Działalność Naukowa Zespołu Transportu Szynowego

Diagnostyka nawierzchni szynowych

Główny kierunek badawczy związany jest z optymalizacją pracy nawierzchni szynowych wykorzystując do tego innowacyjne podejście w postaci specjalnego "aparatu" matematycznego. Analizie podlega geometria torów (diagnostyka geometryczna), jak i poszczególnych elementów konstrukcyjnych (np. szyn kolejowych). Wykorzystując nowoczesne podejście do zarządzania infrastrukturą "asset management" określa się czas zdatności eksploatacyjnej nawierzchni kolejowej, dokonuje się prognozowania jej trwałości w celu obniżenia kosztów pracy nawierzchni LCC. Prace badawcze odnoszą się również do szczegółowych uwarunkowań powstających uszkodzeń w szynach i rozjazdach oraz czynników sprzyjających degradacji elementów nawierzchni.

Przepustowość infrastruktury kolejowej

Zespół prowadzi badania nad nowoczesnymi metodami zarządzania ruchem kolejowym. W miejscach o ograniczonej przepustowości ruchowej za pomocą pewnych działań infrastrukturalnych i organizacyjnych można optymalizować zakres i rodzaj ruchu kolejowego. Z wykorzystaniem odpowiedniego oprogramowania można modelować układ infrastrukturalny i ruchowy sieci kolejowej i analizować jej niezawodność. Opracowana metodyka pozwala na badanie przepustowości w stanie istniejącym, jak też projektowanym.

 

Zarządzanie ryzykiem w transporcie szynowym

Trwają prace nad metodyką zarządzania ryzykiem dostosowaną do potrzeb transportu szynowego. Badania odnoszą się głównie do modelowania i określenia miar ryzyka, prognozowaniu miar ryzyka, wartościowaniu ryzyka i określeniu skutecznych działań strategicznych.

Modelowanie i optymalizacja organizacji ruchu kolejowego z uwzględnieniem wykorzystania energii z hamowania rekuperacyjnego

Jednym ze sposobów obniżenia energochłonności transportu szynowego jest wykorzystanie technologii odzysku energii, czyli tak zwanego hamowania rekuperacyjnego. Aby technologia ta była efektywna w przypadku transferu odzyskanej energii z powrotem do sieci jezdnej z uwzględnieniem kooperacji kilku pojazdów mogących natychmiast wykorzystać nadmiar energii konieczna jest między innymi odpowiednia organizacja ruchu.

Badania prowadzone są w oparciu o modelowanie matematyczne z wykorzystaniem oprogramowania MATLAB oraz Simulink. Mają na celu wykazania możliwości efektywnego oszczędzania energii elektrycznej na sieciach miejskiego transportu szynowego (SKM, metro, tramwaje) przy wykorzystaniu hamowania odzyskowego z uwzględnieniem dostosowanej organizacji ruchu i bez ponoszenia dodatkowych kosztów infrastrukturalnych.

  

Pomiary Satelitarne

Zespół Pomiarów Satelitarnych w Katedrze Transportu Szynowego i Mostów zajmuje się wykonywaniem kompleksowych pomiarów geometrii torów kolejowych i tramwajowych. Pomiary wykonywane są przy wykorzystaniu innowacyjnej technologi Mobilinych Pomiarów Satelitarnych rozwijanej przy współpracy z Akademią Morską w Gdyni oraz z Akademią Marynarski Wojennej z Gdyni. Pomiary były wykonywane dotychczas na liniach kolejowych wokół Gdańska, na trasie Koszalińskiej Kolei Wąskotorowej i na sieci tramwajowej w Gdańsku. Odtwarzanie kształtu toru przy wykorzystaniu technologii GNSS wspomagane jest dodatkowymi pomiarami INS, pozwalającymi dodatkowo uwzględnić rzeczywiste oddziaływania, którym poddany jest poruszający się pojazd szynowy.

  

  

Badania nad oceną możliwości stanu powierzchni tocznej szyn kolejowych za pomocą zjawisk wibroakustycznych.

Badania drgań i hałasu przeprowadzono na linii 131 Chorzów Batory – Tczew oraz linii nr 213 Reda Hel, pod zarządem Polskich Linii Kolejowych S.A. W badaniach poligonowych zostaje uwzględniona specyfika oraz parametry techniczno – eksploatacyjne badanej linii kolejowej oraz  wybrane wady/uszkodzenia powierzchni tocznej szyny takie jak: squat, head checking, wybuksowanie, wada powierzchni tocznej nr 221.

W kolejnych latach badania zostaną rozszerzone o kolejne linie kolejowe oraz o dodatkowe punkty pomiaru drgań i hałasu. 

Pomiary poziomów dźwięku w środowisku od transportu kolejowego. Pomiary hałasu podczas przejazdu pociągu, podczas postoju oraz podczas ruszania pociągu.

Osoba odpowiedzialne: mgr inż. Roksana Licow

Od 2017 roku prowadzimy badania nad oceną możliwości stanu powierzchni tocznej szyn kolejowych za pomocą zjawisk wibroakustycznych. Badania drgań i hałasu prowadzimy na wybranych liniach kolejowych pod zarządem Polskich Linii Kolejowych S.A. z uwzględnieniem wybranych wad powierzchni tocznej takich jak: squat, head checking, wybuksowanie, wada powierzchni tocznej nr 221.

Osoby odpowiedzialna: mgr inż. Roksana Licow i mgr inż. Michał Urbaniak

  

Rozjazdy kolejowe o stałej i zmiennej krzywiźnie toru zwrotnego.  Zagadnienia i problemy konstrukcyjne.

Rozjazdy kolejowe stanowią element infrastruktury transportu szynowego łączący poszczególne odcinki toru kolejowego, umożliwiając krzyżowanie oraz wyprzedzanie składów. Wzrastająca prędkość pociągów – przekraczająca na liniach dużych prędkości 200 km/h – wymusiła powstanie rozjazdów o zmiennej krzywiźnie toru zwrotnego. Tego typu konstrukcje mogą być wprowadzone i eksploatowane także w Polsce, zwłaszcza że istnieją koncepcje rozwoju sieci Kolei Dużych Prędkości.

                Między poszczególnymi  blokami  rozjazdu kolejowego istnieje ścisła korelacja, którą należy brać pod uwagę w procesie projektowania. Jedną z  metod wydaje się być jego wymodelowanie w przestrzeni trójwymiarowej, uwzględniającej również charakterystykę przyległych odcinków toru. Należy również pamiętać o wpływie procesu łukowania na układ geometryczny rozjazdu. Dokładne odwzorowanie pozwoli również na modelowanie elementów konstrukcyjnych rozjazdów oraz przeprowadzenie analizy mechanicznej. Istnieje również możliwość wykorzystania matematycznego modelu rozjazdu w analizie deformacji geometrycznej, powstałej np. w procesie eksploatacji.

Drgania modelu pojazdu na układzie geometrycznym rozjazdów w połączeniu torów równoległych.

  

Układ współrzędnych elementów rozjazdu na podstawie matematycznego modelu 3D rozjazdu Rz-300-1:9 (fragment). Układ współrzędnych elementów rozjazdu na podstawie matematycznego modelu 3D rozjazdu klotoidalnego (fragment).

Działalność Naukowa Zespołu Transportu Szynowego

 

Wykaz realizowanych w Katedrze podstawowych kierunków badawczych:

  • stateczność toru bezstykowego,
  • określanie wartości sił podłużnych w szynach toru bezstykowego,
  • technologie robót w torze bezstykowym,
  • systemy utrzymania nawierzchni kolejowej,
  • organizacja procesów technologicznych robót nawierzchniowych,
  • technologie napraw głównych nawierzchni,
  • technologie bezdźwigowych metod wymiany rozjazdów,
  • diagnostyka toru kolejowego,
  • metody komputerowe w diagnostyce i utrzymaniu toru kolejowego,
  • faliste zużycie szyn,
  • boczne zużywanie się szyn w łukach i efektywność zastosowania smarownic,
  • naprężenia własne w szynach kolejowych,
  • trwałość eksploatacyjna szyn kolejowych,
  • urządzenia diagnostyczne do oceny parametrów geometryczno-konstrukcyjnych rozjazdów oraz trwałości eksploatacyjnej iglic i krzyżownic,
  • trwałość eksploatacyjna szyn i rozjazdów kolejowych zregenerowanych metodą napawania i szlifowania,
  • podatność modernizacyjna linii kolejowych,
  • kształtowanie optymalnych układów geometrycznych dróg kolejowych,
  • krzywe przejściowe z nieliniowymi rampami przechyłkowymi,
  • opracowanie podstaw wdrożeniowych stabilizacji osi torów na PKP,
  • dwuwymiarowa regulacja osi toru kolejowego z uwzględnieniem jego sztywności,
  • graniczne prędkości jazdy na łukach linii kolejowych,
  • modelowanie układów geometrycznych toru (z zastosowaniem równań różniczkowych i metody  
  •   ewolucyjnej),
  •  zintegrowany cykliczny rozkład jazdy pociągów,
  •  organizacja kolejowych przewozów pasażerskich w skali regionów,
  •  ocena oferty przewoźników publicznych.