(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車上で測定された加速度波形から、乗り心地評価に有用な周波数と振幅を算出することにより、乗り心地評価線図を用いて列車の乗り心地評価を行う乗り心地評価方法において、
前記周波数と振幅の演算は、
（ａ）変曲点により振幅波形の極大・極小点の特定を行い、
（ｂ）隣接する極大・極小点のなかで時間間隔が一定時間より短く、絶対値が一定比率より小さいものを整理統合し、
（ｃ）さらに一定時間内で一貫して増加あるいは減少するデータの途中に存在する極大・極小点を整理統合し、
（ｄ）一定値以内の周波数差の波形が２あるいは３波連続し、振幅が一定値以上の場合に、その周波数と振幅の平均値を用いることを特徴とする乗り心地評価方法。
ただし、振幅  Ｐ＝Ｃ１×（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）／３（３波の場合）
周波数ｆ＝２／（Ｔ１＋Ｔ２）
振幅  Ｐ＝Ｃ２×（Ｐ１＋Ｐ２）／２（２波の場合）
周波数ｆ＝１／Ｔ１
ここで、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は波高値、
Ｔ１，Ｔ2 は波間の時間
Ｃ１，Ｃ２は波高値を調整するための定数
【請求項２】
請求項１記載の乗り心地評価方法において、算出された周波数と振幅を、乗り心地評価線図上にプロットすることを特徴とする乗り心地評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車上で測定された加速度波形から乗り心地評価に有用な周波数と振幅を算出する方法に係り、その方法を組み込んだ乗り心地解析手法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、加速度波形を記録紙に描いて、その波形から熟練技術者が周波数と振幅を読取り、乗り心地評価線図にプロットしていた。そのため、解析を行うためには相当のノウハウを身につけた技術者でなければならず、また、その技術者の熟練度による個人差が生じたり、大量のデータを迅速に処理できないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記状況に鑑みて、熟練技術者が行っている処理過程とノウハウを具体的な手法として記述し、コンピュータ用ソフトウエアに組み込み、磁気記録媒体に記録された加速度波形データから周波数と振幅を算出し、それをもとに乗り心地評価線図上にプロットすることができる乗り心地評価方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕列車上で測定された加速度波形から、乗り心地評価に有用な周波数と振幅を算出することにより、乗り心地評価線図を用いて列車の乗り心地評価を行う乗り心地評価方法において、前記周波数と振幅の演算は、変曲点より振幅波形の極大・極小点の特定を行い、隣接する極大・極小点のなかで時間間隔が一定時間より短く、絶対値が一定比率より小さいものを整理統合し、さらに一定時間内で一貫して増加あるいは減少するデータの途中に存在する極大・極小点を整理統合し、一定値以内の周波数差の波形が２あるいは３波連続し、振幅が一定値以上の場合に、その周波数と振幅の平均値を用いることを特徴とする。
【０００５】
ただし、振幅  Ｐ＝Ｃ１×（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）／３（３波の場合）
周波数ｆ＝２／（Ｔ１＋Ｔ２）
振幅  Ｐ＝Ｃ２×（Ｐ１＋Ｐ２）／２（２波の場合）
周波数ｆ＝１／Ｔ１
ここで、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は波高値、
Ｔ１，Ｔ2 は波間の時間
Ｃ１，Ｃ２は波高値を調整するための定数である。
【０００６】
〔２〕上記〔１〕記載の乗り心地評価方法において、算出された周波数と振幅を、乗り心地評価線図上にプロットすることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【０００８】
乗り心地評価線図を使用した乗り心地評価は、加速度波形から読取った周波数と振幅を使用するものであり、国内で使用されている代表的な乗り心地評価指標の一つである。ただし、この指標の算出においては周波数と振幅の読み取りにノウハウが必要であり、コンピュータにはあまり適していない。この乗り心地指標に必要な周波数と振幅をコンピュータで計算するためには、人手により行われている波形読み取り作業と、それに関連するノウハウをソフトウエア化する必要がある。
【０００９】
そこで、図１に示すフローチャートに従い具体的な処理手法を開発した。
【００１０】
（１）まず、ローパスフィルタ等で不要な周波数成分の除去を行う（ステップＳ１）。
【００１１】
（２）次に、波形の極大・極小点の特定を行う（ステップＳ２）。
【００１２】
（３）次に、隣接する極大・極小点の整理統合を行う（ステップＳ３）。
【００１３】
（４）次に、ステップＳ３の整理統合の結果の妥当をチェックする（ステップＳ４）。ＮＯの場合にはステップＳ３に戻る。
【００１４】
（５）ステップＳ４でＹＥＳの場合には、連続２波・３波の周波数、振幅の計算（図２参照）を行う（ステップＳ５）。
【００１５】
（６）同一箇所で生じた振動か否かをチェックする（ステップＳ６）。ＮＯの場合にはステップＳ８へ進む。
【００１６】
（７）ステップＳ６でＹＥＳの場合には、同一箇所の振動として整理する（ステップＳ７）。
【００１７】
（８）振幅が一定値以上あるか否かチェックする（ステップＳ８）。ＮＯの場合には周波数と振幅は不採用とする。
【００１８】
（９）ステップＳ８でＹＥＳの場合は、有用な周波数、振幅として採用する（ステップＳ９）。
【００１９】
（１０）乗り心地評価線図（図３）にプロットする（ステップＳ１０）。
【００２０】
図１のフローチャート中における、処理の概要は以下の通りである。なお、処理中の判断基準は任意に設定可能である。
【００２１】
ステップＳ１における「ローパスフィルタ等での不要な周波数成分除去」は、乗り心地評価に不要な周波数成分の除去を行うもので、ソフトウェアによるディジタルフィルタである。目的によっては、ハイパスやバンドパスフィルターによる処理も行う。
【００２２】
ステップＳ２における「波形の極大・極小点の特定」は、任意の３点のデータ比較において中点のデータより、両端のデータのいずれも大きいか、あるいは小さいかにより、中点データを極値と判定する。
【００２３】
ステップＳ３における「隣接する極大・極小点の整理統合」は、隣接する極値の出現時間間隔が設定値より短い場合、または絶対値が設定値より小さい場合は、絶対値の大きい方に整理統合する。
【００２４】
ステップＳ４における「整理統合の結果は妥当か」は、前記の整理統合が目的に応じた程度までできたか否かをチェックする。設定値に達するまで整理統合を繰り返す。
【００２５】
ステップＳ５における「連続２波・３波の周波数、振幅の計算」は、図２に示すように、３波の場合は、
振幅  Ｐ＝Ｃ１×（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）／３（３波の場合）
周波数ｆ＝２／（Ｔ１＋Ｔ２）
２波の場合は、
振幅  Ｐ＝Ｃ２×（Ｐ１＋Ｐ２）／２（２波の場合）
周波数ｆ＝１／Ｔ１
ここで、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は波高値、
Ｔ１，Ｔ2 は波間の時間
Ｃ１，Ｃ２は波高値を調整するための定数である。
【００２６】
ステップＳ６における「同一箇所で生じた振動か」は、振動が生じた場所が位置データあるいは、走行速度と経過時間等から判断して、設定距離以内であるか否かを判定する。
【００２７】
ステップＳ７における「同一箇所の振動として整理」は、ステップ６で同一箇所と判定されたデータについて、周波数と振幅の代表値を決める。
【００２８】
ステップＳ８における「振幅が一定値以上あるか」は、振幅が設定値以上であるか否かの判定を行う。
【００２９】
ステップＳ９における「有用な周波数、振幅として採用」は、これまでの処理で選ばれたものを、周波数、振幅の組合せとして採用する。
【００３０】
ステップＳ１０における「乗り心地評価線図にプロットする」は、図３に示す乗り心地評価線図上にこれまでの処理で選ばれた周波数と振幅の組み合わせを表示する。
【００３１】
図３は本発明の実施例を示す左右振動乗り心地評価線図であり、横軸に周波数（Ｈｚ）、縦軸に振動加速度（ｇ）を示している。なお、乗り心地に対する振動数の関係自体は公知（例えば、本願出願人による先行技術である特開昭６３−１９２６５３号の図１とその説明参照）であり、図中において、乗り心地係数が１（実線）であると非常に良く、１〜１．５であると良く、１．５〜２であると普通、２〜３であると悪く、３以上であると非常に悪いと評価されるものである。
【００３２】
この他に、上下振動、前後振動用の乗り心地評価線図があり、振動の方向により使い分ける。
【００３３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下に示すような効果を奏することができる。
【００３５】
（Ａ）乗り心地評価において、加速度波形から周波数と振幅を求め、乗り心地評価線図上にプロットできる。
【００３６】
（Ｂ）周波数の抽出過程においてバンドパスフィルタを用いないことから、周波数成分の損失がない。
【００３７】
（Ｃ）解析に関する高度なノウハウが無くても、熟練技術者と同等な解析結果が得られる。
【００３８】
（Ｄ）データ処理に人間が介在しないので、解析結果の再現性が高い。
【００３９】
（Ｅ）大量のデータでも迅速に処理することができる。
【００４０】
（Ｆ）データは磁気記録により保持されるため管理が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す乗り心地評価のフローチャートである。
【図２】  連続２波・３波の振幅、周波数の計算の説明図である。
【図３】  本発明の実施例を示す左右振動乗り心地評価線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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