TÉZISFÜZET. A közúti vasúti pálya állapotfelmérésének rezgésdiagnosztikán alapuló módszere és a rendszer függőségeinek vizsgálata

Átírás

1 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM ÉPÍTŐMÉRNÖKI KAR ÚT ÉS VASÚTÉPÍTÉSI TANSZÉK TÉZISFÜZET A közúti vasúti pálya állapotfelmérésének rezgésdiagnosztikán alapuló módszere és a rendszer függőségeinek vizsgálata című PhD. értekezéshez Készítette: Vinkó Ákos, okleveles infrastruktúra-építőmérnök Témavezető: Dr. Bocz Péter PhD, egyetemi docens Konzulens: Dr. Kormos Gyula, c. egyetemi docens Budapest, 2018

2

3 1. Bevezetés 1.1. Előzmények, témaválasztás indoklása A vasúti pálya állapotfelmérésének és minősítésének módszerei és eszközei az idők folyamán folyamatosan fejlődtek. Kezdetben gyalogos vonalbejárások alkalmával, kizárólag vizuális megfigyelés és saját szakmai tapasztalat alapján minősítették a pályaszakaszokat. Ez a szubjektív értékelés egy jól kidolgozott értékelési séma (keretrendszer) esetén is nagyban függött az értékelést végző személytől, így emellett előtérbe kerültek az objektív méréseken alapuló minősítési módszerek is. A mérőeszközök kezdetben terheletlen, majd idővel terhelt állapotban szolgáltatták a pálya paramétereinek mérőszámait. A számítástechnikai eszközök pályadiagnosztikai célú alkalmazásának kezdete óta óriási mennyiségű adat halmozódott fel az üzemeltető cégeknél, amelyek feldolgozása mindig megkövetelte az adott korban elérhető legmodernebb technika használatát. A vasúti felépítményi állapotromlás meghatározására ma már a feldolgozási módszerek és eszközök széles skálája áll rendelkezésre: a vágánymérő készülékektől a felépítményi mérőkocsikig [1 5]. A diagnosztikai célú szenzorok vagy a pályába, vagy a járműre kerülnek felszerelésre attól függően, hogy a pálya-jármű rendszer melyik eleméről szeretnénk információt gyűjteni: például a vasúti kerékpár műszaki állapotának (lapos kerék, hőnfutás, egyenetlen kerékterhelés) vizsgálatához főként pályába szerelt szenzorokat, míg a pályaállapot-felmérés céljaira a járműre szerelt szenzorok használatát részesítik előnyben a szakemberek. Az alkalmazott szenzorok szerint léteznek síndiagnosztikai, vágánygeometriai és járműdinamikai mérőrendszerek. Síndiagnosztikai mérőrendszerek főként ultrahangos, örvényáramos technológiát felhasználva azonosítják a sínkoronán, illetve a sínfej belsejében kialakuló hibákat. A vágánygeometriai mérőrendszerek érintkezéses (elektromechanikus jelfeladással), vagy érintkezésmentes technológia alkalmazásával rögzítik a pálya geometriai méreteit. A pálya avultsági állapota és geometriai méretei között szoros összefüggés áll fenn, így a pályaállapot jól minősíthető az ideálistól eltérő geometriai méretek alapján. A pálya állapotromlásának kezdeti időszakában geometriai elváltozások, míg a avulási folyamat előre -1-

4 haladtával a szerkezeti, majd anyagfáradási problémák is jelentkeznek. A geometriai méréseken alapuló pályaállapot-minősítés azonban nem veszi figyelembe az adott hibán való áthaladáskor mérhető járműdinamikai választ, amely a szerkezeti, anyagfáradási hibák előrejelzése szempontjából elengedhetetlen. Emiatt a jövőben a pálya geometriai mérettűréseinek meghatározásakor a járművek többlet-igénybevételeinek figyelembevétele is szükségszerű lenne [6]. A járműdinamikai mérőrendszerek azokat a járműoldali igénybevételeket mérik, amelyek ciklikus ismétlődése okozza a pálya szerkezeti elemeinek anyagfáradását és tönkremenetelét. A járműdinamikai méréseken alapuló pályaállapot-értékelés legelterjedtebb mérési elrendezése a csapágytokra [7 12], forgóváz-hossztartóra és a járműszekrényre szerelt inerciális szenzorok [12 15] alkalmazása. A jármű lengőrendszerként való viselkedése miatt a mérések végrehajtása főként 100 km/h fölötti sebességtartományban történik annak érdekében, hogy a pályahibák által gerjesztett és a jármű szerkezeti tulajdonságaiból adódó gerjesztéseket elkülönítsék. Az Európa-szerte alkalmazott, szabványosított járműdinamikai mérőrendszerek főként csak a siklásbiztonság, futásstabilitás és az utazási komfort mérőszámok meghatározására alkalmasak. A pályaállapot-felmérés és minősítésnek napjainkban alkalmazott új módszere a pálya-jármű rendszer rezgésdiagnosztikai vizsgálatán [16] és a mért adatok statisztikai kiértékelésén alapszik. Amikor a jármű áthalad egy pályahibán, akkor a kerékpár szabálytalan mozgása a pillanatnyi sebességtől függően a jármű szerkezeti eleminek rezgését idézheti elő. A különböző hullámhosszú pályahibák eltérő frekvenciakomponensű rezgést generálnak. A rezgésdiagnosztikai módszerek a különböző frekvenciakomponensek elkülönítésével és azok időalapú lokalizációjával teszik lehetővé a pályahibák azonosítását. A pályaállapot-felmérés legfontosabb célja a vasúti vágány állapotának meghatározása a rögzített mérési paraméterek értékeiből, adott hosszon képzett minősítő számok alapján, vagy az egyes paraméterek lokális határérték túllépéseinek statisztikai vizsgálatával. A minősítési hossz és az egyes beavatkozási szintekhez (építési-, fenntartási, azonnali beavatkozási mérethatár) tartozó határértékek meghatározásához nagyszámú vágánymérés statisztikai kiértékelése szükséges. Nagyvasúton a vágánygeometria mérő- és minősítő rendszer is megfelelően kidolgozott és széleskörűen elfogadott

5 Magyarországon a közúti vasutak esetén azonban a terhelt vágánymérés mérőkocsi hiányában nem valósult meg, így főként a nagyvasúti előírásokat adoptálták és saját üzemi tapasztalataik alapján dolgoznak. A hazai gyakorlatban a közúti vasutat üzemeltető cégek pályaállapot minősítése főként a kritikus forgalom-biztonságot veszélyeztető hibák kiszűrésére koncentrál, amelynek alapja a gyalogos vonalbejárás, vagy a villamossal történő beutazás során vizuálisan megfigyelt hibák detektálása és kézi nyilvántartása. A fenntartási munkák szervezése nagyrészt szubjektív szakmai tapasztalaton alapszik. A bevezetőben ismertetett mérőrendszerek nagyvasúton már bebizonyították alkalmasságukat, de a közúti vasúti üzem jellege, illetve mind a pálya mind pedig a járműoldali infrastruktúra jelentős eltérése szükségessé teszi a módszerek alkalmazhatóságának vizsgálatát. A jelenleg érvényben lévő vágánygeometriai és a járműdinamikai mérésekre vonatkozó hazai [17] és külföldi előírások (európai [18] [19], észak-amerikai [20], ausztráliai [21]) nem térnek ki a módszerek közúti vasúti alkalmazhatóságára. Így a közúti vasutak pályaállapot-felmérésére alkalmas, korszerű mérési módszer és minősítő eljárás kidolgozása nyilvánvalóan fontos feladat A kutatás célkitűzése A disszertáció célja egy a járműre szerelt olyan gyorsulásmérő szenzorok adatait felhasználó rezgésdiagnosztikán alapuló állapotfelmérési módszer kidolgozása, amely a jármű szerkezeti kialakításának megváltoztatását nem igényli; viszont a közúti vasúti üzemben alkalmazott sebességtartományban alkalmas a pálya egyenetlenségeinek azonosítására és megbízhatóan reprezentálja a pályaállapot változását is. Munkám fő célkitűzései a fentiekkel összhangban: A jelenleg használt vágánygeometriai pályajellemzők mindegyikéhez tartozzon egy a kerék-sín kapcsolat rezgésdiagnosztikai vizsgálatán alapuló pályaállapot-minősítő paraméter annak érdekében, hogy egyidejű vágánygeometriai és járműdinamikai mérések összehasonlíthatók legyenek; A disszertáció célja nem a mm pontos pályageometria meghatározása, hanem a problémás helyek megbízható kimutatása és azok relatív súlyosságának jellemzése felépítménytípustól függetlenül; - 3 -

6 A mérőrendszer függőségeinek feltárása a mérési sebesség, a jármű műszaki állapot és a közúti vasúton alkalmazott felépítménytípusok rugalmassági viszonyainak tekintetében; A mérőrendszer kalibrációs módszerének kidolgozása; Javaslattétel a kidolgozott vágányminősító paraméterek határértékeire A disszertáció felépítése A kutatás a közúti vasutak esetében a kerék sín kapcsolat rezgésgyorsulásának vizsgálatán alapuló terhelt pályaállapot-felmérési módszert és a rendszer függőségeit tárgyalja, figyelembe véve a hazai járműállomány és pálya infrastruktúra jellegzetességeit. Az értekezés 8 fő fejezetet tartalmaz. A kutatás első része (2-5. fejezet) egy szakirodalmi áttekintést ad a nagyvasúti üzemben alkalmazott inerciális mérőrendszerek típusairól, a szolgáltatott paraméterekről, illetve az azokra vonatkozó előírásokról. Az értekezés második részében (6-8. fejezet) a közúti vasutak terheletlen és terhelt pályaállapot-felmérésére kidolgozott saját módszereimet mutatom be. Mindaddig, amíg terhelt mérések nem biztosítanak elegendő adatot, addig a kidolgozott terheletlen pályaállapot-minősítési módszerek adnak lehetőséget az új terhelt pályaállapot-felmérési módszer validálására. A 2. fejezet a szakirodalom tükrében az inerciális szenzorok elhelyezésének és megválasztásának általános szempontjait, illetve a jelenleg széleskörűen alkalmazott mérési elrendezések kritikai értékelését mutatja be. A 3. fejezet a kutatásban alkalmazott számítási módszerek elméleti hátterét ismerteti, a 4. fejezet az inerciális mérőrendszerek által szolgáltatott adatok (siklásbiztonság, futásjóság, utazási komfort) kiértékelését szabályozó hazai és külföldi előírásokat foglalja össze, míg az 5. fejezet a külföldi alkalmazási példákat, illetve azok legfontosabb műszaki paramétereit mutatja be. A 6. fejezetben összegyűjtöttem a közúti vasúti pályaszerkezetek jellegzetes avulási jelenségeit, továbbá helyszíni méréseket, megfigyeléseket végezve feltártam azok kiváltó okait is. Az összegyűjtött tapasztalatok alapján egy kvázi-objektív (terheletlen vágánygeometriai méréseken alapuló) és egy szubjektív (gyalogos vonalbejáráson és vizuális megfigyelésen alapuló) állapotfelmérési módszert dolgoztam ki. A pályahibák adatbázisban történő tárolására továbbá kidolgoztam egy adatstruktúrát és egy online hibaregisztráló űrlapot is. A megelőző karbantartási munkák tervezéséhez - 4 -

7 azonban a szubjektív és kvázi-objektív állapotértékelés mellett elengedhetetlen egy gépi terhelt állapotfelmérési rendszer alkalmazása. A 7. fejezet ennek megfelelően a közúti vasutak új, terhelt pályaállapotfelmérési módszerét ismerteti, amely mérési elrendezésében jelentősen eltér a hagyományos megoldásoktól, hiszen a gyorsulásmérő szenzorok a forgó kerékre kerültek rögzítésre. Az általam kifejlesztett mérőrendszer az erre a célra forgalomból kivont, üzemképes GANZ gyártmányú Ipari Csuklós villamoson (továbbiakban: ICS) került kialakításra. A mérőrendszer kiépítését a Budapesti székhelyű METALELEKTRO Méréstechnika Kft. és a BKV Zrt. Villamos Infrastruktúra Főmérnökség szakembereivel együttműködve végeztem el. Jóllehet a mérőrendszer nem szolgáltat egzakt vágánygeometriai méreteket, mégis alacsony sebesség mellett (10 50 km/h) is alkalmas a beavatkozást igénylő pályahibák detektálására a forgó mozgásból adódó többletterhelés miatt. A kerékre szerelt gyorsulásmérő szenzorok adataiból közvetlenül meghatározható a fordulatszám, amely felhasználható a helyazonosításban az aktuális kerékátmérő és a kerékmegcsúszás figyelembe vétele mellett. A 8. fejezet az általam kidolgozott általános pályaállapot-minősítési módszert, illetve a lokális hibák kiértékelését ismerteti a felműszerezett villamossal végzett mérési eredmények alapján. A kifejlesztett mérési elrendezésre vonatkozóan kidolgoztam a pályaállapot minősítésére szolgáló paraméterek sínszálakra (függőleges irányú ütés; függőleges irányú többletterelés; keresztirányú ütés, keresztirányú többletterelés, hullámos kopás intenzitása), illetve a vágányra vonatkozó algoritmusait (siklásbiztonsági pályajellemző; keresztfutás-stabilitás, függőleges pályatöbbletterhelési jellemző). Minthogy a pályahibák azonosítása a kerék és sín között kialakuló többlet-igénybevételek, rezgések azonosításán alapszik, a kidolgozott algoritmusok a jelfeldolgozás eszközeinek alkalmazásával lehetővé teszik a pályahibák által gerjesztett rezgések és a jármű szerkezeti tulajdonságaiból adódó egyéb rezgések szétválasztását, valamint a különböző típusú pályahibák azonosítását. A lokális hibák kiértékelése a pálya-jármű rendszerben azonosított többlet-gerjesztések határérték túllépésén alapszik. Az általános minősítés céljaira meghatároztam egy Dinamikai Minősítő Számot (DMSZ), amely a kidolgozott rezgésdiagnosztikán alapuló algoritmusok értékéből képzett területi elvű additív minősítő szám. A mérőrendszer által szolgáltatott paraméterek és az általános minősítés előzetes határértékeit gyalogos vonalbejárás és statisztikai kiértékelés alapján - 5 -

8 határoztam meg. Az azonosított pályahibák validálása pedig gyalogbejárás és TrackScan vágánygeometria mérő készülék adatai alapján történt. Az értekezést, rövid összefoglalóval a 9. fejezet zárja, melyet az új tudományos eredményeket összefoglaló 10. fejezet, illetve a tézisekhez kapcsolódó, publikációkat tartalmazó 11. fejezet követ. 2. A kutatásban alkalmazott módszerek A kutatás a pályaállapot-minősítés folyamatának mindkét összetevőjét tárgyalja, azaz a pálya-jármű rendszer többlet-igénybevételeinek mérésével és minősítésével is foglalkozik. E két rész a kutatási módszer tekintetében is elválasztható Pályaállapot-felmérés: adatfeldolgozási módszerek Az egyes vágányparaméterek megítélése előtt a rögzített adatokat szinkronizálni kell, illetve néhány előzetes kalibrációs vizsgálatot, átalakítást is végre kell hajtani a későbbi könnyebb adatelemzés céljából. A kerékszenzorok esetén egy kiemelt további fontos feladat a függőleges értelmű ún. kvázifüggőleges kerékgyorsulás előállítása a mért érintő- és sugárirányú komponensekből. Kerékre szerelt szenzorok szinkronizációja A felműszerezett jármű merevtengelyes forgóváz kialakítással rendelkezik, amelynek köszönhetően a tengelyhez mereven felsajtolt kétoldali kerekekre rögzített szenzorok mindig szinkronban vannak. A szenzorok indításából adódó időbeli eltéréseket keresztkorrelációs függvény alkalmazásával küszöböltem ki. A pályaállapot minősítésekor mindig a menetirány szerinti első tengely adatai kerültek felhasználásra. A csúszva gördülő kerék síkmozgásának kinematikai modellje A vízszintes síkon, csúszás nélkül gördülő merev testként értelmezett kerék egyszerűsített kinematikai modelljét felhasználtam a kvázi-függőleges kerékgyorsulás és a megtett út számításánál. A kerék forgásából adódóan a gyorsulásmérő szenzorok mérési eredményei több összetevőből állnak. Egyrészt a haladó mozgásból eredő gyorsulás és a nehézségi gyorsulás járulékos komponensei, másrészt a forgó mozgásból adódóan a sugárirányúés érintőirányú gyorsulások alkotják a mért jelet (1. ábra)

9 1. ábra: A csúszás nélkül gördülő kerék kinematikai modellje: a.) nehézségi gyorsulás komponensei; b.) haladó mozgás gyorsulásának komponensei; c.) sugár-, és érintőirányú gyorsulások komponensei A g nehézségi gyorsulás, p haladó mozgás gyorsulása és forgómozgás hatására az alábbi gyorsulás komponensek jelennek meg a kerék középpontjától r s távolságra elhelyezett S szenzor mérési tengelyein: a a x y g sin p cos r s wx 2 g cos psin r w ahol p [m/s 2 ] a haladó mozgás gyorsulása; p [m/s] járműsebesség; θ [rad] a szenzor szögpozíciója a keréken (a referencia (zérus) szögpozíciót az OA egyenes szakasz jelöli a 1. ábrán); g [m/s 2 ] nehézségi gyorsulás; a x [m/s 2 ] tengelyirányú gyorsulás, a y [m/s 2 ] sugárirányú gyorsulás; w x és w y a mérési tengelyeken az ismert gyorsuláskomponensek leválasztása után maradó rezgésgyorsulások (folyamat és mérési zaj kovariancia). A fentiekben említett gyorsuláskomponensek alul-áteresztő, sáv-, és felül-áteresztő 4-ed rendű Butterworth-féle IIR szűrők alkalmazásával határoztam meg. A mért gyorsulásadatokból leválasztva az ismert komponenseket, megkaptam a (w x, w y) maradó rezgésgyorsulásokat. Ezek tartalmazzák a sín és a kerék közötti rezgéseket és a kialakuló többlet-igénybevételeket is Pályaállapot-minősítés: a kerék-sín kapcsolat rezgésdiagnosztikai vizsgálata A forgómozgásból eredő komponensek leválasztása után maradó rezgésgyorsulások jelfeldolgozás módszereivel való elemzése lehetővé teszi a pályahibák által gerjesztett rezgések és a jármű szerkezeti tulajdonságaiból adódó egyéb rezgések szétválasztását, valamint a különféle típusú pályahibák felépítményfüggetlen azonosítását is. s y (1) - 7 -

10 A pálya-jármű rendszerben rögzített gyorsulásadatok instacionárius, időben sztochasztikusan változó jelek, így rezgésdiagnosztikai vizsgálatukhoz elengedhetetlen a frekvenciatartománybeli és időtartománybeli információk összekapcsolása. A disszertációban a szakirodalomban elérhető módszerek közül a Wavelet transzformációval előállított teljesítmény-spektrum skálaátlagolt változatát [22] (SAWP: Scale Averaged Wavelet Power), illetve az STFT (Short Time Fourier Transformation) ablakozott Fourier transzformációt alkalmaztam. A rezgésdiagnosztikai vizsgálatokat a MATLAB programcsalád jelfeldolgozási eszköztárának felhasználásával végeztem el. A különböző típusú pályahibák által gerjesztett rezgések frekvenciatartománybeli jellegzetességeit a 2. ábra szemlélteti, ahol egy ICS villamos kerekén mért a y sugárirányú gyorsulást, a forgómozgásból eredő komponens leválasztásával kapott maradó rezgésgyorsulást, illetve ezen nyers adatok ablakozott Fourier transzformációval (STFT) előállított teljesítményspektrumát ábrázoltam. A pontszerű pályahibák egy rövid idejű, intenzív hatást jelentenek, amelyek a spektrogramon oszlopszerűen, széles frekvencia-spektrum gerjesztésként (2. ábra (c)), míg az időtartományban kiugró értékként jelennek meg. A hosszabb kiterjedésű pályaegyenetlenségek folytonos gerjesztést jelentenek, amelyek a spektrogramon egy szűk frekvenciasáv gerjesztéseként vízszintes sávszerűen, míg az időtartományban a pályahiba hullámhosszától függő periódikus jelként jelennek meg (2. ábra (a) és 2. ábra (b)). Az időben változó frekvenciakomponensek ábrázolásából könnyedén belátható, hogy amennyiben mind a frekvenciatartományt, mind pedig az időtartományt kis intervallumoként (nagy felbontással) vizsgáljuk, akkor állandó mérési sebesség mellett a pályahibatípusok azonosítása lehetséges a pályahibára jellemző frekvenciakomponensek elkülönítésével. A pályahibák rögzítése a különböző felépítmények és a jármű kölcsönhatására jellemző alapzaj leválasztása után megmaradó többlet-igénybevételen értelmezett határérték túllépésen alapszik. A pálya-jármű rendszerben a járműmozgás során folytonosan jelenlévő alapzaj és az arra rárakódó periódikus, vagy tranziens jellegű többlet-igénybevételek elkülönítését a teljesítményspektrum releváns frekvencia komponenseinek átlagolásával előállított görbe alapvonal korrekciójával végeztem el. Az alapvonal illesztésnél az aszimmetrikus legkisebb négyzetek módszerét alkalmaztam. A pályahibák azonosításához szükséges határértékeket egy alkalmasan megválasztott referencia szakasz felmérési adatainak statisztikai kiértékelése alapján jelöltem ki

11 2. ábra: Adott pályahiba típusok esetén mérhető jellegzetes rezgésgyorsulás jelalakok és frekvenciatartománybeli jellegzetességeik (ICS villamos kerekén mért sugárirányú gyorsulás és a forgómozgás komponenseinek eltávolítása után maradó rezgésgyorsulás) (a) Hullámos kopás: Hz; (b) Pályaegyenetlenség: 0-50 Hz; (c) Síntörés: Hz [23] -9-

12 3. Az elvégzett tudományos munka főbb eredményei I. TÉZIS: A közúti vasúti pálya terhelt állapotfelmérésére kidolgoztam egy olyan új mérési elrendezésű rendszert (1.1. ábra), amelynél a pályaminősítés alapjául szolgáló bemenő adatokat a keréktárcsához rögzített gyorsulásmérő szenzorok szolgáltatják. A kialakított új mérőrendszer a pálya-jármű kölcsönhatás miatt mindkét alrendszer műszaki állapotától függ, így a jármű műszaki állapotának ellenőrzésére kalibrációs eljárást és követelményeket dolgoztam ki. Kvázi-függőleges kerékgyorsulás számítása A forgó kerékre rögzített szenzorok eredő függőleges értelmű gyorsuláskomponense (Q), kinematikai szempontból a mért érintő és sugárirányú gyorsulás szűrt, azonos értelmű komponenseinek az összegeként megfelelő illeszkedéssel leírható, az (1.1) egyenlet szerinti általános alakban: ahol Q a sin a cos, (1.1) y, szűrt angle x, szűrt angle Q kvázi-függőleges kerékgyorsulás a x,szűrt szűrt érintőirányú gyorsulás (0,5 Hz felül áteresztő szűrő), a y,szűrt szűrt centrifugális gyorsulás (0,5 Hz felül áteresztő szűrő), θ angle kerékelfordulás szöge az (1.2) összefüggés szerint: angle a arc tan a gx gy (1.2) ahol θ angle a szögelfordulás (2.1a. ábra), a gy a radiális gyorsulás gravitációs komponense [g], a gx az érintőírányú gyorsulás gravitációs komponense [g]. Altézis: Az egymást követő időben, azonos és eltérő járművéggel végzett mérések alapján a kerék oldalgyorsulás 0,5 másodperces mozgóátlagának, illetve a Q kvázifüggőleges kerékgyorsulás azonos ablakszélességgel meghatározott minimummaximum eltérésének összehasonlításával (1.2. ábra és 1.3. ábra) igazoltam, hogy a kialakított új mérési elrendezés megismételhetően és megbízhatóan alkalmazható a pályaállapot-megítélés céljaira. -10-

13 1.1. ábra: Új mérési elrendezés: a keréktárcsához rögzített 3 tengelyű gyorsulásmérő szenzor és a tengelyek mérési iránya 1.2. ábra: Az egymást követő időben végrehajtott mérések keréken rögzített adatainak összehasonlítása az A és B mérési irányok tekintetében. -11-

14 1.3. ábra: Az A és B mérési irányok összehasonlítása a keréken mért oldalgyorsulások tekintetében a 9 km/h-s referencia méréshez viszonyítva ábra: Az A és B mérési irányok összehasonlítása a kelenföldi kocsiszínben Az I. tézishez kapcsolódó publikációk: [2], [4], [5], [10], [11], [13] -12-

15 II. TÉZIS: Kimutattam az I. TÉZISBEN bemutatott új mérési elrendezésre vonatkozóan, hogy a keréken mért érintő- és sugárirányú gyorsulás adatokból meghatározott fordulatszám (2.1. ábra) és a tényleges kerékátmérő figyelembevételével számított megtett út elegendő pontosságot (átlagos megállótávolságra nézve jobb, mint 5 m) biztosít a pályahibák gyalogos vonalbejárás során történő azonosításához. A pontosság mértéke függ az ívviszonyoktól, a kerékátmérőtől és az időjárási körülményektől is ábra: A megtett út meghatározása a keréken mért érintő- és sugárirányú gyorsulásadatokból: a.) az (1.2) összefüggés szerint számított kerék szögelfordulás; b.) keréken mért nyers érintő- és sugárirányú gyorsulásadatok; c.) a tényleges kerékátmérő és a fordulatszám figyelembevételével számított megtett út A II. tézishez kapcsolódó publikációk: [1], [3], [5], [10], [14] -13-

16 III. TÉZIS: Az I. TÉZISBEN megfogalmazott járműdinamikai mérési elrendezés validálására kidolgoztam egy szubjektív állapotfelmérési módszert, valamint a pályahibák rögzítésére és elemzésére szolgáló térinformatikai rendszert is. Mindaddig, amíg az I. TÉZISBEN bemutatott mérőrendszer nem szolgáltat elegendő mérési adatot, addig ez a módszer is lehetőséget ad a mért adatok validálására. A.) Altézis: Budapest teljes villamos vágányhálózatának saját vizuális állapotfelmérésem alapján kidolgoztam egy olyan a felépítménytípustól független, szubjektív pályaállapotminősítő szempontrendszert, amelyben az egyes szempontokhoz tartozó értékelési skálákat is egyértelműen definiáltam, figyelembe véve a jelenleg alkalmazott pályafenntartási gyakorlat tapasztalatait. A pályaállapot kiértékeléséhez a villamos vonalat, annak vízszintes vonalvezetése alapján homogén szakaszokra bontottam (egyenesek, tiszta és átmenetiíves körívek). Ezek a szakaszok képezik a kiértékelés alapját. Külön egységnek tekintem az átmenetiíves körívet csakúgy, mint a tiszta körívet és az egyenes szakaszokat. A 3.1 ábra kiértékelési példaként a Budapest közúti vasúti hálózatán felmért ORTEC RAFS típusú pályaszerkezetek szubjektív állapotértékelését szemlélteti az átgördült forgalomnagyság és a pályaéletkor függvényében. (A felmért és kiértékelt szakaszok a disszertáció 7. ábráján vannak feltüntetve.) B.) Altézis: Kidolgoztam egy adatbázis struktúrát és egy online hibaregisztráló űrlapot 1 a vonalbejárások során megfigyelt pályahibák helyalapú rögzítésére és elemzésére. A III. tézishez kapcsolódó publikációk: [1], [6], [7], [9], [11] 1 Az űrlap online elérhetősége:

17 3.1. ábra: Szubjektív állapotfelmérési módszer kiértékelési példa: ORTEC RAFS felépítmény esetén -15-

18 4.1. ábra: A 49-es villamos vonal kvázi-objektív állapotértékelése a.) bal vágány b.) jobb vágány (Felmérés dátuma: április 25.) -16-

19 IV. TÉZIS: Vonalbejárásaim felmérési tapasztalatait felhasználva kidolgoztam egy pályaállapot-minősítési módszert a terheletlen vágánygeometriai mérések adatainak felhasználásával, amely a felépítmény típusától függetlenül alkalmas a vágány vonalvezetési elemeinek automatikus kiértékelésére. A terheletlen állapotfelmérést TrackScan vágánygeometria mérőkészülékkel végeztem el több mint 60 vágánykilométeren. Jóllehet a terhelt állapotban megfigyelhető pályareakció kimutatására ez az eszköz nem alkalmas, azonban terhelt mérések hiányában ez a statikus állapotfelmérés is hasznos lehet. A pályaállapot-értékelése a geometriai mérésekre vonatkozó (átvételi fenntartási beavatkozási) határértékek felhasználásával, a pálya geometriai elemeire meghatározott hiba-hányad alapján történik. A IV. tézishez kapcsolódó publikációk: [6], [9], [11] V. TÉZIS: Az általam kifejlesztett mérési elrendezésre vonatkozóan, mind a sínszálakra, mind pedig a vágányra olyan algoritmusokat dolgoztam ki, melyek lehetővé teszik a pályahibák által gerjesztett rezgések és a jármű szerkezeti tulajdonságaiból adódó egyéb rezgések szétválasztását, valamint a különböző típusú lokális pályahibák beazonosítását. A.) Altézis: Igazoltam, hogy a skála-átlagolt, Morlet Wavelettel előállított frekvencia spektrum adott konfidenciaszintet meghaladó értékei alapján a különböző mérési irányokban kialakult pontszerű ütések helye és intenzitása is automatikusan rögzíthető. A függőleges irányú ütések esetén a 6g 2, míg a keresztirányú ütések esetén a 2g 2 fenntartási határérték alkalmazását javaslom. A pontszerű pályahibák egy rövid idejű, intenzív hatást jelentenek a keréken, amelyek a spektrogramon széles frekvenciaspektrum gerjesztésként jelennek meg, így a mérőszenzorok teljes érzékelési tartományát vettem figyelembe. -17-

20 B.) Altézis: Gyalogos szemrevételezés és egyidejű terheletlen vágánygeometriai mérések alapján, többszöri szisztematikus beállítással, empirikusan kimutattam, hogy időben lokalizált, frekvencia átlagolt Wavelet és STFT (Short-Time Fourier Transform) teljesítményspektrumok alapvonalának BEADS (Baseline Estimation and Denoising with Sparsity 2 ), aszimmetrikus legkisebb négyzetek módszerrel történő eltávolításával meghatározott maradó rezgésgyorsulás a pálya-jármű rendszerben fellépő periódikus jellegű többlet-igénybevételeket felépítménytípustól függetlenül megbízhatóan jellemzi. A pályahibák rögzítése a különböző felépítmények és a jármű kölcsönhatására jellemző alapzaj leválasztása után megmaradó többlet-igénybevételen értelmezett határérték túllépésen alapszik. C.) Altézis: A B altézis szerinti alapvonal korrekció alkalmazásával a függőleges pályatöbbletterhelés meghatározható a menetirány szerinti első tengely jobb és bal oldali kerekére vonatkozó alapvonal korrigált STFT teljesítményspektrumok időben lokalizált átlagából az (5.1) összefüggés szerinti általános alakban: ( Sˆ fˆ ) ( Sˆ fˆ ) Q, BE Q, BE Q, JE Q, JE Fptj (5.1) ahol Fptj függőleges pálya-többletterhelési jellemző; S frekvencia-átlagolt STFT teljesítmény spektrum; f BEADS eljárással becsült alapvonal; Q,BE; Q,JE bal és jobb első kerék kvázi-függőleges gyorsulása. A függőleges pálya-többletterhelés esetén az 5g 2 fenntartási határérték alkalmazását javaslom. Az V. tézishez tartozó publikációk: [4], [8], [12], [13], [14], [15] 2 2 BEADS Matlab segédprogram online elérhetősége:

21 5.1. ábra: Pontszerű ütések azonosítása a skála-átlagolt Wavelet Transzformáció (SAWP) alkalmazásával (a szimbólum az 1g 2 SAWP határérték figyelembevételével azonosított hiba helyet jelöli) -19-

22 VI. TÉZIS: Kidolgoztam a közúti vasúti pálya általános műszaki állapotát tükröző, járműfutástulajdonságok alapján meghatározott additív minősítő számot (DMSZ), amelyet homogén minősítő szakaszonként a függőleges pályatöbbletterhelési jellemző (Fptj), a siklásbiztonsági pályajellemző (SiklB), a hullámos kopás intenzitását jellemző paraméter (Hkop) és a keresztirányú utazási komfort (Kuk) értékéből határozhatunk meg a (6.1) egyenlet szerinti általános alakban: ahol: h h Fptj 300 SiklB Kuk 3 Hkop DMZ S h, (6.1) 4 DMSZ h: a h hosszon értelmezett Dinamikai Minősítő Szám; h: a minősítő szakasz hossza (jármű mozgásérzékelő hosszának többszöröse); Fptj: Függőleges pálya-többletterhelési jellemző; SiklB: Siklásbiztonsági pályajellemző; Kuk: Keresztirányú utazási komfort (UIC 513 előírás szerint); Hkop 3 : Hullámos kopás intenzitását jellemző vágányparaméter, a sínszálanként mért értékek átlaga (6.2); h Hkopbal Hkop jobb Hkop, (6.2) 2 A gyalogos vonalbejárás és szubjektív pályaállapot-minősítés alapján kiválasztott jó /közepes /rossz állapotú homogén minősítési szakaszokon (6.1. ábra) végzett járműdinamikai mérések statisztikai kiértékelése során megállapítottam, hogy a kijelölt szakaszokon meghatározott Dinamikai Minősítő Szám (DMSZ) eloszlásfüggvénye szerint (6.2. ábra) az egyes pályaállapotok egyértelműen elkülöníthetők egymástól. Igazoltam továbbá azt is, hogy a mérések hasonló sebesség alkalmazása mellett megismételhetők, és megbízhatóan reprezentálják a pálya műszaki állapotát és annak változását is. Az VI. tézishez tartozó publikációk: [12], [13], [14] h 3 Posgay Zoltán (Metalelektro Méréstechnika Kft.) alapötlete alapján kidolgozott algoritmus -20-

23 6.1. ábra: Felújítás előtti és utáni mérés általános minősítés szerinti összehasonlítása az 51-es villamos pesterzsébeti nagypaneles szakaszán (h=6 m-es minősítési szakaszhossz; V = 25 km/h); * új építésű ellenív és csatlakozó egyenes -21-

24 6.2. ábra: A különböző avultsági állapotú homogén szakaszokon számított DMSZ eloszlásfüggvények az 51-es villamos pesterzsébeti nagypaneles szakaszán: A szakasz: Török Flóris utca a Bíró Mihály utcai elhúzásig ( m és m); B szakasz: Kossuth Lajos utca Nagy Sándor József utca ( m); C szakasz (a felújítás előtt és a felújítás után): Nagy Sándor József utca Vörösmarty utca ( m) -22-

25 4. Eredmények hasznosítása A kidolgozott szubjektív pályaállapot-felmérési módszer és a kapcsolódó online hibaregisztráló űrlap, illetve adatbázis lehetővé teszi a vonalgondozók számára a mai modern kornak megfelelő hibanyilvántartást és az adatok elemzését is. A terheletlen vágánygeometriai mérések kiértékelésére kifejlesztett kváziobjektív pályaállapot-felmérési módszer elsősorban csak az új állapotú, vagy olyan pályaszakaszokon használható eredményesen, ahol a szerkezeti elváltozások, anyagfáradások még nem jelentősek. E módszerek korlátai miatt egy terhelt pályaállapot-felmérésre alkalmas, a kerék-sín kapcsolat rezgésdiagnosztikai vizsgálatán alapuló új eljárást dolgoztam ki. A kidolgozott új mérési elrendezés tekintetében bebizonyítottam, hogy a forgó kerékre szerelt szenzorok a forgó mozgásból adódó többletterhelés miatt alkalmasak a pálya egyenetlenségeinek detektálására a közúti vasúti üzemben alkalmazott km/h sebesség tartományban is. Igazoltam továbbá azt is, hogy az azonos járművéggel végrehajtott mérések állandó sebesség alkalmazása mellett megismételhetők és megbízhatóan reprezentálják a pálya műszaki állapotát. Az új pályaállapot-megítélési módszer kidolgozásakor az volt a célom, hogy a jelenleg használt vágánygeometriai pályajellemzők mindegyikéhez tartozzon egy kerék sín kapcsolat rezgésdiagnosztikáján alapuló pályaállapotminősító paraméter annak érdekében, hogy az egyidejű vágánygeometriai és járműdinamikai mérések összehasonlíthatók legyenek. A járműdinamikai mérések összehasonlító statisztikai vizsgálata során bebizonyítottam, hogy a gyalogos vonalbejárás alapján jó /közepes /rossz állapotúnak minősített referencia pályaszakaszok az általam kidolgozott minősítés szerint is egyértelműen elkülöníthetők. A 2018-ban a BKV Zrt. által üzembe helyezett mérővillamos járműdinamikai mérőrendszere a disszertációban bemutatott új mérési és minősítési módszer szerint valósult meg. -23-

26 5. További kutatási lehetőségek Jelenleg a felműszerezett villamos speciális mérőkocsiként működik annak érdekében, hogy a rendszer függőségeit ellenőrzött körülmények között lehessen vizsgálni (közel állandó mérési sebesség, változó jármű műszaki állapot, felépítmények eltérő rugalmasságának hatása). A mérővonatokkal végzett mérések hátránya, hogy a tervezett mérések legfeljebb fél évente követik egymást, így nincs lehetőség a hirtelen pályaállapot-változás nyomon követésére. Ezzel szemben az üzemszerű járművekre felszerelhető mérőrendszerek részletes és naprakész adatokat szolgáltatnak a pályaállapot változásáról. Miután elég tapasztalat gyűlik össze a kidolgozott rendszer függőségeivel kapcsolatban, egy speciális mágneses rögzítéssel a keréktárcsához rögzített gyorsulásmérők a járműszerkezeti tulajdonságaitól független, a modern pályadiagnosztikai eszközökhöz képest relatíve olcsó megoldással valósíthatók meg bármely adhéziós vontatású vasúti kötöttpályás közlekedési mód esetén. A bemutatott pályaállapot-minősítő algoritmusokra vonatkozó értékhatárok meghatározása jelenleg statisztikailag csak alacsony számú mérési adathalmazból történhetett meg, viszont ezek pontosítása és további két fokozattal való kiegészítése (átvételi beavatkozási értékhatár) a mérőrendszer végleges bevezetése előtt feltétlenül szükséges nagyobb mérési sokaság statisztikai kiértékelésével. A disszertációban meghatározott értékhatárok csak 25±3 km/h mérési sebesség esetén érvényesek, így szükséges a mérethatárok kiterjesztése, vagy a mérések sebességfüggésének egyéb kezelése is. A beruházások tervezéséhez, és a munkáltatások hatékonyságának ellenőrzéséhez az általános minősítés kiértékelési hosszának pontosítása és az alkalmazott súlyszámok ellenőrzése is indokolt több évre kiterjedő mérési adathalmaz felhasználásával. A BKV Zrt. mérővillamosa a tervek szerint vágánygeometriai mérő-rendszerrel is fel lesz szerelve, így a jövőben az egyidejű vágánygeometriai és járműdinamikai mérések komplex összehasonlító vizsgálatával egy új mérethatárrendszer is kialakítható lesz, amely nemcsak a vágány terhelés alatti fekvésgeometriáját, hanem az áthaladáskor mért járműdinamikai választ is figyelembe tudja venni. Az általam kifejlesztett rezgésdiagnosztikán alapuló pályaállapot-felmérés egy vágánygeometriai mérőrendszerrel kiegészítve lehetőséget adhat a MÁV-hoz hasonlóan egy pályafenntartási szakértői tervező rendszer kialakítására is. -24-

27 A keréktárcsához rögzített szenzorok paramétereinek (mintavételezési frekvencia, érzékenység) alkalmas megválasztása esetén vizsgálhatóvá válik a kis sugarú ívekben tapasztalható csikorgás jelensége. A szakirodalomban számos cikk foglalkozik a csikorgás jelenségévél, kialakulási mechanizmusával, viszont a kérdést jelenleg még nem sikerült egyértelműen tisztázni. A csikorgás kellemetlen hatásának mérséklésére használt kenőanyagok többnyire jelentősen megváltoztatják a járművek fékezési tulajdonságait. A keréktárcsához rögzített szenzorok alkalmasak a kerék megcsúszás azonosítására, így felhasználhatóak az alkalmazott kenőanyagok hatékonyságának minősítésére is. A közúti vasúti üzemben jelenleg érvényben lévő pályatervezési előírások nincsenek alátámasztva a mai modern járművek méréssel meghatározott mozgásgeometriai viselkedésének statisztikai vizsgálatával. A különböző járműtípusok mozgásgeometriai jellemzőinek tényleges meghatározása szükségszerű annak érdekében, hogy a járművek jellegrajzai alapján egyszerű módszerekkel megbízhatóan számíthatók legyenek az utaskényelmi szempontokat befolyásoló tényezők. Az általam kidolgozott mérési elrendezéssel a tényleges kinematikai jellemzők meghatározhatók. -25-

28 6. A szerző publikációi 6.1. A tézisekhez kapcsolódó publikációk [1] Vinkó, Á. "Rolling contact fatigue on tramway's rail." In: Proceedings of International Conference on Road and Rail Infrastructure (Prof. Stjepan Lakušić (Ed)), CETRA 2014, Split, Croatia, April , 2014, pp ISSN: DOI: /RG [2] Vinkó, Á. "Kinematic Analysis of the Wheelset on straight Track with pre-defined Alignment Faults." In: Proceedings of 22 nd International Conference on Current problems in rail vehicles, PRORAIL 2015 (Prof. Ing. Daniel Kalinčák, PhD (Ed)), Žilina, Slovakia, Sept , 2015, pp ISBN: DOI: /RG [3] Vinkó, Á., Bocz, P. "Practical experience and in-service vehicle dynamics measurements based maintenance strategy for Tramways Infrastructure." In: Proceedings of International Conference on Road and Rail Infrastructure (Prof. Stjepan Lakušić (Ed)), CETRA 2016, Šibenik, Croatia, May , 2016, pp ISSN: DOI: /RG [4] Bocz, P., Vinkó, Á. " Detecting track irregularities from the vibration analysis of wheel-rail contact on tramway track." In: Proceedings of 9th International Scientific Conference of Civil Engineering and Architecture for PhD. Students and Young Scientists (Ing. Peter PLATKO, PhD., Ing. Vlasta ONDREJKA HARBUĽÁKOVÁ, PhD., Ing. Viola HOSPODÁROVÁ, Ing. Tomáš OLEXA, Ing. Michaela SMOLÁKOVÁ (Ed)), YS2017, Štrbské Pleso, Slovakia, April , 2017, pp ISBN: URL (Conference webpage): [5] Vinkó, Á. "Tramway track diagnostic method using wheel-mounted inertial sensors." In: Proceedings of 20 th International Seminar Track Maintenance Machines in Theory and Practice: SETRAS 2014 (Prof. Ing. Daniel Kalinčák, PhD (Ed)), Zilina, Slovakia, Nov. 4-6, 2014, pp ISBN: DOI: /RG

29 [6] Vinkó, Á. " Monitoring and Condition Assessment of Tramway Tracks in the aspect of deterioration rate." In: Proceedings of 20 th International Seminar Track Maintenance Machines in Theory and Practice: SETRAS 2016 (Prof. Ing. Daniel Kalinčák, PhD (Ed)), Zilina, Slovakia, Nov. 4-6, 2016, pp ISBN: URL: Teljes dokumentum. [7] Vinkó, Á. "Vizuális megfigyelésen és járműdinamikai méréseken alapuló közúti vasúti pályadiagnosztikai módszertervezet." In: 4. Közlekedéstudományi hallgatói és PhD konferencia (Dr. Tóth János, Válóczi Dénes, Esztergár-Kiss Domokos (Szerk)), Budapest, Magyarország, június. 25, 2014, pp ISBN: [8] Vinkó, Á. "A pálya állapotromlási sebességét befolyásoló speciálisan a közúti vasúthoz kötődő tényezők vizsgálata." In: Közlekedéstudományi Konferencia Győr (Dr. Horváth Balázs, Horváth Gábor, Gaál Bertalan (Szerk)), Győr, Magyarország, március 24-25, 2016, pp ISBN: DOI: /RG [9] Vinkó, Á. "A közúti vasúti pályaállapotfelmérés és minősítés megvalósításának lehetséges módszerei." In: Közlekedéstudományi Konferencia Győr (Dr. Horváth Balázs, Horváth Gábor, Gaál Bertalan (Szerk)), Győr, Magyarország, március 30-31, 2017, pp ISBN: URL (Teljes dokumentum): Link [10] Vinkó, Á. "Monitoring and Condition Assessment of Tramway Track using in-service Vehicle." Pollack Periodica: An International Journal for Engineering and Information Sciences, 3(11), 2016, pp ISSN: DOI: / [11] Bocz, P., Vinkó, Á. "Experimental investigation on condition monitoring opportunities of tramway tracks." Periodica Polytechnica Civil Engineering, 62(1), 2018, pp ISSN DOI: /PPci [12] Bocz, P., Vinkó, Á., Posgay, Z. "A practical approach to tramway track condition monitoring: vertical track defects detection and identification using time-frequency processing technique." Selected Scientific Papers - Journal of Civil Engineering, 13(s1), 2018, pp DOI: /sspjce

30 [13] Bocz, P., Vinkó, Á., Posgay Z. (befogadva) "Vibrationbased condition monitoring of Tramway track from in service vehicle using time-frequency processing techniques." In: Proceedings of International Conference on Road and Rail Infrastructure (Prof. Stjepan Lakušić (Ed)), CETRA 2018, Zadar, Croatia, May , [14] Vinkó, Á., Posgay Z. "A közúti vasúti pálya-állapotfelmérésének és minősítésének, rezgésdiagnosztikán alapuló új módszere." In: Közlekedéstudományi Konferencia Győr (Dr. Horváth Balázs, Horváth Gábor, Gaál Bertalan (Szerk)), Győr, Magyarország, március 22-23, 2018, pp ISBN: [15] Bocz, P., Vinkó, Á. (befogadva) "Condition monitoring approach for the inspection of tramway track using rotating wheel mounted inertial sensors." In: Proceedings of 10th International Scientific Conference of Civil Engineering and Architecture for PhD. Students and Young Scientists YS2018, Tatranská Lomnica, Slovakia, April , 2018, 6.2. Egyéb publikációk a kutatás témakörében [16] Bocz, P., Vinkó, Á. "Proposal for the wheel profile of the new tram-train vehicle in Hungary'." In: Proceedings of International Conference on Road and Rail Infrastructure (Prof. Stjepan Lakušić (Ed)), CETRA 2016, Šibenik, Croatia, May , 2016, pp ISSN: DOI: /RG

31 7. A bevezetőben hivatkozott jelentősebb publikációk: [1] Roberts, C., Goodall, R. M. "Strategies and techniques for safety and performance monitoring on railways." In Proceedings of the Seventh IFAC Symposium on Fault Detection, Supervision and Safety of Technical Processes, SAFEPROCESS 09, Barcelona, Spain, 30 June 3 July, 2009, pp DOI: / ES [2] Coenraad E. "Modern railway track." (Digital Edition, version 3.1), Delft University of Technology, [3] Iman, S., Alireza A., Uday K. "Track geometry degradation and maintenance modelling: A review." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. pp DOI: / [4] Mundrey, J. S. "Railway Track Engineering." Chapter 13, Chapter 17. Tata McGraw-Hill, New Delhi, India [5] Konstantinos T. "The Railway Track and its long-term behavior: A Handbook for a Railway Track of High Quality." from Section IV to Section VI. Springer. New York, USA [6] Zobory, I. "A vasúti pálya-jármű rendszer dinamikája - mérése - minősítése". Közlekedéstudományi szemle, 65(1), pp [7] Ward, C. P., Dixon, R., Weston, P. F., Stewart, E. J. C., Charles, G., Goodall, R. M., Roberts, C., Mei, T. X., Li, H. "Condition monitoring opportunities using vehicle-based sensors." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 225 (2), pp DOI: / JRRT406 [8] J. I. Real, L. Montalbán, T. Real, V. Puig 4 Development of a system to obtain vertical track geometry measuring axle-box accelerations from inservice trains. Vibroengineering: Journal of Vibroengineering, 14 (2), pp URL: Teljes dokumentum [9] Salvador, P., Naranjo, V., Insa, R., Teixeira, P. "Axlebox accelerations: Their acquisition and time frequency characterisation for railway track monitoring purposes." Measurement. 82 (2016), pp DOI: /j.measurement

32 [10] Lee, J. S., Choi, S., Kim, S. S., Park, C., Kim, Y. G. "A Mixed Filtering Approach for Track Condition Monitoring Using Accelerometers on the Axle Box and Bogie." Transactions on Instrumentation and Measurement. 61 (3), pp DOI: /TIM [11] Wanming, Z., Pengfei, L., Jianhui, L., Kaiyun, W. "Experimental investigation on vibration behaviour of a CRH train at speed of 350 km/h." International Journal of Rail Transportation. 3(1), pp DOI: / [12] Bocciolone, M., Caprioli, A., Cigada, A., Collin, A. "A measurement system for quick rail inspection and effective track maintenance strategy." Mechanical Systems and Signal Processing. 21 (3), pp DOI: /j.ymssp [13] Xiukun, W., Feng, L., Limin, J. "Urban rail track condition monitoring based on in-service vehicle acceleration measurements." Measurement. 80 (2016), pp DOI: [14] Shafiullah, G. M., Ali, A. B. M. S., Thompson, A., Wolfs, P. J. "Predicting Vertical Acceleration of Railway Wagons Using Regression Algorithms." IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 11(2), pp DOI: /TITS [15] Weston, P. F., Ling, C. S., Goodman, C. J., Roberts, C., Li, P., Goodall, R. M. "Monitoring lateral track irregularity from in-service railway vehicles." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. 221(1), pp DOI: / JRRT64. [16] Cantero, D., Basu, B. "Railway infrastructure damage detection using wavelet transformed acceleration response of traversing vehicle". Structural Control and Health Monitoring, 22(1), pp DOI: /stc.1660 [17] Magyar Államvasutak Zrt. "D. 54. sz. Építési és Pályafenntartási Műszaki Adatok, Előírások I. " (51. Fejezet): A vágányok építésénél és üzemeltetésénél alkalmazandó mérethatárok ( ) -30-

33 [18] European Standard EN : "Railway applications Track Track geometry quality." European Committee for Standardization (CEN). ISBN: , [19] UIC leaflet 518. "Testing and approval of railway vehicles from the point of view of their dynamic behavior Safety Track fatigue Ride quality." International Union of Railway. Paris, France [20] Department of Transportation, Federal Railroad Administration, Track Safety Standards, Final Rule, 49CFR Part 213, June 22,1998. [21] Queensland rail safety standard STD/0077/TEC civil engineering track standards version 2. Module CETS 9-track geometry, Queensland, Australia. [22] Torrence, C., Compo, G. P. "A Practical Guide to Wavelet Analysis". Bulletin of the American Meteorological Society, 79(1), pp DOI: / (1998)079<0061:APGTWA>2.0.CO;2 [23] Tsunashima1, H., Naganuma, Y., Matsumoto, A., Mizuma, T., Mori, H. "Condition Monitoring of Railway Track Using In-Service Vehicle". In X. Perpinya (Ed.), Reliability and Safety in Railway (pp ). InTech URL:

34 8. Köszönetnyilvánítás Mindenekelőtt köszönettel tartozom Dr. Bocz Péter és Dr Kormos Gyula témavezetőimnek, akik a kutatás elvégzéséhez tudományos vezetést biztosították, emellett karrierem elindításában személyes és szakmai meglátásaikkal elengedhetetlenül hozzájárultak. Köszönet illeti az Út és Vasútépítési Tanszék vezetőit: Dr. Fi Istvánt, Dr. Kisgyörgy Lajost és Dr. Liegner Nándort, akik a kutatás feltételeinek biztosításával és tanácsaikkal segítették munkámat. Külön köszönetet szeretnek mondani Dr. Liegner Nándornak, aki a PhD képzésem normál 3 éves időszakának lejárta után is bizalmat szavazott nekem, szakmailag és anyagilag is támogatott. A mérésekhez szükséges eszközök tekintetében mindig bátran fordulhattam a METALELEKTRO Méréstechnika Kft. ügyvezető igazgatóihoz, így ezt ezúton is szeretném nekik megköszönni. Külön köszönet illeti Posgay György urat, aki a disszertációban bemutatott állapotfelmérési módszert felkarolva lehetőséget adott annak megvalósítására. Az ő és Gyerkó József BKV Infrastruktúra Főmérnök úr támogatása nélkül ez a munka sohasem jöhetett volna létre. A mérővillamos projekt megvalósítása során szakmailag és emberileg is sokat tanultam. A munkában résztvevő összes kollégának köszönettel tartozom, viszont szeretném külön kiemelni Posgay Zoltánt, aki a jelfeldolgozási módszerekben való jártasságával, szakmai észrevételeivel nagyban hozzájárult a pálya-állapotminősítő algoritmusok kidolgozásához. Köszönetet szeretnék mondani Nagy István Szolgálatvezető úrnak és Szőke Lászlónak a Kelenföldi Kocsiszín üzemvezetőjének, akik a kutatás kezdete óta mindig kézségesen rendelkezésemre álltak, körbevezettek a kocsiszínben, bevezettek az Ipari csuklós villamos műszaki sajátosságaiba, illetve lehetőséget biztosítottak a kerékre szerelt gyorsulásmérő szenzorok előzetes tesztelésére, nemcsak a rögzítő elemek legyártásával, hanem az előzetes kocsiszíni tesztek biztosításával is. Köszönettel tartozom a nálam pályadiagnosztikai témában diplomázó hallgatóknak, akik lelkesedésükkel és kitartó munkájukkal jelentősen hozzájárultak szakmai fejlődésemhez. Nem utolsó sorban hálásan köszönöm a családomnak azt az anyagi és erkölcsi támogatást, amelyet a PhD hallgatóként eltöltött időszakomban mindvégig kaptam, köszönöm, hogy lehetővé tették, hogy a hobbimnak élhessek. -32-

35