Webinar: Vilka alternativ finns för distribution av sensorteknik längs ett järnvägsprojekts infrastruktur?

Rail Baltica-projektet utvecklar en ny järnvägsinfrastruktur och ekonomisk korridor, med 1435 millimeters europeisk spårvidd, som förbinder Estland, Lettland och Litauen med Polen och vidare. Länken kommer att gå från Tallinn i Estland, till Riga i Lettland, till Kaunas och Vilnius i Litauen och till det polska järnvägsnätet. Och för första gången kommer det att finnas en normalspårig järnväg i regionen kopplad till det europeiska huvudnätet. Bild: Rail Baltica

Vilka alternativ finns för distribution av sensorteknik längs ett järnvägsprojekts infrastruktur och vilken potential det finns för att bygga en "digital inbyggd" järnväg?

Dessa var några av de frågor som nyligen dryftades vid en brittisk webinar om databehandling inom drift och underhåll, systemdesign och övervakning på järnvägen.

Vilka är några av de möjligheter som exempelvis Greenfield-projektet ger för systemdesign, drift och underhåll? Vad är Fiber Optic Movement Sensing och hur fungerar det? Dessa frågor besvarades nyligen vid RailTech.com-webinar bland annat av följande gäst:

Andy Billington, Innovation and Digital Architecture Team Leader på Rail Baltica AS, föredrog om de möjligheter som ett Greenfield-projekt ger när det gäller systemdesign, drift och underhåll, och tillämpning av digitala verktyg när syftet är att optimera design och processer.

Greenfield-projekt

Ett greenfield-projekt är en ligt definition ett projelt som saknar begränsningar från tidigare arbete på platsen. Vad ett greenfield-projekt vanligtvis innebär är utveckling på en helt tom tomt. Arkitekter börjar helt från noll. Ett brownfield-projekt är ett som har begränsningar relaterade till platsens nuvarande tillstånd.

Andy Billington, innovations- och hållbarhetsexpert på Rail Baltica, utforskar vilka alternativ som finns för att distribuera sensorteknik längs projektets infrastruktur och vilken potential det finns för att bygga en "digital inbyggd" järnväg.

-Rail Baltica är det största järnvägsinfrastrukturprojektet i de baltiska staternas historia, och erbjuder unika möjligheter genom att förbinda Estland, Lettland och Litauen med en järnväg med standardspår som ansluter till Polen och vidare i riktning mot Centraleuropa, förklarade Billington.

Enligt honom kommer den nya linjen för blandad användning, som överbryggar den saknade länken i Nordsjön och Östersjöns kärnnätskorridor att stödja en rad passagerar- och godstjänster – som förbinder städer, hamnar och flygplatser och tjänar både människor och företag.

- Detta är ett greenfield-projekt; infrastrukturen och alla system utvecklas med moderna arbetssätt, med omfattande användning av BIM och andra verktyg och med både digitalisering och hållbarhet som nyckelfaktorer, konstaterade Andy Billington.

Energisynergier

Han hänvisade uttryckligt till de digitala infrastrukturalternativ som inkluderar landsbygds-/regional anslutning (som 5G och bredband), stamnät, tjänster vid stationer och anslutningsmöjligheter för socioekonomiska drivkrafter. Parallellt kommer energisynergier att täcka nätresiliens, standby-kraft, alternativ vid regionala stationer, till exempel, för laddning av elfordon, förnybara källor och andra nya möjligheter.

Potentiella sensorer

Systemdesignen för Rail Baltica är i ett relativt tidigt skede och många beslut ligger framför – liksom många möjligheter.

- Samtidigt som systemdesignen för Rail Baltica har börjat, har viktiga beslut om vilka typer av sensorer som ska implementeras ännu inte fattats. Utbudet är brett, från järnvägsdrift till tillgångsförvaltning och övervakning: vissa är säkerhetskritiska, andra inte; vissa har mycket strikta krav på cybersäkerhet; Kraven på kraft och kommunikation varierar, och det finns arkitektoniska överväganden som att designa system för att ge en integrerad vy med all tillgänglig information från järnvägen, oavsett källa, föredrog Billington.

Ger realtidsinformation

Alternativ som har studerats inkluderar distribuerad akustisk avkänning (DAS), fordonsidentifieringssystem, vägning i rörelse och en rad mindre sensorer: var och en av dessa har olika egenskaper när det gäller datavolym och hastighet, med vissa som ger realtidsinformation och andra som endast rapporterar om förändringar.

- DAS-teknik ger ett sätt att övervaka både den strukturella hälsan hos järnvägsinfrastrukturen och vissa egenskaper hos fordonen (till exempel hjulplattor): ett tåg som kör över en viss linjesträcka kommer att orsaka vibrationer som upptäcks av den påverkan dessa vibrationer har på en signal i fibern, påpekade Billington.

Information som kan göras tillgänglig inkluderar, enligt honom, även plats och trafikriktning, hastigheter, spår- och spårbäddsförhållanden, problem med fästelement, överslagshändelser och vissa hjulfel.

Optisk fiber

- Sådana system ger möjlighet att övervaka 50 kilometer, eller mer spår från en enda övervakningsplats, utan krav på annan vägkantsutrustning än optisk fiber: det är också möjligt att övervaka det avståndet i båda riktningarna, vilket minskar antalet nödvändiga utrustningsplatser.

Billington betonade att "datavolymerna som genereras är betydande, så bearbetningsnoder är ofta placerade vid övervakningsplatserna med potential att överföra specifika händelser i realtid utan att behöva flytta bulkdata när den fångas in."

Men denna bulkdata har, enligt honom, också potential att ge en användbar input för "big data"-analys och maskininlärning, särskilt om DAS-data kan korreleras med andra källor.

En "videoport" kan fånga mängd information

För fordonsidentifiering finns det, enligt honom, flera alternativ, men ett av särskilt intresse är användningen av RFID på utvalda platser: medan en "videoport" kan fånga en hel del information (till exempel bilder av eventuella varningsvarningar på godsvagnar), storleken och komplexiteten hos sådana lösningar begränsar deras genomförbarhet i öppna linjer.

- Däremot kan RFID-läsare använda tillvägagångssätten som beskrivs i EN17230 (och på andra ställen) och kan ge fordonsidentifiering för andra sensorer genom att placera läsare tillsammans med andra övervakningssystem. Förutsatt att identifierarna som används för varje fordon är både unika och konsekventa (till exempel samma typ av fordonsidentifierare används vid en videogrind och en vägkantsläsare), då kan informationen från flera sensortyper som övervakar flera fordon korreleras över hela linjen, sade Andy Billington.

Väga i rörelse

Dessutom kan ett liknande tillvägagångssätt för standardiserade identifierare användas för att hjälpa till med tillgångshantering och underhåll, både för operativa ändamål och för hantering av försörjningskedjan.

- Det finns också Internet of Things (IoT) sensorer, med en mängd olika lösningar som kan användas för att övervaka saker som omgivande miljö på stationer. Vägning i rörelse (WIM) görs också vanligtvis vid specifika kontrollpunkter vid låga hastigheter och kan möjligen samlokaliseras med hjälp av en videoutrustning, sade Andy Billington.

Övriga talare på webinaren var:

Ed Austin, VD på det brittiska företaget Focus Sensors, presenterade metoden Fiber Optic Movement Sensing (FOMS).

- Detta nya system övervakar järnvägens tillstånd med hjälp av extra optiska fibrer på marken för att möjliggöra exakta mätningar, förklarade Ed Austin.

Richard Lenthall, Vice President – ​​Customer Management på voestalpine Signaling Siershahn GmbH berättade om voestalpines MDS-funktioner (Modular Diagnostic System) som ger kunden en helhetsbild av funktionens tågsättsstatus, med särskilt fokus på deras allra senaste funktion VTA (Visual Train Analysis) och AMS (Acoustic Monitoring Sensor).

- Allt detta stöds av Central Management Software (CMS), vilket innebär att voestalpine kan erbjuda kunderna en komplett intern lösning för deras övervakningsbehov, berättade Richard Lenthall.

Källa: Railtech