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公開番号2024130525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023040309
出願日2023-03-15
発明の名称伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システム及び方法
出願人公益財団法人鉄道総合技術研究所
代理人個人,個人
主分類E01D 22/00 20060101AFI20240920BHJP(道路,鉄道または橋りょうの建設)
要約【課題】鉄道振動の大きさを決定付ける箇所を特定し、鉄道振動の対策箇所を決定することができるようにする。
【解決手段】鉄道の構造物及び構造物が設置された地盤の解析モデルを作成し、構造物に複数の着目点を設定する解析モデル作成部と、解析モデルに基づいて、列車走行時における着目点の変位ベクトルを計算し、地盤の地盤インピーダンスを含む着目点の複素動的剛性マトリクスと変位ベクトルとから、列車走行時における着目点の伝達力ベクトルを計算し、着目点から評価点までの伝達関数ベクトルを計算し、伝達力ベクトルと伝達関数ベクトルとから着目点から評価点までの振動伝達経路の寄与度を計算し、評価点の鉄道振動に対する各着目点の影響度を寄与度から計算して、伝達経路解析を行う伝達経路解析部と、影響度を解析モデル上で可視化する解析結果出力部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
鉄道の沿線における地盤上に設定された評価点で測定された列車走行時における前記評価点の鉄道振動が入力されると、対策周波数を決定する対策周波数決定部と、
前記鉄道の構造物及び該構造物が設置された地盤の解析モデルを作成し、前記構造物に複数の着目点を設定する解析モデル作成部と、
前記解析モデルに基づいて、列車走行時における前記着目点の変位ベクトルを計算し、前記地盤の地盤インピーダンスを含む前記着目点の複素動的剛性マトリクスと前記変位ベクトルとから、列車走行時における前記着目点の伝達力ベクトルを計算し、前記着目点から評価点までの伝達関数ベクトルを計算し、前記伝達力ベクトルと伝達関数ベクトルとから前記着目点から評価点までの振動伝達経路の寄与度を計算し、前記評価点の鉄道振動に対する各着目点の影響度を前記寄与度から計算して、伝達経路解析を行う伝達経路解析部と、
前記影響度を前記解析モデル上で可視化する解析結果出力部とを備えることを特徴とする伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システム。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記伝達経路解析部は、前記構造物上にレールを締結するための複数のレール締結装置の位置を列車走行時に前記構造物に加振力が入力される箇所として設定して、前記着目点の変位ベクトルを計算する請求項１に記載の伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システム。
【請求項３】
前記対策周波数決定部は、前記評価点の鉄道振動の周波数分析を行って前記対策周波数を決定し、
前記伝達経路解析部は、前記対策周波数についてのみ前記伝達経路解析を行う請求項１に記載の伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システム。
【請求項４】
前記解析結果出力部は、前記影響度を前記解析モデルの着目点にベクトル表示して可視化する請求項１に記載の伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システム。
【請求項５】
鉄道の沿線における地盤上に設定された評価点で測定された列車走行時における前記評価点の鉄道振動が入力されると、対策周波数を決定する工程と、
前記鉄道の構造物及び該構造物が設置された地盤の解析モデルを作成し、前記構造物に複数の着目点を設定する工程と、
前記解析モデルに基づいて、列車走行時における前記着目点の変位ベクトルを計算し、前記地盤の地盤インピーダンスを含む前記着目点の複素動的剛性マトリクスと前記変位ベクトルとから、列車走行時における前記着目点の伝達力ベクトルを計算し、前記着目点から評価点までの伝達関数ベクトルを計算し、前記伝達力ベクトルと伝達関数ベクトルとから前記着目点から評価点までの振動伝達経路の寄与度を計算し、前記評価点の鉄道振動に対する各着目点の影響度を前記寄与度から計算して、伝達経路解析を行う工程と、
前記影響度を前記解析モデル上で可視化する工程とを含むことを特徴とする伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システム及び方法に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、車両が走行することで引き起こされ、構造物等を経て最終的に地盤まで伝播する振動、すなわち、地盤振動は環境問題となることがある。そのため、鉄道振動の対策を施す必要性が認識されているが、地盤上の構造物に対して対策を施す箇所、すなわち、対策箇所は、振動のモード形状や応力分布などの情報を参考としつつも、最終的には技術者の判断に基づいて決定されているので、効果的な対策箇所の決定が困難である。
【０００３】
もっとも、伝達関数を用いた振動や騒音の対策箇所を決定する技術は、既に提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－０５９０９４号公報
特開２００６－１８５１９３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、前記従来の技術は、自動車を対象とするものであって、鉄道振動を考慮していないので、鉄道の構造物に対して対策を実施するに当たって、対策箇所を決定するための十分な知見を得ることが困難であった。
【０００６】
ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、伝達経路解析を用いて評価点の鉄道振動に対する構造物箇所ごとの影響度を可視化することによって、鉄道振動の大きさを決定付ける箇所を特定し、鉄道振動の対策箇所を決定することができる伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために、伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システムにおいては、鉄道の沿線における地盤上に設定された評価点で測定された列車走行時における前記評価点の鉄道振動が入力されると、対策周波数を決定する対策周波数決定部と、前記鉄道の構造物及び該構造物が設置された地盤の解析モデルを作成し、前記構造物に複数の着目点を設定する解析モデル作成部と、前記解析モデルに基づいて、列車走行時における前記着目点の変位ベクトルを計算し、前記地盤の地盤インピーダンスを含む前記着目点の複素動的剛性マトリクスと前記変位ベクトルとから、列車走行時における前記着目点の伝達力ベクトルを計算し、前記着目点から評価点までの伝達関数ベクトルを計算し、前記伝達力ベクトルと伝達関数ベクトルとから前記着目点から評価点までの振動伝達経路の寄与度を計算し、前記評価点の鉄道振動に対する各着目点の影響度を前記寄与度から計算して、伝達経路解析を行う伝達経路解析部と、前記影響度を前記解析モデル上で可視化する解析結果出力部とを備える。
【０００８】
他の伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システムにおいては、さらに、前記伝達経路解析部は、前記構造物上にレールを締結するための複数のレール締結装置の位置を列車走行時に前記構造物に加振力が入力される箇所として設定して、前記着目点の変位ベクトルを計算する。
【０００９】
更に他の伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システムにおいては、さらに、前記対策周波数決定部は、前記評価点の鉄道振動の周波数分析を行って前記対策周波数を決定し、前記伝達経路解析部は、前記対策周波数についてのみ前記伝達経路解析を行う。
【００１０】
更に他の伝達経路解析を用いた鉄道振動対策箇所決定システムにおいては、さらに、前記解析結果出力部は、前記影響度を前記解析モデルの着目点にベクトル表示して可視化する。
（【００１１】以降は省略されています）

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