Nowa generacja śledzenia w czasie rzeczywistym

Technologia przyszłości: Distributed Acoustic Sensing (DAS) zamienia kable światłowodowe w wirtualne mikrofony. Ta metoda ma duży potencjał w zakresie monitorowania i eksploatacji infrastruktury kolejowej.

Zainteresowanie technologiami na bazie czujników światłowodowych ze strony operatorów kolejowych oraz ekspertów od techniki sygnalizacji znacznie wzrosło w minionych pięciu latach. Podstawę stanowią technologie takie jak Fibre Bragg Grating (FBG) i Distributed Acoustic Sensing (DAS). Firma Frauscher razem z różnymi producentami i operatorami sprawdziła już te koncepcje w warunkach rzeczywistych pod kątem możliwości ich zastosowania i niezawodności.

Nasi eksperci podczas ewaluacji wyników testu doszli do jednoznacznego wniosku: DAS ma największy potencjał, aby stać się podstawową technologią w licznych zastosowaniach w kolei. Miarodajną podstawą tej oceny było też wieloletnie doświadczenie w zakresie techniki sygnalizacji.

Ewolucja sieciowa:
światłowody są
jednocześnie
czujnikami i ciągami
komunikacyjnymi dla
śledzenia pociągu
w przyszłości przy
użyciu DAS. Ewolucja sieciowa: światłowody są jednocześnie czujnikami i ciągami komunikacyjnymi dla śledzenia pociągu w przyszłości przy użyciu DAS.

DAS na kolei: Możliwości i potencjał

Z uwzględnieniem indywidualnych wymagań branżowych można przy użyciu DAS wykrywać na przykład pociągi, pojazdy serwisowe, grupy robocze, ludzi lub oddziaływania środowiska. Z tego wynikają możliwości zastosowania na kolei, w tym monitorowanie komponentów na torach i pociągów, jak również zabezpieczanie infrastruktury.

Technicznie już dzisiaj istnieje możliwość monitorowania procesów i komponentów na torze i obok z odległości 40 kilometrów przy zastosowaniu tylko jednego rozwiązania w postaci jednej jednostki DAS. Aby pokryć większe sieci tras, można łączyć kilka takich jednostek w jeden kompletny system.

Innowacyjne algorytmy umożliwiają indywidualną kategoryzację różnych zdarzeń. W ten sposób można generować indywidualne alarmy i raporty.

Ograniczenia DAS w branży kolejowej

Branża kolejowa ma swoje własne wymagania, które były niezbędne dla dalszego rozwoju dotychczasowych koncepcji. Na przykład w segmencie śledzenia pociągów tworzą się całkiem nowe wymagania dla rozwiązań opartych na DAS. Po podsumowaniu najważniejszych czynników wynikają trzy ograniczenia zastosowania DAS na kolei:

  • Rozpoznawanie torów: obecnie nie można stwierdzić, czy źródło dźwięku znajduje się na torze czy obok niego. W systemach torowych z kilkoma przebiegającymi równolegle ciągami szyn trudno jest rozpoznać, po którym torze porusza się pociąg. W bardziej złożonych strukturach torów wydaje się to niemal niemożliwe.
  • Precyzja: obecnie nie ma możliwości precyzyjnego i bezbłędnego wykrycia pojedynczych osi za pomocą DAS. Jest to jednak warunek podstawowy dla wielu zastosowań związanych z bezpieczeństwem, jak na przykład informacje dotyczące integralności pociągu.
  • Spełnienie norm CENELEC: podczas rozwijania rozwiązań na bazie DAS nie stworzono na razie podstaw do osiągnięcia właściwego poziomu bezpieczeństwa (SIL) na kolei. Należałoby również zlikwidować istniejące ograniczenia dotyczące rozpoznawania torów i precyzji, aby uzyskać zgodność z wymogami norm CENELEC.

DAS jako podstawowa technologia zastosowań na kolei

Są jednak sposoby radzenia sobie z wyzwaniami, jakie niosą ze sobą te ograniczenia. Innowacyjne rozwiązania i inteligentne połączenie różnych metod umożliwia wdrożenie technologii podstawowej DAS w zastosowaniach kolejowych. Jak udaje się to firmie Frauscher, można dowiedzieć się na kolejnych stronach tego wydania Ultimate Rail.

Tutaj można przeczytać, w jaki sposób stworzono nieznane dotychczas możliwości i korzyści dla branży kolejowej — bez instalowania dodatkowych urządzeń na torach. W ten sposób DAS bez wątpienia zrewolucjonizuje kolej.

W oparciu o DAS odcinek
o długości 40 kilometrów
jest monitorowany w czasie
rzeczywistym przy użyciu kabla
światłowodowego. W oparciu o DAS odcinek o długości 40 kilometrów jest monitorowany w czasie rzeczywistym przy użyciu kabla światłowodowego.

Jak działa Distributed Acoustic Sensing (DAS)?

Zasada działania Distributed Acoustic Sensing jest oparta na zachowaniu kabli światłowodowych: jeżeli fale dźwiękowe uderzą w kabel, zmieni się odbicie impulsów laserowych. Tę zmianę można wykryć. Poprzez specjalnie opracowane algorytmy można przekształcać mierzalne sygnatury na wartościowe informacje — na przykład przez poruszające się pojazdy, ludzi lub inne działania, takie jak wykopy na torach. Dzięki możliwościom technicznym zastosowanie systemów na bazie DAS jest już szeroko rozpowszechnione na przykład w branży naftowej i gazowej oraz w ochronie granic. Światłowody jednomodowe można łatwo i szybko przekształcić za pomocą DAS w wirtualne mikrofony. Konieczne są do tego jedynie minimalne ingerencje na końcach światłowodów. Ponieważ instalacje torowe często już są wyposażone w technologię światłowodową, wymienione zastosowania można w szerokim zakresie realizować w infrastrukturze kolejowej, korzystając z istniejących zasobów.

Wirtualny mikrofon: światłowody rejestrują odgłosy otoczenia podczas
przekazywania impulsów laserowych Wirtualny mikrofon: światłowody rejestrują odgłosy otoczenia podczas przekazywania impulsów laserowych

Martin Rosenberger

Martin Rosenberger

01.09.2016

Technologie

933 słów

7 czas czytania

Nowa generacja śledzenia w czasie rzeczywistym Nowa generacja śledzenia w czasie rzeczywistym Nowa generacja śledzenia w czasie rzeczywistym

Powiązane artukuły

Wykrywanie pociągów: Lokalizacja w czasie rzeczywistym

Aplikacje

Wykrywanie pociągów: Lokalizacja w czasie rzeczywistym

Mayank Tripathi | 03.09.2016 | 513 słów | 4 czas czytania

Frauscher Tracking Solutions FTS to kompletny system wykrywania pociągów, który umożliwia niewyobrażalne dotychczas zastosowania i pomysły z zakresu zarządzania pociągami i eksploatacją.

Czytaj więcej
Łączone technologie zapewniające więcej informacji

Technologie

Łączone technologie zapewniające więcej informacji

Mayank Tripathi | 27.06.2017 | 1751 słów | 12 czas czytania

Inteligentne łączenie zapewniające rzeczywiste korzyści dodatkowe: o połączeniu Distributed Acoustic Sensing (DAS) z licznikami osi i indukcyjnymi czujnikami koła można wygenerować wartościowe informacje o zastosowaniach kolejowych.

Czytaj więcej
Frauscher Tracking Solutions FTS

Technologie

Frauscher Tracking Solutions FTS

Christian Pucher | 02.09.2016 | 783 słów | 6 czas czytania

To, co najlepsze z dwóch światów: Połączenie technologii Frauscher Acoustic Sensing FAS z licznikami osi i systemami wykrywania kół stwarza nowe możliwości dla kolei.

Czytaj więcej
Zastosowania związane z zabezpieczeniami

Aplikacje

Zastosowania związane z zabezpieczeniami

Mayank Tripathi | 05.09.2016 | 874 słów | 6 czas czytania

Funkcjonowanie kolei wymaga bezpieczeństwa. Dotyczy to wielu różnych obszarów. FAS oferuje do tego kluczowe rozwiązanie z zakresu bezpieczeństwa pracy, a także ochrony przed wandalizmem.

Czytaj więcej