Geležinkelio transporto sukeliamą triukšmą mažinančių sienučių parametrų tyrimas

Abstract

Siekiant užtikrinti tvarią geležinkelių transporto plėtrą, būtina sumažinti riedmenų skleidžiamą triukšmą. Žemos triukšmo mažinimo sienutės, veiksmingai slopinančios rato ir bėgio sąveikoje kylantį riedėjimo triukšmą, gali būti tinkama priemonė triukšmui mažinti geležinkelių keliuose, kuriuose riedmenų važiavimo greitis neviršija 250 km/h. Tačiau, siekiant padidinti jų veiksmingumą, tokias sienutes reikėtų taikyti esant tam tikroms sąlygoms bei tinkamai parinkti jų techninius parametrus. Disertacijos tikslas siekiant sumažinti riedėjimo skleidžiamo triukšmo poveikį aplinkai, pateikti rekomendacijas žemoms triukšmo mažinimo sienutėms taikyti tiesiuose geležinkelių bėgių kelio ruožuose bei žemos triukšmo mažinimo sienutės parinkimo algoritmą. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: triukšmo sienučių įneštinio silpninimo nustatymas atliekant eksperimentą ir riedmenų, judančių skirtingais važiavimo greičiais, skleidžiamo triukšmo mažinimo skirtingo aukščio triukšmo sienučių veiksmingumo palyginimas modeliuojant. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, išvados, literatūros sąrašas ir keturi priedai. Įvade pristatoma tyrimo problema, aprašomas darbo aktualumas ir tyrimų objektas, darbo tikslas ir uždaviniai, tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė ir ginamieji teiginiai, pateikiama disertacijos struktūra. Pirmame skyriuje atliekama literatūros analizė. Aprašyti rato ir bėgio sąveikos sukeliamo triukšmo mechanizmas bei modeliai, išnagrinėtas geležinkelių bėgių kelio skleidžiamo triukšmo teisinis reglamentavimas, aptarti moksliniai tyrimai geležinkelių bėgių kelio skleidžiamo triukšmo mažinimo tematika. Remiantis užsienio šalių patirtimi bei įvertinus Lietuvos sąlygas, sudarytas žemos triukšmo mažinimo sienutės taikymo modelis. Antrame skyriuje atlikta riedmenų važiavimo greičio ir geležinkelių skleidžiamo triukšmo lygio koreliacijos analizė, parengtas eksperimentinio tyrimo planas ir metodikos. Trečiame skyriuje atliktas triukšmo mažinimo priemonių veiksmingumo įvertinimas daugiakriteriu metodu. Siekiant nustatyti įvairaus aukščio bei ilgio triukšmo mažinimo sienučių veiksmingumą, atlikti eksperimentiniai triukšmo mažinimo sienutės įneštinio silpninimo lauko sąlygomis bei skaitinio modeliavimo CadnaA paketo programa tyrimai. Atlikta statistinė žemų triukšmo mažinimo sienučių parametrų, darančių įtaką įneštinio silpninimo vertėms, analizė. Disertacijos tema paskelbti 7 straipsniai: 2 mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Web of Science duomenų bazę, 1 recenzuojamame mokslo žurnale, 1 tarptautinės konferencijos medžiagoje, referuojamoje Web of Science duomenų bazėje, bei 3 kituose tarptautinių ir respublikinės konferencijų leidiniuose.

Sustainable development of rail transport requires adequate mitigation of the noise emitted by rolling stock. Low noise barriers, which effectively mitigate rolling noise arising from the rail/wheel interaction, are a suitable means of noise reduction on railways where the speed of rolling stock does not exceed 250 km/h. However, to ensure their effectiveness, such barriers should be applied under certain conditions, and their technical parameters should be properly selected. The dissertation aims to present recommendations for applying low-noise barriers in straight sections of railway tracks and an algorithm to select a low-noise barrier to reduce the impact of rolling noise on the environment. The work addresses several main tasks: determines the insertion loss of a noise barrier by experiment and uses numerical simulation to compare the effectiveness of different height noise barriers in mitigating the noise of rolling stocks moving at different speeds. The dissertation consists of an Introduction, three chapters, conclusions, and references. The introduction formulates the research problem, describes the relevance of the work and the object of research, formulates the aim and tasks of the work, describes the research methodology, the scientific novelty of the work, the practical significance of the work results and defended statements, and presents the structure of the dissertation. The first chapter revises the used literature. It describes the mechanism and models of the noise caused by the wheel/rail interaction, examines the legal regulation of the noise emitted by the railway track, and examines scientific research on mitigating the noise emitted by the railway track. Based on the experience of foreign countries and after evaluating the conditions of Lithuania, a model of applying a low noise barrier has been created. The second chapter analyses the correlation between rolling stock speed and the level of noise emitted by railways and suggests methods of experimental research. The third chapter evaluates the effectiveness of noise mitigation measures using a multi-criteria method. Experimental studies of noise barriers in field conditions and numerical modelling using the CadnaA package were carried out to determine the effectiveness of noise barriers of various sizes in mitigating the noise emitted by the railway track. A statistical analysis of the low noise barrier parameters that influence the insertion loss values was performed. Seven scientific articles were published on the topic of the dissertation: two in scientific journals included in the Web of Science, one in a reviewed scientific journal, one in the Web of Science Proceedings database publications, and three in the scientific conference publications.