Modelado y simulación de un vehículo auscultador para una vía ferroviaria a escala

Abstract

Es de vital importancia poder monitorizar las irregularidades de las vías, para evitar accidentes y aumentar la comodidad del pasajero. En este sentido, se está llevando a cabo un proyecto de investigación con el fin de medir dichas irregularidades, donde se ha diseñado un vehículo autónomo a escala con sensores para poder cuantificarlas. Este trabajo se centra en el estudio de su dinámica, realizando un modelo del vehículo como sistema multicuerpo, en el que, conociendo la geometría de la vía, se pueda determinar la posición, velocidad y aceleración de cualquier punto del vehículo. Para ello, se definen unas coordenadas para describir su movimiento, y se determinan las ecuaciones de movimiento que dictan su dinámica. En un futuro se pretende utilizar el modelo para que, conociendo el movimiento del vehículo, midiendo velocidades y aceleraciones mediante sensores, se puedan calcular las irregularidades de la vía. En otras palabras, realizarle su inversa, y así tener un vehículo autónomo con sensores montados en él mismo capaz de cuantificar las irregularidades de la vía por la que circula.

It’s of vital importance to be able to monitor the irregularities of a railway track, in order to prevent accidents and to improve de passenger’s comfort. In this way, an investigation project is under development to measure these irregularities, in which an autonomous vehicle in scale with sensors has been designed to be able to quantify them. This project is centred in the study of its dynamic, by making a model of the vehicle as a multibody system, in which, the position, velocity and acceleration of any point of the vehicle can be obtained by knowing the track’s geometry. To do it, several coordinated are defined to describe its movement, and the motion equations that define the its dynamics are obtained. In the future the model is going to be used to calculate the track’s irregularities, by measuring with sensors velocities and accelerations. In other words, de the inverse of the model, so that the autonomous vehicle with sensors on it is able to quantify the irregularities of the track it’s travelling through.