Harmotrack:研究加速测量以监视轨道质量

轨道质量的监测与维护是铁路工程中最具挑战性的任务之一基础设施经理。高质量、可靠的铁路轨道是铁路安全运行的前提。为此，有必要对铁路轨道进行定期评估，以确保铁路的安全乘客以及铁路客户的满意度。在过去的几年里，已经开发了几种轨道质量评估方法来评估轨道性能。

几十年来，对轨道质量的评估主要是对轨道几何缺陷的分析。由轨道测量车辆收集轨道测量数据，并与建立的阈值进行比较。这些门槛是通过结合安全、可靠的铁路运营和必要的维护工作来确定的。

最近，一些铁路网络已经考虑使用加速度测量来监测轨道质量。与现有的轨道质量评估方法相比，使用加速度测量具有很大的优势。首先，它并不一定需要专门的测量设备，因为它可以很容易地在每一辆铁路车辆上测量。与目前的方法相比，这使基础设施管理人员有机会获得更多的测量数据，这增加了检查的频率，并允许预测性和更智能的维护。其次，与其他轨道质量评估方法相比，其成本相对较低。与测量轮对或轨道惯性测量单元相比，加速度计的价格较低。

尽管它有优点，但在维护过程中实现它带来了巨大的挑战。难点在于影响动态测量的各种因素，如轨道布局、轨道几何形状、测量条件、车辆、数据处理和其他元素。必须对这些因素进行控制，以便为维护人员产生一致的阈值。为了克服这些挑战，探索加速度测量的优越性，我作为车轨交互部门的负责人，在UIC Harmotrack项目的领导下启动了SNCF网格，与铁路与轨道互动部门主席David Villalmanzo Resusta合作芝加哥David Mirayo是UIC的前基础设施和列车轨道交互高级顾问。

最初，Harmotrack项目作为一个国际基准项目开始，以了解来自全球的基础设施管理人员如何使用加速测量来监测轨道。项目的最初目标是生成一个关于加速度测量的基准文档。然而，随着基础设施管理人员和铁路公司对了解轨道几何形状和列车动力学之间关系的兴趣日益浓厚，该项目的范围进一步扩大。

目前，UIC Harmotrack项目拥有超过75家成员铁路公司和研究机构，200多名国际铁路专家。它在全球六大洲的40多个国家存在。Harmotrack计划旨在达到以下目标:

• 建立国际基准，以实现动态响应(加速度和力)的最先进测量技术
• 定义加速度测量的使用范围
• 为改善网络维护和模拟目的，基于加速定义有代表性的/可靠的轨道质量指标(提高警惕性、干预措施或减速)
• 有助于提高安全并通过优先修正轨道几何缺陷，专注于那些对车辆动力学影响最危险的缺陷，来降低所有网络的成本
• 在未来的国际标准或技术建议中提出这些加速阈值。

这些目标将使Harmotrack项目及其成员被公认为定义一个新的国际加速标准的先驱之一。目前，在使用加速度测量来监测轨道质量方面，目前还没有严格的标准。

为了评估如此庞大的主题，在项目中创建了不同的子工作组(swg)。不同的swg及其简要总结如下:

• swg1 -加速度阈值的确定
• SWG 1a - SWG聚集在一起研究力和加速度的相关性，目的是恢复力测量信号，以提供Y/Q和Σi Yi的估计，由Fatih Ünlü， SBB CFF FFS领导
• swg1b -加速度与轨迹几何的相关性研究
  • swg1b Alpha -评估适用于特定加速信号的最佳滤波器设置，以便以最现实的方式表示轨道-列车相互作用的影响，由富尔维奥·Cianci领导，RFI和Hakki Kucukkeskin,TCDD
  • SWG 1 B Beta 1 - SWG的目标是通过基于速度和车辆类型的多体模拟来定义最危险的轨道几何条件下的加速度阈值，该研究由Brian Marquis，美国交通部，Volpe, Raphael Marotta, VLI Logística领导，Ali Tajaddini，美国交通部，联邦铁路局
  • SWG 1 B Beta 2 -使用统计分析研究加速度和轨迹几何之间的相关性，由Danilo Sorrentino, SNCF Réseau, Florian Latestere, SNCF Réseau, Emily Greve和David Stolnis领导，美国铁路公司
  • SWG 1 B Beta 3 -研究机器学习方法，以检测轨道几何不规则的加速度计测量，由Alfonso Panunzio领导，RATP， Cassandre Diaine和Samuel Pelisson, SNCF Réseau
• SWG 1 B Gamma -研究事故发生和风险分析，将阈值从参考车辆转移到不同的车辆，同时考虑到可能的各种速度，由Nicolas Lestoille、SNCF Réseau和Maciej pazyga领导，PKP PLK s.a.．
• SWG 2 -由Stanislaw Banaszak、SBB CFF FFS和Olivier Vo Van、SNCF领导，定义轴箱加速度计的最佳使用，以检测轨道上特定位置的短长度缺陷，如接头、焊接和开关/道口
• SWG 3 -探索使用低成本便携设备(智能手机)作为轨道监测系统进行加速度测量的可能性，由Franck Dadié， SNCF Réseau领导。

为确保工作小组的工作顺利进行，工作小组领导人会定期举行会议。此外，全体会议也由Harmotrack管理团队组织，以确保项目内活动的协调一致。

Harmotrack项目最后一次全体会议于2021年12月在UIC总部和法国巴黎地区(法国)SNCF设施举行。此次活动是与UIC合作组织的，由UIC资产管理、基础设施和与车辆的接口主管Mercedes Gutierrez Ferrandiz领导。会议取得了巨大成功，聚集了来自全球100多家公司和研究机构的200多名国际专家。

在第一天的全体会议上，参与“音轨计划”的不同社会团体举行了圆桌讨论和技术介绍，讨论的主题如下:

1.与RFI移动诊断和维护车辆部门负责人Marco Gallini、RTRI执行董事Atsushi Furukawa和加拿大国家研究理事会项目负责人Albert Wahba一起进行铁路维护和预测性维护

2.与Emmanuel Cox, SNCF数字转型官Réseau, Sébastien, Denis，项目经理，讨论铁路数字化和自主系统数据分析的重要性Shift2Rail而且杰拉尔德Schinagl他是ÖBB的创新经理

3.与KEOLIS可持续发展高级执行董事Patrizia Gatti Gregori、TRA咨询公司首席执行官Andrea Giuricin以及阿尔巴尼亚铁路公司和基础设施和能源部外交事务负责官员Eneida Elezi合作:促进铁路部门发展的关键。

第二天，30名国际专家参加了在SNCF设施举行的三个平行技术活动:轨道测试中心(Centre d 'Essais Voie - CEV)、冶金专家实验室(Laboratoire d ' experses Métallurgiques - LEM)(位于法国圣图安)和铁路测试机构(Agence d 'Essai Ferroviaire - AEF)(位于法国塞纳河畔维里)。技术访问得到了Elodie Arlaud、SNCF Réseau、Jolan Lottin、SNCF Réseau、Thi Mac Lan Nguyen-Tajan、SNCF Voyageurs和Philippe Pouligny、SNCF Réseau的协助。

Harmotrack项目是一个真正令人兴奋的项目，它可以改变我们今天对轨道维护的看法。仍有大量工作要做，但其成员致力于实现该项目的目标。