Χωρίς αδρανειακούς αισθητήρες, οι σύγχρονες σιδηροδρομικές μεταφορές θα ήταν αδιανόητες.
Οι αδρανειακοί αισθητήρες εκτελούν πολλά σημαντικά καθήκοντα στην ανάπτυξη και τη λειτουργία των αμαξοστοιχιών.
Ένα από αυτά είναι η υψηλής ακρίβειας μέτρηση ταλαντώσεων και δονήσεων σε τροχαίο υλικό, κομμάτια και γέφυρες.
Τα δεδομένα που λαμβάνονται από αυτές τις μετρήσεις αποτελούν τη βάση για ασφαλή, άνετη σιδηροδρομική μεταφορά.
Οι μηχανικοί μπορούν να αντλήσουν πολύτιμες πληροφορίες από αυτούς για το σχεδιασμό αμαξοστοιχίας και τη συντήρηση της υποδομής.
Οι αισθητήρες διασφαλίζουν επίσης ότι οι αποστολείς αμαξοστοιχίας στα κέντρα ελέγχου των σιδηροδρόμων – όπως με τον πελάτη μας Deutsche Bahn – γνωρίζουν πάντα την ακριβή τοποθεσία κάθε τρένου. Η δορυφορική πλοήγηση από μόνη της δεν είναι αρκετή επειδή τα σήματα είναι ευαίσθητα σε παρεμβολές.
Η ASC ειδικεύεται στην τεχνολογία μέτρησης και κατασκευάζει ένα ευρύ φάσμα εξαιρετικά ευαίσθητων επιταχυνσιόμετρων και γυροσκοπίων , καθώς και αδρανειακών μονάδων μέτρησης (IMU) για δοκιμές και παρακολούθηση σιδηροδρομικών μεταφορών.
Οι αισθητήρες συλλέγουν δεδομένα σε μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών – όχι μόνο στο τροχαίο υλικό, αλλά και σε κομμάτια.
Δοκιμή αντοχής κόπωσης υπό ακραίες συνθήκες
Τα χωρητικά επιταχυνσιόμετρα από την ASC κάνουν πολλά πράγματα, συμπεριλαμβανομένου του να κάνουν τα τρένα πιο ασφαλή.
Ο κατασκευαστής τροχαίου υλικού Alstom τα χρησιμοποιεί για τη μέτρηση της δυναμικής λειτουργίας (σύμφωνα με το EN 14363) και της αντοχής του φορείου (σύμφωνα με το EN 13749) σε πραγματικές συνθήκες.
Οι αισθητήρες ASC που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό όχι μόνο έχουν υψηλό πλάτος σήματος ± 2,7V για εύρος μέτρησης από ± 2–200g, αλλά και ένα ευρύ εύρος συχνοτήτων DC έως 7kHz.
Έχουν επίσης υψηλή μακροπρόθεσμη σταθερότητα, επιτρέποντας την ακριβή μέτρηση ακόμη και χαμηλών γραμμικών επιταχύνσεων και χαμηλών συχνοτήτων, δυναμικών και στατικών σταθερών επιταχύνσεων.
Οι αισθητήρες είναι εξαιρετικά ανθεκτικοί στις καιρικές συνθήκες, αντέχουν σε κραδασμούς έντασης έως 6.000 g και λειτουργούν σε εύρος θερμοκρασιών μεταξύ -40 ° C (-40 ° F) και + 125 ° C (257 ° F).
Αυτές είναι σημαντικές προϋποθέσεις για χρήση σε δοκιμαστικά κομμάτια,καθώς η τεχνολογία μέτρησης εκτίθεται σε όλες τις καιρικές συνθήκες.
Πλοήγηση γεφύρωσης για σήματα διακοπής GNSS
Οι αισθητήρες διαδραματίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην ακριβή τοποθέτηση των αμαξοστοιχιών, αφού η γνώση ακριβώς πού είναι ζωτικής σημασίας για την ασφάλεια των σιδηροδρόμων.
Η δορυφορική πλοήγηση από μόνη της δεν είναι αρκετή, καθώς τα σήματα GNSS χάνονται σε σήραγγες, δασικές περιοχές ή καλυμμένους σιδηροδρομικούς σταθμούς, χωρίς καθόλου ή μόνο πολύ αδύναμη λήψη.
Οι αδρανειακές μονάδες μέτρησης από την ASC αναλαμβάνουν τον προσδιορισμό θέσης σε αυτές τις περιοχές, γεφυρώνοντας έτσι το χρόνο που απαιτείται για να είναι πλήρως διαθέσιμο το δορυφορικό σήμα.
Τα IMU είναι ιδανικά για αυτό το πεδίο εφαρμογής επειδή συλλαμβάνουν ακόμη και τις παραμικρές περιστροφικές και γραμμικές κινήσεις και καταλαμβάνουν πολύ λίγο χώρο.
Μελέτη περίπτωσης: Το ερευνητικό πρόγραμμα SAMIRA
Οι μονάδες αδρανούς μέτρησης ASC χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό, για παράδειγμα, της θέσης των φορτηγών αυτοκινήτων στο ερευνητικό έργο SAMIRA του Πανεπιστημίου Εφαρμοσμένων Επιστημών του Άαχεν.
Αυτό το έργο περιλαμβάνει την ανάπτυξη μιας έξυπνης κάμερας οπισθοπορείας για να κάνει τη διαδικασία αλλαγής εμπορευματικών αμαξοστοιχιών σημαντικά πιο αποτελεσματική.
Η κάμερα, μαζί με αισθητήρες, παρακολουθεί τη διαδρομή του αυτοκινήτου και συνεπώς απαιτεί λιγότερο προσωπικό.
Αυτό θα βοηθήσει στην αντιμετώπιση της έλλειψης δεξιοτήτων που επικρατεί και στις σιδηροδρομικές μεταφορές και θα βελτιώσει τη συνολική ανταγωνιστικότητα των σιδηροδρομικών εμπορευματικών μεταφορών.
Το ASC IMU χρησιμοποιείται ως αντίγραφο ασφαλείας για τον προσδιορισμό θέσης σε φορτηγά αυτοκίνητα. Καταγράφει την ακριβή θέση των αυτοκινήτων, ακόμη και αν το σήμα δορυφορικής πλοήγησης διακόπτεται προσωρινά.
Αυτό εγγυάται τον συνεχή εντοπισμό υψηλής ακρίβειας των αυτοκινήτων, έτσι ώστε οι εργασίες εναλλαγής να μπορούν να πραγματοποιούνται πολύ πιο γρήγορα στο μέλλον.
Εντοπίστηκε πρόωρη ζημιά στο ίχνος
Τα χωρητικά και τα πιεζοηλεκτρικά επιταχυνσιόμετρα είναι επίσης απαραίτητα για τη συνεχή παρακολούθηση τροχιάς (CTM). Η Deutsche Bahn AG χρησιμοποιεί αισθητήρες ASC για την απόκτηση δεδομένων τροχιάς στα τρένα μεγάλων αποστάσεων για αρκετά χρόνια, με τους αισθητήρες σε κανονική λειτουργία να μετρούν την κατακόρυφη επιτάχυνση στα ρουλεμάν του τροχού και την επιτάχυνση στο εσωτερικό των αμαξωμάτων του αυτοκινήτου (σύμφωνα με το EN 13848).
Η DB Systemtechnik GmbH – το γραφείο μηχανικής της Deutsche Bahn – μπορεί να χρησιμοποιήσει τα δεδομένα που αποκτήθηκαν για να εντοπίσει παρατυπίες στο διαμήκες επίπεδο της δομής του κομματιού.
Οι διακυμάνσεις σε διαμήκες επίπεδο έχουν σημαντικό αντίκτυπο στα επίπεδα απόδοσης.
Εάν υπάρχουν σφάλματα στη γεωμετρία, πρέπει να ληφθούν αμέσως μέτρα συντήρησης. Σε ακραίες περιπτώσεις, ολόκληρα τμήματα του κομματιού μπορεί ακόμη και να κλείσουν.
Το CTM που χρησιμοποιεί αισθητήρες επιτρέπει την ανίχνευση και αποκατάσταση πιθανών ζημιών σε πρώιμο στάδιο. Αυτό δεν έχει απολύτως αρνητικές επιπτώσεις στη λειτουργία του οχήματος.
Σύστημα λειτουργικών ενοτήτων για μέγιστη ευελιξία
Με τον όγκο των επιβατών σιδηροδρόμων να αυξάνεται συνεχώς, αυτό οδηγεί σε μια αυξανόμενη επιβάρυνση στο δίκτυο και στα τρένα.
Οι ψηφιακές τεχνολογίες χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στον σιδηροδρομικό τομέα για την κάλυψη αυτών των υψηλών απαιτήσεων. Απαιτούν ολοένα πιο συμπαγείς και έξυπνες λύσεις αισθητήρων.
Με τους έξυπνους αισθητήρες και το λειτουργικό σύστημα λειτουργικών μονάδων, η ASC μπορεί να ανταποκριθεί σε αυτές τις προκλήσεις.
Το λειτουργικό σύστημα μονάδας περιλαμβάνει, πρώτον, το υλικό που χρησιμοποιείται, αποτελούμενο από αξιόπιστα και αποδεδειγμένα στοιχεία αισθητήρα για τον προσδιορισμό των φυσικών τιμών επιτάχυνσης και / ή γωνιακής ταχύτητας, του περιβλήματος που ταιριάζει στις σκληρές συνθήκες περιβάλλοντος και της ενσύρματης ή ασύρματης μετάδοσης δεδομένων με ποικιλία τυποποιημένων διεπαφών.
Δεύτερον, περιλαμβάνει τα εύκαμπτα στοιχεία συνδυασμού λογισμικού για επεξεργασία σήματος, η οποία γίνεται τοπικά στον ίδιο τον αισθητήρα.
Οι έξυπνοι αισθητήρες της ASC διαθέτουν υπολογιστική ισχύ που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ελεύθερα για την προσαρμογή των χαρακτηριστικών αλγορίθμων εξαγωγής που ταιριάζουν στις ανάγκες σας.
Η προ επεξεργασία πραγματοποιεί μείωση δεδομένων στο πρώτο στάδιο της διαδικασίας. Σε αυτή τη βάση, για παράδειγμα, μπορούν να εξαχθούν γρήγοροι μετασχηματισμοί Fourier (FFT), κύματα ή χαρακτηριστικοί φορείς χρονοσειρών.
Η επακόλουθη ανάλυση τάσεων ή / και ομαδοποίηση των αποτελεσμάτων δημιουργεί έτσι στοχευμένες πληροφορίες κατάστασης για τα στοιχεία ή το σύστημα.
Οι χρήστες είναι πάντα υπεύθυνοι για τη δική τους κυριαρχία δεδομένων και οι διεπαφές προγραμματισμού εφαρμογών (API) χρησιμοποιούνται για την ενσωμάτωση αλγορίθμων για συγκεκριμένους πελάτες.
Οι έξυπνοι αδρανειακοί αισθητήρες της ASC μπορούν να ενσωματωθούν ως ανοιχτό σύστημα σε οποιοδήποτε άλλο σύστημα.
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για οποιαδήποτε εφαρμογή μέτρησης επιτάχυνσης, δόνησης ή γωνιακής ταχύτητας και έχουν σχεδιαστεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις του πελάτη.
Ευφυείς αισθητήρες μεταδίδουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο
Προηγουμένως, τα δεδομένα καταγράφηκαν εξωτερικά και αξιολογούνται σε διαστήματα.
Με τους νέους έξυπνους αισθητήρες από την ASC, η επεξεργασία γίνεται απευθείας στον αισθητήρα, ο οποίος στη συνέχεια εκδίδει ένα μήνυμα κατάστασης χρησιμοποιώντας την αρχή του φωτεινού σηματοδότη.
Οι φορείς εκμετάλλευσης σιδηροδρομικών δικτύων μπορούν τώρα να παρακολουθούν την κατάσταση του τροχαίου υλικού και της υποδομής σε πραγματικό χρόνο και να εντοπίζουν ακόμη πιο γρήγορα παρατυπίες.
Αυτό διατηρεί τον αριθμό των διακοπών της υπηρεσίας στο ελάχιστο, καθώς η λειτουργία χωρίς διακοπές είναι η βασική προϋπόθεση για πιο εντατική χρήση των σιδηροδρομικών γραμμών.
Η γενική στρατηγική «Ισχυρή Σιδηροδρομική» της Deutsche Bahn στοχεύει στην επίτευξη των στόχων της γερμανικής κυβέρνησης στον τομέα των μεταφορών και της πολιτικής για το κλίμα.
Οι αισθητήρες ASC μπορούν επομένως έμμεσα να συμβάλουν στη μετακίνηση της κυκλοφορίας από το δρόμο στο σιδηροδρομικό.
