BazTech - Yadda

1

Selected aspects of the diagnostic process in rail transport

Chrzan Marcin, Ciszewski Tomasz, Nowakowski Waldemar

Pojazdy Szynowe

|

2023

|

Nr 3-4

4--12

EN

The article presents selected results of research in the area of reducing the risk of defects in railway infrastructure and traffic control devices. The first part of the article will discuss selected topics used in a defectoscope car for automated ultrasonic rail inspections related to the identification of joints and flaws. A method based on the identification of joints and flaws using a neural network will be presented. The second part of the article will cover research on the automatic collection of diagnostic data from railway traffic control devices. The solutions presented concern a simulator of railway traffic control device malfunctions, from which data is extracted to populate a database of malfunctions and then used in the inference process. The article will present partial results of research on both systems.

2

A fault tree analysis-based method of railway traffic control systems safety assessment

Ciszewski Tomasz, Nowakowski Waldemar, Łukasik Zbigniew

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2020

|

z. 128

49--57

EN

Railway traffic control and signaling systems are safety-related, and thus it is crucial to provide them with an appropriate level of safety. Technological development has led to an increase in the functionality and reliability of these systems, taking into account the high safety requirements. Therefore, the operations involving the design, construction, and maintenance of railway traffic control and signaling systems should include a safety analysis. The safety analysis of railway traffic and signaling systems assumes that a primary event may cause a series of intermediate events, which then may lead to a disaster causing significant material losses and fatalities. Due to the random nature of the occurrences of the adverse events (failures, human errors), the probabilistic methods are often used to estimate risk. One of the risk assessment methods is Fault Tree Analysis (FTA). The authors of the paper conducted a qualitative safety analysis of level crossing protection systems using the FTA method. The requirements for the level crossing protection system were described, which we then used to write out FTA diagrams. The specific technical and quality requirements for railway traffic control and signaling systems result from the need to ensure a high safety level. Risk assessmentis a required step in the evaluation of the safety and reliability of these systems. The authors of the paper applied the FTA method to the safety assessment of the level crossing protection system. The obtained results should be helpful in the process of design new railway traffic control and signaling systems.

PL

Systemy sterowania ruchem kolejowym są systemami związanymi zbezpieczeństwem, a tym samym bardzo ważnym aspektem jest dążenie do zapewnienia przez nie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa. Wraz z rozwojem technologicznym następował wzrost funkcjonalności i niezawodności tych systemów, przy uwzględnieniu wysokich wymagań w odniesieniu do bezpieczeństwa. Dlatego też, działania polegające na projektowaniu, konstruowaniu i utrzymaniu systemów sterowania ruchem kolejowym powinny uwzględniać analizę bezpieczeństwa. W takiej analizie zakłada się, że zdarzenie pierwotne może wywołać ciąg zdarzeń wtórnych, które następnie mogą doprowadzić do katastrofy, niosącej ze sobą duże straty materialne i śmierć ludzi. Ze względu na losowy charakter występowania zdarzeń niepożądanych (uszkodzenie, błąd ludzki), często przy szacowaniu ryzyka wykorzystujesię w opis probabilistyczny. Jedną z metod szacowania ryzyka jest metoda FTA (Fault Tree Analysis). Autorzy artykuły przy wykorzystaniu metody FTA przeprowadzili analizę jakościową bezpieczeństwa przejazdów kolejowych wyposażonych w systemy zabezpieczenia. Opisano wymagania dla systemu zabezpieczenia przejazdu, które następnie posłużyły do zbudowania drzew FTA. Specyficzne wymagania techniczne i jakościowe dla systemów sterowania ruchem kolejowym wynikają z konieczności zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa. W celu oceny bezpieczeństwa i niezawodności tych systemów, musimy podejmować działania w zakresie oceny ryzyka. Autorzy publikacji zastosowali metodę FTA do oceny bezpieczeństwa systemu zabezpieczenia przejazdu. Uzyskane wyniki mogą być pomocne w procesie konstruowania nowych systemów sterowania ruchem kolejowym.

3

Probabilistyczna metoda diagnostyki systemów sterowania ruchem kolejowym

Nowakowski Waldemar, Ciszewski Tomasz, Łukasik Zbigniew

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2019

|

z. 124

133--140

PL

Systemy sterowania ruchem kolejowym odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu sprawnego prowadzenia ruchu kolejowego. Dlatego też podstawowym wymaganiem, oprócz realizowania przez nie niezbędnych funkcji, jest ciągłe dążenie do uzyskania ich dużej niezawodności. Rozwój systemów sterowania ruchem kolejowym wiąże się z zastosowaniem w procesie ich konstruowania nowoczesnych technologii informacyjnych, co pozwala na rozszerzanie funkcjonalności tych systemów o rejestrację zdarzeń i autodiagnostykę. Brak jest jednak standardów w tym zakresie co znacząco utrudnia unifikację rodzaju gromadzonych danych diagnostycznych oraz ich analizę. Wpływa to oczywiście niekorzystnie na utrzymywanie sprawności technicznej systemów. Autorzy artykułu dostrzegając ten ważny problem zaproponowali autorską metodę diagnostyczną systemów sterowania ruchem kolejowym, która opiera się na wnioskowaniu probabilistycznym. Przeprowadzili również badania polegające na weryfikacji opracowanej metody diagnostycznej dla samoczynnej sygnalizacji przejazdowej. Uzyskane rezultaty potwierdziły poprawność przyjętej koncepcji diagnozowania systemów sterowania ruchem kolejowym.

EN

Railway traffic control systems have a key role in ensuring the smooth operation of railway traffic. Therefore, the basic requirement, in addition to the implementation of necessary system functions, is continuous striving for ensuring the high level of reliability. Contemporary development of railway traffic control systems is associated with the application of modern information and communication technologies, which makes it possible to extend the functionality of these systems by the logging events and selfdiagnostics. However, there are no standards in this area, which considerably complicates the unification of scope and types of acquired diagnostic data as well as their analysis. This, of course, has a negative impact on the maintenance of the systems technical reliability. The authors of the paper have noticed this important problem and have proposed a new diagnostic method for railway traffic control systems, which is based on a probabilistic inference. They also verified the developed diagnostic method by testing it on the level crossing protection system. The obtained results have proved the correctness of the adopted railway traffic control systems diagnosing concept.

4

Machine learning-based analysis of English lateral allophones

Piotrowska Magdalena, Korvel Gražina, Kostek Bożena, Ciszewski Tomasz, Czyżewski Andrzej

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2019

|

Vol. 29, no. 2

393--405

EN

Automatic classification methods, such as artificial neural networks (ANNs), the k-nearest neighbor (kNN) and self-organizing maps (SOMs), are applied to allophone analysis based on recorded speech. A list of 650 words was created for that purpose, containing positionally and/or contextually conditioned allophones. For each word, a group of 16 native and non-native speakers were audio-video recorded, from which seven native speakers’ and phonology experts’ speech was selected for analyses. For the purpose of the present study, a sub-list of 103 words containing the English alveolar lateral phoneme /l/ was compiled. The list includes ‘dark’ (velarized) allophonic realizations (which occur before a consonant or at the end of the word before silence) and 52 ‘clear’ allophonic realizations (which occur before a vowel), as well as voicing variants. The recorded signals were segmented into allophones and parametrized using a set of descriptors, originating from the MPEG 7 standard, plus dedicated time-based parameters as well as modified MFCC features proposed by the authors. Classification methods such as ANNs, the kNN and the SOM were employed to automatically detect the two types of allophones. Various sets of features were tested to achieve the best performance of the automatic methods. In the final experiment, a selected set of features was used for automatic evaluation of the pronunciation of dark /l/ by non-native speakers.