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軌道形状測定車（軌道記録車とも呼ばれる）は、鉄道輸送システムにおいて、通常の鉄道運行を妨げることなく軌道形状の様々なパラメータを検査するために使用される自動軌道検査車両です。一般的に測定されるパラメータには、位置、曲率、軌道の整列、平滑度、および2本のレールの交差レベルなどがあります。これらの車両は、様々なセンサー、測定システム、およびデータ管理システムを使用して、検査対象の軌道のプロファイルを作成します。
軌道ジオメトリカーは、鉄道交通量が十分に増加し、手動および目視による検査がもはや実用的でなくなった1920年代に登場しました。さらに、当時の列車の運行速度の増加により、より綿密に維持管理された軌道が必要となりました。1925年、Chemins de fer de l'Estは、 Hallade法の発明者であるEmile Halladeが開発した加速度計を搭載した軌道ジオメトリカーを運用開始しました。加速度計は、水平方向と垂直方向の動きだけでなく、ロールも記録できました。マイルストーンと駅を記録するための手動ボタンが取り付けられていました。このような車両は、現在GEISMARグループの一部となっているtravaux Strasbourgによって開発されました。1927年までに、Atchison, Topeka and Santa Fe Railwayが軌道車両を運用し、 1929年にはEstrada de Ferro Central do Brasilがそれに続きました。これらの2台の車両は、 Sperry Corporationのジャイロスコープ技術を使用してBaldwinによって製造されました。[ 2 ]
ドイツで最初の軌道形状測定車は1929年に登場し、ドイツ国鉄によって運用された。この車の機器はキールのアンシュッツ社製であった。スイスでは、最初の軌道形状記録装置が1930年に既存の動力計車に組み込まれた。 [ 2 ]
初期の軌道形状測定車の1つは、米国運輸省のプロジェクトHISTEP（高速列車評価プログラム）で使用されたT2車でした。これは、運輸省が高速列車の試験用に線路区間を設けていたトレントンとニュージャージー州ニューブランズウィック間の線路状態を評価するために、バッド社によってプロジェクトHISTEP用に製造されました。そのため、T2は時速150マイル以上で走行しました。[ 3 ]
初期の定期運行用ジオメトリカーの多くは、適切なセンサー、計器、記録装置を備えた古い客車を改造し、機関車の後ろに連結して作られた。[ 4 ]少なくとも1977年までには、自走式ジオメトリカーが登場した。サザン・パシフィック鉄道のGC-1（プラッサー・アメリカン社製）はその初期のもので、12個の測定ホイールをひずみゲージ、コンピューター、スプレッドシートと組み合わせて使用し、管理者に鉄道の状態を明確に把握させた。[ 5 ] 1981年当時でさえ、『北米鉄道百科事典』はこの車両を北米で最も先進的な軌道ジオメトリカーとみなしていた。[ 6 ] : p325
線路検査は当初、線路検査員が線路を歩き、線路の各区間を目視で検査することで行われていました。これは列車が運行中に行わなければならなかったため危険でした。また、多くの人員を必要とし、検査員が1日に検査できる線路の量には限りがありました。線路のさまざまなパラメータを測定するために手動の機器を使用する必要がありました。[ 4 ]
軌道ジオメトリカーの主な利点は、手動での軌道検査と比較して時間と労力を節約できることです。軌道ジオメトリカーは、最高時速217マイル（時速335キロメートル）で走行し、その間ずっと軌道を検査します。貨物鉄道では、運行の中断を最小限に抑えるため、ジオメトリカーは軌道速度（最高時速70マイル）で走行するのが一般的です。現在の軌道ジオメトリカーは、1日でシステムの大部分をカバーできます。多くの場合、保守班はジオメトリカーに続いて、ジオメトリカーが軌道に沿って移動する際に欠陥を修正します。[ 4 ]
軌道形状測定車は（一部の軽量ハイレール形状測定車を除き）実物大の鉄道車両であるため、軌道形状測定車は（これを考慮しない手動の方法と比較して）荷重がかかった状態での軌道の形状をより正確に把握することができます。最後に、軌道形状データは一般的に保存され、軌道の劣化傾向を監視するために使用できます。このデータは、軌道のトラブル箇所を特定して予測し、それに応じて保守プログラムを計画するために使用できます。[ 7 ]
各パラメータの許容範囲は、測定対象の線路のクラスによって異なります。米国では、ジオメトリカーは一般的に各欠陥を「クラスII」または「クラスI」に分類します（ただし、正確な名称は鉄道会社によって異なる場合があります）。クラスIIの欠陥は保守レベルの欠陥として知られており、線路が特定の鉄道会社の基準を満たしていないことを意味します。各鉄道会社は、保守レベルの欠陥について独自の基準を持っています。クラスIの欠陥は、連邦鉄道局（FRA）の線路安全基準に違反する欠陥です。鉄道会社は、発見後一定期間内にこれらの欠陥を修正しなければならず、そうしないと罰金を科される可能性があります。
ニューヨーク市地下鉄で使用されている軌道形状車両は、以下の値も測定している。
米国では、連邦鉄道局（FRA）が自動軌道検査プログラム（ATIP）の一環として7台のジオメトリ車両を保有している。ATIP車両は、鉄道が連邦軌道安全基準に準拠しているかどうか、また傾向分析や技術進歩のために、国内の鉄道輸送ネットワークの運用調査を実施する。[ 12 ]
2025年には、鉄道会社は自動検査システムを使用する際に手動検査を減らすことが許可された。[ 13 ]
米国では、鉄道会社が列車の運行にさらに支障をきたさないような新しい形状測定方法を模索している。コロラド州プエブロの運輸技術センターで運輸技術センター社（TTCI）が行った試験では、標準的な貨車に取り付けられた携帯型乗り心地監視システムを使用している。TTCIはまた、「性能ベース軌道形状」またはPBTGへの移行を推進している。現在の軌道形状システムのほとんどは軌道自体の状態のみを考慮しているが、PBTGシステムは軌道の状態によって引き起こされる車両のダイナミクスも考慮している。[ 14 ]
