ВИКОРИСТАННЯ ІНЕРЦІАЛЬНИХ ВИМІРЮВАЛЬНИХ БЛОКІВ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ КОЛІЇ
DOI:
https://doi.org/10.18664/1994-7852.214.2025.351878Ключові слова:
геометрія колії, IMU-датчики, акселерометри, динаміка рухомого складу, взаємодія колесо-рейка, колієвимірювальний вагон, нерівності коліїАнотація
У статті наведено результати експериментального дослідження з реєстрації динамічних параметрів руху вантажного вагона для оцінювання геометричного стану залізничної колії. Інерціальні вимірювальні блоки (IMU) встановлювали на буксові вузли колісної пари за допомогою спеціально розроблених кріплень, конструкцію яких попередньо випробувано для забезпечення надійної фіксації та коректної орієнтації датчиків у трьох осях.
Дослідна ділянка включала прямі та криві, стрілочні переводи, стики і локальні дефекти, що забезпечило репрезентативність вимірювань. Просторова прив’язка здійснена за допомогою GPS/GNSS пристроїв, а попередня зйомка дослідної ділянки з фіксацією характерних елементів колії забезпечила точну ідентифікацію їхнього положення вздовж маршруту.
Отримані результати демонструють виразні сигнатури проходження стиків, стрілочних переводів і нерівностей, а також залежність прискорень від швидкості руху. Отриманий масив даних створює основу для проведення подальшого спектрального та часово-частотного аналізу.
Посилання
Falamarzi A., Moridpour S., Nazem M. A Review on Existing Sensors and Devices for Inspecting Railway Infrastructure. Jurnal ejuruteraan. 2019. Vol. 31, No. 1. P. 1–10. https://doi.org/10.17576/jkukm-2019-31(1)-01.
Kanis J., Zitrický V., Hebelka V., Lukáč P., Kubín M. Innovative Diagnostics of the Railway Track Superstructure. Transportation Research Procedia. 2021. Vol. 53. P. 138–145. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2021.02.017.
Fortunato E., Pinelo A., Lobo da Costa J., Gonçalves D., Pratas A. Some Results of Performance Indicators of a Railway Track Obtained During Its Renewal Process. In: 4th International SIIV Congress, Palermo, Italy, 12–14 September 2007.
Tsunashima H., Ono H., Takata T., Ogata S. Development and Operation of Track Condition Monitoring System Using In-Service Train. Applied Sciences. 2023. Vol. 13. P. 3835. https://doi.org/10.3390/app13063835.
Karis T. Correlation between Track Irregularities and Vehicle Dynamic Response Based on Measurements and Simulations. Licentiate thesis. Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2018.
Chudzikiewicz A., Bogacz R., Kostrzewski M., Konowrocki R. Condition Monitoring of Railway Track Systems by Using Acceleration Signals on Wheelset Axle-Boxes. Transport. 2018. Vol. 33, No. 2. P. 555–566. https://doi.org/10.3846/16484142.2017.1342101.
Kostrzewski M., Melnik R. Condition Monitoring of Rail Transport Systems: A Bibliometric Performance Analysis and Systematic Literature Review. Sensors. 2021. Vol. 21. P. 4710. https://doi.org/10.3390/s21144710.
Wikaranadhi P., Alfian S. D., Handoko Y. A., Palar P. S. Railway Track Vertical Irregularities Classification Based on Vehicle Response Using Machine Learning Method. Journal of Physics: Conference Series. 2024. Vol. 2739. P. 012054. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2739/1/012054.
Chen X., Chai X., Cao X. The Time-Frequency Analysis of the Train Axle Box Acceleration Signals Using Empirical Mode Decomposition. Computer Modelling & New Technologies. 2014. Vol. 18, No. 7. P. 356–360.
Istiar I., Widyastuti H. Review Study of Irregularity Track Monitoring Based on Inertial Measure Unit and Power Spectral Density Analysis. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 650. P. 012046. https://doi.org/10.1088/1757-899X/650/1/012046.
Tsunashima H., Naganuma Y., Kobayashi T. Track Geometry Estimation from Car-Body Vibration. Vehicle System Dynamics. 2014. DOI: 10.1080/00423114.2014.889836.
Bosso N., Gliotta A., Magelli M., Zampieri N. Monitoring of Railway Freight Vehicles Using Onboard Systems. Procedia Structural Integrity. 2019. Vol. 24. P. 692–705. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2020.02.061.
Sysyn M., Gerber U., Kluge F., Nabochenko O., Kovalchuk V. Turnout Remaining Useful Life Prognosis by Means of On-Board Inertial Measurements on Operational Trains. International Journal of Rail Transportation. DOI: 10.1080/23248378.2019.1685918.
Chia L., Bhardwaj B., Lu P., Bridgelall R. Railroad Track Condition Monitoring Using Inertial Sensors and Digital Signal Processing: A Review. IEEE Sensors Journal. 2018. https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2875600.
Bravo I., Alvarado U., Nieto J., Ciaurriz P. On-Board Accelerometers in Railway Track Condition Monitoring: A Systematic Review. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives. 2025. Vol. 33. P. 101572. https://doi.org/10.1016/j.trip.2025.101572.
Gonzalo A. P., et al. Railway Track and Vehicle On-Board Monitoring: A Review. E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 409. P. 02014. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202340902014.
Kurhan D., Kovalchuk V., Markul K., Kovalskyi A. Development of Devices for LongTerm Railway Track Condition Monitoring: Review of Sensor Varieties. Acta Polytechnica Hungarica. 2025.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
