Development of condition monitoring system of running safety of railway vehicle utilizing the monitoring bogie

鉄道の車輪・レール接触力を営業運転中に常時測定可能なモニタリング台車による、膨大な測定データを活用し、乗り上がり脱線に対する走行安全性の低下や、車輪やレールの摩耗が懸念される急曲線区間を効率的に検出し、対策の提案を支援するシステムを開発する。乗り上がり発生や摩耗進展に対しては、外軌側（曲線外側）の車輪フランジ部とレール間の摩擦係数が重要である。これまでの研究では、車両運動解析を多条件で実施することで、各車輪・レール間の摩擦係数と車輪・レール接触力の関係を定量的に把握し、膨大なデータベースを構築した。これを推定器として用い、モニタリング台車で実測が可能な接触力から外軌側車輪フランジ部の摩擦係数を回帰的に同定する手法の基本的な原理を提案した。従来手法では車輪とレールを新品状態と想定した解析モデルに基づいているが、これは実際の環境においては限定的な条件である。当該年度は実際の現場で測定された様々な車輪やレールの摩耗形状を数値解析モデルに適用し、車輪とレールが摩耗した場合の車輪・レール接触状況の変化について分析した。摩耗の影響によって接触状態が大きく変化する結果を受けて、様々な摩耗形状を適用した解析モデルに基づいた推定器を、新たに多数構築した。摩耗形状を考慮しない従来手法との比較から、新たな手法の有用性を示した。以上の拡張した提案手法を用いて、営業路線内の多数の急曲線区間において外軌側車輪フランジ部の摩擦係数の推定を実施し、摩擦係数を考慮した走行安全性や車輪・レール摩耗の評価手法の実用化を見据えた具体的な検討を進めた。路線内の複数の急曲線区間の比較から、比較的摩擦係数が高く走行安全性の低下や車輪・レールの顕著な摩耗の発生が懸念される箇所を検出した。車輪・レール間の摩擦係数を勘案して優先的に対策を実施すべき区間を効率的に特定するための手法として、提案手法を活用できる可能性を示した。

鉄道の車輪・レール接触力を営業運転中に常時測定可能なモニタリング台車による、膨大な測定データを活用し、乗り上がり脱線に対する走行安全性の低下や、車輪やレールの摩耗が懸念される急曲線区間を効率的に検出し、対策の提案を支援するシステムを開発する。乗り上がり発生や摩耗進展に対しては、外軌側（曲線外側）の車輪フランジ部とレール間の摩擦係数が重要である。これまでの研究では、車両運動解析を多条件で実施することで、各車輪・レール間の摩擦係数と車輪・レール接触力の関係を定量的に把握し、膨大なデータベースを構築した。これを推定器として用い、モニタリング台車で実測が可能な接触力から外軌側車輪フランジ部の摩擦係数を回帰的に同定する手法の基本的な原理を提案した。従来手法では車輪とレールを新品状態と想定した解析モデルに基づいているが、これは実際の環境においては限定的な条件である。当該年度は実際の現場で測定された様々な車輪やレールの摩耗形状を数値解析モデルに適用し、車輪とレールが摩耗した場合の車輪・レール接触状況の変化について分析した。摩耗の影響によって接触状態が大きく変化する結果を受けて、様々な摩耗形状を適用した解析モデルに基づいた推定器を、新たに多数構築した。摩耗形状を考慮しない従来手法との比較から、新たな手法の有用性を示した。以上の拡張した提案手法を用いて、営業路線内の多数の急曲線区間において外軌側車輪フランジ部の摩擦係数の推定を実施し、摩擦係数を考慮した走行安全性や車輪・レール摩耗の評価手法の実用化を見据えた具体的な検討を進めた。路線内の複数の急曲線区間の比較から、比較的摩擦係数が高く走行安全性の低下や車輪・レールの顕著な摩耗の発生が懸念される箇所を検出した。車輪・レール間の摩擦係数を勘案して優先的に対策を実施すべき区間を効率的に特定するための手法として、提案手法を活用できる可能性を示した。