Master's Thesis

Reduction of noise of the railway vehicles in line arcs

Final Thesis 2.86 MB Appendix 4 MB

Author of thesis: Ing. Václav Navrátil

Acad. year: 2018/2019

Supervisor: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.

Reviewer: Ing. Aleš Dočkal, Ph.D.

Abstract:

reducing noise, noise in railway transport, management of application of products for modification of adhesion

Keywords:

Management of adhesion in wheel-rail contact in railway transport could be more effective, if noise is taken into account. Device, which enables that, is not available on the market. Therefore the aim of the thesis is to design the module for control of the unit for application of products for modification of adhesion in dependence on noise emission from passing-through vehicle. Experimental analysis of noise of railway vehicles in Brno is a part of the thesis. Based on the outcomes of the analysis, technical parameters of module and parameters for control of application are defined. Final solution is based on open-source platform Arduino and it is verified experimentally. Outcomes of this experiments confirmed, that application of products for modification of adhesion managed on dependence on noise is possible and it seems to be effective for reducing noise emission caused by railway vehicles.

Date of defence

20.06.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student prezentoval výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky oponenta. Otázky oponenta: 1. V rámci práce máte uvedeno několik různých hladin hluku. Např. v kapitole 5 v Grafech 5-1 až 5-3 máte uvedeny hned tři různé hladiny. Můžete vysvětlit, co zkratky znamenají, jak se vypočtou a jaký mělo význam je takto kombinovat? ZODPOVĚZENO. 2. V kapitole 5.2.1 se zabýváte filtrací signálu a v tabulce 5-8 uvádíte vypočtené hodnoty rezistorů a kondenzátorů pro navrženou pásmovou propust. Můžete ukázat tyto součástky v zapojení (Obr. 5-2 nebo Příloha 2)? ZODPOVĚZENO. 3. Uvedený HW filtr se ukázal jako málo strmý, zejména pro vyšší frekvence. Jak lze tuto skutečnost vyřešit a proč nebyla úprava realizována ihned při prvním zjištění tohoto problému? ZODPOVĚZENO. 4. Z obrázku 5-10 vyplývá, že mikrofon byl umístěn na poměrně krátkém kabelu. Jak byl umístěn mikrofon během měření v terénu s ohledem na akustické a povětrnostní podmínky? Je vliv okolních podmínek zohledněn ve výpočtech? ZODPOVĚZENO. 5. Napadá vás, jak zabránit vlivu větru? ZODPOVĚZENO. Otázky členů komise k DP: 6. Doc. Mazůrek: Jaká je charakteristika použitého filtru? ZODPOVĚZENO. Jaká je vzorkovací frekvence Arduina? ZODPOVĚZENO. Jakým filtrem řešíte anti-aliasing? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO. Proč nebyl nevhodný filtr nahrazen? ZODPOVĚZENO. 7. Ing. Čížek: Proč se zaměřujete na měření hluku? ZODPOVĚZENO. Lze očekávat významné snížení hluku v součinnosti s využitím aplikační mazací jednotky? ZODPOVĚZENO. Na základě čeho je stanovena prahová hodnota hluku? ZODPOVĚZENO. 8. Ing Mendřický: Existuje komerční podobné zařízení? ZODPOVĚZENO. Jak by automatická mazací jednotka prakticky fungovala na základě analýzy hluku? ZODPOVĚZENO. Jak se měří počet projetí náprav? ZODPOVĚZENO.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Machine and Industrial Design

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Mechanical Engineering Design (M-KSI)

Composition of Committee

prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. David Paloušek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)
doc. Dr. Ing. Pavel Polach (člen)
doc. Ing. Radomír Mendřický, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Marián Dzimko, CSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Čížek, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.

S předloženou diplomovou prací jsem spokojen. Zkonstruovaný funkční vzorek naplňuje zadaný cíl a významně posunuje možnosti způsobu řízené úpravy adheze v kontaktu kola a kolejnice. Metody a postupy použité při řešení považuji za adekvátní. Velmi cenné jsou data z rozsáhlých měření hluku na vybraných točnách, které budou dále zpracovány formou vědeckého článku ve spolupráci s autorem DP. Experimentální ověření navrženého produktu potvrdilo schopnost produktu řídit aplikaci produktů k modifikaci adheze na základě analýzy akustické odezvy z průjezdu kolejového vozidla. Testování zároveň odhalilo některé nedostatky, které bude třeba v budoucnu odstranit.
Kvalitu práce mírně snižují drobné formální nedostatky, zejména nízká kvalita některých obrázků (2-1, 2-4 aj.), popřípadě stylistika některých pasáží textu.
Závěrem konstatuji, že práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D.

Cílem práce je návrh jednotky spouštějící aplikaci produktu pro úpravu adheze (TOR) na tramvajovou kolejnici v závislosti na zjištěné hladině hluku v daném frekvenčním pásmu.  Z rešerše autor stanovuje obecná frekvenční pásma pro pískání kol a hluk od okolku. Současně se zabývá vhodnou volbou hardware pro následné experimenty. Dalším krokem je experimentální ověření reálných frekvenčních pásem a hlukových hladin pro konkrétní tramvajové točny v Brně. Finální série experimentů potvrzuje reálnost navrženého algoritmu řízení i zvoleného přístupu byť s výhradou s ohledem na nestabilitu použitého HW.
Výhrady mám zejména k chybným odkazům v textu rešeršní části, nepřesné terminologii („intenzita hluku“, „hlasitost“), chybějícímu řešení zjištěných nedostatků v HW oblasti a k podrobnější (např. fotografické) dokumentaci z měření. Byť se jednalo pouze o nevýznamnou součást řešeného problému, je provedení funkčního prototypu na fotografiích poněkud neuhlazené.
Práce svědčí o schopnostech diplomanta samostatně řešit inženýrské úkoly. Cíle práce pokládám za splněné, použité metody a přístupy za adekvátní a práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. 2. V kapitole 5.2.1 se zabýváte filtrací signálu a v tabulce 5-8 uvádíte vypočtené hodnoty rezistorů a kondenzátorů pro navrženou pásmovou propust. Můžete ukázat tyto součástky v zapojení (Obr. 5-2 nebo Příloha 2)?
  2. 4. Z obrázku 5-10 vyplývá, že mikrofon byl umístěn na poměrně krátkém kabelu. Jak byl umístěn mikrofon během měření v terénu s ohledem na akustické a povětrnostní podmínky? Je vliv okolních podmínek zohledněn ve výpočtech?
  3. 3. Uvedený HW filtr se ukázal jako málo strmý, zejména pro vyšší frekvence. Jak lze tuto skutečnost vyřešit a proč nebyla úprava realizována ihned při prvním zjištění tohoto problému?
  4. 1. V rámci práce máte uvedeno několik různých hladin hluku. Např. v kapitole 5 v Grafech 5-1 až 5-3 máte uvedeny hned tři různé hladiny. Můžete vysvětlit, co zkratky znamenají, jak se vypočtou a jaký mělo význam je takto kombinovat?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová