Rataverkon kunnon ja liikkuvan kaluston akustinen valvonta kuituoptiikan avulla

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Rataverkon kunnon ja liikkuvan kaluston akustinen valvonta kuituoptiikan avulla"

Aune Salminen
5 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Rataverkon kunnon ja liikkuvan kaluston akustinen valvonta kuituoptiikan avulla Lassi Matikainen Matias Tuohino

2 Esityksen sisältö 1. Aiheesta tehdyn diplomityön esittely 2. Kuituoptisten sensoreiden potentiaaliset käyttömahdollisuudet rautateillä 3. Distributed Acoustic Sensing (DAS) 4. Yleiset DAS-sovellukset 5. Mahdollinen Liikenneviraston DAS-pilottisovellus 6. Tulevaisuus 2

3 Taustaa UIC:n Signalling Expert Groupin (SEG) kokouksessa marraskuussa 2014 on DB Netzin edustaja Max Schubert esitellyt Saksassa toteutettuja kuituoptisten ilmaisinlaitteiden kokeiluja Keväällä 2017 Liikennevirasto arvioi kuituoptisen tunnistuksen tekniikan potentiaalin olevan konkreettinen ja tilasi diplomityön aiheesta VR Trackilta Matias Tuohino aloitti diplomityönsä toukokuussa 2017 ja työ valmistui aikataulunmukaisesti marraskuun lopussa 2017 UIC:n SEG edelleen seuraa tähän tekniikkaan perustuvien tuotteiden kehitystä 3

4 Kuva: M. Rosenberger, Frauscher Sensortechnik GmbH 4

5 Distributed Acoustic Sensing (DAS)-järjestelmä Valonlähde (LASER) DASilmaisinlaite Lähetetty pulssi Taittunut kuitu/epäjatkuvuuskohta Äänilähde Takaisinheijastunut pulssi Ääniaalto A/D Prosessori Optinen kuitu +40 km 5

6 Distributed Acoustic Sensing (DAS) Havaitsee ääntä ja tärinää valokuidun ympäristössä Voi käyttää olemassa olevan tietoliikennekaapelin vapaata kuitua anturina Järjestelmän tyypilliset ominaisuudet: 40 km kuitu, 10 metrin resoluutio, 1250 Hz ylärajataajuus Havaitsemisperiaate: Valokuitututka (OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) Ominaisuuksia voidaan tutkia osittain takaisinheijastuneen pulssin kulkuajasta ja voimakkuudesta 6

Yleiset DAS-sovellukset Alun perin kehitetty öljy- ja kaasuteollisuuden tarpeisiin Putkilinjojen ja porauskenttien turvallisuuden valvonta Porauskaivojen tärinän mittaus ja monitorointi Kuva: A.

7 Yleiset DAS-sovellukset Alun perin kehitetty öljy- ja kaasuteollisuuden tarpeisiin Putkilinjojen ja porauskenttien turvallisuuden valvonta Porauskaivojen tärinän mittaus ja monitorointi Kuva: A. Owen, OptaSense. Rajavalvonta ja puolustus Rajojen valvonta virtuaalisella aidalla Uhkien tunnistaminen algoritmisella hahmontunnistuksella Rakennusteollisuus ja älykkäät rakenteet Laajojen rakenteiden tärinän mittaus ja muodonmuutosten monitorointi 7

8 Yleiset DAS-sovellukset: reaaliaikainen junapaikannus Kuvakaappaus viiden junan kulusta lyhyellä aikavälillä Junien kulkusuunnat vastakkaiset Aika 0 km 5 km 10 km 20 km 30 km 40 km 50 km Paikka kuidulla Kuva: M. Rosenberger, Frauscher Sensortechnik GmbH 8

9 Yleiset DAS-sovellukset: kiskovaurion paikallistaminen Kiskon katkeamakohta näkyy järjestelmässä toistuvana signaalipiikkinä Kuva: M. Rosenberger, Frauscher Sensortechnik GmbH 9

Yleiset DAS-sovellukset: ajojohtimen valokaaren paikallistaminen Aika Oikosulun valokaaresta aiheutuva pamaus havaitaan V- muotoisen signaalin

10 Yleiset DAS-sovellukset: ajojohtimen valokaaren paikallistaminen Aika Oikosulun valokaaresta aiheutuva pamaus havaitaan V- muotoisen signaalin kärkipisteessä Shokkiaalto leviää ympäristöön V-muodon siipien kulmakerroin on äänen nopeus ilmassa Kuva: M. Rosenberger, Frauscher Sensortechnik GmbH 10 Paikka

11 Mahdollinen Liikenneviraston DAS-pilottisovellus Tavoite: Radan ja kaluston kunnossapidon tehostaminen Rautatieturvallisuuden parantaminen Junaliikenteestä ja rataverkosta saatavan informaation parantaminen ja hyödyntäminen Haasteet: Uuden teknologian tuominen rautatieympäristöön Rautateiden tiukat turvallisuusmääräykset ja yhteentoimivuuden vaatimukset Hinta 11

12 Tulevaisuus Uuden sukupolven DAS-ilmaisinlaitteet vuonna 2018 Tutkimus DB Netzen ja Frauscherin yhteistyönä Monipulssijärjestelmät -> tarkempi ilmaisu Rautateiden turvallisuusvaatimukset täyttävän DAS-järjestelmän kehittäminen SIL1-tason järjestelmä DB Netzen kehitysprojekti DAS-järjestelmien hyödyntäminen tulevaisuuden junaohjausjärjestelmissä Satelliittipaikannustietojen yhdistäminen järjestelmään Ratalaitteiden vähentäminen 12

13 Yhteenveto Kuituoptisella tunnistuksella on paljon potentiaalia korvata useita nykyisiä rautatieympäristön ilmaisinjärjestelmiä ja erityisesti se on lupaava alusta monille uusille sovelluksille Mahdollisella turvalaitevaatimukset täyttävillä sovelluksilla avautuisi todella paljon uusia käyttökohteita. Niillä on mahdollisuus saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä. Edistys on tällä hetkellä nopeaa, koska suurilla rautatieasiakkailla on halu olla aktiivisesti mukana kehityksessä, ja toimittajayhtiöillä on pyrkimys saada valmiiksi kaupallisia tuotteita. 13

14 Sitten kysymykset! 14

Samankaltaiset tiedostot

Ratapihaan liittyvien alueiden sekä kaupungintalon tontin asemakaavamuutoksen tärinäselvitys Suonenjoen kaupunki

Ratapihaan liittyvien alueiden sekä kaupungintalon tontin asemakaavamuutoksen tärinäselvitys Suonenjoen kaupunki 27.8.2014 1 Taustatiedot Suonenjoen kaupungin keskustassa on käynnissä asemakaavatyö, jonka