特許ウォッチ

公開番号2024054650
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-17
出願番号2022161018
出願日2022-10-05
発明の名称処理装置、処理方法、およびプログラム
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人
主分類G01L 1/00 20060101AFI20240410BHJP(測定;試験)
要約【課題】物体の応力を推定するに際し、計算速度を向上させる。
【解決手段】処理装置400は、軸箱17a、17bの加速度データを取得する。処理装置400は、軸箱17a、17bの加速度データに基づいて、台車枠16の応力に対する影響因子を算出する。処理装置400は、台車枠16の応力を目的変数として含み、台車枠16の応力に対する影響因子を複数の説明変数として含む線形回帰式に、算出した影響因子を与えることにより、台車枠16の応力を算出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体の振動に応じて変化する第１物理量の測定データを含むデータを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得されたデータと、前記物体の応力を目的変数として含み、前記物体の応力に対する影響因子を複数の説明変数として含む線形回帰式と、に基づいて、前記物体の応力を算出する応力算出手段と、
を有し、
前記応力算出手段は、前記データ取得手段により取得された前記第１物理量の測定データに基づいて、前記複数の説明変数を算出する、処理装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記複数の説明変数は、変換前の第２物理量と、当該変換前の第２物理量に乗算される係数と、に基づいて、変換後の前記第２物理量を算出する計算式における、前記係数、または、前記変換後の第２物理量を含み、
前記第２物理量は、位置、変位、および速度のうち、少なくとも１つを含む、請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記計算式は、前記物体の変位前の物理座標系の位置の座標と、当該座標に乗算される変換行列と、に基づいて、前記物体の変位後の物理座標系の位置を算出する計算式を含み、
前記複数の説明変数は、前記計算式における変換行列の成分のうち、線形変換を行うための成分を含む、請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記計算式は、物理座標系における前記物体の振動を記述する運動方程式を固有値解析することにより算出される固有ベクトルと、当該固有ベクトルに乗算されるモード座標系における前記物体の変位と、に基づいて、物理座標系における前記物体の変位を算出する計算式と、前記固有ベクトルと、モード座標系における前記物体の速度と、に基づいて、物理座標系における前記物体の速度を算出する計算式と、を含み、
前記複数の説明変数は、モード座標系における前記物体の変位および速度の少なくとも一方を含む、請求項２に記載の処理装置。
【請求項５】
前記計算式は、前記物体のモード座標系における前記物体の変位と、当該座標に乗算される変換行列と、に基づいて、当該変位が生じている時刻の次の時刻での、前記物体のモード座標系における前記物体の変位を算出する計算式を含み、
前記複数の説明変数は、前記計算式における変換行列の成分のうち、線形変換を行うための成分を含む、請求項２に記載の処理装置。
【請求項６】
前記応力算出手段は、モード座標系における前記物体の振動を表す運動方程式に基づいて構成される状態方程式と、観測変数と状態変数との関係を表す観測方程式と、前記第１物理量の測定データから算出される前記観測変数の測定値と、に基づいて、データ同化を行うフィルタを用いた演算を行うことにより、前記状態変数の推定値を決定し、
前記状態変数は、モード座標系における前記物体の変位および速度の少なくとも一方を含む、請求項４または５に記載の処理装置。
【請求項７】
前記物体は、鉄道車両の台車枠を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項８】
物体の振動に応じて変化する第１物理量の測定データを含むデータを取得するデータ取得工程と、
前記データ取得工程により取得されたデータと、前記物体の応力を目的変数として含み、前記物体の応力に対する影響因子を複数の説明変数として含む線形回帰式と、に基づいて、前記物体の応力を算出する応力算出工程と、
を有し、
前記応力算出工程は、前記データ取得工程により取得された前記第１物理量の測定データに基づいて、前記複数の説明変数を算出する、処理方法。
【請求項９】
請求項１～５のいずれか１項に記載の処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置、処理方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄道台車の台車枠等、外力が作用する物体の応力を推定する技術が求められる。この種の技術として、特許文献１、２に記載の技術がある。
特許文献１には、以下の技術が開示されている。まず、変位前の位置座標と変位後の位置座標とに基づいてアフィン変換行列（変位前の位置座標に乗算される行列）を算出し、アフィン変換行列を特異値分解して特異値を対角成分として有する対角行列を算出する。そして、対角行列に基づいて主歪みを算出し、主歪みに基づいて応力を算出する。
【０００３】
また、特許文献２には、以下の技術が開示されている。まず、モード座標系における状態変数の時間変化を規定するための状態方程式と、観測変数および状態変数を関連付けるための観測方程式と、観測変数の測定値と、に基づいて、データ同化を行うフィルタを用いた演算を行うことにより、モード座標系における状態変数の推定値を算出する。そして、モード座標系における状態変数の推定値に基づいて、モード座標系における台車枠の変位分布を算出し、モード座標系における台車枠の変位分布を物理座標系の台車枠の変位分布に変換する。そして、物理座標系の台車枠の変位分布に基づいて、台車枠の歪み分布を算出し、台車枠の歪み分布に基づいて、台車枠の応力分布を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１９３３４６号公報
特開２０２２－２８３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、物体の応力をリアルタイムで算出することが容易ではない。例えば、物体の応力は外力によって時々刻々と変化し得るところ、特許文献１に記載の技術では、応力の算出タイミングのそれぞれにおいて、行列の特異値分解を行う必要がある。また、特許文献２に記載の技術では、応力の算出タイミングのそれぞれにおいて、モード座標系における状態変数の推定値を導出したうえで、モード座標系における変位を物理座標系における変位に変換する必要がある。また、特許文献１、２に記載の技術では、台車枠の応力を推定する際に、台車枠の変位に基づいて、台車枠の歪みを算出し、台車枠の歪みに基づいて、台車枠の応力を算出する必要がある。以上のように、特許文献１、２に記載の技術では、物体の応力を高速に推定することができないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、物体の応力を推定するに際し、計算速度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の処理装置は、物体の振動に応じて変化する第１物理量の測定データを含むデータを取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段により取得されたデータと、前記物体の応力を目的変数として含み、前記物体の応力に対する影響因子を複数の説明変数として含む線形回帰式と、に基づいて、前記物体の応力を算出する応力算出手段と、を有し、前記応力算出手段は、前記データ取得手段により取得された前記第１物理量の測定データに基づいて、前記複数の説明変数を算出する。
【０００８】
本発明の処理方法は、物体の振動に応じて変化する第１物理量の測定データを含むデータを取得するデータ取得工程と、前記データ取得工程により取得されたデータと、前記物体の応力を目的変数として含み、前記物体の応力に対する影響因子を複数の説明変数として含む線形回帰式と、に基づいて、前記物体の応力を算出する応力算出工程と、を有し、前記応力算出工程は、前記データ取得工程により取得された前記第１物理量の測定データに基づいて、前記複数の説明変数を算出する。
【０００９】
本発明のプログラムは、前記処理装置の各手段としてコンピュータを機能させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、物体の応力を推定するに際し、計算速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許