Výzvy železniční dopravy v 21. století
Železniční doprava je páteří moderní logistiky a mobility díky své vysoké přepravní kapacitě a nízkým emisím. Přesto čelí významným výzvám v oblasti bezpečnosti, zejména v přesné detekci vlaků, monitorování infrastruktury a minimalizaci havárií. Náš výzkum v FBGLab se zaměřuje na využití optovláknových Braggovských senzorů (FBG), které přinášejí alternativní možnosti pro zajištění spolehlivého a bezpečného železničního provozu.
Klíčové otázky: Jak efektivně detekovat a sledovat pohyb vlaků, měřit jejich rychlost, detekovat plochá kola, dynamicky vážit a předcházet nehodám?
Optovláknové řešení vyvinuté v FBGLab
Braggovský senzor
Řešení je duševně chráněno národním patentem s názvem Systém pro rozpoznání a klasifikace plochých kol v kolejové dopravě a licencován Dopravnímu podniku Ostrava a.s.
Popis: Neinvazivní řešení využívající speciálně navržený montážní blok, který umožňuje instalaci senzorů na patě kolejnice, pod ní a na stojině. Tento přístup respektuje železniční předpisy a zajišťuje 100% úspěšnost detekce jednotlivých náprav.
Spojením senzorického řešení s prvky strojového učení, které implementovali kolegové na Katedře telekomunikační techniky je systém schopen detekovat plochá kola, což se využívá v DP Ostrava a.s. pro efektivní údržbu kolejových vozidel vozového parku.
Výhody: odolnost vůči elektromagnetickému rušení, snadná, rychlá a neinvazivní instalace na kolejnici, možnost multiplexace desítek FBG senzorů.
Intenzitní optovláknový senzor
Řešení je duševně chráněno národním patentem s názvem Kompozitní optovláknový senzor pro detekci tlakové síly vznikající průjezdem kola kolejového vozidla, jeho uspořádání a způsob detekce této tlakové síly pomocí tohoto uspořádání a licencován firmě Hroší stavby Morava a.s.
Popis: Intenzitní senzor se instaluje mezi podkladnici a kolejnici a slouží pro detekci průjezdů kolejových vozidel. Je založen na principu detekce zatížení kolejnice při průjezdu kolejového vozidla díky modulaci intenzity světla procházejícím optickým vláknem. Výsledkem je 100% úspěšnost detekce podvozků.
Výhody: odolnost vůči elektromagnetickému rušení, neinvazivní instalace na kolejnici.
Výzkumné cíle FBGLab v oblasti železniční dopravy
Budoucí výzkum
- Dlouhodobé testování na vysokorychlostních železničních tratích.
- Optimalizace senzorů pro zvýšení životnosti a odolnosti vůči vnějším povětrnostním podmínkám.
- Implementace dynamického vážení vozidel za jízdy.
- Monitorování stavu a strukturálních změn kolejnic pomocí FBG senzorů a Distribuovaného akustického systému DAS.
- Redundantní systémy detekce vlaků – vývoj hybridních systémů kombinujících FBG senzory s tradičními metodami pro zvýšení celkové bezpečnosti.