Missing Rail Fastener Detection Based on Laser Doppler Vibrometer Measurements

Der Artikel stellt eine neue Methode zur Erkennung fehlender Schienenverbindungen mittels Laser Doppler Vibrometer (LDV) -Messungen vor. Die Studie beginnt mit einem Überblick über die Bedeutung von Befestigungselementen für die Eisenbahnsicherheit und die Grenzen bestehender visueller Inspektionsmethoden. Anschließend geht es um die Entwicklung eines berührungslosen Systems zur Erkennung von Schienenschäden mittels LDVs, die auf einem Eisenbahnwaggon montiert werden, um vertikale Vibrationen zu messen, die durch Interaktionen zwischen Schiene und Rad hervorgerufen werden. Die Methodik umfasst Schwingungstests, Modalanalysen und simulierte Bewegungsmessungen, um die Auswirkungen fehlender Befestigungselemente auf die dynamische Reaktion der Schiene zu untersuchen. Es wird ein Algorithmus zur Erkennung fehlender Verbindungselemente eingeführt, der sich auf den Frequenzbereich von 4-6 kHz konzentriert, der nachweislich empfindlich auf fehlende Verbindungselemente reagiert. Die vorgeschlagene Methode wird durch Feldtests im Transportation Technology Center in Pueblo, Colorado, mit zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten validiert. Die Ergebnisse zeigen die erfolgreiche Erkennung fehlender Verbindungselemente und unterstreichen das Potenzial der LDV-basierten Methode für berührungslose Echtzeit-Eisenbahninspektionen. Der Artikel schließt mit Empfehlungen für zukünftige Forschungen, einschließlich der Prüfung der Methodik mit verschiedenen Befestigungstypen und der Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses bei Messungen.