PT1977950E - Method for effect-related assessment of the placing of a track - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "Processo para a determinação do efeito da qualidade da instalação de uma via permanente" A presente invenção se refere a um processo para a determinação de funções de avaliação especificas a veículos, visando a avaliação eficaz da qualidade da montagem de uma via permanente, sendo que os desvios da via permanente são medidos de sua posição teórica, como grandezas de interferência, sendo avaliadas com base das respectivas reações calculadas correspondentes do veículo.A process for determining the effect of the quality of the installation of a permanent track " The present invention relates to a method for determining vehicle-specific evaluation functions for the effective evaluation of the quality of the permanent track assembly, and the deviations of the permanent track are measured from their theoretical position as interference quantities , being evaluated on the basis of the respective calculated calculated reactions of the vehicle.
Ao sistema global, constituído de "Veículo-Percurso" são formuladas determinadas exigências relativamente à segurança, solicitações e conforto de deslocamento. A fim de poder assegurar estas exigências, as reações do sistema (forças de roda e acelerações da caixa do veículo), ou seja, as grandezas da influência do sistema (falhas), deverão ser limitadas. Isto é conseguido na produção de acordo com a conformação construtiva dos componentes do veículo e do percurso. Como tanto o próprio veículo, como também o percurso de deslocamento, estão sujeitos ao desgaste, a garantia das exigências do sistema terá de ser assegurada adicionalmente por medidas de manutenção correspondentes. Com relação ao percurso do deslocamento deve-se mencionar aqui, especialmente, a manutenção da via permanente. Por meio de inspeções regulares do percurso, precisam ser detectadas falhas inadmissíveis da via permanente e, em seguida, deverão ser reparadas.The global system, consisting of " Vehicle-Drive " certain demands are made regarding safety, demands and comfort of travel. In order to ensure these requirements, the system reactions (wheel forces and vehicle box accelerations), ie the magnitudes of system influence (failures), should be limited. This is achieved in the production according to the constructive conformation of the vehicle components and the path. As both the vehicle itself and the travel path are subject to wear, the guarantee of the system requirements will have to be further ensured by corresponding maintenance measures. With regard to the course of the displacement must be mentioned here, especially, the maintenance of the permanent road. By means of regular inspections of the route, inadmissible faults of the permanent route must be detected and then repaired.
Para assegurar uma operação económica de uma operação ferroviária, o esforço para a manutenção da via permanente deverá ser mantido na menor extensão possível, sem por em perigo a segurança do sistema e prejudicar, de forma inaceitável, o conforto do deslocamento. Para tanto, já há 2 muitos anos vem sendo procurado um processo de inspeção que cumpre estas exigências da melhor forma possível. É conhecido um processo para o registro de dados do estado de percursos, sendo que a alocação espacial dos dados de estado relativamente ao percurso em sistemas móveis de registro de dados de estado é realizada pela determinação, inicialmente, da posição geográfica através de um sistema de determinação de posição vinculado a satélite, sendo que é feita pelo inspetor a alocação entre uma coordenada do sistema de determinação de posição e o percurso, pela indicação prévia de ao menos um ponto de referência fixo da direção da movimentação no percurso e a determinação da distância ao longo do percurso é realizada por um novo cálculo das coordenadas do sistema de determinação de posição no percurso, sendo que o percurso coberto será recalculado até o ponto de referência, ou dele se afastando, para uma posição no percurso (DE 101 25 515 Al).In order to ensure an economic operation of a railway operation, the effort to maintain the permanent track should be kept to the minimum possible extent without endangering the safety of the system and unacceptably harming the comfort of the ride. To this end, an inspection process that has met these requirements in the best possible way has been sought for 2 years. A process for recording path state data is known, wherein the spatial allocation of state data relative to the path in mobile state data recording systems is performed by initially determining the geographic position through a system of determination of position linked to satellite, whereby the inspector makes the allocation between a coordinate of the position determination system and the route, by the prior indication of at least one fixed reference point of the direction of the movement in the route and the determination of the distance along the course is carried out by a new calculation of the coordinates of the positioning system in the course, and the covered course will be recalculated to or from the reference point to a position in the course (DE 101 25 515 A1 ).
Além disso, é conhecido um processo para a simulação do estado de percursos de transporte, no qual, para um prognóstico do desenvolvimento de estado, em um passo são captados dados de entradas e, em um passo subsequente, estes dados são sujeitos a um processamento, sendo que é empregada uma rede neuronal a ser otimizada, a qual, mediante uso de aleatórios dados de entrada, produz uma divisão do percurso de transporte em segmentos homogéneos, os quais, em relação a um ou vários parâmetros, apresentam um estado igual ou um comportamento igual, e formando para os mesmos uma classificação e/ou um prognóstico do desenvolvimento do estado (EP 1 271 364 A2).In addition, a process for simulating transport path state is known in which, for a state development prognosis, input data is captured in one step and, in a subsequent step, this data is processed , where a neural network to be optimized is used, which, through the use of random input data, produces a division of the transport path into homogeneous segments, which, in relation to one or more parameters, have a state equal to or an equal behavior, and forming for them a classification and / or a prognosis of the development of the state (EP 1 271 364 A2).
Os procedimentos atualmente usados para inspeção da geometria da via permanente possuem importantes pontos fracos: A geometria da via permanente é apenas avaliada com base em uma escala de medição empiricamente 3 estabelecida, cuja conexão comas resultantes reações do veículo e, portanto, seus efeitos sobre a segurança e conforto de deslocamento, frequentemente são apresentados de modo insuficiente. - É avaliada, sempre, apenas a amplitude dos desvios da via permanente. A forma e a extensão das falhas da via permanente não são incluídas na avaliação, embora influenciem, consideravelmente, os efeitos sobre o veículo com idêntica amplitude.The procedures currently used for inspection of permanent path geometry have important weaknesses: The geometry of the permanent pathway is only assessed on the basis of an empirically established 3 measurement scale, whose connection with the resulting reactions of the vehicle and, therefore, its effects on the safety and comfort of travel, are often insufficiently presented. - Only the amplitude of deviations from the permanent route is always evaluated. The shape and extent of permanent track failures are not included in the assessment, although they considerably influence the effects on the vehicle with the same amplitude.
As escalas de medição convencionais não consideram o eventual aparecimento simultâneo de diferentes falhas da via permanente (p.ex. superposição das falhas longitudinais de altura e de direção)Conventional measuring scales do not take into account the possible simultaneous occurrence of different faults of the permanent path (eg overlapping of longitudinal and steering longitudinal faults)
As convencionais escalas de medição para avaliação não consideram a influência do traçado da via permanente, embora as mesmas falhas do posicionamento da via permanente no arco apresentam efeitos diferentes do que na via permanente retilínea. A segurança e a carga no sistema, bem como o conforto do deslocamento, não são influenciados diretamente pelo percurso geométrico da falha da posição da via permanente, porém pelos seus efeitos sobre o veículo (forças, acelerações) . Na avaliação das falhas, portanto, devem ser especialmente considerados os seus efeitos. No passado foram, por isso, examinadas diferentes possibilidades relativamente à avaliação dos efeitos da instalação da via permanente, porém até hoje não resultaram no êxito desej ado.The conventional measurement scales do not consider the influence of the permanent track layout, although the same faults in the permanent track positioning in the arch present different effects than in the rectilinear permanent track. The safety and load on the system, as well as the comfort of the displacement, are not influenced directly by the geometric path of the failure of the permanent track position, but by its effects on the vehicle (forces, accelerations). In assessing failures, therefore, their effects should be especially considered. In the past, different possibilities for assessing the effects of the installation of the permanent route have been examined, but to date they have not resulted in the desired success.
Na avaliação de reações medidas do veículo, as vias são atravessadas por um veículo a Intervalos de tempo regulares, sendo um trem de medição. No caso, são medidas 4 as forças de roda e acelerações da caixa do vagão (reações do veículo) , sendo, em seguida, avaliadas.In the evaluation of measured reactions of the vehicle, the tracks are crossed by a vehicle at regular time intervals, being a measuring train. In this case, the wheel forces and accelerations of the wagon box (vehicle reactions) are measured, and then evaluated.
Para as diferentes grandezas de reação (força horizontal de roda, força de roda variável, aceleração horizontal, aceleração vertical), são definidos valores de umbral. Na avaliação, são determinadas na via permanente onde o traçado de uma grandeza de medição de reação ultrapassa o valor de umbral predeterminado, sendo indicada como excesso.For the different reaction quantities (horizontal wheel force, variable wheel force, horizontal acceleration, vertical acceleration), threshold values are defined. In the evaluation, they are determined in the permanent path where the trace of a reaction measurement quantity exceeds the predetermined threshold value and is indicated as excess.
Este processo apresenta as seguintes desvantagens: os resultados da avaliação se referem exclusivamente ao veículo medidor. Não se obtém indicações sobre os resultados que seriam revelados por outros tipos de veículo.This process has the following disadvantages: the results of the evaluation refer exclusively to the measuring vehicle. No indications are given about the results that would be revealed by other types of vehicles.
Os resultados da medição, por outro lado, são influenciados pelo estado da manutenção dos veículos de medição, pela geometria de contato entre roda e trilho, pela projeção do traçado e pelas condições meteorológicas. A avaliação não se aplica, portanto, de modo inequívoco, a desvios da via permanente.The measurement results, on the other hand, are influenced by the state of maintenance of the measuring vehicles, the geometry of contact between wheel and rail, the projection of the track and the meteorological conditions. The assessment does not therefore apply unequivocally to deviations from the permanent route.
Na avaliação de reações do veículo calculadas, a conexão entre desvios da posição da via permanente e reações do veículo é descrita em base de modelos físicos. Na base dos dados de modelo, para os parâmetros da via permanente medida, através de cálculos de simulações, são calculadas as reações do veículo e estas serão avaliadas como reações medidas (ver acima),In the evaluation of calculated vehicle reactions, the connection between deviations of the permanent track position and vehicle reactions is described on the basis of physical models. On the basis of the model data, for the measured permanent path parameters, through simulations calculations, the reactions of the vehicle are calculated and these will be evaluated as measured reactions (see above),
Devido aos modelos de veículos complexos, o cálculo simulado demanda muito tempo. Por isso, o processo é principalmente empregado para exames na área laboratorial. Para emprego para avaliação da posição da via permanente, o 5 cálculo simulado não pode ser empregado devido a motivos de tempo. A partir do documento WO 2006/032307 passou a ser conhecido um processo para o diagnóstico e monitoramento de estado de uma agulha ferroviária e/ou de um cruzamento e/ou de uma agulha de cruzamento e/ou de uma junta de trilhos e/ou de heterogeneidades da via de um percurso de tráfego de via permanente , sendo que no deslocamento de um veiculo sobre trilhos sobre uma agulha, cruzamento, agulha de cruzamento ou junta dos trilhos ou a heterogeneidade da via em ao menos uma direção espacial, são medidas as acelerações de vibrações, sendo memorizadas, acelerações estas que são geradas no componente do veiculo sobre trilhos pela passagem do veiculo sobretrilhos, sendo medida e memorizada a velocidade do veiculo sobre trilhos e a direção do deslocamento será determinada e memorizada, sendo realizado um controle se valores de umbral caracteristicos e predeterminados das acelerações medidas das vibrações que estão sendo ultrapassados e para o caso de que valores de umbral predeterminados da aceleração das vibrações estão sendo ultrapassados é feita uma medição posterior mais ampla de um estado de componentes da agulha, do cruzamento, agulha de cruzamento da junta da via ou da heterogeneidade da via.Due to complex vehicle models, the simulated calculation takes a long time. Therefore, the process is mainly used for laboratory tests. For employment to evaluate the permanent track position, the simulated calculation can not be used due to time reasons. From WO 2006/032307 a process for the diagnosis and monitoring of the condition of a railway needle and / or a crossing and / or a crossing needle and / or a rail joint and / or of heterogeneities of the path of a permanent track traffic path, wherein in the movement of a rail vehicle on a needle, cross, crossing needle or rail joint or heterogeneity of the track in at least one spatial direction, the accelerations which are generated in the rail vehicle component by the passage of the vehicle railings, the velocity of the vehicle on rails being measured and stored and the direction of the displacement will be determined and stored, a control being performed if values thresholds of the measured vibrational accelerations being exceeded and in the case that threshold values p redetermination of the vibration acceleration is being overcome a broader posterior measurement is made of a state of needle components, of the intersection, of the junction needle of the track or of the heterogeneity of the track.
Este processo não está em condições de poder avaliar, de uma forma indireta, com relação à ação, a posição da via permanente, . A invenção tem como objeto desenvolver um processo que avalia a posição da via permanente de uma forma indireta, com relação à ação (relativamente aos efeitos concretos 6 diante das reações do veículo), atendendo às exigências formuladas quanto à inspeção da posição da via permanente no tocante à segurança e conforto de deslocamento.This process is not in a position to be able to evaluate, in an indirect way, with regard to the action, the position of the permanent way,. The object of the invention is to provide a process which evaluates the position of the permanent way indirectly in relation to the action (with respect to the concrete effects 6 in response to the reactions of the vehicle), taking into account the requirements regarding the inspection of the permanent track position in the safety and comfort of travel.
De acordo com a invenção, isto é logrado pelo fato de que os desvios da via de sua posição teórica são medidos como grandezas de interferência, sendo avaliadas com base nas correspondentes reações calculadas do veículo. As funções de avaliação específicas do veículo, para tanto necessárias, são determinadas através de um cálculo simulado na base de um modelo de veículo e/ou de resultados de ensaios de deslocamento e/ou em bancada de teste com um veículo,sendo que a) Desvios K da via permanente (interferências no teste) TSk=i..K são empregados em diferenciadas formas, amplitude e comprimento e com uma superposição diferenciada em direção horizontal e vertical para abranger o espectro de desvios reais da via permanente, sendo que, no caso de um desvio da via TS=(y, z, gh), para cada trilho são analisados separadamente o desvio y horizontal e o desvio vertical z de sua posição teórica, bem como o desvio da posição de altura recíproca y dos dois trilhos relativamente à ultrapassagem teórica, b) para cada interferência de teste, são descritos os parâmetros característicos pm={yst/ yEw, zst, zE„, ghst, ghEw} pelo respectivo aumento das grandezas y, z e gh, sendo descritas pelo valor extremo das grandezas y, z e gh, com o que são determinados os parâmetros pm=i..6, k=í.. k~ {yst, kí yE«,k, zEt,kí z,EW;k/ ghst,k, ghEw,k} característicos, alocados às falhas K de teste. 7 c) para todas as falhas de teste em regime de variação da velocidade de deslocamento v e curvatura da via permanente, sendo calculados valores extremos dos percursos temporários J simulados, ou seja, reações de veiculo medidas, d) e sendo que, finalmente, através de uma análise regressiva para cada reação de veiculos j=l..J são determinados os coeficientes de regressão aj até ij pela justaposição das funções de avaliação relativas ao veiculo.According to the invention this is achieved by the fact that the path deviations from their theoretical position are measured as interference quantities and are evaluated on the basis of the corresponding calculated reactions of the vehicle. The vehicle-specific assessment functions, if necessary, shall be determined by means of a simulated calculation on the basis of a vehicle type and / or test results of displacement and / or bench test with a vehicle, whereby (a) Permanent k-path deviations (test interferences) TSk = i..K are employed in different forms, amplitude and length, and with a differentiated superposition in horizontal and vertical direction to cover the spectrum of real deviations of the permanent pathway. in the case of a deviation of the path TS = (y, z, gh), the horizontal offset and the vertical offset z of its theoretical position are analyzed separately for each rail, as well as the deviation of the reciprocal height position y of the two rails relative b) for each test interference, the characteristic parameters pm = {yst / yEw, zst, zE, ghst, ghEw} are described by the respective increase of the quantities y, ze gh, being described p the extreme value of the magnitudes y, z and gh, whereby the parameters pm = i..6, k = i .. k ~ {yst, ki and E «, k, zEt, ki z, EW; , k, ghEw, k} characteristic, allocated to test failures K. 7 c) for all test failures in the regime of variation of the displacement velocity v curvature of the permanent path, whereby extreme values of the simulated temporary paths J, ie, measured vehicle reactions, d) are calculated, and finally of a regression analysis for each vehicle reaction j = 1..J, the regression coefficients aj to ij are determined by juxtaposition of the evaluation functions related to the vehicle.
Rj=aj+bj «yst+Cj ‘YEw+dj · zst+ej · zEw+f j *ghSt+gj *ghEw+hj · v+ij · kr com os valores extremos resultantes do passo c) mediante uso dos parâmetros caracteristicos pm, k= {Yst, k, yEw,k, zst,k, zEw,k, ghst,k, ghE«,k}, com a respectiva velocidade do veiculo v e a respectiva curva do trilho kr. 0 processo aqui descrito, no qual a posição da via é avaliada em forma indireta quanto à sua ação, atende às exigências quanto à inspeção da posição da via permanente relativamente à segurança e conforto de deslocamento. Está baseado em extensos exames das conexões fisicas de veiculo e percurso de deslocamento. 0 processo possibilita uma avaliação muito detalhada de desvios da posição da via permanente. Desta maneira podem ser evitadas medidas desnecessárias de reparos.Rj = aj + bj «yst + Cj 'YEw + dj · zst + ej · zEw + fj * ghSt + gj * ghEw + hj · v + ij · kr with the extreme values resulting from step c) using the characteristic parameters pm , k = {Yst, k, yEw, k, zst, k, zEw, k, ghst, k, ghE «, k}, with the respective speed of the vehicle see respective curve of the rail kr. The process described here, in which the track position is assessed indirectly as to its action, meets the requirements for inspection of the permanent track position relative to the safety and comfort of travel. It is based on extensive examinations of the physical connections of vehicle and displacement course. The process allows for a very detailed evaluation of deviations from the permanent track position. In this way unnecessary repair measures can be avoided.
Surpreendentemente foi revelado que a segurança e solicitação do sistema, bem como o conforto do deslocamento, independem do percurso dependente de tempo ou de percurso da reação de deslocamento R, porém a partir do seu valor extremo RExtr que se apresenta em virtude do desvio da posição da via permanente . A conexão entre o desvio da posição da via permanente e o valor extremo correspondente da reação do veiculo, inicialmente será examinado com base em modelos fisicos por cada cálculo simulado ou na base de resultados de medição de ensaios de deslocamento e/ou em bancada de teste com veiculos reais. Baseado nos resultados desses ensaios serão, em seguida, aplicadas funções matemáticas para a descrição aproximada da conexão. Com a ajuda de funções de avaliação, serão avaliados os desvios da posição da via permanente por ocasião da viagem de inspeção. A relação entre valhas da posição da via permanente e os seus efeitos sobre o veiculo será, portanto, produzida de uma forma indireta. A solução de acordo com a invenção para a avaliação indireta, referida aos efeitos da posição da via permanente, apresenta as seguintes vantagens em comparação com os processos que estão sendo atualmente usados: A posição da via não será avaliada segundo seus desvios geométricos da posição teórica, porém consoante os seus efeitos sobre o sistema global, constituído por "Veículo-Percurso", ou seja, relativamente aos efeitos,Surprisingly, it has been revealed that the safety and demand of the system, as well as the comfort of the displacement, do not depend on the time-dependent or travel path of the displacement reaction R, but from its extreme value RExtr which is presented by virtue of the position deviation the permanent way. The connection between the deviation from the permanent track position and the corresponding extreme value of the vehicle reaction will initially be examined based on physical models for each simulated calculation or on the basis of test results of displacement tests and / or test bench with real vehicles. Based on the results of these tests will be applied then mathematical functions for the approximate description of the connection. With the help of evaluation functions, the deviations of the position of the permanent track during the inspection trip will be evaluated. The relationship between valves of the permanent track position and its effects on the vehicle will therefore be produced in an indirect way. The solution according to the invention for indirect evaluation, relating to the effects of the permanent path position, has the following advantages compared to the processes currently being used: The path position will not be evaluated according to its geometrical deviations from the theoretical position , but depending on its effects on the global system, consisting of " Vehicle-Route ", that is, with respect to the effects,
Na avaliação são considerados as condições do traçado, ou seja, a curvatura da via permanente e a velocidade de deslocamento admissível do veículo com a grandeza local efetivamente existenteThe assessment shall take into account the conditions of the layout, ie the curvature of the permanent track and the permissible travel speed of the vehicle with the actual locality
As falhas da posição da via permanente, relativamente à sua direção de ação, não são consideradas isoladamente. Na avaliação será considerada a superposição dos desvios horizontais e verticais da posição da via permanente. 9The failures of the permanent path position relative to its direction of action are not considered in isolation. The evaluation will consider the overlapping of the horizontal and vertical deviations of the position of the permanent track. 9
As desvantagens presentes em uma medição de reação (influência da geometria de contato e semelhantes aspectos) são eliminados. A conexão entre o desvio da posição da via permanente e a reação do veiculo será produzida na base de modelos de veiculo muito precisos, que também consideram não linearidades. A conexão entre os parâmetros caracteristicos do desvio da posição da via permanente e da reação do veiculo é apenas examinada uma vez. As reações do veiculo não precisam, portanto, ser medidas a cada deslocamento de inspeção de medição, de forma complexa, por meio de simulação. 0 algoritmo do processo de avaliação não é critico em termos de tempo e pode ser empregado na operação Online nos veículos medidores de geometria existentes.The disadvantages present in a reaction measurement (influence of the contact geometry and similar aspects) are eliminated. The connection between the deviation of the permanent track position and the vehicle reaction will be produced on the basis of very precise vehicle models, which also consider non-linearities. The connection between the characteristic parameters of the deviation of the permanent track position and the vehicle reaction is only examined once. The reactions of the vehicle need not therefore be measured at each measurement inspection displacement, in a complex manner, by means of simulation. The algorithm of the evaluation process is not critical in terms of time and can be employed in Online operation on existing geometry measuring vehicles.
Na avaliação poderá ser levado em conta o efeito de desvios da posição da via permanente para diferentes tipos de veículos.The evaluation may take into account the effect of deviations of the permanent track position for different types of vehicles.
Como a reação do veículo depende da forma e da extensão do desvio da posição da via permanente (grandeza de interferência S) , da velocidade de deslocamento do veículo v e do traçado do percurso (curvatura da via kr), a conexão entre as grandezas de entradas e do valor extremo daí resultante da reação do veículo R pode ser - de forma simplificada - descrita pela seguinte equação linear funcional R=f(S,v,kr)=a+b·S+c·v+d·krAs the vehicle reaction depends on the shape and extent of the deviation of the permanent track position (interference magnitude S), the vehicle travel velocity v and the path trajectory (curvature of path kr), the connection between the input quantities and the extreme value resulting from the reaction of the vehicle R can be - in simplified form - described by the following functional linear equation R = f (S, v, kr) = a + b · S + c · v + d · kr
Para o emprego prático, esta forma geral da função de avaliação, todavia, de uma maneira geral, não é suficiente. 10For practical use, this general form of the evaluation function, however, in general, is not sufficient. 10
Ensaios revelaram que a grandeza da interferência deveria ser considerada, adicionalmente, com a velocidade do veiculo v ponderada, devendo ser considerado, na avaliação, um outro componente v2 kr determinando da reação quase estática do veiculo no arco da via permanente R=f(S,v,kr)=a+b·S·v+c·v+d·kr+e·v2 · kr.Tests showed that the magnitude of the interference should be considered in addition to the speed of the vehicle v weighted, and another component v2 kr determining the quasi-static reaction of the vehicle in the arc of the permanent path R = f (S , v, kr) = a + b · S · v + c · v + d · kr + e · v2 · kr.
Além disso, deverão ser concretizadas como segue as descrição da grandeza de interferência S e a reação do veiculo R: O desvio da posição da via permanente, atuante sobre o veiculo, é composto de vários componentes como (por exemplo) altura longitudinal z e direção y dos dois trilhos, bem como do desvio da posição reciproca de altura gh do aumento teórico excedente em conjunto, que são medidos separadamente. Cada sinal de medição destas grandezas de interferência Sn=i..N inicialmente terá de ser decomposto em falhas individuais que depois, de modo correspondente às suas áreas de superposição, podem ser avaliadas em conjunto. A subdivisão das falhas individuais pode (por exemplo) ser feita com base nas passagens zero dos sinais medidores, isenta de média ou também através dos pontos de intersecção dos sinais de medição com uma linha de valor de umbral paralelas para com o eixo do percurso (abscissa) , - comparar com as Figuras la e lb. Mas também são imagináveis outras medidas de subdivisão, ver, p.ex., a Figura lc.In addition, the description of the interference magnitude S and the reaction of the vehicle R should be carried out as follows: The deviation of the position of the permanent path acting on the vehicle is composed of several components such as (for example) longitudinal height and direction and of the two rails as well as the deviation of the reciprocal position of height gh from the theoretical surplus increase together, which are measured separately. Each measurement signal of these interference quantities Sn = i..N will initially have to be decomposed into individual faults which then, corresponding to their overlapping areas, can be evaluated together. The subdivision of the individual faults can (for example) be made on the basis of the zero passages of the meter signals, free of mean or also through the points of intersection of the measurement signals with a threshold value line parallel to the path axis ( abscissa), - compare with Figures 1a and 1b. But other measures of subdivision are also conceivable, see, eg, Figure lc.
Para cada uma das falhas individuais separadas, podem ser agora determinados parâmetros pm=i..M geométricos caracteristicos. Como parâmetros caracteristicos podem ser selecionados (por exemplo) o aclive máximo ou minimo Stmax, ou seja St, o valor extremo EW, a altura h, o integral de espaço A e outros, ver Fig. 2. A função de avaliação apresenta, portanto, a seguinte forma: 11 R=f (Pm=i..M/v, kr) =a+ (bi.pi+. . .+bM*PM) •v+c»v+d»kr+e»v2»kr. 0 número das reações do veículo a ser avaliado será de acordo com a finalidade da avaliação da posição da via permanente. Principalmente, podem ser usados todas as grandezas disponíveis de avaliação quando reagirem com suficiente sensibilidade em relação às interferências da posição da via permanente. Como a avaliação da posição da via permanente , contudo, geralmente visa a segurança do deslocamento , a solicitação do percurso de deslocamento e o conforto de deslocamento, devem ser, na forma habitual, usadas as correspondentes grandezas de reação, como sejam, as forças entre roda e trilho e as acelerações do deslocamento para efeito da determinação. Isto apresenta, além disso, a vantagem de que para estas grandezas já foram fixados valores de umbral (por exemplo) na Norma Europeia EN 14363 para a o licenciamento de veículos que podem ser empregados para a avaliação da posição da via permanente de forma direta ou em forma modificada, na qualidade de grandezas básicas RBasis Desta forma, também os valores extremos determinados das reações R do veículo podem ser indicadas como aproveitamento percentual da reserva de desgaste: .¾ ã '^<ÍÍNÍh&'For each of the separate individual faults, characteristic geometric parameters pm = i..M can now be determined. As characteristic parameters can be selected (for example) the maximum or minimum slope Stmax, ie St, the extreme value EW, height h, the integral of space A and others, see Fig. 2. The evaluation function therefore has , we have the following form: R = f (Pm = iMM / v, kr) = a + (bi.pi + .MM + PM) • v + c »v + d» kr + e »v2 kr. The number of reactions of the vehicle to be evaluated shall be according to the purpose of the evaluation of the permanent track position. In particular, all available evaluation quantities can be used when reacting with sufficient sensitivity to the interferences of the permanent path position. As the evaluation of the position of the permanent track, however, generally aims at the safety of the displacement, the request of the displacement travel and the comfort of displacement, the usual reaction quantities, such as the forces between wheel and rail and displacement accelerations for determination effect. This also has the advantage that, for these quantities, threshold values (for example) have been set in the European Standard EN 14363 for the licensing of vehicles that can be used for the evaluation of the permanent track position directly or in In this way, also the determined extreme values of the vehicle R-reactions can be indicated as a percentage of the wear reserve:
De modo correspondente ao número das grandezas de reação selecionados, resultam, portanto, por veículo, várias funções de avaliação Rj=i.. j=f (pi, P2, · · ·, Pm, v, kr) . Visto que para a avaliação abrangente da posição da via permanente geralmente precisam ser considerados vários tipos de veículos (por exemplo), diferentes vagões de passageiros, locomotivas e vagões de carga), ao todo torna-se necessário um número relativamente grande de funções de avaliação. Baseado na sua estrutura simples, estas, todavia, podem ser 12 avaliadas muito rapidamente, de maneira que já durante a viagem de medição é possível uma avaliação online dos resultados da medição.Correspondingly to the number of reaction quantities selected, therefore, result in several evaluation functions Rj = i .. j = f (pi, P2, · · ·, Pm, v, kr). Since for the comprehensive evaluation of the permanent track position, several types of vehicles (for example), different passenger cars, locomotives and freight cars generally need to be considered), a relatively large number of evaluation functions . Based on their simple structure, however, they can be evaluated very quickly, so that an on-line evaluation of the measurement results is possible during the measurement journey.
Antes que possa ser empregado o processo de avaliação, precisam ser determinados os coeficientes das funções de avaliação. Isto ocorre, preferencialmente, com a ajuda de conhecidos processos de simulação. Para tanto, inicialmente são geradas interferências fictícias de uma via permanente, que também se combinam de formas mais variadas com componentes interligados com diferentes parâmetros pm=i..M característicos. Estas interferências devem ser selecionadas de tal maneira que - relativamente à sua forma e tamanho reflitam, da melhor b ao forma possível as falhas da posição de via permanente que se apresentam na realidade. Além disso, a curvatura da via permanente kr e a velocidade de deslocamento v são predeterminados em vários estágios que correspondem às condições de emprego reais dos veículos selecionados. Com estas grandezas de entrada, agora, para cada modelo de veículo a ser considerado, através de cálculo simulado, serão determinadas as reações do veículo a serem avaliadas. A partir dos percursos de tempo calculados das reações do veículo serão depois determinados, para cada caso de cálculo, os seus valores extremos Rj=i..j.Before the evaluation process can be used, the coefficients of the evaluation functions need to be determined. This is preferably done with the aid of known simulation processes. In order to do so, fictitious interferences of a permanent path are initially generated, which also combine in more varied ways with interconnected components with different characteristic parameters. These interferences must be selected in such a way that - in respect of their shape and size, they reflect, in the best possible way, the faults of the permanent track position which are actually present. In addition, the curvature of the permanent path kr and the displacement velocity v are predetermined in several stages corresponding to the actual operating conditions of the selected vehicles. With these input quantities, now, for each vehicle model to be considered, by simulated calculation, the reactions of the vehicle to be evaluated will be determined. From the calculated time paths of the vehicle reactions, then, for each calculation case, its extreme values Rj = i..j will be determined.
Desta maneira, para os coeficientes a-j, bij,..., ej procurados das funções de avaliação de cada um dos veículos um sistema de equação sobredeterminado que pode ser solucionado com métodos conhecidos (análises de regressão).In this way, for the coefficients a-j, bij, ..., and ex sought from the evaluation functions of each vehicle an overdetermined equation system which can be solved with known methods (regression analysis).
Exemplo de execução [0029] Em seguida, a invenção será explicada com base em um exemplo de execução. No caso, as figuras mostram: 13EXECUTION EXAMPLE [0029] Next, the invention will be explained based on an exemplary embodiment. In the case, the figures show: 13
Figuras de la até lc - diferentes variantes da subdivisão dos traçados das grandezas de interferência medidas em falhas individuais.Figures from la to lc - different variants of the subdivision of the traces of interference quantities measured in individual faults.
Figura 2 - diferentes parâmetros caracteristicos das grandezas de interferência (valor extremo EW, aclive minimo St, aclive máximo Stmax, face de falha A, valor ponta-a-ponta h)Figure 2 - different characteristic parameters of the interference magnitudes (extreme value EW, minimum slope St, maximum slope Stmax, fault face A, end-to-end value h)
Como grandezas de interferência S são levados em conta os sinais de medição da altura longitudinal z, a direção y e da posição de altura gh oposta. Estes sinais serão decompostos em falhas individuais yi, z± e ghi, que são (por exemplo) limitados entre seção inferior pelas suas passagens em zero (figura la) . Depois, para cada falha individual, será determinado, como parâmetro caracteristico, o correspondente valor extremo EW e o aclive médio St (Figura 2). Para a avaliação da posição da via Rj : permanente são usadas as seguintes reações do veículo Ri = Σ Y = Soma das forlças de roda horizontais (carga de sistema) r2 = YIQ = relação da força de roda horizontal par a vertical (segurança) r3 = Qmin = força ,mínima de apoio em roda (segurança) r4 = Qmax = força max. de apoio em roda (carga de sistema) Rs = yb = aceleração orizonta de caixa de vagão (conforto de deslocamento) Re = zb = aceleração vertical do caixão de vagão (conforto de deslocamento)As interference quantities S, the measuring signals of the longitudinal height z, the direction y and the position of the opposite height gh are taken into account. These signals will be decomposed into individual faults yi, z ± and ghi, which are (for example) bounded by their zero passages (figure 1a). Then, for each individual fault, the corresponding extreme value EW and the mean slope St (Figure 2) will be determined as the characteristic parameter. For the evaluation of the position of the path Rj: permanent the following vehicle reactions are used Ri = Σ Y = sum of horizontal wheel forts (system load) r2 = YIQ = ratio of horizontal wheel force to vertical (safety) r3 = Qmin = force, minimum wheel support (safety) r4 = Qmax = max force. (system loading) Rs = yb = acceleration of the wagon box (displacement comfort) Re = zb = vertical acceleration of the wagon casing (travel comfort)
Com a velocidade de deslocamento V e a curvatura da via permanente Kr resultam as seuintes funções de avaliação. 14With the displacement velocity V and the curvature of the permanent path Kr the evaluation functions are performed. 14
Rj-aj+ (bj · yst+cj · ysw+dj · zst+ej · zEw+f j »ghSt+gj *ghEw) · v+hj · v2 · kr+ij · v+ji»krRj-aj + (bj · yst + cj · ysw + dj · zst + ej · zEw + f j »ghSt + gj * ghEw) · v + hj · v2 · kr + ij · v + ji» kr
Os coeficientes de regressão aj até ij específicos de veiculo serão, agora, conforme acima descrito, determinados (por exemplo) na base de cálculos simulados, sendo que as falhas típicas da posição da via permanente para os percusos da análise (rede parcial) e para os mais importantes veículos ali usados, são tomados por base. 0 resultado é um conjunto de funções de avaliação que fornecem para cada veículo de referência, na dependência de sua velocidade de deslocamento, os valores extremos das reações do veículo a serem esperados em cada ponto da via permanente. Pela referência das reações de veículo determinadas quanto aos valores de umbral de atuação, torna-se agora possível indicar para cada ponto o aproveitamento da reserva de desgaste em percentuais. Isto, por sua vez, constitui uma base para o planejamento das medidas de reparo no trecho examinado.The vehicle-specific regression coefficients aj through ij will now be as described above, determined (for example) on the basis of simulated calculations, with the typical faults of the permanent track position for the (partial lattice) analysis and for the most important vehicles used there, are taken as the basis. The result is a set of evaluation functions that provide for each reference vehicle, depending on its travel speed, the extreme values of the vehicle reactions to be expected at each point of the permanent track. By the reference of the determined vehicle reactions to the actuation threshold values, it is now possible to indicate for each point the utilization of the wear reserve in percentages. This, in turn, constitutes a basis for planning the repair measures in the section examined.
Lisboa, 6 de Maio de 2013.Lisbon, 6 May 2013.
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