Niniejszy zeszyt Problemów Kolejnictwa jest niezwykle bogaty. Zawiera dziesięć artykułów, podejmujących ważne i aktualne zagadnienia związane z transportem szynowym. Trzy artykuły dotyczą problematyki dróg kolejowych. W pierwszym z nich, autorstwa Profesora Henryka Bałucha, opisano uwarunkowania wymian torów na liniach kolejowych, ze szczególnym podkreśleniem znaczenia wysokiej jakości robót oraz jej wpływu na uzyskiwaną trwałość nawierzchni. Tematyka drogowa jest również tematem artykułu dotyczącego wydłużania krzywych przejściowych autorstwa zespołu z Politechniki Gdańskiej, a także artykułu poświęconego metodzie wykrywania pęknięć szyn, przygotowanego przez zespół badaczy z Ukrainy.
Trzy artykuły dotyczą technologii komunikacyjnych: zespół autorski z UTH w Radomiu podjął tematykę wykorzystania łączności bezprzewodowej w zabezpieczeniu ruchu pociągów, specjaliści z Instytutu Kolejnictwa oraz z Politechniki Warszawskiej przedstawili metodę pomiaru pokrycia radiowego w systemach GSM-R. W trzecim artykule opisano trendy w zakresie transformacji cyfrowej przewoźników, a także zarządców infrastruktury (Politechnika Warszawska).
Dwa artykuły autorstwa pracowników Instytutu Kolejnictwa dotyczą tematyki przewozów pasażerskich i są poświęcone sposobowi wykorzystania czasu podróży przez pasażerów oraz tzw. tyflografi kom, stanowiącym rodzaj planów ułatwiających poruszanie się osób niewidomych i niedowidzących po obiektach kolejowych. Dwa artykuły dotyczą tematyki taboru kolejowego. Przedstawiono w nich zagadnienia propagacji pęknięć tarcz hamulcowych, a także metody analizy uszkodzeń zestawów kołowych.
Wyrażam nadzieję, że wiedza zawarta w tym zeszycie Problemów Kolejnictwa okaże się przydatna w rozwiązywaniu problemów technicznych i eksploatacyjnych w transporcie szynowym, a równocześnie będzie stanowiła inspirację do dalszych badań w tej dziedzinie.
Redaktor Naczelny
Wymiany nawierzchni kolejowej powinny spełnić kilka celów: zapewnić odpowiednią trwałość i bezpieczeństwo, umożliwić uzyskanie założonej prędkości pociągów, zmniejszyć koszty eksploatacji, poprawić spokojność jazdy itp. U podstaw piramidy tych celów powinno być osiągnięcie pełnej trwałości nawierzchni, wyrażonej przeniesionym obciążeniem. Osiągnięcie tego celu wymaga poprawnego wykonania wszystkich robót przewidzianych w procesie technologicznym. Zadanie to nabiera szczególnego znaczenia w związku ze spodziewanym w najbliższych latach dużym zakresem wymian na-wierzchni w Polsce i wielkimi kosztami tych robót. Doświadczenia przytoczone w artykule wykazują, że spotykane wady wykonawstwa wymian nawierzchni powodują istotne skracanie cykli naprawczych i niepełne wykorzystanie trwałości nawierzchni. Dotyczy to dość często niepełnego wykonania robót związanych z naprawą podtorza. Uzyskanie wymaganej trwałości nawierzchni wymaga również odpowiedniej dokładności budowy nowego toru. Dokładność tę często wyraża się odchyleniem standardowym pionowych nierówności toru. Artykuł przedstawia opracowane modele wpływu tak określonej dokładności na długość cyklu, od zakończenia wymiany do kolejnej naprawy toru, polegającej na jego podbiciu i wyrównaniu w płaszczyźnie poziomej. Przeprowadzone badania wykazują duże możliwości poprawy w tym zakresie. Z przedstawionych modeli wynika konieczność uzyskiwania dokładności robót wyrażanej odchyleniem standardowym pionowych nierówności toru około 0,6 mm. Zasygnalizowano dalsze badania nad jakością wymian nawierzchni.
W artykule opisano zalecaną przez UIC metodę pomiaru pokrycia radiowego dla systemu GSM-R, który jest bazą do poprawnej transmisji danych na potrzeby systemu ETCS. Przeanalizowano najważniejsze zasady pomiaru pokrycia pola radiowego według tej metody. Zdaniem autorów artykułu, przyjęta przez UIC metoda pomiaru ma wiele mankamentów i dlatego autorzy proponują inną metodę pomiaru pokrycia radiowego do transmisji danych w systemie GSM-R.
W artykule zaprezentowano wyniki ankiety przeprowadzonej wśród pasażerów w 2016 roku, dotyczącej spędzania czasu podczas podróży pociągiem. Zapytano pasażerów, jak spędzają czas w pociągach podczas podróży służbowych i prywatnych, na długie i krótkie dystanse. Przedstawiono powody podejmowania podróży w różnych grupach wiekowych. Na podstawie obserwacji oraz zebranych odpowiedzi pokazano, w jaki sposób podróżujący faktycznie spędzają czas w po-ciągach oraz jak chcieliby ten czas spędzać, nie mając z różnych powodów takich możliwości. Scharakteryzowano czynniki wpływające na dobre samopoczucie pasażerów oraz czynniki wywołujące u nich stres.
Układ kolejowego hamulca tarczowego, poddawany w trakcie eksploatacji dużym obciążeniom dynamicznym i termicznym, ulega różnym procesom zużyciowym zwłaszcza w obszarze pary ciernej. Jednymi z najczęściej występujących uszkodzeń są pęknięcia powierzchniowe tarczy hamulcowej. Mają one różną długość i zwykle pojawiają się znacznie szybciej, niż liniowe zużycie grubości pierścienia ciernego w wyniku współpracy z okładziną. Ich pojawienie się zwykle wymusza wcześniejszą wymianę lub regenerację tarczy przez jej przetoczenie, co generuje dodatkowe koszty dla eksploatującego pojazd kolejowy. W artykule oceniono pęknięcia powierzchniowe kolejowych tarcz hamulcowych i opracowano metodę szacowania ich głębokości.
W artykule przedstawiono analizę problemu wydłużania krzywych przejściowych, wykorzystując do tego celu analityczną metodę projektowania. Podstawą analizy były obliczenia numeryczne przeprowadzone dla zestawu parametrów charakteryzujących standardowy układ geometryczny: krzywa przejściowa – łuk kołowy – krzywa przejściowa (w wersji niesymetrycznej). Ocenie poddano różnice rzędnych poziomych istniejącego układu oraz układu z wydłużonymi krzywymi przejściowymi. Analityczny model zawiera sformułowane zależności teoretyczne dla poszczególnych stref układu geometrycznego, z zachowaniem występującego promienia łuku kołowego oraz przy jego modyfikacji. Rozpatrzono kwestie wpływu wielkości promienia łuku kołowego i kąta zwrotu trasy na uzyskane efekty. Bazując na teoretycznych założeniach, opracowano efektywny algorytm numeryczny umożliwiający analizę wariantową wydłużenia krzywych przejściowych. Według tego algorytmu wyznaczono rozkłady różnic rzędnych osi toru i sprawdzono, jak kształtują się względne różnice analizowanego układu w procesie wydłużania krzywych przejściowych. Rozpatrywano możliwości modelowania rozkładu różnic położenia osi toru przez różnicowanie zasadniczego, tj. wyjściowego promienia łuku kołowego. Zaproponowano sposób wyznaczania wartości tego promienia na drodze optymalizacji. W tym celu zdefiniowano wskaźniki do oceny procesu oraz ograniczenia determinujące możliwość wykonania wygenerowanych wariantów projektowych.
W artykule opisano nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne zestawów kołowych stosowanych w pojazdach szynowych. Przedstawiono również przykłady zniszczeń i uszkodzeń zestawów kołowych oraz prawdopodobne przyczyny ich uszkodzeń. Wsparciem w wykonanych ekspertyzach było oprogramowanie MES/FEM (metoda elementów skończonych, ang. finite element method). Za pomocą obliczeń MES wykazano, że dla danego typu osi zestawu kołowego wykonanego w pra-widłowej technologii produkcji, wyjątkowo występujące naprężenia eksploatacyjne wynoszą maksymalnie około 200 MPa i są znacząco mniejsze od granicy plastyczności. Uszkodzenie osi zestawu kołowego wynikało z nieprawidłowo wykonanych procesów technologicznych w trakcie produkcji. Drugi przypadek uszkodzenia osi (zestawu kołowego) – pęknięcie w obszarze podpiaścia koła – również poddano obliczeniom MES / FEM. Analizy MES wykazały, że w obszarze podpiaścia podczas eksploatacji występuje duża amplituda naprężeń ściskających i rozciągających. Dodatkowo, wpływ na opisane zjawiska ma stan naprężeń związany z procesem wciskania kół na oś oraz stan powierzchni osi.
W artykule opisano systemy nowej generacji na potrzeby kontroli i zarządzania ruchem kolejowym, ze szczególnym uwzględnieniem linii regionalnych. Obecna infrastruktura kolejowa takich linii pozwala na implementację nowych technologii telematycznych, w tym otwartych standardów transmisji radiowej do sterowania oraz monitorowania pojazdów szynowych. Przedstawiono analizę matematyczną, opartą na procesach Markowa, co jest zgodne z normami i zaleceniami UE.
Artykuł opisuje proces projektowania sztucznej sieci neuronowej (ANN) do automatycznego wykrywania sygnałów z pęknięć poprzecznych w główce szyny kolejowej. Do celów szkoleniowych w zakresie ANN przedstawiono również szczegóły dotyczące wyboru próbki i rzeczywiste próbki sygnału.
Sprawne poruszanie się osób niewidomych po dworcu kolejowym jest związane ze znajomością obiektu, położeniem jego ważnych elementów architektonicznych, jak również wiedzą o istniejących zagrożeniach i niebezpiecznych miejscach. Źródłem informacji z tego zakresu są tyflografiki, będące planami obiektu. Aby spełniały swoją rolę, muszą być wykonane według jednakowych zasad i prezentowane w odpowiednich, dostępnych miejscach dworca. W artykule zamieszczono rozważania na ten temat na podstawie przeprowadzonych analiz i oceny oraz sprecyzowano wnioski adresowane głównie do zarządców infrastruktury dworcowej i projektantów.
Współczesne technologie informacyjne (IT) umożliwiają wprowadzenie nowych rozwiązań technologicznych zwiększających wydajność i jednocześnie obniżających koszty inwestycyjne oraz operacyjne składające się na całkowity koszt rozwiązania. Wykorzystanie tych rozwiązań umożliwia nowe ukształtowanie procesów operacyjnych i handlowych obejmujące także relacje z otoczeniem, dostosowując te procesy do potrzeb klientów. Wśród rozwiązań technologicznych, wiodącą rolę pełnią obecnie systemy eksploatowane w technologii chmury. Technologie te umożliwiają dostarczanie złożonych usług IT we wszystkich lokalizacjach z bezpośrednim dostępem do Internetu, przy zachowaniu możliwości korzystania z dużej wydajności i bezpieczeństwa przetwarzania informacji. Kolejnym trendem jest Big Data, czyli realizacja analiz danych o różnych strukturach pochodzących z różnych źródeł. Równie istotnym trendem jest Internet of Things (IoT), Internet Rzeczy, czyli wykorzystanie możliwości wbudowania komputerów w różne maszyny i urządzenia profesjonalne oraz powszechnego użytku, które dzięki połączeniu z Internetem mogą być sterowane z zewnątrz lub mogą sterować innymi urządzeniami lub przekazywać automatycznie informacje do innych systemów. Inny trend – BYOD (Bring Your Own Device) to dopuszczenie wykorzystywania prywatnych urządzeń do użytku służbowego. Integrację wielu systemów w przedsiębiorstwie zapewnia architektura Service Oriented Architecture (SOA) z pomocą szyny wymiany danych przedsiębiorstwa Enterprise Service Bus (ESB). Wykorzystanie wymienionych trendów jest koniecznym warunkiem realizacji transformacji cyfrowej, która umożliwia przedsiębiorstwom osiąganie przewagi konkurencyjnej nad przedsiębiorstwami „starego typu”. Celem artykułu jest przedstawienie koncepcji rozwoju IT w kolejnictwie prowadzącej do transformacji cyfrowej przewoźników i zarządców infrastruktury. Koncepcja ta uwzględnia potrzeby i możliwości polskich publicznych podmiotów działających w branży kolejowej.
czytaj 
