Model for predicting the frequency of broken rails

Modelo de predicción de la frecuencia de rotura de carriles

Los raíles rotos pueden provocar retrasos en los trenes, cancelaciones de trenes y, por desgracia, son causa habitual de accidentes. Esto afecta a la planificación de los recursos, el presupuesto y la organización del mantenimiento de las vías férreas. La planificación del mantenimiento de las vías férreas no puede realizarse sin una estimación del número de raíles que habrá que sustituir debido a incidentes con raíles rotos. Hay muchos factores que influyen en la rotura de carriles y los más comunes son: edad del carril, tonelaje bruto anual, grado de curvatura y temperatura en el momento de la rotura. El modelo de lógica difusa utiliza los datos adquiridos como variables de entrada para predecir la frecuencia de rotura de raíles para determinados tipos de raíles en algunas Secciones.

INTRODUCCIÓN

La principal tarea de la vía férrea es guiar al vehículo y soportar sus cargas verticales y horizontales y transmitirlas a la subestructura. Los raíles transportan los vehículos ferroviarios y transfieren sus cargas a las traviesas y al balasto. El desgaste y la deformación de los raíles es un efecto secundario negativo de la explotación [1]. Este fenómeno tiene un impacto significativo en los costes de mantenimiento y determina la vida útil de los carriles de las líneas. La sustitución o reparación de los carriles dañados, además de los costes de mantenimiento, ocasiona costes generados por las perturbaciones del tráfico ferroviario (retrasos o tráfico bloqueado) [2].

Las deformaciones en las vías provocan daños prematuros en las ruedas y los vagones, afectando así a la estabilidad del vehículo y a la seguridad del tráfico. Los costes de adquisición y sustitución de nuevas vías son muy elevados. Según algunos datos [3], la parte de los costes de los raíles es de aproximadamente el 40% de todo el coste de la construcción ferroviaria.

Según el grado de defecto del carril puede haber consecuencias en el tráfico ferroviario, desde la restricción de velocidad en un tramo hasta el cierre de la vía. Si el carril roto no presenta pérdida de material de la cabeza del carril, los trenes pueden pasar por encima del carril roto con una velocidad restringida de 5 km/h. Si el carril roto está asegurado por una placa provisional, los trenes pueden pasar a 20 km/h.

La rotura de los raíles supone una amenaza para la regularidad y fiabilidad del tráfico ferroviario, aumenta el riesgo de accidentes y genera elevados costes de reconstrucción de esos lugares y de explotación del transporte.

Para reducir los costes globales, es necesaria una buena planificación del mantenimiento ferroviario. Un mantenimiento eficaz de las vías ferroviarias exige una previsión del número de raíles rotos que se producirán en un periodo determinado. Los modelos analíticos [4] pueden ofrecer una buena predicción, pero exigen una base de datos detallada.