東パレスチナ脱線事故はホットボックス探知機でも止められなかった。 研究によると、別のテクノロジーが

Dec 11, 2023

今月初めに東パレスチナで脱線して大惨事を引き起こした鉄道車両は、ホイールベアリングの故障により炎上する運命にあったが、専門家らは、オハイオ州の小さな町で起こっている惨事は回避できた可能性があると専門家らは欠陥検知器の解決策を提案した。

これらの沿線ホットボックス検出器は、約 20 マイルごとに線路上に設置され、赤外線センサーを使用して、列車が通過する際の鉄道軸受の温度を記録します。 ベアリングの過熱を感知すると、検出器が警報を発し、列車の乗務員に車両を停止して故障の可能性がないか点検するよう通知します。

それでは、なぜこれらの検出器は大惨事の前にベアリングの故障を見逃したのでしょうか?

2019年に発表され、運輸省の資金提供を受けたホットボックス検出器に関する調査では、これらの検出器の「大きな欠点」の1つは、正常なベアリングと欠陥のあるベアリングを区別できないこと、温度だけではベアリングの健全性を示す良い指標ではないことが判明した。

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「温度は本質的に反応性です。つまり、軸受の高温を感知した時には手遅れであり、軸受はすでに故障の最終段階に入っています。」と大学鉄道安全輸送センター所長のコンスタンティン・タラウネ氏は述べています。 （UTCRS）と研究の主任研究者はCNNに語った。

調査の一環として、UTCRS の研究者は、壊滅的な故障が発生するずっと前に軸受の問題をより適切に検出するための新しいシステムを開発しました。 重要なのは、温度と荷重に加えてベアリングの振動を測定することです。

タラウネ氏によると、故障したベアリングの振動は、致命的な故障が発生する数千マイル前に激化し始めることがよくあります。 そこで彼のチームは、各鉄道車両のベアリング付近に設置して、走行中の振動を継続的に監視できるセンサーを作成しました。

「ベアリングに加速度計を取り付けて振動レベルを監視すると、ベアリングに欠陥が発生した瞬間に加速度計が振動の増加を感知します。多くの場合、それは最大 100,000 マイル前に発生する可能性があります。」ベアリングは実際に故障しています」と彼は言いました。

この技術は連邦政府に義務付けられるべきだと主張するタラウネ氏は、もしこの技術がノーフォーク・サザン鉄道の路線に搭載されていれば東パレスチナでの脱線事故は防げただろうと言う。

「この問題が起こる数カ月前に問題が検出されていただろう」と同氏は語った。 「脱線は起こらなかったでしょう。」

国家運輸安全委員会が木曜日に発表した東パレスチナ脱線事故の暫定報告書によると、ホイールベアリングが何マイルも加熱していることをホットボックスセンサーが検知し、最終的に故障して列車が脱線したという。 しかし、探知機は手遅れになるまで乗組員に警告しなかった。

報告書によると、この方位は東パレスチナ郊外30マイル離れたホットボックスを通過した際、周囲温度より38度高かったという。 NTSBによると、警報は発令されなかったという。

10 マイル後、次のホットボックスは方位が周囲温度より 103 度に達したことを検出しました。 その地域で録画された列車のビデオには、車両の周囲で火花と炎が発生しているのが映っています。 それでも乗組員には何の警報も届かなかった。

列車が東パレスチナに到着したとき、線路をさらに20マイル下って初めて、ホットボックス検出器が周囲温度より253度高い軸受の温度を記録し、乗務員に列車を緩めて点検するよう指示する警報メッセージを送った。レポートによれば、車軸がホットになっているという。

報告書は、乗務員が列車を減速させた結果、自動非常ブレーキが作動したと付け加えた。 列車が停止した後、乗務員が脱線の様子を観察した。

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最初の 2 つのホットボックスの測定値が警報を発しなかった理由は、ノーフォーク南部の方針が、ベアリングが周囲温度より 170 度高くなった場合にのみベアリングを停止して検査することになっているためであると報告書は述べています。 NTSBは、乗務員にいつ警報を発するかを決定する間隔や温度閾値など、ノーフォーク南部の沿線ホットボックス検知器の使用状況を見直すことを計画している。

NTSBのジェニファー・ホーメンディ委員長は木曜日の記者会見で、「もっと早くに探知機があれば、脱線事故は起こらなかったかもしれない」と語った。

ノーフォーク・サザン航空は、NTSBの報告書に応じた声明の中で、同社のホットボックス検知器は設計通りに動作しており、これらの検知器は「鉄道業界で最も低い温度閾値」で警報を発すると強調した。 CNNは振動センサー技術についてノーフォーク南部にコメントを求めた。

ホットボックス検知器は規制されていないため、ノーフォーク・サザンのような企業は独自の裁量でホットボックス検知器のオンとオフを切り替え、乗務員が警告を受け取る温度のしきい値を選択できます。

NTSBによれば、ローラーベアリングの過熱には、疲労亀裂、水害、機械的損傷、ベアリングの緩み、ホイールの欠陥など、いくつかの原因が考えられており、NTSBは東パレスチナでの故障の原因を調査していると述べている。

「ローラーベアリングは故障しますが、故障するまで稼働しないように、問題を早期に特定して対処することが非常に重要です」とホーメンディ氏は述べています。 「失敗するまで待つことはできません。このような壊滅的なことが再び起こらないように、問題は早期に特定される必要があります。」

鉄道車両テレマティクス会社である Hum Industrial Technology は、Tarawneh 氏と彼のチームが開発した振動センサー技術のライセンスを取得しました。 そして、いくつかの鉄道会社と試験的プログラムを開始した。 しかし現時点では、これらのセンサーが米国で運行している列車に設置されているのはごくわずかであり、タラウネ氏はその主な原因は車両の改修と監視にかかるコストと、企業が利益を優先していることだと考えている。

現在運行しているすべての鉄道車両にセンサーを改造するのにどれくらいの費用がかかるか正確には明らかではないが、Hum Industrial Technology は、ベアリングを交換するよりもベアリングにセンサーを取り付ける方が費用がかからないと強調した。

「彼らは、義務化されていないのに、なぜそうしなければならないのかと考えています。」 タラウネ氏は語った。 「多くの人が『まあ、私はリスクを冒しても構わない。脱線事故は年間にそれほど多くない』と言っているようなものだ。」

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しかし元連邦鉄道局職員のスティーブ・ディトマイヤー氏は、すべての鉄道車両に車載センサーを搭載するのは財政的に不可能かもしれないと語る。

「彼らが提案しているものはうまくいくだろうが、非常に高価だ」とディトマイヤー氏はCNNに語った。 「そしてコストも考慮する必要があります。」

タラウネ氏によると、北米全土で運行されている約 160 万両の鉄道車両に完全に装備するには、1,200 万個以上の車載センサーが必要になるという。

ディトマイヤー氏は、鉄道は線路沿いに設置され、ホットボックス探知器と同じように設置され、通過する列車の音を監視する沿線音響方位探知器にもっと多額の投資をすべきだと述べている。 彼らは、潜在的な大惨事が発生するかなり前に、ベアリングの故障を示すノイズを監視します。

2019 年の DOT の報告書によると、2019 年の時点で、北米全土で使用されている音響方位検出器は 6,000 台を超えるホットボックス検出器に比べて 39 台のみでした。

ディットマイヤー氏は、「ベアリングの故障を早期に発見していれば事故を防げたであろう、私が思いつく唯一の方法だ」と述べた。