Konsekwencje TSI NOI: Wymagania TSI NOI dotyczące hałasu kolejowego oraz możliwości badawcze polskich podmiotów w tym zakresie

Transkrypt

1 Konsekwencje TSI NOI: Wymagania TSI NOI dotyczące hałasu kolejowego oraz możliwości badawcze polskich podmiotów w tym zakresie Mgr inż. Krzysztof Bracha Centrum Naukowo - Techniczne Kolejnictwa Laboratorium Badań Taboru 1

2 TSI NOI - dyrektywa 2006/66/WE Wprowadzona decyzją Komisji Europejskiej z dnia r. notyfikowana jako dokument C(2005) 5666 obowiązuje po upływie 6 miesięcy od daty notyfikacji dotyczy podsystemu tabor kolejowy wymienionego w pkt. 1 zał II do dyrektywy 2001/16/WE o interoperacyjności transeuropejskiego systemu kolei konwencjonalnych 2

3 Cele TSI NOI: Ustalenie dopuszczalnych wartości emisji hałasu od taboru kolejowego Określenie warunków akustycznej homologacji pojazdów kolejowych, tj. warunków wykonania pomiarów 3

4 Przedmiotem TSI są: wagony towarowe lokomotywy zespoły trakcyjne (EMU, DMU) wagony osobowe kolei konwencjonalnej, przeznaczone do użytku zarówno międzynarodowego jak i krajowego 4

5 Zakres wymagań TSI: Wagony towarowe - w odniesieniu do: hałasu przejazdu hałasu stacjonarnego Dotyczy wagonów w nowych i po modernizacji Lokomotywy, zespoły trakcyjne,wagony osobowe w odniesieniu do: hałasu stacjonarnego hałasu podczas rozruchu hałasu przejazdu hałasu w kabinie maszynisty Dotyczy nowego taboru 5

6 Wartości dopuszczalne hałasu: 1. Hałas przejazdu - wagony towarowe Wagony nowe APL do 0,15 m -1 Wagony zmodernizowane APL do 0,15 m -1 Wagony nowe APL od 0,15 m -1 do 0,275 m -1 Wagony zmodernizowane APL od 0,15 m -1 do 0,275 m -1 Wagony nowe APL powyżej 0,275 m -1 Wagony zmodernizowane APL powyżej 0,275 m -1 <= 82 db(a) <= 84 db(a) <= 83 db(a) <= 85 db(a) <= 85 db(a) <= 87 db(a) Wszystkie wartości dla v = 80 km/h APL - iloraz liczby osi przez długość wagonu między zderzakami 6

7 Wartości dopuszczalne hałasu: 2. Hałas stacjonarny - wagony towarowe Wszystkie wagony towarowe <= 65 db(a) dotyczy wyłącznie wagonów wyposażonych w dodatkowe urządzenia takie jak silniki, generatory, układy chłodzenia (np. wagony chłodnicze) 7

8 Wartości dopuszczalne hałasu: 3. Hałas stacjonarny - lokomotywy, zespoły trakcyjne, wagony osobowe Lokomotywy elektryczne Lokomotywy spalinowe EMU DMU Wagony pasażerskie 75 db(a) 75 db(a) 68 db(a) 73 db(a) 65 db(a) 8

9 Wartości dopuszczalne hałasu: : 4. Hałas podczas rozruchu - lokomotywy, zespoły trakcyjne, wagony osobowe Lokomotywy elektryczne ( P < kw na obwodzie kół ) 82 db(a) Lokomotywy elektryczne ( P >= kw na obwodzie kół ) 85 db(a) Lokomotywy spalinowe ( P < kw na wale ) 86 db(a) Lokomotywy spalinowe ( P >= kw na wale ) 89 db(a) EMU 82 db(a) DMU ( P < 500 kw/silnik ) 83 db(a) DMU ( P >= 500 kw/silnik ) 85 db(a) 9

10 Wartości dopuszczalne hałasu: 5. Hałas przejazdu - lokomotywy, zespoły trakcyjne, wagony osobowe Lokomotywy elektryczne Lokomotywy spalinowe EMU DMU Wagony pasażerskie 85 db(a) 85 db(a) 81 db(a) 82 db(a) 80 db(a) 10

11 Wartości dopuszczalne hałasu: 6. Hałas w kabinie maszynisty Na postoju (w warunkach działania sygnałów dźwiękowych) Przy jeździe z prędkością maksymalną 95 db(a) 78 db(a) 11

12 Okres przejściowy: wagony towarowe - brak okresu przejściowego wagony pasażerskie, lokomotywy, zespoły trakcyjne - w określonych przypadkach + 2 db(a) przez 2 lata od daty wejścia w życie standardów spalinowe zespoły trakcyjne (DMU) o mocy > 500 kw/silnik + 2 db(a) przez 5 lat - hałas podczas rozruchu hałas w kabinie + 2 db(a) przez 3 lata (tylko dla warunków stacjonarnych przy działaniu syren) 12

13 Kategoria P - stałe Przypadki szczególne: wartości dopuszczalne hałasu stacjonarnego (tylko DMU) - UK i Irlandia wartości dopuszczalne hałasu podczas rozruchu (lokomotywy i DMU zależnie od mocy) - UK i Irlandia Kategoria T - tymczasowe wartości dopuszczalne hałasu stacjonarnego (wagony wyposażone w agregaty o mocy > 100 kw) - Finlandia wartości dopuszczalne hałasu przejazdu (wszystkie wagony towarowe) - Finlandia, Norwegia, Litwa, Łotwa, Estonia koleje wąskotorowe - Grecja 13

14 Warunki pomiaru: Hałas przejazdu (dla wszystkich rodzajów taboru) Sposób pomiarów zgodnie z pr EN ISO 3095:2001 z pewnymi odchyleniami Zdefiniowane: odległość usytuowania mikrofonu od osi toru (7,5 m) oraz wysokość powyżej poziomu powierzchni główki szyny (1,2 m) Ustalone prędkości przejazdu pojazdów: maksymalna oraz prędkość odniesienia (80 km/h) Ustalona charakterystyka toru pomiarowego (odcinka pomiarowego) Jako wynik - wartość równoważnego poziomu dźwięku za czas przejazdu 14

15 Warunki pomiaru: Hałas podczas rozruchu (lokomotywy i zespoły trakcyjne) Sposób pomiarów zgodnie z pr EN ISO 3095:2001 z pewnymi odchyleniami Zdefiniowane: odległość usytuowania mikrofonu od osi toru (7,5 m) oraz wysokość powyżej poziomu powierzchni główki szyny (1,2 m) Ustalona minimalna siła pociągowa Ustalona charakterystyka toru pomiarowego (odcinka pomiarowego) identyczna jak dla pomiarów hałasu przejazdu Jako wynik - wartość maksymalna poziomu dźwięku Próba rozruchu opisana w niniejszej TSI odpowiada próbie przyspieszania wg pr EN ISO 3095:

16 Warunki pomiaru: Hałas stacjonarny (dla wszystkich rodzajów taboru) Sposób pomiarów zgodnie z pr EN ISO 3095:2001 z pewnymi odchyleniami Zdefiniowane: odległość usytuowania mikrofonu od osi toru (7,5 m) oraz wysokość powyżej poziomu powierzchni główki szyny (1,2 m) Czas pomiaru 60 s dla każdego punktu pomiarowego Jako wynik - średnia energetyczna ze wszystkich punktów pomiarowych Hałas w kabinie maszynisty Pomiar na postoju w warunkach oddziaływania syren Przejazd z maksymalną prędkością w otwartym terenie 16

17 Wymagania TSI NOI a polskie jednostki badawcze Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn r. podaje wykaz jednostek badawczych upoważnionych do prowadzenia badań koniecznych do uzyskania świadectw dopuszczenia do eksploatacji Oraz Rozporządzenie Ministra Transportu i Budownictwa z dn uzupełnia ten wykaz o kolejne jednostki 17

18 Jednostki badawcze Centrum Naukowo - Techniczne Kolejnictwa Politechnika Warszawska Politechnika Śląska Instytut Transportu Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki Politechnika Gdańska Instytut Pojazdów Szynowych Tabor Instytut Badawczy Dróg i Mostów Instytut Elektrotechniki 18

19 Wymagania TSI NOI a praktyka badawcza Wymagania TSI NOI przekładają się na praktykę badawczą w 2 zasadniczych sferach: miejsca badań - problem doboru odcinka pomiarowego czyli toru odniesienia (tzw. tor referencyjny) procedur badawczych (metody pomiaru, obróbka danych, dobór aparatury pomiarowej) - zasadniczo oparte na pren ISO 3095:2001, ale z pewnymi niewielkimi zmianami 19

20 Tor odniesienia - wymagania Wymagania: związane ze środowiskiem akustycznym (teren otaczający zapewnia swobodną propagację dźwięku, brak przeszkód odbijających i pochłaniających dźwięk, niski poziom tła) ogólne dla toru - tor bezstykowy, bez defektów powierzchniowych, z podsypką, podkłady betonowe (drewniane są dopuszczalne), odcinek prosty, tor o dobrym stanie utrzymania, szyny suche chropowatość toru i jego charakterystyka dynamiczna (wyrażona za pomocą parametru TDR) zgodna z załącznikiem A.1.4 TSI NOI Chropowatość i parametr TDR muszą być okresowo monitorowane z częstotliwością zależną od stopnia wykorzystania toru na odcinku pomiarowym(w przypadku jego stałego użytkowania do badań) lub pomierzone przed badaniami (odcinek nie użytkowany do badań regularnie) 20

21 Graniczne widmo chropowatości szyn toru odniesienia Poziom chropowatości [db re 1µm] 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0 limit PN EN ISO 3095:2005 limit TSI NOI -20,0 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,00315 długość fali (m) Powyższy limit jest limitem górnym czyli nie można go przekroczyć W praktyce aby spełnić ten wymóg należy wykonać szlifowanie szyn 21

22 Widmo wartości dopuszczalnej szybkości zaniku drgań - parametr TDR Powyższe limity to limity dolne, nie można zejść poniżej nich Spełnienie tego wymagania osiąga się przez podbicie toru 22

23 Tor odniesienia - wybór Praktycznie aby spełnić wymagania TSI NOI badania przeprowadza się na specjalnie przygotowanych (szlifowanie, podbicie, czasami też odcinki przejściowe pomiędzy torem odniesienia a pozostałą częścią szlaku) odcinkach pomiarowych umiejscowionych zwykle na torach doświadczalnych, odcinki takie są okresowo sprawdzane i w miarę możliwości mało eksploatowane Rozwiązanie takie przyjęto w wielu krajach europejskich np. Niemcy, Czechy, Austria, Szwajcaria W Polsce odcinek taki znajduje się na Torze Doświadczalnym CNTK w Żmigrodzie, CNTK wykorzystuje go do badań własnych oraz udostępnia innym jednostkom badawczym 23

24 Procedury badawcze Zasadniczo procedury te oparte są na normie pren ISO 3095:2001 w zakresie konfiguracji składu pomiarowego, doboru aparatury, metody badań itp. Podstawowe zmiany to: ograniczenie prędkości jazd pomiarowych do 80 km/h i Vmax redukcja liczby punktów pomiarowych (tylko w odległości 7,5 m i na wysokości 1,2 m) zmiana czasu pomiaru np. dla hałasu stacjonarnego lub w kabinie maszynisty wprowadzenie średniej energetycznej jako wskaźnika poziomu dźwięku dla hałasu stacjonarnego 24

25 Badania wg TSI NOI na przykładzie wagonu towarowego TSI NOI nie zmienia wymagań dotyczących składu pomiarowego, Obowiązuje norma pren ISO 3095:2001 zmienia tylko prędkości jazdy 25

26 Rozmieszczenie punktów w pomiarowych - TSI NOI 26

27 Identyfikacja obiektu badań + pomiar prędko dkości metoda zgodna z pren ISO 3095:2001 Przekrój pomiarowy F1 fotokomórka początkowa F2 fotokomórka końcowa S odległość między fotokomórkami równa odległości środków wagonów badanych 27

28 TSI NOI nie wprowadza dodatkowych wymagań dla aparatury pomiarowej Obowiązuje norma pren ISO 3095:2001 Aparatura pomiarowa - schemat toru pomiarowego 28

29 Przykładowe wyniki badań - sygnały y surowe TSI NOI nie podaje wymagań dla sposobu obróbki wyników Envelop [ID=0] Ch. 1 - Record - 7.5m side left s;v Envelop [ID=1] Ch. 2 - Record - 7.5m side right s;v Envelop [ID=2] Ch. 5 - Record - Start s;v

30 Podsumowanie W obszarze procedur badawczych spełnienie wymagań TSI NOI nie jest szczególnym utrudnieniem i nie ogranicza możliwości polskich jednostek badawczych Pewnym utrudnieniem są wymagania związane z torem odniesienia, przy czym bardziej natury ekonomicznej (nakłady na okresowe podrasowanie odcinka pomiarowego) niż badawczej Generalnie jednak badania według standardów TSI NOI mieszczą się całkowicie w zakresie aktualnych możliwości polskich podmiotów badawczych 30

31 Dziękuję za uwagę 31