DE102004032407B3 - Acoustic method for an acoustic evaluation of rails in railway systems calculates a cumulative level velocity over measured rough spots on surfaces traversed - Google Patents

Abstract

Calculated as a single value, a cumulative level of roughness velocity, i.e. roughness being measured rough spots on surfaces traversed, is well correlated with a level of airborne noise. This cumulative level of roughness velocity is adjusted with a reading from a sound-measuring railway carriage, for which in turn an interrelationship with airborne noise is known that is regularly checked.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur akustischen Bewertung von Gleisen. Dieses Verfahren wird insbesondere bei schienengebundenen Verkehrssystemen angewendet, bei denen Fahrzeuge auf Gleisen verkehren, die aus mindestens einer Schiene bestehen.The The invention relates to a method for the acoustic evaluation of tracks. This method is used especially in rail-bound traffic systems applied, in which vehicles run on tracks that consist of at least consist of a rail.

Eine Luftschallemission vorbeifahrender Züge wird in einem Geschwindigkeitsbereich unterhalb von 250 km/h vom Rollgeräusch dominiert. Das Rollgeräusch hängt dabei entscheidend vom Zustand der Fahrflächen auf dem Schienenkopf ab. Zur Verminderung des Rollgeräuschs können Schienen "akustisch" geschliffen werden, wie z.B. in D. Hartleben: "Schienenschleifen als Maßnahme der Lärmvorsorge und Lärmsanierung" in Eisenbahningenieur (54) 8/2003, S. 22-28 beschriebenA Airborne noise from passing trains will be in a speed range dominated by rolling noise below 250 km / h. The rolling noise hangs crucial from the condition of the running surfaces on the rail head. To reduce the rolling noise can Rails are "acoustically" ground, such as. in D. Hartleben: "Rail grinding as a measure the noise prevention and noise reduction "in railway engineer (54) 8/2003, p. 22-28

Von besonderer Bedeutung ist das akustische Schleifen für Streckenabschnitte mit "Besonders Überwachtem Gleis" (BÜG), da die Deutsche Bahn AG dort verpflichtet ist, fest gelegte Obergrenzen für einen zeitlichen Mittelwert der Luftschallemission einzuhalten. Auf BÜG-Strecken ist der Pegel der Luftschallemission eines typischen Zugkollektivs im Mittel um 3 dB(A) abgesenkt verglichen mit dem durchschnittlichen Pegel auf dem Streckennetz der Deutschen Bahn AG. Dies wird durch regelmäßiges Schleifen des Schienenkopfs erreicht. Eine Überprüfung eines akustischen Schienenzustands auf BÜG-Abschnitten erfolgt ausschließlich durch Messfahrten eines Schallmesswagens (SMW) in Intervallen von üblicherweise sechs Monaten. Der SMW ist insbesondere aus G. Hauck, H. Onnich, H. Prögler: "Entwicklung eines Messwagens zur Erfassung der Fahrflächengeräuschanhebungen durch Schienenriffeln" in Eisenbahntechnische Rundschau 46 (1997), Heft 3, S. 153-159 bekannt. Beim SMW handelt es sich etwa um einen umgebauten Reisezugwagen, bei dem sich über einem Drehgestell eine Messkabine mit einem Mikrophon befindet. Dieses Mikrophon misst das Rollgeräusch, welches beim Überrollvorgang im Rad/Schiene Kontakt entsteht. Durch geeignete Kalibriermessungen ist nachgewiesen, dass dieses Rollgeräusch direkt mit dem Pegel der Luftschallemission eines typischen Zugkollektivs korreliert. Bei Überschreiten einer sogenannten "Eingriffsschwelle" (+3 dB(A) auf der Skala des SMW) muss der entsprechende Streckenabschnitt erneut akustisch geschliffen werden, was den Pegel der Luftschallemission um ca. 6 dB(A) reduziert. Obwohl diese Schleifarbeiten sehr kostenintensiv sind (derzeit ca. 25.000 EUR/km), existierte bislang kein Verfahren, um die Qualität der Schleifarbeiten unmittelbar nach Beendigung des Schleifens schnell und lückenlos über den gesamten geschliffenen Streckenabschnitt (mit einer Länge von bis zu mehreren Kilometern) überprüfen und dokumentieren zu können.From Of particular importance is the acoustic grinding for sections with "Especially supervised Track "(BÜG), since the Deutsche Bahn AG is obliged there, fixed upper limits for one to comply with the time average of airborne noise emissions. On BÜG routes is the level of airborne noise emission of a typical tensile composite decreased on average by 3 dB (A) compared to the average Level on the route network of Deutsche Bahn AG. This is going through regular grinding reached the rail head. A check of an acoustic track condition on BÜG sections is exclusively by Measuring runs of a sound leveler (SMW) at intervals of usually six months. The SMW is in particular from G. Hauck, H. Onnich, H. Prögler: "Development of a Measuring truck for recording the noise level of road rails "in railway engineering Rundschau 46 (1997), No. 3, pp. 153-159. The SMW is about a converted passenger coach, which is about one Bogie is located a measuring booth with a microphone. This Microphone measures the rolling noise, which during the rollover process in the wheel / rail contact arises. By suitable calibration measurements is proven that this rolling noise directly with the level of Airborne emission of a typical Zugkollektivs correlated. When crossing a so-called "intervention threshold" (+3 dB (A) at the Scale of the SMW), the corresponding section of the track must be audible again be ground, which reduces the level of airborne noise emissions by approx. 6 dB (A) reduced. Although these sanding works very costly (currently approx. EUR 25,000 / km), no procedure yet existed for the quality The grinding work immediately after completion of grinding fast and completely over the entire ground section (with a length of up to several kilometers) and check to be able to document.

Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, dass der SMW systembedingt eine Mindestgeschwindigkeit von 80 km/h einhalten muss, andererseits aber auch BÜG-Abschnitte mit einer maximalen Streckengeschwindigkeit von weniger als 80 km/h existieren, insbesondere innerstädtische Strecken wie z.B. die Berliner Stadtbahn. Eine Überwachung des akustischen Schienenzustands ist hier nur mit äußerst kostenintensiven direkten Außenmessungen des Luftschalls möglich. Hierbei fährt ein Fahrzeug mit bekanntem Zustand der Radlaufflächen auf der Strecke und wird mittels Mikrofonen, die sich insbesondere in einem Abstand von 25 m von der Gleismittelachse und einer Höhe von 3,5 m befinden, der Vorbeifahrpegel dieses Fahrzeuges ermittelt. Aus diesem Vorbeifahrpegel kann auf den akustischen Zustand der Schienenoberfläche geschlossen werden.One Another problem arises from the fact that the SMW systemic a minimum speed of 80 km / h, on the other hand but also BÜG sections with a maximum line speed of less than 80 km / h exist, especially inner-city ones Routes such as the Berlin light rail. A monitoring of the acoustic Rail condition is here only with extremely costly direct external measurements the airborne sound possible. This drives a vehicle with a known condition of wheel treads on the track and will using microphones, in particular at a distance of 25 m from the track central axis and a height of 3.5 m, the Passing level of this vehicle determined. For this pass by can be closed to the acoustic condition of the rail surface become.

Weiterer Stand der Technik sind ein fahrbares Riffelmessgerät, insbesondere vom Typ RMF-BÜG und ein stationäres Riffelmessgerät, insbesondere vom Typ RM 1200 E, das insbesondere aus G. Hölzl, M. Redmann, P. Holm: "Entwicklung eines hochempfindlichen Schienenoberflächenmessgeräts als Beitrag zu weiteren möglichen Lärmminderungsmaßnahmen im Schienenverkehr" in Eisenbahntechnische Rundschau 39 (1990), Heft 11, S. 685-689, bekannt ist. Das fahrbare Riffelmessgerät RMF-BÜG wird eingesetzt, um die Rauheiten der Schienenfahrfläche in einem Gleisabschnitt der Länge L (üblicherweise gilt L >> 50 m) entlang einer Spur, die vom Anwender auf dem Schienenkopf eingestellt werden kann, zu vermessen. Das Riffelmessgerät tastet hierbei einen Schienenkopf insbesondere optisch oder mittels eines Tasters mit einer bestimmten Rate ab, die typischerweise im Bereich zwischen 500 und 2000 Messpunkten pro Meter liegt, und ermittelt die Oberflächenrauheit als etwa senkrecht zum Schienenkopf gerichtete Höhe von Unebenheiten des Schienenkopfes in Bezug zu einer Bezugshöhe. Das RM 1200 E befindet sich auf einem Messschlitten mit einer Länge von insbesondere 1,2 m, auf dem sich ein Tastkopf bewegt. Hat der Tastkopf die Schienenoberfläche im Messbereich des Messschlittens abgetastet, wird der Messschlitten auf der Schiene dermaßen weiterbewegt, dass der Anfang des neuen Messbereiches des Messschlittens mit dem Ende des bisherigen Messbereiches zusammenfällt. Die Riffelmessgeräte liefern jedoch bisher lediglich eine Rauhigkeit (Auslenkung des Tasters bezogen auf die Bezugshöhe als Funktion des Weges) der Fahrfläche der Schiene. Eine direkte Aussage über eine Luftschallemission von über die Schiene fahrenden Zügen ist damit nicht möglich.Another State of the art are a mobile Riffelmessgerät, in particular of the type RMF-BÜG and a stationary one Riffel meter in particular of the type RM 1200 E, in particular from G. Hölzl, M. Redmann, P. Holm: "Development a highly sensitive rail surface measuring device as a contribution to further potential Noise reduction measures in rail traffic "in Eisenbahntechnische Rundschau 39 (1990), No. 11, pp. 685-689 is. The mobile corrugator RMF BüG is used to control the roughness of the rail travel surface in one Track section of length L (usually applies L >> 50 m) along a track, which can be adjusted by the user on the rail head, too measured. The corrugator gauges Here, a rail head in particular optically or by means of a Tasters off at a certain rate, typically in the range between 500 and 2000 measuring points per meter, and determined the surface roughness as about perpendicular to the rail head directed height of unevenness of the rail head in Reference to a reference height. The RM 1200 E is located on a measuring carriage with a length of in particular 1.2 m, on which a probe moves. Has the probe the rail surface in the measuring range scanned on the measuring slide, the measuring slide is on the rail so moved on that the beginning of the new measuring range of the measuring slide coincides with the end of the previous measuring range. The Riffel Meters However, so far only provide a roughness (deflection of the Pushbuttons related to the reference height as a function of the path) of the running surface of the rail. A direct one Statement about an airborne sound emission of over the rail moving trains is not possible with it.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Vorhersage der Luftschallemission von über Schienen fahrende Züge auf der Basis gemessener Fahrflächenrauheiten ermöglicht wird.It It is therefore an object of the invention to provide a method with a forecast of airborne noise emission from above rails moving trains based on measured driving roughness is possible.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ansprüche 2 bis 5 beinhalten vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung aus Anspruch 1.These The object is in connection with the preamble of the main claim according to the invention by the solved specified in claim 1 features. Claims 2 to 5 include advantageous embodiments the solution of the invention Claim 1.

Zentraler Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Berechnung eines Einzahlwertes ("Summenpegel der Rauheitsschnelle"), der, wie unten gezeigt wird, gut mit dem Luftschallpegel korreliert. Der direkte Nachweis der Korrelation mittels Luftschallmessungen ist nach dem Stand der Technik sehr kostenintensiv, so dass ein indirekter Weg gewählt wird, bei dem der "Summenpegel der Rauheitsschnelle" mit der Anzeige des Schallmesswagens abgeglichen wird (siehe 1). Für die Anzeige des Schallmesswagens ist wiederum der Zusammenhang zum Luftschall bekannt, der zudem regelmäßig überprüft wird.A central component of the method according to the invention is the calculation of a single value ("roughness level sum level") which, as shown below, correlates well with the airborne sound level. The direct detection of the correlation by means of airborne sound measurements is very costly in the prior art, so that an indirect path is chosen in which the "sum level of the roughness speed" is compared with the display of the sound measuring car (see 1 ). For the display of the sound measuring carriage in turn the connection to the airborne sound is known, which is also regularly checked.

Erfindungsgemäß werden mittels Rauheitsmessungen, insbesondere durch das fahrbare Riffelmessgerät RMF-BÜG, Aussagen über den Schalldruckpegel des vom Zugkollektiv erzeugten Rollgeräuschs getroffen. Dies erfolgt in zwei Schritten:

• – Zunächst wird aus der gemessenen Rauheit der Schienenoberfläche ein Einzahlwert (Summenpegel der Rauheit L_L bzw. der Rauheitsschnelle L_v,L) generiert, der die Strecke akustisch bewertet.
• – Anschließend wird dieser Einzahlwert L_v,L durch Vergleich mit Messergebnissen des SMW so geeicht, dass er direkt einen Schalldruckpegel für das Rollgeräusch liefert.

According to the invention, statements about the sound pressure level of the rolling noise generated by the train collective are made by means of roughness measurements, in particular by the mobile corrugator RMF-BÜG. This is done in two steps:

• First of all, a single value (sum level of roughness L _L or roughness speed L _{v, L} ) is generated from the measured roughness of the rail surface, which acoustically evaluates the distance.
• - Subsequently, this Einzahlwert L _{v, L} is calibrated by comparison with measurement results of the SMW so that it provides a sound pressure level for the rolling noise directly.

Das RMF-BÜG vermisst die Oberflächenrauheit mit einer Abtastrate r von insbesondere r = 500 m^–1. Dadurch entstehen insgesamt 2 r LMesspunkte. Der Faktor 2 resultiert aus dem gleichzeitigen Vermessen von rechter und linker Schiene.The RMF-BÜG measures the surface roughness with a sampling rate r of in particular r = 500 m ^-1 . This results in total 2 r L Measuring points. The factor 2 results from the simultaneous measurement of right and left rail.

Im ersten Auswerteschritt wird die Strecke in Abschnitte i mit einer Länge L von insbesondere L = 2 m unterteilt. Für jeden Abschnitt i wird ein Rauheitspegel L_v,2m,i ermittelt. Für alle Abschnitte wird insbesondere eine Häufigkeitsverteilung erstellt, die es ermöglicht, akustisch nicht relevante Ausreißer auf zu spüren und zu eliminieren. Für die akustische Bewertung der Gesamtstrecke wird dann der energetische Mittelwert der Rauheitspegel aller Abschnitte entlang der Strecke gebildet, der als Einzahlwert ein Kriterium für die Oberflächenrauheit der Schiene angibt.In the first evaluation step, the route is subdivided into sections i having a length L of in particular L = 2 m. For each section i, a roughness level L _{v, 2m, i is} determined. In particular, a frequency distribution is created for all sections, which makes it possible to detect and eliminate acoustically irrelevant outliers. For the acoustic evaluation of the total distance, the energy average of the roughness levels of all sections along the route is then formed, which as single value indicates a criterion for the surface roughness of the rail.

Erfindungsgemäß erfolgt die Berechnung von prognostizierten Schalldruckpegeln aus den gemessenen Rauheiten. Die dazu notwendige "akustische Eichung" der Summenpegel erfolgt durch Vergleich von gemessenen Rauheiten mit Messergebnissen des SMW.According to the invention the calculation of predicted sound pressure levels from the measured Roughness. The necessary "acoustic Calibration "the total level is done by comparing measured roughness with measurement results of the SMW.

Das Messgerät RMF-BÜG ermittelt die Oberflächenrauheit h als Funktion der Position des Geräts in Rollrichtung. Bei einer Abtastrate r = 500 m^–1 enthält ein Abschnitt der Länge L = 2 m insgesamt 1000 Messwerte pro Schiene. Aus diesen Messwerten wird ein Summenpegel L_v,L,i (Summenpegel der Rauheitsschnelle des Abschnitts i) nach folgendem Schema gebildet:

• – Gewichtung der gemessenen Rauheit mit einer Fensterfunktion, insbesondere einem Hamming-Fenster,
• – Berechnung der spektralen Leistungsdichte der mit der Fensterfunktion gewichteten Rauheit als Funktion einer Wellenlänge λ und als Funktion einer Frequenz für eine Bezugsgeschwindigkeit, insbesondere 100 km/h,
• – Berechnung der spektralen Leistungsdichte der Rauheitsschnelle,
• – Berechnung eines Summenpegels L_v,L,i der als Einzahlwert den Gleiszustand im betrachteten Abschnitt der Länge L charakterisiert,

wobei diese Schritte im Folgenden näher erläutert werden:The RMF-BÜG measuring device determines the surface roughness h as a function of the position of the device in the rolling direction. At a sampling rate r = 500 m ^-1 , a section of length L = 2 m contains a total of 1000 measured values per rail. From these measured values a sum level L _{v, L, i} (sum level of the roughness speed of section i) is formed according to the following scheme:

• Weighting of the measured roughness with a window function, in particular a Hamming window,
• Calculation of the spectral power density of the roughness weighted by the window function as a function of a wavelength λ and as a function of a frequency for a reference speed, in particular 100 km / h,
• Calculation of the spectral power density of the roughness fast,
• Calculating a sum level L _{v, L, i} which characterizes the track state in the considered section of the length L as a single value,

these steps are explained in more detail below:

1. Gewichtung der Messwerte und Berechnung der spektralen Leistungsdichte der Rauheit:1. Weighting of the measured values and calculation of the spectral power density of the roughness:

Das Riffelmessgerät liefert eine gemessene Rauheit h_i einer Schiene für einen Abschnitt i. Durch Gewichtung mit einer Fensterfunktion, insbesondere einem Hamming-Fenster, entsteht eine gewichtete Rauheit h_i,g.The corrugator provides a measured roughness h _{i of} a rail for a section i. By Ge weighting with a window function, in particular a Hamming window, results in a weighted roughness h _{i, g} .

Im nächsten Schritt wird die spektrale Leistungsdichte L_r,i der gewichteten Rauheit aus dem Betragsquadrat der Fouriertransformierten der gewichteten Rauheit berechnet.In the next step, the spectral power density L _{r, i} of the weighted roughness is calculated from the magnitude square of the Fourier transform of the weighted roughness.

Für die weitere Verarbeitung ist es erforderlich, die spektrale Leistungsdichte L_r,i der gewichteten Rauheit als Funktion der Frequenz darzustellen. Zur Umrechnung von Wellenlänge λ auf Frequenz f wird eine Bezugsgeschwindigkeit angenommen. Hierbei wird insbesondere eine Bezugsgeschwindigkeit von v = 100 km/h gewählt, so dass gilt: f(Hz) = 2777.8/λ(cm) For further processing, it is necessary to represent the spectral power density L _{r, i of} the weighted roughness as a function of the frequency. To convert wavelength λ to frequency f, a reference speed is assumed. In this case, a reference speed of v = 100 km / h is chosen in particular, so that the following applies: f (Hz) = 2777.8 / λ (cm)

2. Berechnung der spektralen Leistungsdichte der Rauheitsschnelle:2. Calculation of the spectral Power density of the roughness fast:

Aus dem Pegel L_r,i der spektralen Leistungsdichte der gewichteten Rauheit wird im nächsten Schritt die spektrale Leistungsdichte der Rauheitsschnelle L_v(λ),i berechnet mit: Lv(λ),i = Lr,i + 20 log (f/Hz) + 20 log (2π) dBdie üblicherweise besser mit dem Luftschall korreliert ist als die spektrale Leistungsdichte der Rauheit selbst. Anschließend wird durch energetische Mittelwertbildung ein Terzspektrum erzeugt, wobei der Pegel der Terz j gegeben ist durch

mit der Breite Δf der Terz in Hz. Die Summation läuft über alle Linien i des Schmalbandspektrums in der Terz j.From the level L _{r, i of} the spectral power density of the weighted roughness, the spectral power density of the roughness velocity L _{v (λ), i is} calculated in the next step with: L v (λ), i = L r, i + 20 log (f / Hz) + 20 log (2π) dB which is usually better correlated with the airborne sound than the spectral power density of the roughness itself. Subsequently, a third-octave spectrum is generated by energetic averaging, wherein the level of the third j is given by

with the width Δf of the third in Hz. The summation runs over all lines i of the narrowband spectrum in the third j.

Eine energetische Mittelung hat sich hierbei als sinnvoll erwiesen, da sie die akustische Wirkung von Verriffelungen im Wellenlängenbereich von 4 cm bis 5 cm besser beschreibt als die einfache Summation ohne Normierung auf die Breite der Terz. Möglich wäre jedoch auch jede andere Mittelungsmethode, wie z.B. arithmetische Mittelung.A Energetic averaging has proved to be useful since the acoustic effect of ripples in the wavelength range from 4 cm to 5 cm better than the simple summation without normalization to the width of the third. Possible would be, however also any other averaging method, such as arithmetic averaging.

Des weiteren wird insbesondere eine Korrektur der Messwerte oberhalb einer Frequenz von 500 Hz durchgeführt, da bereits Wellenlängen im Bereich von 5 cm bei der Abtastung durch das rollende Rad von der endlichen Ausdehnung der Rad/Schiene Kontaktellipse beeinflusst werden. Diese Korrektur wird gemäß eines Vorschlages der Niederländischen Eisenbahnen durchgeführt.Of in particular, a correction of the measured values is above a frequency of 500 Hz, since already wavelengths in Range of 5 cm when scanned by the rolling wheel of the finite Extension of the wheel / rail contact ellipse can be influenced. These Correction will be made according to a suggestion the Dutch Railways performed.

Durch energetisches Aufsummieren der korrigierten Daten ergibt sich ein Summenpegel L_v,2n,links,i bzw. L_{v,2m,rechts,i}, der im Weiteren als "Summe der Rauheitsschnelle" von linker bzw. rechter Schiene bezeichnet wird.By energetically summing up the corrected data, a sum level L _{v, 2n, left, i,} and L _{v, 2m, right, i} , respectively _{, is hereafter} called the "sum of the roughness fast" of left and right rails, respectively.

Durch energetisches Aufsummieren der Beiträge von linker und rechter Schiene erhält man einen Einzahlwert L_v,2m, der die Oberflächenqualität eines 2 m-Abschnitts des Gleises aus akustischer Sicht bewertet.By energetically summing up the contributions from the left and right rail, one obtains a single value L _{v, 2m} , which evaluates the surface quality of a 2 m section of the track acoustically.

3. Korrektur der Messwerte eines längeren Gleisabschnitts:3. Correction of the measured values a longer one Track section:

Es treten teilweise extreme Abweichungen einzelner Messwerte mit Pegelerhöhungen von mehr als 10 dB verglichen mit den benachbarten Gleisabschnitten auf. Hierbei handelt es sich entweder um akustisch nicht relevante Einzelwerte oder um Messfehler, die auf Grund des speziellen Messprinzips des RMF-BÜG mit wandernder Bezugsebene vereinzelt auftreten können. Zur Eliminierung solcher "Ausreißer" werden mit Hilfe einer Häufigkeitsverteilung der Summenpegel die Abschnitte mit den höchsten Pegeln eliminiert.It occur sometimes extreme deviations of individual measured values with level increases of more than 10 dB compared to the adjacent track sections on. These are either not acoustically relevant Single values or measurement errors due to the special measuring principle of the RMF-BÜG Occur occasionally with migratory reference plane. to Elimination of such "outliers" will be done with the help of a frequency distribution the sum level eliminates the highest level sections.

Die extremen Pegel treten in der Regel nur auf einer Schiene auf, während die gegenüber liegende Schiene keine Auffälligkeiten zeigt.The extreme levels usually only occur on one rail, while the across from lying rail no abnormalities shows.

Zunächst werden die integralen Häufigkeitsverteilungen aller Pegel L_v,2m,links und L_v,2m,rechts für die betrachtete Strecke berechnet. Diese geben die Häufigkeit an, mit der ein bestimmter Pegel unterschritten wird. Bei der weiteren Auswertung werden diejenigen Abschnitte eliminiert, bei denen entweder auf der linken oder auf der rechten Schiene der Pegel eine Häufigkeitsgrenze, insbesondere von die 90%, überschreitet. Diese Abschnitte werden bei der akustischen Bewertung einer längeren Strecke nicht mehr berücksichtigt.First, the integral frequency distributions of all levels L _{v, 2m, left} and L _{v, 2m, right are} calculated for the route under consideration. These indicate the frequency with which a certain level is undershot. In the further evaluation, those sections are eliminated in which either on the left or on the right rail, the level exceeds a frequency limit, in particular of the 90%. These sections are no longer considered in the acoustic assessment of a longer route.

Bei den verbleibenden Abschnitten wird die energetische Summe der Pegel von linker und rechter Schiene gebildet. Diese korrigierte Darstellung erlaubt eine zuverlässigere akustische Bewertung der Strecke als die der unkorrigierten Pegel.at the remaining sections become the energy sum of the levels formed by left and right rail. This corrected representation allows a more reliable acoustic rating of the track as that of the uncorrected levels.

Für praktische Anwendungen, insbesondere für Vergleiche mit Messfahrten des Schallmesswagens (SMW) sind die Abschnitte, insbesondere der Länge 2 m, jedoch noch zu kurz. Deshalb wird ein Mittelwert L_v,L, insbesondere ein energetischer Mittelwert, über die gesamte Strecke gebildet. Dieser Mittelwert L_v,L beschreibt als Einzahlwert die gesamte vermessene Strecke.For practical applications, in particular for comparisons with measuring runs of the acoustic measuring carriage (SMW), however, the sections, in particular the length 2 m, are still too short. Therefore, a mean value L _{v, L} , in particular an energetic mean value, is formed over the entire route. This mean value L _{v, L} describes as a single value the entire measured distance.

4. Bestimmung der Übertragungsfunktion vom Summenpegel der Rauheitsschnelle zur Anzeige des Schallmesswagens:4. Determination of the transfer function from the summation level of the roughness speed to the display of the sound measuring car:

Da es Ziel der akustischen Bewertung der Schienenoberfläche sein soll, aus gemessenen Summenrauheiten Aussagen über einen von einem Zugkollektiv abgestrahlten Luftschall zu erhalten, ist es erforderlich, die Rauheitspegel "akustisch zu eichen". Diese Eichung erfolgt empirisch durch Vergleich von für bestimmte Streckenabschnitte ermittelten Summenpegeln der Rauheitsschnellen L_v,L mit einem energetisch gemittelten Pegel L_SMW, so wie er vom SMW für denselben Streckenabschnitt gemessen wurde. Dieser Vergleich zeigt eine gute Korrelation zwischen L_v,L und L_SMW, so dass es möglich ist, eine Übertragungsfunktion T von der gemessenen Summe der Rauheitsschnelle auf die Messwerte des SMW empirisch zu ermitteln.Since it is the aim of the acoustic evaluation of the rail surface to obtain from measured sum roughness statements about an airborne sound emitted by a train collective, it is necessary to "acoustically calibrate" the roughness levels. This calibration is performed empirically by comparing sum levels of the roughness cycles L _{v, L} determined for certain sections of the route with an energy-averaged level L _SMW , as measured by the SMW for the same section of the route. This comparison shows a good correlation between L _{v, L} and L _SMW , so that it is possible to empirically determine a transfer function T from the measured sum of the roughness fast to the measured values of the SMW.

Diese Übertragungsfunktion T erlaubt eine Prognose der SMW-Pegel aus gemessenen Rauheiten gemäß LSMW = Lv,L + TEntsprechend können Rauheiten aus den Messergebnissen des SMW gemäß Lv,L = LSMW – Tprognostiziert werden.This transfer function T allows a prediction of the SMW levels from measured roughnesses in accordance with L SMW = L v, L + T Accordingly, roughness from the measurement results of the SMW according to L v, L = L SMW - T be predicted.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem Ausführungsbeispiel und einer Zeichnung mit 11 Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen inThe Invention will be described below with reference to an embodiment and a drawing closer with 11 figures explained. The figures show in

1 schematisch ein Konzept der Korrelation zwischen Luftschall und Rauheitsmessung unter Einbeziehung des Schallmesswagens, 1 schematically a concept of the correlation between airborne sound and roughness measurement including the sound measuring car,

2 ein Beispiel für eine gemessene Rauheit einer Oberfläche einer Schiene, gezeigt sind 1000 Messpunkte eines Abschnitts mit einer Länge L = 2 m, 2 an example of a measured roughness of a surface of a rail, shown are 1000 measuring points of a section with a length L = 2 m,

3 eine gewichtete Rauheit h_j,g der Rauheit aus 2 nach Anwendung eines Hamming-Fensters, 3 a weighted roughness h _{j, g} of roughness 2 after applying a Hamming window,

4 eine spektrale Leistungsdichte der gewichteten Rauheit aus 3, 4 a spectral power density of the weighted roughness 3 .

5 die spektrale Leistungsdichte aus 4 als Funktion der Frequenz für eine Bezugsgeschwindigkeit v = 100 km/h, 5 the spectral power density 4 as a function of the frequency for a reference speed v = 100 km / h,

6 ein Terzspektrum der spektralen Leistungsdichte der Rauheitsschnelle; die gestrichelte Kurve enthält eine zusätzliche Korrektur zur Berücksichtigung der Tiefpass-Filterwirkung des Rad-Schiene Kontakts, 6 a third octave spectrum of the spectral power density of the roughness fast; the dashed curve contains an additional correction for the consideration of the low-pass filter effect of the wheel-rail contact,

7 Summen der Pegel der Rauheitsschnelle für die linke und rechte Schiene eines Gleisabschnitts mit 500 m Länge, 7 Sum of the levels of roughness speed for the left and right rails of a track section of 500 m length,

8 eine Energetische Summe L_v,2m der Beiträge von linker und rechter Schiene aus 7, 8th an Energetic Sum L _{v, 2m} of contributions from left and right rail 7 .

9 eine integrale Häufigkeitsverteilung der berechneten Pegel auf linker und rechter Schiene aus 7; eingezeichnet ist zusätzlich eine 90 Grenze, deren Schnittpunkte mit der linken bzw. rechten Kurve die Pegel angibt, die von 90% aller 2 m-Teilstücke unterschritten werden, 9 an integral frequency distribution of calculated levels on left and right rails 7 ; In addition, a 90 limit is drawn in, whose intersections with the left and right curve indicate the levels that are undercut by 90% of all 2 m sections,

10 Summenpegel der Rauheitsschnelle L_v,L von rechter und linker Schiene (energetisch aufsummiert nach Eliminierung der Pegel oberhalb der 90% Grenze); diese korrigierte Darstellung erlaubt eine zuverlässigere akustische Bewertung als die unkorrigierte Darstellung in 8, 10 Sum level of the roughness fast L _{v, L} of right and left rail (summed in energy after elimination of the levels above the 90% limit); this corrected representation allows a more reliable acoustic evaluation than the uncorrected representation in 8th .

11 eine Korrelation zwischen Anzeigen des SMW und Summenpegeln von Rauheitsschnellen auf der Basis von RMF-BÜG Messungen (Symbole); die Gerade gehört zur Korrelation auf der Basis der Übertragungsfunktion mit T = 59.4 dB. 11 a correlation between SMW displays and roughness peak buzz levels based on RMF-BÜG measurements (symbols); the straight line belongs to the correlation on the basis of the transfer function with T = 59.4 dB.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt 2 mit einer gemessenen Rauheit einer Schiene für einen Abschnitt mit einer Länge L = 2 m. Dargestellt sind 1000 Messwerte h_j, j = 1, ..., 1000 nach Filterung mit einem Bandpassfilter der Software des Riffelmessgerätes RMF-BÜG im Wellenlängenbereich 1 cm ≤ λ ≤ 10 cm.A particularly advantageous embodiment shows 2 with a measured roughness of a rail for a section with a length L = 2 m. 1000 measured values h _j , j = 1,..., 1000 after filtering with a bandpass filter of the software of the corrugator RMF-BÜG in the wavelength range 1 cm ≦ λ ≦ 10 cm are shown.

Durch Gewichtung mit einem Hamming-Fenster entsteht die gewichtete Rauheit h_j,g (s. 3) hg,j = hj (0.54 – 0.46 cos (2π ((j-1)/999))), mit j = 1, ..., 1000 By weighting with a Hamming window the weighted roughness h _{j, g} (s. 3 ) H g, j = h j (0.54 - 0.46 cos (2π ((j-1) / 999))), with j = 1, ..., 1000

Im nächsten Schritt wird die spektrale Leistungsdichte L_r,i der gewichteten Rauheit aus dem Betragsquadrat der Fouriertransformierten der gewichteten Rauheit berechnet. Das entsprechende Schmalbandspektrum ist in 4 gezeigt.In the next step, the spectral power density L _{r, i} of the weighted roughness is calculated from the magnitude square of the Fourier transform of the weighted roughness. The corresponding narrow band spectrum is in 4 shown.

Deutlich zu erkennen ist in 4 die Bandpass-Filterung der Rohdaten, die den steilen Abfall des Spektrum unterhalb von λ = 1 cm bzw. oberhalb von λ = 10 cm bewirkt.Clearly visible in 4 the bandpass filtering of the raw data, which causes the steep drop of the spectrum below λ = 1 cm or above λ = 10 cm.

Für die weitere Verarbeitung wird die spektrale Leistungsdichte L_r,i als Funktion der Frequenz dargestellt, wobei zur Umrechnung von Wellenlänge λ auf Frequenz feine Bezugsgeschwindigkeit v = 100 km/h angenommen wird: f(Hz) = 2777.8/λ(cm) For further processing, the spectral power density L _{r, i is represented} as a function of the frequency, wherein for the conversion of wavelength λ to frequency fine reference speed v = 100 km / h is assumed: f (Hz) = 2777.8 / λ (cm)

5 zeigt die zu 4 analoge Darstellung der spektralen Leistungsdichte L_r,i als Funktion der Frequenz. Aus dem Pegel L_r,i der spektralen Leistungsdichte in 5 wird im nächsten Schritt die spektrale Leistungsdichte der Rauheitsschnelle L_v(λ),i berechnet. Anschließend wird durch energetische Mittelwertbildung ein Terzspektrum erzeugt, wobei der Pegel der Terz j gegeben ist durch

5 shows that too 4 analog representation of the spectral power density L _{r, i} as a function of frequency. From the level L _{r, i of} the spectral power density in 5 In the next step, the spectral power density of the roughness fast L _{v (λ), i is} calculated. Subsequently, a third-octave spectrum is generated by energetic averaging, wherein the level of the third j is given by

Die Summation läuft über alle Linien i des Schmalbandspektrum in der Terz j. Δf gibt die Breite der Terz in Hz an.The Summation runs over all Lines i of the narrowband spectrum in the third j. Δf is the width of the third in Hz on.

Da bereits Wellenlängen im Bereich von λ = 5 cm bei der Abtastung durch das rollende Rad von der endlichen Ausdehnung der Rad/Schiene Kontaktellipse beeinflusst werden, ist eine Korrektur der Daten in 5 oberhalb einer Frequenz von 500 Hz erforderlich. Diese Korrektur wird gemäß einem Vorschlag der Niederländischen Eisenbahnen durchgeführt. Die Korrekturwerte sind in der folgenden Tabelle für Wellenlängen λ ≤ 10 cm aufgelistet. Das Terzspektrum mit bzw. ohne Korrektur ist in 6 dargestellt.Since wavelengths in the range of λ = 5 cm are already influenced by the finite extent of the wheel / rail contact ellipse during the scanning by the rolling wheel, a correction of the data in 5 above a frequency of 500 Hz required. This correction will be carried out according to a proposal of the Dutch Railways. The correction values are listed in the following table for wavelengths λ ≤ 10 cm. The third octave spectrum with or without correction is in 6 shown.

Durch energetisches Aufsummieren der korrigierten Daten in 6 ergibt sich ein Summenpegel L_v,2m,links,i bzw. L_{v,2m,rechts,i}, der im Weiteren als "Summe der Rauheitsschnelle" von linker bzw. rechter Schiene bezeichnet wird. Typische Messwerte liegen im Bereich von -70 dB (re 1 m/s) bis -50 dB (re 1 m/s). Als Beispiel zeigt 7 die Summen der Rauheitsschnelle eines 500 Meter langen Gleisabschnitts separat für die linke bzw. rechte Schiene.By energetic accumulation of the corrected data in 6 The result is a sum level L _{v, 2m, left, i} and L _{v, 2m, right, i} , which is hereinafter referred to as "sum of the roughness fast" of left and right rail. Typical readings range from -70 dB (re 1 m / s) to -50 dB (re 1 m / s). As an example shows 7 the sums of roughness speed of a 500 meter long track section separately for the left and right rails, respectively.

Durch energetisches Aufsummieren der Beiträge von linker und rechter Schiene erhält man einen Einzahlwert L_v,2m,i, der die Oberflächenqualität eines Abschnitts des Gleises aus akustischer Sicht bewertet (s. 8).By energetically summing the contributions from the left and right rail, one obtains a single value L _{v, 2m, i} , which evaluates the surface quality of a section of the track from an acoustic point of view (s. 8th ).

Die Summenpegel in 8 liegen größtenteils zwischen -60 dB und -65 dB. Auffällig sind jedoch einige extreme Abweichungen mit Pegelerhöhungen von mehr als 10 dB verglichen mit den benachbarten Gleisabschnitten. Hierbei handelt es sich entweder um akustisch nicht relevante Einzelwerte oder um Messfehler, die auf Grund des speziellen Messprinzips des RMFBÜG mit wandernder Bezugsebene vereinzelt auftreten können. Zur Eliminierung solcher "Ausreißer" wird ein erfindungsgemäßer Algorithmus angegeben, der auf der Häufigkeitsverteilung der Summenpegel basiert und die Abschnitte mit den höchsten Pegeln eliminiert. Dieser Algorithmus wird im Folgenden beschrieben.The sum level in 8th are mostly between -60 dB and -65 dB. However, some extreme deviations with level increases of more than 10 dB are noticeable compared to the adjacent track sections. These are either individual values that are not acoustically relevant or measurement errors that may occasionally occur due to the special measuring principle of the RMFBÜG with a moving reference plane. To eliminate such "outliers", an algorithm according to the invention is specified, which is based on the frequency distribution of the sum levels and eliminates the sections with the highest levels. This algorithm is described below.

Aus 7 ist ersichtlich, dass die extremen Pegel in der Regel nur auf einer Schiene auftreten, während die gegenüber liegende Schiene keine Auffälligkeiten zeigt. Daher sind Abschnitte mit extremen Abweichungen vom Mittelwert einfacher in der Darstellung der 7 zu identifizieren als in der Darstellung von 8.Out 7 It can be seen that the extreme levels usually occur only on one rail, while the opposite rail shows no abnormalities. Therefore, sections with extreme deviations from the mean are easier to visualize 7 to identify as in the representation of 8th ,

Zunächst werden die integralen Häufigkeitsverteilungen aller Pegel L_v,2m,links und L_v,2m,rechts für die betrachtete Strecke berechnet (s. 9). Diese geben die Häufigkeit an, mit der ein bestimmter Pegel unterschritten wird. Die fette Linie in 9 gibt die 90% Grenze an.First, the integral frequency distributions of all levels L _{v, 2m, left} and L _{v, 2m, right} for the considered route are calculated (s. 9 ). These indicate the frequency with which a certain level is undershot. The fat line in 9 indicates the 90% limit.

Ihre Schnittpunkte mit der durchgezogenen bzw. getrichelten Kurve ergeben die Pegel, die von 90% aller Abschnitte auf der linken bzw. der rechten Schiene unterschritten werden. Im vorliegenden Beispiel sind dies -65 dB bei der linken Schiene und -62.5 dB bei der rechten Schiene. Bei der weiteren Auswertung werden diejenigen Abschnitte eliminiert, bei denen entweder auf der linken oder auf der rechten Schiene der Pegel die 90% Grenze überschreitet. Diese Abschnitte werden bei der akustischen Bewertung eines längeren Gleisabschnitts nicht mehr berücksichtigt.Your Intersections with the solid or truncated curve result the levels of 90% of all sections on the left and the fall below the right rail. In the present example these are -65 dB for the left rail and -62.5 dB for the right Rail. In the further evaluation those sections become eliminated, either on the left or on the right Rail the level exceeds the 90% limit. These sections will not be in the acoustic assessment of a longer track section more considered.

Bei den verbleibenden Abschnitten wird analog zu 8 die energetische Summe der Pegel von linker und rechter Schiene gebildet (s. 10). Diese korrigierte Darstellung erlaubt eine zuverlässigere akustische Bewertung der Strecke als die unkorrigierten Daten in 8.The remaining sections will be analogous to 8th the energy sum of the levels of left and right rail formed (s. 10 ). This corrected representation allows a more reliable acoustic evaluation of the route than the uncorrected data in 8th ,

Für praktische Anwendungen, insbesondere für Vergleiche mit Messfahrten des Schallmesswagens sind die Abschnitte mit einer Länge von 2 m in 10 noch zu kurz. Eine weitere Komprimierung der Messdaten kann durch Bildung des energetischen Mittelwerts L_v,L über den gesamten Streckenabschnitt mit einer Länge von 500 m in 10 erfolgen. Dieser Mittelwert beschreibt dann als Einzahlwert den gesamten vermessenen Streckenabschnitt (i.e. die gesamten 500 m im Anwendungsbeispiel).For practical applications, in particular for comparisons with measuring runs of the sound measuring car, the sections with a length of 2 m are in 10 too short. Further compression of the measured data can be achieved by forming the mean energy value L _{v, L} over the entire section with a length of 500 m in 10 respectively. This mean then describes as a single value the entire measured section of the route (ie the entire 500 m in the application example).

Die "akustische Eichung" der Rauheitspegel erfolgt durch Vergleich der für bestimmte Streckenabschnitte ermittelten Summenpegel der Rauheitsschnellen L_v,L mit dem energetisch gemittelten Pegel L_SMW, so wie er vom SMW für denselben Streckenabschnitt gemessen wurde.The "acoustic calibration" of the roughness levels is carried out by comparing the sum level of the roughness cycles L _{v, L} determined for certain sections of the route with the energy-averaged level L _SMW , as measured by the SMW for the same section of the route.

Die Messwerte des SMW sind so kalibriert, dass die Anzeige L_SMW = 0 dB einem Grundwert des Außenpegels L_P = 48 dB nach der Berechnungsvorschrift Schall 03 der 16. BlmSchV im Abstand von 25 m von der Gleismitte entspricht. Dieser Wert L_P = 48 dB ergibt sich bei Mittelung über alle vier Zugarten (Intercity-Express, Intercity/Regionalexpress, Regionalbahn, Güterzug). Da beim dem sog. "Besonders Überwachten Gleis" ein zeitlicher Mittelwert L_SMW = 0 dB einzuhalten ist und eine Eingriffsschwelle für ein Schienenschleifen bei L_SMW = +3 dB liegt, oszilliert der Pegel im Laufe der Zeit im Bereich -3 dB < L_SMW < +3 dB. Für diesen Bereich wird die Übertragungsfunktion T experimentell bestimmt.The measured values of the SMW are calibrated so that the display L _SMW = 0 dB corresponds to a basic value of the outside level L _P = 48 dB according to the calculation rule Schall 03 of the 16th BlmSchV at a distance of 25 m from the track center. This value L _P = 48 dB results when averaging over all four types of trains (intercity express, intercity / regional express, regional train, freight train). Since the so-called "specially monitored track" has a time average L _SMW = 0 dB and an intervention threshold for rail _grinding at L _SMW = +3 dB, the level oscillates over time in the range -3 dB <L _SMW <+3 dB. For this range, the transfer function T is determined experimentally.

Auf 16 Streckenabschnitten wurde der Vergleich zwischen Rauheitspegel und SMW durchgeführt. In allen Fällen handelte es sich um konventionellen Schotteroberbau mit Betonschwellen. Die Streckenabschnitte weisen weder Bögen noch signifikante Steigungen auf, sind frei von Bahnübergängen und weisen Schienenoberflächen von sehr unterschiedlicher Qualität auf. Dadurch wird es ermöglicht, die Korrelation zwischen der Rauheitsmessung und dem SMW im gesamten interessierenden Pegelbereich von -3 dB < L_SMW < +3 dB zu etablieren.On 16 sections the comparison between roughness and SMW was carried out. In all cases it was conventional ballast superstructure with concrete sleepers. The sections have neither arches nor significant gradients, are free of railroad crossings and have rail surfaces of very different quality. This makes it possible to establish the correlation between the roughness measurement and the SMW in the entire interesting level range of -3 dB <L _SMW <+ 3dB.

Eine Aufstellung der Messergebnisse der Rauheitsmessungen und des SMW, die für die Bestimmung der Übertragungsfunktion T herangezogen werden, findet sich in der folgenden Tabelle:

A list of the measurements of the roughness measurements and the SMW, which are used to determine the transfer function T, can be found in the following table:

Die Summenpegel der Rauheitsschnelle L_v,L in Spalte 1 wurden nach dem oben beschriebenen Verfahren durch energetische Mittelung über den gesamten Messabschnitt berechnet. Die Werte L_SMW in Spalte 2 wurden ebenfalls durch energetische Mittelung der SMW-Messwerte über denselben Streckenabschnitt erhalten.The sum levels of the roughness rapid L _{v, L} in column 1 were calculated according to the method described above by energy averaging over the entire measuring section. The values L _SMW in column 2 were also obtained by energy averaging the SMW measurements over the same section of the route.

Die Übertragungsfunktion T ergibt sich aus den Differenzen der Spalten 1 und 2. Durch Mittelwertbildung aus Spalte 3 folgt T = 59.4 dB mit einer Standardabweichung s = 0.6 dB. Die Korrelation zwischen den Messwerten des SMW und den Ergebnissen aus den RMF-BÜG Messungen für die 16 Messungen aus der Tabelle ist in 11 aufgetragen. Die Gerade gehört zur Korrelation auf der Basis der Übertragungsfunktion mit T = 59.4 dB.The transfer function T results from the differences of columns 1 and 2. By averaging from column 3 follows T = 59.4 dB with a standard deviation s = 0.6 dB. The correlation between the measurements of the SMW and the results from the RMF-BÜG measurements for the 16 measurements from the table is in 11 applied. The line belongs to the correlation on the basis of the transfer function with T = 59.4 dB.

Für akustische Bewertungen im Rahmen des "Besonders Überwachten Gleises" ist nur der Pegelbereich -3 dB < L_SMW < +3 dB von Interesse. Auf solche Messungen konzentriert sich auch die Bestimmung der Korrelation in 11. Es wurden jedoch auch Untersuchungen an Streckenabschnitten durchgeführt, deren Pegel außerhalb des Bereichs von 11 liegen.For acoustic evaluations in the context of the "specially monitored track", only the level range -3 dB <L _SMW <+ 3dB is of interest. Such measurements also focus on the determination of the correlation in 11 , However, investigations were also carried out on sections of tracks outside the range of 11 lie.

SMWSMW

SchallmesswagenSound test van

ff

Frequenzfrequency

h_j h _j

Messwert j der Oberflächenrauheitreading j of the surface roughness

h_{j,g hj, g}

Wert j der gewichteten Rauheitvalue j of the weighted roughness

LL

Länge eines AbschnittesLength of one section

L_r L _r

Pegel der spektralen Leistungsdichte der gewichteten Rauheitlevel the spectral power density of the weighted roughness

L_{SMW SMW}

Pegelanzeige des Schallmesswagenslevel meter of the sound measuring car

L_v,2m L _{v, 2m}

Summenpegel der Rauheitsschnelle in einem Abschnitt der LängeAggregate level the roughness speed in a section of length

2m (energetische Summe über rechte und linke Schiene)2m (energetic sum over right and left rail)

L_v,2m,links L _{v, 2m, left}

Summenpegel der Rauheitsschnelle in einem Abschnitt der LängeAggregate level the roughness speed in a section of length

2 m auf der linken Schiene2 m on the left rail

L_v,2m,rechts L _{v, 2m, right}

Summenpegel der Rauheitsschnelle in einem Abschnitt der LängeAggregate level the roughness speed in a section of length

2 m auf der rechten Schiene2 m on the right rail

L_v,2m L _{v, 2m}

Summenpegel der Rauheitsschnelle in einem Abschnitt der LängeAggregate level the roughness speed in a section of length

2 m (energetische Summe von L_v,2m,links und L_v,2m,rechts)2 m (energetic sum of L _{v, 2m, left} and L _{v, 2m, right} )

L_v,L L _{v, L}

Summenpegel der Rauheitsschnelle in einem Abschnitt der Länge LAggregate level the roughness speed in a section of length L

L_v,Terz L _{v, third}

Terzspektrum der Rauheitsschnelle (Pegel)third octave spectrum the roughness speed (level)

L_v(λ) Lv _(λ)

Schmalbandspektrum der Rauheitsschnelle (Pegel)Narrowband spectrum the roughness speed (level)

NN

Gesamtzahl der Messpunkte im Messabschnitttotal number the measuring points in the measuring section

rr

Abtastrate des RMF-BÜGsampling rate of the RMF-BÜG

TT

Übertragungsfunktion L_SWM – L_v,L Transfer function L _SWM - L _{v, L}

vv

Geschwindigkeitspeed

λλ

Wellenlängewavelength

Claims (5)

Verfahren zur akustische Bewertung eines Gleises aus gemessenen Rauheiten einer Schienenoberfläche, wobei ein Messgerät für Fahrflächenrauheiten eine Schienenoberfläche mit einer bestimmten Rate abtastet und für jeden Messpunkt die Rauheit als etwa senkrecht zur Schienenoberfläche gerichtete Höhe von Unebenheiten der Schienenoberfläche in Bezug zu einer Bezugshöhe ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke in Abschnitte mit einer Länge L unterteilt wird und für jeden Abschnitt i aus Messwerten h_i der Rauheit ein Summenpegel L_v,L,i der Rauheitsschnelle nach folgendem Schema ermittelt wird – Gewichtung der gemessenen Rauheit h_i mit einer Fensterfunktion, wodurch eine gewichtete Rauheit h_i,g entsteht, – Berechnung der spektralen Leistungsdichte L_r,i der gewichteten Rauheit h_i,g aus dem Betragsquadrat der Fouriertransformierten der gewichteten Rauheit h_i,g als Funktion einer Wellenlänge λ und für eine Bezugsgeschwindigkeit als Funktion einer Frequenz f, – Berechnung der spektralen Leistungsdichte L_v(λ),i der Rauheitsschnelle aus dem Pegel L_r,i der Spektralen Leistungsdichte der gewichteten Rauheit mit: Lv(λ),i = Lr,i + 20 log (f/Hz) + 20 log (2π) dB– Berechnung eines Terzspektrums der spektralen Leistungsdichte L_v(λ),i der Rauheitsschnelle, – Berechnung eines Summenpegels L_v,2m,links,i bzw. L_{v,2m,rechts,i} durch Aufsummieren des Terzspektrums getrennt für jede Schiene, – Berechnung eines Einzahlwertes L_v,L,i durch Aufsummieren der Summenpegel L_v,2m,links,i und L_{v,2m,rechts,i} von linker und rechter Schiene, – Bildung eines Mittelwerts L_v,L durch Mittelung aller L_v,L,i des gesamten Streckenabschnittes und durch Vergleich von für mindestens einen bestimmten Streckenabschnitt ermittelten Summenpegel der Rauheitsschnellen L_v,L mit einem gemittelten Pegel L_SMW, so wie er von einem Schallmesswagen SMW für denselben Streckenabschnitt gemessen wurde, eine Korrelation zwischen L_v,L und L_SMW, in Form einer Übertragungsfunktion T ermittelt wird, mit der eine Prognose der Pegel L_SMW aus gemessenen Rauheitsschnellen gemäß L_SMW = L_v,L + T bzw. der Rauheitsschnellen aus dem Pegel L_SMW gemäß L_v,L = L_SMW – T durchgeführt wird.A method of acoustically evaluating a track from measured roughness of a rail surface, wherein a road surface roughness meter scans a rail surface at a particular rate, and for each measurement point, determines the roughness as being approximately perpendicular to the rail surface height of unevenness of the rail surface with respect to a reference altitude, characterized in that the distance is subdivided into sections with a length L and a sum level L _{v, L, i of} the roughness speed is determined for each section i from measured values h _i of the roughness according to the following scheme: weighting of the measured roughness h _i with a window function, whereby a weighted roughness h _{i, g} is obtained, - calculation of the spectral power density L _{r, i of} the weighted roughness h _{i, g} from the absolute value square of the Fourier transform of the weighted roughness h _{i, g} as a function of a wavelength λ and for a reference speed as a function of a frequency f Calculation of the spectral power density L _{v (λ), i of} the roughness fast from the level L _{r, i of} the spectral power density of the weighted roughness with: L v (λ), i = L r, i + 20 log (f / Hz) + 20 log (2π) dB - calculating a third-octave spectrum of the spectral power density L _{v (λ), i is} the Rauheitsschnelle, - calculating a sum level L _{v, 2m, left, i} and L _{v, 2m, right, i} by summing the third-octave spectrum separately for each rail, - Calculation of a single value L _{v, L, i} by summing up the sum levels L _{v, 2m, left, i} and L _{v, 2m, right, i} of left and right rails, - averaging L _{v, L} by averaging all L _{v, L , i of} the entire route section and by comparing sum level of the roughness bumps L _{v, L} having an averaged level L _SMW , as measured by a sound measuring car SMW for the same route section, for at least one specific route section, a correlation between L _{v, L} and L _SMW , is determined in the form of a transfer function T, with which a prediction of the level L _SMW from measured roughness beats according to L _SMW = L _{v, L} + T or the roughness bumps from the level L _SMW according to L _{v, L} = L _SMW - T d is performed. Verfahren zur akustische Bewertung eines Gleises nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Abschnitte eliminiert werden, bei denen die höchsten 10% der Pegel aller Abschnitte berechnet wurden.Method for the acoustic evaluation of a track according to claim 1, characterized in that those sections be eliminated, where the highest 10% of the levels of all Sections were calculated. Verfahren zur akustische Bewertung eines Gleises nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Rauheitsverläufe in Abschnitte mit einer Länge von 2 m zerlegt werden.Method for the acoustic evaluation of a track according to at least one of the claims 1 and 2, characterized in that the measured roughness curves in sections with a length be decomposed by 2 m. Verfahren zur akustische Bewertung eines Gleises nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsgeschwindigkeit 100 km/h beträgt.Method for the acoustic evaluation of a track according to at least one of the claims 1 to 3, characterized in that the reference speed 100 km / h. Verfahren zur akustische Bewertung eines Gleises nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Fensterfunktion ein Hamming-Fenster gewählt wird.Method for the acoustic evaluation of a track according to at least one of the claims 1 to 4, characterized in that as a window function a Hamming window chosen becomes.