(57)【要約】レールの安全限界を判定する方法、システム及び装置を開示する。レール安全限界を判定する第１の例示的方法は、連続溶接レールの一つの部分についての標的レール設定温度を特定することを含む。この方法はまた、連続溶接レールの前記部分についての長手方向応力を監視すること及びレール周囲温度を監視することも含む。この方法は更に、長手方向応力及びレール周囲温度に基づいて現在レール設定温度を求めることを含む。例示的方法によれば、連続溶接レールの前記部分の障害が発生したかを判定するために、現在レール設定温度と標的レール設定温度とが比較され、現在レール設定温度と標的レール設定温度との差が所定範囲内にある場合に、警報が伝えられる。レール安全限界の判定を提示するその他の方法、装置及びシステムも開示される。
2008507647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールの安全限界を判定する方法であって、
連続溶接レールの一つの部分について標的レール設定温度を特定するステップと、
連続溶接レールの前記部分について長手方向応力を監視するステップと、
連続溶接レールの前記部分についてレール周囲温度を監視するステップと、
前記長手方向応力及び前記レール周囲温度に基づいて、現在レール設定温度を求めるステップと、
連続溶接レールの前記部分の障害が発生したかを判定するために、前記現在レール設定温度と前記標的レール設定温度とを比較するステップと、
前記現在レール設定温度と前記標的レール設定温度との差が所定範囲内にある場合に警報を伝えるステップと
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記警報が破局的障害のありそうなことを表す、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記警報が整備を行うことを推奨することを表す、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記警報が前記レールの前記部分の推奨最大車両速度を表す、方法。
【請求項５】
レールの安全限界を判定する方法であって、
連続溶接レールの一つの部分についてレール周囲温度を監視するステップと、
連続溶接レールの前記部分について長手方向応力を監視するステップと、
連続溶接レールの前記部分についてレール設定温度を求めるステップと、
レールの前記部分を支持するバラストの耐力強度を求めるステップと、
レールの前記部分に関連する高温座屈閾値を求めるステップであって、前記高温座屈閾値は、前記レールの前記部分についての前記耐力強度、前記レール設定温度、及び長手方向応力の関数である、高温座屈閾値を求めるステップと、
前記レール周囲温度と前記高温座屈閾値とを比較して温度差を求めるステップと、
前記温度差が所定の範囲内にある場合に警報を伝えるステップと
を備える方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記警報が破局的障害のありそうなことを表す、方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法であって、前記警報が整備を行うことを推奨することを表す、方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法であって、前記警報が前記レールの前記部分の推奨最大車両速度を表す、方法。
【請求項９】
請求項５に記載の方法であって、前記耐力強度を求める前記ステップが、バラスト内で動く枕木を補償するステップを含む、方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の方法であって、前記耐力強度を求める前記ステップが、締付具内のレールずれを補償するステップを含む、方法。
【請求項１１】
請求項５に記載の方法であって、前記耐力強度を求める前記ステップが、バラストのタンピングを補償するステップを含む、方法。
【請求項１２】
レール部を監視するシステムであって、
複数のレール部分応力監視デバイスと、
前記複数のレール応力監視デバイスのそれぞれと通信するものであり、それぞれの前記レール応力監視デバイスからレール応力データを受信するように動作し、更に、前記レール応力データをレール応力処理装置へ送信するように動作する受信機と、
前記受信機と通信するものであり、レール応力データを評価し、前記レール応力データに基づいて警報を伝えるように動作する前記レール応力処理装置と
を備えるシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が更に、破局的障害のありそうなことを伝えるように動作する、システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が更に、整備を行うことを推奨することを伝えるように動作する、システム。
【請求項１５】
請求項１２に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が更に、前記レールの複数の部分の１つに対する推奨最大車両速度を伝えるように動作する、システム。
【請求項１６】
請求項１２に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が更に、高温座屈閾値を求めるように動作する、システム
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が、履歴数学モデルに従って高温座屈閾値を求める、システム。
【請求項１８】
請求項１２に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が更に、前記複数のレール部分のそれぞれと関連した耐力強度を求めるように動作する、システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が、締付具内のレールずれを補償することを含めて、前記複数のレール部分のそれぞれと関連した耐力強度を求める、システム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が、バラストのタンピングを補償することを含めて、前記複数のレール部分のそれぞれと関連した耐力強度を求める、システム。
【請求項２１】
請求項１２に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が、安全ではないレール部分を補償するために代替路線を決定して伝えるように動作する、システム。
【請求項２２】
請求項１２に記載のシステムであって、前記レール応力処理装置が、前記複数のレール部分の１つに関連した推奨最大車両速度を決定して伝えるように動作する、システム。
【請求項２３】
レールの安全限界を判定する装置であって、
プロセッサと、
前記プロセッサの動作を制御するためのプログラムを格納する、前記プロセッサと接続されたメモリと
を備え、
前記プロセッサは前記メモリ内の前記プログラムを用いて、
連続溶接レールの一つの部分についての標的レール設定温度を特定し、
連続溶接レールの前記部分についての長手方向応力を監視し、
連続溶接レールの前記部分についてのレール周囲温度を監視し、
前記長手方向応力及び前記レール周囲温度に基づいて、現在レール設定温度を求め、
前記現在レール設定温度と前記標的レール設定温度とを比較して、連続溶接レールの前記部分の障害が発生したかを判定し、
前記現在レール設定温度と前記標的レール設定温度との差が所定範囲内にある場合に警報を伝える
ように動作する、
装置。
【請求項２４】
レールの安全限界を判定する方法であって、
プロセッサと、
前記プロセッサの動作を制御するためのプログラムを格納する、前記プロセッサに接続されたメモリと
を備え、
前記プロセッサは前記メモリ内の前記プログラムを用いて、
レールの一つの部分についてのレール設定温度を特定し、
レールの前記部分についての長手方向応力を監視し、
レールの前記部分を支持するバラスト（構造）の耐力強度を求め、
前記レールの前記部分と関連した高温座屈閾値であって、前記レールの前記部分についての前記耐力強度、前記レール設定温度、及び前記長手方向応力の関数である高温座屈閾値を求め、
前記レール設定温度と前記高温座屈閾値とを比較して、温度差／勾配を求め、
前記温度差が所定範囲内にある場合に警報を伝える
ように動作する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年７月２６日出願の「レールの安全限界を判定するシステム及び方法」という名称の米国実用特許出願第１０／８９９，２６５号の利益を主張するものであり、同出願の開示を、参照により、本明細書に完全に再記述されたものとして組み込む。
【０００２】
説明されるシステム及び方法は、一般に、連続溶接鋼製レール（「ＣＷＲ」）の長手方向の応力を監視するための情報処理環境に関する。より詳細には、説明されるシステム及び方法は、レールの安全性の限界を判定するために、監視された応力のレベルを処理することに関する。
【背景技術】
【０００３】
過去４０年にわたり、鉄道線路の機械的な継ぎ目をなくす取組みが進められてきた。その取組みは一般に、近接した間隔で配置されたレールの部分の端部を溶接又は別の方法で一緒に接合し、ときには連続溶接レール（continuous welded rail、ロングレール）・トラックと呼ばれる構造を形成することによって、連続レールを有する線路（トラック）を敷設することを含んでいる。ＣＷＲ線路の敷設に関連する技術は従来技術で周知である。
【０００４】
連続線路のすべてのレール区間が接続されるので、連続線路は、レール温度の変動をもたらす周囲温度の季節的な変動などのような、線路及び周りの環境の周囲温度の変動の影響を特に受けやすい。熱帯気候では、気温の極値間の範囲は概してあまり大きくなく、レール・システムにとって重大な問題をもたらさない。しかし、米国、アジア、オーストラリア、及び欧州などの温帯気候では、気温の極値の範囲は、以下で説明されるようなレールを引き離す障害及び線路の座屈の障害の両方を含めての、レール・システムにおいて破局的な、温度により誘発される障害を引き起こすのに十分である。
【０００５】
例えば、温帯気候のある地域で、非固定の１００マイル（約１６１ｋｍ）の長さの連続レールは、季節的な気温の一方の極値から他方の極値までに６００フィート（約１８３ｍ）を超える長さの変化を起こし得る。レールを枕木に固定することによって、レールの全長の変化を大幅に防止することができるが、その代わりに、長手方向の局部的な応力がレール内に生成される。
【０００６】
ＣＷＲ線路のレール・セグメントが路盤に最初に設置され固定されるとき、各レールが有する長手方向の応力はゼロである。連続線路が設置されるときの温度は、レール設定温度（rail neutral temperature）（「ＲＮＴ」）と呼ばれることがある。
【０００７】
レール周囲温度がＲＮＴより下がると、金属レールはその下にある路盤と比べて熱膨張係数が大きいため、連続線路の各レール・セグメントの内部に長手方向の引っ張り応力が生成される。低下したレール周囲温度とＲＮＴとの間の差が極端な場合には、レール内の引っ張り応力は、潜在的に、一方又は両方の連続レールのレール・セグメントを実際に分離するのに十分な大きさに達し得る。幸いにも、分離の障害は、レールを伝導経路の一部として使用する電気的軌道回路を確立することによって、容易に検出することができる。この回路は、連続線路のレールの一つが分離した場合に「開放」になる。
【０００８】
同様に、レール周囲温度がＲＮＴを超えて上昇すると、連続線路の各レールの内部に圧縮応力が生成される。上昇したレール周囲温度とＲＮＴとの差が極度にある場合、レール内の圧縮応力は潜在的に、線路パネルを実際に座屈（バックル）させるのに十分な大きさに達し得る。任意の特定のレールを座屈させるのに必要な圧縮応力は、例えば、絶対温度、レール周囲温度とＲＮＴとの差、及びバラストの状態を含む、幾つかの要因によって決まる。
【０００９】
以前には偶発的で予測不可能であると考えられたこのような座屈は、脱線の主要な原因である。線路座屈の典型である、横方向の線路パネル変位に対処する列車の能力は小さい。結果として、線路座屈は、これを従来の軌道回路によって検出することができないので、レール分離よりも脱線の危険性がかなり大きい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
連続線路のレールの長手方向の応力を測定及び／又は判定するために、様々な方法、システム及び装置が開発されたが、何れのものも、連続線路のうちのある区間が特定の安全限界内にあるかどうかを正確に判定するために使用されてこなかった。従って、従来技術のレール応力確認における欠点に対処し、規定の安全範囲内でレール性能をより正確に判定することを実現するシステム及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下では、本発明によるレール安全限界の決定に関連する方法、装置及びシステムの簡単な概要を提示する。この概要は詳細な全体像ではなく、また、本発明の方法、装置、及び／又はシステムの要点や重要な要素を特定するものではなく、また、本発明の方法、装置及びシステムの範囲を詳細に表すものでもない。以下では、後に提示されるより詳細な説明の序文として、簡略化した形で本発明の方法、装置及びシステムを概念的に特定する。
【００１２】
本出願の一態様によれば、レール安全限界を判定する例示的な方法が開示される。この例示的な方法は、連続溶接レール（ロングレール）の一つの部分について標的レール設定温度を求めることを含む。この方法はまた、連続溶接レールの上記の部分について長手方向の応力を監視すること、及び連続溶接レールの前記の部分についてレール周囲温度を監視することも含む。この方法は更に、長手方向応力及びレール周囲温度に基づき、現在のレール設定温度を求めることも含む。この例示的な方法によれば、連続溶接レールの前記の部分に障害が発生したかどうかを判定するために、現在レール設定温度は標的レール設定温度と比較され、現在レール設定温度と標的レール設定温度との差が所定の範囲内にある場合に、警報が伝えられる。この方法を実施するための例示的な装置も開示される。
【００１３】
本出願の第２の態様によれば、レール安全限界を判定する例示的な方法が開示される。この例示的な方法は、連続溶接レールの一つの部分についてレール周囲温度を監視すること、及び連続溶接レールの前記の部分について長手方向の応力を監視することを含む。この方法はまた、連続溶接レールの前記の部分についてのレール設定温度を求めること、及びレールの前記の部分を支持するバラストの耐力強度を求めることも含む。この方法は更に、レールの前記の部分に関連する高温座屈閾値を求めることも含む。この高温座屈閾値は、レールの前記の部分についての耐力強度、レール設定温度、及び長手方向応力の関数である。この例示的な方法によれば、レール周囲温度と高温座屈閾値とが比較されて温度差が求められ、その温度差が所定の範囲内にある場合に警報が伝えられる。この方法を実施する例示的な装置も開示される。
【００１４】
本出願の第３の態様によれば、レール部分を監視する例示的なシステムが開示される。このシステムは、複数のレール部応力監視デバイス、及びその複数のレール応力監視デバイスと通信する少なくとも１つの受信機を含む。この受信機は、レール応力監視デバイスからレール応力データを受信するように動作する。受信機は更に、そのレール応力データをレール応力処理装置へ送信するように動作する。このレール応力処理装置は、受信機と通信し、また、レール応力データを評価するように動作する。レール応力監視装置は更に、レール応力データに基づいて警報を伝えるように動作する。
【００１５】
本発明の方法、装置及びシステムの特定の例示的な態様が、以下の記述及び添付の図面と共に説明される。しかし、これらの態様は、本発明の方法、装置及びシステムの原理を利用することのできる様々な態様のうちの幾つかを示すものであり、従って、例には、かかる態様及び均等物が含まれているものとする。その他の利点及び新規の特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せ読めば、明らかになり得る。
【００１６】
本発明の方法及びシステムをより完全に理解するために、以下の説明を添付の図面と共に参照する。図面では、同様の参照番号は同様の構成を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を参照して例示的な方法及びシステムを説明する。すべての図面を通して、同様の参照数字が同様の要素を参照するために使用されている。以下の記述では、説明を目的として、多数の具体的な詳細が、これらの方法及びシステムの完全な理解を容易にするために示される。しかし、それらの具体的な詳細なしでこれらの方法及びシステムを実施できることが、明らかであろう。その他のについて、説明を簡単にするために、周知の構造及びデバイスはブロック図の形式で示されている。
【００１８】
図１を参照すると、概略図は、連続線路の例示的なネットワーク１００を示す。図示の連続溶接線路ネットワーク１００は、例えば、レール部１０５、１１０及び１１５などのような複数のＣＷＲ線路部を含む。このＣＷＲ線路部は、ノード１２０と１２５との間の経路などのような、特定のノード間の経路を作る。例えば、レール部１１５などのような幾つかのＣＷＲ線路部は、レール応力監視デバイス１４０のようなレール応力監視デバイスを含む。それぞれのレール応力監視デバイスは、レール部の内部応力の大きさを測定するか又は別な方法で求めて、その内部応力をレール応力プロセッサ１３０へ伝えるように、設計されている。
【００１９】
次に図２を参照すると、連続線路ネットワーク１００の特定の構成要素のより詳細な図が示されている。示されているように、レール部１１５に対応するレール応力監視装置１４０は、レール部１１５の内部応力を求め、そのレール応力のデータを信号塔２１０を介してレール応力プロセッサ１３０へ送る。
【００２０】
もちろん、図示した通信手段は、監視装置１４０などのようなレール応力監視装置がレール応力プロセッサ１３０と通信する様々な態様のうちの一例にすぎない。他の通信手段の例としては、例えば、直接有線通信、衛星、マイクロ波、セルラー、他の任意の形式の無線通信、及びインターネットを介する通信などが含まれる。監視装置１４０からレール応力プロセッサ１３０までの監視データを伝達する更なる他の手段の例としては、鉄道車両により伝達すること、及び鉄道職員により監視装置１４０からデータを手動で収集すること、およびその後にそのデータをレール応力プロセッサ１３０へ手動で入力することとを併せて含む。
【００２１】
監視装置１４０によって収集され伝えられるデータは、ＣＷＲ線路部又はＣＷＲ線路パネルの、測定された長手方向の応力を含む。監視装置１４０によって収集および伝達できる他のデータには、例えば、レール周囲温度、レール温度、日付、時間、振動、及びＲＮＴを含む。
【００２２】
次に図３を参照すると、ＲＮＴとレール周囲温度の間の温度差と、長手方向の応力との関係を示す例示的なグラフが示されている。図示のように、グラフは、摂氏のレール温度を横軸に示し、対応する摂氏温度でのレール応力表現を縦軸に示す。レールの応力は、典型的には、例えば、１平方インチ当たりポンド（pounds per square inch）などの単位で表されるが、本出願では、レールの応力を温度で表すことが、レール応力とレール周囲温度とＲＮＴとの間の関係を理解することを大幅に簡素化すると認識する。図３のグラフによれば、摂氏温度で表されるレール応力は、以下の式に従って求めることができる。
【００２３】
ＲＳ＝レール応力（℃）
ＲＮＴ＝レール設定温度（℃）
ＡＴ＝レール周囲温度（℃）
とすれば、
ＲＳ＝ＲＮＴ−ＡＴ
である。
【００２４】
言い換えれば、図３のグラフで示されたレール応力については、レール応力（ＲＴ）が、レール周囲温度（ＲＴ）のレール設定温度（ＲＮＴ）から離れている度数である、ということである。この線形の関係は参照数字３５０で示されている。参照数字３６０で示された横軸の関数は、レールの非拘束部の応力を表す。レール部が非拘束状態にあるので、レール周囲温度にかかわらず、レール応力はゼロである。言い換えれば、非拘束のレールのＲＮＴは常に、レール周囲温度と等しい。
【００２５】
図示の例の領域３０５では、レール温度がそのＲＮＴよりも下にあり、レールは引っ張り応力を受け、この応力はレールを分離する障害をもたらす傾向がある。領域３１０のレール応力は、ＲＮＴの上にあり、加圧的なレール応力を表し、この応力は線路の座屈の障害をもたらす傾向がある。定義により、ＲＮＴ３１５は、グラフを使用して、レール応力がゼロの点を特定することによって、求めることができる。図示のグラフでは、例示のＣＷＲ線路のＲＮＴ３１５は３０℃である。
【００２６】
次に図４を参照すると、長期にわたってのＣＷＲ線路パネルの、華氏温度で表した、ＲＮＴ及び長手方向応力を表すグラフが示されている。参照数字４０５及び４１０で示されたグラフの最初の部分は、ＣＷＲレールを線路に固定する前に取得された読取り値を表す。図示のように、ＲＮＴは、レールのレール周囲温度とともに各日を通じて変動している。同様に図示されているように、やはりレール周囲温度とＲＮＴとの差で表されたものである、華氏温度で表された監視応力は、ゼロである。これらの読取り値は、ＣＷＲ線路パネルに長手方向の応力がないことを示し、これは、敷設の前のＣＷＲレールの非拘束状態と一致する。
【００２７】
ＣＷＲレールが固定される点である参照数字４１５のところでは、約１００°Ｆ（約３８℃）で、ＲＮＴのより一定な読取り値が示されている。同様に、参照数字４２０のところでは、グラフは、夜間の長手方向のレール応力のピークの大きさの急な上昇を示し、これは、ある時間、約３０〜４０°Ｆ（約−１〜４℃）で一定に留まる。この突然の上昇及び正（引っ張り）のレール応力の値は、バラストにＣＷＲ線路パネルを取付けること、及びＣＷＲ線路パネルを隣接するＣＷＲ線路パネル内に拘束することと、合致する。
【００２８】
参照数字４３０のところでは、長手方向のレールの応力の急な上昇が示され、参照数字４２５のところではＲＮＴの対応する下降が示されている。理論上、一旦ＣＷＲ線路パネルが拘束されると、ＲＮＴは、ＣＷＲ線路パネルの寿命の間は一定に維持されるはずである。しかし、実際には、幾つかの要因がＲＮＴに影響を及ぼすことがある。ＲＮＴの幾つかの変化は一時的なものであり得、他のものは永久的なものであり得る。例えば、ＣＷＲ線路パネルを支持するバラストは、時間の経過とともに適応（調節）していくことがあり、それによって、ＣＷＲ線路パネルの位置が移動すなわち変化する。典型的にはエントロピー及び／又はその他の自然の力に帰因するそのような適応は、ＣＷＲ線路パネルの応力を軽減することがある。ストレスのレベルの低減（低減したストレス）は、ＣＷＲ線路パネルが移動した位置に留まる限り、ＲＮＴに影響を及ぼす。
【００２９】
参照数字４２５のところでは、グラフは、ＲＮＴの約８０°Ｆ（約２７℃）への降下を示し、残りの監視期間の間に１００°Ｆ（３８℃）に戻らない。長期にわたるＲＮＴのこのような変動は、レール部の塑性又は弾性変化を表す。塑性変化がより永久的であるのに対して、弾性変化は少なくとも部分的には後戻りすることがある。
【００３０】
参照数字４３５のところでは、何かの要因が、ＣＷＲ線路パネルの監視されているＲＮＴに影響を及ぼしたように見える。提供されたデータからは、４３５でのＲＮＴの変化が塑性変化であったかそれとも弾性変化であったかが、明らかではない。参照数字４４０のところでは、ＲＮＴの対応する変化が発生したように見え、これは、４３５での変化が弾性変化であったことを示唆していると考えられ得る。もちろん、４３５及び４４０での変化が、ただ単に偶然に反対方向の関連のない弾性変化であった、ということもあり得る。
【００３１】
長手方向の応力レベルの監視だけでは、任意の特定のＣＷＲ線路パネルの状態に関しての同じ幅の情報が提供されない。本発明の予測的及び／又は予防的な利点は、長手方向応力、レール周囲温度、ＲＮＴ、及び場合によってバラスト状態の収集及び／又は解析から引き出される。これらのデータの解析が、保守状態又はいわゆる「ソフト」障害の予測、及び安全状態又はいわゆる「破局的」障害の予測を、可能にする。
【００３２】
図５は、レール・システム１００のＣＷＲ線路１０５などのような、連続溶接線路の各レール部のレール安全限界を判定するためのレール応力処理装置の第１の例示的方法５００を示す流れ図である。この例示的方法によれば、ブロック５０５で、連続レールの特定の部分の標的ＲＮＴが特定される。ブロック５１０で、そのレール部の長手方向応力が監視され、ブロック５１５で、そのレール部のレール周囲温度が監視される。図１に示された例示的レール・ネットワーク１００では、このような長手方向応力及びレール周囲温度は、レール監視装置１４０によって監視され、レール応力プロセッサ１３０へ送られる。レール部のレール周囲温度及び長手方向応力を使用して、ブロック５２０で、図３に示した関係を前提として現在のＲＮＴが求められる。
【００３３】
この方法は、ブロック５２５で、現在のＲＮＴと標的ＲＮＴとを比較して温度差を得るものであり、この温度差は線路座屈又は他の障害を表すことができる。温度差が所定範囲内にある場合には（ブロック５３０）、その所定範囲に関連した起こり得る安全性の問題を示す警報が、伝えられる（ブロック５３５）。もちろん、所定の範囲を、制限のない範囲として定義することもでき、例えば、温度差が所定の閾値を超えた又は横切った場合に、その温度差が所定範囲内にあると言われるようにすることができる。このような所定の閾値は更に、正の方向又は負の方向のどちらの方向に横切られるものとしてもよい。
【００３４】
図６は、レール・システム１００のＣＷＲ線路１０５などのような、連続溶接線路の各レール部のレール安全限界を判定するためのレール応力処理装置の第２の例示的方法６００を示す流れ図である。この例示的方法によれば、ブロック６０５で、連続レールの特定の部分について、長手方向応力及びレール周囲温度が監視され、また、求められる。図１に示された例示的レール・ネットワーク１００では、このような長手方向応力は、レール監視デバイス１４０によって監視され、レール応力プロセッサ１３０へ送られる。そのレール部のレール設定温度は、ブロック６１０で、レール部のレール周囲温度及び長手方向応力を使用して、図３に示した関係を前提として、求められる。
【００３５】
ブロック６１５では、連続レール部を支持するバラストの耐力強度が求められ、ブロック６２０では、ブロック６０５、６１０及び６１５で収集されたデータに基づいて高温座屈閾値が求められる。この高温座屈閾値は、そのようなデータの数学的関数によって、あるいはブロック６０５、６１０及び６１５で収集されたデータをテーブルへのインデックスとして用いるルックアップ・テーブルに基づいて、求めることができる。このルックアップ・テーブルには、そのインデックスと関連付けられた特定の条件の下で収集されたレール障害履歴データに基づいてデータを入れることができる。
【００３６】
この方法は、ブロック６２５で、ＲＮＴと温度座屈閾値とを比較して温度差を得る。温度差が所定範囲内にある場合には（ブロック６３０）、その所定範囲に関連付けられた起こり得る安全性の問題を示す警報が、伝えられる（ブロック６３５）。
【００３７】
従って、本出願は、温度及びレール応力に基づいてＣＷＲ線路の安全限界を判定する方法、装置及びシステムを説明する。現在のレール設定温度、レール周囲温度、及びレール内の長手方向応力を観測することによって、線路パネルを支持するバラストの、特にカーブでの、耐力強度を求めることができる。様々の条件にわたってこの耐力強度を観測することによって、および解析モデルを利用して、耐力強度又はその調整部分をＲＮＴに付加して、高温座屈閾値を定めることができ、この高温座屈閾値は、前記の状態が緩和されるまで補修作業又は列車運行の変更を知らせるために定めるものである。利用することのできる解析モデルの例としては、線路運営マニュアルで提供されるモデル、長期にわたる実際の線路測定に基づいて作成されたモデル、及び米国運輸省によって作成されたモデルなどのような数学モデルを含む。
【００３８】
バラスト内の線路パネルの耐力強度に影響を与える可能性のある要素は、曲率、片勾配、バラストの種類及び状態、バラスト肩幅、レール・アライメントの偏心率、枕木寸法、重量、及び間隔を含む。この方法によって、これらの要素のほぼすべてが、他の手段により経済的に複製されない様式で、観測される挙動内で対応される。説明したように、線路曲率及び他の容易に知られる要素を有するルックアップ・テーブルを、安全性の余裕を鉄道の標準業務に許容可能なレベルに調節するために、用いることができる。
【００３９】
上記で説明してきたことは、幾つかの例を含む。もちろん、レール安全限界を判定することに関連するシステム、装置、方法、及びコンピュータ可読の媒体を説明するために、構成要素や方法のあらゆる考えられる組合せを説明することは、可能ではない。しかし、当業者は、更なる組合せ及び置換が可能であることを認めるであろう。従って、本出願は、特許請求の範囲に含まれるかかる改変形態、変更形態、及び変形形態を包含するものである。更に、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語が詳細な説明や特許請求の範囲において用いられていることに関して、かかる用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語が請求項において前後を接続させる語として用いられた場合の解釈と同様に、包括的なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本出願に記載のシステム及び方法による、連続線路の例示的ネットワークを示す概略図である。
【図２】図２は、図１の特定の構成要素間の例示的な通信を示す概略図である。
【図３】図３は、レール設定温度とレール周囲温度との間の温度差と、長手方向のレール応力との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、ＣＷＲ線路パネルについての長手方向応力及びＲＮＴのグラフである。
【図５】図５は、レール安全限界を判定する例示的方法を示す流れ図である。
【図１】
2008507647.tif 000003
【図２】
2008507647.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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