Time domain algorithm for the identification of wheel-flat in high-speed trains using axle-box acceleration signals

The objective of this work is to develop a time-domain algorithm for the Identification of wheel-flat in high-speed trains onboard. Many states of art techniques are present for the identification of wheel-flat but most of them present identification techniques only at low speeds. However, in the present research, I have worked on the identification of wheel-flat at both low and high speeds using vertical axle-box acceleration measurement and continuous monitoring using a wireless sensor node. In the first part of the work, the Numerical model of the ETR-1000 vehicle developed in Politecnico di Milano is used for the numerical simulation and the first version of the algorithm is developed while in the second part the algorithm has been applied to the experimental tests conducted in the BU300 test bench in LucchiniRS. Vertical Axle-box acceleration measurements were taken using a wireless accelerometer and cabled accelerometer, which is then processed using the algorithm developed and the statistical interpretation of data is done to visually identify the wheel-flat. Finally, technical requirements for the identification of wheel-flat and the defect size able to successfully identify using the algorithm developed are defined.

L'obiettivo di questo lavoro è quello di sviluppare un algoritmo nel dominio del tempo per l'identificazione del piatto ruota nei treni ad alta velocità a bordo. Sono presenti molte tecniche all'avanguardia per l'identificazione del piatto ruota ma la maggior parte di esse presenta tecniche di identificazione solo a basse velocità. Tuttavia, nella presente ricerca, ho lavorato sull'identificazione del piatto ruota sia a bassa che ad alta velocità utilizzando la misurazione dell'accelerazione della boccola verticale e il monitoraggio continuo utilizzando un nodo sensore wireless. Nella prima parte del lavoro, per la simulazione numerica viene utilizzato il modello numerico del veicolo ETR-1000 sviluppato al Politecnico di Milano e viene sviluppata la prima versione dell'algoritmo mentre nella seconda parte l'algoritmo è stato applicato alla parte sperimentale test condotti nel banco prova BU300 in LucchiniRS. Le misurazioni dell'accelerazione dell'asse verticale sono state effettuate utilizzando un accelerometro wireless e un accelerometro cablato, che vengono quindi elaborati utilizzando l'algoritmo sviluppato e viene eseguita l'interpretazione statistica dei dati per identificare visivamente il piatto della ruota. Infine, vengono definiti i requisiti tecnici per l'identificazione del piatto ruota e la dimensione del difetto in grado di identificare con successo utilizzando l'algoritmo sviluppato.