การประยุกต์ใช้การวิเคราะห์พลวัตของยานพาหนะในการประมาณค่าเขตโครงสร้างทางรถไฟ

Abstract

The objective of this research is to apply the multi-body model of vehicle dynamics to analyze the train movement as well as the swept envelope under various running conditions. In order to approximate the railway structure gauge and ensure the safety for the mixed operation of Thailand Airport Rail Link in the future, the analysis results have been used to calculate the minimum required dimensions of structure gauge and compared with the current gauge of Airport Rail Link. Three of high speed train multi-body dynamic model consist of Siemens Desiro UK Class 360/2 EMU, the CRH2C and Shinkansen Series 300 High-Speed EMU which are the representative example of the upcoming train for Airport Rail Link. The dynamic analysis has been taken into account of several factor such as mass distribution, suspension characteristics, running speed, wheel wear, track layout (tangent and curve) as well as track irregularities. Train swept envelope and minimum required structure gauge of those three high speed train models are also approximated by results obtained from dynamic analysis, which will be useful for ensure the safety of train operation in Airport Rail Link and Eastern High speed line of Thailand.

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อประยุกต์ใช้การวิเคราะห์พลวัตของยานพาหนะในการประมาณค่าการเคลื่อนตัวของรถไฟภายใต้สภาวะต่างๆ โดยผลลัพธ์ที่ได้จะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการประมาณค่าเขตโครงสร้างทาง (Structure Gauge) ที่เหมาะสมต่อการเดินรถอย่างปลอดภัย ในการศึกษานี้ได้ทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบค่าเขตโครงสร้างทางของโครงการรถไฟฟ้าแอร์พอร์ต เรล ลิงก์ กับค่าที่ได้จากการคำนวณด้วยแบบจำลองมัลติบอดี้ (Multi-body Model) ซึ่งประกอบไปด้วยแบบจำลองของรถไฟรุ่น Siemens Desiro UK Class 360/2 รถไฟความเร็วสูงรุ่น CRH2C และรถไฟความเร็วสูงรุ่น Shinkansen Series 300 ทั้งนี้ ในการศึกษาได้คำนึงถึงปัจจัยต่างๆ ที่จะส่งผลต่อการเคลื่อนที่และการสั่นสะเทือนของตัวรถ เช่น ขนาดของมวล คุณลักษณะของชุดช่วงล่าง ความเร็วในการวิ่ง การสึกหรอของล้อ ลักษณะทางกายภาพของทางทั้งช่วงทางตรงและทางโค้ง รวมทั้งความไม่สม่ำเสมอของผิวทาง เป็นต้น ขนาดมิติสูงสุดของระยะการเคลื่อนที่ของตัวรถที่ได้จากการคำนวณ ได้ถูกนำไปกำหนดขนาดเขตโครงสร้างทางที่ต้องการสำหรับรถไฟทั้งสามรุ่น ซึ่งจะเป็นข้อมูลสำคัญในการพิจารณาถึงขนาดของรถไฟรุ่นอื่นที่จะถูกนำมาใช้งานกับเส้นทางของโครงการรถไฟฟ้าแอร์พอร์ต เรลลิงก์ ได้ในอนาคต