Datadriven analys och förutsägelse av kurvskrik på järnväg

Undersökning av faktorer som påverkar kurvskrik på järnvägen, utveckling av prediktiva modeller och optimering av effektiva strategier för att minska buller och förbättra järnvägssystemets prestanda.

Mål

Målet med forskningen är att undersöka de faktorer som påverkar kurvskrik på järnvägen, utveckla prediktiva modeller och optimera effektiva strategier för att minska buller och förbättra järnvägssystemets prestanda.

Projektstatus och resultat

Kurvskrik är ett framträdande tonalt buller som uppstår till följd av instabilitet i gränssnittet mellan hjul och räls när järnvägsfordon kör på kurviga spårsträckor. Detta gnissel ger upphov till höga bullernivåer med dominerande tonala komponenter i det frekvensområde där den mänskliga hörseln är som känsligast, vilket leder till betydande bullerföroreningar i områden nära kurviga järnvägsspår.
För närvarande är den mest effektiva strategin att applicera friktionsmodifierare på rälshuvudet för att optimera friktionsförhållandena, minska instabiliteten i kontakten mellan hjul och räls och samtidigt bibehålla tillräcklig dragkraft och bromsprestanda. Automatiska smörjsystem för räls är dock känsliga för defekter, kräver ofta underhåll och friktionsmodifierarna är i allmänhet inte miljövänliga. Följaktligen finns det ett stort behov av att utforska alternativa metoder för att minska kurvskrik och förbättra befintliga tekniker för friktionsmodifiering.

En djupare förståelse av de mekanismer som driver kurvskrik är avgörande för att utveckla förbättrade lösningar. Detta doktorandprojekt kommer att fokusera på att identifiera de grundläggande orsakerna till kurvskrik, undersöka effekterna av operativa, miljömässiga och infrastrukturella faktorer på dess förekomst och utvärdera potentiella strategier för att minska risken. Studien kommer att använda dynamiska simuleringar, fältmätningar, experimentella tester och statistiska analyser. Dessutom omfattar forskningen utveckling av ett praktiskt övervakningssystem längs spåret för att bedöma de statistiska tendenserna för kurvskrik.

År 2024 installerades ett system för mätning av gnisselljud vid sidan av spåret på ett kurvigt spårsegment med en känd historia av gnisselljud. Algoritmer för detektering av gnisselljud och tonal analys av vibrationer och akustiska signaler från järnvägen utvecklades och presenterades vid konferensen Inter-Noise 2024 [1] och vid Vibration Day 2024 som anordnades av Scandinavian Vibration Society. Det nuvarande arbetet är inriktat på datainsamling och statistisk analys av gnisselbenägenheten, med tonvikt på miljö- och driftsparametrar. Dessutom genomförs fältmätningar för att bedöma effektiviteten hos olika friktionsmodifieringsstrategier för att minska kurvskrik.