左右方向加速度計の出力を、振
    動の周波数に対する人体の感受性を示す等感覚曲
    線に基づいてそれぞれ加重補正する上下振動用乗
    心地フイルタおよび左右振動用乗心地フイルタ
    と、これらの乗心地フイルタの出力に基づいて得
    られるアナログ信号をA/D変換するA/D変換
    器と、前記初期キロ程設定手段に設定されている
    初期キロ程、前記上り/下り設定手段に設定され
    ている列車方向の上り、下りの別、および前記第
    一のパルス発生手段から出力されるパルスのタイ
    ミングに基づいて、キロ程を演算する手段と、前
    記第一のパルス発生装置から出力されるパルスの
    タイミング、前記第二のパルス発生手段から出力
    されるパルスのタイミング、および前記A/D変
    換器の出力に基づいて、上下方向および左右方向
    について、一定軌道長毎の乗心地レベル、一定軌
    道長毎において、乗心地レベルの瞬時値が前記限
    度乗心地レベル設定手段に設定されている限度値
    以上となつた頻度、および前記任意区間における
    乗心地レベルを演算する手段とを有してなる軌道
    用乗心地測定装置。
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KR100651195B1 (ko) 2004-12-30 2006-11-30 한국철도기술연구원 철도차량의 승차감 종합측정시스템
CN110426215B (zh) * 2019-07-16 2022-01-14 驭势(上海)汽车科技有限公司 一种用于车辆平顺性测试的模型建立方法及智能驾驶系统

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