Assessment of track geometry quality using fractal analysis of measured data

Предмет истраживања у овој Дисертацији je одређивање квалитета геометрије колосека применом фракталне анализе над измереним параметрима геометрије колосека. У оквиру Дисертације је дат преглед главних параметара геометрије колосека и њихових граница толеранције у складу са серијом стандарда EN 13848. Извршено је тестирање четири методе фракталне анализе на примеру једног параметра геометрије колосека, након чега је изабрана метода којом су добијени најпоузданији резултати – бокс метода. За примену бокс методе развијен је софтверски алат коришћењем програмског језика AutoLISP, који омогућава представљање резултата анализе у CAD окружењу. Применом бокс методе извршена је анализа параметара геометрије колосека на деоници Лајковац-Ваљево железничке пруге Београд-Врбница. Параметри геометрије колосека су прво анализирани појединачно, како би се утврдили одсеци на којима сваки параметар има најлошији квалитет, односно највећу фракталну димензију. Потом је предложена методологија за дефинисање индекса квалитета колосека применом фракталне анализе. Утврђене су две референтне деонице, од којих једна има најбољи, а друга најлошији квалитет геометрије колосека. На референтним деоницама су спроведена одговарајућа теренска испитивања применом савремених недеструктивних техника мерења, како би се доказало да лош квалитет геометрије колосека указује на лоше стање конструкције горњег и доњег строја железничке пруге. Резултати спроведених теренских испитивања су потврдили да се применом фракталне анализе параметара геометрије колосека може одредити квалитет геометрије као индикатор стања конструкције горњег и доњег строја железничке пруге.The research presented in this thesis implies assessment of track geometry quality using fractal analysis of measured data. This research presents main track geometry parameters and there limits according to standard series EN 13848. Four fractal analysis methods were tested using single track geometry parameter. Afterwards, box method was chosen due to the most reliable results it provided. Application of box method was conducted using software tool developed with AutoLISP programming language, since it provides representation of the obtained results in CAD environment. Box method was applied for the analysis of track geometry parameters on the section Lajkovac-Valjevo on the rail line Belgrade-Vrbnica. Track geometry parameters were analysed separately in order to determine section with worst geometry (section with largest fractal dimension) for each parameter. New method for assessment of track geometry quality using fractal analysis was proposed. Two reference sections were defined using the proposed method, one with best track geometry quality and other with worst geometry quality. Two reference sections were additionally investigated in the field in order to prove that poor track geometry quality indicates poor condition of railway superstructure and substructure. Results of filed investigations confirmed that fractal analysis of track geometry parameters could provide basis for determination of railway superstructure and substructure condition