Okostelefonok szenzoradatainak méréstechnikai alkalmazása a vasúti pályadiagnosztikában és a járműfutástulajdonságok megítélése során

Rövid leírás: 

Inerciális szenzorokkal mérhető szabálytalan vasúti járműmozgások [4]

 

I.  A TDK kutatás célkitűzése, megválaszolandó kérdések

Az inerciális szenzorokat széleskörűen és megbízhatóan alkalmazzák a járműfutástechnikai vizsgálatoknál (a sztabálytalan járműmozgások meghatározására), illetve a vasúti vágány geometriai fekvéshibáinak minősítése esetén is. A gyorsulásmérő szenzor elsősorban statikus, vagy kvázi-statikus pozíció, míg a giroszkóp a térbeli mozgás precíz leírására alkalmas [5]. Emiatt a giroszkóp és gyorsálésmérő szenzorok együttes alkalmazásával (szenzorfúzióval) bármely mozgás megbízhatóan leírható. A szenzorok fenti tulajdonságát használják ki a „Real life motion gaming” mobiljátékok is. ahol a telefon mozgását követve tudunk teniszezni, vagy akár autóversenyezni is.

Az okostelefonokban lévő szenzorok teljesítménye és érzékenysége az utóbbi években jelentősen fejlődött, így könnyű hozzáférhetőségük és az ipari megoldásokhoz képest alacsonyabb bekerülési költségük miatt a vasúti üzemben közlekedő járművekhez rögzítve a pályafelügyelet számára is hasznos információkat tudnak szolgáltatni [2] [3]. A jelölt feladata, hogy a MÁV Zrt. hálózatán megfelelően kiválasztott új építésű, átlagos és rossz műszaki állapotú vonalszakaszo(ko)n elemezze és pár példán keresztül mutassa be a terhelt vágánygeometriai mérések és az okostelefonnal végzett járműdinamikai mérések összefüggéseit. A kutatás kiemelt célja az okostelefonok által szolgáltatott szenzoradatok pontosságának vizsgálata a vasúti pályadiagnosztika igényei alapján.

 

Az okostelefonok szenzoradatait (Csikós Attila által fejlesztett) „CAFat” android oprerációs rendszeren futtatható applikációval szinkronizáltan lehet rögzíteni a telefonnal elérhető maximális mintavételezéssel. A program jelenleg licensz alatt nem áll, bárki számára szabadon felhasználható. Az applikáció használatával kapcsolatban a vinko.akos@epito.bme.hu email címen lehet érdeklődni.

 

II.  Szakirodalmi munkarész:

  • A szakirodalom tükrében röviden mutassa be a MÁV Zrt-nél alkalmazott vágánygeometriai mérő- és minősítő rendszer műszaki hátterét, valamint a jelenlegi pályafenntartási munkáltatási gyakorlatot;
  • Ismertesse a kiválasztott MÁV vonalon üzemeltetett mértékadó járműveknek a járműdinamikai mérések szempontjából releváns műszaki jellemzőit;
  • Röviden mutassa be a járműdinamikai jellemzők és a futásjóság meghatározására vonatkozó előírásokat. Foglalja össze az okostelefonok pályadiagnosztikai célú alkalmazásának korlátait, ismertesse a mérésekhez szükséges minimális hardver követelményeket.

III.  A kutatás önálló munkarészei:

  • A mérővonatok adatai, illetve a pályás szakemberek tapasztalatainak figyelembevételével jelölje ki a közel homogén műszaki állapotú vizsgálati helyszíneket;
  • A vizsgálati helyszíneken vesse össze és értékelje ki a terhelt vágánygeometriai mérés és a mobiltelefonos járműdinamikai mérés egymásnak megfeleltethető adatait;
  • Vizsgálja meg az igénybevételeknek jobban kitett pályaobjektumok (pl. kitérők, hidak és útátjárók) környezetében kialakult lokális hibahelyeket vágánygeometriai és járműdinamikai szempontból is.
  • Tapasztalatok összefoglalása.

IV.  Felkért külső konzulens(ek):

Ágh Csaba, osztályvezető, Vágánydiagnosztikai Osztály, MÁV Központi Felépítményvizsgáló Kft.

 

V.  Javasolt szakirodalom:

[1]   László, G., Ferenc, H., László, L. "Közlekedési létesítmények élettartama".

       Universitas-Győr Nonprofit Kft. 2011

[2]   Boronakhin, A. M., Podgornaya, L. N. "MEMS Based Inertial System for Railway Track Diagnostics".

       Gyroscopy and Navigation, 2(4), pp. 261–268. 2011. DOI:10.1134/S2075108711040055

[3]   Tsunashima, H. "Railway Condition Monitoring, Present and Application for Regional Railways".

       Report of the Research Institute of Industrial Technology, Nihon University. 2018.

       DOI:10.1299/jsmetld.2017.26.CL

[4]   Gonda Evelyn: "A pálya-jármű kölcsönhatás mozgásgeometriai vizsgálata közúti vasúti kitérőkben

       és kis sugarú pályaívekben okostelefonok szenzoradatainak felhasználásával". TDK 2018)

[5]   Shane Colton. The balance filter. Presentation, Massachusetts Institute of Technology, 2007

       (Avalaible at link)

[6]   EN 12299: Railway applications. Ride comfort for passengers. Measurement and evaluation.

       Brussels, Holland: European Committee for Standardization (CEN). 2009.

 

 

Konzulens(ek): 
Javasolt képzés: 
BSc téma
MSc téma