第三轨测量方法及装置与流程

本发明涉及第三轨测量方法及装置。详细而言，设置一台或多台激光测定区域传感器，根据从各传感器获取到的数据来对第三轨的设置状态、使用程度(磨损程度)进行测量。

背景技术：

第三轨(thirdrail)是指作为电气化铁路的集电方式的一种而被使用的、与行驶用轨道分开地并行于行驶用轨道而铺设的第三供电用轨道，使安装于车辆的集电靴与该第三轨摩擦而向车辆供给电。

在本说明书中以轨道为基准，将与上侧摩擦的类型定义为表面接触式第三轨，将与底面摩擦的类型定义为底面接触式第三轨。

即，如图7所示，表面接触式第三轨1以朝上的状态设置并铺设在绝缘子2上，在其上方利用作为安装配件的托架4而悬挂有保护板3。另一方面，如图8所示，底面接触式第三轨5以朝下的状态从托架6的上端被悬挂，其上表面被保护板7覆盖。

在此，托架4、6是指支承第三轨1、5的配件，按照固定间隔进行设置。

表面接触式是主要在日本国内使用的方式，底面接触式主要在海外使用。本发明将底面接触式作为对象，在没有特别指定的情况下是指“第三轨”＝“底面接触式第三轨”。

由于与通常的架线同样地在第三轨中流动高电压电流，因此，现有技术存在如下测量方式：在进行测量时切断，直接由工作人员进行测量；或者在加压中以非接触的方式进行测量。以非接触的方式进行的测量方式中有使用了激光的方式，以下的专利文献1提供了该方式。

专利文献1是在日本国内广泛地被使用的针对表面接触式第三轨进行测量的方式，使用传感器从表面接触式第三轨的上部对托架的上部进行检测，记录被同样地设置的多个传感器的值。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-173254号公报

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题

在上述专利文献1中，根据朝向表面接触式第三轨的上表面的传感器的值，能够测量其位移量，且能够检测托架上部。

但是，可举出如下的技术问题，即，由于在底面接触式第三轨中不存在如上述那样的、向上表面突出的托架的一部分，故专利文献1无法检测(测量)托架。

即，在现有技术中存在不能测量底面接触式第三轨这样的问题。

本发明是鉴于上述现有技术完成的，其目的在于，使用一台或者多台激光测定区域传感器，根据从各传感器获取到的数据，对底面接触式第三轨的设置状态、使用程度(磨损程度)进行测量。

用于解决技术问题的技术方案

解决上述技术问题的本发明的技术方案1涉及的第三轨测量装置的特征在于，具备：激光测定区域传感器，其能够将底面接触式第三轨以及行驶轨道同时纳入测量范围；以及数据处理部，其根据通过所述激光测定区域传感器获取到的位置数据，算出以所述行驶轨道为基准的所述第三轨的位置。

解决上述技术问题的本发明的技术方案2涉及的第三轨测量装置在技术方案1的基础上，其特征在于，具备：记录装置，其保存通过所述激光测定区域传感器获取到的所述位置数据；以及数据收录部，其将通过所述激光测定区域传感器获取到的所述位置数据收录于所述记录装置。

解决上述技术问题的本发明的技术方案3涉及的第三轨测量装置在技术方案1的基础上，其特征在于，所述激光测定区域传感器为多台，且分别安装于在所述行驶轨道上行驶的车辆。

解决上述技术问题的本发明的技术方案4涉及的第三轨测量装置在技术方案3的基础上，其特征在于，具备车辆摇摆修正部，其根据通过安装于所述车辆的两台所述激光测定区域传感器各自获取到的位置数据，计算所述行驶轨道相对于所述车辆的倾斜度，并且根据所述倾斜度对所述车辆进行修正，以使关于所述行驶轨道各自获取到的所述位置数据成为水平。

解决上述技术问题的本发明的技术方案5涉及的第三轨测量方法的特征在于，将底面接触式第三轨以及行驶轨道同时纳入激光测定区域传感器的测量范围，并且根据通过所述激光测定区域传感器获取到的位置数据，算出以所述行驶轨道为基准的所述第三轨的位置。

解决上述技术问题的本发明的技术方案6涉及的第三轨测量方法在技术方案5的基础上，其特征在于，收录并保存通过所述激光测定区域传感器获取到的所述位置数据。

解决上述技术问题的本发明的技术方案7涉及的第三轨测量方法在技术方案5的基础上，其特征在于，所述激光测定区域传感器为多台，且分别安装于在所述行驶轨道上行驶的车辆。

解决上述技术问题的本发明的技术方案8涉及的第三轨测量方法在技术方案7的基础上，其特征在于，根据通过安装于所述车辆的两台所述激光测定区域传感器各自获取到的位置数据，计算所述行驶轨道相对于所述车辆的倾斜度，并且根据所述倾斜度对所述车辆进行修正，以使关于所述行驶轨道各自获取到的所述位置数据成为水平。

发明效果

本发明具有如下效果：除了能够测量底面接触式第三轨，在通过激光测定区域传感器测量第三轨的同时还测量行驶轨道，由此能够算出以行驶轨道(或者在行驶轨道上行驶的车辆的中心)为基准的第三轨的位置。具体而言，具有能够测量第三轨的磨损量、保护板(盖体)的偏离及脱离、托架的偏离及脱离这样的效果。

附图说明

图1是本发明的实施例1涉及的第三轨测量装置的概略图。

图2是本发明的实施例2涉及的第三轨测量装置的概略图。

图3是测量项目(检测项目)的说明图。

图4是表示车辆的摇晃的说明图。

图5是本发明的实施例1涉及的第三轨测量方法的流程图。

图6是本发明的实施例2涉及的第三轨测量方法的流程图。

图7涉及表面接触式第三轨，图7(a)是剖视图，图7(b)是主视图。

图8涉及底面接触式第三轨，图8(a)是剖视图，图8(b)是主视图。

具体实施方式

[实施例1]

＜基本的观点的实施例＞。

图1示出本发明的实施例1涉及的第三轨测量装置。

如图1所示，本实施例的第三轨测量装置具备：激光测定区域传感器10，其将第三轨5、托架6、保护板7以及行驶轨道8(以下，将这些称为构造物)同时作为测量范围；记录装置20，其保存由该激光测定区域传感器10获取到的位置数据；数据收录部30，其将由该激光测定区域传感器10获取到的位置数据收录于记录装置20；以及数据处理部40，其根据由该激光测定区域传感器10获取到的位置数据，算出关于构造物的相当于各测量项目(检测项目)的值。

激光测定区域传感器10是扫描式的激光距离传感器的总称，如图1所示，从传感器内的激光发射器向由图中虚线包围的呈角度θ的扇形的测量范围照射红外线激光，通过受光传感器接收被构造物反射的光，由此连续地获取直到位于该红外线激光的扫描面内的构造物为止的距离、和表示被红外线激光照射的方向的角度值。获取到的位置数据成为每个方位的测距数据即极坐标。

为了使构造物同时处于测量范围，与相对于第三轨5、保护板7以及行驶轨道8的铺设方向正交的轨枕方向平行地设置激光测定区域传感器10，其扇形的测量范围是相对于水平方向具有固定的仰角以及俯角的垂直面。

激光测定区域传感器10并不限定为如图1所示的1台，如果设置多台，并且对获取到的位置数据进行平均化则具有提高精度的优点。

如图3所示，通过数据处理部40算出的相当于各测量项目的值是指：将行驶轨道8的上端作为高度基准v时，从该高度基准v到第三轨5为止的垂直方向的距离即第三轨高度a；从该高度基准v到保护板7为止的垂直方向的距离即保护板垂直方向距离b；将行驶轨道8的侧面作为水平距离基准h时，从该水平距离基准h到托架6为止的水平距离即托架水平距离c；从该水平距离基准h到保护板7为止的水平方向距离即保护板水平距离d等。相当于各测量项目的第三轨高度a是将行驶轨道8作为基准的值。

数据处理部40将通过激光测定区域传感器10获取到的位置数据即由到构造物为止的距离和表示照射方向的角度值构成的极坐标转换成水平方向以及垂直方向的直角坐标(以下，称为“各检测项目数据分割”)，并且作为相当于各测量项目的值，算出第三轨高度a、保护板垂直方向距离b、托架水平距离c以及保护板水平距离d(以下，称为“根据基准值的距离计算”)。

在本实施例中，由于具备记录装置20以及数据收录部30，因此作为通过激光测定区域传感器10获取到的位置数据，数据处理部40也可以使用由数据收录部30已经记录到记录装置20的位置数据来进行上述运算。

参照图5所示的流程图说明根据具有上述结构的第三轨测量装置的第三轨测量方法。

首先，将作为构造物的第三轨5、托架6、保护板7以及行驶轨道8同时纳入到激光测定区域传感器10的测量范围，由数据收录部30将通过激光测定区域传感器10获取到的位置数据收录并保存于记录装置20(步骤s1)。

然后，针对通过激光测定区域传感器10获取到的位置数据，由数据处理部40进行各检测项目数据分割(步骤s2)。

接着，根据进行了各检测项目数据分割的数据，由数据处理部40进行根据基准值的距离计算(步骤s3)。

如上述说明，本实施例除了能够计测底面接触式第三轨5，而且能够获取如下效果：通过在测量第三轨5的同时也对行驶轨道8进行测量，由此将行驶轨道8作为基准，能够算出作为自行驶轨道8起的水平或者垂直距离的、相当于各测量项目的值a、b、c、d。

具体而言，如图3所示，将行驶轨道8作为基准，能够算出作为相当于各测量项目的值的第三轨高度a、保护板垂直方向距离b、托架水平距离c以及保护板水平距离d，换言之，具有能够测量第三轨5的高度(磨损量)、保护板7的偏离及脱离、托架6的偏离及脱离的优点。

另外，由于能够连续地测量构造物，因此，能够根据有无“托架水平距离c”的测量值来判断有无作为第三轨5的支承点的托架6。

而且，还具有如下优点：只要是让行驶轨道8、第三轨5、托架6进入激光测定区域传感器10的测量范围的位置，并且比第三轨5的接触面更靠下部，则激光测定区域传感器10的设置位置不受限制。

另外，取代行驶轨道8，将在行驶轨道8上行驶的未图示的车辆的中心为基准也获取同样的效果。

即，将激光测定区域传感器10安装在行驶在行驶轨道8上的未图示的车辆的情况下，能够获取如下效果：以车辆为基准，不需要考虑安装有激光测定区域传感器10的车辆的摇摆，就能够判断构造物的设置状况。

[实施例2]

＜使用两台激光测定区域传感器的实施例＞

在图2示出本发明的实施例2涉及的第三轨测量装置。

实施例1的结构为将单侧的第三轨5作为对象，与其相对，如图2所示，本实施例将双侧的第三轨5a、5b作为对象，与轨枕方向同轴地追加设置了另一台激光测定区域传感器。

即，如图2所示，本实施例的第三轨测量装置相对于轨枕方向反向地分别设置有激光测定区域传感器10a和激光测定区域传感器10b，该激光测定区域传感器10a将第三轨5a、托架6a、保护板7a以及行驶轨道8a(以下，将这些称为构造物)同时作为测量范围，该激光测定区域传感器10b将第三轨5b、托架6b、保护板7b以及行驶轨道8b(以下，将这些称为构造物)同时作为测量范围。即，如图4所示，相对于激光测定区域传感器10a，在向轨枕方向旋转了180度的另一侧也将一台激光测定区域传感器10b追加设置于车辆9。

另外，具备：记录装置20，其保存分别通过该激光测定区域传感器10a、10b获取到的位置数据；数据收录部30，其将分别通过该激光测定区域传感器10a、10b获取到的位置数据收录于记录装置20；以及数据处理部40，其根据分别通过该激光测定区域传感器10a、10b获取到的位置数据，算出与第三轨5a、5b、行驶轨道8a、8b、托架6a、6b相关的相当于各测量项目的值。

而且，还具有以下特征：除了具有记录装置20、数据收录部30以及数据处理部40，还具有车辆摇摆修正部50，该车辆摇摆修正部50根据通过两台激光测定区域传感器10a、10b各自获取到的行驶轨道8a、8b的位置数据，计算并修正车辆摇摆。除此之外与实施例1相同。

即，如图4所示，如果安装了两台激光测定区域传感器10a、10b的车辆9因摇晃(摇摆)等而倾斜，则两台激光测定区域传感器10a、10b分别获取的行驶轨道8a、8b的位置数据成为行驶轨道8a、8b相对于车辆9倾斜的数据。但是，这只是表面现象，实际上行驶轨道8a、8b并没有倾斜，而是车辆9因摇晃(摇摆)而倾斜。

于是，车辆摇摆修正部50根据通过两台激光测定区域传感器10a、10b各自获取到的行驶轨道8a、8b的位置数据，计算行驶轨道8a、8b相对于车辆9的倾斜(以下，称为“轨道倾斜度计算”)，利用该倾斜来推断为车辆摇摆，对于车辆9进行修正，以使关于行驶轨道8a、8b各自获取到的位置数据成为水平(以下，称为“车辆摇摆修正”)。由此，具有实施例1中不能实现的、能够消除车辆9的摇晃的影响的优点。

在此，图4所示的在车辆9摇晃时，与车辆9未摇晃时相比，通过激光测定区域传感器10a获取的表示行驶轨道8a的方向的角度值增大了与行驶轨道8a、8b相对于车辆9的倾斜量相应的角度，相反地，通过激光测定区域传感器10b获取的表示行驶轨道8b的方向的角度值减小了与行驶轨道8a、8b相对于车辆9的倾斜量相应的角度。

因此，作为车辆摇摆修正，车辆摇摆修正部50例如针对通过激光测定区域传感器10a获取的表示行驶轨道8a的方向的角度值，减去与行驶轨道8a、8b相对于车辆9的倾斜量相应的角度，相反地，针对通过激光测定区域传感器10b获取的表示行驶轨道8b的方向的角度值，增加与行驶轨道8a、8b相对于车辆9的倾斜量相应的角度。

关于具有上述结构的第三轨测量装置的第三轨测量方法，参照图6所示的流程图进行说明。

首先，将作为构造物的第三轨5a、托架6a、保护板7a以及行驶轨道8a同时纳入激光测定区域传感器10a的测量范围，并且将作为构造物的第三轨5b、托架6b、保护板7b以及行驶轨道8b同时纳入激光测定区域传感器10b的测量范围，由数据收录部30将通过激光测定区域传感器10a、10b各自获取到的位置数据收录并保存于记录装置20(步骤t1)。

然后，由车辆摇摆修正部50进行轨道倾斜度计算(步骤t2)，并且进行车辆摇摆修正(步骤t3)。

接着，由数据处理部40针对通过激光测定区域传感器10a、10b各自获取到的位置数据进行各检测项目数据分割(步骤t4)，根据进行了各检测项目数据分割的数据，进行根据基准值的距离计算(步骤t5)。

如上述说明，根据本实施例，除了获取与实施例1同样的效果，还具有如下优点：根据通过安装于车辆9的两台激光测定区域传感器10a、10b各自获取到的位置数据，计算行驶轨道8a、8b相对于车辆9的倾斜度(轨道倾斜度计算)，并且根据该倾斜度，对车辆9进行修正(车辆摇摆修正)，以使关于行驶轨道8a、8b各自获取到的位置数据成为水平，因此即使车辆9因摇晃而倾斜，也能够消除摇晃的影响。

需要说明的是，在本实施例中，激光测定区域传感器10a、10b分别安装于行驶在轨道8a、8b上的车辆9，但是记录装置20、数据收录部30、数据处理部40以及车辆摇摆修正部50不必搭载于车辆，也可以设置在地上，并且设置成经由网络能够与激光测定区域传感器10a、10b进行通信的状态。

工业实用性

本发明作为第三轨测量方法以及装置能够在工业上广泛地利用。

附图标记说明

1表面接触式第三轨

2绝缘子

3、7、7a、7b保护板

4、6、6a、6b托架

5、5a、5b底面接触式第三轨

8、8a、8b行驶轨道

9车辆

10、10a、10b激光测定区域传感器

20记录装置

30数据收录部

40数据处理部

50车辆摇摆修正部