Metodo Kriging per l'ottimizzazione della distribuzione delle masse per treni merci

The interpolation methods are often used in engineering problems. They are analyzed by interactive calculation procedures since they create an effective tool to model and optimize in the multi-objective field. This study proposes an optimization procedure based on the Kriging method and applied to an exploratory Design of Experiments. To observe the design space, the sampling is generated by the Sobol algorithm, which ensures a fair choice of individuals. In this case, the optimization procedure is applied to the evaluation of the braking performance (assessed through the longitudinal forces) of a freight train that employs the classical train configuration (with only a front loco) for different railway operations. Since these performances are related to the mass distribution in the train, the implemented procedure finds its effective optimal distribution. In order to increase the validity and the application of the obtained results the simulations are performed through the software TrainDy, which is certificated internationally for this type of calculation.

I metodi d’interpolazione sono spesso utilizzati in problemi ingegneristici analizzati con procedure di calcolo iterative in quanto forniscono un mezzo efficace per la modellazione e l’ottimizzazione in ambito multi-obiettivo. Il lavoro propone una procedura di ottimizzazione basata sul metodo Kriging applicato ad un Design of Experiments (DoE) esplorativo. Per esaminare il design space il campionamento è generato utilizzando l’algoritmo Sobol in modo da garantire una scelta imparziale degli individui. La procedura di ottimizzazione è qui applicata al calcolo delle performance di frenatura (valutate in termini di forze longitudinali) di un treno merci in configurazione classica con locomotiva in testa per diverse manovre ferroviarie. Poiché tali performance sono legate alla ripartizione delle masse nel treno, la procedura implementata individua efficacemente la loro distribuzione ottimale. Le simulazioni sono condotte con il software TrainDy, certificato internazionalmente per questo tipo di calcolo in modo da aumentare la significatività applicativa dei risultati ottenuti.