prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz dr inż. Marek Waligórski Politechnika Poznańska

Transkrypt

1 prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz dr inż. Marek Waligórski Politechnika Poznańska Badania i symulacje dotyczące zastosowania metod wibroakustycznych do diagnozowania wypadania zapłonów w silnikach o zapłonie samoczynnym lokomotyw spalinowych Niniejszy artykuł dotyczy możliwości zastosowania metody oceny procesu spalania i jego braku w silnikach spalinowych pojazdów szynowych, bazującej na wykorzystaniu parametrów sygnału drganiowego. Zamieszczono w nim wyniki badań silnika spalinowego lokomotywy w warunkach jej eksploatacji. Wykazano możliwość zastosowania estymat sygnału drganiowego do oceny braku spalania w silniku spalinowym oraz dużą wiarygodność diagnostyki procesu spalania za pomocą powyższej metody. 1. Wstęp Silnik spalinowy stanowi jak dotąd podstawowe źródło napędu pojazdów. Mimo, iż różni się on znacznie od swojego pierwowzoru, podstawowym jego zadaniem jest zamiana energii zawartej w paliwie na pracę mechaniczną. Jego początkowy rozwój był ukierunkowany w głównej mierze na to, aby powyższa konwersja była jak największa, co przekładało się na postulat uzyskania przez silnik możliwie jak największych wartości parametrów eksploatacyjnych w jak najszerszym polu jego pracy przy zachowaniu jak najmniejszego zużycia paliwa i masy silnika. W procesie projektowania uwzględniano wytrzymałość silnika i jego niezawodność. Od chwili jego powstania dostrzega się konieczność kontroli poprawności przebiegu procesów w nim zachodzących i jego stanu technicznego. W chwili obecnej do szeregu wymagań jakim musi sprostać silnik spalinowy dochodzi również wymaganie dotyczące jak najmniejszej uciążliwości silnika dla środowiska naturalnego, zarówno w odniesieniu do emisji składników szkodliwych spalin, jak i hałasu. W całym okresie eksploatacji następują zmiany wszystkich charakterystyk funkcjonalnych silnika spalinowego, powodujące stopniowe pogorszenie charakterystyk eksploatacyjnych. Ciągły proces zużycia silnika, który intensyfikuje się jeszcze bardziej podczas jego niewłaściwej eksploatacji, prowadzi do pogorszenia się uzyskiwanych przez niego parametrów pracy, zakłócenia prawidłowości tworzenia mieszanki palnej i przebiegu procesu spalania, zmniejszenia trwałości a w dalszej konsekwencji do jego uszkodzenia. Każdy z powyższych czynników oddziałuje niekorzystnie na emisję składników szkodliwych spalin z silnika, która wpływa na stan środowiska naturalnego i zdrowie człowieka. Dlatego celowe stało się ciągłe diagnozowanie poprawności funkcjonowania danych zespołów, podzespołów i elementów silnika spalinowego tak, aby pojazd spełniał aktualne normy emisji podczas całego okresu jego eksploatacji. W następstwie tego zastosowano w silnikach wymagania diagnostyki pokładowej, początkowo w silnikach o zapłonie iskrowym (ZI), a następnie w samoczynnym (ZS) samochodów osobowych i pojazdów typu LDV (ang. Light Duty Vehicles). Wysoki poziom wymagań w odniesieniu do silników spalinowych i uzyskane korzyści z wprowadzenia wymagań diagnostyki pokładowej spowodowały, iż rozszerza się obszar zastosowania systemów OBD (ang. On-Board Diagnostics) również do silników innych pojazdów. Rozpatrując zmiany norm emisji (w USA i Europie), dostrzec można tendencje do coraz szerszego wprowadzania wymagań diagnostyki OBD i takich systemów do pojazdów o zastosowaniach pozadrogowych [4, 5]. Należy spodziewać się, iż w niedalekiej przyszłości diagnostyka pokładowa będzie stosowana w spalinowych pojazdach szynowych, co potwierdza słuszność podjęcia się oceny możliwości zastosowania systemów OBD w tej grupie pojazdów. Spalinowe pojazdy trakcyjne są eksploatowane przez poszczególne spółki PKP (lokomotywy spalinowe liniowe i manewrowe, autobusy szynowe, pojazdy pomocnicze, pojazdy szynowo-drogowe, wózki motorowe, żurawie itp.) oraz w dużych zakładach przemysłowych, jak huty, stocznie, kopalnie, suche porty przeładunkowe. Powyższe pojazdy realizują, poza pracami liniowymi, również prace manewrowe i przetokowe. Rozważane pojazdy, mimo nacisków na zastąpienie ich trakcją elektryczną, z uwagi na swoje zalety nadal są stosowane przez zarządy kolejowe poszczególnych krajów europejskich a ich udział w niektórych krajach jest dominujący (np. USA i Kanada ponad 90% pojazdów trakcji to trakcja spalinowa). Jako główny cel pracy przyjęto ocenę możliwości użycia metod wibroakustycznych do wykrywania zjawisk wypadania zapłonów w silniku. 1

2 Uwzględniono weryfikację nowej metody w zakresie jej zastosowania w procedurach diagnostycznych realizowanych w systemach OBD, które wykorzystywałyby parametry sygnału drganiowego do diagnostycznej oceny stanu technicznego silnika i poprawności przebiegu procesów w nim zachodzących. Uzyskana przez autorów pracy i opisana szerzej w [6] metodyka diagnozowania wypadania zapłonów oparta na powyższej metodzie (badania podstawowe zrealizowane na hamowni silnikowej na jednocylindrowym badawczym silniku ZS o bezpośrednim wtrysku paliwa do komory spalania) umożliwiła wyznaczenie kierunku rejestracji sygnału pomiarowego, miejsca mocowania przetworników drgań na silniku, parametru diagnostycznego i warunków pomiarowych. Powyższe dane stały się podstawą do dalszych badań autorów, które wykorzystano w pomiarach eksploatacyjnych zrealizowanych na wybranej lokomotywie spalinowej, a których celem było sprawdzenie poprawności uzyskanych wyników dla tego rodzaju obiektu pomiarowego i uzyskanie podstaw do aplikacji systemu OBD w tej grupie silników i pojazdów. 2. Badania podstawowe na hamowni silnikowej Badania wykrywania wypadania zapłonu w silniku spalinowym za pomocą metod resztkowych zrealizowano w oparciu o eksperyment czynny, który polega na celowej zmianie parametrów wejściowych i obserwacji wpływu tych zmian na wielkości wyjściowe. Parametrami wejściowymi były prędkość obrotowa i obciążenie silnika, natomiast parametry wyjściowe stanowiły: przyspieszenia i prędkości drgań oraz ciśnienie w komorze spalania. Powyższe badania zrealizowano na hamowni silnikowej, a obiektem badań był jednocylindrowy silnik badawczy typu SB 3.1 zbudowany na bazie konstrukcji silnika typu SW 680. Wyboru warunków pracy silnika dokonano w oparciu o użyteczny zakres wartości prędkości obrotowej i momentu obrotowego, jakie można było uzyskać z obiektu badań. Warunki te odzwierciedlały pracę silnika w ramach charakterystyk obciążeniowych. W cyklu badań uwzględniono dodatkowo punkt pracy silnika, który odpowiadał pracy silnika w warunkach biegu jałowego. Zmiany obciążenia silnika dokonywano w taki sposób, aby objąć cyklem badawczym możliwie jak największy zbiór wartości obciążenia. Dla tak dobranych punktów pracy silnika rejestrowano parametry wyjściowe. Parametry te były rejestrowane w sposób równoczesny. W trakcie realizacji eksperymentu utrzymywano stałą wartość temperatury cieczy chłodzącej za pomocą zewnętrznego układu do stabilizacji temperatury. W badaniach wybrano punkty pomiarowe zlokalizowane na głowicy silnika. Punkty wybrano zgodnie z zasadą, że przetwornik pomiarowy powinien znajdować się jak najbliżej miejsca generowania 2 sygnału drgań związanego z rozpatrywanym procesem. W ramach badań rejestrowano sygnały drgań w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach: równoległym do osi wzdłużnej wału korbowego (kierunek X), prostopadłym do osi wzdłużnej wału korbowego i cylindra (kierunek Y), równoległym do osi wzdłużnej cylindra i jednocześnie prostopadłym do kierunków X i Y (kierunek Z). Sygnały pomiarowe uzyskane z przetworników kierowano do wzmacniaczy, w których były poddawane wzmocnieniu i normalizowaniu. Sygnały powyższe były następnie kierowane na wejścia analogowe karty do dynamicznej akwizycji danych. Wewnątrz niej były poddane procesowi filtracji za pomocą filtrów analogowych i cyfrowych, po czym przekształcono je z postaci analogowej w cyfrową. Uzyskane sygnały po wyjściu z karty pomiarowej zapisywano w pamięci komputera. a) b) Pcyl [MPa] ax [m/s 2 ] ay [m/s 2 ] az [m/s 2 ] Pcyl [MPa] vx [m/s] vy [m/s] vz [m/s] Cykl bez zapłonu ,08 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,32 t [s] Cykl bez zapłonu 5,30 5,34 5,38 5,42 5,46 5,50 t [s] Rys. 1. Przebiegi czasowe sygnałów pomiarowych dla M o = 0 Nm i n = 1500 obr/min: a) ciśnienia w cylindrze (P cyl. ) i przyspieszeń drgań w kierunku X, Y i Z (a x, a y, a z ), b) ciśnienia w cylindrze i prędkości drgań w kierunku X, Y i Z (v x, v y, v z )

3 Ocenę jakościową wpływu zjawiska wypadania zapłonu na przebiegi czasowe przyspieszeń i prędkości drgań oraz ciśnienia w cylindrze zrealizowano dla warunków pracy silnika zdefiniowanych dla badań. Na podstawie tych przebiegów stwierdzono jakościowe zmiany sygnałów przyspieszeń drgań wskutek braku zapłonu dla każdego z punktów pracy silnika. Na rysunku 1 przedstawiono wpływ zjawiska wypadania zapłonu na przebiegi czasowe przyspieszeń (a x, a y, a z ) i prędkości drgań (v x, v y, v z ) dla każdego z kierunków rejestracji sygnałów w wybranym punkcie pracy silnia. Wystąpienie zapłonu w cylindrze i dalszy rozwój procesu spalania powoduje gwałtowny wzrost amplitudy przyspieszeń drgań w każdym z kierunków rejestracji sygnałów pomiarowych. Wartości amplitud sygnałów przyspieszeń drgań w poszczególnych cyklach pozostają w ścisłym związku ze zmianami wartości szczytowej ciśnienia w cylindrze w tych cyklach. W przypadku braku spalania nie występuje wzrost amplitudy sygnału przyspieszeń drgań. Spośród trzech kierunków rejestracji sygnałów przyspieszeń drgań, najwyższe wartości amplitud dla sygnałów reprezentujących cykle pracy silnika uzyskiwano dla kierunku Z (równoległego do osi wzdłużnej cylindra). Powyższy kierunek odznaczał się również występowaniem relatywnie niewielkich wartości amplitud między cyklami pracy, co korzystnie wpływało na proces diagnozowania. Zbyt duże wartości amplitud sygnału między cyklami zarejestrowane dla innych kierunków sprawiły, że powyższe sygnały były bezużyteczne dla diagnozowania wypadania zapłonów i ich nie rozważano. Charakter zmian sygnałów na przebiegach czasowych dla rozważanych parametrów w różnych punktach pracy silnika był podobny z zaprezentowanym na rysunku 1. Różnice dotyczyły wartości uzyskiwanych amplitud dla cykli ze spalaniem i brakiem zapłonu i dla odcinków reprezentujących zmiany obciążenia. Wszystkie zarejestrowane przebiegi czasowe sygnałów poddano procesowi selekcji czasowej. W powyższej selekcji każdy zarejestrowany sygnał podzielono na odcinki czasowe zawierające pojedyncze cykle pracy silnika. Podzielone sygnały pomiarowe umożliwiły autorom pracy rozważenie wpływu pojedynczego procesu spalania na wybrane parametry sygnału drganiowego i, jako rezultat, obliczenie różnic powyższych parametrów dla prawidłowego procesu spalania i cykli, w których miało miejsce wypadanie zapłonu. Wybór kierunku pomiarowego i analizowanego parametru procesu wibroakustycznego, które są najbardziej wrażliwe na wystąpienie zjawisk wypadania zapłonu powinno być zrealizowane w sposób ilościowy. Ocenę ilościową sygnału drgań przeprowadzono za pomocą miar punktowych [1, 2, 3]. Powyższe miary wyznaczono na podstawie przebiegów cza- sowych mierzonych sygnałów. Wyznaczono wymiarowe i bezwymiarowe amplitudowe miary punktowe procesów wibroakustycznych. Pojedyncze cykle pracy silnika podzielono na cykle ze spalaniem i z brakiem zapłonu. Dla każdego z nich obliczono następnie wybrane miary punktowe dla ciśnienia w cylindrze, przyspieszeń i prędkości drgań. Porównano uzyskane wybrane charakterystyki sygnału ze spalaniem i z jego brakiem, dzięki czemu było możliwe obliczenie względnej zmiany miary punktowej, będącej wynikiem wystąpienia braku zapłonu w cylindrze. Zjawiska wypadania zapłonu powodują, iż wartości maksymalne ciśnienia w cylindrze zmniejszają się. Dla badanego silnika i rozważanych punktów pracy brak zapłonu powodował względne zmniejszenie wartości szczytowej ciśnienia w cylindrze δ sz (P cyl ) od 1,20 do 1,87 (rys. 2). δsz (Pcyl) [-] 2,00 1,90 1,80 1,70 1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1, n [obr/min] M o = 0 N m M o = 22,5 N m M o = 45 N m M o = 67,5 N m M o = 90 N m Rys. 2. Względna zmiana wartości szczytowej ciśnienia w cylindrze (P cyl ) wskutek braku zapłonu dla różnych wartości prędkości obrotowej i momentu obrotowego W celu wyboru właściwego kierunku pomiarowego, parametrów i miar punktowych sygnału wibroakustycznego, wyznaczono względne zmiany sygnałów wibroakustycznych dla wszystkich rozważanych w pomiarach punktów pracy silnika i każdego cyklu pracy. Na rysunku 3 przedstawiono wrażliwość miar sygnałów drganiowych na wystąpienie braku zapłonu dla trzech kierunków rejestracji sygnałów pomiarowych. Punkt pracy silnika, gdzie M o = 0 N m reprezentuje najmniej korzystne warunki dla diagnozowania wypadania zapłonów. Kierunek Z był najbardziej wrażliwy i wiarygodny dla diagnostyki wypadania zapłonu. Analiza prędkości drgań dla rozważanych warunków pracy silnika potwierdziła niewielką zmianę każdej miary wibroakustycznej w wyniku wystąpienia braku zapłonu. Zaobserwowano różne zachowanie sygnałów prędkości drgań dla każdego z rejestrowanych kierunków pomiarowych. Jedynie przyspieszenia drgań zapewniały prawidłową diagnozę braku zapłonu. Porównując charakterystyki wibroakustyczne z uzyskaną wrażliwością sygnału ciśnienia w cylindrze na brak zapłonu dostrzec można, że przyspieszenie drgań w kierunku Z jest znacznie lepsze dla diagnostyki 3

4 wypadania zapłonu niż sygnał ciśnienia w cylindrze nawet w przypadku najmniej korzystnych warunków pomiarowych. Przyspieszenia drgań dla pozostałych kierunków rejestracji sygnałów były również bardziej wiarygodne dla procesu diagnostyki niż sygnał ciśnienia w cylindrze. Współczynniki kształtu, szczytu i impulsowości, nie mogą być zastosowane do diagnostyki braku zapłonu z uwagi na niewielką dynamikę zmian sygnału w przypadku zaistnienia zjawiska wypadania zapłonu. Powyższe zmiany odnotowano dla różnych kierunków rejestracji i punktów pracy silnika. Biorąc pod uwagę wszystkie rozważane punkty pracy silnika, względne zmniejszenie powyższych miar punktowych (dla przyspieszeń drgań w kierunku Z) w wyniku braku spalania zwiększa się wraz ze wzrostem wartości momentu obrotowego (rys. 4). Rozpoznanie zjawisk wypadania zapłonu wśród cykli ze spalaniem jest znacznie lepsze w powyższych warunkach niż dla wartości szczytowej ciśnienia w cylindrze. a) d) δm(u) [-] 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,55 1,28 1,20 1,24 1,05 1,06 1,02 P cyl a x v x a y v y a z v z Rodzaj parametru δm(u) [-] 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,20 1,10 1,05 1,01 1,03 1,00 0,97 P cyl a x v x a y v y a z v z Rodzaj parametru b) e) δm(u) [-] 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 2,23 1,66 1,41 1,20 1,02 1,17 1,02 P cyl a x v x a y v y a z v z Rodzaj parametru δm(u) [-] 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,20 1,26 1,11 1,07 1,06 1,40 1,04 P cyl a x v x a y v y a z v z Rodzaj parametru c) f) δm(u) [-] 2,50 2,00 1,50 1,00 1,20 1,60 1,53 1,07 1,15 2,32 1,05 δm(u) [-] 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 1,20 1,32 1,08 1,09 1,12 1,53 1,01 0,50 0,40 0,20 0,00 P cyl a x v x a y v y a z v z Rodzaj parametru 0,00 P cyl a x v x a y v y a z v z Rodzaj parametru Rys. 3. Względna zmiana wartości szczytowej ciśnienia w cylindrze (P cyl. ), wartości skutecznej (a), szczytowej (b), międzyszczytowej (c), współczynnika kształtu (d), szczytu (e) i impulsowości (f) przyspieszeń drgań (a x, a y, a z ) oraz prędkości drgań (v x, v y, v z ) w kierunku X, Y i Z dla n = 1500 obr/min i M o = 0 N?m 4

5 a) b) c) δ m(u) [-] 5,50 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 4,79 M o = 0 N m M o = 22,5 N m M o = 45 N m M o = 67,5 N m M o = 90 N m 1,50 1,00 1, n [obr/min] δ m(u) [-] 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 7,21 1,77 M o = 0 N m M o = 22,5 N m M o = 45 N m M o = 67,5 N m M o = 90 N m n [obr/min] δ m(u) [-] 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 1,72 6,95 Mo = 0 N m Mo = 22,5 N m Mo = 45 N m Mo = 67,5 N m Mo = 90 N m n [obr/min] Rys. 4. Względne zmniejszenie wartości skutecznej (a), szczytowej (b) i międzyszczytowej (c)przyspieszeń drgań w kierunku Z w wyniku braku zapłonu dla różnych wartości prędkości obrotowej i momentu obrotowego 3. Badania lokomotywy spalinowej 3.1. Metodyka badań i stanowisko pomiarowe Badania przeprowadzono na dwunastocylindrowym silniku ZS z bezpośrednim dostarczaniem paliwa do cylindra lokomotywy spalinowej typu SU45 (rys. 5). Dane techniczne silnika zamieszczono poniżej: rodzaj silnika SSF, 4-suwowy średnica cylindra skok tłoka...d S = 0,210 0,230 [m] stopień sprężania...ε = 11,3 objętość skokowa silnika...v ss = 96,6*10-3 [m 3 ] znamionowa moc użyteczna [kw] przy 1500 obr/min układ cylindrów...v12 średnie ciśnienie użyteczne...p e = 1,37 MPa ilość zaworów/1 cylinder...4 otwarcie zaworu dolotowego...35 o przed GMP (górny martwy punkt położenia tłoka) zamknięcie zaworu dolotowego...23 o po DMP (dolny martwy punkt położenia tłoka) otwarcie zaworu wylotowego...25 o przed DMP zamknięcie zaworu wylotowego...53 o po GMP ciśnienie otwarcia wtryskiwacza...p wtr = 26 MPa geometryczny początek tłoczenia paliwa...α ptł = 32 o przed GMP a) b) Rys. 5. Widok lokomotywy spalinowej typu SU45 (a) oraz zastosowanego w niej silnika spalinowego 5

6 Wybór warunków pracy silnika zrealizowano w oparciu o użyteczny zakres prędkości obrotowej i momentu obrotowego badanego silnika, odpowiadający warunkom jego eksploatacji. Pomiary podzielono na dwa etapy. W pierwszym z nich uwzględniono wszystkie cylindry jednego rzędu, w celu określenia możliwości zastosowania charakterystyk wibroakustycznych do oceny przebiegu procesu spalania w silniku stosowanym w pojazdach trakcyjnych. Powyższy etap zrealizowano celem określenia różnic we wrażliwości sygnału drganiowego w każdym z cylindrów. Powyższe działania umożliwiły wyznaczenie najbardziej i najmniej korzystnych warunków dla wykrywania braku spalania z zastosowaniem metod drganiowych. Drugi etap badań zastosowano w celu wyznaczenia różnic między sygnałami dla procesu spalania i braku zapłonu dla różnych punktów pracy (zmian mocy użytecznej) i 3 cylindrów wybranych w pierwszym etapie. W pierwszym etapie uwzględniono następujące prędkości obrotowe silnika: 700, 900, 1080, 1300 i 1500 obr/min. Badania przeprowadzono dla następujących wartości mocy użytecznej: ~ 0 (bieg jałowy), 252, 460, 580, 667 kw. W drugim etapie badań uwzględniono wszystkie wartości prędkości obrotowej i momentu obrotowego określone daną pozycją nastawnika jazdy lokomotywy. Punkty pomiarowe zlokalizowano na głowicy silnika. Powyższe punkty wybrano zgodnie z zasadą, że przetwornik pomiarowy powinien być umieszczony jak najbliżej miejsca generacji sygnału drganiowego odnoszącego się do danego procesu (rys. 6). a) W badaniach zastosowano układ pomiarowy, w skład którego wchodziły (rys. 7): przetworniki drgań w kierunku Z firmy Brüel & Kjær, typ 4391, kalibrator sygnałów drganiowych firmy Brüel & Kjær 4294, znacznik kąta obrotu wału korbowego by Wobit MOK, wzmacniacz ładunku NEXUS, typ 2692, karta do dynamicznej akwizycji danych firmy National Instruments, typ PCI-4472, opornik wodny wraz z układem sterowania, układ do pomiaru temperatury cieczy chłodzącej i oleju silnikowego. 4 5 Rys. 7. Schemat stanowiska pomiarowego: 1 silnik spalinowy, 2 prądnice, 3 znacznik kąta obrotu wału korbowego, 4 przetwornik drgań, 5 wzmacniacz ładunku, 6 pompa wtryskowa, 7 karta pomiarowa, 8 komputer, 9 opornik wodny wraz z układem sterowania Sposób pomiaru sygnałów był podobny do tego, który zastosowano w badaniach podstawowych na hamowni silnikowej. Moment obrotowy i moc użyteczna silnika były wyznaczane i kontrolowane przy użyciu stanowiska z opornikiem wodnym. b) Przetwornik Z G łowica Kadłub Prądnica główna 3.2. Wyniki badań i analiz Pierwszy i drugi etap badań na lokomotywie spalinowej dowiodły, iż sygnał drganiowy może być zastosowany do bieżącej oceny zjawisk wypadania zapłonu, które występują podczas pracy silnika. Zapłon powoduje impulsowe zmiany amplitud sygnału drganiowego, proces spalania ma swoje odzwierciedlenie w sygnale drganiowym. Sygnał drganiowy jest jednoznaczny w każdym cyklu pracy niezależnie od numeru cylindra, co potwierdza wiarygodność metody w odniesieniu do procedur detekcji stosowanych dla wielocylindrowych silników ZS (rys. 8). Rys. 6. Rozmieszczenie punktów pomiarowych na silniku: a) widok silnika wraz z przetwornikami, b) schemat rozmieszczenia przetworników 6

7 az1 [m/s 2 ] az2 [m/s 2 ] az3 [m/s 2 ] Cykl ze spalaniem (A) Cykl ze spalaniem (A) Cykl ze spalaniem (A) Przyspieszenie drgań Sygnał ze znacznika kąta ,06 0,07 0,08 0, ,10 0,12 0, ,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,15 0,16 0,17 0,18 t [s] t [s] A az4 [m/s 2 ] az5 [m/s 2 ] az6 [m/s 2 ] Cykl ze spalaniem (A) Cykl ze spalaniem (A) Cykl ze spalaniem (A) ,050,06 0,07 0,08 0, ,15 0,16 0,17 0, ,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0, ,10 0,11 0,12 0,13 t [s] t [s] Rys. 8. Przykładowy przebieg przyspieszeń drgań w kierunku Z (a z ) na głowicach cylindrów 1 6 silnika spalinowego typu 2112 SSF lokomotywy spalinowej (n = 900 obr/min i M o = 2674 N m) A Zmiany mocy użytecznej powodowały zmiany dynamiki estymatorów punktowych sygnału drganiowego. Oznacza to, że parametry sygnału drganiowego podążają za zmianami wartości mocy (momentu obrotowego i prędkości obrotowej). Wzrost mocy użytecznej powodował wzrost wartości szczytowej i międzyszczytowej w każdym z cylindrów. Miarę punktową dla każdego z punktów pracy silnika odniesiono do miary punktowej uzyskanej dla pracy silnika w warunkach biegu jałowego (rys. 9). Dla cylindra nr 4 odnotowano najmniejszą a dla cylindra nr 6 największą zmianę miar punktowych w przypadku zmiany wartości mocy użytecznej silnika. Powyższe dwa cylindry reprezentują najgorsze i najlepsze warunki dla strategii wykrywania braku zapłonu w silniku. W dalszej części artykułu będzie brany pod uwagę cylinder nr 4. a) b) 9,00 8,52 8,00 7,00 6,00 5,00 4,28 4,87 4,00 4,05 3,00 2,00 2,00 1,55 1,00 0, Numer cylindra 16,00 14,20 14,00 δa sz (4/0) [-] δa sz (7/0) [-] 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 3,12 5,75 7,58 1,68 7, Numer cylindra W przypadku wystąpienia zjawiska wypadania zapłonu (brak zapłonu był realizowany w silniku przez odcinanie dopływu paliwa do cylindra) następowało zmniejszenie wartości amplitudy sygnału drganiowego odpowiednio do numeru cylindra i warunków pracy silnika. Względne zmniejszenie wartości szczytowej i międzyszczytowej, uzyskane dla silnika spalinowego lokomotywy, potwierdziło bardzo dużą precyzję i wiarygodność wykrywania zjawisk wypadania zapłonów przy pomocy metod drganiowych. W przypadku cylindra nr 4, wystąpienie braku zapłonu powodowało zmniejszenie wartości szczytowej od 8 do 31 razy w odniesieniu do wartości uzyskanej dla prawidłowego procesu spalania. W przypadku wartości międzyszczytowej, względne zmniejszenie powyższej miary wyniosło od 9 do 32 (rys. 10). δa rozst (4/0) [-] δa rozst (7/0) [-] 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 1,95 3,03 4,24 5,71 4,66 7,37 1,50 1,66 4,00 7,51 8, Numer cylindra 14, Numer cylindra Rys. 9. Względne zwiększenie wartości szczytowej (a) i międzyszczytowej (b) przyspieszeń drgań na głowicach wybranych cylindrów silnika 2112 SSF dla czwartej (n = 900 obr/min, M o = 2674 N?m) i siódmej (n = 1080 obr/min, M o = 4067 N?m) pozycji nastawnika jazdy odniesione do biegu jałowego silnika 7

8 a) b) δ sz (a z ) [-] 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 31,75 35,00 32,44 30,00 8, , Numer pozycji nastawnika Numer pozycji nastawnika j d Rys. 10. Względne zmniejszenie wartości szczytowej (a) i miedzyszczytowej (b)w wyniku wystąpienia braku zapłonu dla różnych punktów pracy silnika 2112 SSF δ rozst (a z ) [-] 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 9,15 4. Podsumowanie Badania przeprowadzone na hamowni silnikowej umożliwiły określenie możliwości zastosowania sygnału drganiowego do wykrywania braku zapłonu, zdefiniowanie miejsca mocowania przetworników pomiarowych na silniku, kierunku rejestracji sygnałów. Dodatkowo udowodniono, że jako sygnał pomiarowy należy zastosować przyspieszenia drgań oraz iż proste wymiarowe miary punktowe procesu wibroakustycznego mogą bardzo dobrze opisać zmiany zachodzące w wyniku wystąpienia braku zapłonu w silniku. Mogą one być podstawą do realizacji procedury diagnostycznej wykrywania zjawisk wypadania zapłonu w systemach OBD II. Kontrola procesu spalania oparta na wybranych parametrach sygnału drganiowego umożliwia jednoznaczne wykrywanie zjawisk wypadania zapłonów, co stanowi zaletę w odniesieniu do metod stosowanych obecnie [7, 8]. Badania przeprowadzone na silniku ZS lokomotywy spalinowej w warunkach jej eksploatacji potwierdziły dużą precyzję i jakość wykrycia wypadania zapłonu przy pomocy przyspieszeń drgań. Uzyskane wyniki dowiodły dużą precyzję procesu diagnostycznego dla każdego z cylindrów i niezależność diagnozy od innych czynników zakłócających. Literatura [1] Cempel C.: Podstawy wibroakustycznej diagnostyki maszyn. Warszawa, Wydawnictwa Naukowo- Techniczne, [2] Cempel C., Tomaszewski F.: Diagnostyka maszyn, Radom, Międzyresortowe Centrum Naukowe Eksploatacji Majątku Trwałego, [3] Korbicz J.: Diagnostyka procesów. Modele, metody sztucznej inteligencji, zastosowania, Warszawa, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, [4] Merkisz J.: System OBD II jako narzędzie umożliwiające spełnienie norm toksyczności spalin podczas eksploatacji, V Konferencja Naukowo- Techniczna na temat: Diagnostyka Pojazdów Samochodowych 2000, Katowice [5] Merkisz J., Mazurek St.: Pokładowe systemy diagnostyczne pojazdów samochodowych. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, [6] Merkisz J., Waligórski M.: The Use of Vibration Parameters in the Research of Misfire Events in CI Engines in the Point of View of the OBD System Appliance in Diesel Locomotives SAE World Congress&Exhibition, Detroit, [7] Merkisz J., Waligórski M., Boguś P.: Możliwości i warunki zastosowania systemów podobnych do OBD w silnikach lokomotyw spalinowych, the 29th International Conference on Internal Combustion Engines, KONES 2003, Wisła [8] Merkisz J., Waligórski M., Boguś P., Grzeszczyk R.: Diagnostyka pokładowa zjawiska wypadania zapłonów w silnikach lokomotyw spalinowych. Kwartalnik naukowo-techniczny pt. Pojazdy Szynowe, nr 4/2002, Poznań,

9 prof.dr hab. inż. Franciszek Tomaszewski Politechnika Poznańska mgr inż. Estera Wojciechowska Instytut Pojazdów Szynowych TABOR Metodyka obliczania poziomu dźwięku generowanego przez tabor kolejowy Poprawa stanu środowiska i jakości terenów zurbanizowanych oraz zapewnienie zdrowego środowiska życia mieszkańcom państw europejskich to główne cele założone przez organy Unii Europejskiej. Ważną rolę odgrywa w tym programie również walka z hałasem generowanym przez pojazdy szynowe. W artykule przedstawiono analizę metod szacowania poziomu hałasu od pociągów opracowanych w krajach europejskich i innych. Główna uwaga zwrócona została na metodę holenderską, która jest rekomendowana przez UE. 1. Wstęp Systematyczne rozszerzanie UE o nowe państwa, w tym Polskę wywołało szereg zmian prawnych w wielu dziedzinach nauki, również tych zajmujących się hałasem. Ogłaszane sukcesywnie przez Komisje UE nowe dyrektywy (np. 2001/16/WE [1], 2002/49/WE [2]) oraz normy (np. EN ISO 3095 [3]) mają na celu ujednolicenie przepisów dotyczących pomiarów poziomu hałasu, w tym również hałasu generowanego przez pojazdy szynowe. Dyrektywy te obligują państwa członkowskie do dostosowania się do nich lub sporządzenia własnych krajowych przepisów (np. Ustawa Prawo Ochrony Środowiska [4], Rozporządzenia Ministra Środowiska itp.) nie odbiegających merytorycznie od unnych. W dziedzinie obliczeń poziomu hałasu generowanego przez pojazdy szynowe do środowiska zalecaną metodą jest nazywana powszechnie Metoda Holenderska [5]. Jednak wiele krajów opracowało i stosuje własne modele (metody) pozwalające szacować poziom hałasu generowanego przez pojazdy szynowe, uwzględniające zarówno warunki środowiskowe jak i aspekt techniczny taboru w danym kraju. Modele te są na różnym poziomie szczegółowości od prostych (jedno lub dwu parametrycznych) do złożonych posiadających dużą liczbę parametrów. Hałas ruchu kolejowego metody predykcji M.Rabiega, A.Jaroch Źródło liniowe w ruchu generacja i propagacja hałasu kolejowego R.Gołębiewski Norma PN-ISO /2 Wymagania w zakresie ograniczania hałasu od pojazdów kolejowych H.Gwiazda Hałas kolejowy R.Hnatków Modelowanie akustyczne linii kolejowych J.Adamczyk, L.Stryczniewicz W literaturze krajowej Rys. 1. Modele i metody stosowane do wyznaczania poziomu hałasu generowanego przez pojazdy szynowe Modele i metody stosowane do wyznaczania poziomu hałasu kolejowego W literaturze zagranicznej Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen Reken-en Meetvoorschrift Railverkeerslawaai 96 Metodické pokyny pre výpočet hladín hluku od dopravy 1991 Nordest method Nord New Nordic Prediction Method for Rail Traffic Noise Noise prediction model for Egyptian railway lines inside urban areas MZS Vasúti közlekedés zajkibocsátásának számítása Calculation of Rail Traffic Noise Schweizerisches Emissions- und Immissionsmodell für die Berechnung von Eisenbahnlärm AR-INERIM-CM WP 3.2.1: Railway Noise - Description of the calculation method, HARMONOISE, IMAGINE 9

10 Wydaną w r. normę EN ISO 3095 (PN- EN ISO 3095) [3] stosuje się do badań poziomu hałasu na zewnątrz pojazdów szynowych a wartości dopuszczalne określone zostały w załączniku Dyrektywy UE 2006/66 [22] Analiza literatury krajowej jak i zagranicznej pozwoliła na wyodrębnienie kilkunastu modeli i metod wykorzystywanych do wyznaczania (szacowania) hałasu od pojazdów szynowych, co zostało przedstawione na rysunku 1. Istotę tych metod przedstawiono w niniejszej pracy, w której zawarto również wybrane modele (metody) wykorzystywane w innych krajach, nie tylko europejskich, do oceny poziomu hałasu generowanego i propagowanego przez pojazdy szynowe do środowiska. 2. Modele stosowane do wyznaczania poziomu hałasu kolejowego 2.1. Metoda holenderska ( Reken-en Meetvoorschrift Railverkeerslawaai 96 ) wg AR- INTERIM-CM [5], Pierwsza wersja Metody holenderskiej powstała w 1996r, w kolejnych latach wprowadzano do niej poprawki wynikające ze zmieniającego się prawa. Metoda została zarekomendowana przez UE jako oficjalna metoda do wyznaczania poziomu hałasu generowanego przez pojazdy szynowe w krajach Unii Europejskiej. Zredagowany przez Wölfel Meßsysteme Software GmbH & Co projekt AR-INTERIM-CM, zawierający tłumaczenie tzw. Metody Holenderskiej z języka holenderskiego na angielski, znacznie przybliżył sposób wykorzystywania tejże metody. W poszczególnych rozdziałach opracowania przedstawiono m.in. kategorie pojazdów szynowych, standardową metodę obliczeniową (SRM I) oraz obliczenia propagacji hałasu w poszczególnych pasmach oktawowych (SRM II) [6]. W metodzie wszystkie pojazdy, które używane są na określonych liniach kolejowych podzielone zostały na kategorie (rysunek 2) ze względu na rodzaj napędu oraz zastosowany system hamulcowy. Kategoria 1 - Pociągi pasażerskie wyposażone w hamulce klockowe - wyłącznie elektryczne pociągi pasażerskie z hamulcami klockowymi wyposażonymi we wstawki żeliwne z odpowiednio dobraną lokomotywą dla danego rodzaju składu pociągu, zarówno pociągi serii 1964 z Holandii jak i pociągi pasażerskie należące do Kolei Niemieckich (DB); - elektryczne pojazdy trakcyjne (w Holandii np. pociągi pocztowe) Rys. 2 Kategorie pojazdów szynowych wykorzystywanych w metodzie RMR 10

11 Kategoria 2 - Pociągi pasażerskie wyposażone w hamulce tarczowe oraz klockowe - elektryczne pociągi pasażerskie wyposażone głównie w hamulce tarczowe i dodatkowym hamulcem klockowym ze wstawkami żeliwnymi z odpowiednio dobraną lokomotywą dla danego rodzaju składu pociągu, np. Intercity- Material IMC-III i DDM-1, - pociągi pasażerskie należące do Kolei Francuskich (SNCF) i Trans Europe Express (TEE), - lokomotywy elektryczne np. należące do Kolei Belgskich (B) serii 1100, 1200, 1300, 1500, 1600 i 1700 Kategoria 3 - Pociągi pasażerskie wyposażone w hamulce tarczowe - wyłącznie pociągi pasażerskie z hamulcami tarczowymi np. pociągi regionalne (SGM, Sprinter). Kategoria 4 - Pociągi towarowe wyposażone w hamulce klockowe - wszystkie rodzaje pociągów towarowych z hamulcami klockowymi ze wstawkami żeliwnymi Kategoria 5 - Pociągi spalinowe wyposażone w hamulce klockowe - spalinowe pociągi pasażerskie o napędzie spalinowo - elektrycznym, wyposażone w hamulce klockowe ze wstawkami żeliwnymi z odpowiednio dobraną lokomotywą dla danego rodzaju składu pociągu, np. typy DE I, DE II, DE III; - spalinowo elektryczne lokomotywy, np.: lokomotywy serii 2200/2300 i 2400/2500. Kategoria 6 - Pociągi spalinowe wyposażone w hamulce tarczowe - spalinowe pociągi pasażerskie z przekładnią hydrauliczną wyposażone w hamulce tarczowe Kategoria 7 - Metro i szybka kolej miejska (np. tramwaje) wyposażone w hamulce tarczowe - Metro i pociągi podmiejskiej szybkiej kolei Kategoria 8 - Intercity oraz pociągi jeżdżące z mniejszymi prędkościami wyposażone w hamulce tarczowe - wyłącznie elektryczne pociągi pasażerskie z hamulcami tarczowymi z odpowiednio dobraną lokomotywą dla danego rodzaju składu pociągu, np.: typy InterCities ICM IV, IRM i SM90; - elektryczne pociągi pasażerskie głównie z hamulcami tarczowymi i dodatkowym hamulcem klockowym ze wstawkami spiekanymi lub żeliwnymi np. ABEX z odpowiednio dobraną lokomotywą dla danego rodzaju składu pociągu, np.: typy InterCities ICM III i DDM-2/3. Kategoria 9 - Pociągi dużych prędkości z hamulcami klockowymi i tarczowymi - elektryczne pociągi pasażerskie głównie z hamulcami tarczowymi i dodatkowym hamulcem klockowym ze wstawkami żeliwnymi na wagonie silnikowym, np.: typy TGV-PBA lub HLS- South. Kategoria 10 - Tymczasowo zarezerwowana dla pociągów dużych prędkości typu ICE-3 (M) (HST East) - Pojazdy nie wymienione powyżej przydziela się do stosownej kategorii bazując na ich systemie napędnym i hamowania lub maksymalnej prędkości (tabela 1). W metodzie sklasyfikowano rodzaje torowisk: - tory kolejowe z szyn bezstykowych na podkładach betonowych (pojedynczych lub podwójnych), na podsypce tłuczniowej, - tory kolejowe z szyn bezstykowych na podkładach drewnianych lub zygzakowatych betonowych, na podsypce tłuczniowej, - szyny nie spawane na podsypce tłuczniowej, szyny stykowe lub pojedyncze zwrotnice, - tory kolejowe na betonowych podkładach bez podsypki, - tory kolejowe na betonowych podkładach umieszczonych na podsypce tłuczniowej, - tory kolejowe z nastawnym mocowaniem szyn, bez podsypki (głownie na wiaduktach) - tory kolejowe z nastawnym mocowaniem szyn na podsypce tłuczniowej, - tory z wbudowanymi szynami - tory kolejowe na przejeździe kołowym Autorzy metody podkreślają, iż wyznaczenie współczynnika korekcji dla torów nie jest proste. Każdorazowo określa się wartości dla poszczególnych pasm oktawowych oraz osobno wartości dla każdej kategorii pojazdu szynowego. Metoda RMR 1996 określa pięć możliwych wysokości pomiarowych (wysokości źródeł dźwięku): m - na wysokości główki szyny, m powyżej główki szyny, m powyżej główki szyny, m powyżej główki szyny, m powyżej główki szyny, Trzy ostanie wysokości pomiarowe dotyczą wyłącznie pociągów dużych prędkości. Maksymalne prędkości obliczeniowe dla poszczególnych kategorii pojazdów Tabela 1 Kategoria km / h Max. prędkość [ ] 11

12 Według metody SRM I równoważny poziom dźwięku powodowany ruchem kolejowym określa się w następujący sposób: L Aeq = Es + Creflection Ddis tan ce D air D soil D meteo (1) Es - złożona wartość emisji obliczana wg równania: n 1 Ei /10 Es = 10lg φ i10 (2) 127 i= 1 E i - wartość emisji odcinka i (określona w 2 opracowania [6]) φ i - kąt przy odcinku i, widziany z punktu odbioru n - numer odcinka w granicach rozpatrywanej powierzchni C reflection - wartość poprawki dla odbić, jeśli występują, pochodzących od budynków lub innych płaszczyzn odbających 12 C reflection = f obj (3) f obj - całkowita długość odcinka (równoległy do toru i prostopadły do punktu odbioru) po drugiej stronie badanego toru przez który rozprzestrzenia się dźwięk od odbitej powierzchni w zakresie 4 d + (4) ( ) r d w d r - odległość pomiędzy obiektem odbającym a źródłem [m] d w - odległość pomiędzy punktem odbioru a źródłem [m] Ddis tan ce - wartość obniżająca poziom dźwięku, zależna od odległości r air D dis tan ce = 10lg r (5) - najkrótsza odległość pomiędzy punktem odbioru a źródłem liniowym [m] D - wartość obniżająca poziom dźwięku, wynikająca z pochłaniania przez atmosferę 0.9 D air = 0.016r (6) D soil = 3B + 1.6B r - najkrótsza odległość pomiędzy punktem odbioru a źródłem liniowym [m] D soil - wartość obniżająca poziom dźwięku, wynikająca z pochłaniania przez grunt r 0.75( 0.6hbs + 0.5) 0.9hw ( 1 e )( 1.25e + e ) ( B) 1 e 0.01r h + h w bs + (7) B - współczynnik pochłaniania przez grunt, odcinek gruntu pomiędzy punktem odbioru a źródłem niewybrukowany np. tłuczeń, trawa, grunty rolne uprawne lub nie, piaski, grunty na których nie uprawia się warzyw r - najkrótsza odległość pomiędzy punktem odbioru a źródłem liniowym [m] hbs - wysokość źródła powyżej średniego poziomu terenu wewnątrz obszaru źródła [m] hw - wysokość punktu odbioru powyżej średniego poziomu terenu wewnątrz ocenianego obszaru [m] Dmeteo -wartość poprawki dla warunków meteorologicznych r 0.04 = h w hbs D meteo e (8) Jeśli wynik jest wartością ujemną, współczynnik D przyjmuje wartość zero. meteo Według metody SRM II równoważny poziom dźwięku w odległości r od źródła określa się w następujący sposób: 8 J N i= 1 j= 1n= 1 L /10 eq, i,, n L = 10lg 10 j (9) Aeq L eq, i, j, n - określony udział w paśmie oktawowym i sektora j i źródła punktowego n L eq, i, j, n = LE + LGU LOD LSW LR 58.6 (10) LE - wartość emisji dla danej wysokości źródła w paśmie oktawowym L GU - rozbieżność geometryczna i kierunkowość φ sin v L GU = 10lg (11) r

13 r - odległość pomiędzy źródłem i punktem pomiarowym, mierzona wzdłuż najkrótszej linii łączącej te punkty [m], v - kąt pomiędzy sektorem powierzchni i odcinkiem źródła liniowego [w stopniach], φ - kąt otwarty sektora [w stopniach]. L OD - tłumienie z powodu propagacji L OD = DL + DB + CM (12) D L - wpływ powietrza, D B - wpływ gruntu, C M - współczynnik korekcji meteorologicznej. - efekt ekranowania, jeśli występuje L SW ( N f ) C p LSW = HF (13) H - skuteczność ekranowania, F( N f )- funkcja z argumentem N f (= liczbie Fresnel?a), C - współczynnik korekcji zależny od profilu. p L R - tłumienie z powodu odbić, jeśli występują L = δ (14) R N ref N ref - liczba odbić pomiędzy źródłem a punktem pomiarowym δ - obniżenie poziomu wskutek odbicia ref ( 0.8) δ ref = 10log10 dla budynków, w całym zakresie pasma oktawowego δ ref, i = 10log10 ( 1 α i ) dla powierzchni pochłaniających, w paśmie oktawowym i δ ref = 1 dla każdej innej powierzchni, w całym zakresie pasma oktawowego α i - współczynnik pochłaniania dźwięku w paśmie oktawowym i 2.2. Metoda niemiecka Schall 03 z 1990r. - ( Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen ) [7] Schall 03 to jedna ze starszych metod wyznaczania poziomu hałasu generowanego przez pojazdy szynowe opracowana w 1990r. dla Kolei niemieckich (Deutsche Bundesbahn). ref Metoda ta określa poziom mocy akustycznej źródła emisji L m, E (dotyczy źródła) według następującej zależności: 0,1 ( 51+ DFz + DD + Dl + D ) v Lm, E = 10 log 10 + DFb + DBr + DBu + DRa i (15) Zawiera liczne dodatkowe składniki - poprawki odnoszące się zarówno do pojazdu jak i torów. Poprawki odnoszące się do pojazdu: D Fz - wpływ typu pojazdów szynowych (wartości zawarte w tabeli 2) D D - wpływ rodzaju hamulca D D = 10 lg( 5 0, 04 p) (16) p - procentowy udział hamulców tarczowych w składzie pociągu (łącznie z lokomotywą) - wpływ długości pociągu D l ( 0, ) D l = 10 lg 01 l (17) l - suma długości pociągów w danej klasie na godzinę przyjmuje się: - długość lokomotywy 20 [m] - długość wagonu pasażerskiego 26,4 [m] D - wpływ prędkości pociągu v ( 0, ) D v = 20 lg 01 v (18) ν- dopuszczalna prędkość na danym odcinku Poprawki odnoszące się do torów: D Fb - wpływ torowiska (wartości zgodnie z tabelą 3), D Br - wpływ mostu D Br = 3dB, D -wpływ przejazdów kolejowych Bu D Bu = 5dB, D Ra - wpływ łuku torowego. Wpływ rodzaju pojazdu D Fz Tabela 2 Lp. Rodzaj pojazdu D Fz 1 Pojazdy poruszające się z dopuszczalną prędkością V > 100km / h, wyposażone w koła absorbujące hałas - 4 (np. Typ 401) 2 Pojazdy wyposażone w koła z hamulcami tarczowymi (Typ 403, 420, 472) Pojazdy wyposażone w koła z hamulcami tarczowymi (wagony typu Bx, - 1 łącznie z lokomotywą) 4 Metro 2 5 Tramwaje 3 6 Pozostałe rodzaje pojazdów 0 13

14 Wpływ rodzaju toru D Fb Tabela 3 Lp. Rodzaj torowiska D Fb 1 Torowiska pokryte trawą - trawmwaje Torowiska na podsypce tłuczniowej - podkłady drewnianie 0 3 Torowiska na podsypce tłuczniowej - podkłady betonowe 2 4 Płyty betonowe - nie absorbujące 5 Do obliczeń wykorzystywane są również następujące dane: - rodzaj pojazdu - wyróżnia się 14 kategorii pojazdów (tabela 4), Prędkości oraz długości różnych kategorii pojazdów Tabela 4 Lp. Kategoria pojazdu Max. prędkość [ km/h] Średnia długość [m] 1 ICE EC/IC Pociągi regionalne D pociągi pospieszne FD pociągi dalekobieżne Pociągi przyspieszone Pociągi podmiejskie Pociągi kolei dojazdowych (Zespoły trakcyjne) 8 Pociągi kolei dojazdowych (Berlin) Pociągi kolei dojazdowych (Hamburg) Pociągi kolei dojazdowych (Nadrenia-Zagłębie Rury) Pociągi towarowe (dalekobieżne) Pociągi towarowe (regionalne) Metro Tramwaje rodzaj hamulca (tabela 5), Procentowy udział hamulców tarczowych w składzie pociągu Tabela 5 Lp. 1 2 Kategoria pojazdu D pociągi pospieszne FD pociągi dalekobieżne Pociągi przyspieszone Pociągi podmiejskie Procentowy udział hamulców tarczowych na pojeździe do 1988r. do 2000r. 30% 100% 20% 30% 3 Pociągi towarowe 0% 0% 4 wszystkie inne kategorie pojazdów 100% 100% - długość i skład pociągu (tabela 4), - prędkość (tabela 4), - mosty, - przejazdy kolejowe, - łuki toru Schall Nowa metoda niemiecka [8] Nowa, niemiecka metoda służąca do wyznaczania poziomu hałasu generowanego przez pojazdy szynowe, opracowana została wg zharmonizowanej metody obliczeniowej zawartej w Dyrektywie 2002/49/UE i opublikowana na międzynarodowej konferencji EURONOISE, która odbyła się w 2006r. w Tampere (Finlandia). Obecnie stosowana metoda zawiera także liczne, parametry odnoszące się zarówno do pojazdu jak i torów. Metoda bazuje na poziomach dźwięku wyznaczanych w pasmach oktawowych, opisuje emisję hałasu na rożnych wysokościach dla różnych kategorii pojazdów (np.: lokomotywy elektryczne, spalinowe, wagony pasażerskie towarowe, itp.), źródeł hałasu (hałas toczenia, hałas aerodynamiczny, hałas zespołu maszyn, hałas od silnika) oraz elementów źródeł hałasu (np.: chropowatość kół i szyn, hałas od pantografu oraz hałas od wentylatorów, wózków itp.). Poziom mocy akustycznej emisji na jednostkę długości dla źródła zastępczego L opisany ' jest następującym równaniem: W A, f, h, m, Fz 2.3. Schall Nowa metoda niemiecka [8] Nowa, niemiecka metoda służąca do wyznaczania poziomu hałasu generowanego przez pojazdy szynowe, opracowana została wg zharmonizowanej metody obliczeniowej zawartej w Dyrektywie 2002/49/ UE i opublikowana na międzynarodowej konferencji EURONOISE, która odbyła się w 2006r. w Tampere (Finlandia). Obecnie stosowana metoda zawiera także liczne, parametry odnoszące się zarówno do pojazdu jak i torów. Metoda bazuje na poziomach dźwięku wyznaczanych w pasmach oktawowych, opisuje emisję hałasu na rożnych wysokościach dla różnych kategorii pojazdów (np.: lokomotywy elektryczne, spalinowe, wagony pasażerskie towarowe, itp.), źródeł hałasu (hałas toczenia, hałas aerodynamiczny, hałas zespołu maszyn, hałas od silnika) oraz elementów źródeł hałasu (np.: chropowatość kół i szyn, hałas od pantografu oraz hałas od wentylatorów, wózków itp.). Poziom mocy akustycznej emisji na jednostkę długości dla źródła zastępczego L opisany ' jest następującym równaniem: n L ' = aa h m Fz + a f h m Fz + W A, f, h, m, Fz,..,,, 10lg n + b f, h, m v lg v Fz 0 db + c f, h, m + K W A, f, h, m, Fz Q Q,0 db + (19) 14

15 a A h, m, Fz n Q, - poziom A mocy akustycznej przypadającej na jednostkę długości dla prędkości odniesienia V 0 =100 km/h na torze o średniej jakości powierzchni szyn a f, h, m, Fz n Q,0 b f h, m v Fz v 0 - różnica poziomu w pasmach oktawowych f w db, - ilość źródeł dźwięku na jednostce pojazdu, - liczba odniesienia źródeł dźwięku na jednostce pojazdu,, - współczynnik prędkości, c f h, m - prędkość, - prędkość odniesienia, v 100km / h 0 =, - poprawki poziomu dla rodzaju toru i powierzchni szyny, K - poprawki poziomu dla mostów i uciążliwości hałasu. Dalszy sposób wyznaczania poziomu dźwięku jest zgodny z metodą zalecaną w normie ISO Metoda stosowana w Anglii ( Calculation of Rail Traffic Noise ) [9] [21] Metoda wyznaczania poziomu hałasu generowanego przez pojazdy szynowe stosowana w Anglii, w skrócie nazywana (CRN), stosowana jest m.in. w oprogramowaniu do tworzenia map akustycznych SoundPLAN. Pojazd szynowy traktowany jest jako źródło liniowe. Rodzaje pojazdów szynowych oraz poprawka C 1 Tabela 6 Rodzaj pojazdu Poprawka C 1 [db (A) ] Wagony pasażerskie hamulce klockowe - EMU klasa 421 lub Koleje Brytyjskie MK I lub II 14.8 Wagony pasażerskie hamulce tarczowe, 4 osiowe - EMU klasa EMU klasa 465 i EMU klasa 165 i Koleje Brytyjskie MK III lub IV 6.0 Wagony pasażerskie hamulce tarczowe, 6 osiowe 15.8 Wagony pasażerskie hamulce tarczowe, 8 osiowe 14.9 Wagony towarowe - hamulce klockowe, 2 osiowe 12.0 Wagony towarowe - hamulce klockowe, 4 osiowe 15.0 Wagony towarowe - hamulce tarczowe, 2 osiowe 8.0 Wagony towarowe - hamulce klockowe, 2 osiowe 7.5 Lokomotywy spalinowe (ustalona prędkość) - Klasa 20 i Klasa 31,37,47,56,59, Klasa Lokomotywy spalinowe pod pełnym obciążeniem - Klasa 20,31,33,37,43,47,56, Klasa Lokomotywy elektryczne 14.8 Eurostar hałas toczenia (2 napędne wagony rozdzielone 14 lub 18 wagonami) 17.2 Eurostar hałas wentylatorów (2 napędne wagony rozdzielone 14 lub 18 wagonami) -7,4 Metoda określa rodzaje pojazdów (tabela 6) oraz torów (tabela 7) a także poprawki korygujące różnicę pomiędzy poszczególnymi kategoriami: Rodzaje szyn/torów oraz poprawka Tabela 7 Opis szyn Poprawka [db (A) ] Szyny stykowe 2,5 Rozjazdy i skrzyżowania 2,5 Tory na płytach betonowych 2,0 Betonowe mosty i wiadukty (wykluczając ekranowanie przez bariery) 1,0 Stalowe mosty (wykluczając ekranowanie przez bariery) 4,0 Szyny bezpośrednio połączone z dźwigarem skrzynkowym 9,0 Obliczenia hałasu kolejowego wg. metody CRN przeprowadza się w następujący sposób: 1) Pojedyncze pojazdy SEL v - dla pojazdów nienapędnych: SEL v = log 10 v + C1 (20) - dla lokomotyw przy pełnej mocy: SEL v = log 10 v + C1 (21) C1 poprawka odnosząca się do pojazdu (tabela 7) 2) SEL T dla pociągów o identycznym składzie 3) SEL v przy każdej prędkości SELv = SELT 10 log10 N (22) 4) Całkowita wartość SEL dla każdego pociągu o identycznym składzie SEL : SELTi = SELv +10log10 N (23) 5) Obliczenia SEL Re f dla każdego odcinka toru według udziału pociągów o identycznym składzie SEL SEL Ti Ti NT SELTi /10 Re f = log10 10 i= poprawka od toru (24) 6) Skorygowana wartość SEL w punkcie odbioru SEL = SELref + Cdist + Cabs + + max + (25) + C view ( C C ) ground, + C reflection barrier 7) Dla każdego rodzaju toru na każdym odcinku toru obliczamy L : Aeq LAeq, 6h = SEL log10 Q NIGHT (26) 15

16 LAeq, 18h = SEL log10 Q DAY (27) Q NIGHT - jest liczbą pociągów tego samego typu, przejeżdżających przez punkt odbioru w okresie czasu: Q DAY - jest liczbą pociągów tego samego typu, przejeżdżających przez punkt odbioru w okresie czasu: ) Obliczamy całkowita wartość L tot L Aeq poprzez połączenie składowych L t /10 L = tot 10 log i CRN określa również współczynniki (poprawki) na tłumienie wynikające z propagacji hałasu kolejowego w atmosferze (rysunek 3): H - jest średnią wysokością propagacji (wysokość źródła + wysokość w punkcie odbioru)/2 dla terenu płaskiego Pd - jest to stopień pochłaniania gruntu pomiędzy źródłem a punktem odbioru *1 1,5dB C ballast = (32) *2 0dB *1 dla wszystkich odcinków toru, z wyjątkiem najbliższego obserwatorowi, położonych na podsypce *2 jeśli tory nie leżą na podsypce - poprawka na ekranowanie Strefa cienia ( ) 7.75log10 δ dba C barrier = 21dB 0 < δ < 2.5m δ > 2.5m (33) Rys.3. Propagacja hałasu w atmosferze - tłumienie związane z odległością: C, 10 log10 ( d, dist = / 25), d > 10m (29), d - jest odległością od odcinka toru do punktu odbioru - tłumienie przez atmosferę, C abs = 0,2 0,008d (30) - tłumienie przez grunt Strefa bezpośredniego oddziaływania ( 0.001) log10 δ + dba C barrier = 0dB 0 < δ < 0.4m (34) δ > 0.4m δ = SB + BR SR - jest różnicą długości drogi od źródła do punktu odbioru - poprawka na kat widzenia 3Pd log Cground = 0,6Pd 0 H 1m 1 < H < 6m H > 6m lub10 < d < 25m 10( d / 25) ( 6 H ) log ( d / 25) 10 + C ballast (31) d - jest składową poziomą odległości od odcinka toru do obserwatora, linia dzieląca kąt widzenia długość odcinka najbliższa powierzchnia przylegająca do toru 16

17 C view 0 = 10log 10log10 α β / 2 *1) α > β / 2 *2) α > β / 2 *1) 10( sinα sin( β / 2) ) ( β cos( 2α ) sin( β ) (35) 5 & lokomotywy spalinowe pod pełnym obciążeniem *2) & inne (nie spalinowe) lokomotywy pod pełnym obciążeniem - poprawka na odbicia *1) + 2.5dBA *2) C reflection = + 2.5dBA (36) *3) + 1.5dBA *1) jeśli punkt odbioru znajduje się 1m od fasady budynku *2) jeśli punkt odbioru znajduje się po drugiej stronie ulicy (z budynkami), prostopadle do linii kolejowej *3) jeśli punkt odbioru znajduje się 2.5. Metoda stosowana w Austrii ( ÖAL 30 ) [10] Metoda, opisana i stosowana w oprogramowaniu do tworzenia map akustycznych SoundPLAN. Wykorzystywana jest na trzy sposoby, pierwszy, standardowy opisujący emisję i propagację hałasu w pasmach oktawowych. Drugi, pozwala na zastosowanie metody do kalibracji modelu dla różnych pojazdów szynowych. Trzeci, stosuje ustalone standardy do wyznaczenia propagacji dźwięku. Poziom dźwięku w punkcie odbioru L i od elementu toru określany jest równaniem: L i = L w 11+10*log( ( dlugosc odcinka) + 20*log( 1/ odleglosc ) + 10*log( * sqr( S)/ sqr( R) ) (37) w którym do wartości poziomu mocy akustycznej odcinka toru odniesionego do 1m dodaje się następujace wartości poprawek: + 10 * log ( dlugosc odcinka) poprawka na długość odcinka dla źródła zastępczego, + 20 * log(1/ odleglosc) spadek poziomu wraz z odległością, + 10 * log( * sqr ( S) / sqr( R ) kierunkowość pociągu, + pochłanianie przez powietrze, + pochłanianie przez grunt, + ekranowanie Metoda wykorzystywana w Szwajcarii ( Schweizerisches Emissions- und Immissionsmodell für die Berechnung von Eisenbahnlärm ) [11] Model akustyczny stosowany w Szwajcarii nazywany w skrócie SEMIBEL, opracowany został w 1990r. Określa równoważny poziom dźwieku wg następującego równania: L eq [ ] ( w) + B( w) log v ( ) eff z + 10 log[ Lange( w) ] + 10 log[ M () z ] A = Summe (38), z + Lr, e = L, + F K1 (39) eq e + L eq, z - ocena emisji hałasu pociągów z, db(a) - poziom emisji odcinka, db(a) L eq, e L r, e - poziom emisji odcinka, db(a) w - typ wagonu z - typ pociągu v - prędkość średnia, km/h eff l ( w) - długość danego typu wagonu w, m M () z - ilość pojazdów danej kategorii pociągów na godzinę, Z/h F - poprawka dotycząca torów, db(a) K 1 - poprawka poziomu dla hałasu jazdy, db(a) 2.7. Słowacka metoda ( Metodické pokyny pre výpočet hladín hluku od dopravy ) [12] Metoda wykorzystywana na Słowacji do wyznaczania równoważnego poziomu dźwięku pojazdów szynowych obliczana wg równania: Y = log X (40) parametr X obliczany jest wg następującej formuły : X = F F F m (41) F 4 - współczynnik wpływu trakcji, F4 = 1,0 - dla trakcji spalinowej; F4 = 0,65 - dla trakcji elektrycznej F 5 - współczynnik wpływu prędkości jazdy na odcinku pomiarowym, 17

18 ( 0,024V ) F5 = 0, 241 e (42) F 6 - współczynnik średniej ilości pojazdów (wagonów i lokomotyw) w składzie F 6 = 0,0375z 0,5 (43) m - średnia liczba pociągów pasażerskich podczas godziny V - prędkość pojazdu 2.8. Metoda stosowana w krajach skandynawskich ( nordtest method ) [13] Metoda sporządzona w roku 1997, zawiera procedurę pomiaru równoważnego poziomu dźwięku od ruchu kolejowego zarówno na zewnątrz jak i wewnątrz budynków a także w otwartej przestrzeni. Metoda wykorzystuje do obliczeń następujące parametry: - typ pociągu, - prędkość i długość pojazdu, - pora dnia w której wykonuje się pomiary, - inne znaczące elementy. Wyznaczenie wartości L Aeq dla wybranego okresu dnia lub całego dnia dokonuje się wg zależności: L AE ( 3600T ) Leq, T = 10lg + L type AE type [ AE,,1/10 L,, 2/ lg ]db (44) L AE,1, L AE, 2 itd. - ekspozycyjne poziomy dźwięku poszczególnych typów pojazdów, T - czas pomiaru w godzinach, dla wybranego okresu dnia lub dla całego dnia LAE,1/10 LAE,2 / ( ) db Ltype type 10, 10lg 10 Ltype 1 = AE, n / 10 (45) L type - całkowita długość danego typu pojazdu w rozważanym okresie dnia L type,1 - długość pociągów, danego typu pojazdu w serii pomiarowej 2.9. Metoda stosowana w krajach skandynawskich ( Nord New Nordic Prediction Method for Rail Traffic Noise ) [14] Nowsza z metod opracowana dla Szwecji, Norwegi i Danii wykorzystywana do wyznaczania poziomu dźwięku od pojazdów szynowych. Metoda zawiera bardzo szczegółowy opis obliczeń, rodzaje parametrów wchodzących w skład modelu. 18 Model propagacji pozwala na określenie poziomu ciśnienia akustycznego w punkcie odbioru r, wyznaczany w pasmach tercjowych w zakresie 25 Hz 10kHz wg zależnosci: L R = LW + Ld + La + Lt + Ls + Lr (46) L W - poziom mocy akustycznej w granicach rozpatrywanego pasma częstotliwości, L d - efekt tłumienia rozbieżności sferycznej energii dźwięku 2 L d = 10lg( 4πR ) (47) R - jest odległością pomiędzy źródłem a punktem odbioru L a - efekt tłumienia wynikający z pochłaniania przez atmosferę, obliczany jest na podstawie ISO , L t - efekt tłumienia terenu (grunt i bariery), L s - efekt tłumienia stref rozpraszających, L r - efekt wpływu odbić Metoda stosowana w Egipcie ( Noise prediction model for Egyptian railway lines inside urban areas ) [15] Również takie kraje jak Egipt wprowadziły własny model wykorzystywany do oceny poziomu hałasu kolejowego. Dla każdej kategorii pojazdów (eksploatowanych przez koleje egipskie) można stosować trzy różniące się typy wzorów: - logarytmiczny: SPL = ALog( S) + BLog( d ) + CLog( N ) + D (48) - liniowy: SPL = A( S) + B( d ) + C( N ) + D (49) - wykładniczy: SPL = Exp[ A( S) + B( d ) + C( N ) + D] (50) SPL - poziom ciśnienia akustycznego (db), S - prędkość pociągu w km/h, d - odległość od toru w m, N - liczba wagonów w składzie pociągu, A, B, C, D - stałe współczynniki (różne dla każdego wzoru). Przeprowadzone badania hałasu na kolejach egipskich dla różnych warunków posadowienia toru oraz pociągów wykazały że najmniejsze błędy uzyskano dla modelu liniowego.

19 2.11. Metoda stosowana na Węgrzech ( Vasúti közlekedés zajkibocsátásának számítása ) [16] Metoda węgierska opublikowana została w normie MZS Równoważny poziom dźwięku obliczany jest na podstawie danych z ruchu dla referencyjnej odległości 25m od najbliższej osi toru, na wysokości 0.5 m nad główką szyny, dla pory dziennej (6:00 22:00) i pory nocnej (22:00 6:00). Równoważny poziom dźwięku obliczany jest wg. zależnosci: li vi LAeq, i ( 25) = L0i + 10 lgqi + 10 lg + 20 lg l v (51) L 0 i - poziom hałasu emitowany przez pojazd szynowy (db), Q i - średnia liczba przejeżdżających pociągów w ciągu godziny, - długość pociągu [m], l i l 0 i v i i 0i - długość pociągu odniesienia [m], - prędkość pociągu km/h, v 0 - prędkość odniesienia km/h Metoda przedstawiona w normie PN-ISO [17] Przedstawiony w normie model obliczeniowy tłumienia hałasu pochodzącego od zbioru źródeł punktowych zalecany jest głównie do obliczeń hałasu generowanego przez przemysł jednak pewne jego elementy mogą być wykorzystane do prognozowania hałasu w obrębie dróg kolejowych. Równoważny poziom ciśnienia akustycznego w pasmach oktawowych w punkcie odbioru dla propagacji z wiatrem przedstawia się następująco: L ft ( DW ) = LW + DC A (52) L W - poziom mocy akustycznej punktowego źródła dźwięku w paśmie oktawowym [db] D C - współczynnik kierunkowości źródła [db], A - współczynnik kierunkowości źródła [db], A = A + A + A + A + A (53) div atm gr bar misc A div - tłumienie wynikające z rozbieżności geometrycznej, 0i A atm - tłumienie wynikające z pochłaniania przez atmosferę, A - tłumienie wynikające z wpływu gruntu, gr A bar - tłumienie wynikające z obecności ekranu, Amisc - tłumienie wynikające z różnych innych zjawisk, Model opracowany w Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie [18] Przedstawiony poniżej model opublikowany został w materiałach konferencyjnych RAILWAY NO- ISE w 1999 r. Określa on sposób wyznaczenia równoważnego poziomu dźwięku A w punkcie obserwacji od i-tego źródła: LAeqi = LAeqi / 1m + LΘ Lr LE Lgr Lz Lpow (54) LAeqi/ 1m - równoważny obliczeniowy poziom dźwięku A w odległości 1m od i-tego źródła L Θ L r L E punktowego, - poprawka określająca charakterystykę kierunkową promieniowania, - poprawka uwzględniająca wpływ odległości, - poprawka na ekranowanie, L gr - poprawka uwzględniająca oddziaływanie gruntu, L z - poprawka uwzględniająca wpływ zieleni, L pow - poprawka uwzględniająca chłonność akustyczną powietrza Model opracowany w Politechnice Wrocławskiej [19] Model zaproponowany przez zespół pracowników Instytutu Telekomunikacji i Akustyki PW powstał w 1994 r. W okresie, w którym opracowali model nie istniały jeszcze konkretne zalecenia międzynarodowe dotyczące metod obliczania hałasu kolejowego. Przedstawiony schemat metody obliczeniowej pozwala na korzystanie z dwóch możliwych wariantów obliczeń - wariant bazujący na modelu źródła liniowego i standaryzowanych poziomach odniesienia dla pociągu, - wariant bazujący na modelu szeregu źródeł punktowych i poziomie mocy akustycznej poszczególnych wagonów. 19

20 Poniżej przedstawiono pierwszy wariant określający poziom dźwięku w dowolnym punkcie otoczenia, związany z przejazdem pociągu: L = Lo + Lr Ap Ag Ae Af (55) L o - max L Amax lub ekwiwalentny L Aeq poziom dźwięku pociągu lub lokomotywy podawany dla różnych typów pociągów lub lokomotyw w punkcie odniesienia [db], L r - zmiany poziomu dźwięku ze wzrostem odległości od źródła [db], A p - tłumienie dźwięku wprowadzane przez powietrze, A g - tłumienie dźwięku związane z zejściem fali akustycznej nad powierzchnią gruntu [db], A e - dodatkowe tłumienie wynikające z warunków prowadzenia linii kolejowej [db], A f - korekcja uwzględniająca wpływ powierzchni odbających. 3. Projekty HARMONOISE, IMAGINE [20] Realizacja programów HARMONOISE (Harmonised Accurate and Reliable Methods for the EU Directive on the Assessment and Management Of Environmental Noise) oraz IMAGINE (Improved Metods for the Assessment of the Generic Impact of Noise in the Environment) jest kontynuacją procesu harmonizacji metod i budowy standardu wspólnotowego. Zadaniem projektu Harmonoise było stworzenie inżynierskiego modelu oddziaływania hałasu komunikacyjnego, uwzględniającego drogi i koleje. Model inżynierski obowiązuje w zakresie od 25 Hz do 10 khz. Obliczenia są wykonywane w pasmach 1/3 oktawowych. Osiągany jest różny stopień dokładności w zależności od klasy dokładności wprowadzonych danych. Dokładność modelu zmniejsza się z odległością od źródła i dla nierównomiernego terenu. 4. Podsumowanie W artykule przedstawiono przegląd modeli obliczeniowych stosowanych w różnych krajach na świecie. Modeli tych jest bardzo dużo, uwzględniają one różne parametry charakteryzujące m.in: - warunki środowiskowe danego kraju (np.: rodzaj i gęstość zieleni, warunki atmosferyczne, rodzaj gruntu); - warunki techniczne pojazdów (np.: wpływ rodzaju klocków hamulcowych); - stan torów, podtorza; 20 - kategorię pojazdów (elektryczne, spalinowe, pasażerskie, towarowe) - położenie trasy kolejowej (nasyp, prosta, zagłębienie) itd. Dokładność modeli obliczeniowych zależy m.in. od poprawnego doboru parametrów, ich ilości oraz dokładnej analizy ich wpływu na ostateczną wartość poziomu dźwięku (niektóre z tych parametrów mają nieznaczny wpływ, inne wręcz przeciwnie). Poszczególne metody prognozowania hałasu są trudne do porównania również ze względu na odległość pomiarową, czas trwania pomiaru lub też porę dnia w której wykonuje się badania. Ważnym zauważalnym wnioskiem jest to, iż istnieje niewątpliwa potrzeba stworzenia modelu (metody obliczeniowej) poziomu hałasu generowanego przez pojazdy szynowe dla polskich warunków zgodnie z obowiązującymi obecnie przepisami czy też adaptacja jednego z już istniejących. Ze względu na ograniczoną objętość artykułu wszystkie przedstawione modele (metody) nie zostały opisane szczegółowo, przedstawiono jedynie ich istotę. 5. Literatura [1] Dyrektywa 2001/16/WE Parlamentu Europejskiego oraz Rady Unii Europejskiej z dnia 19 marca 2001 r. w sprawie interoperacyjności transeuropejskiego systemu kolei konwencjonalnych [2] Dyrektywa 2002/49/WE Parlamentu Europejskiego oraz Rady Unii Europejskiej z dnia 25 czerwca 2002 r. w sprawie oceny i kontroli poziomu hałasu w środowisku [3] EN ISO 3095 Railway applications Acoustics Measurement of noise emitted by railbound vehicles [4] Prawo Ochrony Środowiska z dnia r. [5] Reken-en Meetvoorschrift Railverkeerslawaai 96?Ministerie Volkshuisvesting, Ruimtelke Ordening en Milieubeheer, 20 November 1996" [6] AR-INTERIM-CM (CONTRACT: B4-3040/2001/329750/MAR/C1), Adaptation and revision of the interim noise computation methods for the purpose of strategic noise mapping, WP 3.2.1: Railway Noise - Description of the calculation method, [7] Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen - Schall 03, information Deutsche Bundesbahn Akustik 03, Ausgabe 1990 [8] U. Moehler, M. Liepert, U. Kurze, H. Onnich The new German prediction model for railway noise Schall some proposals for the harmonised calculation method in the EU Directive on Environmental Noise, Euronoise 2006, , Tampere