เส้นทางรถไฟ

วิศวกรของ SNCF ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เป็นเวลาหลายปีเพื่อจำลองพฤติกรรมแบบไดนามิกของรถไฟ โมเดลเหล่านี้ไม่สามารถคำนึงถึงส่วนใหญ่ของรางได้ มีข้อ จำกัด อย่างมากในการสร้างแบบจำลองบัลลาสต์ ซึ่งเป็นชั้นกรวดที่อยู่ใต้รางรถไฟ นี่คือเหตุผลที่ SNCF Innovation & Recherche ขอความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญด้านการแพร่กระจายคลื่นสำหรับสื่อทุกประเภทและในระดับที่แตกต่างกัน: นักวิจัยของ CNRS และ INSA Strasbourg พวกเขาร่วมกันแสดงให้เห็นว่าพลังงานส่วนใหญ่ที่รถไฟแล่นผ่านนั้นถูกกักไว้โดยบัลลาสต์ ผลงานของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์ในComputational Mechanics ฉบับเดือนพฤศจิกายน แสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์การดักจับนี้ซึ่งขึ้นอยู่กับความเร็วของรถไฟเป็นอย่างมาก อาจทำให้บัลลาสต์เสื่อมสภาพในรางรถไฟได้ ปัจจุบัน วิศวกรของ SNCF มีสองวิธีที่พวกเขาสามารถพิจารณาบัลลาสต์เพื่อพยายามทำความเข้าใจว่า ทางรถไฟ มีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อรถไฟแล่นผ่าน หนึ่งคือการสร้างแบบจำลองระดับสูงของการโต้ตอบระหว่าง "เมล็ดพืช" แต่ละอัน และอีกแบบหนึ่งคือแบบจำลองที่ง่ายกว่าซึ่งบัลลาสต์แสดงเป็นเนื้อเดียวกันและต่อเนื่องกันทั้งหมด แม้ว่าการคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างธัญพืชจะช่วยให้สามารถสาธิตกลไกการสึกหรอเฉพาะที่ได้ แต่จะกลายเป็นเรื่องซับซ้อนเกินไปที่จะนำไปใช้กับทั้งราง ไปจนถึงทางเดินของรถไฟทั้งขบวน ในทางตรงกันข้าม แบบจำลองธรรมดาสามารถใช้กับส่วนใหญ่ของแทร็กได้ แต่ไม่สามารถบอกเราได้จริงๆ ว่าเกิดอะไรขึ้นในชั้นกรวด นอกจากนี้ การวัดการสั่นสะเทือนใกล้กับแทร็กยังต่ำกว่าที่การคำนวณคาดการณ์ไว้มาก ในบริบทนี้ คำถามคือจะจำลองรถไฟทั้งขบวนที่ผ่านเป็นระยะทางหลายเมตรได้อย่างไร หรือแม้กระทั่งกิโลเมตร ในขณะที่ยังคงลักษณะเฉพาะของพฤติกรรมเชิงกลของบัลลาสต์ไว้ มีบางอย่างขาดหายไปในการสร้างแบบจำลองเพื่อให้สามารถอธิบายถึงอิทธิพลของรถไฟที่แล่นผ่านบริเวณโดยรอบของทางรถไฟ นักวิจัยได้เสนอกลไกใหม่ที่ช่วยอธิบายว่าทำไมการสั่นสะเทือนจึงต่ำกว่าที่คาดการณ์ไว้เมื่อระยะห่างจากแทร็กเพิ่มขึ้น พวกเขาเลิกพิจารณาว่าบัลลาสต์เป็นสื่อที่เป็นเนื้อเดียวกันและเริ่มพิจารณาว่าเป็นสื่อที่ต่างกัน ในครั้งนี้ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการวัดทางกายภาพเห็นพ้องต้องกัน: พวกเขาได้แสดงให้เห็นว่าพลังงานส่วนใหญ่ที่รถไฟแล่นผ่านถูกขังอยู่ในชั้นบัลลาสต์ที่ต่างกัน ปรากฏการณ์การดักจับนี้ขึ้นอยู่กับความเร็วของรถไฟอย่างมาก อาจทำให้ชั้นบัลลาสต์เสื่อมสภาพ เนื่องจากพลังงานที่รถไฟแล่นผ่านจะสลายไปเมื่อเมล็ดข้าวเสียดสีกัน ดังนั้นงานนี้จึงเปิดเส้นทางสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับพฤติกรรมของรางรถไฟเมื่อรถไฟวิ่งผ่าน เมื่อเข้าใจว่าจุดใดในรางรถไฟที่อับเฉาดักจับพลังงานไว้มากที่สุด ผลลัพธ์เหล่านี้จึงเปิดมุมมองใหม่ในการเพิ่มอายุการใช้งานของรางรถไฟและลดต้นทุนการบำรุงรักษา