Lateral impact derailment mechanisms, simulation and analysis

Lateral collisions between heavy road vehicles and passenger trains at level crossings and the associated derailments are serious safety issues. This paper presents a detailed investigation of the dynamic responses and derailment mechanisms of trains under lateral impact using a multi-body dynamics simulation method. Formulation of a three-dimensional dynamic model of a passenger train running on a ballasted track subject to lateral impact caused by a road truck is presented. This model is shown to predict derailment due to wheel climb and car body overturning mechanisms through numerical examples. Sensitivities of the truck speed and mass, wheel/rail friction and the train suspension to the lateral stability and derailment of the train are reported. It is shown that improvements to the design of train suspensions, including secondary and inter-vehicle lateral dampers have higher potential to mitigate the severity of the collision-induced derailments.

Minimising lateral impact derailment potential at level crossings through guard rails

Derailments due to lateral collisions between heavy road vehicles and passenger trains at level crossings (LCs) are serious safety issues. A variety of countermeasures in terms of traffic laws, communication technology and warning devices are used for minimising LC accidents; however, innovative civil infrastructure solution is rare. This paper presents a study of the efficacy of guard rail system (GRS) to minimise the derailment potential of trains laterally collided by heavy road vehicles at LCs. For this purpose, a three-dimensional dynamic model of a passenger train running on a ballasted track fitted with guard rail subject to lateral impact caused by a road truck is formulated. This model is capable of predicting the lateral collision-induced derailments with and without GRS. Based on dynamic simulations, derailment prevention mechanism of the GRS is illustrated. Sensitivities of key parameters of the GRS, such as the flange way width, the installation height and contact friction, to the efficacy of GRS are reported. It is shown that guard rails can enhance derailment safety against lateral impacts at LCs.

Scheduling tools to reduce the cost of cane railway transport

Cane railway systems provide empty bins for harvesters to fill and full bins of cane for the factory to process. These operations need to be conducted in a timely fashion to minimise delays to harvesters and the factory and to minimise the cut-to-crush delay, while also minimising the cost of providing this service. A range of tools has been provided over the years to assist in this process. This paper reviews the objectives of the cane transport system and the tools available to achieve those objectives. The facilities within these tools to assist in the control of costs are highlighted.

Visual performance at passive level crossings with long sighting distances

The third edition of the Australian Standard AS1742 Manual of Uniform Traffic Control Devices Part 7 provides a method of calculating the sighting distance required to safely proceed at passive level crossings based on the physics of moving vehicles. This required distance becomes greater with higher line speeds and slower, heavier vehicles so that it may return quite a long sighting distance. However, at such distances, there are also concerns around whether drivers would be able to reliably identify a train in order to make an informed decision regarding whether it would be safe to proceed across the level crossing. In order to determine whether drivers are able to make reliable judgements to proceed in these circumstances, this study assessed the distance at which a train first becomes identifiable to a driver as well as their, ability to detect the movement of the train. A site was selected in Victoria, and 36 participants with good visual acuity observed 4 trains in the 100-140 km/h range. While most participants could detect the train from a very long distance (2.2 km on average), they could only detect that the train was moving at much shorter distances (1.3 km on average). Large variability was observed between participants, with 4 participants consistently detecting trains later than other participants. Participants tended to improve in their capacity to detect the presence of the train with practice, but a similar trend was not observed for detection of the movement of the train. Participants were consistently poor at accurately judging the approach speed of trains, with large underestimations at all investigated distances.

Potential of bio-DME as a transportation fuel for India

This article discusses the potential of bio-dimethyl ether (DME) as a promising fuel for India in the transportation sector where a majority of imported petroleum in the form of diesel is used. Specifically, the suitability of DME in terms of its properties vis-a-vis those of diesel, ability to liquefy DME at low pressures similar to liquefied petroleum gas (LPG), and ease of production from renewable feedstock (biomass), and most importantly, very low emissions including near-zero soot levels are some of the features that make it an attractive option. A detailed review presents the state-of-the-art on various aspects such as estimates of potential bio-DME production, methods of synthesis of bio-DME, important physicochemical properties, fuel-injection system-related concerns (both conventional and common-rail system), fuel spray characteristics which have a direct bearing on the engine performance, and finally, exhaust emissions. Future research directions covering all aspects from production to utilization are summarized (C) 2010 American Institute of Physics. doi:10.1063/1.3489529]

Model track studies on fouled ballast using ground penetrating radar and multichannel analysis of surface wave

Ballast fouling is created by the breakdown of aggregates or outside contamination by coal dust from coal trains, or from soil intrusion beneath rail track. Due to ballast fouling, the conditions of rail track can be deteriorated considerably depending on the type of fouling material and the degree of fouling. So far there is no comprehensive guideline available to identify the critical degree of fouling for different types of fouling materials. This paper presents the identification of degree of fouling and types of fouling using non-destructive testing, namely seismic surface-wave and ground penetrating radar (GPR) survey. To understand this, a model rail track with different degree of fouling has been constructed in Civil engineering laboratory, University of Wollongong, Australia. Shear wave velocity obtained from seismic survey has been employed to identify the degree of fouling and types of fouling material. It is found that shear wave velocity of fouled ballast increases initially, reaches optimum fouling point (OFP), and decreases when the fouling increases. The degree of fouling corresponding after which the shear wave velocity of fouled ballast will be smaller than that of clean ballast is called the critical fouling point (CFP). Ground penetrating radar with four different ground coupled antennas (500 MHz, 800 MHz, 1.6 GHz and 2.3 GHz) was also used to identify the ballast fouling condition. It is found that the 800 MHz ground coupled antenna gives a better signal in assessing the ballast fouling condition. Seismic survey is relatively slow when compared to GPR survey however it gives quantifiable results. In contrast, GPR survey is faster and better in estimating the depth of fouling. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Experimental Studies on High-Pressure Spray Structure of Biofuels

The high-pressure spray characteristics of biofuels, specifically, Pongamia oil and its blends with diesel are studied for various gas pressures. Two single-hole solenoid injectors with nozzle diameters of 200 and 260 mu m are used along with a high-pressure common-rail direct-injection system to inject fuel into a high-pressure spray visualization chamber. The spray structure is characterized using a high-speed laser-based shadowgraphy technique. The spray structure of Pongamia oil revealed the presence of an intact liquid core at low gas pressure. At high gas pressures, the spray atomization of the Pongamia oil showed marked improvement. The spray tip penetration of Pongamia oil and its blends with diesel is higher compared to that of diesel for all test conditions. The spray cone angle of Pongamia oil and 50% Pongamia oil blend with diesel is lower as compared to that of diesel. Both these observations are attributed to the presence of large droplets carrying higher momentum in oil and blend. The droplet size is measured at an injection pressure of 1000 bar and gas pressure of 30 bar at 25 mm below the nozzle tip using the particle/droplet image.analysis (PDIA) method. The droplet size measurements have shown that the Sauter mean diameter (SMD) in the spray core of Pongamia oil is more than twice that of diesel. The spray tip penetration of the 20% blend of Pongamia with diesel (P20) is similar to that of diesel but the SMD is 50% higher. Based on experimental data, appropriate spray tip penetration correlation is proposed for the vegetable oil fuels such as Pongamia.

Decarbonising urban transportation

18 p.

Estimação de velocidade de composições usando processamento de vídeo

Esta dissertação tem como objetivo estudar um método para estimar a velocidade de veículos ferroviários usando processamento de vídeo. O sistema proposto consiste na utilização de câmeras ao longo das vias férreas que permitam não só o monitoramento do tráfego ferroviário, mas cujo vídeo captado possa ser utilizado para a obtenção de estimativas para a velocidade instantânea dos trens que por ela trafegam. Tal sistema seria utilizado independentemente dos sistemas de controle já utilizados pela operadora do sistema ferroviário, permitindo que os controladores possam ter uma segunda análise no caso de falha da primeira, assim como um modelo que permita avaliar a velocidade instantânea do veículo ferroviário ao longo do percurso. Os algoritmos de rastreamento empregados para esse fim abordaram diferentes métodos. Confrontaram-se os resultados obtidos com os algoritmos propostos com os dados empíricos de forma a determinar aquele com melhor resposta dada as características do sistema. O algoritmo que apresentou os melhores resultados emprega um único bloco de referência para todos os quadros comparados. A métrica de similaridade responsável por determinar quais blocos são mais ou menos similares dentro do universo de busca estipulado é a soma de diferenças absolutas (SAD, Sum of Absolute Differences). O tempo de processamento requerido por cada um dos métodos de rastreamento estudados também foi considerado nas avaliações de resultados apresentadas. Uma comparação realizada entre as velocidades coletadas e aquelas informadas pelo sistema de controle mostraram que os resultados obtidos com o sistema atual, utilizando a sinalização apenas por circuito de via apresenta resultados pouco confiáveis com erros bastante significativos. Os resultados obtidos com o sistema proposto apresentaram erros menores quando comparados àqueles obtidos pelo sistema vigente, apresentando-se assim como uma solução viável e de baixo custo quando comparada às técnicas atualmente empregadas para a medida de velocidade de trens.

ETCS protokoloaren hedatzea simulazio hibridodun ingurune batean System-in-the-loop erreminta erabiliz.

[EU]Gaur egun, Europa mailan European Rail Traffic Management System (ERTMS) seinaleztapen-sistema bateratua hedatzen ari dira trenbide sare desberdinen arteko elkar eragintasuna bultzatzeko. Proiektu honen helburua da ERTMS sistemaren barneko ETCS protokoloa hedatzea simulazio hibridodun ingurune batean, ERTMS sistemaren hedatzea azkartuko duten erakusleak sortuz. Horretarako, OPNET simulagailuaren System-in-the-loop erreminta erabili da. Erreminta hau baliatuz ETCS protokoloaren pakete errealak ingurune simulatuan integratzeko funtzioen liburutegi bat idatzi da. Amaitzeko, liburutegi hori baliatuz ETCS protokoloak sareko arazoen aurrean duen errendimenduaren analisi bat burutu da eta liburutegi berri horrek pakete errealak simulatuetara itzultzean (eta kontrakoa) duen errendimendua zein den aztertu da.

Implementación de sistema ETCS en entorno cliente-servidor.

[ES]La interoperabilidad entre distintas redes ferroviarias europeas es muy escasa. Para dar solución a este problema, la Unión Europea creó el sistema europeo de gestión del tráfico ferroviario (ERTMS), encargado de crear un estándar único para toda la red europea. El objetivo de este proyecto es la implementación del sistema ETCS ( European Train Control System ) en un entorno cliente-servidor. La implementación incluye el sistema del tren y el del centro de control (RBC). Se ha implementado de forma que se pueda operar sobre dos protocolos de red transporte, de forma que será compatible tanto para redes orientadas a la conexión (TCP) como no orientadas a conexión (UDP).

Juiz de Fora-MG: uma análise da reestruturação urbana entre o discurso e a realidade

Para a compreensão da cidade de Juiz de Fora na contemporaneidade, devemos lançar um olhar no seu passado, foi quando se estabeleceram as bases históricas que a tornaram uma cidade polarizada com grande importância na Zona da Mata Mineira. Cidade de porte médio, de fácil acesso através de rodovias e ferrovias, se localiza próximo às grandes metrópoles nacionais: Rio de Janeiro, São Paulo e Belo Horizonte. Juiz de Fora caracteriza-se por significativas alterações que não só afetaram seu antigo espaço urbano, mas também determinaram uma nova configuração, e tem sido foco de atração de grandes empreendimentos da construção civil, de instituições de ensino superior, de eventos culturais e artísticos, de investimentos em geral, ocasionando um crescimento econômico em diversos setores, principalmente de serviços e do imobiliário. Reunindo, fatos históricos e empíricos, o presente trabalho pretende contribuir com a reflexão sobre o planejamento estratégico e sua aplicação em uma cidade média mineira que seguiu a ótica catalã. Baseou-se na premissa do processo de globalização na qual as grandes cidades se encontram, isto é, transformar a cidade em protagonistas nas relações do mundo atual. Tendo como objetivo a análise do planejamento urbano atual de Juiz de Fora, através das intervenções urbanísticas, seu processo de crescimento e suas problemáticas urbanas. Mas, também, identificar os elementos centrais na produção do espaço: discutir o planejamento estratégico da cidade; suas ações; os serviços essenciais dentro do espaço urbano do município e como tudo isso afeta a população local. Juiz de Fora vem repetindo o modelo e o discurso dominante das grandes cidades capitalistas, marcado pela lógica do mercado e pela apropriação diferencial da riqueza e consequentemente gerando um consumo diferenciado. O espaço da cidade passa a ser vendido e torna-se foco da atuação de diferentes atores, com objetivos diversos. Apresentaremos dois exemplos concretos: o primeiro está situado na região Leste da cidade uma das mais pobres que é o Alto Três Moinhos, caracterizando-se em um bairro de população carente; o outro está situado na região Central da cidade que é o bairro Dom Bosco, caracteriza-se por ser um bairro carente que está localizado ao meio de grandes intervenções urbanísticas da cidade. Diante desse contexto, suscitando o debate entre o discurso e a realidade que nos leva a uma reflexão para o delineamento do quadro da política urbana atual do município.

Gestão de custo no transporte marítimo de cargas no Brasil

A importância do transporte aquaviário é dada pelos diferentes modos de navegação, podendo ser por meio fluvial, lacustre e navegação marítima. Para a logística e economia brasileira, este é um modal extremamente importante, haja vista a pluralidade de transporte pelo fato das relações de exportação e importação ocorrerem especialmente por este tipo de modal. No Brasil há cinco modalidades de transportes: o aquaviário, o rodoviário, o aeroviário, o ferroviário e o dutoviário. Serão descritas nos próximos capítulos as características de cada tipo de modal, especificamente dos modais rodoviário e aquaviário, em especial a cabotagem, objeto principal deste estudo. O objetivo deste trabalho é analisar a atual situação do transporte marítimo no Brasil, especialmente a cabotagem. Através de três parâmetros - custos, tempo de viagem e segurança -, procurar-se-á avaliar o nível de qualidade do modal, visando à identificação da existência de pontos críticos e sugerir possíveis soluções baseadas na logística e na tecnologia, ferramentas fundamentais para a busca da eficácia na redução dos custos de transportes, contribuindo para um melhor resultado dos custos logísticos finais. Para uma reflexão sobre o transporte nacional de mercadorias por via marítima através da cabotagem, serão apresentadas as características principais do transporte marítimo, com suas vantagens e desvantagens e sua importância para a economia brasileira. A crítica envolverá a questão do frete marítimo e suas interrelações, discutindo variáveis que compõem o preço do frete. Ferramentas tecnológicas fundamentais para a eficácia das operações também serão abordadas durante este trabalho. Serão descritas as características dos portos brasileiros, em especial as dos portos do Rio Grande (RS), Santos (SP), Suape (PE) e Rio de Janeiro (RJ), a distancia entre o porto do Rio de Janeiro (RJ) e os demais, bem como o tempo de viagem relacionado entre eles. Explorado pela União diretamente ou mediante concessão (precedida de licitação), o porto organizado, construído e aparelhado para atender necessidades da navegação e da movimentação é administrado pelo Conselho de Autoridade Portuária - CAP -, contando ainda com a figura do OGMO Orgão Gestor de Mão de Obra que controla a força de trabalho nas áreas portuárias, organismos instituídos pela Lei n. 8.630, de 25 de fevereiro de 1993, chamada da Lei de Modernização dos Portos. Por fim serão analisadas as variáveis custo, tempo de viagem e segurança no intuito de contribuir para uma reflexão para o crescimento do transporte de cabotagem no Brasil, procurando identificar um ganho substancial na economia brasileira, através da economia de escala, observados todos os parâmetros necessários para o bom desenvolvimento da logística de transporte de mercadorias por via marítima. Este trabalho abordará a Gestão do Transporte Marítimo de Cargas no Brasil, em especial a cabotagem.

Ground vibration generated by trains in underground tunnels

A popular method used to reduce vibration transmitted from underground railways into nearby buildings is floating-slab track, whereby a concrete slab supporting the two rails is mounted on rubber bearings or steel springs to isolate it from the tunnel invert. This paper adds a track model to a previously developed three-dimensional tunnel model in order to assess the effectiveness of floating-slab track. A slab beam coupled to the tunnel in the wavenumber domain, with the slab bearings represented by an elastic layer, is examined first. A second beam representing the two rails together is then coupled to the slab, and axle masses representing a train are added to the rail beam. Power-spectral densities and RMS levels of soil vibration due to random roughness-displacement excitation between the masses and the rail beam are calculated. Analytical techniques are used to minimise the computational requirements of the model. The results demonstrate the inadequacy of simple mass-spring and Winkler-beam models with rigid foundations for the assessment of the vibration-isolation performance of railway track. They suggest that the achievable insertion loss is modest and that floating the track slab may in fact cause increased transmission of vibration under certain conditions. © 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.