Orientering om

Fordypningsprosjekt og Fordypningsemner innen veg, transport og jernbane

◘

Høsten 2017

Faggruppe for veg, transport og (geomatikk)

Arvid Aakre, Eirin Ryeng, Elias Kassa, Helge Mork,

Inge Hoff, James Odeck, Kelly Pitera, Thomas Jonsson, Torbjørn Haugen, Tore Øivin Sager, Bjørn Ove Lerfald, Serji Amirkhanian & Trude Tørset

(Studieretning geomatikk er ikke omtalt i dette notatet.)

Notat revidert i april 2017.

Dette notatet gir en oversikt over studiestrukturen for det siste studieåret ved det 5-årige og 2-årige innen studieretningene veg, transport og jernbane ved masterstudiet i bygg- og miljøteknikk. Her inngår en oversikt over hvilke komplementæremner (ikke-tekniske emner) og hvilke valgbare emner som kan velges, samt omtale av formelle forhold ved valg av masteroppgave, og sammenhengen mellom prosjekt- og masteroppgaven. Heftet gir også en oversikt over de ulike hovedprofilene som kan velges og tilhørende fordypningsemne og fordypningsprosjekt.

Notatet gir også en kort beskrivelse av veileders rolle, og hvilke faglærere som kan være veiledere med deres kontaktinfo. Deretter følger en rekke oppgaveforslag til prosjekt- og masteroppgaver fordelt på teamene:

• Trafikkteknikk
• Transportplanlegging
• Trafikksikkerhet
• Vegplanlegging
• Vegteknologi
• Drift og vedlikehold av veg
• Jernbaneteknologi
• Drift og vedlikehold av jernbane

Vedlagt følger også en oversikt over tittelen på gjennomførte prosjektoppgaver og masteroppgaver fra de siste årene. Det betyr imidlertid sjelden at et tema er «oppbrukt». Det kan være en lurt å bygge videre på en tidligere oppgave.

Deler av informasjonen i dette notatet vil også være tilgjengelig på Fakultetets og Instituttets internettsider. Det tas forbehold om feil i heftet.

Forord   2

Innholdsfortegnelse  3

1.       Studiestruktur (siste studieår) 5

1.1     En oversikt  5

1.2     Komplementæremne  6

1.3     Valgbare emner og fordypningsemne  6

1.4     Fordypningsprosjekt  6

1.5     Masteroppgave  6

1.6     Sammenhengen mellom prosjekt- og masteroppgave  7

1.7     Oversikt over viktige frister  8

2.       Hovedprofil  9

2.1     Generelt  9

2.2     Hovedprofil: Veg  10

2.3     Hovedprofil: Transport  12

2.4     Hovedprofil: Jernbane  14

2.5     Fordypningsprosjekt, høsten 2017  16

3.       Veileder  19

3.1     Valg av veileder  19

3.2     Ansvars og rollefordeling  19

3.3     Faglæreres kontaktinformasjon  20

4.       Tema for fordypningsprosjekt og masteroppgave  22

4.1     Generelt  22

4.2     Trafikkteknikk  25

4.3     Transportplanlegging  32

4.4     Trafikksikkerhet  42

4.5     Vegplanlegging  44

4.6     Vegteknologi 45

4.7     Drift og vedlikehold av veg  54

4.8     Jernbaneteknologi 58

4.9     Drift og vedlikehold av jernbane  64

5.       Vedlegg: Oversikt over tidligere oppgaver (tema som gjerne kan jobbes videre med) 69

5.1     Vedlegg 1: Oversikt over tidligere prosjektoppgaver  69

5.2     Vedlegg 2: Oversikt over tidligere masteroppgaver  74

1.1 En oversikt

1.1.1 5-årig master

I 9. semester for det 5-årige masterstudiet i Bygg- og miljøteknikk studieretning Veg, transport og geomatikk skal det gjøres følgende emnevalg (hvert emne tilsvarer 7,5 studiepoeng):

• Et valgbart emne
• Et komplementært emne
• Et fordypningsemne
• Et fordypningsprosjekt

1.1.2 2-årig master

I det 9. semesteret for det 2-årige masterstudiet kan fordypningsprosjektet utgå, slik at man i stedet velger to valgbare emner. Etter spesiell avtale med faglærer kan det også velges emner blant de valgbare emnene fra 1. semester på studieretningen. Studieprogresjonen vil dermed se slik ut (hvert emne tilsvarer 7,5 studiepoeng):

• To valgbare emner (hvis man ikke ønsker å skrive fordypningsprosjekt)
• Et komplementært emne
• Et fordypningsemne

1.2 Komplementæremne

Det skal velges ett komplementæremne. De komplementære emnene man kan velge mellom, er skissert i tabellen under, og hver av de er på 7,5 studiepoeng. Det tas ikke hensyn til disse emnene ved time- og eksamensplanleggingen. Enkelte emner kan være adgangsbegrenset (se emneopptak). Frist for å søke opptak er 1. juni.

1.3 Valgbare emner og fordypningsemne

De valgbare emne som kan velges, avhenger til dels av hovedprofilen. En oversikt over disse samt fordypningsemnet, er derfor skissert under hver enkelt hovedprofil i kapittel 2 Hovedprofil.

1.4 Fordypningsprosjekt

Fordypningsprosjektet er et selvstendig arbeid som utføres i samråd med en faglig veileder, vanligvis som en forstudie til en masteroppgaven. Fordypningsprosjektet og dens tilknytning til masteroppgaven er nærmere skissert under kapittel 2.5 Fordypningsprosjekt, høsten 2017.

1.5 Masteroppgave

Masteroppgaven er på 30 studiepoeng, og skrives i 10. semester. Læringsmål og nødvendig forkunnskaper er nærmere beskrevet på emnenes fagsider. Alle emner må være bestått og praksisattester levert før masteroppgaven kan tas ut. Dette er nærmere beskrevet her: 

https://innsida.ntnu.no/wiki/-/wiki/Norsk/Forutsetning+for+masteroppgave+-+sivilingeni%C3%B8r

Det formelle uttaket av masteroppgaven er i midten av januar (endelig dato vil kunngjøres av fakultetet). Innleveringsdato er 20 uker fra oppstartdato altså omtrent i midten av juni (endelig dato vil kunngjøres av fakultetet). Både registrering av masteroppgave og innlevering skjer gjennom DAIM (Digital arkivering og innlevering av masteroppgaver) innen de gitte fristene.

1.6 Sammenhengen mellom prosjekt- og masteroppgave

Historisk sett har fordypningsprosjektet og masteroppgaven ført til to selvstendige rapporter, selv om masteroppgaven ofte ble en videreføring av det som var utført i fordypningsprosjektet. Siden høsten 2015 har fordypningsprosjektet[1] for veg, transport og jernbane fungert som et forberedende arbeid for masteroppgaven. Samtidig ble det innført en serie obligatoriske seminarer som har til hensikt å gi større kunnskap om vitenskapelige arbeidsmetoder. Selve masteroppgaven[2] oppfordres til å skrives som en vitenskapelig artikkel som følges av en prosessrapport om arbeidet[3]. Endringene er illustrert i Figur 1.

Figur 1 Illustrasjon av sammenhengen mellom prosjekt- og masteroppgaven før og nå

1.7 Oversikt over viktige frister

2.1 Generelt

Hvilket fordypningsemne og fordypningsprosjekt man skal ha, avhenger av hvilken hovedprofil man har valgt. Ved instituttet bygg, anlegg og transport innen faggruppe Veg, transport og geomatikk tilbys følgende tre hovedprofiler:

• Veg
• Jernbane
• Transport

Frist for å velge studieprofil på Studentweb, er 15. mai.

For hvert av disse områdene, tilbyr faggruppe Veg, transport og geomatikk et fordypningsemne. Disse er:

• TBA4340 Rehabilitering og drift av veger (for veg)
• TBA4345 Bærekraftsutfordringer i transport (for transport)
• TBA4222 Avansert jernbaneteknikk (for jernbane)

Prosjektoppgaven skrives som et forprosjekt til masteroppgaven (7,5 studiepoeng). Skjemaet der blant annet tema og veileder for prosjektoppgaven oppgis, må leveres innen 1. juni. Det betyr at de ulike fordypningene har følgende korresponderende fordypningsprosjekt og fordypningsemne:

2.2 Hovedprofil: Veg

Det siste studieåret for studenter som har valgt hovedprofilen veg, ser slik ut:

2.2.1 Valgbare emner

Studenter i 5-årig løp skal velge ett valgbart emne, mens studenter i 2-årig løp skal velge to valgbare emner. Studenter i 5-årig løp kan etter spesiell avtale med faglærer velge et emne blant valgbare emner fra 7. semester, mens studenter i 2-årig løp etter spesiell avtale med faglærer kan velge emner blant de valgbare emnene fra 1. semester på studieretningen.

2.2.2 Fordypningsemne: TBA4340 Rehabilitering og drift av veger

Faglig innhold

Ved rehabilitering og drift av veger er det nødvendig med helhetlig tenkning for å sikre best mulig resultat for tilgjengelig midler. Sentrale tema innen emnet vil være: Vinterdrift (friksjon, salting, strøing, vegmetrologi), undersøkelsesmetoder for eksisterende veger, analyse av eksisterende veger og dimensjonering av rehabilitering. Optimalisering av dekkevedlikehold (PMS), vinterdrift og drift av tekniske installasjoner (tunneler, bruer osv.).

Ansvarlig faglærer: Alex Klein-Paste

Anbefalte forkunnskaper

TBA4201 Veg og miljø (se emnebeskrivelse for 2013/14) og TBA4335 Vegplanlegging og -teknologi (se emnebeskrivelse for 2014/15).

2.3 Hovedprofil: Transport

Det siste studieåret for studenter som har valgt hovedprofilen transport, ser slik ut:

2.3.1 Valgbare emner

Studenter i 5-årig løp skal velge ett valgbart emne, mens studenter i 2-årig løp skal velge to valgbare emner. Studenter i 5-årig løp kan etter spesiell avtale med faglærer velge et emne blant valgbare emner fra 7. semester, mens studenter i 2-årig løp etter spesiell avtale med faglærer kan velge emner blant de valgbare emnene fra 1. semester på studieretningen.

2.3.2 Fordypningsemne: TBA4345 Bærekraftsutfordringer i transport

Faglig innhold

Strategier for å oppnå bærekraftig transport: Bedre kollektivt transporttilbud, restriksjoner på biltrafikk, teknologi som gir mindre utslipp, godstransport som tar mer hensyn til naturmiljøet. Vurdering av hvordan transportsystemet kan bringes til å betjene utsatte grupper på en bedre måte. Ingeniørmessige tiltak for å forbedre flyten i kollektivtrafikken; ITS og miljøkonsekvenser av transport; andre tiltak i transportsektoren for å beskytte miljøet, redusere energiforbruket og bekjempe klimaendring. I tillegg behandles bærekraft-tema som er aktuelle i offentlig og faglig debatt om samferdselsspørsmål.

Ansvarlig faglærer: Eirin Ryeng

Anbefalte forkunnskaper

Bygger delvis på emnene TBA4291 Transportanalyse, TBA4286 Trafikkavvikling og ITS, TBA4315 Kostnader og nytte ved samferdselsanlegg og TBA4320 Trafikksikkerhet og risiko.

2.4 Hovedprofil: Jernbane

Det siste studieåret for studenter som har valgt hovedprofilen jernbane, ser slik ut:

2.4.1 Valgbare emner

Studenter i 5-årig løp skal velge ett valgbart emne, mens studenter i 2-årig løp skal velge to valgbare emner. Studenter i 5-årig løp kan etter spesiell avtale med faglærer velge et emne blant valgbare emner fra 7. semester, mens studenter i 2-årig løp etter spesiell avtale med faglærer kan velge emner blant de valgbare emnene fra 1. semester på studieretningen.

2.4.2 Fordypningsemne: TBA4222 Avansert jernbaneteknikk

Faglig innhold

Geometrisk design, hastighetsoptimalisering, spor dynamikk, kjørekomfort, uregelmessigheter i spor og skademekanismer, sikkerhet ved avsporing, design av bærelag, samvirke mellom kjøretøy og spor, risiko og usikkerhet.

Ansvarlig faglærer: Elias Kassa

Anbefalte forkunnskaper

Kunnskaper tilsvarende emne TBA4225 Jernbaneteknikk.

2.5 Fordypningsprosjekt, høsten 2017

2.5.1 Generelt

Fordypningsprosjektet er et selvstendig arbeid som utføres i samråd med en faglig veileder, vanligvis som et forstudie til en masteroppgaven. Fordypningsprosjektet (og masteroppgaven) gjennomføres vanligvis alene, men det er også mulig å jobbe to sammen.  Om man jobber to sammen på fordypningsprosjektet, vil de to måtte jobbe alene med masteroppgaven.  Dersom to ønsker å jobbe sammen på masteroppgaven, må de jobbe alene på fordypningsprosjektet.

Fordypningsprosjektene er alle på 7,5 studiepoeng hver, og har alle de samme læringsmålene. Disse er skissert under. I tillegg er anbefalte forkunnskaper for alle fordypningsprosjektene «bestått eksamen i nødvendige grunnlagsemner for prosjektarbeid».

2.5.4 TBA4541 Veg, fordypningsprosjekt

Faglig innhold

Tema for prosjektarbeidet kan være av utrednings- eller forskningskarakter, eller i tilknytning til samferdselsanlegg under planlegging, bygging eller drift. Aktuelle oppgaver for prosjektarbeidet kan være innenfor planlegging, bygging, drift eller vedlikehold av veg- og jernbane infrastruktur. Arbeidet skal munne ut i en prosjektrapport. Prosjektarbeidet kan eventuelt utformes som et forprosjekt til masteroppgaven.

Faglærere

2.5.5 TBA4542 Transport fordypningsprosjekt

Faglig innhold

Tema for prosjektarbeidet kan være av utrednings- eller forskningskarakter, eller i tilknytning til samferdselsanlegg under planlegging, bygging eller drift. Aktuelle oppgaver for prosjektarbeidet kan være innenfor trafikk- eller transportrelaterte emner som for eksempel trafikkteknikk, intelligente transportsystemer (ITS), trafikksikkerhet, kollektivtransport, miljø, transportanalyse og trafikkplanlegging. Arbeidet skal munne ut i en prosjektrapport. Prosjektarbeidet kan eventuelt utformes som et forprosjekt til masteroppgaven.

Faglærere

2.5.6 TBA4590 Jernbane fordypningsprosjekt

Faglig innhold

Tema for prosjektarbeidet kan være av utrednings- eller forskningskarakter, eller i tilknytning til samferdselsanlegg under planlegging, bygging eller drift. Aktuelle oppgaver for prosjektarbeidet kan være innenfor planlegging, bygging, drift eller vedlikehold av jernbane infrastruktur. Arbeidet skal munne ut i en prosjektrapport. Prosjektarbeidet kan eventuelt utformes som et forprosjekt til masteroppgaven.

Faglærere

3.1 Valg av veileder

Når du vet hvilket tema en ønsker å skrive innenfor, må du kontakte en av universitetets aktuelle faglærere for å høre om de vil være veileder. «Faglærer skal være NTNU-ansatt i stilling som professor, professor II, førsteamanuensis eller universitetslektor/amanuensis. Dette gjelder også om oppgaven utføres utenfor NTNU»[8]. Mulige veileder for hver av oppgaveforslagene, er skissert under hver enkelt oppgave, mens kontaktinformasjonen til de ulike faglærerne innen veg, transport og jernbane er gitt i kapittel 3.3 Faglæreres kontaktinformasjon.

3.2 Ansvars og rollefordeling

Faglærers primære rolle er å gi studenten faglig veiledning, noe som for eksempel kan innebære å gi råd om formulering og avgrensing av tema og problemstilling, gi hjelp til orientering i faglitteraturen eller lese gjennom oppgaven og komme med tilbakemeldinger.

Det er studentens ansvar å:

Ansvars- og rollefordeling ved gjennomføring av masteroppgaven mellom student og veileder er skissert nærmere i følgende dokument: https://innsida.ntnu.no/documents/portlet_file_entry/10157/MSc-veiledning.+Ansvar+og+roller.pdf/714df142-640f-421e-a669-1d0d96ecd7c6?status=0

3.3 Faglæreres kontaktinformasjon

4.1 Generelt

Oppgaveforslagene som blir presentert her er aktuelle både med tanke på prosjektoppgaver og masteroppgaver. Alle forslagene må sees på som et utgangspunkt, og endelig problemstilling vil bli avklart i et samarbeid mellom student og veileder. Flere av oppgavene vil også ha naturlige samarbeidspartnere i for eksempel Statens vegvesen Vegdirektoratet eller Jernbaneverket.

Oppgavene kan grovt sett deles inn i følgende 8 kategorier:

• Trafikkteknikk

Oppgavene innen tema «Trafikkteknikk» er koblet til Trafikkteknisk senter[9] ved NTNU, og kan grovt sett deles inn i fire grupper: Trafikkdata, trafikkavvikling, ITS (Intelligente transportsystemer og tjenester) eller andre trafikktekniske problemstillinger (knyttet opp mot for eksempel trafikantatferd, trafikksikkerhet, miljøkonsekvenser, prioritering av ulike trafikantgrupper, skilting, oppmerking, regulering). Trafikkdata-oppgaver kan for eksempel omhandle innsamling og bearbeiding av ulike typer trafikkdata, mens trafikkavvikling handler om bruk/videreutvikling av aktuelle metoder og modeller for ulike trafikale avviklingsvurderinger. ITS-relaterte oppgaver vil være knyttet til bruk av ny teknologi innen veg og transport, et område som er i stor utvikling med mange aktuelle oppgaver. De fleste oppgavene kan kobles inn mot Statens vegvesen eller andre samarbeidspartnere.

• Transportplanlegging

Transportplanlegging er et fagområde hvor vi studerer samspillet mellom trafikantene og transporttilbudet for finne gode og bærekraftige løsninger for framtiden. Derfor er kartlegging av de ulike trafikantenes preferanser og handlingsmønster i ulike sammenhenger viktig. Denne informasjonen, sammen med prognoser for andre utviklingstrekk i samfunnet, er grunnlaget for å kunne estimere hvordan tiltak med transporttilbudet vil kunne endre reisemønsteret innenfor et geografisk område.

• Trafikksikkerhet

Trafikksikkerhet er et tverrfaglig emne som handler om å minimere antall ulykker og skader. Dette kan gjøres både gjennom aktiv sikkerhet, som har som mål å redusere antall ulykker, og passiv sikkerhet (og redning) som tar sikte på å redusere konsekvensene av ulykker. Trafikksikringsløsninger kan fokusere på trafikkmiljø samt kjøretøy eller trafikant.

• Vegplanlegging

Vegplanlegging omfatter geometrisk utforming og prosjektering av veger og gater. Dette kan omfatte trase prosjektering og alternativ analyse, evaluering av nye veinormaler, og bruk og evaluering av infrastruktur. Fagområdet overlapper også med emner innenfor de fleste andre veg/transport fagområder, omfatter trafikksikkert, gang- og syketransport, og drift og vedlikehold, blant andre.

• Vegteknologi

Omfatter oppgaver relatert til vegbyggingsmaterialer med hovedfokus på asfalt og mekanisk stabiliserte materialer, tilstandskartlegging av eksisterende veg, og dimensjonering av forsterkningstiltak og nye veger. Også oppgaver innen teleegenskaper for vegbyggingsmaterialer kan komme inn under dette punktet.

• Drift og vedlikehold av veg

Drift og vedlikehold er et bredt fagfelt og omfatter «alt» som veieieren trenger å gjøre for å sikre god framkommelighet og trafikksikkerhet etter at anlegget har blitt åpnet for trafikk. Alt fra optimalisering av tunnelventilasjon, effektiv snørydding, grøntskjøtsel, salting, vegbanefriksjon eller overvåkning av skredfarlige områder kan være aktuelle tema for en fordypningsprosjekt/masteroppgaven.

• Jernbaneteknologi

De neste 10 årene vil det gjøres store investeringer i både utvikling av nye jernbanelinjer og opprettholdelse av det eksisterende nettverket i Norge. Gammel teknologi er under utfasing, og ny teknologi kommer på banen. Det er derfor mange interessante temaer å velge mellom innen jernbane, og noen av disse forskningstemaene er nevnt i heftet. De fleste av våre prosjekter er forskningsorientert i tett samarbeid med Jernbaneverket. Det er flere mulige oppgaver enn det som er nevnt her, så ta kontakt med aktuelle faglærere for mer informasjon.

• Drift og vedlikehold av jernbane

Se beskrivelse under «Jernbaneteknologi».

• Prosjektledelse

4.2 Trafikkteknikk

4.2.1 Reisetidsdata

Norge har lang erfaring med registrering av reisetid, og Statens Vegvesen har utviklet et system for registrering av reisetider som nå bygges ut i flere store byer (www.reisetider.no).  I Trondheim er systemet foreløpig etablert på E6 på strekningen Klett – Studentersamfunnet, og på deler av Omkjøringsveien. Systemet er basert på AutoPASS-brikker. Trafikkteknisk senter ved NTNU har for tiden flere registreringsenheter basert på blåtannteknologi som vi skal teste og sammenligne mot dagens AutoPASS teknologi. På strekningen Klett-Studentersamfunnet har vi derfor nå instrumentert med en rekke sensorer for registrering av reisetid. Vi har også mobile enheter som kan flyttes rundt. Blåtann gir nye utfordringer i metoder og algoritmene enn bruk av brikker, men blåtann er en langt billigere teknologi som vi ønsker mer kunnskap om.

Det er mange forskningsoppgaver innen dette temaet som egner seg som prosjekt- og masteroppgaver. Eksempler på problemstillinger er:

1. Reisetider i by med blandet trafikk (bil, buss, syklister, fotgjengere).

• Kan vi registrere reisetid for ulike grupper?
• Hvordan fungerer dagens algoritmer?
• Hvordan beregnes reisetid i ulike systemer?
• Hvordan blir reisetiden om 5, 10, 15 …60 minutter?
• Hvilken reisetid kan vi forvente i morgen, neste uke, neste måned?
• Hvordan bruke reisetider for bil og sykkel til trafikkinformasjon og i modeller
• Bruk av reisetidsteknologi for å vurdere og forbedre trafikkavviklingen og til trafikkstyring
  • Er det mulig å registrere punktdata med blåtann?
  • Hvilken kvalitet kan vi i tilfelle få?

1. Prediksjon av reisetid

1. Ulike anvendelser av teknologien

1. Vurdering av nye muligheter med blåtannteknologien

Stipendiat Erlend Aakre vil være en mulig bidragsyter på denne type oppgave.

4.2.2 Trafikkregistreringsutstyr

Statens Vegvesen har et omfattende system for registrering av trafikkdata langs vegnettet.  I Trondheim har Statens vegvesen etablert et større testområde for trafikkregistreringsutstyr.  Her finnes en rekke sensorer for registrering av parametere knyttet til vegtrafikk (kjøretøy, fotgjengere og syklister). Trafikkteknisk senter ved NTNU deltar aktivt i bruk av testområdet for uttesting ulike typer utstyr under ulike trafikk, vær og føreforhold. Det er ønskelig at studentene skal bidra med oppgaver som en del av forskningen innen dette området. Typisk vil en oppgave være å teste og vurdere en eller flere utstyrsenheter for å få en oversikt over styrker og svakheter ved de ulike teknologier og registreringsenheter. Oppgavene vil naturlig inneholde praktisk feltforsøk.

4.2.3 Elektronisk datainnsamling og personvern

Vi samler ofte inn trafikkdata i punkt langs vegen selv om vi ofte er interessert i streknings- og områdedata. Dette forutsetter ofte at vi kan identifisere og kjenne igjen kjøretøy. Det kan skape konflikt med personvern, men vi ønsker å arbeide videre med anonyme metoder for slike registreringer. Vi ønsker et system der bilene kan kommunisere med hverandre og utstyr langs vegen for å gjøre datainnsamlingen mer effektiv både med hensyn til kvalitet og kostnader.

4.2.4 Kontinuerlige reisetidsregistreringer med GPS

De fleste biler er i dag utstyrt med en GPS som kontinuerlig registrerer kjøretøyets plassering, hastighet etc. To av de største leverandørene av slike system (TomTom og Garmin) har utviklet løsninger der slike data fra enkeltkjøretøy blir sendt til en sentral database. Her har vi data for bevegelsene til svært mange kjøretøy, og det gir en unik mulighet til å analysere blant annet reisemønster, rutevalg, hastighet og reisetid.

Hensikten med en oppgave innen dette temaet kan være å få bedre kjennskap til kvaliteten på slike data og hvordan vi kan bruke dette sammen med andre trafikkdata. Samarbeid med leverandører og Statens vegvesen.

4.2.5 Weigh In Motion

Statens vegvesen har de siste årene etablert en del WIM-punkt (Weigh In Motion). Vektdata er etterspurt i forbindelse med effektive kontroll av tunge kjøretøy, nedbrytning/slitasje på vegnettet, aksellastrestriksjoner på bruer og trafikkstatistikk generelt. Utfordringen med WIM data er å få et system som sikrer kvalitet på data over tid. I dag vet vi at data er bra i perioden etter kalibrering av punktet, men vi ser samtidig at kvaliteten reduseres over tid. En utfordring er å finne hvilke faktorer som påvirker dette, og hvordan man skal legge opp et system for oppfølging og kalibrering skal WIM-punktene.

Trafikkteknisk senter ved NTNU deltar aktivt uttesting av WIM-punktene. Vi ønsker studenter som kan bidra med oppgaver som en del av forskningen. En typisk vil en oppgave være å følge opp et eller flere punkt over tid for å studere hvordan kvaliteten på data varierer over tid, forsøke å forklare hvilke faktorer som påvirker datakvaliteten og skissere et system for oppfølging av punktene. Oppgaven vil naturlig inneholde praktisk feltforsøk.

Vi har også et større prosjekt der vi ser på bruk av vektdata fra ATK-punkter (automatisk trafikk-kontroll). Her er det flere deloppgaver og problemstillinger som egner seg godt som prosjekt-/masteroppgaver.

4.2.6AIMSUN

AIMSUN er den mest brukte simuleringsmodellen for trafikk i Norge. Modellen benyttes både til modellering både på mikro- og meso-nivå. På samme måte som med SIDRA er det en rekke utfordringer med hensyn bruk av modellen for norske forhold. Det er behov for uttesting av delmodeller i modellen (for eksempel vikeplikt, prioritering, car-following, feltutnyttelse, feltskifte, fartsvalg etc.). I tillegg ønsker vi å benytte modellen på praktiske case og sammenligne med observert trafikkavvikling. Vi har god kontakt med utviklermiljøet i Spania og kan formidle denne kontakten ved behov.

4.2.7 SIDRA

I siste versjon av SIDRA er det mulig å modellere nettverk i tillegg til enkeltstående kryss.  Trafikkteknisk senter ved NTNU er norsk kontakt for modellen SIDRA, og vi ønsker å teste ut de nye mulighetene i modellen. Vi har god kontakt med utviklermiljøet i Australia.

En aktuell oppgave inn mot dette forskningstemaet vil kunne være teoretisk eller praktisk vinklet. For eksempel kan det være aktuelt å gjøre modellberegninger med ulike modeller og sammenligne disse. En annen vinkling kan være å modellere et område i SIDRA, og sammenligne modellberegninger mot virkelige observasjoner. Videre er det aktuelt å gjøre modellen enda mer tilpasset norske forhold med hensyn til standardverdier, kryssutforming osv. Det er også aktuelt å jobbe med tilfartskontroll i rundkjøringer, prioritering av ulike kjøretøygrupper osv. Her er det mange og spennende muligheter og utfordringer.

4.2.8 Andre modeller

Modellene vi bruker mest for å vurdere trafikkavvikling er SIDRA og AIMSUN. Men Trafikkteknisk senter har også anskaffet en del andre modeller for trafikkavvikling som vi ønsker å teste ut. Dette gjelder for eksempel:

• VISSIM og PARAMAICS for mikrosimulering
• TRANSYT for samkjøring av signalanlegg
• ARCADY/PICADY/OSCADY samt DANCAP og CAPCAL for enkeltkryss

Alle disse modellene er gode alternativer til SIDRA og AIMSUN. Vi ønsker å test ut disse modellene for å få bedre oversikt over virkemåte, bruksområde og praktisk bruk. Vi har kontakt med utviklermiljøene og kan skaffe nødvendig hjelp og dokumentasjon.

4.2.9 Veileder for mikrosimulering

Flere land har utviklet gode veiledere for hvordan en skal utføre prosjekter innen mikrosimulering. Foreløpig har vi ingen slik veileder i Norge selv om det er stor etterspørsel etter dette. En aktuell oppgave vil være å se på aktuelle veiledere fra andre land og teste ut en del problemstillinger som kan være grunnlag for en norsk veileder basert på AIMSUN.

4.2.10Kapasitet og avviklingskvalitet

Statens vegvesen sine tidligere håndbøker for Kapasitet og avvikling i kryss (HB127) og på strekning (HB 159) baserer seg i stor grad på utenlandske metoder (HCM, engelske og tyske metoder) som er tilpasset norske forhold. Trafikkteknisk senter ved NTNU arbeider med utvikling av metodene og vurderinger av hvordan nye metoder kan tilpasses norske forhold. Vi ønsker derfor oppgaver inn mot dette forskningstemaet. 

En typisk oppgave kan være å vurdere eksisterende og nye metoder opp mot praktiske case for å se hvor gode metodene er for ulike forhold.  En oppgave kan også være å vurdere utvalgte parametere i datagrunnlaget i noen av de nye metodene for å se hvordan dette ev. må tilpasses norsk forhold. Aktuelle metoder i andre nordiske land samt HCM kan være et fornuftig utgangspunkt for oppgaven.

4.2.11 Nye løsninger for venstresving i ulike krysstyper

Problemer med avvikling og sikkerhet i ulike krysstyper er ofte knyttet til venstresving. Når du skal svinge til venstre i et kryss har du liten prioritet og mange andre å ta hensyn til. Dette vil ofte føre til problemer både for avvikling og sikkerhet. Hensikten med denne oppgaven er å foreslå og modellere nye kryssløsninger der en gjør venstresvingen enklere. Oppgaven kan gjerne inkludere både vegutforming, trafikkavvikling, trafikksikkerhet og trafikantatferd. Målsettingen er å finne fram til nye løsninger som kan bli et viktig bidrag til norske vegnormaler.

4.2.12 Prioritering av kollektivtrafikk i ulike kryssløsninger

Det er stadig mer aktuelt å prioritere kollektivtrafikk i byer og tettsteder. Vi har lang erfaring med dette i signalregulerte kryss, men foreløpig er det gjort langt mindre i rundkjøringer og forkjørsregulerte kryss. Men det er et stort potensiale for å prioritere kollektivtrafikk også i disse krysstypene. Oppgaven kan gå ut på å vurdere ulike måter dette kan gjøres på, foreslå løsninger og modellere dette. Det kan også være aktuelt å gjøre praktiske forsøk. Stipendiat Erlend Aakre vil være en mulig bidragsyter på denne oppgaven.

4.2.13 Modellering av tunge kjøretøy i stigninger

Vi har utarbeidet en modell for tunge kjøretøy i stigninger og hvordan de påvirker avviklingskvalitet. Vi ønsker å videreutvikle disse modellene samt gjøre observasjoner av praktisk trafikkavvikling. Dette har stor betydning både for vegutforming og avviklingskvalitet.

4.2.14 Modellering av forbikjøringer

Vi har utarbeidet en regnearkmodell for forbikjøringer. Denne modellen ønsker vi å videreutvikle samt verifisere gjennom praktiske forsøk med instrumenterte biler. Dette har stor betydning for avviklingskvalitet både på to- og trefeltsveger med og uten midtdeler.

4.2.15 Flaskehalser i trafikken

I trafikken finnes det av ulike årsaker en rekke flaskehalser der det blir avviklingsproblemer. Noen av disse flaskehalsene er enkle å identifisere mens andre er lang mer kompliserte. Med utgangspunkt i eksempler fra Trondheim (for eksempel Omkjøringsvegen i Sluppenområdet) ønsker vi å modellere en del av disse flaskehalsene for å få bedre forståelse av hva som skjer og hvordan en kan påvirke dette. Oppgaven vil inneholde både litteraturstudier, modellering, trafikkteori samt praktiske observasjoner.

4.2.16 Trafikantatferd og trafikkavvikling

Vi har gjort flere forsøk som viser at påvirkning av trafikantatferd kan gi store gevinster for bedre trafikkavvikling. Hovedprinsippet er at trafikantene skal fokusere på samarbeid og effektivitet for alle i stedet for egoisme og kortsiktig gevinst for den enkelte. Dette kommer blant annet til syne gjennom fletting, konfliktløsning i kryss osv. Det er også aktuelt å blande inn ulike teknologiske løsninger for å gjøre det enklere å samarbeide. Viktige stikkord her er ITS-løsninger og kooperative systemer. Forsøkene som ble utført på Lånke våren 2016 kan være et av flere utgangspunkt for oppgaven.

4.2.17 Signalregulering

Vi har mange problemstillinger innen signalregulering med både praktiske og teoretiske tilnærminger. Vi har flere modeller du kan benytte og mange aktuelle case. Hvis du er interessert i signalregulering, så ta kontakt og vi skal finne fram til en god og interessant oppgave.

4.2.18Miljø og avviklingskvalitet

Det er stadig større fokus på miljø og utslipp fra transport. Vi har tilgang til flere modeller for å beregne miljøparametere og se på sammenhengen mellom miljø og avviklingskvalitet. Vi føler at det per i dag kanskje er litt for mye synsing og for lite fakta når det gjelder vurdering av miljøforhold. Derfor ønsker vi å se å gjøre mer objektive beregninger av miljøforhold og se på sammenhengen mellom miljø og avviklingskvalitet. Programsystemet SIDRA TRIP kan være et godt utgangspunkt, men vi har også mange andre relevante kilder.

4.2.19 Vegarbeid og effekt på trafikkavvikling

Vegarbeid er ofte en planlagt aktivitet som vi vet at kan ha en stor effekt på trafikkavviklingen (se også oppgaven om flaskehalser over). I Norge har vi kanskje ikke tilstrekkelig gode metoder og rutiner for å vurdere effekten på trafikkavvikling før vegarbeid igangsettes. Det er gjort en del på dette internasjonalt, og det finnes også en del metoder som kan benyttes. Oppgaven går ut på å lage/tilpasse metoder for norske forhold slik at vi kan få et operativt verktøy for de som skal godkjenne eller utføre slikt arbeid. Det bør gjøres en del registreringer for å se på trafikantatferd slik at en kan få en realistisk modell.

4.2.20 Intelligente transportsystemer og tjenester (ITS)

Det finnes mange oppgaver innenfor paraplyen ITS (Intelligente transportsystemer og tjenester). Blant annet fikk dere en oversikt over ulike problemstillinger på ITS-seminaret med Statens vegvesen, NTNU og SINTEF i vår. Hvis du ønsker å jobbe innenfor ITS, så ta kontakt og vi skal finne en spennende oppgave i samarbeid med Statens vegvesen og andre.

4.3 Transportplanlegging

4.3.1 E39-prosjektet

Det pågår en rekke PhD-løp og større og mindre forskningsprosjekter i samarbeid med E39-prosjektet som gjennomføres av Statens vegvesen. Prosjektet er i stor grad rettet inn mot forsknings og utviklingsprosjekter, og mange av prosjektene har selvsagt tema innen konstruksjoner av tunneler og bruer. Det er imidlertid også interesse for å utvikle nye løsninger og tilbud langs veien, noe elektronisk veg, løsninger for tungtrafikken, miljøberegninger i forbindelse med bygging, vedlikehold og i drift er eksempler på. Masteroppgaver innen E39-prosjektet kan gå i retning av virkningsberegninger, transportanalyser og endringer i arealbruk eller betingelser for næringslivet. I tillegg kan bruk av kortreiste materialer til vegbyggingen og isfrie dekker være aktuelle tema.

4.3.2 Usikkerhetsvurdering i samfunnsøkonomiske analyser i transportsektoren

Transportsektoren i Norge gjennomfører samfunnsøkonomiske analyser som tar utgangspunkt i og er avhengig av transportmodeller/transportanalyser. Til tross for at disse analysene fungerer som de skal og brukes til en viss grad i valg prosjekter, har de en del mangler som bør forbedres. En av disse manglene er håndtering og synliggjøring av usikkerheter som både samfunnsøkonomiske analyser og transportanalyser er beheftet med. Oppgaven går ut på å belyse og foreslå hvordan usikkerheter i samfunnsøkonomiske analyser og/eller transportmodeller/transportanalyser kan håndteres, slik at de kommer klart fram i dokumentasjon av analysene.

4.3.3 Anleggskostnader for vegbygging i Norge - Analyse av kostnadsutvikling over tid

Det hevdes i media at norsk vegbygging er dyrere enn andre sammenlignbare land, som for eksempel Sverige, som har mange lønnsomme prosjekter. Flere og flere norske vegprosjekter viser seg derimot ulønnsomme nettopp fordi anleggskostnadene ofte er større enn nyttebidraget av prosjektene slik at den neddiskonterte nettonytte er negativ. Man har med andre ord for dårlig kunnskap om kostnadsutviklingen ved vegutbygging i dag, og dette bør derfor undersøkes nærmere. En oppgave kan derfor gå på å sammenligne norske og svenske prosjekter ved å se på kostnadsestimatene.

4.3.4 Hvordan oppstår forslag til riksvegprosjekter i Nasjonal Transportplan?

Denne oppgaven handler om prioritering av riksvegprosjekter i Nasjonal transportplan (NTP). Det er betydelig nasjonal og internasjonal interesse for prioriteringsprosessen i Norge. Hovedgrunnen er at beslutningstakerne ikke ser ut til å legge nevneverdig vekt på resultatene fra nytte-kostnadsanalyser, til tross for at Vegvesenet bruker betydelige ressurser på å analysere samfunnsøkonomien i alle kandidatprosjektene.

Det mangler informasjon særlig om den tidligste fasen av prioriteringsprosessen. Oppgaven går ut på å finne ut mer om hvordan prosjektforslag oppstår lokalt i kommuner og fylker, og hvordan de bearbeides før de oversendes til de regionale vegkontorene. Det vil være nødvendig å intervjue dem som håndterer vegsaker i utvalgte kommuner og utvalgte fylkesvegkontorer. Kandidaten bør prøve å finne ut hvorfor bestemte prosjekter blir foreslått. Spiller samfunnsøkonomiske eller lokale økonomiske hensyn noen rolle? Spiller miljøhensyn og klimapolitikk noen rolle? Hva med vegkvalitet og tekniske forhold? Ser det ut til å være politiske årsaker til at prosjekter blir foreslått? Blir en del av forslagene først fremmet av private interesser? Hvilke hensyn og interesser har gjennomslag i praksis? Den tidlige fasen i utvelgelsesprosessen er viktig. Forskningen hittil tyder sterkt på at listene med prosjektforslag som blir sendt til Vegdirektoratet fra de fem regionskontorene, i stor grad er bestemmende for prioriteringen av riksvegprosjekter i NTP.

4.3.5 Luftkvalitet

Trafikk er en medvirkende årsak til dårlig byluft.  Sjefen for Helsedirektoratet har uttalt at opptil 1700 dødsfall i Norge årlig kan skyldes dårlig byluft. Er det hold i dette tallet som, om det stemmer, stiller vegtrafikkulykker helt i skyggen? Hva kan i så fall gjøres? Er det lokale forskjeller? Hvilke virkemidler har vi, og hva er effektene av disse?

4.3.6 Fotgjengere

Det er flere aktuelle temaer som for eksempel:

Registrering av fotgjengere

For motorisert trafikk er det utviklet systemer for systematiske tellinger/registreringer, og det er etablert variasjonskurver over døgn, uke og år for ulike type veger. Slike systemer og kurver er ikke etablert for fotgjengertrafikk. Hvordan kan og bør slike systemer utvikles? Hvordan kan man effektivt utnytte ny teknologi (f.eks. blåtann- og WiFi-teknologi) til å kartlegge fotgjengerstrømmer? Hvordan kan man nytte slike registreringer til å modellere fotgjengertrafikk og til å designe gode fotgjengerløsninger?

Infrastruktur for gående

Har kvaliteten på fotgjengerinfrastrukturen betydning for andelen som velger å gå?

Fotgjenger året rundt

Hvilke utfordringer møter fotgjengere under vinterforhold?  Hva oppleves som problempunkter? Hvordan kan man hente inn informasjon om og kartlegge problempunktene? Hvordan kan man utvikle systemer for tilbakemelding fra fotgjengere? Hvordan kan denne kunnskapen implementeres i vedlikeholdskontrakter?

Gange som aktiv transport

Da Statens vegvesen i 2015 oppsummerte kampanjer for aktiv transport, viste de aller fleste seg å handle om sykling. Hva er kunnskapen om hvordan man motiverer folk til å gå og hvordan kan mobilitetspåvirkning gjennomføres?

4.3.7 Sykkeltrafikk

Det er flere aktuelle oppgaver innen temaet «sykkeltrafikk» som for eksempel:

• Kartlegging av hastighetsprofiler langs utvalgte ruter
• Konkurranseflaten buss/sykkel, reisetidens betydning
• Betydningen av sykkeltraseenes kvalitet
• Kapasitet og avviklingskvalitet på traseer med stor sykkeltrafikk

Sykling i ruspåvirket tilstand

Folk ser ut til å ha helt forskjellig terskel for å sykle med alkohol (eller andre rusmidler) innabords sammenlignet med å sette seg inn i bil etter at de har drukket. Hva er begrunnelsen for dette og hva er konsekvensene? Politiet slår heller sjelden ned på fyllasyklingen. Hva er begrunnelsen for denne praksisen og holder argumentene?

Effekter av sykkelsatsing

Gjennom Miljøpakken i Trondheim satses det stort på sykkel.  Hva er effektene av en slik satsing?  Innen dette tema finnes det mange ulike problemstillinger, alt fra å studere effektene av enkelte detaljerte løsninger, til å se på det store overordnede bildet.

Sykkelekspressveger

Det planlegges og bygges nå sykkelekspressveger både i Trondheim og i andre norske byer. Bidrar sykkelekspressvegene til økte sykkelandeler? Hvem benytter sykkelekspressvegene? Har sykkelekspressvegene hastighetsprofiler som skiller seg fra andre sykkeltraseer?

Syklistens trygghetsfølelse

Hva påvirker syklistens opplevelse av trygghet, og hvordan er dette forskjellig for ulike (grupper av) syklister? Hvor viktig er erfaring og vane for opplevd trygghet? Dette kan eksempelvis belyses gjennom å undersøke opplevd trygghet i forskjellige typer sykkelanlegg, evt. for både brukere og de som unngår anleggene (som sykkelfelt, sykkelveg med fortau, gang- og sykkelveg, fortau, blandet trafikk, dvs. sammen med biltrafikken).

Datainnsamling kan inkludere litteraturstudier, case-studier, intervju, kartlegging mv.

Interaksjon mellom busser og syklister

Busser og syklister deler ofte samme kjørebane, noe som syklistene kan oppleve som ubehagelig og kanskje utrygt. Dette er et tema for en pågående PhD-forskning for å få en bedre forståelse av interaksjonene mellom disse to trafikantgruppene. Oppgaven vil inkludere et studie av dagens situasjon (enkel ulykkesanalyse, observasjonsstudier, og infrastruktur analyse), utvikle ideer til løsning basert på et litteraturstudium, og foreslå en detaljert løsning for et gitt case ut fra målsettingen om å øke syklister sikkerhet og komfort.

Helårssyklisten

Vintersykling er nødvendig dersom nullvekstmålet fra NTP skal kunne bli en realitet. Været er sannsynligvis en viktig faktor for om folk velger å sykle eller ikke, men infrastrukturen for syklister, brøyting og generell tilrettelegging er nok også viktig. Hva er det som slår ut og hva skal til for at folk skal sette seg på sykkelen vinterstid? Hva er det som avgjør når de avslutter sommersesongen og tar fram sykkelen igjen om våren – temperatur, vær, føre, kosting av sykkelinfrastruktur eller noe helt annet? Hvor stort er potensialet for helårssyklister og hva skal til for at de skal bli det?

Rutetrase

Hvor viktig er sammenhengende rutetraseer og –nett for syklistene? Hvor viktig er det at utformingen er enhetlig? For hvilke syklister er det viktig/uviktig? Hvilke eksempler finnes det i Norge på sammenhengende traseer? Datainnsamling kan bestå av litteraturstudier, kartlegging, case-studier, intervju mv.

El-sykkel

El-sykling har tatt helt av, og kan muligens være et alternativ til både sykkel og bil. Vi vet imidlertid foreløpig lite om profilen til dem som velger el-sykkel, om hvordan el-sykkelen benyttes og om hvordan el-syklistene benytter sykkelinfrastrukturen. Oppgaver om el-sykling kan ta mange forskjellige retninger; reisevaneundersøkelse, registreringer, eksperimenter, og viktige spørsmål kan være: Hva vet vi om el-sykler som transportmiddel? Hvem bruker el-sykler? Hvilke formål benyttes den til? Hvordan skiller fartsprofilene for el-sykler seg fra profilene for vanlige sykler? Oppleves konflikter mellom el-syklister og fotgjengere, og mellom el-syklister og vanlige syklister? Hva vet vi om ulykkessituasjonen for el-sykler?

Feriesykling

Sykkel er også blitt mer og mer populært som aktivitet blant annet i ferier. Hvem har ikke hørt om, eller misunt, noen som har syklet i Frankrike mellom vinslott? Dette er pr i dag ikke noe godt utbygd tilbud i Norge, men det kunne jo blitt det. Oppgaven kunne sett på hvor populært et slikt tilbud kunne vært og hvilke investeringskostnader og nyttekomponenter det kunne ført til.

4.3.8 Universell utforming

Det er flere aktuelle vinklinger på dette tema, og noen forslag er skissert under:

Universell utforming i Shared space-områder

Flere gater og kryss har blitt utformet etter Shared space-prinsippene, der redusert hastighet på biltrafikken har gitt økt trafikksikkerhet og et triveligere bymiljø. Trafikantene skal «lese» trafikantbildet og ta hensyn til hverandre, fremfor å lese skilt og stoppe på rødt lys, noe som har gitt fotgjengere friere bevegelsesmønstre og mulighet for opphold. Men hvordan fungerer og oppleves slike areal for de ulike brukergruppene som for eksempel syns- og bevegelseshemmede? Hvilke fysiske løsninger fungerer, og er det noen løsninger som ikke fungerer? Det er behov for å kartlegge utfordringene og foreslå fysiske løsninger som kan brukes av alle brukergrupper.

Sanntidsinformasjon om ledig plass

Det er behov for informasjon i sanntid om det er ledig rullestolplass på neste avgang med buss/trikk/tog og hvor det er ledige parkeringsplasser reservert for forflytningshemmede. Det siste viser seg spesielt viktig for de som har mange møter i forbindelse med jobb. Hva er tekniske muligheter for å identifisere ledig/ikke ledig og hvordan kan dette enkelt presenteres for brukerne? Hva er de organisatoriske og tekniske mulighetene for å kunne reservere plass?

Universell utforming i reisekjeder: Hvordan kartlegge fergesamband og hva er godt nok?

Statens vegvesen har krav til universell utforming for fergene som skal trafikkere riksvegsamband, men fergeleiene er «eksisterende anlegg» utformet etter den tids utformingskrav. Hva bør inngå i en kartlegging av fergeleier og ferger, hvilke publikumsfasiliteter og omgivelser inngår? Hvordan beskrive grad av universell utforming? Hva er godt nok for eksisterende anlegg? Evt. kan man gå videre og beskrive tiltaksplan for riksvegfergeanlegg/fergesamband i et geografisk område, med tilhørende kostnadsoverslag.

System for UU- inspeksjon av veianlegg og avdekking av enkelt avhjulpne hindre

Statens vegvesens håndbøker beskriver sykkelveiinspeksjoner og trafikksikkerhets-inspeksjoner. Håndboka om universell utforming har også sjekklister som kan benyttes for inspeksjon om temaet. Hvordan kan et opplegg for inspeksjon av universell utforming legges opp, hvordan bør instruksjon og veiledning utformes og hva lærer man av inspeksjonen?

4.3.9 Ferie- og fritidsreiser

Mye av fokus knyttet til bærekraftig mobilitet retter seg mot våre daglige reiser. Men lengre ferie- og fritidsreiser utgjør også en bærekraftsutfordring. I dette prosjektet studeres reisevaner og holdninger knyttet til denne type reiser, samt virkemidler for økt bærekraft.

4.3.10 Bildelingsordninger

Hvordan er utviklingen av bildelingsordninger i Norge (og verden)? Hvem benytter slike ordninger? I hvor stor grad påvirkes reisevanene? Hvilken betydning har bildelingsordninger for bærekraftig mobilitet?

4.3.11 Park-and-ride systemer

Hva kjennetegner vellykkede park-and-ride systemer? Hvilke erfaringer har vi fra Norge med slike systemer? Hvilken betydning har park-and-ride systemer for bærekraftig mobilitet? Hvordan bør slike systemer utformes i fremtida?

4.3.12 Selvkjørende biler kommer

- Gjør de det? Ønsker vi å slippe taket i rattet?

- Hvordan vil vår daglige ferdsel påvirkes? Vil selvkjørende biler gi mer bærekraftig mobilitet?

- Hvordan påvirkes transportinfrastrukturen i byer? Vil det frigjøres areal til andre transportgrupper, eller vil det kreve mer areal? Hvordan bør vi planlegge for fremtiden?

4.3.13Nye metoder for gjennomføring av reisevaneundersøkelser

Den siste nasjonale reisevaneundersøkelsen hadde en gjennomsnittlig intervjutid på 22 minutter og den laveste svarprosenten hittil. Metodene som er benyttet må derfor revurderes. Oppgaven vil delvis kunne bygge på et prosjekt som er i gang der blant annet en masterstudent nå i vår bruker mobilen til å samle inn reisevanedata med flere ulike metoder.

4.3.14 Studenters/unges reisevaner

Tidligere var det en utfordring å få et stort nok utvalg av studenter i reisevaneundersøkelser i og med at de normalt har bostedsadresse et annet sted enn de faktisk bor. Reisevaneundersøkelser blant studenter har derfor blitt gjennomført i tillegg til reisevaneundersøkelser generelt i befolkningen. En masteroppgave innen reisevaner for studenter kan for eksempel fokusere på bostedsvalg, tilgang på reisemidler eller førerkort, reisemønster eller tidsverdier i ulike sammenhenger. En annen vinkling kan være å utvikle en transportmodell for studentreiser. Det at flere unge velger å ikke skaffe seg førerkort er en relativt ny trend og en mulig masteroppgave kan gå på kartlegging av årsaker til dette.

4.3.15«Flaut de gangene jeg kjører til jobb»

Sitatet over er en fersk overskrift fra Adressa. Hva er det som skjer? Har eie og bruk av bil gått fra å være et statussymbol til å bli noe man skammer seg over? Hvem er det i så fall som skammer seg over å velge bil, alle eller enkelte grupper? Og gjelder det for alle typer reisehensikter, eller kun enkelte? Hvordan kan en slik utvikling forklares, og kan transportplanleggere nyttiggjøre kunnskap om eventuelle forklaringsmekanismer i sitt arbeid med å legge til rette for et mer bærekraftig transportsystem?

4.3.16 Turproduksjonstall

For mange typer virksomheter foreligger det ikke gode norske turproduksjonstall. Slike grunnlagsdata er svært etterspurte i forbindelse med trafikkberegninger.  Oppgaven vil gå ut på å samle inn og systematisere turproduksjonsdata knyttet til en gitt virksomhet som f.eks. skole, sykehus, legesenter, etc.

4.3.17 Turproduksjon av vogntog fra anleggsområder

Anleggsområder generere trafikk i form av vogntog i løpet av byggeperioden som påvirker tilstøtende veger og trafikanter i nærheten. Ofte er ikke vegnettet rundt slike områder utformet for å ta slike midlertidige vogntog-volumer, noe som forårsaker sikkerhet- og fremkommelighetsproblemer. En bedre forståelse av vogntog-volumer og mønstrene som genereres fra anleggsområdet, vil gi et bedre grunnlag for å bedre de midlertidige tiltakene rundt slike områder. Dette prosjektet kan se på hvordan transportmodellen kan forbedres med tanke på slike kjøretøy og/eller vurderer virkningen og potensial tiltak for å redusere virkningen av økt vogntogvolumer nær anleggsområder.

4.3.18 Omfang og turmønster gjennomført av lett næringstransport

I reisevaneundersøkelser og i transportmodellene inngår tjenestereiser som en egen reisehensikt. Turer gjennomført av håndverkere skal sånn sett være representert i analyseapparatet, men de er sannsynligvis sterkt underrepresentert. Det ble gjennomført en korttidsregistrering av grønn-skiltede biler i 2013 som del av en prosjektoppgave og denne tyder på det. Det er to hovedaktiviteter som kan gjøres for å kartlegge omfanget av håndverkerturer utført med lette biler. Det ene er intervju med håndverkere og det andre er innsamling og analyse av data fra elektronisk kjøredagbok. Prosjektoppgaven kan gjerne gjennomføres av flere studenter i samarbeid. Alternativt kan man tenke seg en start i prosjektoppgaven og en videreføring i masteroppgaven med mer fokus på å tallfeste hva som mangler i transportmodellene.

4.3.19Etterprøving av treffsikkerheten av transportmodeller på utbygde vegprosjekter

Etterprøving av treffsikkerheten av transportmodeller er et område som er mye diskutert men lite testet.  En slik etterprøving vil kunne bidra til å forbedre modellene som er i bruk samt til mer opplyst beslutningsgrunnlag. Oppgaven går ut på å etterprøve resultater av transportmodeller på et titalls gjennomførte prosjekter målt opp mot faktisk trafikktellinger og fordeling.

4.3.20 Kollektivdata

I forbindelse med elektronisk billettering som er innført i kollektivbransjen samles det inn en rekke data om reisemønsteret og bakgrunnsvariabler om de reisende og om transporttilbudet. Dette er data som kan benyttes i mange ulike sammenhenger framover. Transportmodellen RTM beskriver kollektivtilbudet på en svært forenklet måte i dagens utgave. Dette har vært begrunnet i mangel på data til modelloppbyggingen og til kalibreringen av modellen. Mer detaljert beskrivelse av kollektivtilbudet kan også bidra til økt beregningstid, slik at modellen kan heller ikke endre oppbyggingen uten at det er en god faglig begrunnelse for det. Oppgaver innen bruk av kollektivdata kan fokusere på det analytiske behovet for detaljert beskrivelse av tilbudet, en oversikt over data og kvaliteten på dem, en mer detaljert beskrivelse av kollektivtrafikantene, hvem de er, hvilke behov de har etc., eller en beskrivelse av kollektivtilbudet, med punktlighet, fyllingsgrad på bussene, hastighetsnivå etc.

4.3.21 Trengsel på kollektivtransport

Den forventede og ønskede økningen i antall kollektivtrafikanter kommer til å gi trengsel i perioder om bord i de kollektive transporttilbudene. For kollektivselskapene gjelder det da å tilby en optimal kapasitet. For å utarbeide strategier trenger vi mer kunnskap om trengsel og hvordan trengsel påvirker trafikantene. En masteroppgave gjennomført våren 2016 har startet med registrering av trengsel og andel stående om bord i busser. Prosjektet er også en videreføring av et prosjekt om trengsel på tog[10] og en masteroppgave om modellering av trengsel ombord i tog.

Det videre arbeidet kan være å se på passasjerenes strategier og valg ut fra variasjon i trengselsnivåer. En metode kunne være eksperimenter med potensielle passasjerer i heis eller i en buss. Vil de velge å stå tett eller velge å vente på neste heis/buss? Alternativt eller som et supplement kunne man tenke seg en intervjuundersøkelse for å avdekke preferansene til passasjerene. Andre stikkord er kapasitetsanalyse, passasjertellinger, passasjerstatistikk og reisevaneundersøkelser.

4.3.22 STRATMOD

Regionale Forskningsfond for hovedstaden har støttet et pågående forskningsprosjekt, ledet av Urbanet Analyse, hvor NTNU er med som partner. Prosjektet benytter ulike intervjuundersøkelser og andre utvalgte datakilder til å utvikle en transportmodell for byområder og da spesielt rettet inn mot ulike typer kollektivtiltak. Modellen bygger på resultater fra RTM og lokale tidsverdistudier. Det er utarbeidet noen få transportmodeller etter prinsippene fra STRATMOD både i Norge og Sverige. En potensiell masteroppgave innen prosjektet ville kunne være å utvikle en transportmodell etter prinsipper fra STRATMOD for et byområde eller å evaluere analyser hvor denne transportmodellen er benyttet.

4.3.23 BYTRANS

Norges Forskningsråd har finansiert et omfattende forskningsprosjekt, BYTRANS, ledet av TØI med NTNU som partner. Prosjektet bygger i stor grad på KAPAS; et forskningsprosjekt der TØI har samlet inn et omfattende datasett, inklusive trafikktellinger, ulike typer registreringer og gjennomført intervju i forbindelse med stenginger av trafikktunneler i Oslo. Tunnelstengningene gir en unik sjanse til å studere korttidsendringer i transportmønsteret når transporttilbudet endrer seg radikalt over en periode[11]. NTNUs rolle i prosjektet er å studere sammenhengen og forskjellene mellom reelle, observerte endringer og det vi kan simulere i en trafikkavviklingsmodell eller en transportmodell. Herunder er det en rekke oppgaver knyttet til analyser av datagrunnlaget som er samlet inn sammenlignet med data og simuleringsresultater fra modellverktøy. Det vil kunne gi mer kunnskap om hva man kan forvente av endringer i reisemønsteret som følge av infrastrukturtiltak, noe som gir et godt utgangspunkt for forbedringer i modellverktøyene vi benytter.

4.4 Trafikksikkerhet

4.4.1 Sammenheng mellom ulykker og spor i asfalt

Undersøke sammenhengen mellom ulykker og spor i asfalt. Analyse av ulykkesregister og sporstatistikk. Oppgaven vil utføres i samarbeid med Vegdirektoratet.

4.4.2 Har estetikk betydning?

Har estetiske kvaliteter ved veger og deres omgivelser betydning for trafikantatferd og trafikksikkerhet?

4.4.3 Valg av fart

I tilknytning til et doktorgradsarbeid knyttet til fartspersepsjon og fartsvalg er det ønskelig å få gjennomført en studie av fartsvalg i tunneler.
Også andre problemstillinger knyttet mot fartspersepsjon og fartsvalg er aktuelle.

4.4.4 Fotgjengere med lyd på øret

Mange fotgjengere går rundt med ørepropper eller hodetelefoner og hører på musikk, lydbøker, radio eller lignende. Påvirkes atferden som fotgjengere i trafikken av dette, og har dette betydning for trafikksikkerheten?

4.4.5 Mannfolk i trafikken

Mens mye av fokuset i trafikksikkerhetsarbeidet tidligere har vært rettet mot unge førere på grunn av deres overrepresentasjon i ulykkesstatistikken, er det nå kanskje på tide å vende blikket mot en annen trafikantgruppe? I 2016 utgjorde voksne menn bortimot 90% av de som ble drept i trafikken. Hvordan kan denne utviklingen forklares? Hva kjennetegner ulykker der voksne menn er involvert? Hvordan kan man best forebygge slike ulykker?

4.4.6 Konflikter mellom gående og syklister

Det blir stadig flere som sykler, og ny infrastruktur for syklister etableres.  En av utfordringene i by er å tilrettelegge for ulike trafikantgrupper på begrenset areal. Til tross for at nye anlegg separerer syklister fra fotgjengere vil det fremdeles være punkter hvor det kan oppstå konflikter mellom fotgjengere og syklister, som f.eks. der fotgjengere må krysse sykkelveger.   Oppgaven kan belyse typiske konfliktpunkt (steder, utforming), typiske konflikter, konsekvenser, og hvordan utforming kan bidra til å redusere konflikter.  Analyse av inntrufne ulykker mellom gående og syklister kan inngå.

4.4.7 Trafikksikkerhet og drift/vedlikehold for fotgjengere og syklister

Den vanligste årsaken til alvorlig skade på fotgjengere og syklister i trafikkulykker, er eneulykker, og mangel på drift/vedlikehold er en vanlig bidragsyter. Denne oppgaven har som mål å se på hvordan ulike driftsstrategier i kombinasjon med hvordan fotgjengere/syklister beveger seg i vinterforhold (fortau, gang- /sykkelsti, på vei) påvirker sikkerheten.

4.4.8 Trafikksikkerhet og vær

Antall ulykker, og type ulykker, varierer med været. Mest uttalt er vinterforhold, men også andre typer vær forandrer ulykkesbildet. Denne oppgaven tar sikte på å studere hvordan ulykkesbildet forandres, både gjennom litteraturstudier og empiriske studier. Oppgaven kan også inkluderes analyser av hvordan dette kan påvirke behovet for ulike driftstiltak og trafikkstyring.

4.4.7 Eneulykker for syklister og/eller fotgjenger

Den vanligste årsaken til alvorlig skade på fotgjenger og syklister i trafikk er eneulykker. Dette er ett nytt felt tema der det finnes lite kunnskap og tiltak seden tidligere. Oppgaven kan fokuseres på problemeanalyse, tiltak eller (mest sannsynlig) en kombinasjon av disse.

4.4.8 Ulykker og veggeometri

Veg- og gategeometri har sterk kobling til ulykkesfrekvens og skadekostnad. Innenfor dette tema må det avgrenses til enten spesifikke typer av løsninger, variabler og/eller ulykkestyper.

4.5 Vegplanlegging

4.5.1 Videreutvikling og bruk av energiestimeringverktøy for vegtraseer

Vi har utviklet et verktøy som estimerer energibehovet ved kjøring langs en vegtrase. Dette verktøyet kan videreutvikles og brukes på flere forskjellige måter. To forslag er gjengitt:

• Vindeffekt: Værforholdene vurderes for tiden ikke i verktøyet. Oppgaven vil inkludere implementering av en modell som legger til effekten av vinden i energiberegning og evaluering av effekten og energibehovet.

• Regenerative bremser: Oppgaven vil omfatte å implementere en regenerativ bremsemodell og vurdere hvor mye energi det er mulig å spare med denne teknologien, basert på ett eller flere case-studier.

4.5.2 Analyse av kjøretøyparken i Norge

Nåværende kjøretøybaserte parametre er basert på kjøretøyparken fra 1950- og 60-tallet. Denne oppgaven vil inkludere bestemmelse av 85% og 95% -fraktil av parametre som hjulavstand, sporingstillegg, overheng og kjøretøybredde, I tillegg til akselerasjon og retardasjon. Disse parametrene blir da brukt ved beregning av andre parametre som brukes i  geometrisk vegdimensjonering. Hvor sensitive er disse parametrene ved ulike verdier av kjøretøybaserte parametre?

4.5.3 Behandling av risiko innen vegutforming

Fartstillegg, fartsprofiltillegg, og friksjonfaktorer blir brukt til å adressere risiko, og det legges sikkerhetsfaktorer til disse parametrene innenfor vegutforming. Hvordan samsvarer metodene som brukes i Norge med tilsvarende metoder i andre land? For eksempel, bruk av fartsgrense, fartstillegg og fartsprofiltillegg (i Norge) sammenlignet med “design speed” og 85%-fraktil av fart (i andre land). Hva er konsekvenser av at vi i Norge bruker fartstillegg og fartsprofiltillegg istedenfor design speed og 85-fraktil av fart. Gir det det samme eller et annet utslag? I tillegg, sammenligning mellom aktuelle friksjonsrapporter fra utlandet og resultater som har blitt oppnådd og lagt til grunn for revisjonen av N100 i Norge i 2017. Dette inkluderer både bremsefriksjon, sidefriksjon, og totalfriksjon.

4.5.4 Overhøyde

Gittat vi anvender andre friksjonsparametre i ny N100 utgave fra 2017, bruker vi nå riktige overhøydeverdier for minste kurveradier og kurveradier som er større enn minste? Er det den samme formel som brukes i andre land for beregning av minste horisontalkurveradius? I hvilken grad påvirker sidefriksjonsparameteren minste horisontalkurveradius?

4.5.5 Klotoideparameter

Kravene til kjøredynamikk, kurvelengde, estetikk (kuttet i forrige utgave av V120) er erstattet av kun minimumskrav til klotoideparameter. I andre land er det krav til: kjøredynamikk, kurvelengde, estetikk, geometri, minimum avstand mellom kurven og tangent til kurven, breddeutvidelse i kurven, forhold mellom klotoidelengde og kurvelengde. Det er både minimums- og maksimumskrav. Hva er konsekvens av at vi bruker kun et minimumskrav?

4.5.6 Vegplanlegging for 2050

Ny teknologi åpner opp for en innføring av autonome kjøretøy i våre transportsystemer som en mulighet for fremtiden. Utformingen av veger vil påvirkes av ny teknologi. Dette er foreløpig ikke tatt inn i vegnormalene. Det bør innarbeides raskest mulig ellers vil vi overinvestere i framtidig veginfrastruktur. Denne oppgaven vil bli videreutvikles i samarbeid med Vegdirektoratet.

4.6 Vegteknologi

4.6.1 Densitet av asfalt

Det finnes mange ulike metoder for å beregne og måle densitet av asfalt. Problemet er i første rekke knyttet opp til bestemmelse av volumet, og felles for de fleste metodene er måling i luft og vann, men spesielt for åpne masser kan dette gi feilaktige resultater. I denne oppgaven skal en se på ulike definisjoner av densitet, utføre sensitivitetsanalyser for noen viktige parametere, vurdere usikkerheter og metodikker for densitet (kan 3D-scan være aktuelt?), og ulike metoder for tillaging av asfaltprøver og hvilken forskjell dette utgjør for densiteten. Stipendiat Andreas Kjosavik kan være en mulig bidragsyter.

4.6.2 Masterkurve for bindemiddelstivhet

I USA er en i ferd med å ta i bruk masterkurver for å vurdere asfaltmaterialers stivhet, der en kombinerer temperaturen og frekvensen sin effekt på stivheten for bindemiddelet i én kurve, ved at temperaturen blir omgjort til en redusert frekvens. Denne omformingen kan gjøres på mange måter, og én variant av oppgaven er å se på ulike metoder for dette (i første rekke en modelleringsoppgave, kanskje i første rekke aktuelt for en prosjektoppgave). En annen variant kan være å utføre målinger (DSR/BBR) på «norske» bindemidler med og/eller uten PMB, og utvikle/sammenligne slike kurver for forskjellige bindemidler; denne siste kan også være en fortsettelse av en forutgående prosjektoppgave over i en masteroppgave. Stipendiat Andreas Kjosavik kan være en mulig bidragsyter.

4.6.3 Wheel-track –testing av asfalt

I Håndbok N200 er et funksjonskrav til asfalt knyttet til sporutvikling basert på testing på borprøver fra veg mellom 8 og 30 dager etter utlegging. I denne oppgaven skal en undersøke dette kravet opp mot tilsvarende målinger på laboratorietillagede prøver, og se på ulike parametere sin innvirkning på det en måler i laboratoriet. Stipendiat Andreas Kjosavik kan være en mulig bidragsyter.

4.6.4 Proporsjonering av Drensasfalt

Drensasfalt er en dekketype med stort hulrom, gjerne 20 % og mer, der hovedhensikten er å drenere vann gjennom dekket og ned i et åpent pukkbærelag. Den eneste metoden en bruker for å proporsjonere slike dekker er basert på Cantabro, der en tromler dekkeprøver i en Los Angeles-maskin og måler massetap. I denne oppgaven skal en vurdere andre metoder for proporsjonering av drensasfalt, og eventuelt sammenligne resultatene med Cantabro-testen. Stipendiat Andreas Kjosavik kan være en mulig bidragsyter.

4.6.5 Permeabilitet for Drensasfalt

Drensasfalt er utviklet i første rekke for å drenere vann gjennom dekket. I noen tilfeller er en også (eller heller) interessert i å drenere vannet horisontalt i dekket. I denne oppgaven skal en se på muligheten for, evt. måle, slik drenering, og vurdere horisontal permeabilitet mot vertikal permeabilitet. Det er også et spørsmål om slike målinger kan inngå i proporsjoneringen av slike dekker, jfr. oppgaven over. Stipendiat Andreas Kjosavik kan være en mulig bidragsyter.

4.6.6 «Raud asfalt»

I sykkelfelta i Trondheim er det lagt raudbrun asfalt for å skile dei tydelegare frå den delen av køyrebana som er sett av til biltrafikk. Dett er oppnått ved bruk av raudleg steinmateriale og farga bindemiddel, der fargen i første rekke kjem frå jernoksid. Det har i midlertid vist seg vanskeleg å oppretthalde raudfargen over tid. Er dette berre eit reinhalds/vedlikehalds -problem, eller må det til spesiell proporsjonering av asfalten? Ein kan tenke seg å gjennomføre analyser av eksisterande dekke for å studere problematikken og/eller å gjennomføre proporsjonering og måling av motstand mot utvalde nedbrytande effektar for å få eit dekke som kan oppretthalde fargen over fleire sesongar samtidig som dei asfalttekniske forholda vert ivaretatt.

4.6.7 Finstoffinnhald i mekanisk stabiliserte materiale

Statens vegvesen har i Hb018/N200 stadig endra kravet til finstoffinnhald i mekanisk stabilisert materiale for bruk i forsterkingslag og berelag. Grensa for å unngå vassfølsame materiale har blitt endra frå 9 % < 75 μm (av materiale < 19 mm) i 1992- og 1999- utgåvene via 8 % < 63 μm (av materiale < 20 mm i 2005-utgåva og av materiale < 22,4 mm i 2011-utgåva) til noverande verdi på 7 % < 63 μm (av materiale < 22,4 mm i 2014-utgåva). Avhengig av kornkurve kan dette vere både innskjerping og lemping av kravet, men i alle fall er det ei innskjerping mellom dei to siste utgåvene. Samtidig har bruken av uknuste materiale blitt innskjerpa, og slike materiale er omtrent ikkje lenger tillat brukt i berelag. Knusing av stein og fjell vil uvilkårleg medføre produksjon av finstoff, og for å unngå at dette blir del av det ferdige produktet må det knuste steinmaterialet vaskast, noko som vil gjere materialproduksjonen dyrare. Samtidig er %-delen materiale < 22,4 mm ein liten del av totalen, slik at %-delen < 63 μm rekna av totalen vert svært liten dersom krava til vassfølsamheit skal overhaldast. Det vert difor stadig vanskelegare å halde seg innanfor krava, med større grad av konfliktar  mellom entreprenør og byggherre som følgje. Det kan difor vere grunn til å gå desse krava nøyare etter i saumane. Er det verkeleg nødvendig å ha så rigide krav til finstoffinnhald når materiala elles er opne og drenerande? I denne oppgåva legg ein opp til å m.a. undersøke permeabiliteten til ulike materiale og med ulike finstoffinnhald for å sjekke om det kan vere grunn for å justere dei rigide krava til finstoffinnhald som no ligg inne i Vegbyggings-normalen.

4.6.8Miljømessige konsekvenser av redusert nominell steinstørrelse i Ab- og Ska-masser

Det ble i 2005 lagt en rekke forsøksstrekninger med ulike varianter av Ab- og Ska-masser. Tilstandsutviklingen på disse dekkene følges nøye og det vil etter hvert foreligge mye måledata som danner et godt grunnlag for å kunne si noe om miljømessige konsekvenser. Vi tenker her spesielt på støv- og støyproblematikk, men økonomiske konsekvenser som følge av variasjon i dekkelevetid er også interessant med i et helhetlig miljøregnskap for ulike dekketyper. Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Vegdirektoratet.

4.6.9 Blandingsprodukt i vegbygging for utnyttelse av ressurser fullt ut

Det stilles krav til godkjent Los Angeles- og micro-Deval-verdi for anvendelse av materialer som forsterknings- og bærelag. Det stilles ikke krav til at det er en ren bergart, bare det er en deklarert vare. Dersom man har tilgang på bergarter med to ulike materialkvaliteter, vil det være mulig å kombinere de for å optimalisere bruken av ressursene hvis den ene innehar akseptable Los Angeles-verdier og den andre tilsvarende for micro-Deval? Ved å kombinere to ulike materialtyper med ulike blandingsforhold ønskes å oppnå optimalt produkt for maksimal utnyttelse av begge ressursene framfor at all masse kun kan anvendes som fyllmasse. Det skal utføres Los Angeles og micro-deval for eksempelvis 5 ulike blandingsforhold. Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Region Midt og Vegdirektoratet.

4.6.10 Billedanalyse for hurtig bestemmelse av korngradering for grovkornige materialer

Det jobbes med utarbeidelse av norsk standard for materialer med øvre kornstørrelse større enn 90 mm.  Standarden vil supplere de europeiske standardene, som omfatter materiale med kornstørrelser mindre enn 90 mm. Forsterkningslagsmasser vil i mange prosjekter gå utover 90 mm, og materialet må dokumenteres på ulike egenskaper før anvendelse, deriblant kornstørrelsesfordeling. Det er lite hensiktsmessig å ta med store prøvemengder inn i laboratoriet, og utstyret er heller ikke tilpasset de største kornstørrelsene. I Sverige benyttes det billedanalyse for rask kornstørrelses-bestemmelse i produksjonskontroll.  For å innlemme billedanalyse i den nye norske standarden, behøves erfaringsdata.

Oppgaven vil gå ut på å ta bilder av ulike produksjonshauger og ferdig komprimerte masser på veg, som igjen tas med inn i laboratoriet for analyse og sammenligning med billedanalysen. På grunnlag av resultatene vil man kunne bestemme om metoden er «god nok» for dokumentasjon av grovkornige masser. Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Region Midt og Vegdirektoratet.

4.6.11 Sammenheng mellom mekanisk styrke og abrasiv slitasje for Los Angelesmetoden og micro-Deval-metoden for ulike testfraksjoner

Per i dag stilles det krav til Los Angeles og micro-Deval på referansefraksjonen 10-14 mm for vegbygging. Jernbaneverket stiller krav til fraksjonen 31.5-50 mm for anvendelse som jernbanepukk. I en vegkonstruksjon brukes overveiende grovkornige materialer i forsterkningslaget. Medfører det riktighet å stille krav til en kornstørrelse som ikke er representert i produktet, og gir belastningen materialet utsettes for under testen riktig bilde av det som skjer i vegen under trafikkbelastning? Det vil også være interessant å teste på alternative fraksjoner, slik standardene gir åpning for, eksempelvis 4-8 mm og 8-11.2 mm.  Dette for å få erfaring med metodene og kornstørrelser som inngår i bærelag, asfalttilslag og betongtilslag. På sikt vil man kanskje ende opp med kravverdier, både for grove og fine materialer (avhengig av anvendelsesområde) i tillegg til referansefraksjonen 10-14 mm. Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Region Midt og Vegdirektoratet.

4.6.12 Komprimeringens betydning for finstoffandelen for et vegbyggingsmateriale

Statens vegvesen stiller krav til overbygningsmasser ferdig utlagt på veg.  Ved komprimering i anleggsfasen vil finstoffandelen til materialet normalt øke på grunn av belastningen det utsettes for. Det er ønskelig å se på sammenhengen mellom ulike materialer før og etter komprimering for å kartlegge økningen av partikler som er mindre enn 0.063 mm. Resultatene vil kunne danne grunnlag for vurdering av om kravene som er innført i N200 er «riktig» satt, eller om de burde justeres.

Oppgaven vil være av praktisk art ved et laboratorium, og det forutsettes innsamling av prøvemateriale fra flere eksisterende veganlegg under bygging. Flere ulike fraksjoner ønskes undersøkt, både bærelagsfraksjonene 0/22 og 0/32, men også forsterkningslag og frostsikringslag med andre fraksjoner. Oppgaven krever kanskje innsamling av materiale på forhånd (eksempelvis som sommerjobb), avhengig av når på året oppgaven utføres. Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Region Midt og Vegdirektoratet.

4.6.13 Asfaltmørtelens egenskaper for ulike blandinger av filler og bituminøst bindemiddel

Filler-materialer kan ha forskjellig kornform, kornfordeling, mineralsammensetning, overflateladning og løst pakket romdensitet. Kjemien og sammensetningen av bituminøse bindemidler varierer, og påvirker egenskaper som viskositet, kohesjon og densitet. I tillegg er det slik at bindemidlers egenskaper avhenger av temperaturen. Mørtelfasen, som er blandingen av filler og bindemiddel, har betydning for flere viktige egenskaper i asfaltmassen, som reologiske egenskaper (ref. kompaktering, deformasjon og strekkstyrke), vannfølsomhet, frostbestandighet og aldring. Det er interessant å se på hvordan sammensetningen av ulike typer filler og ulike bindemidler påvirker mørtelfasens egenskaper. Oppgaven kan starte med et litteraturstudie, for å kartlegge hva som er gjort tidligere. Videre velges testmetoder og forsøksoppsett. Filler-materialer og bindemiddeltyper må innhentes. Omfanget av arbeidet kan justeres etter tidsperspektivet for oppgaven. Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Region Midt og Vegdirektoratet.

4.6.14 Vaskingens betydning for finstoffandelen for et vegbyggingsmateriale

Norge har forpliktet seg til å følge EU-direktivet, og derav forholde seg til europeiske standarder (NS-EN-standarder). I den sammenheng skal et materiale som anvendes til vegbygging oppfylle en del krav i Statens vegvesens N200, deriblant skal mengden partikler som er mindre enn 0.063 mm tilfredsstille ulike prosentverdier avhengig av tilslagsfraksjon. Tidligere ble materialet kun siktet i tørr tilstand, slik det ligger i vegbanen. Ved å innføre vasking (for å være i tråd med standard utførelse av sikteanalyse) oppnår man normalt mer finstoff for en prøve. Det vil være av interesse å få erfaringsdata og eventuelt tallfeste hvor mye vaskeprosessen innvirker på sikteresultatet. Det vil kunne danne grunnlag for vurdering av om kravene som er innført er riktig satt, eller om de må justeres. Oppgaven vil være av praktisk art ved et laboratorium, og det forutsettes innsamling av prøvemateriale fra flere materialtak, både grusforekomster og knust fjell. Det kan også være aktuelt å samle inn materialer fra veganlegg. Flere ulike fraksjoner vil måtte inngå. Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Region Midt og Vegdirektoratet.

4.6.15 Fallodd – Avhenger av bistand fra Anne L.

Etterrekning av falloddsmålingar med og utan georadar for å sjå på effekten av meir nøyaktig fastlegging av lagpakken enn det NVDB ev. gir.

4.6.16 Georadar for kvalitetskontroll

Kvalitetskontroll av vegbygging har blitt mer krevende på grunn av flere entreprenører som har ansvar for deler av et prosjekt. Resultatet har blitt et økende konfliktnivå og flere krevende rettsaker. Ved bruk av georadar er det mulig med en systematisk kontroll av flere forhold som lagtykkelse og hulrom i asfalt. NTNU og SVV region midt har to forskjellige typer georadar som kan brukes i en oppgave.

4.6.17 Bæreevne ved TSD-målinger

Som et av få land i verden opererer Norge med et tallfestet begrep for bæreevnen for eksisterende veg. Denne verdien er tradisjonelt basert på analyser av punktvise nedbøyningsmålinger med Dynaflect, Benkelmansbjelke eller fallodd. Disse utstyrene har begrenset kapasitet og/eller har blitt tatt ut av aktiv tjeneste, og egner seg uansett i første rekke best ved vurdering av forsterkningsbehov på prosjektnivå. Det finnes imidlertid høykapasitets utstyr for kontinuerlig måling av nedbøyninger, og høsten 2015 ble de første målingene med TSD (Traffic Speed Deflectometer) gjennomført i Norge. Det finnes imidlertid ikke godkjente metoder for å beregne bæreevnen basert på målinger med slikt utstyr. En ønsker derfor å få gjennomført analyser av de utførte målingene med tanke på å utvikle metodikk for beregning av strekningsbæreevne og evt. forsterkningsbehov basert på målinger med slikt utstyr.

4.6.18 Teoretisk dimensjonering

Det norske systemet for strukturell dimensjonering av vegkonstruksjoner er empirisk oppbygd og basert på bruk av tabeller. Dette gir liten fleksibilitet for alternativsanalyser både når det gjelder materialer, klima og trafikk. En ønsker derfor å utvikle/ta i bruk et teoretisk dimensjoneringssystem som gir rom for en empirisk-mekanistisk tilnærming til problemstillingen, noe som er innført flere steder i verden. Mest kjent og komplett er det amerikanske Pavement ME Design, men også det svenske PMS Objekt, det danske MMOPP og det tyske ADtoPave er eksempler på slike systemer. Alle disse bruker lineær elastisitetsteori for analysering av lastresponser, men ME Design kan også bruke avanserte 3D-modeller basert på elementmetode-metodikk. I tidligere oppgaver har en brukt den relativt enkle lineærelastiske varianten for alle programmene, men før et endelig valg av evt. programvare for norske forhold kan gjøres, må det vurderes mer nøye om man må bruke mer avanserte materialmodeller. En ønsker derfor å teste ut nivå 1 av ME Design. Det kan også være aktuelt med en generell vurdering av lineærelastiske materialmodeller kontra mer avanserte materialmodeller. ME Design inneholder også en modul for analyse av eksisterende veg. Denne ønskes uttestet, sammen med en vurdering av om samme type materialmodell kan brukes for nye og eksisterende veger, eller om dimensjonering av forsterkningstiltak inkludert analyse av eksisterende veg må være annerledes enn dimensjonering av nye veger.

4.6.19 Klimaendringenes påvirkning av behovet for dreneringssystem på vegnettet

Se på dagens dreneringssystemer inklusiv vedlikeholdstilstand i forhold til dimensjoneringskrav og eventuell forverring av klimaet.

• Hvilke konsekvenser kan endret klima få for dimensjoneringskriterier og vedlikeholdsbehov?
• Hvilke konsekvenser vil dette få for trasevalg og veglinjens plassering i terrenget, med tanke på økt vannføring/flom?

Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Vegdirektoratet.

4.6.20 Tekstur på asfaltdekker

• ViaPPS - jevnhetsmåling: Videreutvikling av måleutstyr og målemetoder.
• ViaPPS - teksturmåling: utnytting av disse data (dekkekvalitet, støy, friksjon)

Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Vegdirektoratet.

4.6.21 Miljøvennlige vegdekker

• Bruk av støysvake dekker som alternativ til tradisjonelle støytiltak
• Bruk av magnesiumklorid for støvdemping. Dokumentasjon av støvdempende effekt, fare for skader på el-installasjoner, har det effekt på steinmateriale og bindemiddel i dekket?

Oppgaven vil utføres i samarbeid med Statens vegvesen Vegdirektoratet.

4.7 Drift og vedlikehold av veg/ Operation and maintenance of road

Elena her

4.8 Jernbaneteknologi

4.8.1 Switches and Crossings Design for Higher Axle Load

Currently, there is a trend towards increasing axle load for surviving the competition with the road transport modes. It is an economic necessity to meet the growing demand of heavier axle loads and higher tonnages. For example, the transportation of ore in Malmbanan and the railway line in Narvik demands bigger and heavier trains, which lead to a higher axle load. As like the train speed restriction, the same characteristic is evident with higher axle load at switches and crossings. Turnouts are weakest point in the railway network experiencing large contact forces and hence rapid deterioration rate.

The objective of this part of the project is to investigate the capability of the current switch design (structural and geometry) for higher axle load. Several track switch design parameters will be investigated in order to investigate whether the current design is reliable for heavier axle load. The project will use the commercially available Multibody system (MBS) software GENSYS. The project is in collaboration with Jernbaneverket. This project suits for candidates from civil, mechanical or structural engineering.

4.8.2 Kurveveksler

Hvordan utvikler rykket seg over tidsintervallet som vognen har over en kurveveksel? I en kurveveksel oppstår det ett rykk i tog som kjører i den delen av vekselen som ikke faller sammen med kurven vekselen er lagt inn i. Det være seg en krappere kurve eller en slakere kurve enn den kurven vekselen er lagt inn i. Sentrale spørsmål som ønskes besvart er:

• Hvordan utvikler rykket seg over tidsintervallet som vognen har over kurvevekselen?
• Utvikler rykket seg (matematisk) mot uendelig?
• Er det mulig, gjennom akselerometermåling, å finne et matematisk uttrykk som beskriver uendeligheten og som kan fungere som en grenseverdi for komfort og avsporing? (Det er mulig vi her må inn med en beskrivelse av den stiveste aksling/boggi, vi må i alle fall etterprøve teorien praktisk i en påfølgende oppgave.)

4.8.3 Parameter studies of Switches and Crossings design parameters

The department of Civil and Transport Engineering at NTNU would like to have two master students to work on our railway research projects. There is a very large competition among all the transportation modes to deliver a high-level service and at the same time to reduce the carbon footprint per paying passenger. A general understanding is that train transportation is greener than that of airline transportation. This has led to a resurgence of railways across the world as a principal means of mass transport. In order for railways to be viable, in terms of journey times and economies, the need for increased train speed and axle load has become of paramount importance. In Sweden, the launching of X2000 around year 1990 introduced a high-speed train 200km/h and it cuts the journey time by ca. 25%. The ‘Gröna Tåget’ project is one of the research and development projects started in recent years with the aim to provide higher speed trains in Scandinavia and strengthening Nordic competence with high-speed train concept. An increasing demand for higher train speeds is therefore evident. However, all the train speed is highly restrained when approaching and passing switches and crossings (S&Cs). It is therefore evident that in order to increase line speeds in the railway network it is necessary to not only be able to design plain line track, but also to model and design S&Cs capable for high speed trains and high axle weight trains. This research work will look several aspects of the switch design: the S&C geometry, the track support structure, the components of the S&C and advanced switching mechanism. Many high-speed turnouts uses longer switch rail operated by several switching machines, larger curve radius and swing nose crossing.

The first project focuses on evaluation of current design guidelines and design requirements for switch geometry parameters. The second project focuses on evaluation of current design guidelines and design requirements for the track structure through the switches and crossings

Both projects will use the commercial Multibody system (MBS) software GENSYS for the parameter studies. The project is in collaboration with Jernbaneverket.

4.8.4 Evaluation of track design changes

The department of Civil and Transport Engineering at NTNU would like to have two master students to work on our railway research projects. Track component design change or modification to the existing design, as a rule, must pass long and detailed acceptance procedures by the railway infrastructure administrations. The acceptance process sometimes requires field-testing to validate a new product before introducing into the network even though the change is not considerable. The approval of all design changes and new designs must happened before implementing in the network for service. The design changes should also be compliant with the current standards of the administration. The tolerances for each design change will be examined taking the largest margins to the standards (control measures) of the corresponding standard agency. In the design of railway track, the choice of what parameters to modify and the range of fluctuation (change) allowed can be supported by the Design of Experimental methodology. This method is a powerful method to filter out (select) the main influential parameters that needs to be studied further including their distribution. One way of selecting (sampling) the parameters and defining the number of levels (variations) is using a Factorial Design either by doing a Full Factorial or a Fractional Factorial Design.

The work will focus on an experimental planning using factorial design approach with equal number of levels (with more than two-levels of variation) or combined levels of variation. The evaluation of track related parameters includes rail-pad stiffness, under-sleeper pads and sleeper spacing. The experiment will use simulation of a train model in Multi-body system dynamics (MBS) software SIMPACK/GENSYS/Vampire. The outputs from the simulation can be studied using Response Surface Design to assess and certify if the changes or modification within a certain range will bring any major change compared to the existing certified model to certify the changed design. The certification is evaluated for a multiple outputs based on derailment risk, ride comfort, vibration level and wheel-rail contact forces.

Example of typical parameters and their effects that will be studied:

• Railpad stiffness: hard (thin pads), medium (10mm grooved pads), very soft
• Fastening system
• Sleeper types
• Superstructure type: sleepers (discrete support), ladder sleepers and other reinforced concrete floating and non-floating slabs (consistent support), innovative reinforced concrete slabs (continuous support).
• Support properties: ballast type and stiffness (newly compacted, used or fouled), under-sleeper pads, uneven support, etc.
• Axle load, train speed, vehicle type, etc.

4.8.5 Effect of track type on rail roughness development

With the demand of increasing train speed, application of modern railway tracks are more and more popular all around the world. A study shows that corrugation on a high-speed line reoccurred less than three months after the grinding maintenance. The available prediction models are mostly for conventional track designs. A limited number of publications on rail roughness at modern railway tracks can be accessed. The rail roughness development on modern railway tracks still remains a gap of knowledge. It is therefore necessary to extend the study of the mechanisms of the formation and development of rail corrugation to the modern railway tracks.

The aim of this project is to study the rail roughness growth on modern railway tracks. Tracks with different superstructure types, such as ladder sleepers, reinforced concrete floating and non-floating slabs (consistent support), and innovative reinforced concrete slabs (continuous support), are to be studied.

• A multi-body system (MBS) model to simulate the dynamic vehicle-track interaction (available from railway group).
• FEM models of the modern railway track with different structure types
• A damage accumulation model to predict the growth of rail roughness (available from railway group)

Candidate with a background in structural or mechanical engineering are highly encouraged but not limited. The final track models should be defined purely using scripts in ABAQUS; hence, some knowledge of ABAQUS program is required. The project is in collaboration with Postdoctoral Researcher Chang Wan.

4.8.6 Numerical investigation of the effect of railway vehicle

Rail roughness growth has long been a concern in the railway industry and the understanding of its cause is still not adequate to allow effective control measures to be developed. Consequently, the use of expensive rail grinding is frequent in order to treat problems such as rail corrugation. The identified common causes of rail corrugation are the second torsional resonance of powered wheelsets. Resonance of the unsprung mass of the vehicle on the track stiffness is also a common cause of corrugation in a wide variety of circumstances. Its effects can be particularly pronounced if there is a coincidence of the P2 resonance and the first torsional resonance of the wheelsets. However, the effect of other design parameters/components of the vehicle has not been studied and the role of a vehicle design on the rail roughness development is not well understood.

The aim of this project is to study the effect of railway vehicle parameters on the rail roughness development through numerical analyses, with the final goal to reduce the life cycle cost (LCC) due to rail roughness by improving the vehicle design.

The numerical approach should combine the advantages of different numerical tools while being reliable in representing the physical problem.

• A multi-body system (MBS) model GENSYS to simulate the vehicle-track dynamic interaction (available from railway group), wherein the general design parameters of the vehicle are defined.
• A detailed FEM model of a wheelset to analyze the dynamic responses at the wheel-rail interface, applying the time-variant responses of the secondary suspension system from MBS simulations as input. The important modes of the wheelset and the frequency of interest should be captured in the FEM model.
• A damage accumulation model to predict the growth of rail roughness (available from railway group)

The flexible wheelset should be modelled using ABAQUS. The final FEM model should be obtained purely using scripts. Hence, some knowledge of ABAQUS program is required. The project is in collaboration with Postdoctoral Researcher Chang Wan.

4.8.7 Interaction effect of track components on rail roughness development

Track design has significant influence on the rail roughness development, but the interaction effect of different track components (rail pad, sleeper, ballast bed, fastening system, etc.) is not well understood yet, neither does the effect of rail roughness on the life cycle of track components. More studies are needed to fill the knowledge gap. The aim of this project is to study the interaction effect of different track components on the rail roughness development, through which the sensitive components could be identified, with suggestions for improved track design. The numerical approach should combine the advantages of different numerical tools while be reliable in representing the physical problem.

• A multi-body system (MBS) model to simulate the dynamic vehicle-track interaction (available from railway group)
• A detailed FEM model of the track, which allows detail analysis of the dynamic response on different track components
• A damage accumulation model to predict the growth of rail roughness (available from railway group)
• Design of experiments (DoE) method to analyse the interaction effect of different track components

The candidate should have a background of structural or mechanical engineering. The railway track should be modelled using ABAQUS. The final FEM model should be obtained purely using scripts. Hence, some knowledge of ABAQUS program is required. The project is in collaboration with Postdoctoral Researcher Chang Wan.

4.8.8 Elastisitet til jernbanepukk

De fysiske kravene som i dag stilles til jernbanepukk (den massen som svillene ligger i) er i første rekke i forhold til nedknusning (Los Angeles, LA) og til abrasjon (Micro Deval, MD).

Vil det være fornuftig også å stille krav til elastisiteten til pukkmaterialet? Er det noen korrelasjon mellom dagens krav (LA og MD) og elastisiteten til pukkmaterialet? Er det en enkel relasjon mellom bergartselastisitet og elastisiteten til pukkmaterialet? Kort fortalt vil et stivt pukklag vil gi økt påkjenning til svillene, mens et mykt pukklag vil gi større påkjenning til skinnene. Man kan derfor tenke seg at mekanisk spormodellering vil kunne inngå i en slik oppgave.

4.9 Drift og vedlikehold av jernbane

4.9.1 Slitasjeforløp i kurveveksler

Er det mulig matematisk å bevise at en sporsløyfe i kurve har mindre slitasje (som en funksjon av mindre belastning fra hjul og hjulflens) når sløyfen er utformet med en venstre/venstre-veksel i det ene sporet og en høyre/høyre-veksel i det andre sporet, enn om sporsløyfen er plassert på rett linje?

Dette fordrer at den ene sporvekselen (alt etter hvordan krumningen ligger) får hovedsporet i avvikende del av sporvekselen. En viktig forutsetning vil være her at hele sporsløyfen + litt til i begge spor, ligger på det samme planet og dermed har lik overhøyde. Dersom denne forutsetningen ikke er oppfylt, vil man antagelig IKKE få en redusert slitasje, ei heller en god geometri. Er det mulig å bevise denne hypotesen? Alle krefter som geometrien medfører, vil måtte gå via en boggi eller enkelt hjulaksler. Hvor mye spiller boggien inn på kreftene som oppstår? Er det boggi typer som ikke kan benyttes i sløyfen? Hva med toakslete godsvogner? Både person- og godstog skal ha samme hastighet i sporsløyfen. Hvilken trafikk vil slite mest på vekselkomponentene? Kan det være aktuelt å differensiere hastigheten på person- og godstog, fordi persontog vanligvis har bedre løpeegenskaper enn godstog?

4.9.2Konsekvenser av godstog i høy fart

Vurder muligheten for økt hastighet, lengde og total tonnasje på godstog med tanke på under- og overbygningen. Det er et ønske om økt hastighet på godstog, gjerne opp til 130 km/t og da med tog inntil 750 m lengde og total tonnasje på mer enn hva dagens regelverk tilsier.

• Hvilken sammensetning må underbygningen ha og med hvilke kompakteringskrav må den bygges for å oppnå målet?
• Hvordan vil eksisterende overbygning håndtere hastigheter på 130km/t når godstogene er som beskrevet?
• Dersom forsterkning av overbygning må utføres, hvilke lagtykkelser må en da ha av dagens steinstørrelse i ballastprofilet?
• Vil en endret steinstørrelse eller en to-lags løsning av forskjellige steinstørrelser i ballastprofilet være mer resistent mot nedknusningskreftene som oppstår?

4.9.3 Analyse av tunnelmotstand

Kjøretiden til et tog kan beregnes ut fra en modell av infrastrukturen sammen med en beskrivelse av togets akselerasjons- og bremseegenskaper og togets motstand. Akselerasjons- og bremseegenskapene er vanligvis godt beskrevet, mens togets motstand vil være en kombinasjon av flere komponenter bl.a. rullemotstand og luftmotstand. Under åpen himmel modelleres vanligvis togets motstand som en parametrisert formel (på formen A+ B.v + C.v²; der v er hastighet og A, B, C parametere), basert på målte data. Inne i en tunnel vil togets luftmotstand øke betraktelig ettersom luften ikke like enkelt kan passere på utsiden av toget. Den økte motstanden, tunnelmotstanden, vil være avhengig av mange faktorer bl.a. togets utforming, tunnelprofilen, tunnelens lengde, ventilsjakter, osv. Det er tidligere gjort studier på effekten av tunnelmotstand og det er utarbeidet sett med standardkoeffisienter for dette. NSBs erfaringer fra tog i trafikk viser at disse standardkoeffisientene i mange tilfeller gir altfor høy tunnelmotstand, og at den virkelige tunnelmotstanden kan være opptil 7 ganger lavere. Dette vil kunne gi store utslag på den estimerte akselerasjonen og toppfarten, og dermed gi ukorrekte beregnede kjøretider. I tillegg vil den for høye motstanden føre til at det estimerte energiforbruket vil bli betraktelig høyere enn reelt. For å kunne gjøre troverdige beregninger av kjøretider og energiforbruk er det derfor behov for å gjøre nærmere analyser av tunnelmotstanden.

Oppgaven kan bestå av en eller begge av de følgende delene:

Kvalifikasjoner: God matematisk og fysisk forståelse. Det er en fordel om kandidaten er datakyndig og har kjennskap til skriptspråk (for eksempel Python). Oppgaven gjøres i samarbeid med Jernbaneverket, og gir derfor mulighet for sommerjobb der.

4.9.4 Analysis of most common damage types in railway fastening system

There is an on-going master thesis project at the department of Civil and Transport Engineering at NTNU together with the University in Narvik to improve the understanding of the rail-fastener-sleeper loading path through modelling and/or lab testing. This project will be a parallel one to the on-going master project. The main objective of this project work is to categorise all the failure remarks in the fastening system reported in the Jernbaneverket failure database. The failure data will be analysed statistically to find out the most common damage modes in railway fasting systems that are being used in the Norwegian railway network. The project will be done in close collaboration with the Jernbaneverket. Failure Modes and Effect Analysis (FMEA) methodology will be applied to identify the most common damage types, to classify the modes of failure based on causes and rectifications. In this project, the FMEA methodology will be applied for the different failure modes, identifying the potential failures, causes and what the consequences will be on the operation of the track.

4.9.5 Wheel Climbing Derailment Criterion at Switches and Crossings

Wheelset derailment due to flange climbing at the switch entry is one of the most dangerous occurrences affecting the safety of the railway at Switches and crossings (S&Cs). This needs to be prevented by appropriate inspection and maintenance criteria. To reduce the risk of derailment, switches, particularly in facing point, require a robust inspection procedure specifying the inspection regime, monitoring procedures and actions to be taken. Several factors aggravate the risk of derailment at the switch entry. Highly worn top edge of switch rail may lead a bottom of the wheel flange in the facing move to climb over the switch rail and lead to derailment. A switch rail with a broken top edge may also lead the wheel flange to ride over the broken switch rail and could lead to derailment. A side or head worn stock rail associated with new or worn switch rail may also be a risk for derailment. Therefore, safety against derailment must be ensured by setting appropriate maintenance standards for the rolling stock and for the railway line e.g. inspection of switch rail profile wear, stock rail profile wear, quality of track geometry at the entrance.

Several parameters will aggravate and influence the safety of a wheel in the flange climbing derailment processes. The longitudinal wheel-rail contact force is considerable on the flanging wheel of the switch rail contact when a wheelset negotiates in the diverging track of a switch. However, the effect of the longitudinal contact force has not been usually taken in defining the derailment criteria. In addition, other critical parameters have significant influence on risk of derailment. In this study, the longitudinal wheel force will be taken into account in the derailment criterion using the modified Nadal’s formula. Using a simple wheel-rail interface model for a common type of wheel profile and a switch rail, the effect of the angle of attack will be analysed with a simple quasi-steady-state flanging condition. Based on that, a derailment threshold for the analysed wheel-rail profile combination will be suggested. This is based on a deterministic analysis for one given rail profile and one wheel profile.

The objective of the project is to investigate the different derailment criteria for conventional wheel-rail contact situation such as Nadal’s formula and criterion by Elkins & Wu, and analyse the applicability of these criteria at S&Cs. The motivation of this project is to understand the effect of the state of the switch rail (angle of attack and longitudinal wheel-rail forces) in initiating a risk for derailment for a given wheel profile. The current wheel climbing derailment criterion and inspection practice at different railway administrations will be investigated with respect to the current UIC standards.

4.9.6 Evaluation of Vertical Track Geometric Quality Assessment

Track geometric quality measurement is an important part for track maintenance schedule and safety assessment of existing track network. The track geometry quality is now mainly controlled by running the measurement vehicle ROGER 1000, which is able to measure the track gauge, longitudinal level, alignment, cross-level, and twist deviations.

The track quality correlates with ride quality and track deterioration. This is expressed by the track geometrical irregularities, which are the major causes of vibration in vehicles and lateral instability of the vehicle ride. Therefore, it is important that the track quality should be kept in a good standard in order to provide a safe operation, good ride comfort, running stability, lower maintenance requirement and maintenance cost, and keeping the line speed as designed speed.

The track quality assessment currently being used considers the deviation from the mean or designed geometrical characteristics of specified parameters in the vertical and lateral planes which give rise to safety concerns. It only considers the amplitudes of isolated defects, mean values and standard deviations. However, recent studies by Trafikverket show that these are neither sufficient for vehicle dynamics nor efficient for track maintenance.

The current method at JBV does not take into account defect wavelength and defect shape. For some isolated defects, the correlation between amplitudes of isolated defects and wheel-rail forces (track forces) will be low. Some defects with low amplitude may lead to high wheel-rail-contact-forces. Hence classifying the track quality by only the amplitude of the track irregularity may lead to wrong conclusion on the maintenance plan and schedule.

The current track-geometry-quality-assessment only using amplitudes, mean values and standard deviations of isolated defects is neither sufficient for vehicle dynamics nor efficient for track maintenance management system. This project aims to assess the second-order derivatives of the track irregularity as track quality control method.

5.1 Vedlegg 1: Oversikt over tidligere prosjektoppgaver

Oversikt over prosjektoppgaver innen veg, transport og jernbane 2008 – 2014 (navn på veileder etter tittel)

5.2Vedlegg 2: Oversikt over tidligere masteroppgaver

Oversikt over masteroppgaver innen veg, transport og jernbane 2008 – 2014 (navn på veileder etter tittel)