De uitdaging bij het monitoren van het spoor
Speciale meettreinen vereisen afzonderlijke planning en inspecteren elk spoortraject doorgaans op vaste intervallen. Veranderingen die zich tussen deze inspecties ontwikkelen, kunnen daardoor enige tijd onopgemerkt blijven.
Het nieuwe meetconcept vereiste sensoren die continu op passagierstreinen konden functioneren. Ze moesten bestand zijn tegen trillingen, schokken, temperatuurveranderingen en elektromagnetische interferentie, terwijl zij gedurende lange perioden stabiele metingen leveren.
Compacte afmetingen en een robuuste constructie waren eveneens belangrijk, omdat de sensoren op de draaistellen van de trein worden gemonteerd.
Onze sensoroplossing
Althen leverde triaxiale ASC RAIL accelerometers en triaxiale ASC RAIL gyroscopen.
De accelerometers meten lineaire beweging in drie richtingen. De gyroscopen meten rotatiebeweging rond drie assen. Samen registreren zij het dynamische gedrag van het draaistel terwijl de trein over het spoorwegnet rijdt.
De sensoren zijn geïntegreerd in een onboard meetsysteem dat ook gebruikmaakt van positioneringsgegevens. Hierdoor kan iedere meting aan een specifieke locatie op het spoorwegnet worden gekoppeld.
Wat gegevens over spoorgeometrie inzichtelijk maken
Het meetsysteem combineert acceleratie-, hoeksnelheids- en positioneringsgegevens om de geometrie van het spoor te beoordelen.
Dit omvat:
- Langsligging: verticale onregelmatigheden langs het spoor
- Spooruitlijning: laterale afwijkingen in de richting van het spoor
- Spoorverkanting/twist: verschillen in spoorstaafhoogte over een bepaalde afstand
Herhaalde metingen maken het mogelijk om trajecten te identificeren waar de spoorgeometrie verandert of geleidelijk buiten de gewenste toestand komt.
De resultaten kunnen wijzen op problemen zoals ongelijkmatige zetting, veranderingen in de spoorpositie en lokale vervorming. Dit helpt onderhoudsteams te bepalen waar aanvullende inspectie of herstelwerkzaamheden nodig kunnen zijn.
Het systeem is bedoeld voor het monitoren van spoorgeometrie. Het inspecteert spoorstaven, dwarsliggers of bevestigingscomponenten niet rechtstreeks op materiaalschade. ASC accelerometers en gyroscopen worden toegepast in maatwerkmeetsystemen om veranderingen in langsligging, spooruitlijning en spoorverkanting te berekenen.
Ontworpen voor spoorwegomgevingen
De geselecteerde ASC RAIL sensoren zijn ontworpen voor toepassing op rollend materieel en voldoen aan de relevante eisen van EN 50155.
Ze beschikken over robuuste roestvaststalen behuizingen met IP68-bescherming en spoorweggeschikte kabels en kabelwartels. De sensorserie is bovendien getest op trillingen, schokken, temperatuurbestendigheid en elektromagnetische compatibiliteit.
De triaxiale accelerometers maken gebruik van capacitieve MEMS-technologie en kunnen zowel statische als dynamische acceleratie meten. De triaxiale gyroscopen maken gebruik van MEMS vibrating ring-technologie en zijn ontworpen om stabiel te blijven bij externe trillingen en schokken.
Frequenter inzicht tijdens dagelijkse inzet
Doordat meerdere passagierstreinen tijdens de normale dienstregeling dezelfde trajecten meten, krijgt de infrastructuurbeheerder frequenter en beter herhaalbaar inzicht in veranderingen in de spoorgeometrie.
Dezelfde spoortrajecten kunnen door verschillende treinen en op verschillende momenten worden gemeten. Dit zorgt voor redundantie en maakt het mogelijk om resultaten over langere perioden met elkaar te vergelijken.
De projectdocumentatie noemt near-real-time data, redundantie en kostenbesparingen als belangrijke voordelen. Daarnaast wordt aangegeven dat vijf uitgeruste treinen gezamenlijk ongeveer twintig uur meetgegevens per dag kunnen genereren.
Ondersteuning van voorspellend onderhoud
Frequente metingen helpen de beheerder veranderingen te identificeren voordat deze zich ontwikkelen tot ernstigere afwijkingen in het spoor.
Onderhoudsteams kunnen de gegevens gebruiken om:
- veranderingen in de spoorgeometrie eerder te identificeren;
- te volgen hoe afwijkingen zich in de tijd ontwikkelen;
- inspecties en onderhoudswerkzaamheden te prioriteren;
- in te grijpen voordat een afwijking tot verstoring leidt;
- de onderhoudsplanning en beschikbaarheid van het spoorwegnet te verbeteren.
Dit ondersteunt de overgang van periodieke inspectie naar toestandsafhankelijk en voorspellend onderhoud. Continue monitoring kan bijdragen aan minder verstoringen en een hogere beschikbaarheid van het spoorwegnet.
Een schaalbaar monitoringplatform
Het meetconcept is ontwikkeld als schaalbaar platform. Naarmate het programma wordt uitgebreid, kunnen extra treinen, sensortypen en informatieproducten worden toegevoegd.
Door passagierstreinen in te zetten, wordt de meetdekking vergroot zonder voor iedere inspectie een speciale meettrein nodig te hebben. Het doel op lange termijn is een bredere dekking van het spoorwegnet met meerdere treinen en verschillende treintypen.
De echte meerwaarde zit niet alleen in het verzamelen van meer data, maar vooral in een continu beeld van hoe het spoor zich in de tijd ontwikkelt. Althen hielp ons bij het selecteren en integreren van sensoren die stabiele metingen kunnen leveren in de veeleisende omgeving van een passagierstrein.
Project highlights
Toepassing
Continue monitoring van spoorgeometrie
Meetplatform
Passagierstreinen in dagelijkse dienst
Sensoroplossing
Triaxiale ASC RAIL accelerometers en triaxiale ASC RAIL gyroscopen
Sensorlocatie
Gemonteerd op de draaistellen van de trein
Directe metingen
Lineaire acceleratie en hoeksnelheid
Berekende spoorparameters
Langsligging, spooruitlijning en spoorverkanting
Mogelijke conditie-indicatoren
Ongelijkmatige zetting, veranderingen in spoorpositie en lokale vervorming
Spoorwegstandaarden
Relevante EN 50155-eisen en meting van spoorgeometrie volgens EN 13848
Belangrijkste voordelen
Hogere meetfrequentie, herhaalde dekking van trajecten, eerdere detectie en ondersteuning van voorspellend onderhoud
Helpen het spoor continu te monitoren
Door ASC RAIL accelerometers en gyroscopen te integreren in gewone passagierstreinen heeft de infrastructuurbeheerder een schaalbare methode ontwikkeld voor het monitoren van spoorgeometrie tijdens dagelijkse bedrijfsvoering.
De oplossing combineert spoorweggeschikte sensoren met frequente dekking van het spoorwegnet. Hierdoor ontstaat eerder inzicht in veranderingen in de spoorgeometrie en kunnen onderhoudsteams inspecties en interventies richten op de locaties waar deze het meest nodig zijn.
Gewone passagierstreinen vervoeren niet alleen reizigers. Ze helpen tegelijkertijd het spoor onder hen te monitoren.
Bespreek uw toepassing
Wilt u ontdekken hoe continue monitoring van spoorgeometrie binnen uw spoorwegtoepassing kan worden ingezet?