Signalanalysmetoder för markvibrationer: Undersökning av en alternativ signalanalysmetod för att analysera transienta markvibrationer

Vibrationer är ett mekaniskt fenomen där svängningar kring någon jämviktspunkt sker. Vibrationer kan uppstå i många olika sammanhang, men i denna rapport är det de som uppstår i samband med att tåg passerar tågväxlar som är av intresse. Syftet med rapporten är att dels förklara problemet som dessa vibrationer ger upphov till och dels att utforska en alternativ metod för att analysera dessa. Analysen görs i MATLAB och bygger på två standarder, SS-ISO 2631-2 (2003) och SS 460 48 61 (2004). Arbetet görs i sammarbete med ACAD som är en Stockholmsbaserad konsultfirma som arbetar med ljud och vibrationer. Totalt så bidrar ACAD med 4 olika inspelningar från 2 olika mättillfällen. Den standardiserade metoden, running root mean square av signalen i tiden appliceras först på signalerna för att på så sätt kunna jämföra med den alternativa metoden. Till en början görs en koherensanalys där koherensen mellan mätpositionen närmast och näst närmast rälsen jämförs med koherensen för mätpositionen närmast och längst bort från rälsen. Detta görs för att undersöka kvaliteten hos mätningarna. Därefter görs en analys med effektäthetsspektrum för att undersöka vilken storlek på frekvensupplösningen som kan tänkas ge goda resultat i den uppkommande spektrogramanalysen. Resultatet är att en frekvensupplösning på 0,5-1 Hz verkar optimal. Slutligen optimeras ett spektrogram för att best komplementera den redan existerande analysmetoden. Här används istället linjärskala på z-axeln till skillnad från MATLABs standard som är logaritmisk skala. Slutsatsen är att ett spektrogram med 1 Hz i frekvensupplösning och 0,251 sekunder som tidsupplösning är optimal och kan fungera som ett komplement till den redan existerande analysmetoden. Det är dock viktigt att användaren är medveten om de begränsningar och de bakomliggande mekanismerna i spektrogrammet för att kunna dra några välgrundade slutsatser från det