高速鉄道におけるレールスクワット検出のための軸加速度の分析

スクワットは短波長回転接触によって引き起こされる疲労欠陥の一種であり、スクワットが早期に検出されれば、線路の維持コストを効果的に削減できます。本論文では、ABA（軸箱加速度）と周波数信号処理技術に基づいてスクワットの早期検出方法を提案します。スクワットの測定感度を高めるために、ABAを使用して縦振動を測定しました。垂直ABAと比較して、縦ABAはレールの締結部や枕木からの振動を含まないため、レールの衝撃に関連する振動信号を効果的に測定できます。本論文では、KTXの車輪軸に三軸加速度計を設置して振動データを測定・分析しました。上記の縦振動測定を使用して、スクワット信号がより効果的に抽出されました。スクワットの位置を検出するためのアルゴリズムは、ウェーブレットスペクトル分析に基づいて開発されました。この研究は国内の高速線の区間で検証され、この区間でのフィールド検証の結果、約88.2%のヒット率でスクワットが検出されました。スクワットが発生した主な場所はレールの溶接部とジョイント部であり、いくつかの区間でスクワットが発生した場所に非支持の枕木が存在することが確認されました。