Optický srážkoměr v systému monitorování bezpečnosti horských železničních tratí v Jižní Koreji na bouřích

1. Pozadí a potřeby projektu

Hornatý terén Jižní Koreje znamená, že její železniční síť často prochází kopci a roklemi. Během letních povodňových období je země náchylná k přívalovým dešťům způsobeným monzuny a tajfuny, které mohou v horských oblastech způsobit náhlé bleskové povodně, sesuvy půdy a sesuvy půdy, což představuje vážnou hrozbu pro bezpečnost železničního provozu. Tradiční srážkoměry s výklopnými kopečky vyžadují pravidelnou údržbu, jsou náchylné k ucpávání a mohou trpět mechanickým zpožděním a chybami v odečítání během extrémních lijáků, což je činí nedostatečnými pro potřebu vysoce přesného a nenáročného monitorování srážek v reálném čase.

Aby byla zajištěna provozní bezpečnost, jihokorejské orgány správy infrastruktury naléhavě potřebovaly nasadit pokročilou a spolehlivou automatickou síť pro monitorování srážek podél kritických horských železničních úseků. Potřebné zařízení muselo odolávat náročnému prostředí, fungovat s minimální údržbou a poskytovat v reálném čase přesná data o intenzitě a akumulaci srážek, aby bylo možné včas upozornit systém vlakového dispečinku.

2. Řešení: Systém optického monitorování srážkoměru

V rámci projektu byl jako hlavní monitorovací zařízení pro vybudování distribuovaného systému monitorování srážek a včasného varování vybrán optický srážkoměr (nebo optický dešťový senzor).

• Princip fungování:
  Optický srážkoměr funguje na principu infračerveného optického rozptylu. Senzor vyzařuje paprsek infračerveného světla o specifické vlnové délce skrz měřenou oblast. Pokud neprší, světlo prochází přímo skrz oblast. Když dešťové kapky dopadají skrz měřenou oblast, rozptylují infračervené světlo. Intenzita rozptýleného světla detekovaná přijímačem je úměrná velikosti a počtu dešťových kapek (tj. intenzitě srážek). Analýzou změny signálu pomocí vestavěných algoritmů senzor vypočítává okamžitou intenzitu srážek (mm/h) a kumulované srážky (mm) v reálném čase.
• Nasazení systému:
  Optické srážkoměry byly instalovány na klíčových místech podél železničních tratí ve vysoce rizikových geologických zónách (např. na svazích, v blízkosti mostů, u vjezdů do tunelů). Zařízení byla upevněna na sloupech se senzorovou čočkou natočenou směrem k obloze, aby byla zajištěna optimální oblast měření.

3. Implementace aplikace

1. Sběr dat v reálném čase: Optické srážkoměry fungují nepřetržitě a odebírají několik vzorků za sekundu, aby v reálném čase detekovaly začátek, konec, intenzitu a trendy srážek.
2. Přenos dat: Shromážděná data o srážkách jsou přenášena téměř v reálném čase (v minutových intervalech) do centrální datové platformy v regionálním monitorovacím centru prostřednictvím vestavěných bezdrátových komunikačních modulů 4G/5G.
3. Analýza dat a včasné varování:
   • Centrální platforma integruje data ze všech monitorovacích bodů a nastavuje víceúrovňové alarmy prahových hodnot srážek.
   • Pokud intenzita srážek nebo nahromaděné srážky v jakémkoli bodě překročí předem nastavené bezpečnostní prahové hodnoty, systém automaticky spustí alarm.
   • Informace o alarmu (včetně konkrétního místa, údajů o srážkách v reálném čase a úrovně překročení) jsou okamžitě odeslány do rozhraní dispečera v řídicím centru železniční dopravy (CTC).
4. Propojené řízení: Na základě úrovně varování dispečeři rychle zahájí nouzové protokoly, jako je vydání omezení rychlosti nebo nouzových příkazů k pozastavení provozu vlaků blížících se k postiženému úseku, čímž předcházejí katastrofám a zajišťují bezpečnost cestujících.

4. Ztělesněné technické výhody

• Žádné pohyblivé části, bezúdržbové: Absence mechanických součástí eliminuje problémy, jako je ucpávání, nutné pravidelné čištění a mechanické opotřebení spojené s tradičními měřicími přístroji s výklopnými korečkami. Díky tomu jsou ideální pro dlouhodobý bezobslužný provoz v odlehlých a drsných horských podmínkách.
• Rychlá odezva a vysoká přesnost: Optická metoda měření nabízí extrémně rychlou dobu odezvy (až několik sekund), přesně zachycuje okamžité změny intenzity srážek a poskytuje kritický čas pro varování.
• Silná odolnost proti rušení: Optimalizovaná optická konstrukce účinně minimalizuje rušení způsobené faktory prostředí, jako je prach, mlha a hmyz, a zajišťuje tak spolehlivost dat.
• Nízká spotřeba energie a snadná instalace: Zařízení mají nízké nároky na energii, často jsou napájena solárními panely, a jejich instalace je snadná bez nutnosti rozsáhlých stavebních prací.

5. Výsledky projektu

Zavedení tohoto systému posunulo schopnosti Jižní Koreje v oblasti prevence železničních katastrof z „pasivní reakce“ na „aktivní varování“. Přesná data z optických srážkoměrů v reálném čase umožnila dispečerskému oddělení:

• Činit více vědecky podložená bezpečnostní rozhodnutí a snižovat ekonomické ztráty spojené s nadměrnými preventivními odstávkami.
• Výrazně zvýšit bezpečnost a dochvilnost železniční dopravy.
• Shromážděná dlouhodobá data o srážkách také poskytují cennou podporu pro posouzení geologických rizik a plánování infrastruktury podél železničních koridorů.

Tento případ demonstruje úspěšné využití optických srážkoměrů v oblasti bezpečnosti kritické infrastruktury a poskytuje vynikající model pro řešení problémů monitorování srážek ve složitých prostředích.

Kompletní sada serverů a softwarového bezdrátového modulu, podpora RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Pro více senzorů srážkoměru informace,

Kontaktujte prosím společnost Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com

Tel.: +86-15210548582