Удосконалення методів діагностики залізничної колії на основі натурних досліджень

Abstract

У кваліфікаційній роботі проведено комплексне дослідження сучасних методів діагностики залізничної колії, спрямоване на вдосконалення системи контролю геометричних параметрів як для традиційної української мережі 1520 мм, так і для нових ділянок європейської стандартної ширини колії 1435 мм. Актуальність роботи зумовлена розвитком в Україні інфраструктури європейського формату (зокрема ділянок Ужгород–Чоп та Мостиська–Скнилів, Чернівці-Вадул Сірет), що потребує адаптації методів діагностики до вимог TSI INF, EN 13848 та нормативів UIC. Об’єкт дослідження – технічний стан залізничної колії та процеси його оцінювання за геометричними параметрами. Предмет дослідження – методи діагностики геометрії залізничної колії, нормативні вимоги до її параметрів та підходи до їх вимірювання для стандартів 1520 мм і 1435 мм. Мета дослідження – полягає у вдосконаленні методів діагностики залізничної колії на основі аналізу європейських стандартів та результатів натурних вимірювань з метою забезпечення відповідності українських ділянок колії 1435 мм вимогам ЄС. У першому розділі роботи виконано аналіз нормативно-технічної документації України та ЄС з метою порівняння вимог до геометрії колії, допустимих відхилень, методів контролю та рівнів втручання. Показано, що українська система нормування, орієнтована на мережу 1520 мм, суттєво відрізняється від європейської моделі, яка характеризується точнішими числовими порогами, високою частотою вимірювань та широким застосуванням автоматизованих технологій. У другому розділі проведено натурні дослідження технічного стану ділянки колії в межах Львівської залізниці. Виконано вимірювання ширини колії, різниці рівнів, стріл прогину та положення колії в плані; отримані результати порівняно з вимогами Інструкції ЦП-0269 та Правил технічної експлуатації. Показано, що досліджувана ділянка знаходиться у працездатному стані та забезпечує безпечний рух поїздів з установленими швидкостями. У третьому розділі проаналізовано вимоги ЄС до оцінювання стану колії 1435 мм, охарактеризовано принципи визначення Alert та Intervention Levels, спектральний аналіз нерівностей, підходи до вимірювань у кривих та нормативи для стрілочних переводів. Наведено обґрунтування можливості застосування ручних і мобільних засобів діагностики для малопротяжних ділянок євроколії в Україні, що підтверджується практикою європейських залізниць. У четвертому розділі розроблено комплекс практичних рекомендацій щодо удосконалення системи діагностики української євроколії, що включає використання ручних і переносних візків для вимірювань, створення цифрової бази даних, впровадження GIS-технологій та адаптацію нормативної бази України відповідно до EN 13848 і TSI INF. Результати роботи мають практичну цінність для впровадження систем моніторингу технічного стану колії 1435 мм на етапі формування в Україні інтероперабельної залізничної мережі, сумісної з європейською транспортною системою.This master’s thesis presents a comprehensive study of modern methods for railway track diagnostics aimed at improving the system of geometric parameter assessment for both the traditional Ukrainian 1520 mm network and newly constructed sections of the European standard gauge 1435 mm. The relevance of the research stems from the development of European-gauge railway infrastructure in Ukraine (including the Uzhhorod–Chop, Mostyska–Sknyliv and Chernivtsi–Vadu Siret sections), which requires the adaptation of diagnostic methodologies to the requirements of TSI INF, EN 13848, and UIC standards. Object of the study – the technical condition of railway track and the processes of its assessment based on geometric parameters. Subject of the study – methods of railway track geometry diagnostics, normative requirements for its parameters, and approaches to their measurement for 1520 mm and 1435 mm gauge systems. Purpose of the study – to improve railway track diagnostics methods based on the analysis of European standards and field measurement results in order to ensure compliance of Ukrainian 1435 mm railway sections with EU requirements. In the first chapter, an analysis of Ukrainian and EU normative and technical documentation was performed to compare requirements for track geometry, permissible deviations, diagnostic methods, and intervention criteria. It was shown that the Ukrainian norming system, oriented toward the 1520 mm network, significantly differs from the European model, which is characterized by stricter numeric thresholds, higher measurement frequency, and the widespread use of automated diagnostic technologies. In the second chapter, field investigations of the technical condition of a railway section within the Lviv Railway were carried out. Measurements of track gauge, cross level, versines, and horizontal alignment were performed; the obtained results were compared with the requirements of Instruction CP-0269 and the Rules of Technical Operation. It was demonstrated that the investigated section is in serviceable condition and provides safe train operation at the established speeds. In the third chapter, EU requirements for the assessment of 1435 mm track geometry were analyzed, including the principles of Alert and Intervention Levels, spectral classification of longitudinal irregularities, diagnostic procedures in curves, and standards for turnout geometry. The feasibility of applying manual and mobile diagnostic tools for short European-gauge sections in Ukraine was substantiated and confirmed by European railway practice. In the fourth chapter, a set of practical recommendations for improving the Ukrainian diagnostic system for 1435 mm track was developed. These include the use of manual and portable measurement trolleys, the creation of a digital measurement database, implementation of GIS technologies, and adaptation of Ukrainian regulatory documents to EN 13848 and TSI INF. The results of the thesis have practical value for the implementation of monitoring systems for the technical condition of 1435 mm track during the formation of an interoperable railway network in Ukraine that is compatible with the European transport system.