Metoda trójwartościowej oceny stanu technicznego nakładki ślizgowej odbieraka prądu pojazdu szynowego / Małgorzata Kuźnar ; [red. nauk. Andrzej Sowa] ; Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. ... więcej

Metoda trójwartościowej oceny stanu technicznego nakładki ślizgowej odbieraka prądu pojazdu szynowego / Małgorzata Kuźnar ; [red. nauk. Andrzej Sowa] ; Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. – Kraków : Wydaw. PK, 2020. – 217 s. : il. (w tym kolor.). – Bibliogr. 95 poz., Streszcz., Abstr., Zsfassung. – Tyt. streszcz.: A method of trivalend assessment of the technical condition on a rail current collector‘s sliding strips. – ISBN 978-83-66531-18-5

nakładka ślizgowa odbieraka prądu, nakładka pantografu, pojazdy szynowe, transport kolejowy, diagnostyka techniczna, ocena stanu technicznego, metoda trójwartościowej oceny stanu technicznego, sztuczna ... więcej

nakładka ślizgowa odbieraka prądu, nakładka pantografu, pojazdy szynowe, transport kolejowy, diagnostyka techniczna, ocena stanu technicznego, metoda trójwartościowej oceny stanu technicznego, sztuczna inteligencja, sztuczne sieci neuronowe, drzewa decyzyjne, redukcja kosztów, redukcja uszkodzeń, pantograf, odbierak prądu

Niniejsza monografia dotyczy zagadnień związanych z diagnostyką odbieraka prądu pojazdów szynowych. Szczególną uwagę zwrócono na nakładki ślizgowe będące elementem bezpośrednio współpracującym ... więcej

Niniejsza monografia dotyczy zagadnień związanych z diagnostyką odbieraka prądu pojazdów szynowych. Szczególną uwagę zwrócono na nakładki ślizgowe będące elementem bezpośrednio współpracującym z siecią trakcyjną. Zaprezentowano obecnie istniejące rozwiązania dotyczące diagnostyki układu odbierak prądu–sieć trakcyjna oraz wskazano lukę badawczą związaną z tym zagadnieniem. Obecnie stosowana dwuwartościowa ocena stanu technicznego nakładki ślizgowej odbieraka prądu okazuje się być niewystarczająca do skutecznego zapobiegania uszkodzeniom. System ten nie zapewnia gromadzenia wszystkich niezbędnych informacji związanych z zużyciem i uszkodzeniami nakładki. Celem naukowo-badawczym pracy było zatem opracowanie metody trójwartościowej oceny stanu technicznego nakładek ślizgowych na podstawie wyników uzyskiwanych w obecnie istniejącym systemie diagnostyki. Wraz z głównym celem pracy został również zrealizowany jej utylitarny cel, którym było opracowanie metody umożliwiającej wspomaganie decyzji o wymianie nakładek, wykorzystującej trójwartościową ocenę zużycia nakładki ślizgowej. Opracowana metoda opiera się w głównej mierze na zbudowanym i przetestowanym modelu predykcyjnym – modelu hybrydowym, będącym połączeniem modelu opartego na działaniu sztucznych sieci neuronowych oraz modelu wykorzystującego metodę drzewa decyzyjnego. Dane zgromadzone z eksploatacji poddano analizie, co pozwoliło określić reguły decyzyjne identyfikujące przyczyny wymiany nakładek ślizgowych oraz związane z tym stany techniczne zdatności i niezdatności. Zaproponowano modyfikację binarnej oceny stanu technicznego nakładek poprzez wprowadzenie pośredniego stanu technicznego niepełnej zdatności. W celu sprawdzenia poprawności klasyfikacji stanów technicznych, na podstawie odpowiednio przygotowanych danych, przetestowano kilkadziesiąt modeli predykcyjnych, spośród których wybrano 13 reprezentatywnych. Wyniki symulacji z zastosowaniem reprezentatywnych modeli umieszczono w załączniku. W wyniku pracy zdecydowano o budowie modelu hybrydowego, który umożliwia identyfikację zdefiniowanego stanu technicznego niepełnej zdatności. Taka sytuacja wymaga zwiększenia częstości badań diagnostycznych odbieraka, które proponuje się wykonywać podczas przeglądów technicznych P1. Zwiększa to możliwość wcześniejszego wykrycia uszkodzeń nakładki w okresach użytkowania następujących po takim przeglądzie. Jak wykazano w pracy, nie spowoduje to istotnego zwiększenia kosztów związanych z poszerzeniem zakresu obecnie przeprowadzanego planowego przeglądu P1. Wyniki poprawności klasyfikacji stanu technicznego niepełnej zdatności za pomocą modelu hybrydowego wyniosły 93,6%. Wynik ten oznacza, że w 93,6% przypadkach możliwa będzie redukcja uszkodzeń dzięki wdrożeniu odpowiednich zalecanych czynności obsługowych. Poprawność identyfikacji stanu technicznego oznacza również efektywność opracowanej metody trójwartościowej oceny stanu technicznego nakładki ślizgowej odbieraka prądu.

The dissertation concerns issues related to rail vehicle current collector diagnostics. Particular attention was paid to the sliding strips, which are an element directly cooperating with the overhead ... więcej

The dissertation concerns issues related to rail vehicle current collector diagnostics. Particular attention was paid to the sliding strips, which are an element directly cooperating with the overhead contact wire. The current solutions of diagnostic system of the current collector‒overhead contact line, and a research gap related to this issue, are presented in dissertation. The currently used bivalent assessment of the technical condition of the current collector turns out to be insufficient to prevent damage of sliding strips. Such system does not provide collection of all necessary information related to wear and damage to the overlay. Therefore, the scientific and research goal of the work was to develop a method of trivalent assessment of the technical condition of the sliding strips of rail vehicles current collectors, which is based on the results obtained in the currently existing diagnostic system. Simultaneously with the main purpose of the work, its utilitarian goal was also achieved, which was the development of a method enabling the support of decision on the replacement of sliding strips, which uses a trivalent assessment of their wear. The developed method is based mainly on the built and tested predictive model ‒ a hybrid model, which is a combination of a model based on artificial neural network, and a model based on the decision tree method. The collected operating data was analyzed, which allowed to determine the decision rules identifying the reasons for replacing the sliding strips and the related technical conditions. It was proposed to modify the binary assessment of the technical condition of sliding strips by introducing an intermediate technical condition – conditional technical condition. To check the correct classification of technical conditions, on the basis of properly prepared data, several dozen predictive models were tested, out of which 13 representative were selected. The results of the simulation using representative models are given in the attachment. As a result of the work, it was decided to build a hybrid model. This model makes it possible to identify the defined additional technical condition. Such situation requires an increase in the frequency the current collector diagnostic tests, which are proposed during technical review P1. This increases the possibility of early detection of sliding strips defects in the periods of use following such a review. As demonstrated in the work, such solution will not cause a significant increase in costs related to the extension of the planned P1 technical review. The results of the correct classification of the conditional technical condition using a hybrid model were 93.6%. This result means that in 93.6% of cases it will be possible to reduce damage by implementing appropriate recommended maintenance actions. The correct identification of the technical condition also means the effectiveness of the developed method of trivalent assessment of the technical condition of the current collector’s sliding strips.

Die Dissertation befasst sich mit Fragen über die Diagnostik des Stromabnehmers in Schienenfahrzeugen. Besonders wurde auf die Gleitabdeckung hingewiesen, die direkt mit dem Traktionsnetz zusammenarbeitet. ... więcej

Die Dissertation befasst sich mit Fragen über die Diagnostik des Stromabnehmers in Schienenfahrzeugen. Besonders wurde auf die Gleitabdeckung hingewiesen, die direkt mit dem Traktionsnetz zusammenarbeitet. Es wurden aktuelle Lösungen zu der Diagnose des Systems Stromabnehmer– Traktionsnetz vorgestelt, und es wurde auf eine Forschungslücke in dieser Materie hingewiesen. Die derzeitige zweiwertige Bewertung des technischen Zustands der Gleitabdeckung erweist sich als unzureichend um Schäden wirksam zu verhindern. Dieses System bietet nicht alle erforderlichen Informationen bezüglich der Abnutzung und Beschädigung der Abdeckung. Das Forschungsziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer Methode zur dreiwertigen Bewertung des technischen Zustands von Gleitabdeckung auf der Grundlage von Ergebnissen des derzeit vorhandenen Diagnosesystems. Zusammen mit dem Hauptziel wurde auch das utilitarysche Ziel erreicht, eine Methode zu entwickeln, die die Entscheidung über Austausch von Abdeckungen unterstützt indem sie eine dreiwertige Bewertung der Abnutzung von Gleitabdeckungen benutzt. Die entwickelte Methode basiert hauptsächlich auf dem erstellten und getesteten Vorhersagemodell -einem Hybridmodell, das eine Kombination aus einem Modell, das auf künstlichen neuronalen Netzen basiert, und einem Modell, das die Methode einer Entscheidungsstruktur benutzt, darstellt. Die gesammelten Betriebsdaten wurden analysiert, um die Entscheidungsregeln zu bestimmen, aus denen die Gründe für den Austausch der Gleitabdeckungen und die damit verbundenen technischen Bedingungen für Eignung und Unfähigkeit hervorgehen. Es wurde vorgeschlagen, die binäre Bewertung des technischen Zustands von Abdeckungen durch Einführung eines technischen Zwischenzustands unvollständiger Eignung zu ändern. Um die korrekte Klassifizierung der technischen Bedingungen anhand ordnungsgemäß vorbereiteter Daten zu überprüfen, wurden mehrere Vorhersagemodelle getestet, aus denen 13 ausgewählt wurden. Die Ergebnisse der Simulation mit repräsentativen Modellen wurden im Anhang angebracht. Als Ergebnis der Arbeit wurde beschlossen, ein Hybridmodell zu entwickeln. Dieses Modell ermöglicht die Identifizierung des definierten technischen Zustands unvollständiger Eignung. Diese Situation erfordert eine Erhöhung der Häufigkeit von Diagnosetests für den Stromabnehmer, deren durchführung bei P1 Inspektionen vorgeschlagen wird. Das erhöht die Möglichkeit einer früheren Erkennung von Beschädigungen während der Verwendungszeit nach einer solchen Überprüfung. Wie in der Arbeit nachgewiesen, wird dies keinen signifikanten Anstieg der Kosten im Zusammenhang mit der Erweiterung des Umfangs der derzeit geplanten P1 Inspektion verursachen. Die Ergebnisse der Richtigkeit der Klassifizierung der unvollständigen Eignung bei Verwendung des Hybridmodells lagen bei 93,6 %. Dieses Ergebnis bedeutet, dass es in 93,6% der Fälle möglich ist, Schädendurch die Implementierung einer geeigneten Wartung zu reduzieren. Die korrekte Identifizierung des technischen Zustands bedeutet auch die Wirksamkeit der entwickelten Methode zur dreiwertigen Bewertung des technischen Zustands der Gleitabdeckung des Stromabnehmers.