Ny uppfinning ska förebygga trafikstörningar

Med en helt autonom metod ska skador upptäckas i tid och därmed ge pålitligare järnvägstrafik med mindre risk för olyckor. En ansökan om patent på den nya uppfinningen har precis skickats in till Patent- och registreringsverket. 

 

Ett forskarteam vid LTU har tagit fram en helt ny metod som möjliggör automatisk tillståndskontroll och analys av slitage i spårväxlar, skador på tåghjul, spårriktningsfel samt om risk för olyckor på grund av så kallad uppkörd spårväxel föreligger. Allt i en och samma uppfinning som nu även är inskickad till Patent- och registreringsverket. Foto: LTU


– I dag finns det ingen motsvarighet till att med den här tekniken kunna mäta vibrationer och bakvägen räkna ut hur sliten en växel är. Det verkar väldigt lovande, vi har fått resultat i mätningarna som verkligen tyder på att vi kan upptäcka skador på det här sättet, säger Jan Lundberg, professor på avdelningen för drift- och underhållsteknik vid Luleå tekniska universitet, som tillsammans med forskaren Taoufik Najeh jobbat med den automatiska lösningen för framtidens järnväg.

För ganska exakt ett år sedan fick forskarteamet på LTU beviljat bidrag på 2,5 miljoner av Formas och resan startade i princip från noll. På den tiden har över 400 mätningar gjorts. 

– Vi har hållit på nästan varje dag, även i snöstorm mitt i vintern, och mätt. Så det har varit ett stort jobb och såklart var vi osäkra på om det här verkligen skulle vara möjligt att mäta. Men det har vi sett att det är och det är såklart väldigt glädjande. 

Fånga upp vibrationer

Uppfinningen som började som en idé hos Jan är en IT-lösning som med hjälp av sensorer känner av vibrationerna av ett tåg i rälsen för att hitta brister i system innan något går sönder. 

Spårväxlar som ofta är den del på järnvägen som är hårt belastade är orsak till många trafikstörningar och har därför haft fokus i projektet. 

– Det är väldigt viktig att komma tillrätta med de problemen. Min idé är att i omläggningsanordningen som lägger om växeltungorna montera en givare som kan mäta vibrationer som uppstår i spårväxeln när tåget passerar, säger Jan och förklarar vidare: 

– Finns det ett fel i spårväxeln eller en skada i spåret, då kommer det när tåget passerar att resultera i en liten stöt som ger upphov till en vibration som fortplantar sig via rälsen till där vi har våra vibrationsmätare. Och på det sättet kan vi samla in vibrationer som beror på hur skadad spårväxeln är på olika ställen.

Förebygga trafikstopp

För att kunna utföra mätningarna har en spårväxel installerats och dragordning införskaffats till en test­anläggning vid universitetet. En vagn har dragits fram och tillbaka över växeln och olika skador har tillförts artificiellt för att kunna mäta vibrationerna. 

Det som återstår nu är att föra in all data i ett neuralt nätverk som kan korrelera vibrationerna mot hur skadad en växel är med hjälp av ett mönsterigenkänningsprogram. 

– Tanken är att den här anordningen automatiskt ska samla in vibrationsdata och skicka detta kontinuerligt till det här nätverket som ger ett svar på hur sliten växeln är. Då kan vi få svar att det kanske går att köra ett år till eller så ser man att den detaljen håller på att gå sönder och måste bytas ut akut. 

Poängen är att upptäcka skador i tid och att det ska kunna ske helt automatiskt. Vibrationsmätningarna ska sedan kunna resultera i ett beslutsstöd för Trafikverket. 

– Informationen blir en signal till Trafikverket att i tid åka ut och byta ut de skadade detaljerna innan det blir ett sånt akut fel att hela trafiken stoppar.

Signalera hjulbyte

I dag sker det skadeförebyggande arbetet dels med hjälp av att åka omkring med mättåg och dels genom att överblicka rent visuellt för att försöka få ett grepp om något håller på att gå sönder. 

– Och det är ju inte riktigt optimalt, och rätt var det är så går en växel sönder och då står man där, säger Jan. 

Men det är inte bara skador i spårväxeln som kan mätas med hjälp av anordningen, även skador på hjulen kan upptäckas. 

– Skador på tågets hjul orsakar även skador på rälsen och de ljuden kan vi också detektera när ett tåg far förbi och kan tala om att hjulen måste bytas.

Vad tror du att den här uppfinningen kommer att innebära?

– Vi hoppas ju att vi i det här projektet ska kunna ta fram en prototyp som kan visa att det är möjligt att göra såhär. Och är det då så att ett företag kan ta sig an det här och kan tillverka det som en färdig produkt så kan den installeras i spårväxlarna på järnvägarna. Och då finns det väldigt goda möjligheter att genomföra ett förebyggande underhåll innan nånting går sönder. 

Jan tror starkt på metoden men poängterar att steget från de första forskningsrönen till att det blir en färdig produkt, tar sin tid. 

– Men det är det som är forskningens stora uppgift, att undersöka om det här är möjligt den här vägen. Och när vi har lyckats med det då hoppas vi att något företag tar vid och tar fram en produkt som är både billig, fungerande och robust i verkligheten. 

Nu ska arbetet med att ta fram en prototyp påbörjas och inom cirka ett halvår väntas svar på patentansökan. Under det kommande året kommer Jan och hans kollegor ägna sig åt att utveckla metoder för att automatiskt föra in all data i det neutrala nätverket. 

 

Projektet DigiSwitch, Digitalized Railway Switches for the Future, finansieras av Formas, Bombardier, Trafikverket och Infranord. Forskare i projektet är Jan Lundberg, Taoufik Najeh, Miguel Castano och Veronica Jägare.

 

Towe Johnson
Towe Johnson
Tel: 073-925 05 41
E-post: towe@entreprenadaktuellt.se

 

Artikeln publicerades fredag den 02 oktober 2020

Nyhetsbrev

Prenumerera på vårt nyhetsbrev
Direkt i din inkorg!

Senaste