Beépített érzékelőkön alapuló útpálya-diagnosztikai rendszer kidolgozása

Nyilvántartási szám: 
17/03
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
kisgyorgy.lajos@epito.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 

 Az útpályaszerkezetek tényleges teljesítményének és tönkremeneteli folyamatainak az ismerete elengedhetetlen fontosságú a technológiai tervezés és a fenntartás szempontjából. Jelenleg a pályaszerkezetekkel kapcsolatos tevékenységünk jelentősen elmarad a fejlettebb régiók gyakorlatától. A lemaradás következtében az útépítési tevékenységünk erősen pazarló módon bánik az erőforrásokkal, ami nemzetgazdasági szinten is jelentős többletköltségeket okoz. Az utak építése és fenntartása során az energia-, az alapanyag- és a forrásigény jelentősen csökkenthető, ha a technológiai döntéseknél megalapozott adatokra és modellekre támaszkodhatunk. A tudásvagyon felépítéséhez össze kell gyűjteni a már most is rendelkezésre álló adatokat, illetve a modern digitális technológiában rejlő lehetőségek kiaknázásával folyamatos monitoring rendszert kell kialakítani. A tudásvagyon része még a döntéseket megalapozó, előrejelzésekre alkalmas elméleti modellek létrehozása is.

A doktori kutatás célja egy, a pályaszerkezetbe beépített érzékelők és a hozzá kapcsolódó számítógépes adatgyűjtő és feldolgozó egységből álló rendszer kialakítása, valamint egy vizsgálati módszertan kidolgozása, amely alkalmas az útpályaszerkezetek leromlási folyamatainak számszerű leírására. A kidolgozandó módszertan elsősorban az aszfalt pályaszerkezetek teherbírási tönkremenetelére összpontosít, mert a pályaszerkezetek élettartam-költségeinek optimalizálásához, valamint a beavatkozási technológiának és a beavatkozás időpontjának megválasztásához kíván vizsgálati eszközt nyújtani.

A doktori kutatás két részből áll. Egyfelől a jelenleg elérhető legkorszerűbb, útpályába építhető adatgyűjtő eszközöket felhasználva létrehoz egy olyan mérőrendszert, ami az útpálya állapotának kiértékeléséhez releváns paramétereket számszerűsíti. A módszerek között megjelennek a különböző alakváltozás-mérési eljárások mellett a hőmérséklet és víztartalom mérésére szolgáló eljárások is. A mérőrendszer konfigurációjának valamint kalibrálásának feladata a kutatás keretén belül kezelendő. A megfigyelő-rendszer részét képezik a meglévő egyéb rendszerek által mért adatok is (WIM, ÚTMET, NÚSZ, ÁNF, MÓF stb.). Másfelől, a doktori kutatás valós adatokkal igazolt számítógépes modell segítségével vizsgálja az útpályát ért hatások és az útpálya leromlása közötti kölcsönhatást. A modellnek alkalmasnak kell lennie a tönkremeneteli állapotok felismerésére (Fault Analysis), a jövőbeli állapotok előrejelzésére, valamint az egyes jövőbeli fenntartási beavatkozások hatásainak figyelembevételére is.

A kutatás keretében elvégzendő feladatok:

  • tönkremenetel-típusok meghatározása, a releváns paraméterek azonosítása,

  • tönkremeneteli folyamatok és állapotok leírása a fenti paraméterekkel,

  • a fenti paraméterek mérésére szolgáló diagnosztikai rendszer kidolgozása,

  • az útpálya állapotát folyamatosan kiértékelő monitoring-rendszer elvi összeállítása,

  • az útpálya leromlási folyamatainak leírására szolgáló modell kidolgozása, a jövőbeli állapotok előrejelzésével és a fenntartási beavatkozások hatásainak figyelembe vételével.

A kutatás az Út és Vasútépítési Tanszék folyamatban lévő projektjeihez kapcsolódik.

A téma meghatározó irodalma: 
  1. Alavi, A.H. et al., 2016. Continuous health monitoring of pavement systems using smart sensing technology. Construction and Building Materials, 114, pp.719–736.

  2. Wang, H. & Xiang, P., 2016. Strain transfer analysis of optical fiber based sensors embedded in an asphalt pavement structure. Measurement Science and Technology, 27(7), p.75106.

  3. Xue, W. et al., 2014. Pavement Health Monitoring System Based on an Embedded Sensing Network. Journal of Materials in Civil Engineering, 26(10), p.4014072.

  4. Xue, W.-J., Wang, D. & Wang, L.-B., 2012. A Review and Perspective about Pavement Monitoring. International Journal of Pavement Research and Technology, 5(5), pp.295–302.

  5. Xue, W., Wang, L. & Wang, D., 2015. A Prototype Integrated Monitoring System for Pavement and Traffic Based on an Embedded Sensing Network. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 16(3), pp.1380–1390.

  6. Zhang, Z. et al., 2015. Road roughness evaluation using in-pavement strain sensors. Smart Materials and Structures, 24(11), p.115029.

  7. Zhou, Z. et al., 2012. Optical fiber Bragg grating sensor assembly for 3D strain monitoring and its case study in highway pavement. Mechanical Systems and Signal Processing, 28, pp.36–49

A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
  1. Construction and Building Materials

  2. Transportation Research C

  3. Smart Materials and Structures

  4. Measurement Science and Technology

  5. Journal of Materials in Civil Engineering

  6. International Journal of Pavement Research and Technology

  7. Gradevinar

A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
  1. Kisgyörgy L., Tóth Cs., Geiger A., 2016. Elastic modulus of asphalt with chemically stabilized rubber bitumen. GRADEVINAR 68:(7) pp. 533-541. (2016)

  2. Kisgyörgy L., Vasvári G., Etraffic: An Open-Access Travel Demand Modeling Concept, Case Studies on Transport Policy, revised manuscript beadva, 2017

  3. Barna Zs., Kisgyörgy L., 2016. Analysis of Hyperbolic Transition Curve Geometry, PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING 59:(2) pp. 173-178. (2015)

  4. Kisgyörgy L., Vasvári G. 2014. Analyísis and Observation of Road Network Topology In: Z Leng, Y H Wang (szerk.) Transportation Infrastructure: Proceedings of the 19th International Conference of Hong Kong society for Transportation Studies. Hong Kong Polytechnic University, 2014. pp. 253-259. (ISBN:978-988-15814-3-3)

  5. Vasvári G., Kisgyörgy L. 2014. Integrating uncertainties and Stochastic Effects into Transportation Network Models at Trip Generation In: dr inz Jolanta Zurowska (szerk.) Modelowanie Podrozy i Prognozowanie Ruchu: Trip Modelling and Travel Forecasting. Krakkó: pp. 179-194.

A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
  1. Kisgyörgy L., Tóth Cs., Geiger A., 2016. Elastic modulus of asphalt with chemically stabilized rubber bitumen. GRADEVINAR 68:(7) pp. 533-541. (2016)

A témavezető eddigi doktoranduszai

Ambrus Dávid (2010//)
Nagy Ádám János (2008/2010/)
Ungvárai Ádám (2007/2010/)
Szele András (2010/2016/)
Státusz: 
elfogadott