Budapest University of Technology and EconomicsFaculty of Civil Engineering - Since 1782

A túlemelés, a túlemeléshiány és az átmenetiívek alakja (pl. klotoid, koszinusz, egyéb) és annak hossza elengedhetetlen bemeneti paraméterei a vasúti vonalvezetés tervezésének, valamint a körívek közötti rövid egyenesek minimális hossza is ugyanilyen lényeges. Bár léteznek előírások ezek meghatározására, azonban a hazai és a nemzetközi előírások egymástól eltérőek. A kutatási téma fő feladata a vasúti járművek viselkedése a vasúti pálya átmenetiíveiben és azok környezetében.

Az előírások által meghatározott minimális hosszak a geometriai elemek között kinematikai alapon újradefiniálandók. A sebesség és a gyorsulás méréseket érzékelőkkel kell elvégezni, és a kapott mozgásjellemzők időfüggvényeit kell elemezni.

A jelenlegi előírások szerint az átmenetiív teljes hosszának és a túlemelés-átmenetnek azonos hosszúságúnak kell lennie. Kinematikai alapon meg kell vizsgálni, hogy az túlemelésátmenet hossza lehet-e eltérő (kisebb) mint az átmenetiív hossza. A mozgásjellemzőket, úgy mint a centrifugális gyorsulást és a gyorsulásváltozást kell elemezni, figyelembe véve a határértékeket. A jelenlegi elméletek elhanyagolják a vasúti pálya középvonalának torziós hatását. Érzékenység vizsgálatot kell végezni, hogy a pálya torziója milyen mértékben befolyásolja a gyorsulásváltozás mértékét.

 

A kutatási téma főbb pontjai:

• Szakirodalmi áttekintés, releváns publikációk összegyűjtése

• Az átmenetekre vonatkozó meglévő előírások, szabványok összehasonlítása

• A vizsgálatok területeinek szűkítése: átmenetiívek / átmenetiívek közötti rövid egyenesek / túlemelés kifuttatás / átmeneti ív és túlemelés-átmenet közötti eltérő hosszak / átmenetiív és túlemelésátmenet eltérő típusának hatásai

• Mérések gyorsulás-érzékelőkkel a jármű különböző pontjain

• Mérések giroszkóp-érzékelőkkel a jármű különböző pontjain

• A pálya jármű-rendszer 3D kinematikai szimulációja, beleértve a túlemelést és a különböző formájú átmenetiíveket

• A szimuláció és a mérések közötti validálás

• A tervezési előírásokban alkalmazandó javasolt paraméterek kidolgozása

 

***********************

 

The cant, cant deficiency and the transition formula (clothoid, cosine, bloss, etc.) and length are essential input parameters of the railway alignment design, and the minimal length of the short straight sections between transitions is also important. Although there are existing regulations, domestic and international regulations are different. The main task of the research topic is to clarify how railway vehicles behave in the transition and the surrounding sections of railway alignment.

Standards define the required length of intermediate elements between geometrical elements. Such lengths are to be redefined on kinematical basis. Measurements of speed and acceleration should be carried out by sensors and the time functions of these movement characteristics shall be analysed. 

According to present regulations the total length of curvature transition and that of cant transition should be equally long. On a kinematical basis, it should be analysed whether the cant transition may be shorter than curvature transition. Movement characteristics, such centrifugal acceleration and changing of acceleration shall be analysed and limit values shall be taken into consideration. Current theories neglect the effect of torsion of the centreline of the railway track. A sensitivity analysis is to be carried out how much the torsion of the track influences the magnitude of the changing of acceleration.

 

The main points of the research topic:

    • Literature review, find relevant publications on the task

    • Comparison of the existing regulations on transitions

    • Narrowing the area of examinations: transitions / straight between transitions / cant runout / different length of transition and cant runout / different type of transition and cant runout

    • Measurements with accelerometer sensors at different points of the vehicle

    • Measurements with gyroscope sensors at different points of the vehicle

    • 3D kinematical simulation of the track-vehicle system including cant and different forms of transitions

    • Validation between the simulation and the measurements

    • Development of the proposed parameters to be applied in the design regulations