USP opracowuje niedrogi czujnik zapewniający bezpieczeństwo eksploatacji pociągów

Urządzenie można zamontować w pociągach, aby szacować siły i przewidywać awarie w działaniu

Naukowcy z Politechniki Uniwersytetu w São Paulo (Poli) opracowali niedrogi czujnik, który umożliwia precyzyjne monitorowanie warunków pracy pociągów towarowych i pasażerskich. Urządzenie mierzy przyspieszenia i szacuje siły działające podczas ruchu szyn i może być instalowane bezpośrednio w wagonach i lokomotywach, stanowiąc alternatywę dla tradycyjnych systemów przemysłowych, które często są droższe i bardziej złożone.

Technologia ta wykorzystuje czujniki mikromechaniczne, podobne do tych stosowanych w telefonach komórkowych i pojazdach, do rejestrowania przyspieszeń liniowych i kątowych. Informacje te są przetwarzane przez algorytm dynamiki odwrotnej, który na podstawie zarejestrowanych ruchów szacuje siły działające na pojazd. Celem jest ocena działania w oparciu o wskaźnik bezpieczeństwa, uwzględniający na przykład zależność między obciążeniami bocznymi i pionowymi na kołach, co jest czynnikiem decydującym o stabilności pociągu i zapobieganiu wykolejeniom.

Według Roberto Spinoli, profesora Politechniki i koordynatora Laboratorium Dynamiki i Symulacji Pojazdów (LDSV), nowy system nie wykonuje bezpośrednich pomiarów, jak oprzyrządowany zestaw kołowy – powszechnie stosowanego urządzenia w sektorze kolejowym, które wymaga montażu czujników na kołach – ale oferuje szacunki o dobrej jakości odwzorowania i znacznie niższych kosztach. „Nasz system nie wykonuje bezpośrednich pomiarów, jak zestaw kołowy, ale generuje szacunki o dobrej jakości odwzorowania i ma tę ogromną zaletę, że jest niezwykle niedrogi” – stwierdza.

Czujnik można zainstalować w różnych pociągach, działając autonomicznie dzięki zasilaniu bateryjnemu, co pozwala na kilka dni ciągłego monitorowania. Według Spinoli, propozycja nie ma na celu zastąpienia istniejących systemów pokładowych, takich jak kolejowy ABS, lecz raczej uzupełnienie monitoringu o dodatkową warstwę informacji, zwłaszcza w pociągach, które nie posiadają jeszcze pokładowych rozwiązań sterujących i diagnostycznych.

Oprócz bezpieczeństwa pojazdów, system umożliwia monitorowanie pracy pociągów na długich dystansach, przyczyniając się również do diagnostyki potencjalnych awarii torów i planowania interwencji w infrastrukturę. „To system, który rejestruje pracę na wielu kilometrach, pozwalając nam ocenić nie tylko sam pojazd, ale także tor i warunki eksploatacyjne” – podsumowuje profesor.

Technologia została już przetestowana w różnych kontekstach operacyjnych, w tym w pociągach obsługiwanych przez Companhia Paulista de Trens Metropolitanos (CPTM) i Vale. Według Spinoli, trwają negocjacje z innymi operatorami z sektora zainteresowanymi wykorzystaniem tego sprzętu.

Czujnik opracowany w USP został opatentowany i, według naukowców, jest gotowy do użytku komercyjnego. Model może być zastosowany w systemach kolei towarowych, transporcie pasażerskim, a nawet w pociągach metra. Zespół spodziewa się, że technologia ta przyczyni się nie tylko do monitorowania warunków operacyjnych, ale także do redukcji kosztów i poprawy wydajności sieci kolejowych.