O trem sovre a fibra óptica

Desenvolvimentos atuais mostram que tecnologias de fibra óptica irão influenciar bastante o futuro da indústria ferroviária. Kevin Tribble, Gestão de Produto FTS na Frauscher, analisa o futuro das respectivas soluções para a detecção de trens.

Os sistemas de detecção de trens movimentam-se, fundamentalmente, em uma zona de tensão formada por exigências de segurança, expectativas de desempenho e rentabilidade. Satisfazer completamente todos os três critérios ao mesmo tempo é extremamente difícil. Afinal, os três fatores dependem de parâmetros totalmente diferentes. Tecnologias de fibra óptica como Distributed Acoustic Sensing (DAS), no entanto, possuem um grande potencial em relação a pontos essenciais de todas essas áreas. É o que mostram as experiências realizadas com essa abordagem pela indústria ferroviária nos anos passados.

O potencial é especialmente grande quando as respectivas soluções são utilizadas para a detecção de trens. Assim como outras abordagens também, elas permitem uma detecção de veículos ferroviários em tempo real e ao longo de longas seções de via. Para isso, no entanto, elas só necessitam de um mínimo de infraestrutura na via. E os veículos ferroviários não precisam, basicamente, de nenhum reaparelhamento.

DAS apresenta grande potencial

Basta uma olhada nos fundamentos técnicos para se concluir que a detecção de trens com DAS requer pouco hardware: toda a infraestrutura necessária na via é uma única fibra óptica. Essa fibra recebe pulsos de laser. A avaliação de alterações na reflexão desses pulsos transforma a fibra em um sensor, que corre ao longo da via. Ele é capaz de detectar ondas sonoras e vibrações. Assim, devido às suas características técnicas, o DAS permite que se detectem objetos em movimento ao longo de grandes trechos de modo confiável.

Monitoramento de trens: no rumo certo!

Com a detecção de trens por meio de sistemas baseados em DAS, como o Frauscher Tracking Solutions FTS, os usuários
podem gerar diversas informações valiosas.Com a detecção de trens por meio de sistemas baseados em DAS, como o Frauscher Tracking Solutions FTS, os usuários podem gerar diversas informações valiosas.

As Frauscher Tracking Solutions FTS, apresentadas pela Frauscher em 2016, passaram a ser utilizadas em diversas aplicações por usuários mundo afora. Desse modo, a equipe de desenvolvimento tem adquirido constantemente novos conhecimentos sobre as características, os pontos fortes e potenciais dessa tecnologia na área da detecção de trens.

Muitas instalações foram implementadas em vários países de acordo com as mais diversas condições. Dentre eles, além da Alemanha e da Áustria, estão França, Austrália, China, Brasil, Índia, EUA, Bielorrússia, Ucrânia, Turquia e Reino Unido. A grande variedade das aplicações é uma base para as Frauscher Tracking Solutions FTS serem testadas de forma bastante diversificada quanto às suas características na área da detecção de trens.

Definição de posições

Experiências práticas realizadas até agora também mostraram que determinados parâmetros de instalação podem influenciar positivamente a precisão de aplicações baseadas em DAS para a detecção de trens. Tais parâmetros incluem tanto o posicionamento do cabo e sua distância até a via quanto o tipo de instalação em si – isto é, se o cabo está enterrado, dentro de uma calha ou, por exemplo, montado na parede de um túnel. Em instalações executadas até agora, evidenciou-se que cabos colocados em calhas de concreto ou diretamente no solo são especialmente adequados para a detecção de diversas influências. Em contrapartida, cabos instalados superficialmente são frequentemente afetados por outros fatores, como vento, chuva ou granizo, e registram, por isso, um maior "ruído ambiente". Mas o tipo ideal de instalação sempre depende das exigências a serem atendidas pela aplicação.

Além disso, a calibração do sistema com dados precisos de georreferenciamento é muito importante. Nesse processo, combinam-se informações sobre a posição da fibra óptica com dados de GPS ou da via, o que indica o percurso exato do cabo de fibra óptica ao longo da via monitorada. Pois esse percurso pode divergir da posição da via eventualmente – por exemplo, para contornar um obstáculo.

A digitalização abre possibilidades

As vias equipadas com instalações de teste já estão usufruindo agora dos dados do sistema FTS. Além de informações para o sistema de controle de tráfego em si – isto é, sobre a atual posição de um veículo ferroviário, sua velocidade, seu sentido de deslocamento e comprimento – também é possível gerar informações para outros sistemas. Tais informações incluem o horário de chegada previsto em um ponto definido, como uma estação ferroviária, por exemplo, de modo que sirvam de base aos avisos na plataforma ou quadros de horários dos trens. Passagens em nível, que são ativadas e desativadas por meio de contadores de eixos no momento, poderão ser controladas no futuro de forma ainda mais precisa com a implementação das informações adicionais.

Os exemplos mostram como a interoperabilidade de dados e sistemas é importante. Por meio de uma combinação no nível fundamental, já é possível a emissão de dados exatos em primeira instância. Em seguida, esses dados podem ser combinados com outras informações.

Para que as grandes possibilidades dessa tecnologia sejam esgotadas, é imprescindível haver conexões lógicas entre os diferentes dados. E é importante envolver abordagens como computação em nuvem e aprendizado de máquina nos respectivos conceitos.

Conclusão

As soluções para a detecção de trens baseadas na fibra óptica, como FTS, terão futuramente um papel cada vez mais importante na indústria ferroviária. Os anos passados já mostraram uma ampla área de aplicação. Com suas experiências até agora, a Frauscher conseguiu elaborar uma estratégia baseada tanto em uma solução independente quanto em sistemas combinados a componentes comprovados.

Isso é decisivo por dois motivos: em primeiro lugar, assim se possibilita também a introdução gradual em áreas críticas de segurança. Em segundo lugar, a combinação de diferentes tecnologias de detecção pode gerar dados suplementares de enorme relevância.

Para que as respectivas aplicações sejam implementadas com êxito, as estratégias de digitalização precisam ser impulsionadas rapidamente. Pois elas possibilitam uma utilização de dados cada vez mais eficiente no sentido de uma transformação em informações concretas e úteis.

Essa necessidade não se limita às soluções novas. Se a intenção for continuar promovendo uma estratégia que combina contadores de eixos com sistemas de detecção de rodas, especialmente em áreas de relevância à segurança, por exemplo, então esses componentes também precisam acompanhar o caminho da digitalização para que possam disponibilizar dados por meio dos respectivos canais com máxima eficiência.

Frequentemente, já existem cabos de fibra óptica disponíveis ao longo de uma via, que podem ser utilizados para a instalação de FTS.Frequentemente, já existem cabos de fibra óptica disponíveis ao longo de uma via, que podem ser utilizados para a instalação de FTS.

Kevin Tribble

Kevin Tribble

27.02.2018

Tecnologias

1285 palavras

Tempo de leitura: 9 minutos

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