Utmaningen med spårövervakning
Dedikerade mättåg kräver separat planering och inspekterar vanligtvis varje spårsträcka med fasta intervall. Förändringar som uppstår mellan inspektionerna kan därför förbli oupptäckta under en tid.
Det nya mätkonceptet krävde sensorer som kunde arbeta kontinuerligt på persontåg. De behövde tåla vibrationer, stötar, temperaturförändringar och elektromagnetiska störningar samtidigt som de levererade stabila mätningar under långa tidsperioder.
Kompakta mått och robust konstruktion var också viktiga eftersom sensorerna monteras på tågets boggier.
Vår sensorlösning
Althen levererade triaxiella ASC RAIL accelerometrar och triaxiella ASC RAIL gyroskop.
Accelerometrarna mäter linjär rörelse i tre riktningar. Gyroskopen mäter rotationsrörelse kring tre axlar. Tillsammans registrerar de boggiens dynamiska beteende när tåget färdas genom järnvägsnätet.
Sensorerna är integrerade i ett ombordbaserat mätsystem som även använder positioneringsdata. På så sätt kan varje mätning kopplas till en specifik plats på järnvägen.
Vad data om spårgeometri visar
Mätsystemet kombinerar data om acceleration, vinkelhastighet och positionering för att utvärdera spårets geometri.
Detta omfattar:
- Längsnivå: vertikala ojämnheter längs spåret
- Spårläge: laterala avvikelser i spårets riktning
- Spårskevhet: skillnader i rälernas höjd över en definierad sträcka
Upprepade mätningar gör det möjligt att identifiera sträckor där spårgeometrin förändras eller gradvis avviker från önskat tillstånd.
Resultaten kan indikera problem som ojämna sättningar, förändringar i spårets läge och lokala deformationer. Detta hjälper underhållsteam att avgöra var ytterligare inspektioner eller korrigerande åtgärder kan behövas.
Systemet är avsett för övervakning av spårgeometri. Det inspekterar inte direkt räler, sliprar eller fästelement för materialskador. ASC accelerometrar och gyroskop används i kundanpassade mätsystem för att beräkna förändringar i längsnivå, spårläge och spårskevhet.
Utformade för järnvägsmiljöer
De valda ASC RAIL-sensorerna är utformade för användning på rullande materiel och uppfyller tillämpliga krav enligt EN 50155.
De har robusta höljen i rostfritt stål med kapslingsklass IP68 samt kablar och kabelgenomföringar anpassade för järnvägsapplikationer. Sensorserien har även testats för vibrationer, stötar, temperaturtålighet och elektromagnetisk kompatibilitet.
De triaxiella accelerometrarna använder kapacitiv MEMS-teknik och kan mäta både statisk och dynamisk acceleration. De triaxiella gyroskopen använder MEMS-teknik med vibrerande ring och är utformade för att bibehålla stabilitet vid externa vibrationer och stötar.
Tätare information under daglig drift
När flera persontåg mäter samma sträckor under normal trafik får infrastrukturförvaltaren en mer frekvent och reproducerbar bild av hur spårgeometrin förändras.
Samma spårsträckor kan mätas av olika tåg och vid olika tidpunkter. Det skapar redundans och gör det möjligt att jämföra resultat över längre tidsperioder.
Projektdokumentationen anger data i nära realtid, redundans och kostnadsbesparingar som viktiga fördelar. Den visar också att fem utrustade tåg kan generera cirka tjugo timmars mätdata per dag.
Stöd för prediktivt underhåll
Mer frekventa mätningar hjälper operatören att identifiera förändringar innan de utvecklas till mer allvarliga problem i spårets geometri.
Underhållsteam kan använda data för att:
- identifiera förändringar i spårgeometrin tidigare;
- följa hur avvikelser utvecklas över tid;
- prioritera inspektioner och underhållsåtgärder;
- ingripa innan ett tillstånd leder till driftstörningar;
- förbättra underhållsplaneringen och järnvägsnätets tillgänglighet.
Detta stödjer övergången från periodiska inspektioner till tillståndsbaserat och prediktivt underhåll. Kontinuerlig övervakning kan bidra till färre driftstörningar och högre tillgänglighet i järnvägsnätet.
En skalbar övervakningsplattform
Mätkonceptet utvecklades som en skalbar plattform. Fler tåg, sensortyper och informationsprodukter kan läggas till när programmet utökas.
Genom att använda persontåg ökar mättäckningen utan att ett dedikerat mättåg krävs för varje inspektion. Det långsiktiga målet är en bredare täckning av järnvägsnätet genom flera tåg och olika tågtyper.
Det verkliga värdet ligger inte bara i att samla in mer data, utan i att få en mer kontinuerlig bild av hur spåret förändras över tid. Althen hjälpte oss att välja och integrera sensorer som kan ge stabila mätningar i den krävande miljön ombord på ett persontåg.
Projekthöjdpunkter
Applikation
Kontinuerlig övervakning av järnvägens spårgeometri
Mätplattform
Persontåg i daglig trafik
Sensorlösning
Triaxiella ASC RAIL accelerometrar och triaxiella ASC RAIL gyroskop
Sensorplacering
Monterade på tågets boggier
Direkta mätningar
Linjär acceleration och vinkelhastighet
Beräknade spårparametrar
Längsnivå, spårläge och spårskevhet
Möjliga tillståndsindikatorer
Ojämna sättningar, förändringar i spårets läge och lokala deformationer
Järnvägsstandarder
Tillämpliga krav enligt EN 50155 samt mätning av spårgeometri enligt EN 13848
Viktigaste fördelarna
Högre mätfrekvens, upprepad täckning av sträckor, tidigare upptäckt och stöd för prediktivt underhåll
Bidrar till kontinuerlig övervakning av järnvägen
Genom att integrera ASC RAIL accelerometrar och gyroskop i vanliga persontåg har infrastrukturförvaltaren skapat en skalbar metod för att övervaka spårgeometrin under daglig drift.
Lösningen kombinerar järnvägsanpassade sensorer med frekvent täckning av nätet. Den ger tidigare information om förändringar i spårgeometrin och hjälper underhållsteam att fokusera inspektioner och åtgärder där de behövs mest.
Vanliga persontåg transporterar inte bara människor. De hjälper också till att övervaka järnvägen under dem.
Diskutera din applikation
Vill du undersöka hur kontinuerlig övervakning av spårgeometri kan användas i din järnvägsapplikation?