Analysis of the usefulness of distinctive noise features from rail and wheel in assessing their impact on the overall railway noise level

• Autorzy: Wszołek Tadeusz , Majchrowicz Justyna

Identyfikatory

DOI

10.29354/diag/114807

Warianty tytułu

PL

Analiza przydatności cech dystynktywnych hałasu od szyny i koła w ocenie ich wpływu na poziom ogólny hałasu kolejowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The interaction of the wheel and rail is the main source of railway noise over a wide speed range. The relationship between wheel and rail noise on the overall level depends on the pass-by speed, with the dominance of noise from the rail at low speeds and the reverse relationship at higher speeds. Therefore, as part of the work the issue of analyzing the characteristic features of the acoustic signal generated on a selected section of the railway line from three different passenger trains TLK, Stadler and Pendolino was taken. The spectra of LEQ levels and their spread in 1/3 octave bands and spectral moments were adopted as the main distinctive features. The degree of aggregation of permanent features assigned to the track and variable features characteristic for passing-by trains were analysed. There were also tested their usefulness in the assessment of the impact of noise from wheels and rails on the overall level of railway noise from the tested units. The obtained results confirm the usefulness of the features based on the analysis of the spread of results in 1/3 octave bands in differentiating noise sources from rail and wheel, with slightly less usefulness of spectral moments.

PL

Interakcja koła z szyną jest głównym źródłem hałasu kolejowego w szerokim zakresie prędkości. Relacja pomiędzy wpływem hałasu od koła i szyny na poziom ogólny zależy od prędkości przejazdu, z dominacją hałasu od szyny przy niskich prędkościach i relacji odwrotnej przy prędkościach wyższych. Dlatego w ramach pracy podjęto zagadnienie analizy cech dystynktywnych sygnału akustycznego generowanego na wybranym odcinku linii kolejowej od trzech różnych jednostek - pociągów osobowych TLK, Stadler oraz Pendolino. Jako główne cechy przyjęto widma poziomów LEQ i ich rozrzuty w czasie przejazdu w pasmach 1/3 oktawy oraz momenty widmowe. Analizowano stopień agregacji cech stałych przypisanych do torowiska oraz cech zmiennych charakterystycznych dla przejeżdżających pociągów i ich przydatności w ocenie wpływu hałasu od kół i szyn na poziom ogólny hałasu kolejowego od badanych jednostek na danym odcinku. Otrzymane wyniki potwierdzają niezłą przydatność cech opartych o analizę rozrzutu wyników w pasmach 1/3 oktawy w różnicowaniu źródeł hałasu od szyny i koła, przy nieco mniejszej przydatności momentów widmowych.

Słowa kluczowe

EN

railway noise; distinctive noise features; spectral moments; cluster analysis; acoustical measurements

PL

hałas kolejowy; cechy dystynktywne hałasu; momenty widmowe; analiza skupień; pomiary akustyczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 20, No. 4
• Strony: 103--109
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Wszołek Tadeusz

• AGH University of Science and Technology, Department of Mechanics and Vibroacoustics

autor

Majchrowicz Justyna

• AGH University of Science and Technology

Bibliografia

• 1. Arteaga IL. Rolling noise in road and rail transportation systems. Internoise 2019, Madrid, June 16-19.
• 2. Benoit CJ. Phys. Condens. Matter4 3125, The spectral moments method. 1992. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953- 8984/4/12/010/pdf
• 3. Burdzik R, Nowak B, Młyńczak J, Deuszkiewicz P. Anaysis of the detection and crossing signalig system in safety terms, Diagnostyka 2016; 17(4):65-72.
• 4. Eichenlaub Ch, Lutzenberger S, Stegemann B, Czolbe Ch. A road test on acoustic wheel rougness measurement, Conference Proceedings. Interonoise 2016.
• 5. Hanson D, Jiang J, Bruce Dowdell, Richard Dwight. Curve Squeal: Causes, Treatments and Results, Australia 2014.
• 6. Jain AK, Murty MN, Flynn PJ. Data clustering: a review. ACM Comput Surv. Article in ACM Computing Surveys, 1999. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.853.5409&rep=rep1&type=pdf
• 7. Janssens MHA, Dittrich MG, Beer FG, Jones CJC. Railway noise measurement method for pass-by noise, totlal effective roughness, transfer functions and track spatial decay. Journal of Sound and Vibration. 2006; 293:1007-1028.
• 8. Kohrs T, Kirchner KR, Fast D, Vallesspin A, Sapena J, Garcia AG, Martner O. Sound propagation and distribution around typical tran carbody structures. Conference Proceedings, Euronoise 2018.
• 9. Kukulski B, Wszołek T, The research on impulsive events in railway noise generated during passage through a railroad switch. /Archives of Acoustics, 2017; 42(3):441-447. https://dx.doi.org/10.1515/aoa-2017-0046.
• 10. Letourneaux Fabien, Olivier Coste, Cyril Mellet, and Pascal Fodiman. Environmental Railway Noise: a Source Separation Measurement Method for Noise Emissions of Vehicles and Track. In Forum Acusticum. Sewilla, 2002.
• 11. Majchrowicz J. Differentiation of railway noise sources originating from the track and suspension system. Master thesis, Kraków, 2019.
• 12. Thompson DG. Squicciarini J, Zang Artega IL, Zea E, Dittrich M, Jansen E, Arcas K, Cierco E, Magrans FX, Malkoun A, Iturritxa E, Guiral A, Stangl M, Schlainzer G, Lopez BM, Chaufor C, Wandell J. Assessment of masurent-based methods for separating wheel and track contributions to railway rolling noise. Applied Acoustics. 2018; 140:48-62. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2018.05.012
• 13. Thompson D. Railway noise and vibration: mechanism, modelling and means of control. Elsevier. Oxford, 2009.
• 14. Verheijen E, Paviotti M. VTN. A validated method to separate track and vehicle noise and to assess noise reduction measures. In World Congress Railway, Research. Edinburgh, 2003.
• 15. Vogel F, Holm S, Ole Christian Lingjirde. Spectral moments and time domain representation of photoacoustic signals used for detection of crude oil in produced water. Oslo, Norwegia, 2001.
• 16. Wszołek T, Tadeusiewicz R. Extraction of the vector of distinctive features for the acoustic signal from corona in overhead power lines, Archives of Acoustics. 2005;30(4):237, 240.
• 17. Wszołek T. Cumulative Industrial Noise Impact on the Environment. Archives of Acoustics, Vol.42, No 2, 169-174 (2017).
• 18. Wu TX, Thompson DJ. On rolling noise generation due to wheel/track parametric excitation. Journal of Sound and Vibration. 2006; 293: 566-574 https://doi.org/10.1016/j.jsv.2005.08.041
• 19. Zea E, Artega IL. Simplified wave signature extraction method for rail contribution estimations. Conference Proceedings, Euronoise 2018.
• 20. Zea E, Manzari L, Artega IL, Squicciarini G, Thomson D. Separation of track contribution to passby noise by near-field array techniques. International Conress of Acoustics, Buenos Aires 5-9 September 2016, Paper ICA2016-813.
• 21. ISO 3095:2013. Acoustics - Railway applicationsMeasurement of noise emitted by railbound vehicles.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).