(57)【要約】【課題】きしり音の発生を自動判定可能であると共に、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側にきしり音が発生しているかを自動判定可能なシステムを提供する。【解決手段】鉄道車両が曲線軌道を走行する際に発生する音響を検出して、音響の瞬時音圧に応じた音響信号を出力する音響検出手段１０と、音響信号から予め定めた複数の周波数帯域毎の音響信号成分を抽出する周波数分離手段２０と、抽出した音響信号成分を複数の周波数帯域毎のデシベル単位で表される音圧レベルに変換する変換手段３０と、音圧レベルをそれぞれ所定の基準値と比較し、何れかの周波数帯域の音圧レベルが基準値を超えている場合には、きしり音が発生していると判定すると共に、何れの周波数帯域の音圧レベルが基準値を超えているかに応じて、曲線軌道の内軌Ｒａ側及び外軌Ｒｂ側のうちの何れの側できしり音が発生しているかを判定する判定手段４０と、を備える。【選択図】 図１
2019006317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両が曲線軌道を走行する際に発生する音響を検出して、音響の瞬時音圧に応じた音響信号を出力する音響検出手段と、
前記音響検出手段から出力された音響信号から、予め定めた複数の周波数帯域毎の音響信号成分を抽出する周波数分離手段と、
前記抽出した複数の周波数帯域毎の音響信号成分を複数の周波数帯域毎のデシベル単位で表される音圧レベルに変換する変換手段と、
前記複数の周波数帯域毎の音圧レベルをそれぞれ所定の基準値と比較し、何れかの周波数帯域の音圧レベルが前記基準値を超えている場合には、きしり音が発生していると判定すると共に、何れの周波数帯域の音圧レベルが前記基準値を超えているかに応じて、前記曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側できしり音が発生しているかを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする鉄道車両のきしり音評価システム。
【請求項２】
前記変換手段は、前記抽出した複数の周波数帯域毎に、前記音響信号成分の実効値を算出し、該算出した実効値を対数変換し、該対数変換した実効値を所定時間積分して該所定時間の平均値を算出し、該算出した平均値を前記音圧レベルとする、
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両のきしり音評価システム。
【請求項３】
前記周波数分離手段には、前記曲線軌道の内軌側に実際に発生したきしり音の周波数帯域を予め調査することにより設定された該調査した周波数帯域を含む第１周波数帯域と、前記曲線軌道の外軌側に実際に発生したきしり音の周波数帯域を予め調査することにより設定された該調査した周波数帯域を含む第２周波数帯域とが記憶されており、
前記周波数分離手段は、前記音響検出手段から出力された音響信号から少なくとも前記第１周波数帯域及び前記第２周波数帯域の音響信号成分を抽出する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両のきしり音評価システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載のきしり音評価システムと、
前記曲線軌道の内軌側及び／又は外軌側にきしり音を低減させるための摩擦係数調整剤を供給する摩擦係数調整手段とを備え、
前記摩擦係数調整手段は、前記曲線軌道の内軌側及び外軌側のうち、前記きしり音評価システムが判定したきしり音が発生している側に摩擦係数調整剤を供給する、
ことを特徴とする鉄道車両のきしり音低減システム。
【請求項５】
前記きしり音評価システムが備える前記音響検出手段及び前記摩擦係数調整手段は、前記曲線軌道付近に設置される又は前記鉄道車両に設置されることを特徴とする請求項４に記載の鉄道車両のきしり音低減システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両のきしり音評価システム及びこれを用いたきしり音低減システムに関する。特に、本発明は、鉄道車両が曲線軌道を走行する際の所定の大きさを超えるきしり音の発生を自動判定可能であると共に、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側にきしり音が発生しているかを自動判定可能な鉄道車両のきしり音評価システムと、これを用いてきしり音の発生を早期に低減可能なきしり音低減システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両が半径の小さい曲線軌道を走行する際に、「キィーキィー」と耳障りな音響を発生しながら走行する場合がある。この音のことを、一般に、きしり音と呼んでいる。きしり音は、鉄道車両が走行する際に発生する騒音の中でも、特に耳障りであるため、低減することが望まれている。
このきしり音は、鉄道車両が有する車輪が所定の固有振動で振動し、その車輪の振動で車輪近傍の空気が振動することで発生すると考えられている。車輪の振動を発生させる力は、車輪と軌道のレールとの間の横すべりによって生じるクリープ力（摩擦力の一種）である。このため、きしり音の発生を防止するために、特殊な車輪である防音車輪を用いる場合がある（例えば、非特許文献１参照）
【０００３】
しかしながら、一部の曲線軌道のために鉄道車両の車輪を全て防音車輪にするには、莫大な費用がかかる。このため、きしり音が発生する曲線軌道にのみ、きしり音の発生を低減する対策を施す方法が知られている。具体的には、水や油等の摩擦係数調整剤をレールに散布することで、車輪とレールとの間のクリープ力を減少させて、きしり音の発生を低減させる方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところが、この方法を用いたとしても、散水装置や塗油装置などの摩擦係数調整手段が故障した場合や調整不良の場合には、摩擦係数調整剤がレールに散布されず、きしり音が発生することがある。きしり音が発生したとの報告を受けた場合には、これを解消するべく、鉄道事業者の担当者がきしり音の発生した曲線軌道の現地に赴き、きしり音の発生した原因調査を行う必要がある。
しかしながら、天候や、鉄道車両の走行速度や、摩擦係数調整剤の散布の有無等に依存して、同じ曲線軌道でも、きしり音が発生する場合と発生しない場合とがある。また、きしり音の発生が再現されたとしても、担当者の聞き取りによって判断しているため、担当者の感性に依存して評価結果が異なり、発生したきしり音の程度を定量的に評価したり、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側できしり音が発生しているかを判定し難い。このため、何度も現地に赴いたり、長期間現地に滞在して詳細な調査を行う必要があり、多大な手間を要すると共に、きしり音の発生を早期に低減することが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】西村誠一、「鉄道車輪の防振防音設計」、日本機械学会誌、昭和６０年１２月、第８８巻、第８０５号、ｐ．７８−８５
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３１５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、鉄道車両が曲線軌道を走行する際の所定の大きさを超えるきしり音の発生を自動判定可能であると共に、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側にきしり音が発生しているかを自動判定可能な鉄道車両のきしり音評価システムを提供することを課題とする。また、きしり音の発生を早期に低減可能なきしり音低減システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、曲線軌道を走行する際に発生する音響を騒音計等の音響検出手段で検出し、その出力である音響信号の特定の周波数成分の大小を評価すれば、所定の大きさを超えるきしり音の発生を自動判定可能であることを見出した。また、複数の周波数帯域の周波数成分のうち、大きくなる周波数成分の周波数帯域に応じて、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側にきしり音が発生しているかを自動判定可能であることを見出した。これは、内軌側と外軌側とで車輪の拘束条件が異なるため、車輪の有する複数の固有振動数のうち、何れの固有振動数が強調されるかが内軌側と外軌側とで異なるためだと考えられる。
【０００９】
本発明は、上記の本発明者らの知見に基づき完成したものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、鉄道車両が曲線軌道を走行する際に発生する音響を検出して、音響の瞬時音圧に応じた音響信号を出力する音響検出手段と、前記音響検出手段から出力された音響信号から、予め定めた複数の周波数帯域毎の音響信号成分を抽出する周波数分離手段と、前記抽出した複数の周波数帯域毎の音響信号成分を複数の周波数帯域毎のデシベル単位で表される音圧レベルに変換する変換手段と、前記複数の周波数帯域毎の音圧レベルをそれぞれ所定の基準値と比較し、何れかの周波数帯域の音圧レベルが前記基準値を超えている場合には、きしり音が発生していると判定すると共に、何れの周波数帯域の音圧レベルが前記基準値を超えているかに応じて、前記曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側できしり音が発生しているかを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする鉄道車両のきしり音評価システムを提供する。
【００１０】
本発明に係る鉄道車両のきしり音評価システムによれば、周波数分離手段が、音響検出手段から出力された音響信号から、予め定めた複数の周波数帯域毎の音響信号成分を抽出するため、この複数の周波数帯域をきしり音の周波数帯域に合致させておけば、きしり音以外の騒音を排除することが可能である。そして、変換手段が、周波数分離手段によって抽出された複数の周波数帯域毎の音響信号成分を複数の周波数帯域毎の音圧レベルに変換した後、判定手段が、この音圧レベルを所定の基準値と比較することで、所定の大きさ（すなわち、所定の基準値）を超えるきしり音の発生を自動的に精度良く判定可能である。
また、本発明によれば、判定手段が、何れの周波数帯域の音圧レベルが基準値を超えているかに応じて、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側できしり音が発生しているかを自動判定することが可能である。
なお、本発明において、「曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側できしり音が発生しているかを判定する」とは、内軌側及び外軌側のうちの何れか一方の側のみできしり音が発生していると判定する場合のみならず、双方の側できしり音が発生していると判定する場合も含む概念である。
【００１１】
好ましくは、前記変換手段は、前記抽出した複数の周波数帯域毎に、前記音響信号成分の実効値を算出し、該算出した実効値を対数変換し、該対数変換した実効値を所定時間積分して該所定時間の平均値を算出し、該算出した平均値を前記音圧レベルとする。
【００１２】
上記の好ましい構成によれば、所定時間の平均値を音圧レベルとして基準値との比較に用いるため、瞬間的に発生したきしり音は音圧レベルが小さく評価され、継続して発生するきしり音は音圧レベルが大きく評価されるため、真に問題となる（低減を要する）きしり音の発生を的確に検出することが可能である。
【００１３】
好ましくは、前記周波数分離手段には、前記曲線軌道の内軌側に実際に発生したきしり音の周波数帯域を予め調査することにより設定された該調査した周波数帯域を含む第１周波数帯域と、前記曲線軌道の外軌側に実際に発生したきしり音の周波数帯域を予め調査することにより設定された該調査した周波数帯域を含む第２周波数帯域とが記憶されており、前記周波数分離手段は、前記音響検出手段から出力された音響信号から少なくとも前記第１周波数帯域及び前記第２周波数帯域の音響信号成分を抽出する。
【００１４】
前述のように、車輪の有する複数の固有振動数のうち、何れの固有振動数が強調されるかは、内軌側と外軌側とで異なると考えられる。さらに、何れの固有振動数が強調されるかは、鉄道車両の走行する曲線軌道によっても異なる場合があると考えられる。
このため、上記の好ましい構成のように、きしり音の発生を判定する曲線軌道に実際に発生した（過去に発生した）きしり音の周波数帯域を内軌側と外軌側とに分けて予め調査しておき、この調査した結果に応じた第１周波数帯域（内軌側）と第２周波数帯域（外軌側）とを周波数分離手段に記憶させておき、周波数分離手段がこれら第１周波数帯域及び第２周波数帯域の音響信号成分を抽出するようにすれば、きしり音の発生及びきしり音の発生側（内軌側又は外軌側）をより一層精度良く判定可能である。
【００１５】
また、前記課題を解決するため、本発明は、前記何れかのきしり音評価システムと、前記曲線軌道の内軌側及び／又は外軌側にきしり音を低減させるための摩擦係数調整剤を供給する摩擦係数調整手段とを備え、前記摩擦係数調整手段は、前記曲線軌道の内軌側及び外軌側のうち、前記きしり音評価システムが判定したきしり音が発生している側に摩擦係数調整剤を供給する、ことを特徴とする鉄道車両のきしり音低減システムとしても提供される。
【００１６】
本発明に係る鉄道車両のきしり音低減システムによれば、摩擦係数調整手段が、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうち、きしり音評価システムが判定したきしり音が発生している側に摩擦係数調整剤を供給するため、きしり音の発生を早期に低減することが可能である。また、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうち何れか一方の側にのみきしり音が発生していると判定された場合には、当該一方の側にのみ摩擦係数調整剤を供給するため、摩擦係数調整剤を浪費する無駄なコストを削減可能である。
【００１７】
なお、本発明に係る鉄道車両のきしり音低減システムにおいて、前記きしり音評価システムが備える前記音響検出手段及び前記摩擦係数調整手段は、前記曲線軌道付近に設置される又は前記鉄道車両に設置される。
すなわち、音響検出手段及び摩擦係数調整手段の双方が曲線軌道付近に設置される場合、音響検出手段及び摩擦係数調整手段の双方が鉄道車両に設置される場合、音響検出手段が曲線軌道付近に設置されて摩擦係数調整手段が鉄道車両に設置される場合、音響検出手段が鉄道車両に設置されて摩擦係数調整手段が曲線軌道付近に設置される場合の、計４つの場合の何れであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るきしり音評価システムによれば、鉄道車両が曲線軌道を走行する際の所定の大きさを超えるきしり音の発生を自動判定可能であると共に、曲線軌道の内軌側及び外軌側のうちの何れの側にきしり音が発生しているかを自動判定可能である。また、本発明に係るきしり音低減システムによれば、きしり音の発生を早期に低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る鉄道車両のきしり音低減システムの概略構成を説明する図である。
【図２】ある曲線軌道で取得した音響信号、抽出した音響信号成分及びＤＣ信号の例を示すグラフである。
【図３】等価音圧レベルの算出方法、等価音圧レベルの算出例及び判定結果の例を示す図である。
【図４】図２に示すものとは異なる曲線軌道で取得した音響信号、抽出した音響信号成分、ＤＣ信号及び等価音圧レベルの例を示すグラフである。
【図５】図２及び図４に示すものとは異なる曲線軌道で取得した音響信号、抽出した音響信号成分、ＤＣ信号及び等価音圧レベルの例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る鉄道車両のきしり音評価システム（以下、適宜「評価システム」と略称する）及びきしり音低減システム（以下、適宜「低減システム」と略称する）について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る低減システムの概略構成を説明する図である。
図１に示すように、本実施形態に係る低減システム１００の適用対象である鉄道車両は、車体１と、車体１の前後（鉄道車両の走行方向の前後）に配置された一対の台車２と、各台車２の左右に配置され車体１を支持する空気ばね３とを有する。各台車２の前後には、一対の輪軸４が配置されている。図１に示す状態では、鉄道車両の輪軸４が具備する車輪は、曲線軌道（内軌Ｒａ、外軌Ｒｂ）を走行している。
【００２１】
本実施形態に係る低減システム１００は、音響検出手段１０と、周波数分離手段２０と、変換手段３０と、判定手段４０と、摩擦係数調整手段５０とを備えている。摩擦係数調整手段５０を除く、音響検出手段１０〜判定手段４０が、本実施形態に係る評価システムを構成している。
【００２２】
音響検出手段１０は、鉄道車両が曲線軌道を走行する際に発生する音響を検出して、音響の瞬時音圧に応じた音響信号を出力する手段である。音響検出手段１０としては、例えば、マイクロホンを具備する騒音計を適用可能であり、音響信号として、騒音計の瞬時音圧出力を用いることが可能である。音響検出手段１０としては、例えば、リオン社製「普通騒音計ＮＬ−５２」（検出可能な周波数帯域：２０〜２０ｋＨｚ）を適用可能である。本実施形態の音響検出手段１０は、曲線軌道付近に設置されているが、本発明はこれに限るものではなく、鉄道車両に設置することも可能である。
【００２３】
周波数分離手段２０は、音響検出手段１０から出力された音響信号から、予め定めた複数の周波数帯域毎の音響信号成分を抽出する手段である。周波数分離手段２０としては、例えば、複数の通過周波数帯域を設定可能なバンドパスフィルタ等を用いることが可能である。本実施形態の周波数分離手段２０は、音響検出手段１０が曲線軌道付近に設置されていることから、同じく曲線軌道付近に設置されている。音響検出手段１０が鉄道車両に設置されるのであれば、周波数分離手段２０も鉄道車両に設置することが好ましい。
【００２４】
本実施形態の周波数分離手段２０には、曲線軌道の内軌Ｒａ側に実際に発生したきしり音の周波数帯域を予め調査することにより設定された該調査した周波数帯域を含む第１周波数帯域と、曲線軌道の外軌Ｒｂ側に実際に発生したきしり音の周波数帯域を予め調査することにより設定された該調査した周波数帯域を含む第２周波数帯域とが記憶されている。
上記の調査としては、例えば、曲線軌道付近に本実施形態の音響検出手段１０を設置し、その音響信号を逐次記憶しておいて、内軌Ｒａ側又は外軌Ｒｂ側にきしり音が発生したときに、記憶した音響信号のうち、きしり音が発生した日時に対応する音響信号を周波数解析することで、内軌Ｒａ側に発生したきしり音の周波数帯域と外軌Ｒｂ側に発生したきしり音の周波数帯域とを特定することが考えられる。この調査自体にはある程度の手間がかかるものの、一度調査して第１周波数帯域及び第２周波数帯域を設定し終えれば、少なくとも調査した曲線軌道に関しては、次にきしり音が発生する際に同じ第１周波数帯域及び第２周波数帯域を用いることができる場合が多いため、調査を繰り返す必要はないと考えられる。
後述の図２、図３に示す例では、対象とする曲線軌道の内軌Ｒａ側に実際に発生したきしり音の周波数を予め調査したところ、周波数が４７０Ｈｚ程度であったため、第１周波数帯域が４００〜５００Ｈｚに設定されて記憶されている。また、対象とする曲線軌道の外軌Ｒｂ側に実際に発生したきしり音の周波数を予め調査したところ、周波数が２０００Ｈｚ程度及び３１００Ｈｚ程度であったため、第２周波数帯域が１９００〜２１００Ｈｚ及び３０００〜３２００Ｈｚに設定されて記憶されている。そして、周波数分離手段２０は、音響検出手段１０から出力された音響信号から少なくとも第１周波数帯域及び第２周波数帯域の音響信号成分を抽出する。
【００２５】
変換手段３０は、抽出した複数の周波数帯域（第１周波数帯域及び第２周波数帯域を含む）毎の音響信号成分を複数の周波数帯域毎のデシベル単位で表される音圧レベルに変換する手段である。本実施形態では、以後、この変換手段３０による変換後の音圧レベルを「等価音圧レベル」と称する。
具体的には、本実施形態の変換手段３０は、等価音圧レベル算出手段３１と、データ伝送手段３２とを具備する。本実施形態の変換手段３０は、曲線軌道付近に設置されている。
【００２６】
等価音圧レベル算出手段３１は、まず、周波数分離手段２０が抽出した複数の周波数帯域毎に、音響信号成分の実効値を算出し、該算出した実効値を対数変換する。具体的には、音圧単位に換算した音響信号成分の実効値がＡ［Ｐａ］であるとすれば、以下の式（１）に基づき、対数変換される。
対数変換後の実効値［ｄＢ］＝２０ｌｏｇ（Ａ／Ａ０）  ・・・（１）
ただし、上記の式（１）において、Ａ０＝２０×１０−６［Ｐａ］
以後、この等価音圧レベル算出手段３１による対数変換後の実効値を「ＤＣ信号」と称する。
【００２７】
図２は、ある曲線軌道で取得した音響信号、抽出した音響信号成分及びＤＣ信号の例を示すグラフである。図２（ａ）において、最も上の信号波形が音響検出手段１０から出力された音響信号（音響検出手段１０で検出可能な全周波数帯域（ＯＡ）の音響信号成分）であり、次の信号波形が第１周波数帯域４００〜５００Ｈｚの音響信号成分であり、次の信号波形が第２周波数帯域１９００〜２１００Ｈｚの音響信号成分であり、最も下の信号波形が第２周波数帯域３０００〜３２００Ｈｚの音響信号成分である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す各信号波形のＤＣ信号である。
次に、等価音圧レベル算出手段３１は、生成したＤＣ信号を所定時間積分して該所定時間の平均値を算出し、該算出した平均値を等価音圧レベルとする。具体的には、図３（ａ）に示すように、予め定めたしきい値Ｔｈを超える時刻ｔ１からｔ２までのＤＣ信号の音圧レベルを積分し（図３（ａ）中にハッチングを施した部分の面積を求め）、これを時間ｔ２−ｔ１で除算することでＤＣ信号の音圧レベルの平均値を算出し、これを等価音圧レベルとする。図３（ｂ）は、図２（ｂ）に示すＤＣ信号から上記のようにして算出した周波数帯域毎の等価音圧レベルの例を示すグラフである。
【００２８】
等価音圧レベル算出手段３１が算出した等価音圧レベルは、データ伝送手段３２に出力される。データ伝送手段３２は、入力された等価音圧レベルを、無線ＬＡＮや公衆回線等を利用して、判定手段４０に無線送信する。図２（ｂ）に示すようなＤＣ信号は、音響信号成分の実効値を対数変換したものであるため、図２（ａ）に示すような音響信号成分（音響信号含む）に比べて、必然的にデータ容量が小さくなっている。さらに、図３（ｂ）に示すように、予め定めたしきい値Ｔｈを超えるＤＣ信号の音圧レベルの平均値として算出される等価音圧レベルは、更にデータ容量が小さくなっている。このため、無線送信するのに都合が良い。なお、等価音圧レベルの送信は、逐次送信してもよいが、例えば、鉄道車両の一編成分の等価音圧レベルを纏めて送信することも可能である。
【００２９】
本実施形態の判定手段４０は、鉄道事業者の管理センターなど曲線軌道から離れた場所に設置されている。
判定手段４０は、複数の周波数帯域毎の等価音圧レベルをそれぞれ所定の基準値と比較し、何れかの周波数帯域の等価音圧レベルが基準値を超えている場合には、きしり音が発生していると判定する。上記の基準値は、例えば、感覚的にうるさいと考えられる等価音圧レベルを予め調査することによって決定することが可能である。また、判定手段４０は、何れの周波数帯域の等価音圧レベルが基準値を超えているかに応じて、曲線軌道の内軌Ｒａ側及び外軌Ｒｂ側のうちの何れの側できしり音が発生しているかを判定する。具体的には、第１周波数帯域の等価音圧レベルが基準値を超えている場合には、曲線軌道の内軌Ｒａ側できしり音が発生していると判定する。また、第２周波数帯域の等価音圧レベルが基準値を超えている場合には、曲線軌道の外軌Ｒｂ側できしり音が発生していると判定する。さらには、第１周波数帯域の等価音圧レベルが基準値を超え、なお且つ、第２周波数帯域の等価音圧レベルが基準値を超えている場合には、曲線軌道の内軌Ｒａ側及び外軌Ｒｂ側の双方できしり音が発生していると判定する。
図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す等価音圧レベルに基づき判定を行った結果の一例を示す図である。図３（ｃ）に示すように、この例では、第１周波数帯域である４００〜５００Ｈｚの等価音圧レベルが１１３ｄＢであり、基準値である１００ｄＢを超えている。また、第２周波数帯域である１９００〜２１００Ｈｚの等価音圧レベルが８５ｄＢであり、基準値である８０ｄＢを超えている。さらに、第２周波数帯域である３０００〜３２００Ｈｚの等価音圧レベルが７４ｄＢであり、基準値である７０ｄＢを超えている。このため、判定手段４０は、曲線軌道の内軌Ｒａ側及び外軌Ｒｂ側の双方できしり音が発生していると判定することになる。なお、図３（ｃ）に示す例では、実際に内軌Ｒａ側及び外軌Ｒｂ側にきしり音が発生していることが確認されていると共に、後述の摩擦係数調整手段５０で内軌Ｒａ側及び外軌Ｒｂ側に摩擦係数調整剤を供給することで、きしり音が消失したことも確認されている。すなわち、本実施形態に係る低減システム１００がきしり音の検出及び低減に有効であることが確認できている。
【００３０】
摩擦係数調整手段５０は、曲線軌道の内軌Ｒａ側及び／又は外軌Ｒｂ側にきしり音を低減させるための摩擦係数調整剤を供給する手段である。本実施形態の摩擦係数調整手段５０は、内軌Ｒａ側及び外軌Ｒｂ側の双方に摩擦係数調整剤としての水や油などを供給（散布）可能なように、例えば、車体１の走行方向後端における内軌Ｒａに面する位置及び外軌Ｒｂに面する位置に一対（摩擦係数調整手段５０ａ、５０ｂ）設置されている。なお、本実施形態の摩擦係数調整手段５０は、鉄道車両に設置されているが、本発明はこれに限るものではなく、曲線軌道付近に設置することも可能である。
【００３１】
摩擦係数調整手段５０は、曲線軌道の内軌Ｒａ側及び外軌Ｒｂ側のうち、きしり音評価システム（判定手段４０）が判定したきしり音が発生している側に摩擦係数調整剤を供給する。具体的には、本実施形態の判定手段４０は、判定結果に基づき、きしり音が発生している側に設置されている摩擦係数調整手段５０に対して、摩擦係数調整剤を供給すべき旨の制御信号を無線送信する。制御信号を受信した摩擦係数調整手段５０は、制御信号に従って開閉弁等を開くことで、摩擦係数調整剤を供給する。図３（ｃ）に示す例では、きしり音が発生していると判定された内軌Ｒａ側に設置されている摩擦係数調整手段５０ａに制御信号が送信され、摩擦係数調整手段５０ａが内軌Ｒａ側に摩擦係数調整剤を供給することになる。さらに、同じく、きしり音が発生していると判定された外軌Ｒｂ側に設置されている摩擦係数調整手段５０ｂにも制御信号が送信され、摩擦係数調整手段５０ｂが外軌Ｒｂ側に摩擦係数調整剤を供給することになる。
なお、判定手段４０は、きしり音が発生していると判定した鉄道車両自体に設置された摩擦係数調整手段５０に制御信号を送信してもよいが、摩擦係数調整手段５０が制御信号を受信して駆動する際には、当該鉄道車両がきしり音が発生した曲線軌道を既に通過している場合も考えられる。この場合には、きしり音が発生していると判定した鉄道車両に後続する鉄道車両が当該曲線軌道を走行するタイミングで、当該後続の鉄道車両に設置された摩擦係数調整手段５０に摩擦係数調整剤を供給すべき旨の制御信号を送信すればよい。
また、本実施形態では、判定手段４０が判定結果に基づき、摩擦係数調整手段５０に自動的に制御信号を送信する構成について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、判定手段４０が、判定結果に応じたアラームを鳴らしたり、具備するモニタ画面に判定結果を表示する構成とし、これを確認した鉄道事業者の担当者が手動操作を行うことで、摩擦係数調整手段５０に対して摩擦係数調整剤を供給すべき旨の制御信号を送信する構成を採用することも可能である。
【００３２】
図４は、図２に示すものとは異なる曲線軌道で取得した音響信号、抽出した音響信号成分、ＤＣ信号及び等価音圧レベルの例を示すグラフである。図４（ａ）において、最も上の信号波形が音響検出手段１０から出力された音響信号（音響検出手段１０で検出可能な全周波数帯域（ＯＡ）の音響信号成分）であり、次の信号波形が第２周波数帯域４２００〜４４００Ｈｚの音響信号成分であり、次の信号波形が第２周波数帯域４７００〜４９００Ｈｚの音響信号成分であり、最も下の信号波形が第２周波数帯域８４００〜８６００Ｈｚの音響信号成分である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す各信号波形のＤＣ信号である。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すＤＣ信号から算出した等価音圧レベルである。
図４に示す例は、第２周波数帯域４７００〜４９００Ｈｚで等価音圧レベルが大きくなり、基準値である１００ｄＢを超えたため、曲線軌道の外軌Ｒｂ側できしり音が発生していると判定された例である。図４に示す例では、実際に外軌Ｒｂ側にきしり音が発生していることが確認されていると共に、摩擦係数調整手段５０で外軌Ｒｂ側に摩擦係数調整剤を供給することで、きしり音が消失したことも確認されている。すなわち、本実施形態に係る低減システム１００がきしり音の検出及び低減に有効であることが確認できている。
【００３３】
図５は、図２及び図４に示すものとは異なる曲線軌道で取得した音響信号、抽出した音響信号成分、ＤＣ信号及び等価音圧レベルの例を示すグラフである。図５（ａ）において、最も上の信号波形が音響検出手段１０から出力された音響信号（音響検出手段１０で検出可能な全周波数帯域（ＯＡ）の音響信号成分）であり、次の信号波形が第２周波数帯域４２００〜４４００Ｈｚの音響信号成分であり、次の信号波形が第２周波数帯域４７００〜４９００Ｈｚの音響信号成分であり、最も下の信号波形が第２周波数帯域８４００〜８６００Ｈｚの音響信号成分である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す各信号波形のＤＣ信号である。図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示すＤＣ信号から算出した等価音圧レベルである。
図５に示す例は、第２周波数帯域４２００〜４４００Ｈｚで等価音圧レベルが大きくなり、基準値である１００ｄＢを超えたため、曲線軌道の外軌Ｒｂ側できしり音が発生していると判定された例である。図５に示す例では、実際に外軌Ｒｂ側にきしり音が発生していることが確認されていると共に、摩擦係数調整手段５０で外軌Ｒｂ側に摩擦係数調整剤を供給することで、きしり音が消失したことも確認されている。すなわち、本実施形態に係る低減システム１００がきしり音の検出及び低減に有効であることが確認できている。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・車体
１０・・・音響検出手段
２０・・・周波数分離手段
３０・・・変換手段
４０・・・判定手段
５０・・・摩擦係数調整手段
１００・・・鉄道車両のきしり音低減システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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