2019 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study on an estimation method for mechanical condition of track using rail lateral displacement data obtained with commercial trains
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17K06529
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
阿部 和久 新潟大学, 自然科学系, 教授 (40175899)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | レール軸力推定 / 軌道検測 / 通り変位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの研究により，日夜の温度変化の履歴を受けた軌道でも，異なる時間帯に測定した2つのレール軸力について，特にその相対値が概ね適切に推定可能であることが確認された．しかし，数値モデルで設定する初期通り変位波形は，測定データに基づいたものとはなっていなかった．そこで，通り変位の実測データから，当該波形の自己相関関数を始め，標準偏差や相関長などを求め，その下で軸力推定を試みた．その結果，実軌道における通り変位波形を対象としても，それが推定精度に及ぼす影響は比較的小さいことがわかった．
これまでの数値モデルでは，レールをはり要素で離散化していた．この場合，変形解析の際に，通り変位に加え，その傾き(たわみ角)も変数となる．一方，軌道変位測定の際には通り変位のみが得られる．この矛盾を解消するため，通り変位波形を離散正弦変換で展開する手法を新たに構築した．これにより，たわみ角を介さない推定が可能となった．
その下で，レール種別(50kgNレールと60kgレール)の違いが推定精度に及ぼす影響について調べた．たわみ剛性のより大きな60kgレールを用いた軌道の場合，従来から在来線で使用されている50kgNレールに比べて，温度変化に伴う軌道変形が小さく抑えられるため，推定精度が劣る傾向が認められた．また，本推定において用いる通り変位データの測定区間長が推定精度に及ぼす影響についても調べた．その結果，区間長が50mより短くなると推定精度に低下傾向が認められ，50m以上の測定区間を設ける必要があることがわかった．
これまでの一連の研究を通して，営業車両搭載の検測装置によって取得された通り変位データから軌道の力学状態をある程度推定可能であることが確認できた．なお，レールの絶対軸力を十分な精度で推定するためには，10m弦正矢を介さない通り変位源波形の測定と，そのさらなる精度向上が必要である．
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