Wat trillingen zeggen over de staat van het spoor

Case

Wat trillingen zeggen over de staat van het spoor

Onderzoekers bedachten een toepassing om defecten aan het spoor eerder te ontdekken door het meten van trillingen van de trein en het spoor. Hoe gaat dit in z’n werk?

Vroegtijdige opsporing

Continue detectie van vroege beschadigingen. Dat staat centraal in het onderzoeksproject DrTrack, waarin onderzoekers van Technische Universiteit Delft samenwerken met Prorail en voortbouwden op eerder gedaan onderzoek. Onderzoekers werkten aan een systeem dat in staat is de trillingen van de trein en van het spoor te meten. Veertien sensoren onder de trein waarvan acht op de wielen meten de trillingen in drie richtingen, de zogenoemde “aspotversnellingsmetingen”. De onderzoekers brachten in kaart hoe rails in verschillende stadia trillen. Het idee hierachter is dat beschadigde rails op een andere manier trillen dan ‘gezonde’ rails. Met behulp van die kennis kunnen ze uit een trilling aflezen hoe de staat van de rails is.

Bepalen waar onderhoud nodig is

Dit heeft geleid tot een systeem dat inmiddels is geïnstalleerd op twee reizigerstreinen. Deze technologie is in staat om via trillingen te ‘meten’ waar oneffenheden in het spoor zich bevinden. Dan gaat het bijvoorbeeld om deuken in de rails of golfslijtage, waarbij de bovenkant van het spoor lichtjes gegolfd is.  Deze verschijnselen veroorzaken de vorming van kleine, met het oog niet waarneembare scheurtjes, die kunnen uitgroeien tot breuken. Het systeem helpt zo bepalen waar onderhoud nodig is. Omdat het is geïnstalleerd op een operationele trein, kan er gewoon tijdens de dienstregeling en op volle snelheid gemeten worden, zonder gevolgen voor de dienstregeling. Dit is een vooruitgang ten opzichte van het monitoren van het spoor met een videoschouwtrein, die alleen op lage snelheid kan meten.
Een ander onderdeel van het onderzoeksprogramma richt zich op het rechtstreeks meten van de kleine scheurtjes in de rails. Dit systeem is nog in ontwikkeling.

Het spoor in Nederland zal in de toekomst drukker worden bereden, waardoor er minder tijd is voor onderhoud. Het vroegtijdig opsporen van problemen en het kunnen doen van preventief onderhoud wordt dus steeds belangrijker. Het meten van trillingen helpt om mankementen aan het spoor eerder te detecteren. Dit voorkomt dat er groot onderhoud nodig is.

Breed onderzoek

Het project DrTrack is een onderdeel van ExploRail, een onderzoeksprogramma met een looptijd van  2011 tot en met 2017. 

De centrale vraag van het programma was hoe we het spoor zo goed mogelijk bestand kunnen maken tegen verstoringen en hoe optimale samenwerking in de spoorsector eruit ziet. Hierbij waren onderzoekers betrokken van de Technische Universiteit Delft, Universiteit Twente, Technische Universiteit Eindhoven, Erasmus Universiteit, Vrije Universiteit Amsterdam en Rijksuniversiteit Groningen. In totaal werkten 19 promovendi en 8 projectleiders aan het project. Ook was bij ieder project een researchcoach van ProRail betrokken. In het onderzoeksproject DrTrack hebben onderzoekers van de Technische Universiteit Delft en ProRail samengewerkt.

Explorail is gefinancierd door NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen (bij aanvang van het programma Technologiestichting STW), NWO-domein Sociale en Geesteswetenschap­pen en ProRail. ProRail heeft 2,5 miljoen euro aan financiering ingelegd, het toenmalige STW en NWO hebben samen eveneens 2,5 miljoen euro bijgedragen.

Meer lezen