diplomová práce

Snižování hluku kolejových vozidel v traťových obloucích

Text práce 2.86 MB Příloha 4 MB

Autor práce: Ing. Václav Navrátil

Ak. rok: 2018/2019

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

Oponent: Ing. Aleš Dočkal, Ph.D.

Abstrakt:

Řízení adheze v kontaktu kola a kolejnice v kolejové dopravě může být významně zefektivněno zohledněním hlukových projevů. Zařízení, které by to umožňovalo, však na trhu není. Proto je cílem práce návrh modulu pro řízení jednotky pro aplikaci produktů pro úpravu adheze v závislosti na vyzařovaném hluku z projíždějícího vozidla. Součástí práce je experimentální analýza hluku kolejových vozidel v Brně. Na základě zjištěných poznatků jsou definovány technické parametry modulu a parametry vstupující do procesu
řízení aplikace. Výsledné řešení je postaveno na open-source platformě Arduino a je ověřeno experimentálně. Výsledky těchto experimentů potvrdily, že aplikace produktů pro úpravu adheze řízená v závislosti na hluku je možná a jeví se jako efektivní pro snižování hlukové emise plynoucí z provozu kolejových vozidel.

Klíčová slova:

snižování hluku, hluk v kolejové dopravě, řízení aplikace produktů pro úpravu adheze

Termín obhajoby

20.06.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaCznamka

Klasifikace

C

Průběh obhajoby

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.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Fakulta strojního inženýrství

Ústav

Ústav konstruování

Studijní program

Strojní inženýrství (M2I-P)

Studijní obor

Konstrukční inženýrství (M-KSI)

Složení komise

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)

Posudek vedoucího
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.
Kritérium hodnocení Známka
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

Známka navržená vedoucím: B

Posudek oponenta
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.
Kritérium hodnocení Známka
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
Otázky k obhajobě:
  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?

Známka navržená oponentem: C

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová