IDENTIFIERING AV FELFUNGERANDE BOGGIER PROGRAMVARAN EXPERT SOFTWARE FÖR ETT HELT AUTOMATISERAT LYNXRAIL- SYSTEM

Relevanta dokument
Teknisk beskrivning av RailScanner

Prov med Regina 250. Christer Högström, Provledare Regina 250 Bombardier Transportation

Krav för säker kortslutning av spårledningar

Modellering av dynamiska spårkrafter från spårvagnar. Examensarbete utfört av Ejder Eken och Robert Friberg Presentation för Swedtrain,

Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 10: Fasplan. Torkel Glad. Reglerteknik, ISY, Linköpings Universitet. Torkel Glad Reglerteori 2015, Föreläsning 10

Reglerteori. Föreläsning 10. Torkel Glad

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 9. Cirkelkriteriet. Sammanfattning av föreläsning 9, forts. Amplitudstabilitet hos svängningar

Mobila eller semimobila fordonsvågar en kort översyn av teknik och produkter på den svenska marknaden

Utkast till. KOMMISSIONENS FÖRORDNING (EU) nr /.. av den [ ]

BILAGOR. till KOMMISSIONENS DELEGERADE FÖRORDNING

Lastväxlarbilar. Allmänt om lastväxlarbilar PGRT

Svensk författningssamling

9.2 Kinetik Allmän plan rörelse Ledningar

Geometrisk bedömning RAILQ / LASERMÄTNING AV KRANBANOR

Europeiska gemenskapernas officiella tidning. Rättsakter vilkas publicering är obligatorisk) EUROPAPARLAMENTETS OCH RÅDETS DIREKTIV 2000/7/EG

Banöverbyggnad - Fordonsprofiler

Mätning av W-värde i Bromsprovare med MKII enhet

Transportstyrelsens föreskrifter om godkännande av spåranläggning eller fordon för tunnelbana och spårväg;

Uppmätning av W-värde i bromsprovare med OPTIMO

Vad är grönt i GrönaTåget?

Förklarande punkter kring Viktorvågs fordonsvågar.

Laboration 1 Mekanik baskurs

Laser EXAMINER är ett unikt verktyg som har utvecklats av TEXA i samarbete med Brembo, för att noggrant kunna mäta slitaget på bromsskivor och

Optimal prestation. Scanvaegt Service FÖREBYGGANDE UNDERHÅLL HÖG DRIFTSÄKERHET ÖKAD KONKURRENS- KRAFT

Trådlöst övervakningssystem EKO-TME/TSE

GREENSIGHT-2. Sve. Bruksanvisning. Greensight-2 Rev 1.1 ( ) 1

Teknikutveckling för framtidens snabba tåg

Fordonsprofiler, Dimensionering av järnvägsfordons yttermått

Svensk författningssamling

1. Mekanisk svängningsrörelse

ANAB AB C/O ANDERS GUSTAVSSON VASTANBY ROSENLUND FJUGESTA SWEDEN

Du kan bidra till ökad säkerhet och punktlighet

AKTIVITETER VID POWERPARK/HÄRMÄ

Parametrar Chassi. Inledning

EUROPAPARLAMENTETS OCH RÅDETS DIREKTIV 2009/60/EG

Optik, F2 FFY091 TENTAKIT

Det mindre systemet för tillståndsövervakning som ger er större lexibilitet. SKF Multilog On-line System IMx-8

Stationer för realistisk trafik, anpassade för moduler

Bruksanvisning Reservdelslista

11296/3/14 REV 3 ADD 1 /gw 1 DGE 2 A

TERRASSVÄRMARE HN Bruksanvisning Läs denna bruksanvisning noggrant innan du använder din nya produkt och spara den för framtida bruk.

WebFlyer101_r0. Skenstyrning med kulkedja. Fördelar och jämförelser

Transportstyrelsens föreskrifter om ackreditering av kontrollorgan samt kontroll av hastighetsregulator;

Handbok JTF. 6. Fara och Olycka

Detta dokument är endast avsett som dokumentationshjälpmedel och institutionerna ansvarar inte för innehållet

vsm.skf.com SKF Group 2006 PUB80/P SV 06

Lag (2001:559) om vägtrafikdefinitioner

Konsoliderad version av. Styrelsens för ackreditering och teknisk kontroll (SWEDAC) föreskrifter och allmänna råd (STAFS 2006:10) om automatiska vågar

DokumentID Författare. Version 1.0

Minskade partikelemissioner inom spårtrafiken. Pia Öhrn, Bombardier Transportation Mats Berg, KTH

BERGAL FLEX 77 FLEXIBILITET, STABILITET OCH HÖGSTA KVALITET.

Mätning av fokallängd hos okänd lins

Installation instructions, accessories. Snökedja. Volvo Car Corporation Gothenburg, Sweden. Sida 1 / 14 R

Transportstyrelsens föreskrifter om ackreditering av kontrollorgan samt kontroll av hastighetsregulatorer;

Utvärdering. Exempel från lok. Utvärderingsmetoder. Metoder för att utvärdera användning av IT-system. Anders Jansson

Roterande obalans Kritiskt varvtal för roterande axlar

Europeiska unionens officiella tidning

SVENSKA FONDHANDLARE FÖRENINGEN AKTUELLT I OMVÄRLDEN 4/2011 ESMA, RIKTLINJER FÖR HÖGT AUTOMATISERAD HANDEL

Vågrörelselära och optik

Installationsanvisning:

Tammermatic T700 Renhet som aldrig tidigare skådats ger ökat kassaflöde

EUROPAPARLAMENTET. Utskottet för rättsliga frågor och den inre marknaden

Övervakningssystem EKO-MKE/SKE

Lag (2001:559) om vägtrafikdefinitioner

Vågor. En våg är en störning som utbreder sig En våg överför energi från en plats till en annan. Det sker ingen masstransport

KOMMISSIONENS FÖRORDNING (EU)

EUROPEISKA GEMENSKAPERNAS KOMMISSION. Förslag till EUROPAPARLAMENTETS OCH RÅDETS DIREKTIV

Föreläsning 2 (kap , 2.6 i Optics)

Rapport från vinterprover utförda 2007 med Regina 250

Effekt från beteende- och fysisk faktor på vibrationsexponering

MANUAL. Kyoritsu 2210R. Svenska EAN:

ATA Bufferten For the love of lives

Krafter och rörelser. Definitioner. Vridvek påbyggnad PGRT

Nyckel DropBox. RFID-NFC technologi Baserat på ett intelligent system för Nyckel insamling & deposition. Teknisk dokumentation (2014)

Föreskrifter om besiktning, funktionskontroll och underhåll av fordon med kommentarer

Laboration i Maskinelement

TABELL över högsta tillåtna bruttovikter vid olika axelavstånd på väg med BK 1

*Förvara denna manual på en säker plats för ev framtida behov.

Räta linjens ekvation.

WeldPrint Gasbågsvetsning i metall. Kvalitetsövervakning & Identifiering av fel

Förslag till RÅDETS FÖRORDNING

Antalet personer som skriver högskoleprovet minskar

Instruktionsbok Modeller: T1100, FL400

Transportstyrelsens föreskrifter och allmänna råd om användning av däck m.m. avsedda för bilar och släpvagnar som dras av bilar;

Svensk författningssamling

ALTERNATIVA KOORDINATSYSTEM -Cylindriska koordinatsystem. De polära koordinaterna r och " kan beskriva rörelsen i ett xyplan,

Kund / Ägare: Objekt:.. Ålder: Granskad av:... Datum:...

Test av kranspetsvågar i virkesfordon

Siwa. Finsnittvagnar Ensilagevagnar. foderproduktion

Gamla Årstabron. Sammanställning av töjningsmätningar utförda

Transportstyrelsens föreskrifter om ackreditering av kontrollorgan samt kontroll av hastighetsregulator;

Vi gratulerar dig till köpet av Läkemedelsomvandlaren för hemmabruk. Det är en kvalitetsprodukt av mått.

Tentamen i Fysik för K1,

Förklarande text till revisionsrapport Sid 1 (5)

ANVÄNDARINSTRUKTION INFUSIONSSTÄLL. Gäller följande modeller: , , , , , ,

Övervakningssystem EKO-KE16

PLE PLE EGENSKAPER. Dimensioner. Åkrörelse. Hastighet. Acceleration. Driftstemperatur ANVÄNDNINGSOMRÅDEN. PLE max. 6 m fribärande

Tentamen i SG1140 Mekanik II. Problemtentamen

Val av hjälpram och infästning. Allmänt. Rekommendationer

KOMIHÅG 12: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n

Transkript:

IDENTIFIERING AV FELFUNGERANDE BOGGIER PROGRAMVARAN EXPERT SOFTWARE FÖR ETT HELT AUTOMATISERAT LYNXRAIL- SYSTEM Kris Kilian MESc. Monica Kilian PhD, Vladimir Mazur PHD James Robeda B Eng Transportation Technology Centre Inc. (TTCI), USA Sammanfattning Felfungerande boggier är dynamiskt instabila boggier som inte bara kan påverka fordonet och utrustninen men även orsaka infrastrukturskador och urspårningar. Boggiers dynamiska instabiliteten orsakas av en rad av faktorer inklusive felaktigt justerade hjulpar. Det primära tecknet på dynamiskt instabila boggier är krängning. Denna artikel framställer ett vägnära system som matar in information i expert-programvaran för att kontrollera felfungerande boggier. Systemet wayside använder teknologin för maskinellt seende och avkännande anordningar. Krängande boggier och boggier som åker på järnvägsspåren med ojämn hjulförslitnig ( tracking ) identifieras så fort tåget har passerat systemet. Systemet ger operatören en omedelbar varning om dynamiskt instabila boggier och en tidig varning om misstänkta boggier. Programvaran används för tillståndsövervakning och identifierar farligt instabila boggier. Till följd av detta är operatörer istånd att minimera felrisken och infrastrukturskadan. Systemet testades av TTCI i Pueblo, USA. 1. INLEDNING Den laterala höghastighetsinstabiliteten av krängande vagnar leder ofta till lastningsskador och är en potentiell risk för urspårning. Dessutom är krängande fordon en ytterligare faktor som bidrar till den allmänna påfrestningstillståndet i systemet för järnvägsfrakt i Nordamerika. Industrin kommer att ha en stor nytta av ett system som identifierar felaktiga fordon med hjälp av en effektiv vägnära detektering. Tidigare försök att utveckla vägnära detekteringssystem för krängning fokuserades på användning av styrkemätningar med trådtöjningsgivaren inom en specifik zon för att identifiera krängande fordon och enligt TTCI har de inte givit tillfredställande resultat. Lynxrail har utvecklat ett vägnära system som använder en rad av kameror för att fastställa hjulläget inom en avsedd zon för att bestämma krängningsbenägenheter. 2000 började Lynxrail modularisera dess automatiserade tågkontrollsystem. En av dessa moduler är hjulprofilmätningssystemet (WPMS) som fastställer flänshöjden, flänsbredden, fördjupningen och kranstjockleken. Det visade sig snart att möjligheter av WPMsystemet kunde utvidgas för att få andra viktiga informationer sådana som hjuparläget på skenan och infallsvinkeln. De båda parametrarna kan användas för att identifiera krängning och åkning på spåret med ojämn hjulförslitning. WPM-systemet utvidgades därför för att övervaka funktionen av hjulparet på spåret. Det utvecklades en specialiserad programvara för att identifiera problematiska boggier. 1

1. HJULPARRARMETRAR Utöver hjulparametrar är följande hjulparparametrar också viktiga för att garantera driftssäkerheten. a) mätningar frånvänd yta mot frånvänd yta (för att kontrollera om hjul på axeln är inkorrekt monterade eller om avståndet från frånvänd yta till frånvänd yta förändras under hjulparets livslängd b) infallsvinkel c) läget av hjulparet i förhållande till spåret (dvs. åkning med ojämn hjulförslitning) Stabiliteten av en boggi beror på hjulparets beteende på spåret eftersom det påverkar det dynamiska beteendet av boggin samt hela vagnen. Lyxrail-systemet samlar data på varje axeln som går igenom systemet. Dessa uppgifter utvärderas med avseende på varje axel, boggi och hela fordonet för att kontrollera om boggin kränger eller åker på spåret med ojämn hjulförslitning. En krängningsbenägenhet kan även kontrolleras. Detta kunskapsbaserande system analyserar registrerade data och fastställer krängningsfaktorn för varje boggy. Lynxrail-systemet är avsett för att bedöma problematiska boggier bara under en genomgång så att de genast kan identifieras. Mätningen frånvänd yta mot frånvänd yta säkerställer även att det nytt införda hjulparet. överensstämmer med den specifikation som krävs. Systemet registrerar såväl hjul på samma axel vid densamma tidpunkten. Detta möjliggör en korskorrelation av frånvända ytor på hjulen. Varje gång då hjulparet passerar systemet bedömer systemet om det har skett något förändring i jämförelse med den senaste mätningen. Noggranheten av mätningen är här +/- 1 mm vilket är tillräckligt för att bestämma några förändringar. 2.2 Infallsvinkel och rörelse i sidoled som indikering för krängning Infallsvinkeln definieras av läget av de båda hjulkransarna i förhållade till rälsen. (se bild 1). Systemet identifierar läget av hjulet och hjulparet i förhållande till rälsen. Det finns även läget av hjulparet tvärsöver rälsen och därigenom identifieras infallsvinkeln. 2.1 Mätningar av ojämn hjulförslitning frånvänd yta mot frånvänd yta Mätningen frånvänd yta mot frånvänd yta skall vara beständig under hjulparets livslängd. Denna mätning skulle kunna påverka hjulparets gångdynamiska egenskaper eftersom det finns en ökad eller minskad glapp mellan hjulflänsen och spåret. Förändringar av avståndet mellan frånvända ytor kan även påverka det sätt på vilket hjulparet kan klara växelhävstänger och järnvägsväxlar. 2

Under färden uppvisar vart och ett hjulpar ett dynamiskt bettende antingen ojämn hjulförslitning eller sinusgång. Stabila vagnar har olika perioder och amplituden av svängningar. I de dynamiskt instabila järnvägsvagnarna är perioden och amplituden av varje hjulpar liknande eftersom hjulparen arbetar harmoniskt med varandra. Det är emellertid möjligt att en boggi i vagnen visar mer dynamisk instabil än en annan boggi. Bild 1 Varje axel registreras i fem olika lägen vilket visar infallsvinkeln. Infallsvinkeln visar hjulparets tendens att åka på spåret eller kränga. Om infallsvinkeln förblir mer eller mindre konstant kan hjulparet utveckla en tunn fläns bara på ett hjul vilket leder till ojämn hjulförslitning ( vilket anses som tracking ). I ett krängande hjulpar förändras infallsvinkeln från posititiv till neagtiv under färden vilket får hjulen att förslitas på ett relativt jämnt sätt. Fastställande av infallsvinkeln är förenat med bedömning av avståndet mellan den frånvända ytan och rälsen i syfte för att berskriva axelgeometrin i förhållande till rälsen under färden, Detta ger ett snaphot på axeln vid en bestämd tidpunkt i syfte att fastställa hjulparets gångdynamiska egenskaper, detta snapshot upprepas några gånger tills tillräckliga uppgifter har samlats för att bedöma hjulparets gångdynamiska egenskaper. Ett hjulpar har en naturlig tendens att kränga på grund av geometrin för hjul och rälsprofiler. Den naturliga tendensen minimeras dock på grund av den sidostyvhet som säkerställs av boggin. Krängningen föreligger när ett hjulpar rör sig omåttligt i sidled under färd. Omåttlig rörelse innebär att sinusvågen har en stor amplitud ( hjulflänsen är ofta i kontakt med rälsen) och en specifik period. En fullfjädrad krängning om en vagn uppnår en kritisk krängningshastighet (vilket är funktion av den dynamiska styvheten av boggier och vagnen). Genom att registrera en serie av snapshot medan boggin åker är systemet istånd att identifiera boggier som kränger. Systemet kan även identifiera (vid icke kritiska hastigheter) boggier som har tendenser att kränga. 3. SITE AUDIT AV SYSTEMET AV TTCI I PUEBLO Den första granskningen av systemet på ort och ställe (site audit) genomfördes med användning av en vagn som man vet att den kränger ungefär 45 m/h (se bild 2). Denna vagn är fullständigt försedd med mät- och kontrollutrustning som skall dokumentera dess gångdynamiska egenskaper (bilder 3,4 och 5). Det genomfördes ett test för att utvärdera effektiviteten af Lynxrails vägnära truckkrängnings detektering med att identifiera en vagn som är i ett aktivt krängningsmodus. Målet med testet var att granska systemets förmåga att identifiera potentiella vagnar med boggikrängning vid 3

hastigheter som ligger under krängningens tröskelvärde. Transportation Technology Center Inc. (TTCI) ett dotterbolat till Association of American Railroads genomförde testet av Lynxrail-systemet på TTCIs testspåret (RTT). RTT är en stäng slinga på 13,5 av spåret av klass VIII på betongplattor.testet genomfördes på den tangerande sträckan på slingan. En vagn med kända krängningstendenser utrustades med mät- och kontrollutrustningen och den åkte med olika hastigheter genom testzonen. Uppgifter från den utrustade vagnen samlades och jämfördes med uppgifter från Lynxrails vägnära system. Bild 3 Boggi utrustad med mät- och kontrollutrustning Bild 4 Mittsyll utrustad med mät- och kontrollutrustning Bild 2 Det första testtågsättet lokomotiv och vagnen med känd boggikrängning Bild 5 Datainsamlingsdatorn visar när vagnen börjar kränga. 4

En sidoaccelometer placerades på den ofjädrade delen av trucksidan i varje boggi i vagnen för att registrera truckaccelariotioner. Ytterligare accelometer placerades på varje ände av vagnen på mittsyllen för registrera laterala accelerationer av vagnkorgen. Data samlades vid 256 Hz med användning av ett analogt filter på 30 Hz. Automatiska lägesdetektorer användes för att utlösa datainsamlingssystemet när vagnen åkte över testzonen. Zonen var 100 fot lång. Datainsamlingsfärder genomfördes med hastigheter 10, 20, 30,40, 45 och 50 MPH. Vagnen var i ett synligt krängningsmodus under testet inom testzonen vid en hastighet på 45 och 50 MPH. Bild 6 Resultat som visar jämförelse mellan Lynxrail-systemet och TTCIdata. Bild 7 visar förskjutning av hjulets frånvända yta på varje axel i fyra lägen. Det visar sinusvågen som hjul gör innan den kritiska hastigheten uppnås. Bilden 6 visar en korrelation av accelerationer som mättes av TTCI på vagnen utrustad med mät- och kontrollutrustningen och accelerationer kom från Lynxrail-systemet. Bild 7 Beteende av hjulpar vid mindre hastigheter för en vagn som har benägenhet att kränga vid 65 km/timme. 5

Hunting report Krängningsrapport Latest senast History historik Data data och 2) har inte uppnått den kritiska hastigheten med de visar fortfarande harmoniskt beteende vilket indikerar benägenheten att kränga. Hjulparet på den andra boggin har uppnått den kritiska krängningshastigheten och krängningen är tydlig. Axle 1 Axel 1 Axle 2 Axel 2 Axle 3 Axel 3 Axle 4 Axel 4 Bild 8 visar att den ena boggin är redan i ett krängningsmodus medan den andra boggin har en benägenhet att kränga men den ännu inte har uppnått fullständiga krängningsegenskapar. Bild 9 visar att alla hjulpar har uppnått krängning. Bild 9 Beteende av hjulpar i de båda boggierna vid krängningshastigheten. Alla hjulpar uppvisar krängningsegenskaper. Bild 8 Beteende av fyra hjulpar. Hjulparet på den första boggin ( axel 1 Ett ytterligare test genomfördes med användning av 17 vagnar. Om tre av de visste man att de krängdes. Vagnarna var inte försedda med mät- och kontrollutrustningen för denna provning eftersom vagnarna som granskades i det 6

första testet även användes för det andra testet. Eftersom det första testet visade en full korrelation mellan Lynxrail-systemet och vagnen med mät- och kontrollutrustningen antogs det att upprepad användning av det ursprungliga krängande vagnen för detta test var tillräcklig för att bekräfta giltigheten av resultat. 4. SLUTSATSER Lynxrail-systemet använder data från maskinellt seende för att identifiera boggier med krängning och ojämn hjulförslitning. Det behövs fler test ute i fältet för att bekräfta pålitligheten vid identifiering av krängande vagnar vid lägre (icke kritiska) hastigheter; det påvisades dock att systemet fungerar utomordentligt bra vid kritiska hastigheter. 7