Zeszyt 166 Problemów Kolejnictwa wydany w 2015 roku zawiera dziesięć artykułów o różnorodnej tematyce. Łączy je aktualność przedstawianych problemów i wysoki poziom merytoryczny, którego zapewnieniu służy system podwójnych recenzji stosowany przez Redakcję. Artykuł Norberta Radka, Izabeli Pliszki i Dariusza Liszewskiego dotyczy laserowej modyfi kacji powłok nanoszonych elektroiskrowo, jako sposobu ochrony przed korozją, zwłaszcza pojazdów szynowych. Ta niezwykle aktualna tematyka była omawiana na konferencji zorganizowanej w dniu 16 października 2014 roku przez Instytut Kolejnictwa i będzie kontynuowana także w następnych zeszytach Problemów Kolejnictwa. Trzy artykuły są poświęcone zagadnieniom dróg kolejowych. W pierwszym z nich Henryk Bałuch przedstawił propozycję czterech oryginalnych syntetycznych metod oceny stanu nawierzchni. Z kolei zespół autorów z Politechniki Warszawskiej omówił badania konstrukcji nawierzchni z warstwą podsypki wzmocnioną geosiatką i stabilizowaną żywicą, wykonane na odcinku linii CMK. Warto również zwrócić uwagę na artykuł Władysława Koca i Cezarego Spechta poświęcony zastosowaniu mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu dróg kolejowych. Tematem dwóch artykułów są problemy zasilania elektroenergetycznego w kolejnictwie. Jeden z nich, autorstwa T.I. Kirilyuk, przedstawia metodę określania strat energii w sieci trakcyjnej, artykuł W.G. Kuzniecowa zaś dotyczy zapewnienia niezawodności systemów zasilania. Dwa artykuły są poświęcone urządzeniom sterowania ruchem kolejowym. Pracownicy Instytutu Kolejnictwa przygotowali artykuł omawiający zagadnienia ochrony przeciwprzepięciowej urządzeń elektronicznych, natomiast zespół autorów z Uniwersytetu Technologiczno-Humanistycznego w Radomiu opisał zastosowanie technologii telematycznych w urządzeniach sterowania ze szczególnym uwzględnieniem linii regionalnych. Reprezentowana jest także tematyka telekomunikacyjna. Artykuł Andrzeja Marczaka dotyczy technologii radia programowalnego, natomiast w artykule Mirosława Siergiejczyka, Jerzego Chmiela i Adama Rosińskiego przedstawiono zastosowanie monitoringu wizyjnego w zagadnieniach bezpieczeństwa transportu kolejowego.
W imieniu zespołu redakcyjnego życzę interesującej lektury Redaktor Naczelny
Potrzeba ograniczenia kosztów utrzymania nawierzchni kolejowej skłania do poszukiwania rozwiązań umożliwiających wydłużenie okresów między naprawami. W artykule podano wyniki badań nawierzchni z warstwą podsypki zbrojonej geosiatkami oraz stabilizowanej żywicą. Przedstawiono technologię układania nowej nawierzchni na odcinku CMK oraz wyniki oceny stanu toru na odcinkach doświadczalnych.
Potrzeba ograniczenia kosztów utrzymania nawierzchni kolejowej skłania do poszukiwania rozwiązań umożliwiających wydłużenie okresów między naprawami. W artykule podano wyniki badań nawierzchni z warstwą podsypki zbrojonej geosiatkami oraz stabilizowanej żywicą. Przedstawiono technologię układania nowej nawierzchni na odcinku CMK oraz wyniki oceny stanu toru na odcinkach doświadczalnych.
W artykule przedstawiono podstawowe zasady realizacji ochrony odgromowej i przeciw-przepięciowej sieci trakcyjnej, urządzeń sterowania ruchem instalowanych bezpośrednio w torze (np. urządzenia stwierdzania niezajętości torów) oraz urządzeń instalowanych w nastawniach i kontenerach. Zasady te są zgodne z obowiązującymi normami i poparte dotychczasowymi doświadczeniami autorów.
Cel: Obecnie pomiary strat w sieci trakcyjnej dokonywane są szacunkowo, jednak ten sposób pozwala uzyskać tylko przybliżone wyniki. Udowodniono, że bardziej efektywne jest kontrolowanie strat energii elektrycznej w sieci trakcyjnej za pomocą metod pośrednich, jednak istniejące metody dają wynik z błędem rzędu 7,5%. Niezbędne jest udoskonalenie metody kontroli strat energii w sieci trakcyjnej z uwzględnieniem dodatkowych czynników. Metodyka: Przy opracowaniu matematycznego modelu do określenia współczynnika strat wykorzystano metody rachunku całkowego i macierzowego. Do opracowania zależ-ności regresji wykorzystano teorię planowania eksperymentu. Wyniki: Na podstawie pełnego doświadczenia czynnikowego, uzyskano równania regresji drugiego rzędu do określenia współczynnika straty energii na odcinkach z prądem stałym i prądem zmiennym. Na podstawie metody Monte Carlo określono charakter współczynnika straty energii, ustalono limit zmian i przedstawiono zalecenia dotyczące jego regulacji. Przedstawiono doświadczalne potwierdzenie uzyskanych wyników, które pokazało, że zaprezentowana udoskonalona metoda zmniejsza błąd pomiaru strat energii elektrycznej. Innowacyjność: Po raz pierwszy uzyskano wyrażenie analityczne do określenia strat energii elektrycznej w sieci trakcyjnej, z uwzględnieniem liczby pociągów pomiędzy stacjami trakcyjnymi. Po raz pierwszy sformułowano prawo rozkładu prawdopodobieństwa współczynnika strat energii elektrycznej, które umożliwia ocenę jego granic i proponuje zmianę metodyki. Znaczenie praktyczne: Opracowano metodykę określenia współczynnika strat uwzględniającą dodatkowe czynniki. Daje to możliwość zmniejszenia błędu wyliczenia straty o 2,1% w porównaniu z istniejącą metodą pośrednią.
W artykule przedstawiono podsumowanie kilkuletnich badań nad zastosowaniem mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych. Mobilne pomiary satelitarne polegają na objeździe trasy pojazdem szynowym z doczepionymi wagonami-platformami lub wózkami dwuosiowymi, na których zainstalowano odbiorniki GNSS (ang. Global Navigation Satellite System). Opisano przyjętą metodykę badawczą oraz przebieg pomiarów przeprowadzonych w torze kolejowym i tramwajowym. Podjęto kwestię dokładności pomiarów satelitarnych. Wykazano, że aktualnie optymalnym rozwiązaniem – zapewniającym maksymalną dokładność wyznaczenia współrzędnych GNSS podczas badań inwentaryzacyjnych tras szynowych – jest wykorzystanie dwusystemowej satelitarnej sieci geodezyjnej GPS / GLONASS (odpowiednio ang. Global Positioning System i ros. GLObalnaja NAwigacionnaja SiStema). Jednocześnie wskazano, że wyznaczenie współrzędnych istniejącej trasy w państwowym układzie odniesień przestrzennych 2000 technikami GNSS prowadzi do konieczności weryfikacji dotychczasowej metodyki projektowania. W artykule przedstawiono założenia nowej metody projektowania układów geometrycznych toru, dostosowanej do techniki pomiarów satelitarnych, w której rozwiązanie problemu projektowego polega na wyznaczeniu uniwersalnych równań opisujących całość układu geometrycznego. Znajomość współrzędnych pozwala również na identyfikację kształtu geometrycznego istniejącego toru. Opisano moduły opracowanego programu komputerowego SATTRACK do wizualizacji, oceny i projektowania trasy kolejowej, obejmujące wizualizację przebiegu trasy kolejowej, ocenę odcinków prostych trasy, tworzenie poligonu kierunków głównych, ocenę odcinków trasy położonych w łuku oraz określanie kształtu osi eksploatowanego toru kolejowego. Scharakteryzowano również problem oceny efektów regulacji osi toru.
Poprawa konkurencyjności i efektywności ekonomicznej transportu kolejowego Ukrainy jest niemożliwa bez rozwiązania wielu problemów takich, jak: zapewnienie racjonalnej pod względem energetycznym, ekonomicznym i ekologicznym technologii procesów przewozowych, rozwój infrastruktury transportowej dla dużych szybkości, doskonalenie taboru, planowanie zapotrzebowania na energię, wdrożenie efektywnych metod zarządzania transportem kolejowym na wszystkich etapach cyklu przewozowego. Wśród wymienionych zagadnień szczególnie ważne jest kompleksowe, wielopoziomowe i wieloaspektowe rozwiązanie problemów zasilania elektrotrakcyjnego. Dotychczas określenie racjonalnych systemów zasilania prądem stałym na liniach magistralnych odbywało się bez uwzględnienia realiów dnia codziennego, podczas gdy w warunkach gospodarki rynkowej istnieją różne warianty obliczeń zapotrzebowania na energię (np. w taryfach z jedną stawką, w taryfach ze zróżnicowanymi stawkami lub z hurtowymi cenami energii). Obecnie koszt energii elektrycznej stanowi 20% kosztów przewozów i zgodnie ze światowymi tendencjami będzie nadal wzrastał. Z tego względu w przyjętym systemie zasilania, główną rolę odgrywają nie czynniki techniczne, a ekonomiczne (np. koszt potrzebnej energii elektrycznej). W artykule przedstawiono zasady tworzenia racjonalnego systemu zasilania elektrotrakcyjnego, na podstawie których można opracować system kontroli i oceny przyjętego rozwiązania i zaproponować najdokładniejsze rozwiązanie w danych warunkach. Opisano specjalistyczny program komputerowy do określenia racjonalnych warunków pracy zasilania elektrotrakcyjnego. Program wykorzystuje do tego celu algorytm genetyczny. Pokazano rzuty ekranowe tego programu.
W artykule opisano systemy nowej generacji do kontroli i zarządzania ruchem kolejowym zwłaszcza na liniach regionalnych. Obecna infrastruktura kolejowa takich linii daje możliwość stosowania nowych technologii telematycznych, w tym otwartych standardów transmisji radiowej do sterowania i monitorowania pojazdów szynowych. Przedstawioną w artykule analizę efektywności i bezpieczeństwa oparto na procesach stochastycznych, co jest zgodne z normami i zaleceniami UE.
Technologia radia programowalnego umożliwia wykonanie urządzeń pracujących w różnego rodzaju analogowych i cyfrowych systemach łączności radiowej. W artykule zaprezentowano zagadnienia dotyczące koncepcji przeprowadzenia 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 oprogramowanie radia programowalnego. Przykład aplikacji nadajnika i odbiornika z wykorzystaniem oprogramowania GNU Radio, pokazuje łatwość, z jaką można tworzyć urządzenia nadawczo-odbiorcze w technologii SDR. Ta aplikacja została uruchomiona i pracowała na przykładowej platformie sprzętowej SDR, realizując transmisję z urządzeniami wykonanymi w dotychczas stosowanej technologii. Schemat i budowę tej platformy sprzętowej SDR opisano w artykule. Technologia radia programowalnego umożliwia szybką zmianę właściwości sprzętu i do-stosowanie 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.
W artykule opisano wpływ obróbki laserowej na właściwości powłok nanoszonych elektroiskrowo. Ocenę właściwości powłok po obróbce laserowej przeprowadzono na podstawie obserwacji mikrostruktury, pomiarów chropowatości i mikrotwardości oraz badań odporności korozyjnej i porowatości. Opisane badania przeprowadzono wykorzystując elektrody WC-Cu, które wytworzono przez spiekanie nanostrukturalnych proszków metodą metalurgii proszków. Do nanoszenia powłok elektroiskrowych użyto urządzenia EIL-8A. Obróbkę laserową nałożonych powłok elektroiskrowych wykonano laserem Nd:YAG, model BLS 720. Powłoki WC-Cu przed i po modyfikacji laserowej mogą spełniać funkcje przeciwzużyciowe oraz ochronne, co umożliwia ich zastosowanie w taborze kolejowym.
W artykule zaprezentowano zagadnienia dotyczące systemów monitoringu wizyjnego. Ukazano i scharakteryzowano urządzenia wchodzące w ich skład. Przedstawiono także nowoczesne rozwiązania, zarówno z zakresu systemów monitoringu wizyjnego, jak i bezpieczeństwa teleinformatycznego, które są obecnie wdrażane w tych systemach.
czytaj 
