III Międzynarodowa Konferencja Naukowa zorganizowana przez Instytut Kolejnictwa i Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM ADV ANCED R AIL TECHNOLOGIES
MATERIAŁY KONFERENCYJNE CONFERENCE PROCEEDINGS
Warszawa, Józefów 2014
Redakcja naukowa
Mirosław Siergiejczyk
Opracowanie redakcyjne, skład i projekt okładki:
Andrzej Szmigiel
Teksty wydrukowanych materiałów zamieszczono w postaci edytorskiej nadesłanej przez Autorów
© Copyright by Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2014 Utwór w całości ani we fragmentach nie może być powielany ani rozpowszechniany za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym nie może być umieszczany ani rozpowszechniany w Internecie bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.
OFICYNA WYDAWNICZA POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ 00-664 Warszawa, ul. Polna 50, Tel 22 234-70-83
Konferencja zorganizowana pod honorowym patronatem:
PODSEKRETARZA STANU W MINISTERSTWIE INFRASTRUKTURY I ROZWOJU JM REKTORA POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ PREZESA URZĘDU TRANSPORTU KOLEJOWEGO PREZESA PKP POLSKICH LINII KOLEJOWYCH S.A.
POLITECHNIKA WARSZAWSKA
SPONSORZY KONFERENCJI
RADA PROGRAMOWA KONFERENCJI Przewodniczący Henryk Bałuch (Instytut Kolejnictwa) Członkowie: Maria Bałuch (Instytut Kolejnictwa) Andrzej Chudzikiewicz (Politechnika Warszawska) Paloma Cucula (Instituto de Investigacion Technologica) Madryt Yury Diomin (State Scientific-Research Center of Ukrainian Railway Transport) Antonio Fernandez (Instituto de Investigacion Technologica) Madryt Maria Franekova (University of Žilina) Gebhard Hafer (bbw Hochschule Berlin) Marianna Jacyna (Politechnika Warszawska) Władysław Koc (Politechnika Gdańska) Borys Lapidus (VNIIZT) Andrzej Lewiński (Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny) Radom Zbigniew Łukasik (Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny) Radom Andrzej Massel (Instytut Kolejnictwa) Jerzy Mikulski (Politechnika Śląska) Vitalij Nichoga (Politechnika Lwowska) Iwan Prudys (Politechnika Lwowska) Wiesław Starowicz (Politechnika Krakowska) Viktor Sychenko (Dnepropetrovsk National University of Railway Transport) Franciszek Tomaszewski (Politechnika Poznańska) Wojciech Wawrzyński (Politechnika Warszawska) Andrzej Żurkowski (Instytut Kolejnictwa)
KOMITET ORGANIZACYJNY Przewodniczący Mirosław Siergiejczyk (Politechnika Warszawska) Członkowie: Jolanta Cybulska-Drachal (Instytut Kolejnictwa) Izabela Ławrynowicz (Instytut Kolejnictwa) Renata Maleda (Instytut Kolejnictwa) Agnieszka Marchela (Instytut Kolejnictwa) Dorota Szatkowska (Instytut Kolejnictwa) Andrzej Szmigiel (Politechnika Warszawska) Eliza Wawrzyn (Instytut Kolejnictwa)
Wprowadzenie
W nowoczesnym
systemie transportu, kolej stanowi ważny element w przewozach pasażerskich, a także w przewozach ładunków. Obserwowany od szeregu lat gwałtowny rozwój transportu drogowego i lotniczego nie powoduje marginalizacji kolei, ponieważ rozwój społeczny i gospodarczy generuje coraz większą ruchliwość ludności oraz wzrost masy przewożonych towarów. Utrzymanie pozycji kolei na współczesnym rynku transportowym wymaga jednak ciągłej dbałości o rozwój techniczny i technologiczny. Szczególna rola w zakresie rozwoju wiedzy oraz innowacyjności przypada wyższym uczelniom i instytutom naukowo-badawczym.
Ważnym forum wymiany specjalistycznej wiedzy oraz prezentacji najnowszych osiągnięć są
konferencje naukowo-techniczne, zwłaszcza międzynarodowe. Wychodząc naprzeciw takim potrzebom Instytut Kolejnictwa wraz Wydziałem Transportu Politechniki Warszawskiej organizują wspólną III Międzynarodową Konferencję pt.: „Najnowsze technologie w transporcie szynowym”, która swoim zakresem obejmie szeroko rozumianą problematykę związaną z budową i eksploatacją transportu szynowego.
Biorąc
pod uwagę zróżnicowanie specjalistycznych zagadnień w programie konferencji przewidziano odrębne panele poświęcone różnym problemom. Mamy nadzieję, że ta formuła pozwoli skoncentrować uwagę uczestników na tych zagadnieniach, które szczególnie ich interesują. Przygotowanie i prowadzenie paneli powierzone zostało uznanym specjalistom, co gwarantuje właściwy dobór referatów oraz interesujące dyskusje.
Wszystkich uczestników serdecznie zapraszamy do aktywnego w niej udziału oraz życzymy satysfakcji.
Dyrektor Instytutu Kolejnictwa dr inż. Andrzej Żurkowski
Dziekan Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej prof. dr hab. inż. Wojciech Wawrzyński
Introduction
I
n the present-day transport system, railway plays a major role in carrying both passengers and cargo. The rapid growth of road and air transport over the years has not undermined the role of railway, as social and economic development has led to increasing mobility of people and a boost in the volume of cargo being moved. Constant attention to technical and technological developments is required, however, to maintain the position of railway in the today’s transport market. A particular role in the growth of knowledge and innovation lies with universities and scientific research institutes.
Science
and technology conferences, particularly international ones, are significant forums for exchanging expertise and presenting the most advanced achievements. In order to meet such needs, the Railway Research Institute together with the Faculty of Transport of the Warsaw University of Technology are organising the 3rd International Conference on Advanced Rail Technologies to cover, in a broad sense, issues relating to the construction and operation of rail transport facilities.
Given the diversity of the professional topics to be covered, separate panels on different issues are planned for the conference programme. We believe such a formula will help participants focus on the issues which are of particular interest to them. Recognised experts have been entrusted with the task of preparing and leading the panels, guaranteeing the proper selection of papers and a lively debate.
All participants are welcome to have their say and enjoy the conference.
Director of the Railway Research Institute Andrzej Żurkowski PhD, Eng.
Dean of the Faculty of Transport Warsaw University of Technology Prof. Wojciech Wawrzyński
SPIS REFERATÓW
Mirosław Antonowicz Podstawowe założenia koncepcji wartości dla klienta w transporcie intermodalnym .......................... 13 Henryk Bałuch, Maria Bałuch Syntetyczne metody oceny nawierzchni kolejowej ............................................................................... 15 Synthetic Methods for the Evaluation of the Railway Track Krzysztof Bargiel Developments for Fire Retardant Resins and Gelcoats for Railway Application: ATH Filled and Intumescent with Highest Efficiency. Structural Construction with GRP ..................... 17 Tadeusz Basiewicz, Andrzej Gołaszewski, Jacek Kukulski, Kazimierz Towpik Badania nawierzchni kolejowej z kompozytem tłuczniowym na odcinku doświadczalnym CMK ......... 19 Tests of Railway Permanent Way with Composite Ballast on the Experimental Section of CMK Nikola Bešinović, Egidio Quaglietta, Rob M.P. Goverde On-Time: Integrated Decision Support Tool for the Automated Timetable Planning ............................ 21 Andrzej Białoń, Mieczysław Laskowski, Andrzej Kazimierczak Ochrona przeciwprzepięciowa kolejowych urządzeń elektronicznych .................................................. 23 Surge Protection Rail Electronic Devices Dmitry Bosiy The Problems of the Efficient Power Transmission to the Electric Rolling Stock on the Railways of Ukraine .............................................................................................................................................. 25 Dmitry Bosiy, Sergiy Mishschenko The Using of a Flexible Alternating Current Transmitting Systems for the Operational Management of the Transition Power Flows in AC Traction Network .................................................. 27 Rafał Cichy, Marian Medwid, Wojciech Jakuszko Przykład projektowania pojazdu szynowo – drogowego w aspekcie spełnienia wymagań bezpieczeństwa ruchu oraz sterowania ruchem kolejowym ................................................................. 29 Example of Designing a Rail-Road Vehicle in the Aspect of Fulfilment of the Requirements of Traffic Safety and Railway Traffic Control R. Diomin, Yu. Diomin, A. Chernyak, A. Mostovych, V. Konstantidi, P. Greenday Investigation of the Dynamics and Strength of Rolling Stock on the Ukrainian Railways .................... 31 Artur Dłużniewski, Łukasz John, Mieczysław Laskowski Problematyka EMC w urządzeniach sterowania ruchem kolejowym i telekomunikacyjnych ............... 33 EMC Problems in Devices Control Signalling and Telecommunication Zbigniew Durzyński Akredytacja, autoryzacja i notyfikacja jednostek działających w obszarze transportu kolejowego ...... 35 Accreditation, Authorization and Notification of the Bodies Operating in the Area Of Railway Transport Mariusz Fabijański Możliwości powtórnego wykorzystania tworzyw sztucznych stosowanych w transporcie szynowym ............................................................................................................................................. 37 Possibilities of Using Recycled Materials Applied In Rail Transport Rafał Frączek Nowelizacja przepisów techniczno-budowlanych kolei - Wybrane zagadnienia .................................. 39 Stanisław Gago, Mirosław Siergiejczyk Sieci szerokopasmowe w polskim kolejnictwie ..................................................................................... 41 Broadband Networks in Polish Railway
Magdalena Garlikowska Problematyka wypadków kolejowych związanych z samobójstwami i przechodzeniem przez tory w miejscach niedozwolonych ......................................................................................................... 43 Problems of Railway Accidents Related to Railway Suicides and Trespasses on Railway Property at Not Allowed Places Elżbieta Grzejszczyk Modelowanie procesów logistycznych SIT w chmurze obliczeniowej na przykładzie firmy spedycyjnej .................................................................................................................................. 45 Władysław Koc, Cezary Specht Zastosowanie mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych ............................................................................................................................................. 47 Andrzej Kochan, Lech Konopiński, Przemysław Ilczuk, Juliusz Karolak Formalno-prawne wymagania badania interfejsów w systemach sterowania ruchem kolejowym ....... 49 Formal and Legal Requirements of Interfaces Testing in Railway Traffic Control Systems Julian Kominowski, Bogdan Sowiński Jakościowa ocena stanu nawierzchni linii kolejowej po zabiegach wyrównujących ............................ 51 Quality Assessment of Surface Railway Track after Correction Process Dariusz Kowalczyk, Robert Bińkowski Analiza przyczyn uszkodzeń zestawów kołowych z wykorzystaniem metody elementów skończonych ......................................................................................................................................... 53 Analysis of the Causes of Wheelsets Damages Using Finite Element Methods Valeriy Kuznetsov Key Research and Training Activities of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport Named after Academician V. Lazaryan ................................................................................................ 55 Kuznetsov V.G., Kolykhayev Ie.G. The Energy Saving Potential on Pridnieprovskaya Railway ................................................................. 57 Valeriy Kuznetsov, Oleg Sablin Assessment of Energy Saving Potential in the Subway by Means of Energy Regeneration ............... 59 Ewelina Kwiatkowska Wpływ zastosowania sprężystych podpór podkładów w konstrukcji nawierzchni kolejowej i podtorzu .............................................................................................................................................. 61 The Influence of UPS in the Construction Elements on Railway Track Marceli Lalik, Andrzej Zbieć Wymagania TSI Loc&Pas oraz TSI PRM w konstrukcji nowoczesnych pojazdów kolejowych ............ 63 Requirements of the TSI Loc&Pas and TSI PRM in the Design of Modern Railway Vehicles Andrzej Lewiński, Lucyna Bester, Andrzej Toruń, Paweł Gradowski System ETCS, jako sposób poprawy efektywności na liniach kolejowych ........................................... 65 ETCS System as a Means of Efficiency Improvement on the Railway Lines Andrzej Lewiński, Zbigniew Łukasik, Tomasz Perzyński, Paweł Ukleja Przyszłościowe systemy sterowania ruchem wykorzystujące nowe technologie telematyczne .......... 67 The Future Generation of Railway Control Systems Based on New Telematic Solutions Jarosław Łuszcz, Mariusz Buława Analiza zaburzeń elektromagnetycznych generowanych przez pojazdy szynowe .............................. 69 Analysis of Electromagnetic Disturbances Generated by Rolling Stocks Andrzej Marczak Technologia radia programowalnego w transporcie szynowym ........................................................... 71 Software Defined Radio Technology in Rail Transport
Oleksandr Matusevych Modern Approaches to the Management of the Technical State of the Electrical Equipment of Traction Substations ......................................................................................................................... 73 Marian Medwid, Włodzimierz Stawecki, Jarosław Czerwiński Wagon dwuczłonowy z rozłączalną strukturą nośną do transportu naczep drogowych w ruchu kombinowanym, kolejowo-drogowym ................................................................................................... 75 Two – Section Wagon with Uncoupled Loading Structure for Road Trailers Transport in the Combined Railway - Road Traffic Agnieszka Merkisz-Guranowska, Paweł Daszkiewicz, Jerzy Merkisz, Maciej Andrzejewski, Hanna Stawecka Zrównoważona polityka odzysku materiałów z taboru kolejowego wycofanego z eksploatacji ........... 77 Balanced Policy The Recovery Of Material From Railway Rolling Stock End of Life Jerzy Merkisz, Włodzimierz Stawecki, Jacek Pielecha, Ireneusz Pielecha, Maciej Andrzejewski, Paweł Daszkiewicz Aktualne trendy w badaniach emisji zanieczyszczeń z pojazdów transportu masowego .................... 79 Current Trends in Exhaust Emissions Research of Mass Transport Vehicles Mateusz Motyl, Artur Babiak Koncepcja certyfikacji podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie kolejowych pojazdów pasażerskich ......................................................................................................................................... 81 Concept of Certification of Entities in Charge of Maintenance for Passenger Rail Vehicles Tadeusz Niezgoda, Wiesław Krasoń, Wiesław Barnat Innowacyjny system do transportu intermodalnego na bazie wagonu z obrotową platformą ładunkową ............................................................................................................................................. 83 Innovative System for Intermodal Transport Based on the Railway Wagon with Rotatable Load Platform Marek Pawlik From Acceptance on the Level Of Individual EU Countries Via Cross Acceptance to the Common European Acceptance Introduction to the Plenary Session - Acceptance Challenges ........................ 85 Beata Piwowar, Przemysław Brona Zastosowanie wykresów ruchu w pracach studialnych realizowanych przez Instytut Kolejnictwa ...... 87 Egidio Quaglietta, Francesco Corman, Rob M.P. Goverde On-Time: A Closed-Loop Real-Time Traffic Control Framework in a Realistic Railway Environment .......................................................................................................................................... 89 Michał Henryk Rudowski Nowe rozwiązania technologiczne w systemach informatycznych wybranych przedsiębiorstw kolejowych w Polsce i możliwości zmniejszenia ich całkowitych kosztów eksploatacji ........................ 91 New IT Solutions in Selected Polish Railway Companies and the Possibility of Reducing Their TCO Valerii Samsonkin, Yaroslav Petinov The Control of a Condition High-Speed Train’s Driver on the Basis of an Individual Features Operating of the Train ........................................................................................................................... 93 Mirosław Siergiejczyk, Jerzy Chmiel, Adam Rosiński Nowoczesne rozwiązania systemów monitoringu wizyjnego stosowanych w transporcie kolejowym ............................................................................................................................................. 95 Outstanding Solutions of the Closed Circuit Television Used in Railway Transport Mirosław Siergiejczyk, Dariusz Laskowski, Piotr Łubkowski, Adam Rosiński Problematyka bezpieczeństwa transmisji danych w sieciach teleinformatycznych systemów bezpieczeństwa stosowanych w transporcie kolejowym ...................................................................... 97 Data Transmission Security in ICT Security Networks Used in Rail Transport Mirosław Siergiejczyk, Dariusz Laskowski, Piotr Łubkowski, Adam Rosiński Wybrane zagadnienia identyfikacji osób w obiektach transportu kolejowego ...................................... 99 Selected Issues of Personal Identification in Rail Transport
Piotr Smoczyński, Adam Kadziński Dokument referencyjny do zestawiania wymagań dotyczących pojazdów kolejowych w państwach członkowskich Unii Europejskiej ................................................................................... 101 Reference Document for Overviewing of Requirements for Railway Vehicles in Member States of the European Union Przemysław Steiner Aspekty prawne i techniczne zabezpieczeń przeciwpożarowych infrastruktury kolejowej ................. 103 Law and Technical Regulations Regarding Railway Fire Protection Infrastructure Jędrzej Stępniak Monocore FP – lekki panel kompozytowy na podłogi pojazdów szynowych ...................................... 105 Monocore FP – Lightweight Panel for Railcar Floors Viktor Sychenko, Eugene Kosarev, Yuliia Borysovska The Synthesis of a Distributed System of a Direct Current Traction Power Supply with Autonomic Sources of Electrical Energy ..................................................................................... 107 Zbigniew Szafrański, Dariusz Laskowski Ochrona kolejowych przejść granicznych – rozwój i zastosowanie nowoczesnych technik .............. 109 Security on Railway Border Crossings – Development and Implementation of Modern Techniques Wojciech Ulatowski Metody zapewnienia bezpieczeństwa systemów automatyki kolejowej na przykładzie licznika osi UniAC1 .......................................................................................................................................... 111 Methods of Providing Safety for the Interlocking Systems on the Example of Axle Counter System UniAC1 Paul Wartenweiler Fire Retardant Composite Materials and Manufacturing Technologies for Mass Transit and Railway: Experiences and Advanced Concepts Meeting EN 45545-2, Gost… .......................... 113 Hans-Juergen Weber Monitoring of Overhead Equipment Infrastructure with Regular Trains ............................................. 115 Andrzej Wolfenburg Optymalizacja rozwiązywania konfliktów między pociągami podczas projektowania wykresów ich ruchu przy wykorzystaniu metody BBS ......................................................................................... 117 Optimization of Solving Conflicts among Trais during Designing Their Graphs Using BBS Method Łukasz Zawadka, Dominik Adamski, Andrzej Białoń, Juliusz Furman Wpływ pola magnetycznego generowanego przez pojazdy trakcyjne na urządzenia srk w odniesieniu do obowiązujących standardów ................................................................................... 119 Influence of Magnetic Field Generated by Rolling Stock on Trackside Signaling Devices in According with Applicable Standards Wolfgang Zottl, Florian Saliger, Laurent Schmitt UIC Project HRMS Harmonisation of Running Behaviour and Noise Measurement Sites ................ 121
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA KONCEPCJI WARTOŚCI DLA KLIENTA W TRANSPORCIE INTERMODALNYM Mirosław Antonowicz Akademia Leona Koźmińskiego e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: transport intermodalny, wartość dla klienta, sieć Wprowadzenie Transport intermodalny dla celów swojego rozwoju analizowany winien być z perspektywy klienta. O sprawności transportu intermodalnego decyduje współpraca z partnerami mającymi udział w realizacji intermodalnego łańcucha dostaw. Łańcuch powinien być rozpatrywany zgodnie z zasadą holizmu, jako całość przy założeniu, że prawidłowość jego funkcjonowania jest zachowana, gdy istnieje zgodność celów i motywacji wszystkich jego uczestników. Ta zgodność jest niezbędna dla kształtowania i tworzenia wartości dla klienta w układzie sieciowym. Język sieci związany jest z rozwojem w naukach organizacji i zarządzania koncepcją sieci, która staje się inspirującą ideą ostatnich lat i rozwojem gospodarki sieciowej. W dobie współczesnej w biznesie dominuje układ sieciowy, polegający w dużej mierze na relacjach partnerskich z innymi firmami. Sieciowość dominuje w transporcie intermodalnym za pośrednictwem, którego w łańcuchu dostawy uczestniczą różnorodne ogniwa, które w toku czynności dodają wartości dla tworzonej usługi będąc w stosunku do siebie zarówno w roli dostawcy jak i klienta. Problem badawczy i metoda badawcza W prezentowanym artykule przedstawiono założenia koncepcji tworzenia wartości dla klienta oferowanych przez transport intermodalny. Analizowany jest transport intermodalny w perspektywie marketingowej związanej z koncepcja tworzenia wartości dla klienta w ujęciu koncepcji marketingu relacji. Definiowana jest wartość dla klienta w transporcie intermodalnym i rodzaje tej wartości oraz podstawowe elementy zarzadzania transportem intermodalnym w układzie sieciowym. Koncepcja wartości tworzona przez marketing systemowy usługi intermodalnej jest koncepcja nową i przyszłościową. Wnioski i podsumowanie Przeprowadzone rozważania wskazują na konieczność dalszych badań wskazujących na ocenę systemowości transportu intermodalnego i tworzonej usługi intermodalnej i zastosowań marketingu oraz potrzebę zdefiniowania nowego modelu biznesowego ukierunkowanego na tworzenie wartości dla klienta. Bibliografia 1. Amstrong G., Kotler Ph.: Marketing, Oficyna Wolters Kluwer, Warszawa 2012. 2. Doyle P: Marketing wartości, Felberg, Warszawa 2003. 3. Red. Jacyna M.: System logistyczny Polski, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2012. 4. Red. Mindur L.: Technologie transportowe, ITeE-PIB,Warszawa-Radom. 2014. 5. Rudawska E.: Znaczenie relacji z klientami w procesie kształtowania wartości przedsiębiorstwa. WN USZ, Szczecin 2008. 6. Szymura – Tyc M.: Marketing we współczesnych procesach tworzenia wartości dla klienta i przedsiębiorstwa, AE Katowice,2006. 7. Wronka J.: Transport intermodalny teoria - praktyka , WNUSZ Szczecin 2008. 8. Załoga E.: Trendy w transporcie lądowym Unii Europejskiej, Uniwersytet Szczeciński, Szczecin 2013. 9. Żabiński L.: Marketing produktów systemowych, PWE Warszawa 2012.
Józefów 2014
13
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM SYNTETYCZNE METODY OCENY NAWIERZCHNI KOLEJOWEJ Henryk Bałuch, Maria Bałuch Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: jakość nawierzchni, syntetyczny wskaźnik stanu toru, klasyfikacja torów Wprowadzenie W ostatnich latach oceny jakości nawierzchni kolejowej stały się ważnym narzędziem obniżania kosztów cyklu życia. Metody te są stosowane między innymi do oceny jakości robót torowych oraz w badaniach zmian stanu toru w miarę narastania obciążenia lub upływu czasu. Ocena jakości nawierzchni kolejowej może mieć różny stopień szczegółowości, zależny od jej celu. Jakość robót torowych charakteryzują dwie cechy, tj. dokładność i skuteczność. Skuteczność jest oceniana jako stosunek zmian parametrów geometrycznych do przeniesionego obciążenia. Podstawą oceny syntetycznej geometrycznego stanu nawierzchni kolejowej są pomiary wykonywane wagonami pomiarowymi lub elektronicznymi toromierzami. Pełniejszą informację o stanie nawierzchni można uzyskać dzięki dodaniu do jej charakterystyk geometrycznych pewnych szczegółów dotyczących konstrukcji. Artykuł zawiera charakterystykę alternatywnej modyfikacji stosowanej w Polsce metody syntetycznej oraz propozycje nowych metod. Charakterystyka metod Najprostszą i obiektywną oceną toru w Polsce jest syntetyczny wskaźnik stanu toru J , który został zaproponowany przez współautorkę tego referatu w pracy [1] i przyjęty na całej sieci jako podstawowy parametr geometryczny stanu toru. Wskaźnik ten opiera się na odchyleniach standardowych nierówności pionowych, nierówności poziomych, wichrowatości i szerokości toru. Wskaźnik J jest stosowany również poza granicami Polski. W Portugalii był stosowany w pomiarach zmian toru na linii o prędkości 220 km/h [2]. W celu rozszerzenia wartości informacyjnej wskaźnika J wprowadzono nowe pojęcie, tj. intensywność obciążenia I definiowaną w postaci V ⋅q I = max , 10 gdzie: Vmax – maksymalna prędkość pociągów na określonej linii [km/h], q – natężenie przewozów [Tg/rok].w Intensywność obciążeń toru jest przedstawiona w postaci indeksu wskaźnika J. Tak więc, na przykład, J = 0,9 mm na linii o maksymalnej prędkości 160 km/h i q = 12,5 Tg /rok zostanie zapisany jako J = 0,9200. Obliczenia w nowej metodzie oceny degradacji nawierzchni są oparte na wskaźniku J, wieku podkładów drewnianych lub betonowych i na wykorzystaniu trwałości szyn. Ocena ta jest wyrażona liczbowo w punktach od 0 (idealny stan nowego toru) do 100 (bardzo duży stopień degradacji). Zależnie od liczby punktów tor jest podzielony na cztery klasy. Metoda ta może być pomocna w określaniu kolejności robót torowych i w niektórych zadaniach diagnostycznych. Obliczenia są ilustrowane przykładami. Podsumowanie Metody syntetyczne są wystarczająco dokładna do oceny toru w skali 1 km, a zatem w ujęciu, w którym korzysta się jedynie z kilku najważniejszych atrybutów. Zaletą takich metod jest łatwość uzyskania danych, natomiast wadą – pominięcie wielu szczegółów geometrycznych i konstrukcyjnych. Bibliografia 1. Bałuch M.: Estymacja nierówności toru kolejowego. Archiwum Inżynierii Lądowej, nr 3- 4, 1989 2. Berawi A.R.B. et al.: Evaluating track geometrical quality through different methodologies. Journal of Technology, 2010, 38-47
Józefów 2014
15
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES SYNTHETIC METHODS FOR THE EVALUATION OF THE RAILWAY TRACK Henryk Bałuch, Maria Bałuch Railway Institute mail:
[email protected] Keywords: track quality, quality indicator, track classification Introduction In recent years, the quality assessments of railway tracks have become an important tool for reducing life cycle costs. These methods are used, inter alia, to assess the quality of trackworks, and in the study of changes in the track with increasing load or the passage of time. Evaluation of railway track quality may have a different level of detail, depending on its purpose. Quality of trackworks is defined by two characteristics i.e. precision and effectiveness. Effectiveness is evaluated as the ratio of change of geometric parameters to the transported load. The basis for synthetic evaluation of railway track condition are the measurements made by track geometry cars or by electronic trolleys. More complete information about the state of the track can be obtained by adding to its geometric characteristics certain details relating to the construction. The article contains the characteristic of alternative modification of the synthetic method applied in Poland and proposals of new methods. Research problem and research methodology In Poland, the simplest and objective assessment of the track is the synthetic track quality indicator J, which has been proposed by the co-author of this paper in [1] and adopted by the entire network as a basic geometric parameter of the track condition. This indicator is based on standard deviations of vertical irregularities, horizontal irregularities, twist and gauge of the track. J indicators are also used outside the Poland. In Portugal J indicator has been used in the measurements of changes in the track on a railway line with a speed of 220 km/h [2] In order to expand the informational value of indicator J a new parameter has been introduced. This is intensity of track load defined as V ⋅q I = max , 10 where: Vmax - maximum speed of trains on the railway line [km/h], q - intensity operations [Tg/year]. The intensity of track load is represented as the index J. Thus, for example J= 0.9 mm on the line with a maximum speed of 160 km/h and q = 12.5 Tg /year will be saved as J = 0.9200. Calculations in a new method of evaluating the track degradation are based on J indicator, age of wooden or concrete sleepers and on the use of rail durability. This assessment is expressed numerically in points from 0 (perfect condition of new track) to 100 (very high degree of degradation). Depending on the number of points the track is divided into four classes. This method can be helpful in defining the order of trackworks and in some diagnostic tasks. The calculations are illustrated with examples. Conclusions Synthetic methods are sufficiently accurate to evaluate the track in a scale of 1 km, and therefore in terms of where only a few key attributes can be use. The advantage of such methods is the ease of obtaining data, while the disadvantage - the omission of many details of the geometry and construction. Literature 1. Bałuch M.: Estymacja nierówności toru kolejowego. Archiwum Inżynierii Lądowej, nr 3-4, 1989 2. Berawi A.R.B. et al.: Evaluating track geometrical quality through different methodologies. Journal of Technology, 2010, 38-47
16
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES DEVELOPMENT FOR FIRE RETARDANT RESINS AND GELCOATS FOR RAILWAY APPLICATION: ATH FILLED AND INTUMESCENT WITH HIGHEST EFFICIENCY. STRUCTURAL CONSTRUCTION WITH GRP Krzysztof Bargiel BÜFA Composite Systems GmbH & Co KG e-mail:
[email protected] Keywords: railway tests, fire retardant properties Introduction Fire resistant requirements for materials used for railway apllications has changed a lot in the last years. The safety in the public transportantion is very important, especially a needed low smoke density and toxicity. The common FR-additives as halogens can't fulfill the parameters needed for railway. The most popular materials based on unsaturated poliester resins are based on ATH filled systems. Here a low toxicity and smoke density can be achieved, but only using a high concentration of the filler, which decrease the mechanical properties and make the application very challenging. Research problem and research methodology The new standard as the new ISO 45545 requires a very high fire retardart properties. For this purpose an intumescent system gives the right solution. The modern formulation in the combination intumescent based gelcoat with a ATH filled resin can give a HL2 acc. to ISO 45545. The newest developement of intumescent gelcoat in combination with vinylester resin can even offer the highest class HL3. The used materials give perfect mechanical properties, which can be used for structural constructions. Conclusions The modern intumescens system can be used for highest fire retardant requirements. Some special formulation are suitable for structural construction, which open a new application field for composite materials. Literature 1. Usaturated Polyester Resins: Polymers with unlimited possibilites, BÜFA Reaktionsharze and DSM Composite Resins, Die Bibliothek der Technik, 2003 by Verlag Moderne Industrie. 2. Internal R&D documents of the company BÜFA Composite Systems.
Józefów 2014
17
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM BADANIA NAWIERZCHNI KOLEJOWEJ Z KOMPOZYTEM TŁUCZNIOWYM NA ODCINKU DOŚWIADCZALNYM CMK Tadeusz Basiewicz, Andrzej Gołaszewski, Jacek Kukulski, Kazimierz Towpik Politechnika Warszawska, Wydział Transportu e-mail:
[email protected];
[email protected] Słowa kluczowe: Nawierzchnia kolejowa, kompozyt tłuczniowy, geosiatka, stabilizacja chemiczna Wprowadzenie Rozwój infrastruktury kolejowej obserwowany na przełomie XX I XXI wieku, a także zwiększanie prędkości pociągów w ruchu pasażerskim do Vmax = 300-350 km/h, a w ruchu towarowym do Vmax=140-160 km/h są wynikiem doskonalenia konstrukcji nowoczesnych pojazdów kolejowych, a z drugiej strony prac optymalizacyjnych nad konstrukcją infrastruktury kolejowej. W trakcie eksploatacji poddawana jest ona złożonym oddziaływaniom dynamicznym, których charakter zmienia się wraz ze wzrostem obciążenia i prędkości. Klasyczna konstrukcja nawierzchni, pracując w zakresie elastoplastycznym, kumuluje odkształcenia trwałe podsypki, co prowadzi w trakcie eksploatacji do zróżnicowania cech sprężystych i tłumienia na długości toru, a w konsekwencji stwarza konieczność regulacji położenia toru i niezbędnych napraw części składowych nawierzchni. Potrzeba ograniczenia kosztów utrzymania jest jedną z głównych przyczyn poszukiwania rozwiązań konstrukcji pracującej pod obciążeniem w zakresie odkształceń sprężystych. Klasyczne nawierzchnie kolejowe stanowią ruszt torowy składający się z szyn i podkładów zanurzonych w warstwie podsypki leżącej na podtorzu, pracują pod obciążeniem eksploatacyjnym w stadium sprężysto – plastycznym. Źródłem odkształceń trwałych – plastycznych jest podsypka. Problem badawczy i metoda badawcza W artykule przedstawiono nawierzchnię kolejową z kompozytem tłuczniowym zaprojektowaną przez autorów artykułu, charakteryzuje się tym, że wprowadza w sposób kompleksowy mechaniczne i chemiczne uodpornienia warstwy podsypki na zjawisko dekonsolidacji. Mechaniczne uodpornienie polega na uzbrojeniu podsypki, co najmniej dwoma geosiatkami. Pierwsza geosiatka ułożona jest na styku podsypki z górną warstwą podtorza. Po ułożeniu i zgęszczeniu powierzchniowym pierwszej warstwy tłucznia, układana jest druga geosiatka. Po uzupełnieniu drugą warstwą tłucznia w celu uzyskania właściwej grubości warstwy podsypki pod podkładem, określonej standardem oraz zagęszczaniu i uzupełnianiu do standardowego kształtu pryzmy tłuczniowej. W końcowym stadium wraz z powierzchniową stabilizacją dynamiczną dokonuje się drogą iniekcji stabilizacji chemicznej specjalnymi żywicami poliuretanowymi. W artykule podano wyniki badań nawierzchni i przedstawiono technologię układania nowej nawierzchni na odcinku CMK oraz wyniki oceny stanu toru na odcinkach doświadczalnych. Wnioski i podsumowanie Badania wykazały, że nawierzchnię z kompozytem tłuczniowym charakteryzują mniejsze syntetyczne wskaźniki stanu toru w porównaniu z torem konwencjonalnym. Wniosek ten potwierdzają również wyniki oceny odkształceń pionowych i poziomych. Narastanie nierówności w funkcji obciążeń pokazuje, ze stabilizacja chemiczna wierzchniej warstwy tłucznia zwiększa odporność nawierzchni na odkształcenia poziome toru. Stwarza to, wymagającą potwierdzenia w dalszych badaniach – nadzieję na wydłużenie cyklu poprawy położenia toru w planie i profilu, w zależności od obciążenia toru z 3 do 4 lat. Bibliografia 1. Basiewicz T., Towpik K., Gołaszewski A., Kukulski J. Nawierzchnia kolejowa z kompozytem tłuczniowym – ocena narastania nierówności odkształcenia w eksploatacji. Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB. Infraszyn 25-27.04.2012. Zakopane 2012. 2. Gisterek I., Krużyński M.: Stabilizacja chemiczna podsypki na liniach kolejowych. Przegląd Komunikacyjny 2009, z. 9-10. Józefów 2014
19
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES TESTS OF RAILWAY PERMANENT WAY WITH COMPOSITE BALLAST ON THE EXPERIMENTAL SECTION OF CMK Tadeusz Basiewicz, Andrzej Gołaszewski, Jacek Kukulski, Kazimierz Towpik Faculty of Transport, Warsaw University of Technology e-mail:
[email protected];
[email protected] Keywords: railway track, crushed stone composite, geogrid chemical stabilized Introduction The development of the railway infrastructure at the turn of the 20th and 21st centuries and increase in passenger train speed to Vmax = 300 - 350 km/h and freight train speed to Vmax = 140 - 160 km/h are the results of railway vehicle design improvement and railway infrastructure optimisation. The infrastructure is subject to complex dynamic effects, changing with the increase in load and speed. Standard railway track structure accumulates plastic strain of the ballast within its elasto-plastic operating range, leading to the diversification of elastic and suppressing features at the entire track length, and as a consequence requiring adjustment of track position and repairs of the railway track components. Operating cost reduction is one of the main reasons for developing a solution for structures operating under load within the elastic strain range. Standard railway tracks include a permanent way with the rails and the sleepers on a ballast, operating under load in elasto - plastic state. The ballast is a source of permanent (plastic) strain. Research problem and research methodology The article presents crushed stone composite comprises a layer of crushed stone reinforced with a geogrid and stabilized with a polyurethane resin. The track superstructure with a crushed stone composite ensures a complex mechanical and chemical resistance of the ballast to deconsolidation. Mechanical resistance is ensured by reinforcement with at least two geogrids. The first geogrid covers the area of ballast contact with a subgrade. After the first crushed stone layer is laid and compacted, the second geogrid is placed. After the second layer of crushed stone is laid (to obtain a required thickness of ballast under the sleeper, as per standard requirements), it is compacted and supplemented to the standard shape of a stockpile. In the final stage with a dynamic surface stabilization, the structure is chemically stabilized with a special polyurethane resin by injection. The paper are presents the results of tests of track superstructure of the CMK together with the results of the evaluation of track condition on test section. Conclusions Studies have shown that the surface of the crushed stone composite characterized by smaller synthetic track status indicators in comparison with the conventional track. This conclusion is also confirmed by the results of the assessment of vertical and horizontal deformation. Greater inequalities as a function of load shows that the chemical stabilization of the top layer of crushed stone surface increases the resistance to deformation of the horizontal track. This creates requiring confirmation in further studies - hope to extend the improvement cycle track position in plan and profile, depending on the load path from 3 to 4 years. Literature 1. Basiewicz T., Towpik K., Gołaszewski A., Kukulski J.: Evaluation of the accumulation of the irregularity in the experimental section of the track superstructure with composite ballast. Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB. Infraszyn 2012. 2. Gisterek I., Krużyński M.: Chemical Stabilization of ballast on railway lines. Przegląd Komunikacyjny. No. 9-10/2009.
20
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES ON-TIME: INTEGRATED DECISION SUPPORT TOOL FOR THE AUTOMATED TIMETABLE PLANNING Nikola Bešinović, Egidio Quaglietta, Rob M.P. Goverde Department of Transport and Planning, Delft University of Technology, Netherlands e-mail:
[email protected] Keywords: timetable; feasibility; robustness; stability; capacity analysis Introduction To satisfy the growing demand in railway transportation, infrastructure managers have the necessity to design more effective timetables. To this aim it is necessary to rely on automatic timetabling support tools that can provide feasible timetables with improved performance. Different approaches have been proposed in literature based on a hierarchical integration of timetabling models with different levels of detail. The main shortcomings of these approaches are that they do not perform a feasibility check of the timetable produced and/or do not consider any iterative modification to the timetable if it is proved to be unfeasible at microscopic level. Research problem and research methodology Within the FP7 project ON-TIME (Optimal Networks for Train Integration Management across Europe [1]) we have developed an integrated framework for the optimal design of railway timetables (Fig. 1) in which a microscopic and macroscopic model interact by iteratively adapting microscopic process times until the produced macroscopic timetable is proved feasible. Additional to that, novel functions are available that deal with stability, robustness and energy efficiency of the timetable. The three-level framework for timetable design [2] is composed of three models that respectively represent the same network with a microscopic, mesoscopic and a macroscopic level of detail. A microscopic model considers train behavior in full detail and includes functions for computing process times such as running times and headway times, as well as timetable evaluation like conflict detection and capacity occupation. In the macroscopic model, the arrival and departure times at the stations and important junctions in the network are determined. Functions for timetable optimization and robustness analysis are included. Finally, a fine-tuning model computes optimal energy-efficient train trajectories. Some of the main benefits of the proposed approach are a) the guarantee that the timetables obtained are always operationally feasible, b) enhanced transparency of the timetable quality, and c) standardized data format, RailML. Results The hierarchical framework proposed has been tested in a real case study in the Netherlands. The experimental results show that the timetable planning framework computes a feasible timetable within a short time and provides a capacity assessment for the densest corridor and station area in the network. The obtained occupation rates show acceptable levels according to the UIC norms [3]. Conclusions An innovative multi-level framework for supporting the design of railway timetables has been presented. A practical application to an area of the Dutch railway network has shown the ability of this framework in identifying the feasibility of macroscopic timetables at the level of track detection sections. Practitioners and timetable designers can use this framework both for timetable design and evaluation of existing timetables.. Literature 1. C. Roberts, L. Chen, Optimal Networks for Train Integration Management across Europe, European Railway Review, 19(3), 48-52. 2. N. Besinovic N., Quaglietta E., Goverde R.M.P, Supporting tools for automated timetable planning, WIT Transactions on the Built Environment 135, WIT Press, pp. 565-576, 2014. 3. UIC Code 406: Capacity. International Union of Railways, Paris, 2nd Edition, June 2013.
Józefów 2014
21
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM OCHRONA PRZECIWPRZEPIĘCIOWA KOLEJOWYCH URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH Andrzej Białoń, Mieczysław Laskowski, Andrzej Kazimierczak Instytut Kolejnictwa email:
[email protected],
[email protected],
[email protected] Słowa kluczowe: ochrona przeciwprzepięciowa, sieć trakcyjna, sterowanie ruchem kolejowym Wprowadzenie Niezawodna praca urządzeń elektronicznych instalowanych na terenie kolejowym zależy przede wszystkim od właściwie zaprojektowanej i zainstalowanej ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej. Duża różnorodność urządzeń elektrycznych i elektronicznych rozmieszczonych na znacznym obszarze, zasilanych napięciem przemiennym i stałym o różniących się wartościach napięcia powoduje, że nie można zastosować jednego uniwersalnego systemu zabezpieczeń. Nasycanie w coraz większym stopniu elektroniką podstacji i pojazdów trakcyjnych pociąga za sobą konieczność modyfikacji stosowanego dotąd systemu zabezpieczeń zarówno po stronie sieci trakcyjnej jak i na samym pojeździe. Przestrzenne rozmieszczenie urządzeń sterowania ruchem wraz z znacznymi długościami linii zasilających i przesyłania sygnałów powodują większą wrażliwość na przepięcia zarówno pochodzenia atmosferycznego jak i komutacyjnego. Problem badawczy i metoda badawcza W referacie przedstawione są podstawowe zasady realizacji ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej sieci trakcyjnej, urządzeń sterowania ruchem instalowanych bezpośrednio w torze (np. urządzenia stwierdzania niezajętości torów) oraz instalowanych w nastawniach i kontenerach. Ochrona przeciwprzepięciowa musi zawsze dotyczyć zarówno urządzeń uszynianych, jak i uziemianych. Zaproponowane sposoby ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej zgodne muszą być z obowiązującymi normami PN-EN 62305, PN-EN 50160, PN-EN 61643 oraz PN-EN 50125 Wnioski i podsumowanie Prawidłowo zaprojektowana i wykonana zewnętrzna ochrona odgromowa oraz wewnętrzna ochrona odgromowa(ochrona przeciwprzepięciowa) zapewni w 98% niezawodną pracę urządzeń elektronicznych w obecności wyładowań atmosferycznych i przepięć pochodzenia komutacyjnego. Pozostałe 2% obejmuje konieczność zawarcia umowy z firmą ubezpieczeniową w celu uniknięcia ewentualnych kosztów po awarii w wyniku wyładowania atmosferycznego. Urządzenia elektroniczne zasilane są z sieci LPN 15 kV z tzw. nieskutecznie uziemionym środkiem poprzez transformator obniżający napięcie do 230V są narażone w przypadku zwarcia doziemnego na przepięcia dorywcze o amplitudzie 400V. Dobór ograniczników przepięć powinien być prowadzony również pod kątem ich odporności na przepięcia dorywcze. W asortymencie produkowanych ograniczników nie wszystkie ograniczniki posiadają odporność na przepięcie dorywcze o amplitudzie 400V/5s. Znacząca część z nich posiada odporność na napięcie dorywcze np. 335 V/5s, co może się okazać niewystarczające. Szczególne warunki pracy ograniczników występują w obwodach przesyłania sygnałów. W tym przypadku obowiązuje przestrzeganie reguł instalacyjnych dotyczących przepięć indukowanych polegające na unikaniu sprzężeń magnetycznych z obwodami zasilania napięciem stałym i przemiennym. Bibliografia 1. PN-EN 50125-2:2003 Zastosowania kolejowe -- Warunki środowiskowe stawiane urządzeniom -- Część 2: Elektryczne urządzenia stacjonarne. 2. PN-EN 61643-11:2013 Niskonapięciowe urządzenia ograniczające przepięcia -- Część 11: Urządzenia ograniczające przepięcia w sieciach elektroenergetycznych niskiego napięcia -- Wymagania i metody badań. 3. PN-EN 50160:2010 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetycznych. 4. PN-EN 62305-1:2011 Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne.
Józefów 2014
23
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES SURGE PROTECTION RAIL ELECTRONIC DEVICES Andrzej Białoń, Mieczysław Laskowski, Andrzej Kazimierczak Instytut Kolejnictwa email:
[email protected],
[email protected],
[email protected] Keywords: Surge protection, catenary, rail traffic control Introduction Reliable operation of electronic devices installed on railway premises primarily depends on properly designed and installed lightning and surge protection. A large variety of electrical and electronic equipment located on a wide area, powered by AC or DC current with different voltages makes implementation of one universal protection system impossible. Increasing number of electronic equipment on substations and on rolling stock entails need of modification protection system that is currently in use both on a catenary and on vehicles. Widely spaced trackside signalling devices with long power supply and signalling lines are more susceptible to atmospheric and commutation surges. Research problem and research methodology The article presents basic rules of lightning and surge protection on a catenary, signalling devices located in trackside (eg. track occupancy detection) and in the signal boxes/interlocking towers. Surge protection must always be applied for both bonded and earthed devices. Proposed methods of lightning and surge protection has to be consistent with the applicable standards PN EN 62305, PN EN 50160, PN EN 61643 and PN EN 50125. Conclusions Correctly designed and constructed external lightning protection and internal lightning protection (surge protection) will provide 98% of the reliable operation of electronic equipment in the presence of lightning and commutation surges. Remaining 2% has to be covered by agreement with insurance company in order to avoid possible costs of damages as a result of lightning. Electronic devices powered by LPN 15 kV network with so called non-effectively earthed central point by transformer lowering the voltage to 230 V are exposed in case of earth fault on temporary overvoltage with amplitude of 400 V. The arresters which are protecting signal transmitting circuits have specific operating conditions. In this case rules regarding inductive surges should be applied to avoid magnetic coupling with power supply circuits DC and AC. Literature 1. PN-EN 50125-2:2003 Zastosowania kolejowe -- Warunki środowiskowe stawiane urządzeniom -- Część 2: Elektryczne urządzenia stacjonarne. 2. PN-EN 61643-11:2013 Niskonapięciowe urządzenia ograniczające przepięcia -- Część 11: Urządzenia ograniczające przepięcia w sieciach elektroenergetycznych niskiego napięcia -- Wymagania i metody badań. 3. PN-EN 50160:2010 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetycznych. 4. PN-EN 62305-1:2011 Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne.
24
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES THE PROBLEMS OF THE EFFICIENT POWER TRANSMISSION TO THE ELECTRIC ROLLING STOCK ON THE RAILWAYS OF UKRAINE Dmitry Bosiy Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after academician V. Lazaryan, Ukraine e-mail:
[email protected] Keywords: electrification, railway, direct current, alternating current, power transmission Introduction The electrification of railways in Ukraine made by the two systems: 3.3 kV of direct current and 27.5 kV of alternating current. By the historic reason the first lines electrified by the system of 3.3 kV DC and the new and reelectrified lines electrified by the 27.5 kV AC system later. The ratio of the total length of electrified lines by the AC and DC system is about 50/50%. So, the problems of the power transmission for electrified railways of Ukraine associated with limitation of the both DC and AC system. Research problem and research methodology The power consumption of the railways is about 4-5% of the total generated electricity in the country. Administrations of the railways are constantly carrying out on the analysis and reduction of the different components of losses in the electric power systems. Due to the fact that the electrical energy is a specific item, part of which is necessarily lost in transit, in any electricity system will always be relevant tasks to reduce electricity losses and improve the technical and economic indicators. The structure of the power consumption of the AC and DC railways is about the same. A little more than a half of all electricity consumed directly by the electric traction. The rest of the electricity is sold to other transport and nontransport consumers. The main part of the power of transport consumers allocated for the providing the transportation process. The liberalization of the commercial relations in the electric energy market in Ukraine allows each railway to optimize the cost of power purchase, buying energy from different suppliers and most sell it as the subject of market relations in the electricity market. The main problems faced by the railways in the transmission and supply of the electricity are: inaccurate metering of the electricity on the electric rolling stock; mismatch power losses in the traction network from the calculated; transit power flows by the traction network; mismatch of the voltage mode in the traction network; poor power quality at the other consumers; inefficient reactive power compensation; lack of means of the operational control and the prediction. For each of these problems the Dnipropetrovsk National University of Railway Transport and the Department of railways power supply conduct the research work aimed at their solution. Conclusions In the terms of optimization of the reactive power compensation conducted the series of the studies that reduce the voltage unbalance at the AC traction substations. The methodology of the complex measuring of the power quality for both AC and DC traction systems developed. The methodology followed by the results of measurements and issuing recommendations to correct deficiencies. Work is underway to modernize the electricity metering system for the electric rolling stock, and the voltage optimization in the networks of the traction power supply. The system of the operational control and prediction modes of electrified lines stays in developing. Literature 1. Bollen M.H.J., Gu I.Y.H.: Signal processing of Power Quality Disturbances. Piscataway, NJ, IEEE Press 2006. 2. Bosiy D.: Power Quality Complex Estimation at AC Traction Substation. 11th International Conference Modern Electric Traction. Warszawa 2013.
Józefów 2014
25
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES THE USING OF A FLEXIBLE ALTERNATING CURRENT TRANSMITTING SYSTEMS FOR THE OPERATIONAL MANAGEMENT OF THE TRANSITION POWER FLOWS IN AC TRACTION NETWORK 1
Dmitry Bosiy 1, Sergiy Mishschenko 2 Dnipropetrovsk National University of Railway Transportnamed after academician V. Lazaryan, Ukraine, 2 The State Administration of Railway Transport of Ukraine, Ukrzaliznytsia e-mail:
[email protected]
Keywords: electrification, railway, alternating current, transit power flows Introduction One of the drawbacks of the AC traction power supply is the possible for transit power flows. The power flows caused by the circulating currents between traction substations. In turn these flows cause the redistribution of loads and additional power losses. Based on the physical nature of the ongoing process, there cannot be significant economic damage caused by the presence of the circulating currents. The direct loss of these currents cannot be precisely defined and do not reach large values in comparison with the losses from the main traction load. Research problem and research methodology The main problem of the circulating currents is organizational as from a financial point of view is difficult to resolve the issue in the generation of an initial network of the single-phase active energy. Despite the fact that modern electricity meters fixed both active and reactive energy consumption and generation but the calculations are carried out only for the consumed active power and both directions of the reactive power. Thus, in practice, it is possible that the electricity is purchased on the one traction substation, transit passes through the traction network, and given to consumers in the adjacent substation without proper accounting in commercial calculations. On the other hand, the cost of purchasing electricity from the circulating currents unreasonably attributed to loss of contact network and own consumption of traction trains. This fact substantially impairs the technical and economic performance of the railway. The cause of the circulating currents flows is the difference of the voltage vector by phase angle at the two traction substations. Due to the prevailing inductive reactance of the traction network, in this case, there is mainly active power transit. According to the experimental measurements the difference by phase angle ranges from several to tens of electrical degrees. In practical operation there is an opinion that it is easier to prevent the possibility of circulating currents by further dividing the contact network by the neutral inserts or the partitioning posts with additional switch. This opinion is erroneous, because it does not eliminate the cause of equalization, and removes only the consequences. Conclusions It is therefore proposed to use a global method of voltage phase angle alignment between the supply systems. This method can be approved by a device with flexible power transmission mode. Well-managed fast FACTS devices with a broad introduction will significantly alter the properties of the electric power systems, turning it into an active-adaptive network composed of intellectual power system. In particular, for systems of the AC traction power system the FACTS devices allow to adjust the phase angle of the voltage vector in the range of -90 to +90 electrical degrees. This allows avoiding the circulating currents without the need for partitioning the contact network. Literature 1. Sichenko V.G., Bosiy D.O., Mishschenko S. M.: Problema peretokiv elekroenegrii mizh tyagovimi pidstantsiyami zminnogo strumu. 5th International Conference Energy Saving in Railway Transport and Industry. Dnipropetrovsk 2014. 2. Bosiy D.: Power Quality Complex Estimation at AC Traction Substation. 11th International Conference Modern Electric Traction. Warszawa 2013. Józefów 2014
27
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM PRZYKŁAD PROJEKTOWANIA POJAZDU SZYNOWO – DROGOWEGO W ASPEKCIE SPEŁNIENIA WYMAGAŃ BEZPIECZEŃSTWA RUCHU ORAZ STEROWANIA RUCHEM KOLEJOWYM Rafał Cichy, Marian Medwid, Wojciech Jakuszko Instytut Pojazdów Szynowych „TABOR” e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: pojazd szynowo – drogowy, homologacja, sterowanie ruchem kolejowym Wprowadzenie Przedmiotem opracowania jest prezentacja nowego rozwiązania pojazdu szynowo – drogowego zbudowanego na bazie seryjnego pojazdu drogowego ze szczególnym uwzględnieniem zastosowanych urządzeń odpowiedzialnych za bezpieczeństwo ruchu oraz sterowania ruchem kolejowym. W artykule przedstawiono zasady dopuszczania pojazdów szynowych w Polsce w zależności od obszaru prowadzenia ruchu. W artykule zaprezentowano wymagania stawiane pojazdom szynowym w odniesieniu do pojazdów szynowo – drogowych ze szczególnym uwzględnieniem przeprowadzenia homologacji pojazdów w obszarze bezpieczeństwa ruchu i sterowania ruchem kolejowym. Wnioski i podsumowanie Zaprezentowany w artykule zakres wymagań stawianych pojazdom szynowo – drogowym to tylko część wymagań niezbędnych w procesie homologacji. Przykład pokazuje jak wiele wątpliwości budzi proces dopuszczania pojazdów szynowo – drogowych. Prezentowany w artykule zakres obejmujący bezpieczeństwo ruchu i urządzenia sterowania ruchem kolejowym nie są tymi, które budzą najwięcej wątpliwości podczas procesu homologacji np. w odniesieniu do spełnienia wymagań wytrzymałości konstrukcji. Zamiarem autorów jest stworzenie kompletu wymagań dla pojazdów szynowo – drogowych aby umożliwić uzyskiwanie przez te pojazdy dokumentów zezwalających im na poruszanie się po torach kolejowych z zachowaniem bezpieczeństwa niezbędnego do prawidłowej eksploatacji. Bibliografia (tylko najistotniejsze pozycje) 1. Dyrektywa 2008/57/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 czerwca 2008 r. w sprawie interoperacyjności systemu kolei we Wspólnocie 2. Wojciechowska E., Cichy R.: Dopuszczenia pojazdu szynowego do eksploatacji w Polsce w odniesieniu do oceny warunków środowiskowych. Pojazdy Szynowe 2/2014 3. Marciniak Z., Medwid M.: Pojazdy szynowo – drogowe. Poznań 1999.
Józefów 2014
29
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES EXAMPLE OF DESIGNING A RAIL-ROAD VEHICLE IN THE ASPECT OF FULFILMENT OF THE REQUIREMENTS OF TRAFFIC SAFETY AND RAILWAY TRAFFIC CONTROL Rafał Cichy1, Marian Medwid1, Wojciech Jakuszko1 1 Instytut Pojazdów Szynowych „TABOR e-mail:
[email protected] Keywords: rail-road vehicle, certification of approval, railway traffic control Introduction The subject of the study is presentation of a new solution of rail-road vehicle built on the basis of the serial road vehicle with a special emphasis on the applied devices responsible for traffic safety and railway traffic control. The article presents the regulations of authorization of placing the rail vehicles in service in Poland depending on the area of vehicle moving. The article presents the requirements for the rail vehicles with reference to the rail-road vehicles with the special emphasis on conducting the vehicle certification of approval in the area of traffic safety and railway traffic control. Conclusions Presented in the article range of requirements of the rail-road vehicles is only the part of requirements necessary in the certification of approval process. The example shows how many doubts are raised by the process of authorization for placing the rail-road vehicles in service. The presented in the article range including the traffic safety and the railway traffic control devices is not the one that raises the most doubts during the certification of approval process, for example with reference to fulfilment of the requirements of construction strength. The authors’ intention is to create a set of requirements for the rail-road vehicles to enable the vehicles to get the documents allowing them to move on the railway tracks with maintaining the safety necessary for the proper operation. Literature 4. Directive 2008/57/WE of the European Parliament and Council of 17 June 2008. on the interoperability of the rail system in the Community. 5. Wojciechowska E., Cichy R.: Authorization for placing the rail vehicle in service in Poland with reference to assessment of the environmental conditions. Rail Vehicles 2/2014. 6. Marciniak Z., Medwid M.: Rail-road vehicles. Poznań 1999.
30
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES INVESTIGATION OF THE DYNAMICS AND STRENGTH OF ROLLING STOCK ON THE UKRAINIAN RAILWAYS R. Diomin1, Yu. Diomin2, A. Chernyak2, A. Mostovych2, V. Konstantidi2, P. Greenday2 1 State Administration of Railway Transport of Ukraine, 2 State Scientific-Research Center of Ukrainian Railway Transport e-mail:
[email protected] Keywords: rolling stock, derailment, computer simulation, strength characteristics, testing Introduction Mathematical modeling methods for the studying the stability of the unperturbed motion of railway vehicles, forced oscillations of locomotives and cars, as well as stationary and transient modes of trains running on the railway network of 1520 mm were first used in the middle of the last century. Over the past decades there was a rapid development of technical solutions to improve means of railway transport. It was promoted by a qualitatively new methods and tools of scientific researches of vehicles mechanics, particularly in the areas of computational mechanics and experiment. Research problem and research methodology To investigate the influence of a number of the leading factors it is necessary to develop a generalized computer model of the train dynamics as a one-dimensional system of rigid bodies with the inclusion of a module that simulates the spatial oscillations of three-car or five-car unit. This module should include the car, which was the first that derailed. The unreliability of operation of hydraulic dampers used in the spring suspension of passenger rolling stock of 1520 mm gauge makes it necessary to investigate the influence of the technical state of the dampers on the running safety performance of railway vehicles. This problem is solved by means of computer simulation of the dynamics of the rolling stock taking into account the presence of inoperative dampers in the spring suspension. Traditional methods of non-destructive testing of metal are widely used for technical condition control of metal supporting structures of railway rolling stock. The aim of this work is to prove experimentally the effectiveness of methods of non- destructive metallography for further implementation in practice the detection of defects in metallic elements of bearing structures of traction rolling stock. The development of new technology railway transport, including the creation of a new generation rolling stock, requires further improvement of methods and means of experimental evaluation of parameters of the running dynamic characteristics of railway vehicles. The work presents new developments of means of current control and diagnostics of technical state of rolling stock on the railways
of Ukraine.
Conclusions 1. The developed generalized computer model of the train dynamics allows investigating the impact on the prerequisites of a rolling stock derailment of such factors as the mode of train running, technical condition of the vehicles and track in the section of derailment. 2. By using computer simulation it was found the allowable speed of running of passenger cars in case of inoperative the hydraulic dampers. 3. According to the analysis, micro-cracks in certain areas in body bolsters and center sills which in further operation may lead to macro-crack were found by method of non-destructive metallography of the metal elements in the bearing structures of the electric train body frame. 4. The performed development of hardware and software complexes is oriented to implementation of instrumented assessment of technical condition of rolling stock and the quality of its interaction with the infrastructure by evaluating weighing parameters, the impact on the track, dynamics and running safety. Literature 1. Lazaryan V.: Dynamics of vehicles: Selected Proceedings, Naukova Dumka, Kyiv 1985, p. 528. 2. Chernyak A.: The use of computer modeling to determine the probable causes of the derailment of freight cars, Railway Transport of Ukraine, No.3, Kyiv 2009, pp. 49-52. Józefów 2014
31
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM PROBLEMATYKA EMC W URZĄDZENIACH STEROWANIA RUCHEM KOLEJOWYM I TELEKOMUNIKACYJNYCH Artur Dłużniewski1, Łukasz John1, Mieczysław Laskowski2 Laboratorium Automatyki i Telekomunikacji Instytut Kolejnictwa, 2 Zakład Sterowania Ruchem i Teleinformatyki Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected] 1
Słowa kluczowe: kompatybilność elektromagnetyczna, urządzenia sterowania ruchem kolejowym, systemy telekomunikacyjne Wprowadzenie Elektroniczne urządzenia, które są wprowadzane na teren kolejowy wymagają przeprowadzenia badań na zgodność z wymaganiami normatywnymi dotyczącymi między innymi kompatybilności elektromagnetycznej. Badania te dotyczą urządzeń elektrycznych i elektronicznych instalowanych na terenie kolejowym. Takimi urządzenia są niewątpliwie urządzenia sterowania ruchem kolejowymi i systemy telekomunikacyjne. Wykonanie badań w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej jest determinowane prawem europejski i krajowym. Ogólny zakres badań obejmuje określenie poziomów zaburzeń radioelektrycznych generowanych przez te urządzenia oraz poziom odporności na sinusoidalne i impulsowe zaburzenia elektromagnetyczne. Porównując zakresy badawcze i kryteria narażeń dla urządzeń instalowanych na terenie kolejowym w stosunku do urządzeń ogólnego przeznaczenia są one odpowiednio dostosowane do wymagań środowiska elektromagnetycznego, w którym będą pracować te urządzenia. W zakresie badań emisji niepożądanej, która jest generowana przez urządzenia kolejowe wykonywane są badania emisji zaburzeń przewodzonych oraz promieniowanych. W przypadku badan emisji zaburzeń przewodzonych wykonywane są pomiary w obwodach wszystkich portów zasilania wejściowego i wyjściowego. Jeżeli chodzi o badania zaburzeń promieniowanych dotyczą one obiektów stacjonarnych i ruchomych i wykonywane są dla portu obudowy. Wszystkie wymienione wcześniej badania zawarte są w dyrektywie 2004/108/WE [2] oraz w zharmonizowanej normie PN-EN 50121-4[1]. Podsumowanie Problematyka kompatybilności elektromagnetycznej w obwodach elektrycznych i elektronicznych a zatem w urządzeniach sterowania ruchem i teleinformatyki jest zagadnieniem wielowątkowym i wymaga kompleksowego podejścia. Prawidłowe zabezpieczenie systemów będzie polegało na zastosowania optymalnych rozwiązań konstrukcyjnych już na etapie projektowania i budowy modelu. Kolejnym krokiem może być zastosowanie techniki ekranowania poszczególnych obwodów. Elementy tłumiące energię wielkiej częstotliwości są natomiast ostatecznym sposobem zabezpieczenia urządzenia w celu spełnienia wymagań EMC. Metody i sposoby zabezpieczeń urządzeń w dziedzinie emisyjności i odporności muszą być ze sobą wzajemnie skoordynowane, co pozwoli na proste rozwiązanie problemu i obniżenie kosztów. Literatura 1. PN-EN 50121-4 Zastosowania kolejowe - Kompatybilność elektromagnetyczna - Część 4: Emisja i odporność urządzeń sterowania ruchem kolejowym i urządzeń telekomunikacyjnych. 2. DYREKTYWA 2004/108/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 grudnia 2004 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstwa Państw Członkowskich odnoszących się do kompatybilności elektromagnetycznej oraz uchylająca dyrektywę 89/336/EWG 2004/108/WE.
Józefów 2014
33
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES EMC PROBLEMS IN DEVICES CONTROL SIGNALLING AND TELECOMMUNICATION Artur Dłużniewski1), Łukasz John1), Mieczysław Laskowski2) Signalling and Telecommunication Laboratory Railway Institute, 2 Railway Traffic Control and Telecom Division Railway Institute e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected] 1
Keywords: electromagnetic compatibility, railway traffic control devices, telecommunication systems Introduction Electronic devices that are installed on the railway premises require testing for compliance with the requirements of normative inter alia, on electromagnetic compatibility. These tests relate to electrical and electronic equipment installed in the station. Such devices are undoubtedly railway traffic control equipment and telecommunications systems. Performance of tests for electromagnetic compatibility is determined by the law of the European and national level. The general range of testing includes determining the levels of radio disturbance generated by this device and the level of resistance to sinusoidal and pulsed electromagnetic disturbances. Comparing the ranges of research and exposure criteria for the devices installed in the station in relation to the general purpose they are adapted to the requirements of the electromagnetic environment in which to operate these devices. In the research of unwanted emissions, which is generated by the Railway equipment are made emission tests conducted and radiated disturbances. In the case of research conducted disturbances emission measurements are performed on circuits all ports power input and output. Regarding the test disturbances radiated they relate to stationary or mobile objects and are made for the port housing. All of the required tests are contained in Directive 2004/108 / EC and in the harmonized standard EN 50121-4. Conclusions The problem of electromagnetic compatibility of electrical and electronic circuits and therefore, signaling devices and telematic is an issue a multithreaded and requires a comprehensive approach. Correct protection systems will be to use the best technical solutions at the design stage and construction of the model. The next step may be to use a technique of shielding the individual circuits. Damping elements are radio frequency energy while the ultimate way to protect your device in order to meet the requirements of the EMC. The methods and means of protection in the field emission device and the resistance must be coordinated with each other to allow for a simple solution to the problem and reducing the cost. Literature 1. PN-EN 50121-4 Zastosowania kolejowe - Kompatybilność elektromagnetyczna - Część 4: Emisja i odporność urządzeń sterowania ruchem kolejowym i urządzeń telekomunikacyjnych. 2. DYREKTYWA 2004/108/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 grudnia 2004 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstwa Państw Członkowskich odnoszących się do kompatybilności elektromagnetycznej oraz uchylająca dyrektywę 89/336/EWG 2004/108/WE.
34
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM AKREDYTACJA, AUTORYZACJA I NOTYFIKACJA JEDNOSTEK DZIAŁAJĄCYCH W OBSZARZE TRANSPORTU KOLEJOWEGO Zbigniew Durzyński Instytut Pojazdów Szynowych „Tabor” e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: ocena zgodności, weryfikacja, system kolei, interoperacyjność Wprowadzenie W ostatnich latach w wyniku polityki Unii Europejskiej, doceniającej rolę transportu kolejowego, ma miejsce gwałtowny wzrost liczby opracowywanych i wdrażanych w życie przepisów prawnych regulujących kwestie transportu kolejowego na terenie państw unijnych. Wiąże się to z koniecznością transponowania tych regulacji do prawodawstwa polskiego i stosowania go zarówno przez odpowiednie urzędy i jednostki badawcze jak i przez producentów i eksploatatorów systemu kolei. Jednym z elementów tej polityki transportowej jest stworzenie podstaw do notyfikowania jednostek naukowotechnicznych, działających w obszarze Dyrektywy 2008/57/WE do Dyrekcji Generalnej Przedsiębiorstwa i Przemysłu Komisji Europejskiej (Enterprise and Industry Directorate-General European Commission). Proces notyfikacji podlega określonym, wzajemnie powiązanym przepisom prawa europejskiego i krajowego. Problem badawczy i metoda badawcza W referacie przedstawiono podstawowe wyselekcjonowane, najważniejsze informacje na temat roli i wymagań jakim muszą odpowiadać jednostki biorące udział w ocenie zgodności w obszarze systemu kolei oraz na temat trybu uzyskiwania odpowiednich uprawnień przez te jednostki. Uwzględnione zostały dwa obszary: podlegający dyrektywie europejskiej oraz dla uzupełnienia podlegający osobnym regulacjom krajowym, dotyczący podsystemów nie związanych z siecią kolei europejskiej. Dużą uwagę poświęcono na analizę dużego tempa zmian i obszerność pakietu zawierającego regulacje prawne dotyczące ww. dyrektywy i wynikający z tego proces wdrażania w życie nowego lub nowelizowanego prawa krajowego. Wynik analiz dokumentów przełożył się na syntetyczny opis zależności między procesami akredytacji, autoryzacji i notyfikacji. Przytoczone zostały daty, w których zmienią się zasady funkcjonowania, istotne dla jednostek zaangażowanych w ocenę zgodności. Na zakończenie zestawiony został obszerny spis obowiązujących przepisów prawnych dotyczących tematyki referatu. Wnioski i podsumowanie W referacie zwrócono uwagę na obszerność aktualnych aktów prawnych i ich wzajemne powiązanie. Powinno to być dla zainteresowanych podmiotów zachętą do bieżącego śledzenia i właściwego interpretowania tych przepisów, a także podpowiedzią dla stowarzyszeń działających w branży kolejowej o potrzebie organizowania szkoleń i warsztatów praktycznych na temat europejskiego i krajowego stanu prawnego w dziedzinie systemu kolei. Bibliografia 1. Stanowisko Urzędu Transportu Kolejowego – dostępne na: http://www.utk.gov.pl/pl/rynek-wyrobow-kolejowyc/jednostki-uprawnione-do/620, Jednostki-uprawnione-dobadan-wyrobow.html 2. White Paper 2011 - dostępne na: http://ec.europa.eu/transport/themes/strategies/2011_white_paper_en.htm 3. Wykaz polskich jednostek notyfikowanych w obszarze dyrektywy 57/2008/WE - dostępne na: http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando/index.cfm?fuseaction=country.notifiedbody&cou_id=616
Józefów 2014
35
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES ACCREDITATION, AUTHORIZATION AND NOTIFICATION OF THE BODIES OPERATING IN THE AREA OF RAILWAY TRANSPORT Zbigniew Durzyński Rail Vehicles Institute „Tabor” e-mail:
[email protected] Keywords: assessment of conformity, verification, railway system, interoperability Introduction In the last years, as a result of the European Union politics which appreciates a role of railway transport, the rapid growth of numbers of the worked out and enforced legal regulations concerning problems of railway transport in EU countries takes place. It connects with necessity of transposing these regulations into domestic law and with applying it by both the proper offices and research bodies as well as by the producers and the operators of railway systems. One of the elements of these transport politics is building the fundamentals for notification of scientific-technical bodies operating on Directive 2008/57/EC to Enterprise and Industry Directorate-General European Commission. The course of notification is subjected to the specific, mutually linked regulations of European and domestic law. Research problem and research methodology Selected, the most important and basic information about the role and requirements which must be met by the bodies taking part in the assessment of conformity in railway system area and course of obtaining adequate authorisation by these bodies are presented in the paper. Two fields are taken into consideration: subsystems being subjected to European Directive and these ones being subjected separately to domestic regulations concerning subsystems outside of European railway network. Special attention is paid to analysis of the fast pace of changings and largeness of the package containing regulations concerning the above mentioned directive and process of implementation of the new or amendment domestic law which results from that. The result of analysis of documents has moved on a synthetic description of dependence between the accreditation, authorization and notification processes. The important dates for bodies involved on conformity assessment, in which the principles of the functioning will be changed, are quoted. At the end of this paper the wide list of obligatory regulations concerning the theme of the paper is arranged. Conclusions In the paper largeness of the package of actual rules and their mutually linked are pointed out. It should be an encouragement for involved subjects for current investigation and right interpreting these rules as well as be prompt for the societies functioning in railway branch about necessity of organizing practical trainings and workshops about state of European and domestic law in railway system. Literature 1. Position of Urząd Transportu Kolejowego – available in: http://www.utk.gov.pl/pl/rynek-wyrobowkolejowyc/jednostki-uprawnione-do/620, Jednostki-uprawnione-do-badan-wyrobow.html 2. White Paper 2011 - available in: http://ec.europa.eu/transport/themes/strategies/2011_white_paper_en.htm 3. List of Polish Notified Bodies in Directive 57/2008/WE area - available in: http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando/index.cfm?fuseaction=country.notifiedbody&cou_id=616
36
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM MOŻLIWOŚCI POWTÓRNEGO WYKORZYSTANIA TWORZYW SZTUCZNYCH STOSOWANYCH W TRANSPORCIE SZYNOWYM Mariusz Fabijański Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: recykling, materiały polimerowe, wielokrotne przetwórstwo, właściwości mechaniczne Wprowadzenie Powtórne odzyskiwanie materiałów jest synonimem dojrzałości technicznej i ekonomicznej. Troska o ochronę środowiska naturalnego powoduje, iż ilość odzyskiwanych i ponownie wykorzystywanych tworzyw sztucznych (materiałów polimerowych) ciągle rośnie. Wszystkie działania proekologiczne wiążą się z ograniczaniem zanieczyszczenia środowiska i maksymalnym, ponownym wykorzystaniem materiałów użytkowanych wcześniej. Regulacje prawne, dyrektywy Unii Europejskiej obligują do recyklingu różnych wyrobów i wywołują efekt polegający na zwiększaniu się ilości materiałów wtórnych na rynku. To z kolei oznacza, że wyzwanie, jakie stawia recykling tworzyw, nie polega tylko na samym odzysku materiałów, ale także na poszukiwaniu nowych zastosowań tych surowców. Powtórne wykorzystanie materiałów nie pozostaje jednak bez wpływu na ich właściwości. Niektóre materiały polimerowe wręcz nie nadają się do ponownego przetwórstwa, jednak, jeżeli taka możliwość istnieje to należy ją wykorzystać. Problem badawczy i metoda badawcza W pracy zostaną zaprezentowane wyniki zmian właściwości mechanicznych materiału polimerowego (PBT Poli(tereftalan butylenu) poddanego wielokrotnemu przetwórstwu. Badania składały się z dwóch części: z wielokrotnego przetwórstwa materiału technologią wtryskiwania oraz badań właściwości mechanicznych po każdym przetwórstwie. Badania te pozwala ocenić jak zmieniają się właściwości materiału oraz możliwości jego powtórnego zastosowania na elementy i części maszyn. Wnioski i podsumowanie Proces recyklingu tworzyw sztucznych stanowi źródło materiałów w większości przypadków niedocenianych oraz rzadko wykorzystywanych. W zaprezentowanej pracy skupiono się na przeważających zaletach stosowania technologii ponownego wykorzystywania odpadów tworzyw sztucznych do produkcji nowych elementów z zastosowaniem w różnych gałęziach gospodarki. Przedstawione badania pokazały, iż fakt wielokrotnego przetwórstwa tworzywa wpływa na osłabienie niektórych właściwości mechanicznych, jednak w takim stopniu, że istnieje możliwość ponownego wykorzystania tych materiałów. Bibliografia 1. Broniewski T.: Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych, WNT 2000. 2. Łędzki A.: Recykling materiałów polimerowych, WNT 1997 1997. 3. Kijeński J.: Odzysk i recykling materiałów polimerowych; PWN, 2011. 4. Fabijański M.: Podstawy recyklingu materiałów w transporcie szynowym ze szczególnym uwzględnieniem tworzyw sztucznych, Problemy Kolejnictwa, 2001, z. 151 5. Garbarski J.: Materiały i kompozyty niemetalowe; OWPW 2000
Józefów 2014
37
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES POSSIBILITIES OF USING RECYCLED MATERIALS APPLIED IN RAIL TRANSPORT Mariusz Fabijański Railway Institute e-mail:
[email protected] Keywords: recycling, polymeric materials, repeatedly processing, mechanical properties Introduction Repeated recovery of materials is synonymous with technical and economic maturity. The concern for the protection of the environment causes the amount recovered and re-used plastic (polymeric materials) to increase. All proecological activities are associated with limiting environmental pollution and maximizing, re-use of previously used materials. The European Union legal regulations and directives impose the recycling of various products, witch results in increasing the amount of recycled materials in the market. This in turn means that the challenge posed by the recycling of plastics, doesn’t just consist in the recovery of materials, but in the search for new applications of these materials. Re-use of materials is not without influence on their properties. Some polymeric materials are simply not suitable for re-processing; however, if such a possibility exists, then should be used. Research problem and research methodology The work will presented the results of changes in the mechanical properties of the polymeric material (PBT - Poly (butylene terephthalate)) subjected to multiple study of processing. The research consisted of two parts: multiple processing of the material by the injection technology and study of mechanical properties after each processing. This research allows assess changes of material properties and its possible re-use as elements and machine parts. Conclusions The recycling of plastics is a source of materials in most cases undervalued and rarely used. The presented work focuses on the prevailing advantages of using technology re-use of waste plastics for the production of new elements using the various branches of the economy. The research has shown that multiple plastic processing consider rewriting wreakers their certain mechanical properties, but to the extent that it is possible to re-use these materials. Literature 1. Broniewski T.: Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych, WNT 2000. 2. Błędzki A.: Recykling materiałów polimerowych, WNT 1997 1997. 3. Kijeński J., Odzysk i recykling materiałów polimerowych; PWN, 2011. 4. Fabijański M.: Podstawy recyklingu materiałów w transporcie szynowym ze szczególnym uwzględnieniem tworzyw sztucznych, Problemy Kolejnictwa, 2001, z. 151. 5. Garbarski J.: Materiały i kompozyty niemetalowe; OWPW 2000.
38
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM NOWELIZACJA PRZEPISÓW TECHNICZNO-BUDOWLANYCH KOLEI-WYBRANE ZAGADNIENIA Rafał Frączek PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: budowle kolejowe, interoperacyjność Wprowadzenie Projektowanie linii kolejowych w Polsce wymaga biegłej znajomości licznych aktów prawa krajowego i wspólnotowego gdyż same przepisy techniczno-budowlane nie uwzględniają coraz liczniejszych norm europejskich oraz specyfikacji o interoperacyjności kolei. W celu ograniczenia coraz dotkliwszych rozbieżności w obszarze prawa budowlanego i ustawy o transporcie w roku 2011 podjęto prace nad minimalnym zakresem nowelizacji rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać linie kolejowe i ich usytuowanie. Niniejsza nowelizacja ma na celu elementarne dostosowanie stanu prawnego do aktualnego stanu wiedzy technicznej w budownictwie kolejowym i nie wyczerpuje potrzeby dalszych regulacji. Problem badawczy i metoda badawcza W prezentacji przedstawiono wybrane aspekty nowelizacji. Zalicza się do nich zagadnienia obciążeń budowli kolejowych, optymalizacji przekrojów normlanych i rozstawu torów oraz skrajni budowli, geometrii toru jazdy ze szczególnym uwzględnieniem pochyleń podłużnych oraz peronów osobowych. Wnioski i podsumowanie Wcześniejszy projekt kompleksowej nowelizacji oraz przebieg prac nad omawianą nowelizacją wskazują na potrzebę gruntownej rewizji prawa budowlanego, co do wymaganego stopnia dokładności aktów wykonawczych wydawanych z delegacji art. 7. Zagadnienia techniczne bowiem trudno ująć w dyspozycje prawne tym bardziej, że postęp technologiczny wywołuje potrzebę permanentnych nowelizacji takich dokumentów. Bibliografia (tylko najistotniejsze pozycje) 1. Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 10 września 1998 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle kolejowe i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 151, poz. 987).
Józefów 2014
39
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM SIECI SZEROKOPASMOWE W POLSKIM KOLEJNICTWIE Stanisław Gago1, Mirosław Siergiejczyk2 1 Instytut Kolejnictwa, 2 Politechnika Warszawska Wydział Transport e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: sieci szerokopasmowe w kolejnictwie, usługi teleinformatyczne, LTE, DWDM, MPLS/BGP Wprowadzenie W wielu krajach Świata instytuty i organizacje kolejowe prowadzą intensywne prace związane z wprowadzeniem w transporcie kolejowym szerokopasmowych usług teleinformatycznych, które mają się przyczynić do lepszego wykorzystania środków transportu jak i podniesieniu jakości usług świadczonych przez ten transport. Według UIC 29 stycznia 2014 r. ruszył projekt „Future Railway Mobile Communication System”- (FRMCS), który ma wprowadzić na kolej szerokopasmowy system łączności radiowej LTE (Long Term Evaluation). FRMCS ma zaspokoić potrzeby w zakresie transmisji danych pomiędzy szybko poruszającymi się pociągami i systemami stacjonarnymi związanymi z szeroko pojętym prowadzeniem ruchu kolejowego, informacją podróżnych czy też zarządzaniem przedsiębiorstwem kolejowym. Innym elementem, który jest rozważany w gremiach międzynarodowych do wprowadzenia w przedsiębiorstwach kolejowych są szerokopasmowe sieci internetowe. Problemy badawcze Szerokopasmowe sieci dla kolejnictwa muszą być realizowane zarówno w technice bezprzewodowej jak i technice przewodowej. Sieci bezprzewodowe powinny zapewniać łączność pomiędzy punktem ruchomym (terminalem mobilnym) i najbliższym punktem dostępowym sieci stacjonarnej (access point). Natomiast sieci stacjonarne powinny być zbudowane na bazie nowoczesnych sieci DWDM a szerokopasmowe usługi teleinformatyczne realizowane przy pomocy protokołów MPLS / BGP. Obecnie w Polsce nie są prowadzone żadne prace badawcze związane z wprowadzeniem sieci i usług szerokopasmowych na kolei. Wnioski i podsumowanie Polskie sieć linii kolejowych należy do grona dużych sieci kolejowych w Europie a jednocześnie stan tych linii bardzo odbiega od stanu linii kolejowych w krajach Europy Zachodniej. Nienadążanie z modernizacją kolei może mieć negatywne skutki gospodarcze ponieważ mogą powstać alternatywne korytarze kolejowe, które będą marginalizowały znaczenie PKP w Europie. Z tych powodów, zdaniem autorów, należy jak najszybciej podjąć działania zmierzające do podjęcia przez instytucje naukowe związane z kolejnictwem prac w tej dziedzinie. Bibliografia 1. Information published on 29 January 2014 in the UIC electronic newsletter "UIC eNews" Nr 383. The UIC Future Railway Mobile Communication System has officially started. 2. Hyeon Yeong Choi, Yongsoo Song, Yong-Kyu Kim Standards of Future Railway Wireless Communication in Korea. Korea Railroad Research Institute#176, Cheoldobangmulgwan-ro, Uiwang-si KOREARecent Advances in Computer Engineering, Communications and Information Technology ISBN: 978-960-474-361-2. 3. Marina Aguado, Ivan Lledo Samper, Marion Berbineau, Eduardo Jacob (2011), 4G Communication Technologies for Train to Ground Communication Services : LTE versus WiMAX, a simulation study, 9th World Congress on Railway Research. 4. Alcatel-Lucent IP Mobile Core Embracing a new era of mobile broadband Technology white paper.
Józefów 2014
41
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES BROADBAND NETWORKS IN POLISH RAILWAY 1
Stanisław Gago1, Mirosław Siergiejczyk2 Railway Institute, 2 Warsaw University of Technology Faculty of Transport e-mail:
[email protected]
Keywords: broadband networks in the railway, ICT services, LTE, DWDM, MPLS / BGP Introduction In many countries of the world, institutes and railroad organizations conduct intensive works on the introduction in railway transport the wide bandwidth ICT services, which will contribute to the better use of means of transport and improving the quality of services provided by this transport. According to UIC on Jan. 29, 2014. started the project "Future Railway Mobile Communication System" - (FRMCS), which is placed on the high-speed train radio communication system LTE (Long Term Evaluation). FRMCS is intended to meet the needs of data transmission between fast-moving trains and stationary systems associated with the wider running of rail traffic, information management community or the railway undertaking. Another element that is being considered in international forums is the introduction in railway companies the broadband Internet networks. Research problems Broadband networks for the railways must be implemented in both wireless technology and wired technology. Wireless networks should provide connectivity between the moving point (mobile terminal) and the nearest access point of the fixed stationary network . In contrast, the fixed stationary networks should be built on the basis of modern DWDM networks and the broadband ICT services implemented using protocols MPLS / BGP. Currently in Poland are not carried out any research works related to the introduction networks of broadband services on the rail. Conclusion and summary Polish railway network is one of the major rail networks in Europe and at the same time the condition of these lines is very different from the state railways in Western Europe. Lagging with modernization of railways, may have negative economic effects because alternative rail corridors can arise that will marginalize importance of Polish Railways (PKP) in Europe. For these reasons, according to the authors, as soon as possible it is necessary to take action aiming to undertake the works in this area by scientific institutions related to the railways . Bibliography 1. Information published on 29 January 2014 in the UIC electronic newsletter "UIC eNews" Nr 383. The UIC Future Railway Mobile Communication System has officially started. 2. Hyeon Yeong Choi, Yongsoo Song, Yong-Kyu Kim Standards of Future Railway Wireless Communication in Korea. Korea Railroad Research Institute#176, Cheoldobangmulgwan-ro, Uiwang-si KOREARecent Advances in Computer Engineering, Communications and Information Technology ISBN: 978-960-474-361-2. 3. Marina Aguado, Ivan Lledo Samper, Marion Berbineau, Eduardo Jacob (2011), 4G Communication Technologies for Train to Ground Communication Services : LTE versus WiMAX, a simulation study, 9th World Congress on Railway Research. 4. Alcatel-Lucent IP Mobile Core Embracing a new era of mobile broadband Technology white paper.
42
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM
PROBLEMATYKA WYPADKÓW KOLEJOWYCH ZWIĄZANYCH Z SAMOBÓJSTWAMI I PRZECHODZENIEM PRZEZ TORY W MIEJSCACH NIEDOZWOLONYCH Magdalena Garlikowska Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: wypadek kolejowy, samobójstwa na terenie kolejowym, nielegalne przechodzenie przez tory Wprowadzenie Co roku na sieci kolejowej dochodzi do wielu wypadków spowodowanych próbami samobójczymi lub przechodzeniem przez tory w miejscach niedozwolonych. Od wielu lat specjaliści w Unii Europejskiej starają się znaleźć skuteczne metody, żeby zapobiec takim zdarzeniom. W 2011 roku z inicjatywy UIC powstał projekt, do którego realizacji zgłosiło się 17 organizacji z całej Europy, w tym Instytut Kolejnictwa. Projekt miał na celu zmniejszenie liczby samobójstw i nielegalnych przejść przez tory w miejscach niedozwolonych oraz kosztownych zakłóceń w ruchu pociągów spowodowanych tymi zdarzeniami. W pierwszym etapie sporządzone zostały analizy ilościowe, bazujące na statystykach krajowych, zawierające m.in. takie dane, jak: data, czas i miejsce wypadku, płeć osoby poszkodowanej, przyczyna wypadku, liczba zabitych i rannych. Następnie zidentyfikowano konieczne rozwiązania zapobiegawcze i wreszcie środki łagodzące skutki takich zdarzeń. Problem badawczy i metoda badawcza W referacie przedstawiono wyniki badań dotyczących samobójstw popełnianych na terenach kolejowych oraz przechodzenia przez tory w miejscach niedozwolonych. Informacje na ten temat na każdym etapie projektu dostarczały państwa uczestniczące w realizacji projektu. Zebrane dane statystyczne pozwoliły na wyodrębnienie pewnych trendów w badanym problemie, chociaż w niektórych przypadkach informacje tak bardzo się różniły, że nie dało się wyciągnąć uogólniających wniosków. Analiza zebranych danych wskazała na potrzebę stosowania różnych metod i środków zapobiegających występowaniu takich zdarzeń. Będą one inne w zależności od przyczyny zdarzenia - samobójstwo czy nieostrożność podczas przechodzenia przez tory. Skuteczność zdefiniowanych metod i środków została zweryfikowana podczas organizacji tzw. poligonów doświadczalnych i jest rekomendowana do stosowania przez wszystkie kraje. Wnioski i podsumowanie Po analizie danych zauważono, że wypadki kolejowe spowodowane przez dwa omawiane typy zdarzeń stanowią poważny problem eksploatacyjny kolei, ponieważ na wiele godzin wyłączają ruch pociągów, co skutkuje opóźnieniami i odwołaniami pociągów, co z kolei generuje koszty dla operatorów kolejowych. Powodują też różne inne konsekwencje, takie jak trauma maszynistów i świadków zdarzenia czy organizacyjne. Wyniki uzyskane w projekcie pokazują, że konieczny jest dalszy rozwój baz danych służących do zbierania informacji o wypadkach kolejowych w odniesieniu do samobójstw i przechodzenia przez tory w miejscach niedozwolonych. Ważne jest również stosowanie metod i środków zapobiegających tym zdarzeniom oraz współpraca między organizacjami zaangażowanymi w prowadzenie dochodzeń powypadkowych, umożliwiająca wymianę informacji dotyczących wypadków. Bibliografia (tylko najistotniejsze pozycje) 1. Deliverable D1.1 Data concerning railway suicides and trespassing accidents, 21.12.2012 2. Dyrektywa 2004/49/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 29 kwietnia 2004 r. w sprawie bezpieczeństwa kolei wspólnotowych
43 Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES
PROBLEMS OF RAILWAY ACCIDENTS RELATED TO RAILWAY SUICIDES AND TRESPASSES ON RAILWAY PROPERTY AT NOT ALLOWED PLACES Magdalena Garlikowska Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected] Keywords: railway accident, railway suicides, trespasses on railway property Introduction There are a lot of accidents on the railway tracks caused by suicides and trespasses on railway property. For many years specialists in the Member States try to find effective methods to reduce the occurrence of these events. In 2011, from the initiative of UIC was created the project RESTRAIL, on which wanted to work 17 organisation from all over Europe, including Railway Institute. The overall aim of this project was to reduce the occurrence of railway suicides and trespasses and the costly disruption in trains traffic caused by these events. At the first stage were done quantitative analysis based on national statistics included such data as: date, time and accident place, gender injured person, accident reason, number of killed and injured. Afterwards necessery preventive measures and measures mitigation results such events were identified. Research problem and research methodology In the paper research were presented results related to railway suicides and trespasses. Information about that were delivered by states which took part on project. Collected data made it possible to extract some trends in studied problem, although in some cases informations were so different that it was very difficult to draw generalized conclusions. Analysis of collected data indicated for need to use different methods and preventive measures against occurrence such events. They are different depending on the event reason – suicide or carelessness during the going through the tracks. Defined methods and measures effectiveness was verified while the organisation of experimental activities and is recommended to apply by all countries. Conclusions After data analysis was noticed that railway accidents caused by both types of events are a serious exploitation problem, because they exclude railway traffic for many hours. The result are trains delays and cancellations. It generates costs for rail operators. It caused also other different consequences such as trauma of train driver and witnesess or organizational problems. Results of the projects show that it is necessary to develop databases to collect informations about railway accidents related to suicides and trespasses. It is also important to apply methods and preventive measures and cooperation between organisations involved in accident investigations in order to exchange informations about accidents. Literature 1. Deliverable D1.1 Data concerning railway suicides and trespassing accidents, 21.12.2012 2. Directive 2004/49/EC of the European Parliament and of the Council of 29 April 2004 on safety on the Community's railways
44 Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM MODELOWANIE PROCESÓW LOGISTYCZNYCH SIT W CHMURZE OBLICZENIOWEJ NA PRZYKŁADZIE FIRMY SPEDYCYJNEJ Elżbieta Grzejszczyk Politechnika Warszawska e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: transport intermodalny, model RDBM firmy spedycyjnej, platforma Windows Azure, technologia SQL Azure Wprowadzenie W świetle uregulowań unijnych (2008, 2010,2014) dotyczących wdrażania systemów inteligentnego transportu (ITS) w Unii Europejskiej jednym z istotnych elementów działań jest zarządzanie transportem towarowym (w tym intermodalnym) w europejskich korytarzach transportowych. Istotna rola została także przypisana europejskiej współpracy i koordynacji w zakresie ITS.[4] Spedycją intermodalnych wymian pomiędzy uczestnikami transportu zajmują się m.in. firmy spedycyjne. Narzędzia informatyczno-programowe, którymi firmy te dysponują podlegają stałemu rozwojowi w wyniku powszechnej dostępności nowych technologii. Jedną z nich jest Cloud Computing z rozwiązaniami bazującymi na rozwiązaniach teleinformatycznych.[1]. Na przykładzie wdrożonego projektu informatycznego wspomagającego zarządzanie firmą spedycyjną (z transportem intermodalnym), artykuł omawia typowe funkcjonalności firmy wynikające z jej obszaru działań. Istotną rolę odgrywają duże zbiory informacji/danych leżące u podstaw działalności firmy. Określenie związków pomiędzy danymi było podstawą budowy relacyjnego modelu danych wyposażonego następnie w stosowne interfejsy komunikacyjne (administracyjny, operatorski). Artykuł w dalszej części odwołuje się do rozwiązań udostępnianych wraz z technologią Cloud Computing i na przykładzie platformy Windows Azure charakteryzuje wybrane narzędzia platformy istotne z punktu prezentowanych rozważań. Artykuł kończy projekt osadzenia w chmurze wcześniej opisanych i zaimplementowanych rozwiązań zarządczych ruchem intermodalnym. Problem badawczy i metoda badawcza W problemie badawczym wyróżniono etapy: Etap 1 obejmował budowę modelu RDBM firmy obsługującej ruch intermodalny oraz optymalizację modelu. Etap 2 obejmował oprogramowanie w środowisku Visual Web Dev. Express 2008 modelu oraz przeprowadzenie testów zgodności. Etap 3 dotyczył analizy najnowszych technologii obsługi baz danych w środowisku Cloud Computing [2] oraz Etap 4 – ostatni - dotyczy weryfikacji przyjętych rozwiązań projektowych w środowisku wykupionych usług CC. Etapy 1, 2 i 3 zostały ukończone a zaimplementowaną metodą badawczą były rozwiązania programowoinformatyczne, których uruchomienie i testowanie (zrealizowane w jęz. C#) potwierdziło celowość i poprawność przyjętych rozwiązań. Wnioski i podsumowanie Przeprowadzone analizy zbudowanego modelu RDBM obsługi ruchu intermodalnego oraz jego implementacja zostały zakończone sukcesem. W kolejnym etapie należy poszerzyć opracowane rozwiązania o technologię dostarczaną przez Cloud Computing (w tym na urządzenia mobilne), co znacznie podniesie użyteczność serwisu zwłaszcza w kontekście założeń współpracy w obszarze całej UE. Bibliografia 1. Fryśkowski B., Grzejszczyk E. : Systemy transmisji danych, WKiŁ, Warszawa 2010. 2. Platforma Microsoft Azure, Computerworld Guide, www.microsoft.com/poland/windowsazure/ 3. Grzejszczyk E.: Wprowadzenie w Visual Web Developer Express 2008 i ASP.NET 2.0, Oficyna wydawnicza PW 2010. 4. http://www.mir.gov.pl/Transport/Zrownowazony_transport/Inteligentne_Systemy_Transportowe/Strony/ /ITS_w_dokumentach_UE.
Józefów 2014
45
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM ZASTOSOWANIE MOBILNYCH POMIARÓW SATELITARNYCH W PROJEKTOWANIU I EKSPLOATACJI DRÓG SZYNOWYCH Władysław Koc1, Cezary Specht2 Politechnika Gdańska, 2Akademia Morska w Gdyni e-mail:
[email protected]
1
Słowa kluczowe: pomiary satelitarne, ocena dokładności, układ geometryczny toru, metoda projektowania, odtworzenie kształtu i regulacja osi toru Wprowadzenie Pozycyjne systemy radionawigacyjne stanowią istotny element zapewnienia bezpieczeństwa transportu lądowego, morskiego i lotniczego. W nawigacji lądowej najbardziej rozpowszechniona aplikacja, stosowana w transporcie samochodowym, nie wymaga dużej dokładności wyznaczania współrzędnych. Sytuacja wygląda zupełnie inaczej, jeśli chcemy na podstawie trajektorii ruchu pojazdu szynowego określać kształt geometryczny osi eksploatowanego toru. Uzyskanie przy tym odpowiedniej dokładności było w Polsce przez długi okres czasu niemożliwe. Dopiero w połowie 2008 roku, po uruchomieniu Aktywnej Sieci Geodezyjnej ASG-EUPOS, otworzyły się w tym zakresie zupełnie nowe perspektywy. Przeprowadzone na terenie Pomorza w latach 2008-2011 badania (oparte na systemie GPS) wykazały istotny wzrost dokładności pomiarów. Ogłoszenie w 2011 roku pełnej operacyjności rosyjskiego satelitarnego systemu pozycyjnego GLONASS dało możliwość jednoczesnego wykorzystania konstelacji dwóch systemów, co znacząco wpłynęło na dalsze zwiększenie dokładności. Problem badawczy i metoda badawcza W prezentacji przedstawiono podsumowanie kilkuletnich badań nad zastosowaniem mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych. Pomiary te polegają na objeździe trasy pojazdem szynowym z zainstalowanymi odbiornikami GNSS. Opisano przyjętą metodykę badawczą oraz przebieg pomiarów przeprowadzonych w torze kolejowym i tramwajowym. Podjęto kwestię dokładności pomiarów satelitarnych w funkcji zastosowanego rozwiązania pozycyjnego (GPS lub GPS/GLONASS). Szczególną uwagę zwrócono na wykorzystanie dwusystemowych satelitarnych sieci geodezyjnych, skutkujące wzrostem dokładności realizowanych pomiarów. Przedstawiono ponadto założenia nowej metody projektowania układów geometrycznych toru, dostosowanej do techniki pomiarów satelitarnych. Znajomość wyznaczonych współrzędnych pozwala również na identyfikację kształtu geometrycznego istniejącego toru. Opisano moduły opracowanego programu komputerowego SATTRACK do wizualizacji, oceny i projektowania trasy kolejowej. Wnioski i podsumowanie Opracowana przez interdyscyplinarny zespół naukowy Politechniki Gdańskiej i Akademii Morskiej w Gdyni metoda mobilnych pomiarów satelitarnych GNSS pozwala na precyzyjne odwzorowanie elementów geometrycznych drogi szynowej. Uzyskiwana dokładność okazała się w zupełności wystarczająca dla celów projektowych. Realizacja pomiarów geodezyjnych z wykorzystaniem systemów GPS i GLONASS podnosi znacznie dokładność wyznaczania przebiegu trasy, a w niedalekiej perspektywie może znaleźć zastosowanie w diagnostyce geometrycznej toru. Opracowana nowa koncepcja sposobu projektowania rejonu zmiany kierunku trasy może być również wykorzystywana przy identyfikacji kształtu istniejącego toru, a także podczas regulacji jego osi. Bibliografia 1. Koc W., Specht C.: Selected problems of determining the course of railway routes by use of GPS network solution. Archives of Transport 2011, vol. XXIII, issue 3. 2. Koc W., Specht C., Chrostowski P., Palikowska K.: The accuracy assessment of determining the axis of railway track basing on the satellite surveying. Archives of Transport 2012, vol. XXXIV, no. 3. 3. Specht C., Nowak A., Koc W., Jurkowska A.: Application of the Polish Active Geodetic Network for railway track determination. Transport Systems and Processes − Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, CRC Press − Taylor & Francis Group, London 2011. Józefów 2014
47
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM FORMALNO-PRAWNE WYMAGANIA BADANIA INTERFEJSÓW W SYSTEMACH STEROWANIA RUCHEM KOLEJOWYM Andrzej Kochan, Lech Konopiński, Przemysław Ilczuk, Juliusz Karolak Politechnika Warszawska, Wydział Transportu e-mail:
[email protected];
[email protected];
[email protected];
[email protected] Słowa kluczowe: interfejs, powiązanie, jednostka upoważniona, sterowanie ruchem kolejowym Treść pracy Wprowadzanie w Polsce systemu ETCS poziomu pierwszego powoduje, że jego elementy łączone są z istniejącymi urządzeniami sterowania ruchem kolejowym. Powstające przy tym a dotąd nie występujące interfejsy i powiązania wymagają opracowania metod ich badania. Metody takie powinny umożliwić ocenę, czy wprowadzone w istniejących urządzeniach zmiany nie wpłyną w istotny sposób na ich funkcjonowanie, w szczególności zaś, że nie wpłyną negatywnie na bezpieczeństwo zapewniane przez te urządzenia. Jednocześnie zmiany w prawie dotyczącym dopuszczania do eksploatacji urządzeń, podsystemów i systemów kolejowych wprowadzają konieczność badania interfejsów, przy czym niejednoznaczne pozostają terminy interfejs i powiązanie. W artykule przedstawiono różne podejścia do definiowania pojęcia interfejsu i zaproponowano definicję interfejsu i powiązania. Przedstawiono wybrane typy interfejsów i zagadnienia formalno-prawne określone w przepisach odnośnie projektowania i badania interfejsów. Dokonano przeglądu dokumentów regulujących kwestie interfejsów. Wnioski i podsumowanie Przeprowadzona analiza zebranych dokumentów wskazuje potrzebę doprecyzowania pojęcia interfejsu, określenie zasad przydzielania uprawnień jednostek do badania określonych rodzajów interfejsów oraz powiązań elementów systemów wykorzystujących te interfejsy. Bibliografia 1. Bartczak M.: Ocena wpływu interfejsu systemu ETCS poziomu 1 na działanie urządzeń sterowania ruchem kolejowym. Prezentacja na seminarium Instytutu Kolejnictwa w dniu 15.01.2013. Pobrana ze strony: http://www.ikolej.pl/ Dostęp 30.10.2014. 2. Dąbrowa-Bajon M.: Podstawy sterowania ruchem kolejowym. Funkcje, wymagania, zarys techniki. OWPW, Warszawa 2007. 3. Gałka J.: Doświadczenia z wdrażania systemu ETCS poziom 1 na linii CMK. Materiały Seminarium Automatyki i Telekomunikacji „Automatyzacja sterowania ruchem – nowa technika, nowoczesne technologie IV edycja”. 2013. 4. Gruszka K.: Wyzwania w zakresie systemu ETCS. Materiały Seminarium Automatyki i Telekomunikacji „Automatyzacja sterowania ruchem – nowa technika, nowoczesne technologie IV edycja”. Korytnica 2013. 5. Żurkowski A., Pawlik M.: Ruch i przewozy kolejowe. Sterowanie ruchem. KOW, Warszawa 2010. 6. Procedura: Dopuszczanie do stosowania na liniach kolejowych zarządzanych przez PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. produktów niepodlegających dopuszczeniu do eksploatacji przez Prezesa Urzędu Transportu Kolejowego. Nr procedury SMS-PW-17. Wersja: 1. Data wydania 10.04.2013. Pobrana ze strony: http://www.plk-sa.pl/. Dostęp 30.10.2014. 7. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 13 maja 2014 r. w sprawie dopuszczania do eksploatacji określonych rodzajów budowli, urządzeń i pojazdów kolejowych. Dz.U.2014 poz. 720. 8. Ustawa z dnia 28 marca 2003 r. o transporcie kolejowym. Dz.U.2013 poz.1594 z późn. zm. 9. Wymagania bezpieczeństwa dla urządzeń sterowania ruchem kolejowym – DG PKP KA nr KA2b-5400-01/98 z dnia 06.02.1998r.
Józefów 2014
49
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES FORMAL AND LEGAL REQUIREMENTS OF INTERFACES TESTING IN RAILWAY TRAFFIC CONTROL SYSTEMS Andrzej Kochan, Lech Konopiński, Przemysław Ilczuk, Juliusz Karolak Warsaw University of Technology, Faculty of Transport e-mail:
[email protected];
[email protected];
[email protected];
[email protected] Keywords: interface, connection, Designated Body, railway traffic control Content of the work Implementation of the first level of the ETCS in Poland makes that its elements are being connected with existing railway traffic control devices. Created and completely new interfaces and connections created by this, need development of methods for examination. Such methods should make possible assessmnet whether changes made in existing devices do not disturbe their proper work and especially they do not change a safety achieved by utilization of those devices. At the same time changes made in acts and regulations on placing into service railway devices, subsystems and systems introduce the necessity of interfaces examination, with ambiguous terms: an interface and a connection. In this article different approaches of defining the interface term are presented and definitions of the interface and the connection are proposed. Selected types of interfaces are described and formal and legal issues included in acts and documents for interfaces designing and examination are explained. Review of documents specifying interfaces issues was made. Conclusions and summary An analysis of gathered documents indicates the necessity of clarification of the definition of the interface as well as specification of rules of allocation of the authorization for examination of specific interfaces and connections of system elements using these elements. Literature 1. Bartczak M.: Ocena wpływu interfejsu systemu ETCS poziomu 1 na działanie urządzeń sterowania ruchem kolejowym. Instytut Kolejnictwa seminar on 15.01.2013. Downloaded from: http://www.ikolej.pl/ on 30.10.2014. 2. Dąbrowa-Bajon M.: Podstawy sterowania ruchem kolejowym. Funkcje, wymagania, zarys techniki. OWPW, Warszawa 2007. 3. Gałka J.: Doświadczenia z wdrażania systemu ETCS poziom 1 na linii CMK. Papers of Seminarium Automatyki i Telekomunikacji „Automatyzacja sterowania ruchem – nowa technika, nowoczesne technologie IV edycja”. 2013. 4. Gruszka K.: Wyzwania w zakresie systemu ETCS. Papers of Seminarium Automatyki i Telekomunikacji „Automatyzacja sterowania ruchem – nowa technika, nowoczesne technologie IV edycja”. Korytnica 2013. 5. Żurkowski A., Pawlik M.: Ruch i przewozy kolejowe. Sterowanie ruchem. KOW, Warszawa 2010. 6. Procedura: Dopuszczanie do stosowania na liniach kolejowych zarządzanych przez PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. produktów niepodlegających dopuszczeniu do eksploatacji przez Prezesa Urzędu Transportu Kolejowego. Nr procedury SMS-PW-17. Wersja: 1. Issued on 10.04.2013. Downloaded from : http://www.plksa.pl/. on 30.10.2014. 7. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 13 maja 2014 r. w sprawie dopuszczania do eksploatacji określonych rodzajów budowli, urządzeń i pojazdów kolejowych. Dz.U.2014 poz. 720. 8. Ustawa z dnia 28 marca 2003 r. o transporcie kolejowym. Dz.U.2013 poz.1594 z późn. zm. 9. Wymagania bezpieczeństwa dla urządzeń sterowania ruchem kolejowym – DG PKP KA nr KA2b-5400-01/98 z dnia 06.02.1998r.
50
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM JAKOŚCIOWA OCENA STANU NAWIERZCHNI LINII KOLEJOWEJ PO ZABIEGACH WYRÓWNUJĄCYCH Julian Kominowski1, Bogdan Sowiński2 1
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Instytut Silników Spalinowych i Transportu, Zakład Pojazdów Szynowych 2 Politechnika Warszawska, Wydział Transportu, Zakład Podstaw Budowy Urządzeń Transportowych e-mail:
[email protected]
Słowa kluczowe: infrastruktura kolejowa, geometria toru kolejowego, diagnostyka Wprowadzenie Po okresie znikomych inwestycji w infrastrukturę kolejową w ostatnich latach, między innymi dzięki środkom z Unii Europejskiej, zauważalny jest znaczący wzrost rewitalizacji oraz modernizacji linii kolejowych. Prace obejmują nie tylko główne korytarze transportowe, ale również linie kolejowe znaczenia regionalnego. Wynikiem prowadzonych inwestycji jest wzrost od 2011 roku łącznej długości odcinków torów, na których została podniesiona prędkość szlakowa w przeciwieństwie do długości odcinków, na których prędkość uległa obniżeniu [3]. Jakość przeprowadzonych modernizacji oraz rewitalizacji odgrywa duże znaczenie w procesie utrzymania oraz zarządzania ruchem kolejowym. Długie terminy realizacji całości prac zamówienia wprowadzają konieczność odbiorów eksploatacyjnych. Prawidłowa ocena przeprowadzonych prac wpływa na planowanie procesu utrzymania oraz politykę finansową przeznaczonych środków. Problem badawczy i metoda badawcza W artykule omówiono jakościową ocenę stanu nawierzchni zmodernizowanej linii kolejowej przed oraz po zabiegach wyrównujących przebieg i płaszczyznę toru. Do badań wykorzystano wybrany zmodernizowany i eksploatowany odcinek linii kolejowej 271 na odcinku Poznań – Wrocław. Wykazano wybrane usterki nawierzchni oraz sprecyzowano wykonaną pracę eksploatacyjną przed ich usunięciem. Przedstawiono wybrane wyniki pomiarów stanu nawierzchni kolejowej metodą pośrednią oraz bezpośrednią, a także długości fal ich występowania. Uzyskane wyniki poddano konfrontacji oraz odniesiono ich wartości do obowiązujących przepisów [2]. Dokonano pomiarów odpowiedzi dynamicznej pojazdu pomiarowego. Dynamikę pojazdów określono rejestrując przyspieszenia drgań w wybranych miejscach układu biegowego. Wnioski i podsumowanie Przeprowadzone badania wykazały, iż pomiary geometrii nawierzchni toru kolejowego metodą pośrednią oraz bezpośrednią poddane konfrontacji wykazują analogiczną charakterystykę przy odmiennych wartościach. Różnice pomiędzy uzyskanymi wynikami wpływają na obliczane wskaźniki jakości oraz powodują odmienna ocenę stanu toru przy założonych granicach tolerancji [2]. Wyniki odpowiedzi dynamicznej pojazdu pomiarowego przed i po pracach wyrównujących przebieg i płaszczyznę toru wskazują na poprawę stanu toru. Wykonane doświadczenia są częścią pracy mającej na celu określenie stopnia degradacji infrastruktury przy oszacowaniu obciążenia całkowitego. Bibliografia (tylko najistotniejsze pozycje) 1. Lichtenberger B.: Track compendium. Eurail Press. Hamburg 2011. 2. Warunki techniczne utrzymania nawierzchni na liniach kolejowych Id-1, PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., Warszawa 2005. 3. Massel A., Odwracanie trendu degradacji infrastruktury, Rynek Kolejowy, nr 6/2014
Józefów 2014
51
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES QUALITY ASSESSMENT OF SURFACE RAILWAY TRACK AFTER CORRECTION PROCESS 1
Julian Kominowski1, Bogdan Sowinski2 Poznan University of Technology, Faculty of Machines and Transport, Poznan, Poland 2 Warsaw University of Technology, Faculty of Transport, Warsaw, Poland e-mail:
[email protected],
[email protected]
Keywords: railway infrastructure, rail track geometry, diagnostics Introduction After time of minimal investments in railway infrastructure, now we can see, also thanks to EU funds, increase revitalizations and modernizations polish railway lines. Works are carried not only at main line but regional also. Since 2011 we can see raise maximum speed for most of the lines relative where the speed is reduced [3]. Quality of modernizations and revitalizations are important in maintenance process and rail management systems. Long terms of works forcing to receive exploitation with rail traffic. Before final receive contractor have to remove surface defects created. Correct assessment of track geometry affect to maintenance planes and financial politics. Research problem and research methodology Article shows quality assessment of surface modernized railway track before and after correct process. Object of research is modernized and exploitation section railway lines no. 271 Poznań – Wrocław. Shown selected defects of track geometry and estimated traffic load. Moreover shows selected results of direct and indirect track geometry measurement and wavelengths of track geometrical irregularities was found. Results of analysis was confronted and referenced to current regulations [2]. Simultaneously recording car dynamic response was measurement. Conslusions Results analysis shown direct and indirect measurement of track geometry, wavelengths of track geometrical irregularities were similar but their amplitude was different. Difference between results affect to rail quality index and to assessment of rail state. Measurements made on the same track indicate, that the wavelengths of irregularities did not change, but their amplitudes are changed. Results of vehicle dynamic response before and after correct process confirm improvement. Literature 1. Lichtenberger B.: Track compendium. Eurail Press. Hamburg 2011. 2. Warunki techniczne utrzymania nawierzchni na liniach kolejowych Id-1, PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., Warszawa 2005. 3. Massel A., Odwracanie trendu degradacji infrastruktury, Rynek Kolejowy, nr 6/2014
52
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM ANALIZA PRZYCZYN USZKODZEŃ ZESTAWÓW KOŁOWYCH Z WYKORZYSTANIEM METODY ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH Dariusz Kowalczyk, Robert Bińkowski Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: oś kolejowa, zestaw kołowy, bezpieczeństwo, FEM/MES Wprowadzenie Zestawy kołowe są jednym z najważniejszych i najbardziej odpowiedzialnych podzespołów pojazdu szynowego. Mianem zestawu kołowego określa się zespół elementów, w skład którego wchodzą oś i koła obręczowe lub monoblokowe oraz elementy układu hamulcowego lub napędowego. Zestaw kołowy jest odpowiedzialny za prowadzenie pojazdu szynowego po torze i bezpośrednio odpowiedzialny za bezpieczeństwo pojazdu szynowego. Mimo ciągłego doskonalenia technologii wytwarzania, coraz bardziej zaawansowanych procesów produkcyjnych, nowocześniejszych systemów kontroli jakości nadal dochodzi do wypadków kolejowych, których powodem są zestawy kołowe. Autorzy niniejszej pracy z wykorzystując metodę elementów skończonych (MES/FEM), przedstawiają przyczyny wypadków kolejowych dotyczących uszkodzenia osi / zestawu kołowego. Obliczenia wykonywane były w programie Hyperworks v.12 firmy Altair. Przedstawiając w artykule kilka przypadków uszkodzonych zestawów kołowych, autorzy nie tylko wyjaśniają przyczyny, ale również sugerują rozwiązania jak takim sytuacjom można zapobiec, podwyższając tym samym poziom bezpieczeństwa w transporcie szynowym. Problem badawczy i metoda badawcza Mimo coraz większej wiedzy o pracy zestawów kołowych, coraz bardziej zaawansowanych technikach badawczych, kontrolnych oraz doskonalszych technologiach produkcji nadal w transporcie szynowym dochodzi do wypadków, w których przyczyną są zestawy kołowe. Powody tego stanu rzeczy wynikają ze złożoności zagadnienia oraz dużej ilości czynników zależnych. Zestaw kołowy jest układem pracującym dynamicznie, poddawany ciągle zmieniającym się stanom obciążenia. Przyczyny uszkodzeń zestawów kołowych1 mogą być różne: ukryte wady wewnętrzne w zestawie (np.: pęknięcia), wpływ elementów tocznych na pracę zestawu kołowego (grzanie się maźnic, może doprowadzić do zatarcia, a nawet ukręcenia osi), uszkodzenie powierzchni zestawu kołowego, które w wyniku obciążeń zmęczeniowych powoduje propagację pęknięcia, ect. Każda z takich sytuacji kończy się zazwyczaj wypadkiem w najlepszym razie poważnymi stratami materialnymi i kosztami naprawy. Zastosowana technika obliczeń MES pozwala lepiej zrozumieć mechanizm uszkodzenia. Wnioski i podsumowanie Otrzymane wyniki wskazują na potrzebę bardziej wnikliwych kontroli produkcji. Analiza warunków produkcji w celu zoptymalizowania siły wcisku kół na oś, jako potencjalnej przyczyny propagowania pęknięć w osi. Prowadzenia badań nieniszczących, w celu określania poziomu naprężeń w materiale osi. Rozbudowy już istniejących systemów monitoringu na trasach kolejowych w celu dynamicznej oceny stanu zestawów kołowych (np.: pomiar parametru Az). Wprowadzenie każdego z powyższych rozwiązań w znaczący sposób podniesie poziom bezpieczeństwa w transporcie szynowym w szczególności zmniejszy ilość uszkodzeń zestawów kołowych. Bibliografia (tylko najistotniejsze pozycje) 1. Kowalczyk D., Mikłaszewicz I., Antolik. Ł.: Ekspertyzy powypadkowe zestawów kołowych 2010-2014, Prace Instytutu Kolejnictwa LKB. 2. TSI; PN EN 13261:2007, Kolejnictwo – Zestaw Kołowy – Osie – Wymagania.
Józefów 2014
53
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES ANALYSIS OF THE CAUSES OF WHEELSETS DAMAGES USING FINITE ELEMENT METHODS Dariusz Kowalczyk, Robert Bińkowski Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected] Keywords: railway axis, FEM Introduction Wheel sets are one of the most important and responsible components of the rail vehicle. Wheel set is defined as set of components which include axle, wheels and brake components or the drive. The wheel set is responsible for keeping the rail vehicle on the track and directly responsible for the safety of vehicle. Despite continuous improvement of production technology, more and more advanced production processes, more modern quality control systems railway accidents caused by wheel sets still occur. Using the finite element method, the authors of this study show reasons of railway accidents related with damaged wheelset. Calculations were performed in the Hyperworks v.'s Altair 12. Basing on examples of cases of damaged wheel sets authors not only explain the likely causes but also suggest how such situations can be prevented and thereby how the level of safety in rail transport can be increased. Research problem and research methodology Despite increasing knowledge about the work of the wheel sets, more advanced research and control techniques, more advanced production technologies, rail accidents caused by wheel sets still happen. The reasons for this state result from the complexity of the problem and wide range of related factors. The wheel set is a system which works dynamically and is subjected to ever-changing states of load. There are plenty of possible causes of wheel sets damages such as hidden internal defects in the set (eg .: cracks), impact of rolling elements on the work of the wheel set (heating up of the axle box can lead to seizure and even twisting of the axis), damage of the surface of the wheel set which can lead to cracks. Each of these factors can result in an accident with serious material losses and repair costs in the best case. FEM technique allows better understanding of the nature of the damage. Conclusions Results of the study indicate the need of deeper production control. There is a need of analysis of the conditions of production in order to optimize the strength of interference to the axis of the wheel as a potential cause of cracks in promoting axis. Non-destructive testing should be led in order to determine the level of stress in the material axis. Extension of existing monitoring systems on railway routes could help in the dynamic assessment of the wheelset (Az measurements). The introduction of each of these solutions can significantly increase the level of safety in railway transport and in particular can reduce the number of damage of the wheel sets. Literature 1. Kowalczyk D., Mikłaszewicz I., Antolik. Ł.: Ekspertyzy powypadkowe zestawów kołowych 2010-2014, Prace Instytutu Kolejnictwa LKB. 2. TSI; PN EN 13261:2007, Kolejnictwo – Zestaw Kołowy – Osie – Wymagania.
54
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES KEY RESEARCH AND TRAINING ACTIVITIES OF DNIPROPETROVSK NATIONAL UNIVERSITY OF RAILWAY TRANSPORT NAMED AFTER ACADEMICIAN V. LAZARYAN Valeriy Kuznetsov Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Ukraine e-mail:
[email protected] Keywords: training, railway transport, test, laboratories, international projects In the report the author gave an information on carrying out theoretical and experimental activities of Dnepropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan (the former name Dnepropetrovsk institute of engineers of railway transport (DIIT), participation in the international projects. Our University was founded on 1930 at the base of the Polytechnic School and the Faculty of Railway Engineers of Kyiv Polytechnic Institute. Located in the largest metallurgical center of Ukraine and at the busiest railway junction, the Institute shortly became a leader in training highly qualified personnel. Since that time the University has trained more than 70 thousand specialists. Structurally, the University consists of 10 faculties that fully meet the demand in qualified personnel from all the branches of railway transport. The academic staff of the University includes 450 teachers, 75 percent among them hold academic degrees. Teaching is realized by 63 Full Doctors, more than 350 Ph.D., 18 Members of branch academies, 85 Laureates of State and special prizes, and many Honorary scientists and workers in various branches of economy. The training of professional researchers and lecturers is realized at the Doctorate Courses (6 specialities) and the Post-Graduate Courses (17 specialties). The applicants for the degree defend their Candidate’s and Doctor’s dissertations in 2 Academic Councils functioning in the University. The very important goal of the University is the integration into the world educational and scientific community. Our University carries out both training and research activities. Currently we have 250 professional researches. Our university has 6 leading research department - Test Centre, Research and Development Establishment of rolling stock, track and constructions, Institute of innovation management and intellectual property, Project Design and Technological Bureau for design and modernization of rolling stock, track and structures, Specialized Design and Technological Bureau “Microprocessor systems of control and safety”, Specialized Design and Technological Bureau of railway transport "Infratransproekt-DIIT" and 22 branch scientific research laboratories. The University actively cooperates with foreign companies operating on the transport market. Under this framework a wide range of scientific investigations on design of transport facilities, equipment and training technologies have been carried out for Russia, Kazakhstan, Poland, Iran, Latvia, Lithuania, Czech Republic, China. Participation in international projects is an important task for our University. Now we participate in NATO activities. Currently our Department of Hydraulics & Water Supply participates in NATO Grant in 2013 in the field of the development of the numerical models to simulate air pollution after accidents and terror acts. (SPS.NUKR.SFP 984693), also we have an experience in training project under programme TEMPUS: 1.MISCTIF Master: “Interoperability / Safety / Certification” in Ukraine and Central Asia international railway transport; 2. CITISET. Communication and Information Technology for Improvement Safety and Efficiency of Traffic Flows: EU-RU-UA Master and PhD Programs in Intelligent Transport Systems; 3. MieTGV Joint European project «Master of infrastructure and exploitation of high-speed railway transport in Russia and Ukraine»; 4. SEREIN -"Modernization of postgraduate studies on security and resilence for human and industry related domains". Thus, the University possesses all technical and scientific potentialities for solving various applied tasks, which require a comprehensive approach.
Józefów 2014
55
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES THE ENERGY SAVING POTENTIAL ON PRIDNIEPROVSKAYA RAILWAY Kuznetsov V.G., Kolykhayev Ie.G., Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Ukraine e-mail:
[email protected] Keywords: railway transport, energy losses, energy recovery, transport flow organization The railways of Ukraine are the considerable consumer of energy sources in the country. In 2013 the Pridnieprovskaya railway consumed on traction needs 733,8 million kW∙h of the electric power. Taking into account the fact that Ukraine imports considerable value of primary energy sources, the main directions of medium-term and long-term power strategy is saving of energy. This is the main aim of the Power strategy of Ukraine approved till 2030. This normative document forces the enterprises to work on saving of energy actively. During the last 17 years the volumes of transportations on electric traction increase by 34,1%, but the expenses on the electric power increased only by 11,2%. Power consumption on electric traction in the similar period decreased from 143,6 to 119,2 kWh on 10000 tkm, or by 17%. It was possible due to implementation of "Energy saving program on the railway of Ukraine" in which were set the energy saving measures for the main areas of work. Authors of the report carried out the analysis of this reserve of energy saving on the Pridnieprovskaya railway. This analysis showed that there is a set of low-cost mesures which will allow to receive considerable economy of electric power without considerable capital expenses. One of low-cost energy saving method is the improvement of technology of transportation process by the organization of train flow on the basis of the energy effective schedule which shoud takes into account the modern features of market relations. After all currently in Ukraine there is a large number of firms which have the rolling stock. Considering the fact that routes of trains are formed on the basis of the signed contracts between the consignor and the consignee, there is a large number of oncoming traffic of loaded and empty trains. This fact can be used with big efficiency on sites with a difficult profile using recovery of the electric power as much as possible. Also, it’s possible to economy the energy sources in cases of organizing the flows of trains on the extended service shoulders without changing of locomotives and locomotive crews. The economy of the electric power can be achieved by rational use of a rolling stock, reduction of its empty running, reduction of resistance to the movement to optimum sizes, increasomg of profitability of a traction rolling stock, reduction of losses in traction power supply systems. References 1. Kuzniecow, W.G. Problem zasilania energi w systemach zasilania trakcji elektrycznej of [Text] / W. G. Kuzniecow//Infrastruktura transportu.-2012.-№3. – P. 38-40. 2. Maksimczuk, W.F. Badania rezerw zasilania poprzez racjonalne rozmieszczenie pociagow na odcinku [Text] / T.I. Kiriluk, K.A. Kalasznikov, W.G. Kuzniecow, W.F. Maksimczuk//Infrastruktura transportu.-2013.-№2. – P. 28-32. 3. Brodersen, R. W. Methods for true power minimization [Text] / R.W. Brodersen, M.A. Horowitz, D. Markovic,B. Nikolic, V. Stojanovic // Computer Aided Design, 2002. ICCAD 2002.IEEE/ACM International Conference.-10-11-2002.-P.35-42.
Józefów 2014
57
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES ASSESSMENT OF ENERGY SAVING POTENTIAL IN THE SUBWAY BY MEANS OF ENERGY REGENERATION Valeriy Kuznetsov, Oleg Sablin
Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Ukraine e-mail:
[email protected] Keywords: power supply, regenerative braking, subway, energy saving potential Electric power consumption on the movement of electric trains in subways reach 80... 95% of the general power balance that is a considerable component of passenger traffic cost. The modes of the movement of electric trains in subways, even with an average speed of 38... 42 km/h, are favorable for using the recovery of the electric power in them during braking before stops. This allows to reduce the energy consumption on transportation at 30... 50%. But even under the conditions of existence of recuperative braking system on all park of rolling stock the indicator of energy recovery in subways currently does not exceed 15... 20%. It is explained by the low level of synchronization between processes of the power consumption by trains and processes of recoveries. Thus, the considerable part of unrealized recovery energy is utilized by brake mechanisms of electric trains which significantly reduces power efficiency of the subway. Energy saving potential in subways from using the electric power recovery depends on many factors (including probabilistic ones): – availability of recuperative braking system on rolling stock of the subway; – grades of lines and levels of heterogeneity of distances between stops; – schedules and transportation modes of the of electric trains; – levels of voltage of the power supply system; – availability of energy storage systems or inverters of the electric power; The energy saving potential assessment in the subway from using the recovery of the electric power can be carried out theoretically by performing the traction calculations with solving the brake task where must be known the parameters of lines, speeds of the beginning of braking, mass of the train. In this case will be calculated the maximum possible energy of recovery. But in the real operational conditions the energy saving potential significantly depends on the level of a traction power consumption in a recovery zone (this is the probabilistic process). For the energy saving potential assessment in the subway from using the energy recovery on the basis of KP "Dnepropetrovsk Subway" were mesured experimentally the consumption and generation of the electric power respectively in the traction and braking modes. Taking into account that trains of the subway 81-717(714).5M are not equipped with regenerative brake system the energy saving potential was calculated on the basis of the energy generated by electric train in the rheostatic braking mode in relation to electric power consumption. So on a line Vokzalnaya-Kommunarovsky the energy saving potentials are respectively 15... 30% in direct (on incline 15 ‰) and 50... 60% in return directions (on descent). References 1. Сопов В.И. Способы повышения эффективности использования энергии электрического торможения подвижного состава // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2012.– URL:http://www.online-electric.ru/articles.php?id=43 2. Szeląg A., Maciołek T., Drążek Z., Patoka M. Aspekty efektywności i energooszczędności w procesie modernizacji układów zasilania trakcji tramwajowej // Pojazdy szynowe. Kwartalnik naukowo-techniczny poświecony zagadnieniom konstrukcji, budowy i badań taboru szynowego. № 3, 2011. Р.34-42.
Józefów 2014
59
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM WPŁYW ZASTOSOWANIA SPRĘŻYSTYCH PODPÓR PODKŁADÓW W KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI KOLEJOWEJ I PODTORZU Ewelina Kwiatkowska Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: dynamika toru kolejowego, zelówki podkładów Wprowadzenie Niniejsza praca poświęcona jest badaniu wpływu zastosowania wibroizolacji w konstrukcji nawierzchni kolejowej na propagację drgań generowanych przez pociąg w podtorzu kolejowym. Praca prezentuje wyniki badań przeprowadzonych na torze kolejowym z wbudowaną izolacją antywibracyjną na spodniej powierzchni podkładów strunobetonowych. Analizie poddano wpływ zastosowanej izolacji antywibracyjnej na propagację drgań w podtorzu kolejowym w porównaniu z odcinkiem badawczym o klasycznej konstrukcji toru i podkładów. Ponadto w pracy zaprezentowano wyniki analiz numerycznych wpływu parametrów technicznych materiału antywibracyjnego zastosowanego na spodniej powierzchni strunobetonowego podkładu na deformacje główki szyny i obciążenia nawierzchni. Ocenie poddano nawierzchnie bez izolacji antywibracyjne na spodniej powierzchni podkładów strunobetonowych i nawierzchnię z podkładami o dwóch typach zelówek. Problem badawczy i metoda badawcza Praca prezentuje wyniki badań przeprowadzonych na torze kolejowym z wbudowaną izolacją antywibracyjną na spodniej powierzchni podkładów strunobetonowych. Analizie poddano wpływ zastosowanej izolacji antywibracyjnej na propagację drgań w podtorzu kolejowym w porównaniu z odcinkiem badawczym o klasycznej konstrukcji toru i podkładów. Ponadto w pracy zaprezentowano wyniki analiz numerycznych wpływu parametrów technicznych materiału antywibracyjnego zastosowanego na spodniej powierzchni strunobetonowego podkładu na deformacje główki szyny i obciążenia nawierzchni. Ocenie poddano nawierzchnie bez izolacji antywibracyjne na spodniej powierzchni. Wnioski i podsumowanie Zastosowanie izolacji antywibracyjnej na spodniej powierzchni podkładów strunobetonowych wpływają na ograniczenie propagacji drgań generowanych przez pojazd na nawierzchnię i podtorze. Zalecane jest stosowanie izolacji antywibracyjnej w celu zmniejszenia propagacji drgań w nawierzchni wydłużając okresy między naprawcze linii kolejowej, zniwelowania kosztów utrzymaniowych. Dodatkowo zastosowania izolacja antywibracyjna mnijesza emisję hałasu poprawiając komfort podróżujących kolejom. Bibliografia (tylko najistotniejsze pozycje) 1. Kwiatkowska E. Innowacyjne badania podtorza kolejowego, Technika transportu szynowego 4/2013. 2. Krużyński M., Kwiatkowska E., Ochrona torowiska w efekcie stosowania wibroizolacji podkładów kolejowych, Przegląd Komunikacyjny 09/2011.
Józefów 2014
61
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES THE INFLUENCE OF UPS IN THE CONSTRUCTION ELEMENTS ON RAILWAY TRACK Ewelina Kwiatkowska Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego e-mail:
[email protected] Keywords: dynamics of railway track, under sleepers pads Introduction Study the impact of the use of isolation in the construction of railway tracks. Analysis of the propagation of vibrations generated by a train at the railway a railroad bed. The paper presents the results of tests carried out on the railway track with vibration isolation in prestressed concrete sleepers. Analyzed the effect of the applied vibration insulation for the propagation of vibration in railway a railroad bed compared with the research section of the classic construction of the track and sleepers. Presents the results of numerical analyzes the impact of anti-vibration material used in strunobetonowego primer. Analysis of deformation of the rail and the load surface. Assessment of railway track from UPS and railway track without UPS. Research problem and research methodology The results of tests carried out on the railway track with vibration isolation in prestressed concrete sleepers. Analyzed the effect of the applied vibration insulation for the propagation of vibration in railway railroad bed compared with the research section of the classic design of the track and sleepers. The paper presents the results of numerical analyzes the impact of the technical parameters of anti-vibration material used on the underside of the base strunobetonowego deformation of rail and road load. Surfaces were evaluated without vibration isolation of on the underside surface. Conclusions The use of anti-vibration isolation of on the underside of the prestressed concrete sleepers either reduce the propagation of vibrations generated by a train on a railway surface and track bed. It is recommended to use antivibration isolation of to reduce the propagation of vibration in the surface extending periods between the railway line repair, bridge maintenance costs. In addition, the use of anti-vibration insulation less noise emissions by improving the comfort of traveling the railways. Literature 1. Kwiatkowska E.: Innowacyjne badania podtorza kolejowego, Technika transportu szynowego 4/2013. 2. Krużyński M., Kwiatkowska E.: Ochrona torowiska w efekcie stosowania wibroizolacji podkładów kolejowych, Przegląd Komunikacyjny 09/2011.
62
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM WYMAGANIA TSI LOC&PAS ORAZ TSI PRM W KONSTRUKCJI NOWOCZESNYCH POJAZDÓW KOLEJOWYCH Marceli Lalik, Andrzej Zbieć Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: tabor kolejowy, interoperacyjność, TSI Wprowadzenie W artykule przedstawiono wybrane nowe wymagania w zakresie budowy pojazdów kolejowych, spełnienie których jest wymagane dla pojazdów zgodnych ze specyfikacjami TSI Loc&Pas oraz TSI PRM. W głównej części artykułu przedstawiono te wymagania TSI, które z jednej strony powodują konieczność wprowadzenia przez producentów pojazdów i ich poddostawców nowych rozwiązań konstrukcyjnych lub modyfikację rozwiązań stosowanych do tej pory, a z drugiej strony przyczyniają się do zwiększenia nowoczesności pojazdów kolejowych i zwiększenia bezpieczeństwa osób przebywających w ich otoczeniu. W końcowej części artykułu przedstawiono przykładową różnicę w zapisach (wymaganiach) dla różnych wersji językowych TSI oraz wybrane wymagania, których zapisy nie są wystarczająco sprecyzowane i mogą spowodować różnice w interpretacji przepisów, a co za tym idzie dodatkowe trudności w procesie potwierdzenia zgodności pojazdu z wymaganiami TSI. Bibliografia 1. Decyzja Komisji nr 2011/291/UE z dnia 26 kwietnia 2011 r. w sprawie technicznej specyfikacji interoperacyjności odnoszącej się do podsystemu „Tabor – lokomotywy i tabor pasażerski” w transeuropejskim systemie kolei konwencjonalnych. 2. Decyzja Komisji nr 2008/164/WE z dnia 21 grudnia 2007 r. dotycząca technicznej specyfikacji interoperacyjności w zakresie aspektu „Osoby o ograniczonej możliwości poruszania się” transeuropejskiego systemu kolei konwencjonalnych i transeuropejskiego systemu kolei dużych prędkości.
Józefów 2014
63
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES REQUIREMENTS OF THE TSI LOC&PAS AND TSI PRM IN THE DESIGN OF MODERN RAILWAY VEHICLES Marceli Lalik, Andrzej Zbieć Instytut Kolejnictwa (Railway Institute) e-mail:
[email protected] Keywords: rolling stock, interoperability, TSI Introduction The paper presents selected new requirements in the scope of design of railway vehicles, performance of which is required for vehicles complying with the TSI Loc&Pas and the TSI PRM. In the main part of the paper are presented these requirements of the TSI, which on the one hand for vehicle manufacturers and their suppliers cause the need of new design solutions or modifying solutions used so far, and on the other hand contribute for increasing modernity of railway vehicles and increase the safety for people around. The last part of the paper describes an example of difference in the content (requirements) for different language versions of the TSI and selected requirements the contents of which are not sufficiently specified and may lead to differences in interpretation of the rules and hence to additional difficulties in the process to confirm compliance of vehicle with the requirements of the TSI. Literature 1. Commission decision No. 2011/291/EU of 26 April 2011 concerning a technical specification for interoperability relating to the rolling stock subsystem “Locomotives and passenger rolling stock” of the transEuropean conventional rail system. 2. Commission decision No. 2008/164/EC of 21 December 2007 concerning the technical specification of interoperability relating to ‘persons with reduced mobility’ in the trans-European conventional and high-speed rail system
64
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM SYSTEM ETCS JAKO SPOSÓB POPRAWY EFEKTYWNOŚCI NA LINIACH KOLEJOWYCH Andrzej Lewiński1, Lucyna Bester1, Andrzej Toruń2, Paweł Gradowski2 Uniwersystet Technologiczno-Humanistyczny im. K. Pułaskiego w Radomiu, 2Instytut Kolejnictwa e-mail: {a.lewinski, l.bester}@uthrad.pl, {atorun, pgradowski}@ikolej.pl
1
Słowa kluczowe: ETCS, modelowanie funkcjonalności i bezpieczeństwa systemów, procesy stochastyczne Wprowadzenie Wrażanie w skali Unii Europejskiej szeroko rozumianej interoperacyjności kolei we Wspólnocie, czego wyrazem są kolejne Dyrektywa UE 91/440/EEC, 96/48/EC, 2001/16/EC, 2004/49/EC, 2004/50/EC, 2008/57/EC, regulujące zasady w zakresie osiągnięcia poprawy międzynarodowego transportu kolejowego. W odniesieniu do podsystemu Sterowanie, wdrażanie interoperacyjności ma na celu harmonizację działania narodowych systemów zarządzania, a środkiem do osiągnięcia tego celu jest wdrożenie wspólnego, ujednoliconego systemu zarządzania ruchem kolejowym ERTMS. Biorąc pod uwagę skalę wdrożenia oraz uwarunkowania panujące na różnych Zarządach Kolei we Wspólnocie, niezbędnym stało się oszacowanie skutków wdrożenia ERTMS/ETCS (różnych poziomów) na funkcjonowanie systemu kolejowego w zakresie funkcjonalności i bezpieczeństwa w powiązaniu z istniejącymi systemami zarządzania i sterowania ruchem kolejowym. Problem badawczy i metoda badawcza W referacie przedstawiono problem szacowania funkcjonalności i bezpieczeństwa systemu na trzech poziomach systemu ERTMS/ETCS. Dla poszczególnych poziomów sterowania ruchem pociągów zdefiniowanych w systemie ERTMS/ETCS przeprowadzona została analiza probabilistyczna, przy wykorzystaniu zbudowanych w tym celu modeli matematycznych. W budowie modeli wykorzystane zostały jednorodne, stacjonarne i ergodyczne procesy Markowa. Celem przeprowadzonych analiz było oszacowanie parametrów probabilistycznych i wskaźników czasowych związanych z wyznaczeniem efektywności zastosowania systemu ERTMS-ETCS w istniejących i planowanych warunkach infrastruktury kolejowej. Wnioski i podsumowanie Otrzymane wyniki symulacji potwierdziły możliwość skutecznego szacowania efektywności zarządzania ruchem kolejowym oraz osiąganych parametrów bezpieczeństwa, w oparciu o modelowanie z wykorzystaniem procesów stochastycznych. Analizy takie są szczególnie istotne w przypadku rozpatrywania zasadności stosowania systemu ERTMS/ETCS na konkretnych liniach kolejowych, wyposażonych w tradycyjne eksploatowane systemy sterowania ruchem kolejowym, ponieważ pozwalają na właściwy dobór poziomu ETCS do istniejących warunków, oraz oszacowanie potencjalnych skutków wdrożenia systemu ERTMS/ETCS w konkretnej lokalizacji. Bibliografia (tylko najistotniejsze pozycje) 1. Bester L, Lewiński A.: Additional warning system for cross level., Springer – Verlag Heilderberg 2010 – J. Mikulski (Ed.) TST 2010 CCIS 104 pp. 226-231, 2010. 2. Lewiński A., Toruń A.: The changeable block distance system analysis., Springer – Verlag Heilderberg 2010 – J. Mikulski (Ed.) TST 2010 CCIS 104, 2010. 3. Lewiński A., Toruń A., Bester L.: Methods of Implementation of the Open Transmission in Railway Control Systems. Logistyka 3/2011. 4. Toruń A.: The method of train positioning in railway control process, Ph D. dissertation, University of Technology and Humanities in Radom, December 2013. 5. Toruń A., Bester L., Siergiejczyk M.: Szacowanie funkcjonalności i bezpieczeństwa systemów sterowania ruchem kolejowym. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Transport z. 96. Międzynarodowa Konferencja Naukowa TRANSPORT XXI WIEKU 2013, Ryn 2013. Józefów 2014
65
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES ETCS SYSTEM AS A MEANS OF EFFICIENCY IMPROVEMENT ON THE RAILWAY LINES Andrzej Lewiński1, Lucyna Bester1, Andrzej Toruń2, Paweł Gradowski2 Uniwersystet Technologiczno-Humanistyczny im. K. Pułaskiego w Radomiu, 2Instytut Kolejnictwa e-mail: {a.lewinski, l.bester}@uthrad.pl, {atorun, pgradowski}@ikolej.pl
1
Keywords: ETCS levels, functionality and safety, stochastic processes modelling Introduction Implementation in the European Union level the wider interoperability of the Community rail, which is reflected in another EU Directive 91/440/EEC, 96/48/EC, 2001/16/EC, 2004/49/EC, 2004/50/EC, 2008/57/EC, governing principles for achieving the improvement of international rail transport. For the Control Command subsystem, implementation of interoperability aims to harmonize national measures of traffic management systems, and the means to achieve this goal is the implementation of a common, unified Rail Traffic Management System ERTMS. Given the scale of implementation and the conditions prevailing in the various Managements Railways in the Community, it has become necessary to estimate the effects of the implementation of ERTMS/ETCS (different levels) on the functioning of the railway system in terms of functionality and safety in relation to existing management systems and railway traffic control. Research problem and research methodology The paper presents the problem of estimating the functionality and safety of the system on three levels of ERTMS/ETCS. For various levels of train control defined in the system ERTMS/ETCS probabilistic analysis was carried out using built for this purpose mathematical models. In the construction of the models used were homogeneous, stationary and ergodic Markov processes. The aim of the analysis was to estimate the parameters of probabilistic and temporal indicators related to the determination of the effectiveness of the use of ERTMS-ETCS in terms of existing and planned infrastructure. Conclusions The results of simulation confirmed the ability to effectively estimate the efficiency of traffic management and safety performance parameters, based on modeling using stochastic processes. Such analyzes are particularly important when considering the appropriateness of the use of ERTMS/ETCS in particular railway lines, equipped with conventional operated railway traffic control systems, because they allow for the proper selection of ETCS level to the existing conditions, and to estimate the potential impact of the implementation of the ERTMS/ETCS in particular location. Literature 1. Bester L, Lewiński A.: Additional warning system for cross level., Springer – Verlag Heilderberg 2010 – J. Mikulski (Ed.) TST 2010 CCIS 104 pp. 226-231, 2010. 2. Lewiński A., Toruń A.: The changeable block distance system analysis., Springer – Verlag Heilderberg 2010 – J. Mikulski (Ed.) TST 2010 CCIS 104, 2010. 3. Lewiński A., Toruń A., Bester L.: Methods of Implementation of the Open Transmission in Railway Control Systems. Logistyka 3/2011. 4. Toruń A.: The method of train positioning in railway control process, Ph D. dissertation, University of Technology and Humanities in Radom, December 2013. 5. Toruń A., Bester L., Siergiejczyk M.: Szacowanie funkcjonalności i bezpieczeństwa systemów sterowania ruchem kolejowym. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Transport z. 96. Międzynarodowa Konferencja Naukowa TRANSPORT XXI WIEKU 2013, Ryn 2013.
66
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM PRZYSZŁOŚCIOWE SYSTEMY STEROWANIA RUCHEM WYKORZYSTUJĄCE NOWE TECHNOLOGIE TELEMATYCZNE 1
Andrzej Lewiński 1, Zbigniew Łukasik1, Tomasz Perzyński 1, Paweł Ukleja2 Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu, Wydział Treansportu i Elektrotechniki, 2 Scheidt & Bachmann Polska Sp. z o.o. e-mail: {a.lewinski, z.lukasik, t.perzynski}@uthrad.pl,}
[email protected]
Słowa kluczowe: linie regionalne, modelowanie systemów, bezpieczeństwo, procesy Markowa Wprowadzenie W pracy zajęto systemami nowej generacji dla potrzeb kontroli i zarządzania ruchem kolejowym, ze szczególnym uwzględnieniem linii regionalnych. Obecna infrastruktura kolejowa takich linii daje możliwość stosowania nowych technologii telematycznych, w tym otwartych standardów transmisji radiowej do sterowania i monitorowania obiektów kolejowych, pojazdów. Przedstawiona w artykule analiza efektywności i bezpieczeństwa zostały oparta na procesach stochastycznych, co jest zgodne z normami i zaleceniami obowiązującymi w UE. Problem badawczy i metoda badawcza W pracy zostały wprowadzone kryteria klasyfikacji linii kolejowej, w tym linii regionalnej, zależnej od kilku czynników (kategoria linii, dopuszczalna prędkość, mieszany ruch pociągów, ilość pociągów w ciągu doby), z których przynajmniej jeden jest spełniony. Zgodnie z zaleceniami UIC modernizacja takich linii powinna zakładać maksimum korzyści ekonomicznych w zarządzaniu ruchem kolejowym oraz stosowanie niskokosztowych rozwiązań w zakresie urządzeń sterowania. Bardzo dobrym przykładem takiego rozwiązania jest przedstawiona w pracy bezprzewodowa transmisja radiowa oparta m. in. na standardzie GSM-R. Transmisja taka pod względem bezpieczeństwa musi spełniać obowiązujące normy. Analiza bezpieczeństwa w oparciu o klasę procesów stochastycznych, jakimi są zastosowane w pracy procesy Markowa, pozwala wyznaczyć niezbędne charakterystyki niezawodnościowe i czasowe wykorzystywane przy weryfikacji i symulacji wprowadzonych modeli. Wnioski i podsumowanie Wyniki analizy dostępności i opóźnień w transmisji radiowej pomiędzy podsystemami w przedstawionej sieci regionalnej pokazują możliwość implementacji rozwiązań opartych na standardach transmisji otwartej. Transmisja jest traktowana jako swego rodzaju nakładka na istniejącą już infrastrukturę, w tym systemy blokady liniowej, samoczynnej sygnalizacji przejazdowej czy układy monitorowania zajętości torów. Bezpieczeństwo podsystemu (dedykowanemu dla linii regionalnej) dla poziomu SIL4 odzwierciedla zalecenia obowiązujące dla innych linii kolejowych. W oparciu o procesy Markowa oceniono trzy zamodelowane podsystemy. Oszacowane wartości dostępności dla poszczególnych modeli są na wysokim poziomie. Modele oraz założone parametry podlegają weryfikacji za pomocą specjalistycznego programowania, testów oraz w odniesieniu do rzeczywistych danych. Bibliografia 1. Lewiński A., Perzyński T., Torun A.: The Analysis of Open Transmission Standards in Railway Control and Management, Communications in Computer and Information Science (104), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010. 2. Perzyński T.: „Problemy bezpieczeństwa sieci komputerowych stosowanych w sterowaniu ruchem kolejowym”. Rozprawa doktorska, Wydział Transportu i Elektrotechniki Politechniki Radomskiej, Radom 2009 3. Tanenbaum A.S.: Computer Networks. Prentice Hall PTR, New Jersey 1996.
Józefów 2014
67
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES THE FUTURE GENERATION OF RAILWAY CONTROL SYSTEMS BASED ON NEW TELEMATIC SOLUTIONS 1
Andrzej Lewiński 1, Zbigniew Łukasik1, Tomasz Perzyński 1, Paweł Ukleja2
Kazimierz Pułaski University of Technology and Humanities in Radom Faculty of Transport and Electrical Engineering, 2 Scheidt & Bachmann Polska Sp. z o.o. 2 e-mail: {a.lewinski, z.lukasik, t.perzynski}@uthrad.pl,
[email protected]
Keywords: regional lines, models of systems, safety, Markov processes Introduction The paper deals with implementation problem of new generation of railway control and management systems dedicated for regional lines. The special infrastructure of such lines gives the possibility of application the new telematic technologies including the open radio transmission standards to control and monitoring the dissipated railway objects. In the paper the efficiency and safety analyses are presented based on stochastic process approach according to EU standards and recommendations. Research problem and research methodology In the paper the classification criteria of railway lines are introduced including characteristic of so called regional line depending on several elements (category of railway line, permitted speed, mixed type of train traffic, volume of train per day), from which at least one element must be satisfied. According to EU recommendations the modernization of such lines must assume the maximum of economic profits in train management and control, and application the low cost solutions in railway control equipment. The very good example of such solution is presented in the paper the wireless radio transmission based on GSM-R standard. Corresponding to safety requirements this transmission must satisfy the existing standards. The safety analysis with respect to class of stochastic processes - Markov processes allows to estimate the reliability and time characteristics used during verification and simulation of introduced models. Conclusions The results from analysis of availability and delays in radio transmission links between many control subsystems for railway regional line detects the conditions for implementation such open standards. The transmission is treated as a overlay on the existing fail safe railway control devices responsible for station interlocking, level crossing and rail occupancy monitoring. The safety of such SIL4 subsystem (dedicated to regional lines) reflects the recommendations obligatory for other lines. The main aim of this work is connected with modeling the functionality of open radio transmission systems. Based on Markov theory the tree models are evaluated, it is a tool for analysis the more sophisticated systems. Of course these models may be verified using at first simulation software and some laboratory tests for real confirmation the all introduced parameters. Literature 1. Lewiński A., Perzyński T., Torun A.: The Analysis of Open Transmission Standards in Railway Control and Management, Communications in Computer and Information Science (104), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010. 2. Perzyński T.: The problems of safety of computer nets applied in the railway control. PhD dissertation – Technical University of Radom, Faculty of Electric Engineering and Transport, Radom (2009), (in Polish) 3. Tanenbaum A.S.: Computer Networks. Prentice Hall PTR, New Jersey 1996.
68
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM ANALIZA ZABURZEŃ ELEKTROMAGNETYCZNYCH GENEROWANYCH PRZEZ POJAZDY SZYNOWE 1
Jarosław Łuszcz1, Mariusz Buława2 Politechnika Gdańska, 2voestalpine TENS Sp. z o.o. e-mail:
[email protected]
Słowa kluczowe: kompatybilność elektromagnetyczna, pojazdy szynowe, emisja przewodzona, zakłócenia Streszczenie W referacie przedstawiono specyfikę zakłóceń elektromagnetycznych w aplikacjach kolejowych. Opisano metody analizy zaburzeń elektromagnetycznych generowanych przez pojazdy szynowe. Przedstawiono przykładowe wyniki analiz w dziedzinie czasu i częstotliwości porównano z wynikami analizy czasowo - częstotliwościowej umożliwiającej identyfikację i lokalizację źródeł zaburzeń w pojazdach szynowych. Wskazano możliwe przyczyny zmian poziomów generowanych zaburzeń przez pojazdy szynowe w czasie eksploatacji.
Józefów 2014
69
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES ANALYSIS OF ELECTROMAGNETIC DISTURBANCES GENERATED BY ROLLING STOCKS Jarosław Łuszcz1, Mariusz Buława2 Gdansk University of Technology, 2voestalpine TENS Sp. z o.o. e-mail:
[email protected]
1
Keywords: electromagnetic compatibility, rolling stocks, conducted emission, interferences Summary The paper presents the specific character of electromagnetic interference in railway applications. Methods of analysis of electromagnetic disturbances generated by track vehicles have been described. Exemplary results of analyses in time and frequency domain are compared to the results of time - frequency analysis which enable identification and the localization of disturbances sources in track vehicles. The paper indicates possible reasons of changes of levels of generated disturbances by track vehicles in their life cycle.
70
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM TECHNOLOGIA RADIA PROGRAMOWALNEGO W TRANSPORCIE SZYNOWYM Andrzej Marczak Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: Radio programowalne, SDR, GNU Radio, GNU Radio Companion Wprowadzenie Szybki rozwój systemów cyfrowej radiokomunikacji ruchomej spowodował, że powstały potrzeby nieustannego opracowywania nowych rozwiązań urządzeń, które mogłyby sprostać zapotrzebowaniu użytkowników na nowe usługi transmisji, w tym usługi transmisji danych o dużych przepływnościach. Ponadto różnorodność standardów systemów łączności radiowej w transporcie, szczególnie w transporcie szynowym oraz duża mobilność użytkowników, powodują, że pożądane jest opracowanie wielosystemowego terminala ruchomego, zdolnego do współpracy z systemami radiokomunikacyjnymi działającymi w różnych standardach i zapewniającego dostęp do nowoczesnych usług oraz bezpieczeństwo kryptograficzne transmisji. Stało się to powodem podjęcia prac nad koncepcją realizacji radia programowalnego (ang. SDR - Software Defined Radio), której celem jest zastąpienie członów nadawczo-odbiorczych, realizowanych sprzętowo, w jednym standardzie transmisji, przez możliwie uniwersalny hardware, w którym występują człony wielkiej częstotliwości nadajnika i odbiornika, szerokopasmowe przetworniki C/A i A/C oraz procesor sygnałowy w połączeniu z innymi układami programowalnymi. Wówczas funkcje toru nadawczo-odbiorczego mogą być realizowane w sposób programowy. Problem badawczy i metoda badawcza Technologia radia programowalnego umożliwia realizację urządzeń pracujących w różnego rodzaju analogowych i cyfrowych systemach łączności radiowej. W pracy zaprezentowano zagadnienia dotyczące koncepcji realizacji radia programowalnego. Zaprezentowano oprogramowanie GNU Radio, służące do realizacji operacji przetwarzania sygnałów w torach nadawczo-odbiorczych urządzeń zrealizowanych w technologii SDR. Przedstawiono również środowisko graficzne GNU Radio Companion, które ułatwia projektowanie i realizację oprogramowania do realizacji radia programowalnego. Przykład aplikacji nadajnika i odbiornika zrealizowanej z wykorzystaniem oprogramowania GNU Radio, pokazuje łatwość, z jaką można tworzyć urządzenia nadawczo-odbiorcze w technologii SDR. Aplikacja ta została uruchomiona i pracowała na przykładowej platformie sprzętowej SDR realizując transmisję z urządzeniami wykonanymi w dotychczas stosowanej technologii. Schemat i budowa tej platformy sprzętowej SDR została również opisana w referacie. Wnioski i podsumowanie Technologia radia programowalnego umożliwia szybką zmianę właściwości sprzętu i dostosowanie go do aktualnych zastosowań. Technologia SDR umożliwia wykorzystanie tego samego sprzętu, z odpowiednim oprogramowaniem, w różnych, często odmiennych zastosowaniach np. w transporcie szynowym, drogowym czy zastosowaniach specjalnych. Dodatkowo możliwość łatwego, programowego upgrade’u właściwości sprzętu pozwala wydłużyć czas wykorzystania urządzeń. Bibliografia (tylko najistotniejsze pozycje) 1. Harada H., Prasad R.: Simulation nad Software Radio for Mobile Communication, Artech House, London 2002. 2. Marczak A., Katulski R. J., Stefański J.: Technika radia programowalnego, Przegląd Telekomunikacyjny, Nr 10/2004. 3. NI USRPTM-2920 Device specification 50 MHz to 2.2 GHz Tunable RF Transceiver, National Instruments. 4. NI USRP-29xx Datasheet Universal Software Radio Peripherals, National Instruments. 5. Stefański J., Gajewski S., Marczak A.: Radio rekonfigurowalne programowo w systemie UMTS, Elektronik nr 11/2001.
Józefów 2014
71
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES SOFTWARE DEFINED RADIO TECHNOLOGY IN RAIL TRANSPORT Andrzej Marczak Gdansk University of Technology, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, Department of Radiocommunication Systems and Networks e-mail:
[email protected] Keywords: SDR, GNU Radio, GNU Radio Companion Introduction The rapid development of digital mobile radio systems led to the need to continually develop new solutions and equipment that would meet user demand for new transmission services, including high speed data transmission. In addition, a variety of radiocommunication system standards in transport, particularly rail transport and the high mobility of users, make it desirable to develop a multisystem mobile terminals capable to work with radio systems operating in various standards and providing access to modern transmission services with cryptographic security. It became the reason to work on the implementation of the concept of Software Defined Radio – SDR. The aim of the SDR is to replace hardware transceiver blocks implemented in a single transmission standard, universal hardware, in which there are high-frequency transmitter and receiver blocks, broadband D/A and A/D converter and the signal processor in conjunction with other programmable systems. Then the signal processing functions of the transceiver can be implemented in software. Research problem and research methodology Software Defined Radio technology enables the realization of devices in various types of analog and digital radiocommunication systems. This paper presents the issues concerning the implementation of the SDR. GNU Radio software The paper presents GNU Radio software used to implement the signal processing implemented in SDR transceiver devices. It also presents a GNU Radio Companion graphical environment, which facilitates the design and implementation of software for the implementation of the SDR. Example of the transmitter and receiver applications implemented using the GNU Radio software, shows the ease with which you can create transceivers in SDR technology. This application has been launched and worked on the SDR hardware platform realizing connection with devices made in the existing technology. Scheme and construction of the SDR hardware platform are also described in the paper. Conclusions SDR technology allows you to quickly change the properties of hardware equipment and adapting it to the current application. This technology allows you to use the same hardware equipment, with appropriate software, in different, often diverse applications eg. in rail or road transport and special applications. In addition, the ability to easily, software upgrade equipment properties allows increase the time of use the hardware equipment. Literature 1. Harada H., Prasad R.: Simulation nad Software Radio for Mobile Communication, Artech House, London 2002. 2. Marczak A., Katulski R. J., Stefański J.: Technika radia programowalnego, Przegląd Telekomunikacyjny, Nr 10/2004. 3. NI USRPTM-2920 Device specification 50 MHz to 2.2 GHz Tunable RF Transceiver, National Instruments. 4. NI USRP-29xx Datasheet Universal Software Radio Peripherals, National Instruments. 5. Stefański J., Gajewski S., Marczak A.: Radio rekonfigurowalne programowo w systemie UMTS, Elektronik nr 11/2001.
72
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES MODERN APPROACHES TO THE MANAGEMENT OF THE TECHNICAL STATE OF THE ELECTRICAL EQUIPMENT OF TRACTION SUBSTATIONS Oleksandr Matusevych Dnepropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician Lazaryan e–mail:
[email protected] Keywords: management, technical condition, operation, reliability Introduction Improving the efficiency of management and organization process of operation power electric equipment of traction substations (TS) of power supply distances of railways can be achieved by obtaining the optimal technical condition (TC) of electric equipment relative to the initial and ensure reliability at a given level in the further. Management of the technical condition of traction substations is performed according to normative and technical documentation at the nowadays. According to these documents, maintain the necessary level of reliability of electrical equipment during operation is provided by the several ways. There are the significant safety coefficients of equipment which are incorporated in its creation and system of technical maintenance and periodic repairs. Sometimes this service causes to the unjustified costs. Because the electric equipment of traction substations may not require maintenance and replacement parts aren’t reached a critical measures of wear at the moment of maintenance. Methods of solving the problem Management of technical condition of electric equipment during operation can be accomplished by the several ways. There are managing the operation regimes, management of reliability and durability and by direct control of the process states of operation. The basic principle of the new technology for management of technical state of the electrical equipment is ensuring reliability of functioning the equipment of traction substations. This principle is based on the individual monitoring of real changes in the actual technical state of equipment in service. Control indicator of the technical state of the electrical equipment Wу (t ) during t was administered for evaluate the effectiveness of management according to this principle. The control indicator are presented like a function Wу (t ) = f (Q(t ), R(t ), P(t ), Z (t ), M (t )) . We have next components in this expression. There are Qу (t ) -
R(t ) - actually worked for a time between resource t ; P(t ) probability of failure-free operation of the operating time t ; Z (t ) - total repair and maintenance costs for technical diagnostics, maintenance and repair of the operating time t ; M (t ) - matrix of state management of the operation of a group of technologically interconnected electrical equipment for operating time t . electrical parameters of the operating time t ;
Conclusion This management principle of the technical condition of electric equipment of traction substations can be used to improve the reliability of its work on interval operating time, and achieve optimal operation of electrical equipment throughout the life cycle. Literature 1. Instructions for maintenance and repair of equipment of traction substations, power paragraphs and sectioning electrified railways. [Ukr] Belaya Tserkov 2007. 2. Smith J.: Trends in PD-diagnostics for Asset Management of Aging HV Infrastructures. Proc. 14th International Symposium on High Voltage Engineering, Beijing, 2005. 3. Romanenko S. Transparency and reasonableness the costs of maintenance and repair /– [Rus] http://www.pacc.ru. 2013.
Józefów 2014
73
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM WAGON DWUCZŁONOWY Z ROZŁĄCZALNĄ STRUKTURĄ NOŚNĄ DO TRANSPORTU NACZEP DROGOWYCH W RUCHU KOMBINOWANYM, KOLEJOWO-DROGOWYM Marian Medwid, Włodzimierz Stawecki, Jarosław Czerwiński Instytut Pojazdów Szynowych „Tabor” e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: wagon dwuczłonowy, transport kombinowany, przeładunek poziomy, naczepa drogowa Wprowadzenie Referat prezentuje innowacyjną koncepcję wagonu do transportu naczep drogowych w ruchu kombinowanym. Zilustrowano w nim strukturę nośną wagonu oraz sposób łączenia i ryglowania segmentów członu wagonu. Przedstawiono poszczególne etapy załadunku naczepy drogowej na strukturę nośną wagonu. Wytyczono dalsze kierunki badań naukowych nad rozwojem i wdrożeniem innowacyjnych systemów transportowych w ruchu kombinowanym.. Wnioski i podsumowanie Prezentowana koncepcja wagonu dwuczłonowego została zweryfikowana przeprowadzonymi wstępnymi badaniami symulacyjnymi wytrzymałości ustrojów nośnych wagonu oraz w zakresie wymagań dotyczących bezpieczeństwa i dynamiki ruchu. Konstrukcja jest kolejną innowacyjną propozycją IPS „TABOR” do wykorzystania w ruchu kombinowanym kolejowo-drogowym. Bibliografia 1. Madej J., Medwid M. Cichy R, Jakuszko W., Nowaczyk T.: Modułowy system transportu naczep środkowych na wózkach kolejowych w ruchu kombinowanym kolejowo-drogowym. Pojazdy Szynowe 2/2012. 2. Madej J., Medwid M., Cichy R., Nowaczyk T.: Wybrane aspekty procesu tworzenia modelu modułowego systemu naczep drogowych w ruchu kombinowanym. XXI Konferencja Naukowa Pojazdy Szynowe. WrocławWojanów, maj 2014. 3. Madej J., Medwid M., Stawecki W.: Bezpieczny sprzęg międzynaczepowy dla modułu kolejowego uformowaniu naczep drogowych w kombinowanym ruchu kolejowo-drogowym. XXI Konferencja Naukowa Pojazdy Szynowe. Wrocław-Wojanów, maj 2014 4. Merkisz-Guranowska A., Czerwiński J.: Stan rozwoju transportu intermodalnego w przewozach kolejowych kombinowanych w Polsce. XXI Konferencja Naukowa Pojazdy Szynowe. Wrocław-Wojanów, maj 2014. 5. Tomaszewski F., Medwid M., Nowaczyk T., Czerwiński J.: Cechy charakterystyczne modułowego systemu transportu naczep drogowych w odniesieniu do znanych systemów transportowych w ruchu intermodalnym kolejowo-drogowym. XXI Konferencja Naukowa Pojazdy Szynowe. Wrocław-Wojanów, maj 2014.
Józefów 2014
75
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES TWO – SECTION WAGON WITH UNCOUPLED LOADING STRUCTURE FOR ROAD TRAILERS TRANSPORT IN THE COMBINED RAILWAY - ROAD TRAFFIC Marian Medwid, Włodzimierz Stawecki, Jarosław Czerwiński Instytut Pojazdów Szynowych „Tabor” e-mail:
[email protected] Keywords: two-section wagon, combined transport, horizontal handling, road trailer Introduction The paper presents the innovative conception of the wagon for road trailers transport in the combined transport. The loading structure of wagon and the way of joining as well as locking the segments of the wagon section are shown. The individual stages of loading of the road trailer on the wagon loading structure are presented. The future directions of research on the development and implementation of the innovative transport systems in the combined transport are delimited. Conclusions The presented conception of the two-section wagon has been verified with the carried out preliminary simulation tests of strength of the wagon loading structure and in the range of requirements concerning safety and movement dynamics. This structure is another innovative proposal of IPS „TABOR” for using in the combined railway-road traffic. Literature 1. Madej J., Medwid M. Cichy R, Jakuszko W., Nowaczyk T.: Modular system of the transport of central trailers on the railway bogies in the combined railway-road traffic. Pojazdy Szynowe 2/2012. 2. Madej J., Medwid M., Cichy R., Nowaczyk T.: Selected aspects of the building process of modular system model of the road trailers in the combined traffic. XXI Scientific Conference of Rail Vehicles. WrocławWojanów, May 2014. 3. Madej J., Medwid M., Stawecki W.: Safe inter-trailer coupler for the railway module of forming the road trailers in the combined railway-road traffic. XXI Scientific Conference of Rail Vehicles. Wrocław-Wojanów, May 2014. 4. Merkisz-Guranowska A., Czerwiński J.: State of the intermodal transport development in the railway combined transport in Poland. XXI Scientific Conference of Rail Vehicles. Wrocław-Wojanów, May 2014. 5. Tomaszewski F., Medwid M., Nowaczyk T., Czerwiński J.: The characteristics of the modular system of road trailers transport in relations to the known transport systems in the intermodal railway-road traffic. XXI Scientific Conference of Rail Vehicles. Wrocław-Wojanów, May 2014.
76
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM ZRÓWNOWAŻONA POLITYKA ODZYSKU MATERIAŁÓW Z TABORU KOLEJOWEGO WYCOFANEGO Z EKSPLOATACJI Agnieszka Merkisz-Guranowska1, Paweł Daszkiewicz2, Jerzy Merkisz1, Maciej Andrzejewski2, Hanna Stawecka2 1 Politechnika Poznańska, 2Instytut Pojazdów Szynowych „TABOR” e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: recykling, ekoprojektowanie, tabor kolejowy Wprowadzenie Kluczowe znaczenie dla oddziaływań środowiskowych ma etap projektowania, na którym definiuje się przyszłe oddziaływania środowiskowe taboru poprzez określenie składu materiałowego, stosowanych technologii oraz parametrów technicznych. Obniżając negatywne oddziaływania taboru na środowisko należy stosować się do zasad ekoprojektowania (ang. eco-design), czyli tworzenia produktu przyjaznego środowisku. Ekoprojektowanie wiąże się ściśle z wdrażaniem zasady 3R tj. reduce, reuse and recycle (redukcją, ponownym wykorzystaniem i recyklingiem), zgodnie z którą w fazie projektowania nowych pojazdów szynowych oraz opracowywania technologii wytwarzania należy minimalizować ilość powstających odpadów po wycofaniu (reduce) [3]. Na etapie eksploatacji należy ponownie wykorzystywać jak największą liczbę części i podzespołów bezpośrednio lub w wyniku ich regeneracji (reuse). Na etapie likwidacji pojazdu szynowego należy z kolei ponownie przetwarzać jak najwięcej odpadów (recycle). Problem badawczy i metoda badawcza Jedną z możliwości ograniczenia negatywnego oddziaływania taboru kolejowego na środowisko naturalne jest właściwa utylizacja pojazdów wycofanych z eksploatacji. Nie istnieją przepisy dotyczące odzysku i recyklingu taboru, ale ze względu na społeczną odpowiedzialność i ewentualne korzyści ekonomiczne można znaleźć dużo przykładów takich działań. Opisano zasady związane z wycofanych z eksploatacji taboru, a także procedury zbycia taboru. Przedstawiono również stopę zwrotu zastosowanych materiałów i możliwości odzyskiwania wybranych elementów pojazdów szynowych. Wnioski i podsumowanie Dzięki wdrażaniu dobrowolnej polityki recyklingu przez producentów taboru współczesne pojazdy szynowe są przygotowane do tego, aby poddawać je po wycofaniu z eksploatacji odzyskowi. Producenci taboru projektując pojazdy uwzględniają konieczność poddania ich recyklingowi po wycofaniu z eksploatacji, co wyraża się w stosowaniu materiałów podatnych na recykling, znakowaniem materiałów oraz odpowiednim łączeniu, co umożliwi szybki demontaż i rozdzielenie frakcji materiałowych. Tym samym wskaźnik odzysku taboru szynowego może wynieść nawet 95%, podobnie jak w przypadku pojazdów samochodowych. Rzeczywisty wskaźnik odzysku będzie jednak zależał od wielu czynników takich jak: istniejące zaplecze specjalistycznych zakładów recyklingu materiałowego, dostępność technologii odzysku zwłaszcza nowych typów materiałów, popyt na surowce wtórne i części do ponownego użytku, regulacje prawne zobowiązujące podmioty gospodarcze do osiągnięcia określonych wskaźników odzysku oraz oczekiwania i polityka ochrony środowiska stosowana przez użytkowników taboru. Bibliografia 1. UIC & United Nations Conference on Sustainable development RIO+20, Rio de Janeiro, 13-22 June 2012. 2. International EPD Consortium, “Product category rules (PCR) for preparing an environmental product declaration (EPD) for rail vehicles”, UNCPC Code: 495, 1.12.2009. 3. UNIFE Association of the European Rail Industry, Sustainable Transport Committee, “Recyclability and Recoverability Calculation Method - Railway Rolling Stock”, Brussels, 1.03.2013.
Józefów 2014
77
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES BALANCED POLICY THE RECOVERY OF MATERIAL FROM RAILWAY ROLLING STOCK END OF LIFE Agnieszka Merkisz-Guranowska1, Paweł Daszkiewicz2, Jerzy Merkisz1, Maciej Andrzejewski2, Hanna Stawecka2 1 Poznan University of Technology, 2The Rail Vehicles Institute “TABOR” e-mail:
[email protected] Keywords: Recycling, eco-design, railway rolling stock Introduction Crucial for environmental impacts is the design phase, which defines the future environmental impact of the rolling stock by determining the material composition, applied technology and technical parameters. By reducing negative impacts on the environment of the rolling stock must adhere to the principles of eco-design, namely the creation of environmentally-friendly product. Eco design is closely associated with the implementation of such 3R rules: reduce, reuse and recycle (reduction, reuse and recycling), according to which the design phase of new rail vehicles and the development of manufacturing technology should minimize the amount of waste after the withdrawal (reduce). At the stage of operation, again using as many parts and components directly or as a result of their recovery (reuse). At the stage of liquidation rail vehicle must turn again to process as much waste (recycle). Research problem and research methodology In the presentation, the sources of fatigue cracks formation in railway axles are presented. There is shown a comparison of internal integrity requirements that need to be met for a new railway axis and for a one that has been already in-service. The source documents are presented, which regulate the research methodology with a comparison of a unified research methodology with a type A visualization according to PN-EN 12668-1:2010 and with a type D visualization (Phased Array), which is inconsistent with PN-EN 12668-1:2010 and widely used in industry. The carried tests and the analysis of the results allow the conclusion that Phased Array technique is a technique for future, much shortening ultrasonic scanning of railway axis and partially eliminating the process of results interpretation. However, there is a serious barrier to be overcome before the PA technique will be successfully implemented. The method validation must be performed, which is expensive and time-consuming, as well as, the research instructions of railway axis, taking into account new technique, must be developed. Conclusions Thanks to the implementation of a voluntary policy, modern vehicles are ready for their end-of-life recycling. The recovery of raw materials through recycling is a sustainable type of creation of value. A wide variety of materials can be re-processed and then secondary raw materials can be re-used. The rolling stock manufacturers, when designing a vehicle, allow for the necessity of their recycling, which is manifested through the application of recyclable materials, material marking and proper material combinations. This is to enable quick dismantling and separation of the material fractions in the future. The rolling stock recovery rate may reach up to 95%, similarly to motor vehicles. The actual recovery rate, however, will depend on many factors such as: the existence of infrastructure of specialized material recycling facilities, accessibility to recovery technologies, new types of materials, demand for recycled materials and refurbished parts, legal regulations forcing the business entities to achieve required recovery rates and the expectations and environment protection policies applied by the rolling stock owners and users. Literature 1. UIC & United Nations Conference on Sustainable development RIO+20, Rio de Janeiro, 13-22 June 2012. 2. International EPD Consortium, “Product category rules (PCR) for preparing an environmental product declaration (EPD) for rail vehicles”, UNCPC Code: 495, 1.12.2009. 3. UNIFE Association of the European Rail Industry, Sustainable Transport Committee, “Recyclability and Recoverability Calculation Method - Railway Rolling Stock”, Brussels, 1.03.2013.
78
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM AKTUALNE TRENDY W BADANIACH EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ Z POJAZDÓW TRANSPORTU MASOWEGO Jerzy Merkisz1, Włodzimierz Stawecki2, Jacek Pielecha1, Ireneusz Pielecha1, Maciej Andrzejewski2, Paweł Daszkiewicz2 1 Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, 2 Instytut Pojazdów Szynowych “TABOR”, Poznań e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: pojazdy szynowe, pojazdy drogowe, silniki spalinowe, emisja zanieczyszczeń Wprowadzenie Pojazdy użytkowe są pojazdami, które z pewnością odgrywają kluczową rolę w transporcie osób i ładunków. Od wielu dziesięcioleci źródłem napędu tych pojazdów – w większości przypadków – są silniki ZS, charakteryzujące się dużymi wartościami momentu obrotowego. Ponadto, jeśli weźmie się pod uwagę pojazdy przeznaczone do najcięższych zastosowań, ich jednostki napędowe charakteryzują się dużą wartością objętości skokowej, z czego wynika także duże przebiegowe zużycie paliwa. Z powyższego wynika zatem, że eksploatacja pojazdów użytkowych powoduje dużą emisję zanieczyszczeń i należy zwracać szczególną uwagę na kwestię zmniejszania ich negatywnego oddziaływania na środowisko. W aspekcie badań i oceny uciążliwości wobec środowiska pojazdów transportu masowego, ważna jest również kwestia eksploatacji pojazdów szynowych, wyposażonych zwłaszcza w trakcję spalinową (tego typu pojazdy są, obok ciężkich, drogowych, przedmiotem niniejszego referatu). Problem badawczy i metoda badawcza W referacie zawarto podstawowe informacje na temat emisyjnych przepisów homologacyjnych dopuszczających pojazdy transportu masowego do ruchu. Referat zawiera również informacje dotyczące aktualnie rozwijanych metod pomiaru emisji zanieczyszczeń w gazach wylotowych jednostek napędowych współczesnych pojazdów transportu masowego, przeznaczonych zarówno do przewozów pasażerskich, jak i towarowych. W referacie przedstawiono także przykładowe wyniki badań emisji zanieczyszczeń z wybranych pojazdów szynowych na polskich liniach kolejowych – w warunkach ich bezpośredniej eksploatacji. Wartości emisji składników gazowych spalin zestawiono z wartościami uzyskiwanymi dla pojazdów drogowych, również w warunkach ich rzeczywistej eksploatacji. Wnioski i podsumowanie Pomiary certyfikacyjne pojazdów transportu masowego przeprowadzane na hamowniach silnikowych dotyczą samego silnika i niestety nie przedstawiają żadnej informacji o emisji i zużyciu paliwa podczas rzeczywistych warunków ruchu pojazdu nim napędzanego. Dlatego też do oceny ekologicznej pojazdów najbardziej pożądane są badania w rzeczywistych warunkach eksploatacji. Na podstawie wykonanych badań (nowy kierunek w badaniach emisji zanieczyszczeń w spalinach – aparatura typu PEMS), należy stwierdzić, że pojazdy szynowe w zakresie przewozu osób lub ładunków są w pełni konkurencyjnym środkiem transportu w stosunku do pojazdów drogowych pod względem emisji toksycznych składników spalin odniesionej do jednego pasażera lub jednej tony transportowanego ładunku. Bibliografia 1. Gao Y., Checkel M.D.: Emission factors analysis for multiple vehicles using an on-board, in-use emissions measurement system. SAE Technical Paper Series 2007-01-1327. 2. Kettner J.: Moving Towards Sustainable Mobility a Strategy for 2030 and Beyond for the European Railway Sector. 12 UIC Sustainability Conference, Venice 2012. 3. Merkisz J., Pielecha J., Radzimirski S.: New Trends in Emission Control in the European Union. Springer Tracts on Transportation and Traffic, Vol. 1, 2014. 4. Pielecha I., Pielecha J.: Tendencje w przepisach dotyczących emisji związków toksycznych przez silniki spalinowe pojazdów szynowych. Pojazdy Szynowe, nr 1, 2005, s. 52-59. 5. Walsh M.: Global trends in motor vehicle pollution control: a 2011 update. Combustion Engines, No. 2/2011. Józefów 2014
79
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES CURRENT TRENDS IN EXHAUST EMISSIONS RESEARCH OF MASS TRANSPORT VEHICLES Jerzy Merkisz1, Włodzimierz Stawecki2, Jacek Pielecha1, Ireneusz Pielecha1, Maciej Andrzejewski2, Paweł Daszkiewicz2 1 Poznan University of Technology, Faculty of Machines and Transportation, 2 Rail Vehicles Institute “TABOR”, Poznan e-mail:
[email protected] Keywords: rail vehicles, road vehicles, combustion engines, pollution emissions Introduction In the transport of passengers and cargo utility vehicles play an important role. The source of drive of these vehicles in most cases are compression ignition engines that are characterized by high values of torque. As far as vehicles for the heaviest duties are concerned their engines are not only diesels but additionally of high displacement, which is a direct reason for high fuel consumption. It follows, therefore, that the operation of utility vehicles causes high emissions and should pay particular attention to the issue of reducing their negative impact on the environment. In terms of research and evaluation of environmental nuisance to the mass transport vehicles, it is also important the issue of exploitation of railway vehicles equipped with internal combustion engines in particular (these types of vehicles are, next to heavy traffic, the subject of this paper). Research problem and research methodology The paper provides basic information on emission type approval regulations allowing mass transport vehicles to move. The paper also contains information about the currently developed methods for measuring emissions in the exhaust of engines of today's mass transport vehicles, designed for both passenger and freight transport. The paper also presents an example of the results of emissions tests from rail vehicles selected for the Polish railways – in terms of their direct operation. The values of the gaseous exhaust components compared with the values obtained for road vehicles, also in terms of their actual operation. Conclusions Measurements of the mass transport vehicles certification carried out on the engine test benches apply the same engine, and unfortunately do not provide any information on the emissions and fuel consumption while the actual conditions of a vehicle driving. Therefore, to evaluate the environmental performance of vehicles most desirable are tests under real operating conditions. On the basis of research (a new direction in the study of pollutant emissions in the exhaust – PEMS type apparatus), it is clear that rail vehicles for the carriage of passengers or cargo are fully competitive mode of transport compared to road vehicles in terms of toxic exhaust emissions referred to the one passenger or one ton of cargo transported. Literature 1. Gao Y., Checkel M.D.: Emission factors analysis for multiple vehicles using an on-board, in-use emissions measurement system. SAE Technical Paper Series 2007-01-1327. 2. Kettner J.: Moving Towards Sustainable Mobility a Strategy for 2030 and Beyond for the European Railway Sector. 12 UIC Sustainability Conference, Venice 2012. 3. Merkisz J., Pielecha J., Radzimirski S.: New Trends in Emission Control in the European Union. Springer Tracts on Transportation and Traffic, Vol. 1, 2014. 4. Pielecha I., Pielecha J.: Tendencje w przepisach dotyczących emisji związków toksycznych przez silniki spalinowe pojazdów szynowych. Pojazdy Szynowe, nr 1, 2005, s. 52-59. 5. Walsh M.: Global trends in motor vehicle pollution control: a 2011 update. Combustion Engines, No. 2/2011.
80
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM KONCEPCJA CERTYFIKACJI PODMIOTÓW ODPOWIEDZIALNYCH ZA UTRZYMANIE KOLEJOWYCH POJAZDÓW PASAŻERSKICH Mateusz Motyl1, Artur Babiak2 Politehnika Poznańska, Wydziała Maszyn Roboczych i Transportu, Instytut Silników Spalinowych i Transportu, Zakład Pojazdów Szynowych, 2 Koleje Śląskie Sp. z o.o, Dział Taboru e-mail:
[email protected]
1
Słowa kluczowe: system zarzadzania utrzymania (MMS), pojazd kolejowy, ECM, przewozy pasażerskie Streszczenie W artykule przedstawione zostały zagadnienia związane z utrzymaniem pojazdów kolejowych na terenie Unii Europejskiej. Stosowanie przez przedsiębiorstwa kolejowe odpowiednich systemów zarządzania utrzymania taboru kolejowego jest bardzo ważnym aspektem bezpieczeństwa prowadzenia ruchu kolejowego na terenie całej Europy. Zapewnienie akceptowalnego poziomu bezpieczeństwa w ruchu kolejowym jest jedną z najistotniejszych spraw odpowiedniego funkcjonowania tej gałęzi transportu. Uregulowania prawne, dotyczące bezpieczeństwa ruchu kolejowego zostały wspólnie opracowane przez Komisję Europejską oraz Europejską Agencje Kolejową i powinny zostać wprowadzone do krajowego prawodawstwa wszystkich państw członkowskich Wspólnoty Europejskiej. W celu uzyskania odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa na kolei przewoźnicy kolejowi są zobligowani do uzyskania certyfikatów bezpieczeństwa, a zarządcy infrastruktury do ich autoryzacji. Ten proces jest związany z wprowadzeniem oraz utrzymaniem Systemu Zarządzania Bezpieczeństwem (Safety Management Systems – SMS). Następnym krokiem do podniesienia poziomu bezpieczeństwa w ruchu kolejowym jest opracowanie odpowiednich systemów zarządzania utrzymaniem (Maintenance Management System – MMS) pojazdów kolejowych przez przedsiębiorstwa kolejowe zajmujące się eksploatacją pojazdów. Otrzymanie certyfikatu dla podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie lub certyfikat w zakresie funkcji systemu utrzymania jest możliwy w chwili obecnej tylko dla podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie wagonów towarowych. Proces oraz wymagania są opisane w Rozporządzeniu Komisji (UE) nr 445/2011 z dnia 10 maja 2011 r. w sprawie systemu certyfikacji podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie w zakresie obejmującym wagony towarowe oraz zmieniające Rozporządzenie (WE) nr 653/2007. Europejska Agencja Kolejowa opracowała także przewodnik do wymienionego rozporządzenia, którego stosowanie ułatwia oraz wspiera w przeprowadzeniu certyfikacji podmiotu odpowiedzialnego za utrzymanie. Podmioty odpowiedzialne za utrzymanie wagonów pasażerskich lub zespołów trakcyjnych wykorzystywanych do przewozów pasażerskich nie podlegają aktualnie systemowi certyfikacji. Wymagane poziomy bezpieczeństwa w przewozach pasażerskich są wyższe od poziomów wymaganych w przewozach towarowych. W przewozach pasażerskich skutki błędnego lub nieprawidłowego utrzymania pojazdów mogą prowadzić do generowania wyższych kosztów eksploatacji taboru lub uszczerbku na zdrowiu pasażera, a w najgorszym przypadku nawet jego śmierci. Z tego powodu w artykule poddano analizie możliwości opracowania systemu certyfikacji podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie wagonów pasażerskich lub ogólnie pojazdów pasażerskich na podstawie już istniejącego systemu certyfikacji podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie wagonów towarowych. Bibliografia 1. Ustawa z dnia 28 marca 2003 r. o transporcie kolejowym (tekst jednolity: Dz. U. z 2013 r., poz. 1594 ze zm.). 2. Rozporządzenie Komisji (UE) NR 445/2011 z dnia 10 maja 2011 r. w sprawie systemu certyfikacji podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie w zakresie obejmującym wagony towarowe oraz zmieniające rozporządzenie (WE) nr 653/2007. 3. Dyrektywa 2004/49/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 29 kwietnia 2004 r. w sprawie bezpieczeństwa kolei wspólnotowych oraz zmieniająca dyrektywę Rady 95/18/WE w sprawie przyznawania licencji przedsiębiorstwom kolejowym, oraz dyrektywę 2001/14/WE w sprawie alokacji zdolności przepustowej infrastruktury kolejowej i pobierania opłat za użytkowanie infrastruktury kolejowej oraz certyfikację w zakresie bezpieczeństwa. Józefów 2014
81
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES CONCEPT OF CERTIFICATION OF ENTITIES IN CHARGE OF MAINTENANCE FOR PASSENGER RAIL VEHICLES 1
Mateusz Motyl1, Artur Babiak2 Poznan University of Technology, Faculty of Machines and Transport, Poznan, Poland, 2 Silesia Rail, Rail Vehicles Department e-mail:
[email protected]
Keywords: Maintenance Management System (MMS), rail vehicle, ECM, passenger transport Abstract The paper deals with issues related to maintenance of railway vehicles across the European Union. Application of their relevant management systems for rolling stock maintenance is a very important aspect of the safety of railway traffic across Europe. To ensure an acceptable level of safety in rail traffic is one of the most important issues in transport. Regulations of safety rail traffic has been developed together by the European Commission and the European Railway Agency and should be entered into national legislation in all Member States of the European Community. In order to receive an adequate level of safety on the railways, rail operators are required to obtain a certificate of safety and infrastructure managers to their authorization. This process is associated with the introduction and maintenance of Safety Management System (Safety Management Systems - SMS). Next step to improve the level of safety in rail traffic is the development of relevant systems to manage the maintenance (Maintenance Management System - MMS) of units of the railway undertakings involved in the operation of vehicles. To get entity in charge of maintenance certificate or maintenance functions certificate is possible at the moment only for those responsible for the maintenance of freight wagons. The process and requirements are described in the Commission Regulation (EU) No 445/2011 of 10 May 2011. on a system of certification of entities in charge of maintenance for freight wagons and amending Regulation (EC) No 653/2007. The European Railway Agency has also prepared guide to this Regulation, the use of which facilitates and supports in carrying out certification of the entity in charge of maintenance. Entities responsible for the maintenance of passenger vehicles or multiple units are currently have no obligation to certification system. The required levels of safety in passenger are higher than the levels required by freight. The effects of misuse or improper maintenance of vehicles can lead to generation higher operating costs, bodily injury of passengers or even death. For this reason, the article shows the possibility of developing system of certification of entities in charge of maintenance for passenger cars or vehicles based on the actually system of certification of entities in charge of maintenance for freight wagons. Literature 1. Ustawa z dnia 28 marca 2003 r. o transporcie kolejowym (tekst jednolity: Dz. U. z 2013 r., poz. 1594 ze zm.). 2. Commission Regulation (EU) No 445/2011 of 10 May 2011. on a system of certification of entities in charge of maintenance for freight wagons and amending Regulation (EC) No 653/2007. 3. Directive 2004/49/EC of the European Parliament and of the Council of 29 April 2004 on safety on the Community’s railways and amending Council Directive 95/18/EC on the licensing of railway undertakings and Directive 2001/14/EC on the allocation of railway infrastructure capacity and the levying of charges for the use of railway infrastructure and safety certification.
82
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM
INNOWACYJNY SYSTEM DO TRANSPORTU INTERMODALNEGO NA BAZIE WAGONU Z OBROTOWĄ PLATFORMĄ ŁADUNKOWĄ Tadeusz Niezgoda, Wiesław Krasoń, Wiesław Barnat Wojskowa Akademia Techniczna e-mail:
[email protected];
[email protected];
[email protected] Słowa kluczowe: system transportu intermodalnego, wagon z obrotową platformą ładunkową, wybrane aspekty współpracy systemu z istniejącą infrastrukturą kolejową Wprowadzenie W europejskim transporcie kolejowym wprowadzano w ostatnich latach systemy kombinowane oparte na przeładunku pionowym, poziomym lub inne. Systemy te wymagają rozbudowanych terminali przeładunkowych wyposażonych np. w urządzenia przeładunku pionowego o odpowiednim udźwigu lub inne drogie i skomplikowane urządzenia umożliwiające realizację czynności załadunkowych i wyładunkowych. Najnowszym rozwiązaniem rozwijanym w Europie w ostatnich latach jest system przewozu koleją samochodów ciężarowych typu TIR opracowany przez firmę francuską MODA LOHR [1]. System ten wymaga rozbudowanej infrastruktury w szczególności peronów oraz konieczność odpowiedniego utrzymania urządzeń peronu szczególnie w warunkach zimowych, co zwiększa koszty jego eksploatacji. W naszym kraju nie wdrożono dotychczas systemu do transportu intermodalnego. Przedmiot badań Innowacyjny system proponowany w pracy bazuje na specjalnym wagonie z płaską i nisko posadowioną, obrotową platformą ładunkową [2]. Wagon taki może być używany do transportu różnych pojazdów np. ciągników, ciężarówek, przyczep, naczep i kontenerów. System, w którym zastosowano specjalne wagony stwarza możliwość łatwego i szybkiego autonomicznego załadunku pojazdów (bez dodatkowych urządzeń dźwigowych), nie wymaga zastosowania specjalnej infrastruktury oprócz płaskiego peronu o wzmocnionej powierzchni i każdy wagon może być rozładowywany oddzielnie. Zastosowanie powtarzalnego wagonu z automatycznie obracaną platformą umożliwia: szybki i prosty załadunek-rozładunek, bez dodatkowych urządzeń dźwigowych transport naczep o wysokości do 4 m i zestawów o długości do 17 m z zachowaniem skrajni kolejowej GB1, ze szczególnym uwzględnieniem 130 mm wysokości konstrukcji nad główką szyny, bezpieczny i ekologiczny transport z wykorzystaniem relatywnie taniej infrastruktury i przy niskich kosztach eksploatacji takiego systemu. W pracy zostanie przedstawiona koncepcja takiego systemu intermodalnego z innowacyjnym wagonem i zastosowane rozwiązania konstrukcyjne. Podsumowanie Zastosowanie zestawu specjalnych wagonów kolejowych do transportu intermodalnego [3] wiąże się z następującymi korzyściami: przyspieszenie tranzytu samochodów ciężarowych, zmniejszenie szkodliwości oddziaływania na środowisko naturalne, zmniejszenie stopnia zniszczenia dróg publiczny przez przejazdy ciężkich samochodów, zwiększenie zdolności jednorazowego pokonywania długich dystansów, co ma szczególne znaczenie przy przewożeniu towarów o dużych masach, zmniejszenie ruchu na drogach, zwiększenie bezpieczeństwa dróg publicznych, skrócenia czasu dostawy towaru do odbiorcy, między innymi dzięki mniejszej wrażliwości transportu kolejowego na niekorzystne warunki pogodowe (zwłaszcza w okresie zimy) oraz eliminacja postoju samochodów ciężarowych na przejściach granicznych, a także obniżenie kosztów przejazdu samochodów ciężarowych Bibliografia 1. www.modalohr.com/pl.htm, 15.08.2012. 2. Zespół KMiIS WAT: A railway wagon with a rotatable loading floor. European patent, EP10461528.1, 2013. 3. Stokłosa J., Transport intermodalny technologia i organizacja, Wydawnictwo Naukowe Wyższej Szkoły Ekonomii i Innowacji, Lublin 2011.
Józefów 2014
83
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES
INNOVATIVE SYSTEM FOR INTERMODAL TRANSPORT BASED ON THE RAILWAY WAGON WITH ROTATABLE LOAD PLATFORM Tadeusz Niezgoda, Wiesław Krasoń, Wiesław Barnat Military University of Technology e-mail:
[email protected];
[email protected];
[email protected] Keywords: intermodal transport system, wagon with a rotatable load platform, selected aspects of the system cooperation with the existing railway infrastructure Introduction In European railway transport in recent years, have been implemented combined systems based on horizontal or vertical reloading or others systems. These systems require developed reloading terminals equipped, for example, with vertical reloading devices of accurate load capacity or other expensive and complicated devices enabling loading and unloading activities. The latest solution, developed in Europe in recent years, is the system of transportation of TIR type trucks by railway developed by French company MODA LOHR [1]. This system requires extended infrastructure, especially, platforms as well as proper maintenance of the platform devices, particularly in winter condition, what increases costs of its exploitation. There hasn’t been implemented a system to intermodal transport in our country so far. Subject of considerations The innovative system proposed in the paper based on the special railway wagon with a rotatable, low and flat loading floor [2]. It can be used for transporting various types of vehicles, for example, tractors, trucks, trailers, semitrailers, cargo containers. The railway system used special wagons allows quick and convenient, self loading and unloading of vehicles (no cranes needed); no platform infrastructure is required, instead of hardened, flat, surface; no need for hubs, terminals or special logistics; each wagon can be operated separately. In relation to presently utilized construction of such a type, the presented wagon’s advantages are as follows; applying of repeatable wagons-platforms with an automatic rotating body for fast, safe and easy loading and unloading of trucks, constructional dimensions of the wagon with the load in the form of a semitrailer up to 4 m meet GB1 gauge, with the special consideration to 130 mm height over the rail head, applying of repeatable reloading railway platforms in the form of a system of repeatable segments for quick, easy and safe loading and unloading of trucks without additional crane devices, relatively simple and cheap infrastructure of the proposed system, enabling of cheap, ecological and safe transport of truck tractors with a semitrailer with a total length of 17 m, low exploitation costs of such a system. Idea of the intermodal system with innovative railway wagons and used constructional solutions will be presented in the paper. Summary Application of a set of special railway wagons for combined transport [3] benefits in the following areas: reducing of trucks transit time, reducing harmfulness of the influence on natural environment, reducing the level of damaging public roads by heavy vehicles, increasing capabilities to cover long distances at a time, what is particularly important in the case of transportation of heavy goods, reducing traffic on the roads, increasing safety of public roads, shortening the time of goods delivery to the recipient, among others, thanks to lower sensitivity of railway transport to adverse weather conditions (especially during winter time) and elimination of stopovers of trucks at the boarders as well as lowering costs of trucks transit. Reference 1. www.modalohr.com/pl.htm, 15.08.2012. 2. Zespół KMiIS WAT: A railway wagon with a rotatable loading floor. European patent, EP10461528.1, 2013. 3. Stokłosa J., Transport intermodalny technologia i organizacja, Wydawnictwo Naukowe Wyższej Szkoły Ekonomii i Innowacji, Lublin 2011.
84
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES FROM ACCEPTANCE ON THE LEVEL OF INDIVIDUAL EU COUNTRIES VIA CROSS ACCEPTANCE TO THE COMMON EUROPEAN ACCEPTANCE INTRODUCTION TO THE PLENARY SESSION - ACCEPTANCE CHALLENGES Marek Pawlik – chairman of the plenary opening session Instytut Kolejnictwa (Warsaw Railway Institute) e-mail:
[email protected];
[email protected] Keywords: railway, rolling stock, ETCS, acceptance, certification, authorization Introduction One can say, that European Union has already liberalized railway transport. This is half true. We do have multiple railway undertakings using the same infrastructure for trains serving transport needs. It is even true, that different railway undertakings compete offering transport sometimes from the same origin to the same destination. However railway transport is in practice liberalized only on the level of individual countries of the European Union. Safety certification of the railway undertakings still partly taking place on the level of individual countries as well as acceptance of railway products and services mostly on the level of individual countries practically lock railway services in the borders, which do not exist for other transport modes. The fact that procedures for railway undertakings’ safety certification as well as railway products’ acceptance are harmonized thanks to European legislation does not mean that railway transport is already liberalized nowadays. It only means that it will be liberalized on the European level in the future. Transition has already started but it will take not months but years. The plenary session of the third ‘Advanced Rail Technologies’ conference is dedicated to the challenges of railway products acceptance with special focus on rolling stock and their control command equipment as full and easy acceptance of traction rolling stock is an absolute requirement for the railway liberalization on the European level. The on-board control command has to be seen as part of existing national signaling based on the track-train data exchange seen from European level as class B and/or the European Train Control System (ETCS) as class A system. Internal borders in EU still exist for rail Generally each plane suits each airport and each road is good for each car. This means that thanks to Shengen Agreement crossing internal borders between EU countries by planes and cars no longer requires administrative permissions or dedicated documents as technical borders did not exist since a long time. At the same time internal borders between countries in the European Union still exist for railway transport due to several reasons: - Technical solutions differ from country to country because technical solutions were tightly linked with the offer of the national industry. Now industry due to globalization processes has become European or even global. Different technical solutions are offered by different competing entities and theoretically can be used in different countries, however - new technical solutions must be fully compatible with existing network and with existing rolling stock and specially with all technical equipment influencing technical and functional interfaces between rolling stock and infrastructure, and therefore - changing technical solution is frequently possible only by huge investments which does not give real profit from the point of view of individual market players, which frequently does not gain anything. It is even worse because sometimes it means strengthening of single companies monopolizing common market and at the same time destruction of others. Huge investments does not give real profit either from the point of view of individual countries e.g. due to scale of required investments, additionally - changes require time and therefore transitional periods which create extra organizational, operational and safety difficulties are seen as unacceptable risk, which has to be mitigated, and usually is - mitigated in accordance with safety measures differing from country to country and pointed as safety culture immanent for railway system which will be broken in case of introduction of other thinking, other solutions, different subdivision of safety related roles and responsibilities, etc. ad well as different maintenance procedures, different key personnel training and examination especially in relation to - different training and examination of train drivers, proving their competence in relation to traction units they are driving, in relation to signaling and operational rules they have to obey, and in relation to required knowledge of Józefów 2014
85
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES the railway lines on which they are entitled to drive. Moreover different health requirements and level of language knowledge - understanding commends and fluency of speaking in stress situations in cross-border operation. How we try to break / eliminate internal borders in EU for rail We all agree that elimination or at least breaking of the borders will create new possibilities for rail transport. First it will open real competition between transport modes – planes, cars and trains. This however requires: - technical solutions which can be offered by different suppliers produced in accordance with detailed enough European specifications creating homogenous railway technical system based on common European interoperable products changing railway subsystems namely permanent way, power supply, signaling and rolling stock into interoperable ones, creating interoperable rail system and keeping - coherency especially between existing rolling stock and modernized interoperable infrastructure as well as between modernized and new interoperable rolling stock and existing infrastructure minimizing risk related to transit periods in all dimensions, based on - European Railway Interoperability Directive and supporting European Technical Specifications for Interoperability (TSIs) including directly specified detailed requirements as well as European standards and specifications pointed as obligatory or harmonized, and keeping - or even creating competition between different suppliers minimizing at the same time - all transitional risk by defining safety related procedures not only for authorization of products but also for certification of the companies namely safety certification of the railway undertakings and safety authorization of the railway infrastructure managers by Railway Safety Directive and supporting Common Safety Methods (CSMs) including directly specified requirements for market entities and railway related governmental bodies, including in between others - common rules regarding train drivers’ training, health examinations, verification of route knowledge, language skills, understanding and skillfulness in signaling and operational rules. Special treatment of the traction rolling stock and its ETCS equipment Presently both track and rolling stock are already accepted as interoperable only exceptionally. Most of the railway tracks are not declared as interoperable even if their technical characteristic is generally appropriate e.g. due to lack of verification or due to small differences between required and real characteristic. For the same reasons most of the wagons, coaches and traction units are not declared as interoperable. The challenge for the railway liberalization on the European level is to achieve compatibility between rolling stock and tracks. The railway tacks as infrastructure do not move and therefore it is necessary to achieve easy multi-country acceptance for rolling stock. Taking into account agreements existing in the past like RIV and RIC the focus has to be put on the traction rolling stock Existing rolling stock has been constructed according national requirements which differ from country to country, which means that e.g. locomotive to be used for cross-border services has to be accepted independently in each country. That is not only expensive and time consuming solution. Such solution is also creating risk of loss of acceptance in the first country when achieving acceptance in the following e.g. due to influence of control command class B systems like Polish SHP, German INDUSI, Czech LS, Swiss ZUB, etc. especially as some of them are used in many countries with slight modifications and due to influence of control command class A systems on the braking system characteristic and performance. It is also possible to apply cross acceptance principle however it requires involvement of the National Safety Authorities and deep understanding of rules which were applied in the past during construction and acceptance of existing rolling stock. The absolute minimum is to collect all applied technical rules and analyze their equivalency. Without that it is impossible to decide whether locomotive is compatible with tracks in different countries and whether different on-board control command class B systems or class B system and ETCS will not influence each other in an unacceptable way and will not influence trackside class B or class A equipment. The third and certainly the best solution is to define detailed enough European requirements. This has already happened as European requirements are defined both for rolling stock as such and for on-board ETCS in a number of specifications pointed in annex A of the control command TSI as mandatory. New rolling stock as well as significantly modernized are checked against applicable common European requirements. Additionally new, and modernized as well as existing traction rolling stock is more and more being equipped with ETCS. This will however require time so cross acceptance principle has to be applied to follow other modes technological changes.
86
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM ZASTOSOWANIE WYKRESÓW RUCHU W PRACACH STUDIALNYCH REALIZOWANYCH PRZEZ INSTYTUT KOLEJNICTWA Beata Piwowar, Przemysław Brona Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: rozkład jazdy pociągów, wykres ruchu pociągów Referat 1. Wstęp. 2. Zasady konstrukcji wykresów ruchu. 2.1. Obliczenia trakcyjne – czasy jazdy, czasy postoju. 2.2. Rozmieszczenie posterunków ruchu / punktów eksploatacyjnych. 2.3. Układ tras pociągów. 3. Przykłady zastosowania wykresów ruchu w projektach inwestycyjnych linii kolejowych: 3.1. Wykres ruchu dla linii 1-torowej o znaczeniu lokalnym (np. linia nr 15, linia nr 158) 3.2. Wykres ruchu dla linii 2-torowej o znaczeniu krajowym/międzynarodowym (E20) 3.3. Wykresy ruchu dla odcinków linii kolejowych w węzłach kolejowych (węzeł poznański, węzeł łódzki) 4. Podsumowanie (nowoczesne metody konstrukcji wykresów ruchu np. Open Track, Viriato, RailSys).
Streszczenie Ruch pociągów na liniach kolejowych odbywa się na podstawie przygotowanego rozkładu jazdy pociągów. Proces opracowywania rozkładu jazdy od kilkudziesięciu lat opiera się na konstruowaniu wykresów ruchu pociągów, które stanowią jego graficzne odwzorowanie. W pierwszej części artykułu przedstawiono zasady konstruowania oraz elementy składowe wykresów ruchu. Zalicza się do nich przede wszystkim: czasy jazdy pociągów poszczególnych kategorii pociągów, rozmieszczenie punktów eksploatacyjnych (posterunki ruchu), a także wzajemne rozmieszczenie tras pociągów na poszczególnych szlakach linii kolejowych. W drugiej części opisane zostało zastosowanie wykresów ruchu pociągów w procesie opracowywania dokumentacji przedprojektowej (studium wykonalności) modernizacji lub rewitalizacji linii kolejowych. Przedstawione zostały przykłady wykresów ruchu dla linii jednotorowej o znaczeniu regionalnym/lokalnym, linii dwutorowej o znaczeniu magistralnym oraz wykresy ruchu dla odcinków linii kolejowych zlokalizowanych w węzłach kolejowych. W końcowej części artykułu opisane zostały przykłady nowoczesnych narzędzi do konstruowania wykresów ruchu.
Józefów 2014
87
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES ON-TIME: A CLOSED-LOOP REAL-TIME TRAFFIC CONTROL FRAMEWORK IN A REALISTIC RAILWAY ENVIRONMENT Egidio Quaglietta1, Francesco Corman2, Rob M.P. Goverde1 Department of Transport and Planning, Delft University of Technology 2 Department of Maritime and Transport Technology, Delft University of Technology e-mail:
[email protected] 1
Keywords: Real-time rescheduling, Closed-loop model predictive control, Stability analysis, Quality of dispatching plans. Abstract A wide literature is available on models and tools for the optimal real-time management of railway traffic, but the knowledge of their effects on real operations is still blurry and very limited due to the scarce implementation of these systems in practice. This paper analyses how these tools perform when interfaced in a closed-loop setup with a realistic traffic environment. A framework is developed that couples the rescheduling tool ROMA with the microscopic simulation model EGTRAIN. Railway traffic is managed for different perturbed scenarios using a rolling horizon scheme where optimal plans are periodically computed based on current traffic information and implemented in the simulation model. The closed-loop setup is investigated for different combinations of its parameters relatively to quality and stability of rescheduling plans. A comparison is performed against a typical open-loop approach that implements only the plan computed on the basis of expected train entrance delays. Both the closed-loop and the open-loop approaches are evaluated against the case in which no rescheduling is considered and trains keep on following the original timetable. Results obtained for the Dutch corridor Utrecht-Den Bosch show that the closed-loop always outperforms the openloop in terms References 1. Caimi G., Fuchsberger M., Laumanns M., Lüthi M., “A Model Predictive Control Approach For Discrete-Time Rescheduling In Complex Central Railway Station Areas”, Computers & Operations Research, Vol. 39, pp. 2578-2593, 2012. 2. [DAr07] D’Ariano A., Pacciarelli D., Pranzo M., “A Branch And Bound Algorithm For Scheduling Trains In A Railway Network”, EJOR, Vol. 183(2), pp. 643–657, 2007. 3. [Cor11] Corman F., D’Ariano A., Pranzo M., Hansen, I.A.. Effectiveness of dynamic reordering and rerouting of trains in a complicated and densely occupied station area. Transportation Planning and Technology 34(4), pp. 341-362, 2011 4. [Han08] Hansen I.A., Pachl J., Railway Timetable and Traffic, Eurailpress, Hamburg, 2008. 5. [Lüt09] Lüthi M., Improving the efficiency of heavily used railway networks through integrated real-time rescheduling, PhD thesis, ETH Zurich, 2009. 6. [Man09] Mannino C., Mascis A., Optimal Real-Time Control in Metro Stations, Operations Research, Vol. 57(4), pp.1026-1039, 2009. 7. [Maz09] Mazzarello M., Ottaviani E., “A Traffic Management System For Real-Time Traffic Optimisation In Railways”, Transportation Research Part B, 41(2), pp. 246-274, 2007. 8. Meng L., Zhou X., “Robust Single-Track Train Dispatching Model Under A Dynamic And Stochastic Environment: A Scenario-Based Rolling Horizon Solution Approach”, Transportation Research Part B, Vol. 45, pp.1080-1102, 2011. 9. [Qua11] Quaglietta E., A Microscopic Simulation Model For Supporting The Design Of Railway Systems: Development And Applications, PhD thesis, University of Naples Federico II, Naples, 2011. 10. [Qua13] Quaglietta E., Corman F., Goverde R.M.P., Impact of a stochastic and dynamic setting on the stability of railway dispatching solutions. Forthcoming at the 16th International IEEE conference on ITS, Den Haag, the Netherlands, 6-9 October, 2013.
Józefów 2014
89
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM NOWE ROZWIĄZANIA TECHNOLOGICZNE W SYSTEMACH INFORMATYCZNYCH WYBRANYCH PRZEDSIĘBIORSTW KOLEJOWYCH W POLSCE I MOŻLIWOŚCI ZMNIEJSZENIA ICH CAŁKOWITYCH KOSZTÓW EKSPLOATACJI Michał Henryk Rudowski Instytut Informatyki Politechniki Warszawskiej e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: systemy informatyczne, Grupa PKP, chmura obliczeniowa, całkowity koszt posiadania Wprowadzenie Nowoczesne IT charakteryzuje się licznymi rozwiązaniami zwiększającymi wydajność oraz jednocześnie obniżającymi koszty inwestycyjne i koszty operacyjne składające się łącznie na całkowity koszt rozwiązania (TCO). Wiodącą rolę obecnie pełnią systemy eksploatowane w technologii chmury. Celem pracy jest przedstawienie najważniejszych nowych rozwiązań IT wdrożonych w spółkach Grupy PKP oraz próby oceny zasadności kosztów ponoszonych przez spółki widziane z perspektywy nie pojedynczej spółki, ale całej Grupy. Problem badawczy i metoda badawcza W pracy w sposób syntetyczny przedstawiono stan głównych systemów informatycznych w największych spółkach Grupy PKP na początku drugiej dekady ich działalności. Następnie zaprezentowano najważniejsze nowe rozwiązania sprzętowe i programowe wdrożone w ostatnich latach w wybranych spółkach: PKP PLK, PKP Cargo, PKP Intercity i PKP Informatyka. Autor docenia jakość, nowoczesność, wydajność i niezawodność zastosowanych w różnych spółkach rozwiązań. W kolejnym rozdziale przytoczono za pracą [1] „10 praw cloudonomiki” sformułowanych przez J. Weinmana. Ich lektura pokazuje, że nawet optymalne w sensie jednego podmiotu przedsięwzięcia polegające na wdrożeniu nowych rozwiązań nie gwarantują, że koszty są minimalne z możliwych, nawet przy zachowaniu wszystkich wymagań co do bezpieczeństwa. W przypadku Grupy PKP nawet potencjalnie optymalne działania w skali jednej spółki, które nie są skoordynowane w ramach większego wolumenu systemów i danych, systemu wzajemnych powiązań biznesowych i wymagań wynikających ze specyfiki transportu kolejowego prowadzą nieuchronnie do marnotrawstwa zasobów, gdyż koszty posiadania systemów maleją bardzo szybko wraz ze wzrostem skali przetwarzania. Wnioski i podsumowanie W podsumowaniu autor wyjaśnia, dlaczego nie jest możliwe ekonomiczne wykorzystanie wielu dobrych, ale różnorodnych rozwiązań i proponuje wprowadzenie wspólnej strategii IT, w ramach której możliwe byłoby skonsolidowanie systemów wokół wybranych technologii, zastosowanie tzw. infrastruktury konwergentnej, co pozwoliłoby spółkom Grupy PKP na uzyskanie korzyści wynikających z kolejno realizowanych: konsolidacji, wirtualizacji, automatyzacji i optymalizacji systemów i procesów, co wprost prowadzi do modelu przetwarzania w technologii chmury czyli Cloud Computing. Bibliografia ( najistotniejsze pozycje) 1. Mayevsky M.: “The Clouds Economy” Chiron Academic Press, Szwecja, 2014 r., s. 334. 2. Railway Business Forum raport: „Problemy Polskiego Kolejnictwa w Obszarze Informatyki”, 2010 r. http://www.rynek-kolejowy.pl/pliki/Raport_Informatyka_Kolejowa_ITTI_24112010_v8.pdf 3. Rudowski M.: „Konsolidacja i wirtualizacja zasobów IT w warunkach spółek Grupy PKP”, Konferencja Naukowo-Techniczna PKP w Unii – blaski i cienie, Jastrzębia Góra, 19-21 września 2007 r. s.75-78.
Józefów 2014
91
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES NEW IT SOLUTIONS IN SELECTED POLISH RAILWAY COMPANIES AND THE POSSIBILITY OF REDUCING THEIR TCO Michał Henryk Rudowski Institute of Computer Science Warsaw University of Technology e-mail:
[email protected] Keywords: Information systems, PKP Group, cloud computing, total cost of ownership Introduction Modern IT include a number of solutions that increase productivity and performance and in the same case significantly decrease total cost of ownership (TCO) of that solution. The leading role is played by cloud computing technologies. The aim of the study is to present the most important new IT solutions implemented in PKP Group companies and attempts to assess the validity of the costs incurred by the companies as seen from the perspective not of a single company, but the entire Group. Research problem and research methodology The paper presents status of major systems in the largest PKP Group companies at the beginning of the second decade of their business. Then presents the most important new hardware and software solutions implemented in recent years in selected companies: PKP PLK, PKP Cargo, PKP Intercity and PKP Informatyka. The author appreciates the quality, modernity, efficiency and reliability applied in different companies solutions. In the next chapter “The 10 Laws of Cloudonomics” formulated by J. Weinman were quoted after the Matt Mayevsky book “The Clouds Economy” [1]". That laws clearly shows that even optimal in the sense of a single entity projects for the implementation of new IT solutions could not guarantee cost optimization. In the case of PKP Group appropriate actions on a scale of one company only, if they are not coordinated within the larger volume of systems and data interfaces and requirements resulting from the nature of rail transport are leading to a waste of resources. So individual not coordinated projects in small scale could not be optimal. Conclusions In conclusion, the author explains why effective usage of variety different IT solutions is not possible. Author proposes the introduction of a common IT strategy, which it would be possible to consolidate systems in selected technologies, and usage of Converged Infrastructure. Converged Infrastructure, which would allow the PKP Group companies to gain the benefits of successively implemented: consolidation, virtualization, automation and optimization of systems and processes, which directly leads to a processing in the cloud which is called Cloud Computing. Literature 1. Mayevsky M.: “The Clouds Economy” Chiron Academic Press, Sweden, 2014 r., pp.334. 2. Railway Business Forum raport: „Problemy Polskiego Kolejnictwa w Obszarze Informatyki”, 2010 r. http://www.rynek-kolejowy.pl/pliki/Raport_Informatyka_Kolejowa_ITTI_24112010_v8.pdf 3. Rudowski M.: „Konsolidacja i wirtualizacja zasobów IT w warunkach spółek Grupy PKP”, Konferencja Naukowo-Techniczna PKP w Unii – blaski i cienie, Jastrzębia Góra, 19-21 września 2007 r., pp. 75-78.
92
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES THE CONTROL OF A CONDITION HIGH-SPEED TRAIN’S DRIVER ON THE BASIS OF AN INDIVIDUAL FEATURES OPERATING OF THE TRAIN Valerii Samsonkin, Yaroslav Petinov DNDC UZ (State Scientific – Research Centre of Railway Transport of Ukraine) Abstract Statistics of accidents shows that the share of the human factor blame is 80%. This number is relevant past 10 years. The article describes the analysis of this fact reason. It is proposed to enhance the efficiency of traffic safety of speed passenger trains by monitoring the state of the driver using his personal standards. Survey tools is described. State is determined by identifying the driver stereotype maintain the necessary speed. Thus the control parameter is placed into the space of the technological parameters. This avoids the use of sensors on the body of the driver or additional tests that complicate the driver’s work. A method for determining the functional norms of behavior (functional optimum) speed train driver given its individual characteristics is described. The resulting pattern allows to certify the driver state and fix the dangerous state in terms of accidents.
Józefów 2014
93
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM NOWOCZESNE ROZWIĄZANIA SYSTEMÓW MONITORINGU WIZYJNEGO STOSOWANYCH W TRANSPORCIE KOLEJOWYM Mirosław Siergiejczyk1, Jerzy Chmiel1, Adam Rosiński2 Politechnika Warszawska Wydział Transportu, 2Wojskowa Akademia Techniczna Wydział Elektroniki e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected]
1
Słowa kluczowe: systemy monitoringu wizyjnego, transport, wirtualne sieci prywatne Wprowadzenie Według Rządowego Centrum Bezpieczeństwa w Rzeczypospolitej Polskiej w skład infrastruktury krytycznej wchodzi 11 systemów. Zostały one scharakteryzowane w opracowaniu pt. „Narodowy Program Ochrony Infrastruktury Krytycznej”. Systemy te odgrywają kluczową rolę w bezpieczeństwie państwa i jego obywateli. Zapewniają także sprawne funkcjonowanie organów administracji publicznej, a także instytucji i przedsiębiorców. Jednym z systemów jest transport. Jest to przemieszczanie ludzi, ładunków (przedmiot transportu) w przestrzeni przy wykorzystaniu odpowiednich środków transportu. Przemieszczanie dóbr, ludzi i usług jest jedną z podstawowych cech charakteryzujących współczesną gospodarkę i społeczeństwo. Dlatego też sprawnie funkcjonujący system transportowy stanowi jeden z filarów nowoczesnego państwa. Zatem bardzo ważne jest zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa obiektom (zarówno stacjonarnym jak i ruchomym) wykorzystywanym w procesie transportowym. W tym celu wykorzystuje się różne rozwiązania techniczne i organizacyjne. Problem badawczy i metoda badawcza Systemy monitoringu wizyjnego to zespół środków technicznych i programowych przeznaczony do obserwowania, wykrywania, rejestrowania i sygnalizowania nienormalnych warunków wskazujących na istnienie niebezpieczeństwa. Budowa dużych systemów monitoringu wizyjnego (a zwłaszcza dotycząca kolejowych obiektów stacjonarnych np. dworce kolejowe) wymaga od projektanta bardzo dobrego przygotowania merytorycznego, zaś od inwestora odpowiednich nakładów finansowych. Obserwowany w ostatnim okresie rozwój nowoczesnych technologii informatycznych umożliwił bezpośrednie podłączanie kamer z systemów monitoringu wizyjnego do sieci komputerowych. W obiektach rozproszonych i w budynkach o nowoczesnej strukturze instalacji teletechnicznych, stosuje się już bardzo często systemy monitoringu wizyjnego z wykorzystaniem sieci TCP/IP. Tego typu systemy nazywa się w skrócie CCTV IP (ang. Closed Circuit Television Internet Protocol). Wnioski i podsumowanie W opracowaniu zaprezentowano zagadnienia związane z systemami monitoringu wizyjnego, które mogą być zastosowane w szeroko rozumianym transporcie. Rozwiązania te mogą być zastosowane w transporcie kolejowym, ponieważ ze względu na specyfikę funkcjonowania powinien zapewnić bezpieczeństwo (m.in. w szczególności podróżnym). Dlatego też należy wdrażać nowoczesne rozwiązania, które pozwolą na zwiększenie efektywności funkcjonowania systemów monitoringu wizyjnego. Jednocześnie też należy zapewnić poufność, integralność i autentyczność przesyłanych danych z tych systemów. Można to uzyskać poprzez zastosowanie wirtualnych sieci prywatnych (np. w celu konfiguracji poszczególnych urządzeń wchodzących w skład elektronicznych systemów bezpieczeństwa). Bibliografia 1. Fischer, Halibozek, Walters: Introduction to Security. Butterworth-Heinemann, 2012. 2. PN-EN 50132-1:2012P - Alarm Systems - CCTV Surveillance Systems For Use In Security Applications - Part 1: System Requirements. 3. PN-EN 50132-7:2013-04E - Alarm Systems - CCTV Surveillance Systems For Use In Security Applications Part 7: Application Guidelines. 4. Project INDECT (ang. Intelligent information system supporting observation, searching and detection for security of citizens in urban environment). Józefów 2014
95
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES OUTSTANDING SOLUTIONS OF THE CLOSED CIRCUIT TELEVISION USED IN RAILWAY TRANSPORT 1
Mirosław Siergiejczyk1, Jerzy Chmiel1, Adam Rosiński2 Warsaw University of Technology Faculty of Transport, 2 Military University of Technology Faculty of Electronics e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Keywords: Closed Circuit Television, transport, virtual private networks Introduction According to the Government Security Centre in the Republic of Poland the critical infrastructure consists of 11 systems. They have been characterized in the study "National Programme for Critical Infrastructure Protection". These systems play a key role in the security of the state and its citizens. They also ensure the smooth functioning of the public administration bodies, as well as institutions and enterprises. One of these systems is transport. It is the movement of people, goods (the subject of transport) in space using the appropriate means of transport. Movement of goods, people and services is one of the basic characteristics of modern economy and society. Therefore, a wellfunctioning transport system is one of the pillars of the modern state. Therefore, it is very important to ensure an adequate level of security of objects (both stationary and mobile), used in the transport process. For this purpose are used the various technical and organizational solutions. Research problem and research methodology Video monitoring systems it is a set of technical and software means designed for observing, detecting, recording and signaling of abnormal conditions, indicating the existence of danger. Construction of large surveillance systems (especially on stationary objects such as e.g. railway stations) requires very good substantive preparation of designer, while the adequate funding from investor. Recently observed the development of modern technology have made possible the direct connection of cameras of video monitoring systems to computer networks. In the dispersed objects and buildings with a modern structure of telecommunication installations, are already used very often video monitoring systems using TCP/IP network. Such systems are called for short CCTV IP (Closed Circuit Television Internet Protocol). Conclusions The paper presents the issues related to video surveillance systems that can be used in the broadly understood transport. These solutions can be used in rail transport, because due to the nature of the operation should ensure the safety (including in particular travelers). It is therefore necessary to implement a modern solution that will increase the effectiveness of the surveillance systems. At the same time it is necessary to ensure the confidentiality, integrity and authenticity of data transferred from these systems. This can be achieved through the use of virtual private networks (eg. to configure individual devices within the electronic security systems). Literature 1. Fischer, Halibozek, Walters: Introduction to Security. Butterworth-Heinemann, 2012. 2. PN-EN 50132-1:2012P - Alarm Systems - CCTV Surveillance Systems For Use In Security Applications - Part 1: System Requirements. 3. PN-EN 50132-7:2013-04E - Alarm Systems - CCTV Surveillance Systems For Use In Security Applications Part 7: Application Guidelines. 4. Project INDECT (ang. Intelligent information system supporting observation, searching and detection for security of citizens in urban environment).
96
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM PROBLEMATYKA BEZPIECZEŃSTWA TRANSMISJI DANYCH W SIECIACH TELEINFORMATYCZNYCH SYSTEMÓW BEZPIECZEŃSTWA STOSOWANYCH W TRANSPORCIE KOLEJOWYM Mirosław Siergiejczyk1, Dariusz Laskowski2, Piotr Łubkowski2, Adam Rosiński1 1 Politechnika Warszawska Wydział Transportu, 2 Wojskowa Akademia Techniczna Wydział Elektroniki e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected] Słowa kluczowe: sieci teleinformatyczne, bezpieczeństwo, integracja Wprowadzenie Obecnie najczęściej w kolejowych obiektach transportowych zainstalowane są elektroniczne systemy bezpieczeństwa, które funkcjonują autonomicznie. Nie są one połączone pomiędzy sobą, a także nie ma scentralizowanego centrum zarządzania i nadzoru nimi. Powoduje to, iż nadzór nad nimi jest utrudniony i wymaga dużego nakładu różnorodnych środków (zaczynając od finansowych, poprzez szkolenia pracowników na różnorodnych systemach, aż po usługi przeglądów okresowych wielu firm adekwatnie do zastosowanych rozwiązań technicznych). Dlatego też dąży się do integracji systemów z zastosowaniem sieci teleinformatycznych. Wówczas należy zapewnić odpowiedni poziom bezpieczeństwa przesyłanym danym. Problem badawczy i metoda badawcza Obecnie eksploatowane sieci teleinformatyczne oferują liczny i różnorodny zbiór usług ukierunkowanych na przesył „dużych” ilości danych na zmienne odległości w zadanych reżimach czasowych. Oczekiwane realizowanie obiegu danych w strukturach zintegrowanych systemów bezpieczeństwa osiąga się poprzez wykorzystanie w sieciach telekomunikacyjnych sieci komputerowych (ang. network). Sieci komputerowe (zwane niekiedy teleinformatycznymi) łączą różnego rodzaju terminale sieciowe w lokalne (intranet) i zdalne domeny w jedną spójną całość wykorzystując zasoby transportowe Internetu. Istnieje wiele technik i technologii sieciowych będących w stanie zapewnić wysokiego poziomu wymagania w zakresie przepływności i opóźnienia transportu danych. Jednak tylko nieliczne z nich zapewniają niezawodność, jakość i bezpieczeństwo. Wnioski i podsumowanie W opracowaniu zaprezentowano zagadnienia związane z problematyką bezpieczeństwa transmisji danych w sieciach teleinformatycznych, które mogą być zastosowane w celach integracji lokalnych systemów bezpieczeństwa stosowanych w transporcie kolejowym. Analiza różnego rodzaju metod integracji lokalnych systemów bezpieczeństwa pozwala stwierdzić, że najkorzystniej jest zastosować integrację na poziomie programowym. Zatem istnieje konieczność zastosowania różnego rodzaju sieci teleinformatycznych, które umożliwią przesyłanie danych pomiędzy lokalnymi systemami a centrum zarządzania i nadzoru. Dlatego też przeprowadzono rozważania z zakresu bezpiecznej transmisji danych i zaproponowano wykorzystanie wirtualnej sieci prywatnej w topologii zcentralizowanej w oparciu o IPSec’owe tunele Site-to-Site między poszczególnymi systemami. Bibliografia 1. Fischer, Halibozek, Walters: Introduction to Security. Butterworth-Heinemann, 2012. 2. Laskowski D., Łubkowski P.: Poufny transport danych o stanie obiektu technicznego. Diagnostyka Maszyn, Wisła, 2013. 3. Siergiejczyk M., Gago S.: Public Safety Issues in Rail Transport. Polish Journal of Environmental Studies. ISSN 1230-1485.Vol 17, No 3C (2008). HARD Publishing Company, Olsztyn 2008.
Józefów 2014
97
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES DATA TRANSMISSION SECURITY IN ICT SECURITY NETWORKS USED IN RAIL TRANSPORT Mirosław Siergiejczyk1, Dariusz Laskowski2, Piotr Łubkowski3, Adam Rosiński4 1,4 Warsaw University of Technology Faculty of Transport, 2,3 Military University of Technology Faculty of Electronics e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected] Keywords: telecommunication networks, security, integration Introduction Autonomous, electronic safety systems are often fitted in today's rail transport object. They are not, however, interlinked and there is neither a centralised management nor surveillance centre. Hence it is particularly difficult to supervise them and it requires substantial resources (finance, employee training for specialist systems as well as periodic inspections carried out by external companies adequately to technical solutions in use). Therefore efforts are made to integrate those systems with ICT networks. This requires assuring appropriate data security level. Research problem and research methodology Latest ICT networks offer a number of different high capacity broadband services over variable distances and within given timeframes. Required data transmission speeds within integrated safety systems are achieved through implementation of computer networks in telecommunications systems. Computer networks (often referred to as information and communications technology) connect different network terminals both local (intranet) and remote domains into a coherent system by using internet transport resources. There are many network techniques and technologies capable of assuring high levels of throughput and meeting data transmission delay requirements. Few of them, however, ensure demanded reliability, quality and safety. Conclusions This paper presented issues related to data transmission security within ICT networks used for purposes of integrating local safety systems implemented in rail transport. Based on analysis of different methods of integrating local safety systems it was concluded that software-level integration is the most optimum. Hence a need occurs to use different ICT networks which are capable of data transmission between local systems and management and surveillance centres. Therefore, secure data transmission analysis led to a proposition of using central topology, virtual private network based on IPsec Site-to-Site tunnels between individual systems. Literature 1. Fischer, Halibozek, Walters: Introduction to Security. Butterworth-Heinemann, 2012. 2. Laskowski D., Łubkowski P.: Poufny transport danych o stanie obiektu technicznego. Diagnostyka Maszyn, Wisła, 2013. 3. Siergiejczyk M., Gago S.: Public Safety Issues in Rail Transport. Polish Journal of Environmental Studies. ISSN 1230-1485.Vol 17, No 3C (2008). HARD Publishing Company, Olsztyn 2008.
98
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM WYBRANE ZAGADNIENIA IDENTYFIKACJI OSÓB W OBIEKTACH TRANSPORTU KOLEJOWEGO Mirosław Siergiejczyk1, Dariusz Laskowski2, Piotr Łubkowski3, Adam Rosiński4 1,4 Politechnika Warszawska Wydział Transportu, 2,3 Wojskowa Akademia Techniczna Wydział Elektroniki e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected] Słowa kluczowe: systemy monitoringu wizyjnego, identyfikacja, biometryka Wprowadzenie Transport kolejowy jest obecnie w Polsce jedną z bardziej dynamicznie rozwijających się gałęzi. Duża liczba inwestycji zarówno w infrastrukturę stałą (np. modernizacja szlaków kolejowych, przebudowa i modernizacja stacji kolejowych), jak i ruchomą (zakup nowego taboru kolejowego) powoduje, iż wdrażane są coraz to nowsze rozwiązania także z zakresu systemów bezpieczeństwa. Dlatego też tak istotne jest, już na etapie projektowania, uwzględnianie najnowszych rozwiązań, które mają na celu zapobieganie i wykrywanie zdarzeń niebezpiecznych. Systemy bezpieczeństwa zaliczane są do systemów telematyki transportu. Są one wykorzystywane do realizacji usług związanych z zapewnieniem bezpieczeństwa transportu, a także bezpieczeństwa publicznego w szeroko rozumianych systemach i obiektach transportowych. Problem badawczy i metoda badawcza Analiza i identyfikacja reprezentatywnych cech obiektu (np. twarzy człowieka), który będzie podlegał procesowi rozpoznawania wymusza konieczność zastosowania dedykowanych i wysoce specjalizowanych aplikacji oraz terminali. Aplikacja zawiera unikalny w swoim zastosowaniu algorytm uwzględniający niepowtarzalne cech obiektu zapisanego w postaci obrazu cyfrowego. Celowym jest w tym procesie stosowanie implementacji kumulujących pożądane właściwości i minimalizującym wady w zakresie poprawności i efektywności działania bazujące na lokalnych cechach, całościowe i hybrydowe. Wnioski i podsumowanie W opracowaniu zaprezentowano zagadnienia związane z identyfikacją osób z wykorzystaniem systemów monitoringu wizyjnego stosowanych w obszarze transportu kolejowego. Wdrożenie tego typu najnowszych rozwiązań umożliwi zwiększenie poziomu bezpieczeństwa podróżnych. Jednocześnie też wzrośnie skuteczność funkcjonowania służb publicznych. Jest to szczególnie istotne z punktu widzenia zapewnienia bezpieczeństwa funkcjonowania transportu. W wyniku przeprowadzonych badań i eksperymentów stwierdzono, iż korzystne jest stosowanie kamer o dużej rozdzielczości (np. megapikselowych). Pozwala to uzyskać stosunkowo duży poziom niezawodności identyfikacji osób. Istotne jest też prawidłowe zaprojektowanie oświetlenia, ponieważ jego poziom ma bardzo duży wpływ na prawidłowość procesu identyfikacji. Bibliografia 1. Fischer, Halibozek, Walters: Introduction to Security. Butterworth-Heinemann, 2012. 2. Harwood E.: DIGITAL CCTV. A Security Professional’s Guide. Butterworth Heinemann, 2007. 3. Łubkowski P., Laskowski D.: Analiza wpływu czynników degradujących na niezawodność procesu identyfikacji danych w systemach monitoringu. Zimowa Szkoła Niezawodności, Szczyrk 2014.
Józefów 2014
99
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES SELECTED ISSUES OF PERSONAL IDENTIFICATION IN RAIL TRANSPORT Mirosław Siergiejczyk1, Dariusz Laskowski2, Piotr Łubkowski3, Adam Rosiński4 1,4 Warsaw University of Technology Faculty of Transport, 2,3 Military University of Technology Faculty of Electronics e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected] Keywords: closed circuit television, identification, biometrics Introduction Rail transport in Poland is currently undergoing rapid development. It concentrates the latest technology including that concerning safety thanks to substantial investment outlays going into stationary infrastructure (modernisation of rails paths and railway stations) as well as mobile infrastructure (procurement of railway rolling stock). Hence it is so important to include latest safety features and hazard detection solutions by design. Safety systems are classified as transport telematics systems. They are used to assure transport safety as well as public safety in broadly defined transport systems and facilities. Research problem and research methodology Highly dedicated and specialised applications and terminals are required to facilitate analysis and identification of representative object features (e.g. human face). The application features a unique algorithm taking into account distinct characteristics of an object saved to a digital form. Therefore the processes need to use implementations accumulating desired features and minimising drains on accuracy and efficiency of holistic and hybrid actions based on local characteristics. Conclusions This paper discussed issues related to personal identification using CCTV footage in rail transport. Implementation of that type solutions increases security level of travellers. At the same time, efficiency of public services will improve. From the standpoint of travel security this is an exceptionally important issue. It was concluded based on research and experiments that most suitable for those purposes are high resolution cameras (e.g. one megapixel). They make personal identification relatively highly reliable. It is equally important to design lightning correctly as it has major impact on how accurate the identification process is. Literature 1. Fischer, Halibozek, Walters: Introduction to Security. Butterworth-Heinemann, 2012. 2. Harwood E.: DIGITAL CCTV. A Security Professional’s Guide. Butterworth Heinemann, 2007. 3. Łubkowski P., Laskowski D.: The impact analysis of the factors worsening the reliability of the data identification in surveillance system. Zimowa Szkoła Niezawodności, Szczyrk 2014.
100
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM DOKUMENT REFERENCYJNY DO ZESTAWIANIA WYMAGAŃ DOTYCZĄCYCH POJAZDÓW KOLEJOWYCH W PAŃSTWACH CZŁONKOWSKICH UNII EUROPEJSKIEJ Piotr Smoczyński, Adam Kadziński Politechnika Poznańska, Instytut Silników Spalinowych i Transportu, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: dokument referencyjny, interoperacyjność, wzajemne uznawanie Praca poświęcona jest problematyce jednolitego europejskiego obszaru kolejowego. Na podstawie Białej Księgi przygotowanej przez Komisję Europejską nakreślono cele utworzenia jednolitego obszaru transportu w Europie oraz omówiono sposób ich realizacji w odniesieniu do transportu kolejowego. Scharakteryzowano najważniejsze europejskie akty prawne dotyczące interoperacyjności systemu kolejowego. Wskazano konieczność stosowania rozwiązań przejściowych, pozwalających na uproszczenie procedur bez konieczności dostosowania całego systemu kolejowego do wymagań opisanych w Technicznych specyfikacjach interoperacyjności. Zasadnicza część pracy poświęcona jest dokumentowi referencyjnemu, o którym mowa w art. 27 ust. 4 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/57/WE w sprawie interoperacyjności systemu kolei we Wspólnocie. Dokument ten jest narzędziem niezbędnym do wydawania zezwoleń na dopuszczenie do eksploatacji pojazdów kolejowych w trybie wzajemnego uznawania (Cross Acceptance). Polega ono na uznawaniu wyników kontroli przeprowadzonych w jednym państwie członkowskim UE podczas wydawania zezwolenia w innym państwie. Znacząco skraca to niezbędne procedury administracyjne i zmniejsza ich koszt. Przejrzyste zestawienie wymagań z różnych rejonów Europy ułatwia także projektowanie pojazdów kolejowych przeznaczonych na rynki kilku państw członkowskich UE. Dokument referencyjny nie jest jednorazową publikacją, lecz musi być modyfikowany wraz ze zmianami stanu prawnego. Aby ułatwić wprowadzanie zmian, modyfikacje pozostają w gestii państw członkowskich UE, w szczególności ich krajowych władz bezpieczeństwa (w Polsce – Urząd Transportu Kolejowego). Stwarza to szereg wyzwań związanych z zapewnieniem aktualności i spójności prezentowanych danych, a w konsekwencji – na użyteczność informacji zawartych w dokumencie referencyjnym. Sposób wykorzystania dokumentu referencyjnego pokazano na przykładzie wymagań dotyczących maźnic, a w konkluzji wskazano i omówiono dostrzeżone jego niedoskonałości. Bibliografia 1. Dyrektywa 2008/57/WE z dnia 17 czerwca 2008 r. w sprawie interoperacyjności systemu kolei we Wspólnocie. 2. Decyzja 2009/965/WE z dnia 30 listopada 2009 r., w sprawie dokumentu referencyjnego, o którym mowa w art. 27 ust. 4 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/57/WE w sprawie interoperacyjności systemu kolei we Wspólnocie. 3. Część 2 dokumentu referencyjnego przewidzianego w art. 27 dyrektywy w sprawie interoperacyjności kolei – Krajowe dokumenty referencyjne, Europejska Agencja Kolejowa [online, baza danych], [dostęp: 7.09.2014], dostępny na https://rdd.era.europa.eu/.
Józefów 2014
101
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES REFERENCE DOCUMENT FOR OVERVIEWING OF REQUIREMENTS FOR RAILWAY VEHICLES IN MEMBER STATES OF THE EUROPEAN UNION Piotr Smoczyński, Adam Kadziński Poznań University of Technology, Institute of Combustion Engines and Transport, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland e-mail:
[email protected] Keywords: reference document, interoperability, cross acceptance The paper contributes to the concept of the Single European Railway Area. It starts with a short description of the principles of the Single European Transport Area, introduced by the European Commission in a White Paper, and continues with its implementation in the railway field. The most important European legal acts on the interoperability of the railway system have been described. It has been shown that it is necessary to use some middle-term solutions in the transition period to make the procedures simpler before all the European railway system complies with the Technical Specifications of Interoperability. The main part of this paper is about the reference document referred to in Article 27(4) of Directive 2008/57/EC of the European Parliament and of the Council on the interoperability of the rail system within the Community. This document is a tool needed in Authorisation for Placing in Service of railway vehicles if Cross Acceptance is to be used. With Cross Acceptance principle, National Safety Authorities of different EU Member States mutually recognise the results of their checks. It makes the necessary administrative procedures much faster and cheaper. A clear overview of requirements from across the EU helps to design trains which are presumed to operate in more than one Member State. The Reference Document is not a one-time publication, but shall be modified together with the changes in the legal framework. In order to make the update easier, the modifications are to be made by the EU Member States, basically through National Safety Authorities. The amount of data suppliers is a challenge for keeping the database up-to-date and consistent, which is a condition to make the Reference Document a reliable source of information. The way of interaction with the Reference Document has been shown on an example of requirements for bearings on the wheelset. The paper is concluded with short description of the issues found while preparing the requirements overview. Literature 1. Directive 2008/57/EC of 17 June 2008 on the interoperability of the rail system within the Community. 2. Decision 2009/965/EC of 30 November 2009 on the reference document referred to in Article 27(4) of Directive 2008/57/EC of the European Parliament and of the Council on the interoperability of the rail system within the Community 3. Part 2 of the reference document referred to in Article 27(4) of Directive on the interoperability of the rail system – National reference documents, European Railway Agency [online, database], [access: 7.09.2014], available at https://rdd.era.europa.eu/.
102
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM ASPEKTY PRAWNE I TECHNICZNE ZABEZPIECZEŃ PRZECIWPOŻAROWYCH INFRASTRUKTURY KOLEJOWEJ Przemysław Steiner Pliszka Sp. z o.o. e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: instalacje ppoż., Stałe Urządzenia Gaśnicze, sygnalizacja pożaru, detekcja pożaru Wprowadzenie Modernizacja linii kolejowych i wprowadzanie do Sterowania Ruchem Kolejowym nowoczesnych rozwiązań opartych o technikę komputerową i mikroprocesorową, wymusza zastosowanie zabezpieczeń przeciwpożarowych zapewniających nie tylko wykrycie i ugaszenie pożaru w zarodku, ale również ciągłość pracy urządzeń nieobjętych pożarem. Wymagane jest użycie systemów posiadających skuteczny system detekcji oraz środków gaśniczych niepowodujących uszkodzeń urządzeń komputerowych. Problem badawczy i metoda badawcza W prezentacji przedstawiono zagadnienia związane z wymaganiami dotyczącymi zabezpieczeń przeciwpożarowych infrastruktury kolejowej odpowiedzialnej za sterowanie ruchem kolejowym (SRK) i łączność. Poruszone zostały następujące zagadnienia: - dokumenty wymagane dla Stałych Urządzeń Gaśniczych - zastosowaniem różnych metod detekcji pożaru i wynikające z nich konsekwencje - porównanie środków gaśniczych Omówione jest również rozpatrywanie systemów przeciwpożarowych i sygnalizacji włamania, jako jednego systemu odpowiedzialnego za bezpieczeństwo. Wnioski i podsumowanie Na bezpieczne prowadzenie ruchu kolejowego składa się bardzo wiele elementów. Jednym z nich są urządzenia sterujące, zapewniające wiedzę o stanie linii i pociągów, przekazujące sygnały i ważne informacje do uczestników ruchu. Zabezpieczenie tych urządzeń, stanowiących serce systemu wynika nie tylko z obowiązku, ale również z logiki. Nie można tu stosować półśrodków i drogi na skróty, ponieważ każdy błąd może skutkować stratami ogromnego rozmiaru. Należy przyjąć poniższą logikę postępowania: Koncepcja systemów oparta na potrzebach → Kompletacja dokumentacji → Projekt SSP, SUG i SSWiN obejmujący cały odcinek → Koordynacja z projektem telekomunikacji → Koordynacja z projektem SRK → Uzgodnienie z Zamawiającym → Wykonanie przez uprawniony podmiot.
Józefów 2014
103
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES LAW AND TECHNICAL REGULATIONS REGARDING RAILWAY FIRE PROTECTION INFRASTRUCTURE Przemysław Steiner Pliszka Sp. z o.o. e-mail:
[email protected] Keywords: fire detection, fire suppression, automatic extinguishing systems, fire protection Introduction Modernization and the introduction of newest technologies into The Railway Steering System (SRK) implicates the usage of fire protection solutions that not only will detect and suppress the potential fire, but will provide the uptime ability of devices that aren’t directly affected by the fire. Efficient detection is essential as well as Research problem and research methodology Presentation describes the regulations regarding fire protection of railway infrastructure responsible for steering (SRK) and connectivity related issues. Following subjects were described: - Documents for SUG – Fixed Fire Suppression System - Usage of different fire detection methods and it’s consequences - Extinguishing agents comparison Also there was mentioned the significance of access control and deterrent system together with fire detection system as one complete safety system. Conclusions There are many important elements that together create the ability of safe railway movement control. One of the most important factors are the devices for steering, that provide the knowledge about the position of railway stock and send the signals to all rail line users. Protection of these systems, that can be compared to the heart od the system, should not be only concerned as an obligation, but also as a matter of logic. There is no shortcut and halfmethods because each single problem can cause fatal consequences. Following logic should be applied Conception related to the needs -> document completation -> Projects for SSP, SUG and SSWiN -> Coordination with telecommunication project -> coordination with SRK project -> Confirmation from the client -> Project execution with authorised partner.
104
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM MONOCORE FP – LEKKI PANEL KOMPOZYTOWY NA PODŁOGI POJAZDÓW SZYNOWYCH Jędrzej Stępniak ABET Sp. z o.o. e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: podłoga, kompozyty, lekkie materiały Płyty Monocore to nowoczesne, lekkie kompozyty opatentowane i produkowane przez włoską firmę Metalleido Components, będącą częścią włoskiej grupy ABET specjalizującej się głównie w produkcji laminatów wysokociśnieniowych HPL, również stosowanych przy wykończeniu wnętrz pojazdów szynowych. Metalleido to firma, która w latach powojennych rozwinęła produkcję tworzyw kompozytowych na bazie włókien bawełnianych i żywic, takich jak np. tekstolit, stając się ważnym dostawcą dla włoskiego przemysłu motoryzacyjnego i stoczniowego. Z czasem włókna bawełniane zaczęto zastępować włóknami szklanymi. Zacieśniając współpracę z producentami mat z włókien szklanych Metalleido przystąpiło do projektu badawczo – wdrożeniowego, którego celem było stworzenia panela o jednorodnej strukturze, opartego o trójwymiarowe włókna szklane. Uwieńczeniem badań było opatentowanie przez Metalleido w 1993 roku pierwszej maszyny do produkcji paneli Monocore 3D. Przy jej projektowaniu wykorzystano doświadczenia przemysłu włókienniczego, a szczególnie sposób tkania i produkcji aksamitu. W tym przypadku włókna naturalne zastąpiono matą szklaną o specjalnie opracowanym splocie (tzw. mata 3D). W przypadku płyt Monocore włókna szklane po rozciągnięciu nie są – w odróżnieniu od aksamitu czy pluszu – rozcinane, lecz utwardzane poprzez impregnację żywicą fenolową. W ten sposób powstaje trójwymiarowa i jednorodna, niezespajana z odrębnych warstw struktura. Dzięki jej homogeniczności w kompozycie tym nie występują takie zjawiska jak delaminacja czy rozwarstwienie wskutek np. długotrwałego działania wody, wysokiej temperatury lub podobnych czynników. Przestrzenna struktura pozwoliła na znaczne ograniczenie masy i jednocześnie uzyskanie dobrej tłumienności dźwięku. Ograniczenie liczby surowców do dwóch: włókna szklanego i żywicy fenolowej, pozwoliło zachować ich bardzo ważne właściwości takie jak wymieniona już odporność na działanie wody i wilgoci, czy też bardzo dobra reakcja na ogień. W zależności od potrzeb proces rozciągania włókien można regulować osiągając docelowe grubości paneli w zakresie od 3 do 25 mm. Kolejnym krokiem w rozwoju paneli Monocore było opracowanie wariantu o lepszych parametrach mechanicznych, pozwalających na zastosowanie w miejscach o znacznie większych obciążeniach, np. na podłodze, gdzie byłby alternatywą dla ciężkiej i nieodpornej na długotrwałe działanie wody i wilgoci sklejki. Cel ten osiągnięto dzięki zmultiplikowaniu struktury Monocore’u, nie zwiększając jednocześnie znacząco jego grubości. Scalono więc 3 warstwy trójwymiarowych mat szklanych rozciągając je jedynie do grubości 6 mm, a dodatkowo wzmocniono powierzchnie matami szklanymi o standardowym splocie. Rozciąganie trzech warstw mat 3D oraz impregnacja i utwardzanie całego pakietu w żywicy fenolowej następuje w jednym procesie, dzięki czemu zachowana została homogeniczna struktura gotowego panela. Tak opracowany panel o grubości 18 mm charakteryzuje się gęstością na poziomie ok. 390 kg.m3. Masa powierzchniowa 1mkw takiej płyty wynosi tylko 7,3 kg/mkw. Dodatkowe atuty to tłumienie dźwięku na poziomie 25 dB oraz izolacyjność termiczna na poziomie 3,96 W/m2K. Monocore FP to materiał, który w swoim zamyśle miał zastąpić sklejkę w sposób stosunkowo prosty, bez szczególnego komplikowania procesu obróbki i montażu w pojeździe szynowym. Obróbka mechaniczna odbywa się z udziałem podstawowych narzędzi, do cięcia płyt wystarcza więc zwykła piła z widiową lub diamentową tarczą. Płyty Monocore FP mocuje się na podobnych konstrukcjach jak podłogi ze sklejki. Ze względu na fenolową powierzchnię płyty bardzo dobre efekty daje klejenie z użyciem klejów poliuretanowych. Kleić można zarówno panel do konstrukcji nośnej, jak i wykładziny podłogowe do wierzchniej strony paneli. Do wyrównania styku płyt można stosować poliuretanowe masy szpachlowe. Ze względu na specyficzną strukturę wnętrza płyty w przypadku konieczności wprowadzenia mocowań mechanicznych możliwe jest stosowanie nitonakrętek. Monocore FP to materiał, który nie starzeje się i nie koroduje, chroni wnętrze pojazdu przed ingerencją wody i wilgoci, charakteryzuje się też bardzo dobrymi wynikami badań ogniowych wg norm EN 45545, DIN 5510, czy też wg Polskich Norm. Zdobył już uznanie producentów taboru i mimo wyższej od sklejki ceny coraz częściej stosowany jest w nowych typach pojazdów szynowych, również tych produkowanych w Polsce
Józefów 2014
105
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES MONOCORE FP – LIGHTWEIGHT PANEL FOR RAILCAR FLOORS Jędrzej Stępniak ABET Sp. z o.o. e-mail:
[email protected] Keywords: lightweight composites, flooring Monocore panels are modern, lightweight composite invented and patented by Metalleido Components, company of Abet Group specialized in production of high pressure laminates. Since 1937 Metalleido core business were simple composites made of cotton fabrics and phenolic resins meant for customers from automobile and ship building industries. In time, cotton fabrics have been replaced with glass fiber. In 1991 Metalleido joined forces with glassfiber manufacturers in a R&D project aimed at the creation of an integral panel with a three-dimensional glassfiber core. At the end of 1993 Metalleido patented the machine for the production of the Mitlight panel (trade name: Monocore) and started industrial production. In the process of designing the first machine for Monocore Metalleido engineers got inspired by process of velvet production. They replaced the natural fiber with glassfiber mat of a special weave (so called 3D mat). Contrary to velvet production, glassfiber after stretching is not cut but hardened by means of impregnation with phenolic resin. This way, a homogenous, three-dimensional structure is created. It is resistant to water, high temperature and ambient conditions, not prone to decomposition nor delamination. Three-dimensional structure results in significant limitation of the panel’s weight and its good sound absorption parameters. Bi-component composition of the panel (glassfiber and phenolic resin) offers also very good fire reaction. The possible thickness of the panels ranges between 3 and 25 mm, depending on concrete need and application. The next step in product development was creating a panel with improved mechanical properties, suitable for applications with considerably bigger loads, e.g floors where it could offer viable alternative to traditional, heavy and water sensitive materials like plywood. This target has been achieved by way of multiplication of Monocore layers, without significant increase of the panel total thickness. The new panel was composed of three 6 mm thick structures bonded to each other, reinforced by outer layers of glassfiber mats of standard weave. All the layers are stretched, impregnated with resin and hardened in one process so the homogenous structure of ready – made panel remained. This new type of panel called Monocore FP (FP for “flooring panel”) has a 18 mm thickness, density ca. 390 kg/m3 and weighs ca. 7,3 kg/sqm. Another advantages are sound reduction of 25 dB and thermal conductivity factor 3,96W/m2K. Monocore FP was invented to replace plywood in as simple as possible way. No special tools or complicated, specialized treatment are required, eg. circular saw is enough for cutting. Due to high hardness of fiberglass it is advised to use tungsten carbide or diamond tipped tools. The support construction is similar to plywood dedicated support constructions. Due to phenolic surface polyurethane glues give an excellent adhesion without any primers or sanding. It is possible to bond either Monocore FP panels to support construction or rubber flooring to the Monocore panel. Due to specific, open structure of panel mechanical joints are possible with special inserts. Monocore FP does not corrode and age. Thanks to absolute water and humidity resistance does not allow them to penetrate into the railcar interior. An excellent fire performance was confimed by several laboratory test reports according to Polish Norms as well as EN 45545 or DIN 5510. All these advantages have been already appreciated by engineers and designers who specify Monocore FP as a flooring material in more and more new projects, especially EMUs and DMUs, either in Poland or all over the world.
106
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES THE SYNTHESIS OF A DISTRIBUTED SYSTEM OF A DIRECT CURRENT TRACTION POWER SUPPLY WITH AUTONOMIC SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY Viktor Sychenko, Eugene Kosarev, Yuliia Borysovska Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after academician V. Lazaryan, Ukraine e-mail:
[email protected]
Modern condition of the direct current traction power supply is characterized by the deficit of electric energy for provide the necessary regime of voltage in the traction network in the situation of the introduction of high-speed. The existing systems of traction power supply have a large power of traction substations. But they can’t provide the required level of power in the traction network between 1.5 - 2 MW / km. Utilization factor of available power and equipment of the traction substations is about 20 %. Modern means of enhancing don’t provide necessary energy indicators. They are very expensive too. Those factors create the preconditions for exchanging centralized system of traction power supply to the decentralized one. The synthesis such system involves several tasks: 1. The decentralized system is built. The number of power points and places for their building is chosen. The power of the power points and their equipment is chosen too. Methodology for calculating this system and elements of this system is developed. 2. The scheme of external power supply of the decentralized system is built. Several kinds of energy channels of external power supply is proposed for solving this problem. There are direct and alternating current, high voltage and frequency, and others. At same time we have a problem of energy shortage. That’s why we have to solve a problem of studding the possibility of using alternative sources of electric energy for power points. We will solve next problems: - the type of source of r alternative electrical energy; - the compensation for the impact of weather conditions on the level of power generation; - circuit design, layout and electronic components; - feasibility study of their application with reference to the reliability of supply the traction load with the required power characteristics. Literature 1. Goncharov U.P., Sichenko V.G., Bosiy D.O., Pastushenko M.S., Kosarev E.M.: Improvement of traction supply system effectiveness with application of electrical alternative energy sourses. Problemy Kolejnictwa, czasopismo naukowe wydawane przez Instytut Kolejnictwa, Zeszyt nr 162, 2014, с. 65-82
Józefów 2014
107
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM OCHRONA KOLEJOWYCH PRZEJŚĆ GRANICZNYCH – ROZWÓJ I ZASTOSOWANIE NOWOCZESNYCH TECHNIK Zbigniew Szafrański1, Dariusz Laskowski2 Instytut Kolejnictwa, 2Wojskowa Akademia Techniczna e-mail:
[email protected],
[email protected]
1
Słowa kluczowe: transport kolejowy, przejście graniczne, ochrona granicy, bezpieczeństwo państwa Wprowadzenie Państwowa sieć kolejowa na terenie Polski zarządzana jest przez zarządcę infrastruktury PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Jej newralgicznymi punktami, wymagającymi szczególnego nadzoru, jest 15 kolejowych przejść granicznych (KPG), z tego 11 aktualnie czynnych w ruchu kolejowym. Przez przejścia te odbywa się zarówno ruch podróżnych, jak i intensywny przewóz towarów. Prognozy wykonane przez UIC (Międzynarodowy Związek Kolei z siedzibą w Paryżu) wskazują, że w korytarzach transportowych relacji wschód–zachód tj. ciągach linii kolejowych E 20 i E 30 tranzytowy przewóz ładunków w relacji Europa – Azja wzrośnie co najmniej o 30% do roku 2025. Rozległy obszar przejścia granicznego, obejmujący duże grupy torów, punktów przeładunkowych, punktów przestawczych wózków wagonów, terminali ładunkowych; praktyczna niemożliwość fizycznego ograniczenia dostępu do obszaru zajmowanego przez przejście graniczne; przemieszczanie się przez granicę i pozostawanie na obszarze przejścia znacznej liczby podróżnych, personelu kolejowego i innych służb, taboru kolejowego i wyposażenia oraz ładunków, w tym towarów wysokiego ryzyka (paliwa płynne, gazy sprężone i skroplone itp.) mogą wpływać sprzyjająco na podejmowanie prób nielegalnego przewozu towarów i ludzi, jak też na podejmowanie akcji o charakterze sabotażowym czy terrorystycznym.[1] Problem badawczy i metoda badawcza W artykule przedstawiono zakres proponowanego do realizacji projektu badawczego i opisano działania zmierzające do sprecyzowania jego zakresu. Celem projektu ma być sformułowanie założeń techniczno-funkcjonalnych, opracowanie dokumentacji i wykonanie systemu monitoringu (demonstratora na poziomie co najmniej TRL6 według Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w Warszawie) na wybranym kolejowym przejściu granicznym. Podstawową funkcją projektowanego systemu monitoringu wspierającego ochronę na rozległym obszarze kolejowego przejścia granicznego ( „Systemu MOP” lub „Demonstratora MOP”) jest automatyczne, ciągłe w czasie i inteligentne Monitorowanie Obszaru Przejścia granicznego tj. odcinka linii kolejowej od granicy państwowej do stacji granicznej oraz obszaru stacji granicznej i ew. wybranych obszarów przyległych. Wnioski i podsumowanie System MOP wykorzysta perspektywiczne techniki i technologie elektroniczne i telekomunikacyjne dla zapewnienia poufnego przesyłu wiarygodnych danych pozyskanych z monitoringu terenu (obiektów) obserwacji. [2] Zamierza się wykorzystać obecną infrastrukturę techniczną i rozbudować ją o konieczne elementy renomowanych producentów sprzętu i oprogramowania. Przyszłościowy Gestor będzie dysponował pełnym dostępem do zastosowanych rozwiązań technologicznych o opcją skalowalności i utrzymania oraz szkoleń. System MOP zapewni ochronę obszaru kolejowego przejścia granicznego, gwarantując ciągłość, niezawodność i kompleksowość ochrony na poziomie nieosiągalnym dla rozwiązań tradycyjnych. Bibliografia(tylko najistotniejsze pozycje) 1. Siergiejczyk M., Gago S.: Koncepcja systemu monitorowania i nadzoru w węźle kolejowym. VI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna LOGITRANS 2009, Szczyrk, 2009. 2. Bajda A., Wrażeń M. Laskowski D.: Diagnostyka jakości transferu danych w procesie zarządzania sytuacją kryzysową, Przegląd Elektrotechniczny87(9A), pp. 72-78, Sigma-Not, Polska, 2011.
Józefów 2014
109
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES SECURITY ON RAILWAY BORDER CROSSINGS – DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF MODERN TECHNIQUES Zbigniew Szafrański1, Dariusz Laskowski2 The Railway Institute, 2The Military University of Technology e-mail:
[email protected],
[email protected]
1
Keywords: railway transport, border crossing, border security, security of state Introduction The national railway network in Poland is managed by the company PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Its critical points, which need an extraordinary supervision, are 15 railway border crossings (RBC), out of which 11 are actually under operation. These RBCs transfers either passenger traffic, or intensive freight transport. Accordingly to forecasts prepared by the UIC, railway transport corridors East–West i.e. international railway lines E 20 and E 30, will carry in transit traffic at least 30% more freight by 2025. A vast area, consisting extensive groups of tracks, loading, unloading or reloading terminals, posts of bogies change; practical impossibility of access restriction to an area of a railway border crossing; transfer through a state border and stay on an area of RBC a great amount of passengers, railway personnel, and other services, as well as rolling stock and equipment, and big volumes of goods transported; including hazardous commodities (liquid fuels, compressed and condensed gases etc.) may impact favourably on attempts of illegal immigration or transport of forbidden commodities, as well as on initiating sabotage or terroristic actions. [1] Research problem and research methodology The article presents the scope of the project proposed, and the description of activities aimed at precising this scope. The project is aimed at defining the technical and functional brief fore design, preparation of the documentation, and implementation of the monitoring system (demonstrator) at the selected railway border crossing in Poland. The basic function of the monitoring system, supporting protection of an extensive area of a RBC (called “MoRA System” or “MoRA Demonstrator”), is automatic, continuous and intelligent Monitoring of Railway border crossing Area i.e. part of a railway line between a state border and a border railway station, an area of a railway station itself, and if necessary – adjoining areas. Conclusions MoRA System will ensure implementation of current possibilities in automation of the system operation, and maximal inclusion of an infrastructure (telecom and IT networks) currently being operated, and data possible to be collected from systems in exploitation. [2] The scope of the MoRA System project will include also a technical infrastructure for data collection from monitoring devices, registration of it, and selected transfer to services and bodies interested. The future user will have a full disposal to the technical solutions with an option of adjustment, maintenance and training. The MoRA System will ensure security of RBC area, with a continuity, reliability and complexity of supervision at the level unavailable for traditional methods of monitoring. Literature 1. Siergiejczyk M., Gago S.: The concept of a monitoring and supervision system in a railway hub, VI International Scientific-Technical Conference, LOGITRANS 2009, Szczyrk, 2009. 2. Bajda A., Wrażeń M. Laskowski D.: Diagnostics the quality of data transfer in the management of crisis situation, Electrical Review 87(9A), pp. 72-78, Sigma-Not, Poland, 2011.
110
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM METODY ZAPEWNIENIA BEZPIECZEŃSTWA SYSTEMÓW AUTOMATYKI KOLEJOWEJ NA PRZYKŁADZIE LICZNIKA OSI UniAC1 Wojciech Ulatowski voestalpine TENS Sp. z o.o. e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: bezpieczeństwo, bezpieczeństwo na kolei, system liczenia osi, sterowanie ruchem kolejowym, automatyka kolejowa Streszczenie W referacie przedstawiono metody zapewniające spełnienie najwyższego poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL4) dla urządzeń sterowania ruchem kolejowy. Opisano rozwiązania sprzętowe i programowe zaimplementowane w systemie liczenia osi UniAC1 produkcji firmy voestalpine TENS posiadający certyfikat SIL4, w tym dotyczące komunikacji bezpiecznej. Opisano również analizę bezpieczeństwa przeprowadzoną metodą grafów Markowa i zaprezentowano wyniki dla systemu UniAC1.
Józefów 2014
111
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES METHODS OF PROVIDING SAFETY FOR THE INTERLOCKING SYSTEMS ON THE EXAMPLE OF AXLE COUNTER SYSTEM UniAC1 Wojciech Ulatowski voestalpine TENS Sp. z o.o. e-mail:
[email protected] Keywords: safety, safety on the railway network, axle counter system, interlocking systems, railway automation Summary The paper presents methods providing fulfillment of the top-level Safety Integrity Level (SIL4) for the railway interlocking systems. The paper describes equipment and programmatic solutions implemented in the axle counter system UniAC1 produced by voestalpine TENS which possesses the SIL4 certificate, including the safe communication solutions. The paper describes also the safety analysis carried out using the method of Markov graphs and presents the results for the UniAC1 system.
112
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM OGNIOODPORNE MATERIAŁY KOMPOZYTOWE I TECHNOLOGIE PRODUKCJI DLA KOLEI I INNYCH ŚRODKÓW TRANSPORTU ZBIOROWEGO: DOŚWIADCZENIA I ZAAWANSOWANE KONCEPCJE SPEŁNIAJĄCE EN 45545-2 GOST… Paul Wartenweiler Walter Mäder AG Composites Industriestrasse 1 CH 8956 Killwangen, SWITZERLAND e-mail: Wprowadzenie Rosnące wymagania palno-dymowe kompozytów stosowanych w taborze szynowym wymagają zaawansowanych technik wytwarzania powłok żelkotowych / żywicznych. Artykuł w pierwszej części opisuje normy w celu poprawy wydajności oraz osiągnięcia i utrzymania wymaganego wysokiego poziomu jakości. Omówiono również doświadczenie i błędy producentów kompozytów dyskutowane podczas prac nad EN 45545-2. W drugiej części artykułu pokazano następujące koncepcje zaawansowanych kompozytów produkcji Mäder: - Innowacyjne stosowanie form zamkniętych, - Zmniejszenie wagi, - Obniżenie kosztów kompozytów o wysokiej wytrzymałości. .
Józefów 2014
113
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES FIRE RETARDANT COMPOSITE MATERIALS AND MANUFACTURING TECHNOLOGIES FOR MASS TRANSIT AND RAILWAY: EXPERIENCES AND ADVANCED CONCEPTS MEETING EN 45545-2, GOST… Paul Wartenweiler Walter Mäder AG Composites Industriestrasse 1 CH 8956 Killwangen, SWITZERLAND e-mail: Introduction Growing Fire and Smoke requirements of composites used in rolling stock ask for sophisticated gelcoats/resins and manufacturing techniques. The paper describes in the first part standards of performance to achieve and maintain required high levels of quality and performance. Experiences and common mistakes by making composites meeting EN 45545-2 are discussed. In the 2nd part following advanced Mäder Composites concepts are shown: - to facilitate closed mould processes, - to reduce weight, - to make low cost high strength composites.
114
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES MONITORING OF OVERHEAD EQUIPMENT INFRASTRUCTURE WITH REGULAR TRAINS Hans-Juergen Weber Deutsche Bahn Systemtechnik GmbH e-mail:
[email protected] Keywords: overhead equipment, catenary, measurement system, regular train, monitoring, alarming Introduction Monitoring of overhead equipment (OHE) infrastructure with regular trains has numerous advantages over periodic inspections at defined time intervals. Research problem and research methodology In the presentation, the complete value chain implemented by DB Systemtechnik will be explained: profound knowledge on the interaction catenary and pantograph, internationally proven high accuracy OHE measurement systems developed in-house and experience with remote monitoring on regular trains including real time alarming. In addition, measurement services conducted by DB Systemtechnik will be presented as possible entry scenario before installing measurement systems on regular trains in a second phase. Conclusions Monitoring of OHE infrastructure with regular trains will evolve as standard method to provide an always up to date view of the infrastructure status, to observe exceptions over time and to install a fast and reliable alarming.
Józefów 2014
115
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM OPTYMALIZACJA ROZWIĄZYWANIA KONFLIKTÓW MIĘDZY POCIĄGAMI PODCZAS PROJEKTOWANIA WYKRESÓW ICH RUCHU PRZY WYKORZYSTANIU METODY BBS Andrzej Wolfenburg Instytut Logistyki i Magazynowania e-mail:
[email protected] Słowa kluczowe: Metoda BBS, konflikty między pociągami, optymalne wykresy ruchu Wprowadzenie Jeden z najtrudniejszych problemów, który należy rozwiązać podczas projektowania wykresów ruchu pociągów polega na rozwiązywaniu konfliktów między pociągami na torach szlakowych, stacyjnych i w węzłach torowych. Projektant wykresów ruchu korzystając z monitora systemu komputerowego przesuwa linie wykresu ruchu dla poszczególnych pociągów, wydłuża bądź skraca czasy postojów, a czasem nawet wydłuża czasy jazdy, aby uzyskać rozwiązanie dopuszczalne, to znaczy zgodne z zasadami prowadzenia ruchu. Następnym krokiem jest uzyskanie rozwiązań optymalnych, to znaczy takich, które minimalizują pewien wskaźnik jakości, którym może być średnie (liczone na pociąg) wydłużenie postojów pociągów, ponad wartość postojów nominalnych. Jest ono spowodowane konfliktami z innymi pociągami Do rozwiązania tego zagadnienia autor wykorzystał metodę BBS (Branch and Bound Simulation), którą opracował uprzednio do celów optymalnego kierowania pociągami. Problem badawczy i metodologia badawcza Problemem badawczym, który należało rozwiązać było dostosowanie metody BBS do zadania optymalnego rozwiązywania konfliktów między pociągami, a następnie sprawdzenie poprawności tej metody. Metodologia badawcza, która zastosowano jest to analiza poprawności rozwiązań generowanych przez napisane programy, zmiany algorytmów i poprawianie błędów aż do uzyskania rozwiązań optymalnych. Metody, które zostały użyte, to metody symulacji i optymalizacji dyskretnej, metody programowania komputerowego oraz sama metoda BBS. Wnioski i podsumowanie Otrzymane wyniki w pełni potwierdziły przydatność zastosowanej metody BBS do celów optymalnego rozwiązywania konfliktów między pociągami i projektowania optymalnych wykresów ruchu na przykładzie linii jednotorowej. Utworzony program optymalizacyjny włączono do Systemu Tworzenia Wykresów Ruchu Pociągów wcześniej opracowanego przez autora dla Instytutu Kolejnictwa. Autor planuje dalsze prace nad systemem w celu umożliwienia tworzenia optymalnych wykresów ruchu dla dowolnych układów torowych, w tym dla linii dwu i wielotorowych. Bibliografia 1. Wolfenburg A.: Optymalne sterowanie ruchem pociągów na linii kolejowej, Automatyka Kolejowa 9, Wydawnictwa. Komunikacji i Łączności, Warszawa 1980. 2. Wolfenburg A.: Metoda BBS i jej wykorzystanie do optymalnego sterowania ruchem pociągów w rejonie, Materiały na III Konferencję Naukową Nauka – Transport – Praktyka, WPW Warszawa 1985. 3. Wolfenburg A.: Zastosowanie symulacji dyskretnej do rozwiązania zadań optymalizacji, Prace Naukowe Instytutu Organizacji i Zarządzania Nr 83 Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007. 4. Wolfenburg A.: Optymalne kierowanie ruchem pociągów w obszarze sieci kolejowej, Wydawnictwa PWSZ w Gorzowie Wlkp., Gorzów Wlkp. 2011. 5. Wolfenburg A.: Nowy graficzny system tworzenia wykresów ruchu pociągów, TTS 10/2011 6. Wolfenburg A.: Sposób modyfikowania tras pociągów wykresu ruchu na ekranie monitora komputerowego podczas ich projektowania, Zgłoszenie patentowe nr. 396527, Biuletyn Urzędu Patentowego 8/2013. 7. Wolfenburg A., Wyznaczanie i harmonogramowanie tras pojazdów przy wykorzystaniu metody BBS, Logistyka 4/2014, CD nr 2, Poznań 2014
Józefów 2014
117
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES OPTIMIZATION OF SOLVING CONFLICTS AMONG TRAIS DURING DESIGNING THEIR GRAPHS USING BBS METHOD Andrzej Wolfenburg Institute of Logistics and Warehousing e-mail:
[email protected] Keywords: BBS method, conflicts among trains, optimal traffic graphs Introduction One of the most difficult problem which is to be solved during train graphs designing is solving conflicts among trains at stations, on line tracks and also in railway junctions. A train graphs designer using a display of his computer system shifts graph lines for particular trains, extends or shortens dwell times, and sometimes even extends train running times for obtaining an admissible solution, consistent with traffic rules and regulations. The next step is to obtain optimal solutions that minimize some General Measure of Effectiveness, which would be an average value of dwell time extra extension over nominal dwell time. This extension is caused by conflicts with other trains. For solving this problem, the author used the BBS (Branch and Bound Simulation method, which he previously developed for the dispatching problems solving. Research problem and research methodology The research problem to be solved is adapting the BBS method to the optimal resolution of the problem related to conflicts among trains and the verification of the method correctness. The research methodology used is the analyses of software procedure results correctness, possibly changing algorithm and error correction up to obtaining the optimal solutions. The methods used are the method of discrete simulation and optimization, methods of computer programming and the BBS method itself Conclusions The obtained results confirmed entirely the usefulness of the BBS method for the purpose of optimal train conflict solving and for the optimal train graphs designing using a single line as an example. The software optimization program has been included in the Train Graphs Designing System, which had been previously created by the author for the Railway Institute. The author intends to continue his works related to the system taking into consideration any track layout, including lines with two or more tracks. Literature 1. Wolfenburg A.: Optymalne sterowanie ruchem pociągów na linii kolejowej, Automatyka Kolejowa 9, Wydawnictwa. Komunikacji i Łączności, Warszawa 1980. 2. Wolfenburg A.: Metoda BBS i jej wykorzystanie do optymalnego sterowania ruchem pociągów w rejonie, Materiały na III Konferencję Naukową Nauka-Transport-Praktyka, WPW Warszawa 1985. 3. Wolfenburg A.: Zastosowanie symulacji dyskretnej do rozwiązania zadań optymalizacji, Prace Naukowe Instytutu Organizacji i Zarządzania Nr 83 Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007. 4. Wolfenburg Optymalne kierowanie ruchem pociągów w obszarze sieci kolejowej, Wydawnictwa PWSZ w Gorzowie Wlkp., Gorzów Wlkp. 2011. 5. Wolfenburg A.: Nowy graficzny system tworzenia wykresów ruchu pociągów, TTS 10/2011. 6. Wolfenburg A.: Sposób modyfikowania tras pociągów wykresu ruchu na ekranie monitora komputerowego podczas ich projektowania, Zgłoszenie patentowe nr. 396527, Biuletyn Urzędu Patentowego 8/2013. 7. Wolfenburg A., Wyznaczanie i harmonogramowanie tras pojazdów przy wykorzystaniu metody BBS, Logistyka 4/2014, CD nr 2, Poznań 2014.
118
Józefów 2014
NAJNOWSZE TECHNOLOGIE W TRANSPORCIE SZYNOWYM WPŁYW POLA MAGNETYCZNEGO GENEROWANEGO PRZEZ POJAZDY TRAKCYJNE NA URZĄDZENIA SRK W ODNIESIENIU DO OBOWIĄZUJĄCYCH STANDARDÓW Łukasz Zawadka, Dominik Adamski, Andrzej Białoń, Juliusz Furman Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected], jfurman@ikolej Słowa kluczowe: pola magnetyczne, zakłócenia, liczniki osi, dopuszczalne parametry zakłóceń Wprowadzenie Intensywny wzrost stosowania na liniach kolejowych urządzeń wykrywania pociągu opartych na licznikowych systemach stwierdzania niezajętości torów oraz instalowanie na taborze coraz większej liczby urządzeń elektrycznych i elektronicznych wyraźnie uwidoczniły potrzebę opracowania dopuszczalnych poziomów zakłóceń w pasmach częstotliwości pracy przyjętych przez poszczególnych producentów liczników osi. Chodzi tu zarówno o zakłócenia pochodzące od prądów płynących w tokach szynowych jak i od stałych oraz zmiennych pól magnetycznych generowanych przez urządzenia znajdujące się na wyposażeniu taboru. Na poziomie wymagań krajowych wartości te określono w pracy Instytutu Kolejnictwa „Określenie dopuszczalnych poziomów i parametrów zakłóceń dla urządzeń sterowania ruchem kolejowym” nr 4430/10, natomiast na poziomie prawa europejskiego w technicznej specyfikacji CLC/TS 50238-3:2010: „Zastosowania kolejowe. Kompatybilność pomiędzy taborem a urządzeniami wykrywania pociągu – Część 3 kompatybilność z licznikami osi”. Zagadnienia związane z tematyką kompatybilności pomiędzy taborem a urządzeniami detekcji pociągów w zakresie ogólnym określa także norma PN-EN 50238. Problem badawczy i metoda badawcza W artykule przedstawiono dokumenty regulujące zagadnienia związane z kompatybilnością elektromagnetyczną pomiędzy taborem, a urządzeniami wykrywania pociągu. Opisano, opracowaną w Instytucie Kolejnictwa, metodę pomiaru pól magnetycznych generowanych przez tabor kolejowy zgodną z wymaganiami europejskimi, a także zaprezentowano wyniki badań natężenia pól magnetycznych emitowanych przez różne typy pojazdów trakcyjnych w odniesieniu do wartości granicznych obowiązujących na sieci zarządzanej przez PKP PLK S.A. Scharakteryzowano także możliwe konsekwencje oddziaływania tych pól na urządzenia sterowania ruchem kolejowym ze szczególnym uwzględnieniem liczników osi. Wnioski i podsumowanie Pomiary wpływu pól magnetycznych emitowanych przez pojazdy trakcyjne stanowią istotny punkt badań kompatybilności taboru z urządzeniami wykrywania pociągu. Jak pokazują wyniki przedstawione w niniejszym artykule, uzasadnione jest przeprowadzanie badań emisji natężeń pól magnetycznych w przypadku wprowadzania do eksploatacji nowego, jak również modernizowanego taboru. Pozwoli to wyeliminować źródła zakłóceń pochodzące od pojazdów już na etapie badań homologacyjnych. Przedstawiona metoda badawcza jest zgodna z obowiązującymi wymaganiami i pozwala na szybkie oraz precyzyjne oszacowanie wartości mierzonych w odniesieniu do obowiązujących wartości granicznych. Bibliografia 1. Adamski D., Białoń A., Furman J., Zawadka Ł: Wpływ pól magnetycznych taboru kolejowego na liczniki osi stosowane na polskich liniach kolejowych. Infrastruktura transportu 5/2014. 2. Białoń A., Furman J., Pajka P., Zawadka Ł.: Aktualizacja dopuszczalnych poziomów zakłóceń w świetle normy PN-EN 50238. Autobusy 3/2013. 3. Norma PN-EN 50238 Zastosowania kolejowe. Kompatybilność pomiędzy taborem a urządzeniami wykrywania pociągu. Wiadomości ogólne. 4. Techniczna specyfikacja CLC/TS 50238-3:2010 Zastosowania kolejowe. Kompatybilność pomiędzy taborem a urządzeniami wykrywania pociągu. Kompatybilność z licznikami osi.
Józefów 2014
119
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES INFLUENCE OF MAGNETIC FIELD GENERATED BY ROLLING STOCK ON TRACKSIDE SIGNALING DEVICES IN ACCORDING WITH APPLICABLE STANDARDS Łukasz Zawadka, Dominik Adamski, Andrzej Białoń, Juliusz Furman Instytut Kolejnictwa e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected], jfurman@ikole Keywords: magnetic fields, interferences, axle counters, permissible interference levels Introduction Continuously increasing number of implementations of a track occupancy detection devices based on axle counters systems and equipping rolling stock with more and more electrical and electronic components highlighted the need of elaboration permissible interference levels in context of axle counters. Therefore two sources of interferences were took into account: interferences from rail currents and fixed/variable magnetic fields generated by devices situated on a rolling stock. Polish national requirements were developed by Railway Institute in elaboration: "Określenie dopuszczalnych poziomów i parametrów zakłóceń dla urządzeń sterowania ruchem kolejowym” nr 4430/10 whereas on European level in technical specification CLC/TS 50238-3:2010 ”Railway applications Compatibility between rolling stock and train detection systems - Part 3: Compatibility with axle counters." Moreover issues related to the electromagnetic compatibility between rolling stock and train detection systems are described in general in PN-EN 50238. Research problem and research methodology Article describes documents regulating issue of electromagnetic compatibility between rolling stock and train detection systems. It presents measurement method of magnetic fields generated by rolling stock that meets European standards and also elaborated results in accordance to polish infrastructure manager requirements. Finally article introduces possible magnetic fields influence consequences on trackside signaling devices with special consideration to axle counters. Conclusions Measurements of magnetic fields generated by rolling stock are important issue during examination of electromagnetic compatibility between vehicles and train detection systems. Presented research results are indicating the need of performing magnetic field strength measurements for new and modernized rolling stock. This step will give opportunity to eliminate all sources of exceeded interferences on the stage of approval tests. Presented measurement method is consistent with standards in force and enables fast and accurate estimation of examined subject with respect to the applicable limits. Literature 1. Adamski D., Białoń A., Furman J., Zawadka Ł: Wpływ pól magnetycznych taboru kolejowego na liczniki osi stosowane na polskich liniach kolejowych. Infrastruktura transportu 5/2014. 2. Białoń A., Furman J., Pajka P., Zawadka Ł.: Aktualizacja dopuszczalnych poziomów zakłóceń w świetle normy PN-EN 50238. Autobusy 3/2013. 3. Norma PN-EN 50238 Zastosowania kolejowe. Kompatybilność pomiędzy taborem a urządzeniami wykrywania pociągu. Wiadomości ogólne. 4. Techniczna specyfikacja CLC/TS 50238-3:2010 Zastosowania kolejowe. Kompatybilność pomiędzy taborem a urządzeniami wykrywania pociągu. Kompatybilność z licznikami osi.
120
Józefów 2014
ADVANCED RAIL TECHNOLOGIES UIC PROJECT HRMS HARMONISATION OF RUNNING BEHAVIOUR AND NOISE MEASUREMENT SITES 1
Wolfgang Zottl1, Florian Saliger1, Laurent Schmitt2 ÖBB – Infrastruktur AG, Research and Development, Vienna, Austria, 2 UIC Project Manager, Paris, France e-mail:
[email protected]
Keywords: wayside train monitoring system, derailment, reliability, noise, RFID, Automatic Vehicle identification Introduction Wayside Train Measurement Sites are autonomous local installations which provide information about the running behavior (e.g. forces, loads, wheel out-of-roundness, etc.) and the noise emission of a passing train. The information about the physical effects of the interaction between wheel and rail is measured by sensors in the track. Research problem and research methodology Railway safety is and always was one of the most important issues when it comes discussions made in planning, building and maintain railway infrastructure. Although infrastructure owners keep their tracks in proper conditions to keep the risk of accidents to a minimum, there can be some vehicles on the tracks with too high axle loads or the vehicles are not as well maintained as they could be. Therefore many countries have built wayside measurement systems that can track overloads vehicles, vehicles with in not perfect shape regarding wheel shape, worn wheel sets and running behavior of vehicles that could lead to a derailment. As a result of new knowledge and ongoing work in Europe, we proposed a project to develop a methodology to identify the safety or commercial risk from vehicle running behaviour. • Instability risk when running in a straight line • Derailment risk, rail and wheel set loading (stress), and lateral wheel forces in curves • Vertical wheel forces (steady-state and dynamic), overloading A harmonized noise monitoring system will reduce the noise pressure on populations living near main rail routes. Today several countries are working with Automatic Vehicle identification (AVI) systems on a national basis. The aim in this project is to define the needs and to harmonize the data exchange mechanism on a European level. Conclusions Measurement sites are autonomous local installations which provide information about the running behaviour (e.g. forces, loads, wheel out-of-roundness, etc.) and the noise emission of a passing train. The information about the physical effects of the interaction between wheel and rail is measured by sensors in the track. Many countries use Axle Load checkpoints to obtain information about real load distributions in the network. There are also systems to determine the noise emission of rail vehicles. In America such measurement sites are “state of the art”. All cargo vehicles running on Class A railroads are equipped with RFID tags, making it easy to assign measurement results to the correct vehicle The infrastructure manager, the owner of the rolling stock and the railway undertaker are very interested to get the results of the measurement. Literature 1. Zottl, W., Maicz, M., Condition detection – An intelligent solution: Europ. Railway Review 4 (2006), 21–25. 2. Paul Mittermayr, Dietmar Maicz, Wolfgang Zottl: Ein Jahrzhnt Betriebserfahrung in der ortsfesten Zugüberwachung ETR-62(3)2013 pp46-50.
Józefów 2014
121
