ASC sensörleri, Deutsche Bahn’ın rayları gerçek zamanlı olarak izlemesine ve hasarı tespit etmesine yardımcı olur
Çalışma işlemi sırasında ray kesiti izleme
ASC sensörleri, Deutsche Bahn‘ın raylardaki hasarı erken tespit etmesine yardımcı oluyor.
Demiryolu ağının durumu düzenli olarak kontrol edilmelidir. Deutsche Bahn AG, birkaç yıldır DB 4.0 dijitalleşme stratejisinin bir parçası olarak altyapıyı izlemek için standart trenleri kullanmaktadır. Pfaffenhofen, Almanya’da bulunan ASC GmbH’nin yüksek hassasiyetli sensörleri milimetre hassasiyetle ray yatağını taramak için kullanılır.
İkinci nesil ICE’lerin ve IC’lerin yer aldığı üç veya dört tren, “sürekli ray durumu izleme” için kullanılır. Bunun arkasındaki
düşünce şudur: Uzun mesafeli trenler demiryolu ağı ile hergün temas halindeyse bir yandan neden veri toplamasınlar?
Demiryolu altyapısından sorumlu DB Netz AG, grup bünyesindeki DB Systemtechnik GmbH şirketini bu iş için görevlendirdi. Ray ile paralel uzanan seviyedeki kusurlar, kaydedilen ana tip kusurlardır ve raylardaki geometrik kusurların yüzde 75’ini oluşturur. Ölçüm çalışmaları, Deutsche Bahn’ın yüksek maliyetli hasarlar oluşmadan önce tüm geometrik ray sapmalarını tespit etmesine yardımcı olur. Üç veya dört ayda bir incelenen yüksek hızlı demiryolu kesitleri ve senede bir incelenen bölgesel tren kısımları dahil olmak üzere, şirket uzun aralıklarla ray ölçüm trenleri ile düzenli olarak muayene gerçekleştirir.
En eski ölçüm verileri yalnızca birkaç saat öncesine aittir
Münih’te bulunan DB Systemtechnik GmbH şirketinde “sürekli hat bölümü izleme” uzmanı olan ve ölçüm sisteminin kurulumundan itibaren etkin görev alan Dr.Müh. Klaus Ulrich Wolter, “Yalnızca birkaç araçla büyük bir demiryolu ağını izlemeyi amaçlıyoruz,” dedi. Sistemin ana bileşenleri, bir trenin vagon gövdesinin iç kısmında ve bojisinde bulunan sensörlerdir. Bir veri kayıt sistemi, bir konumlandırma sistemi ve bir veri iletim sistemi de kullanılmaktadır.
Konumlandırma sistemi sürekli olarak trenin mevcut konumunu kaydeder, böylelikle ölçüm değerleri ray kesitinin belirli noktalarına dağıtılabilir. Veri iletim birimi ise tüm verileri gerçek zamanlı olarak Munich-Freimann’da yer alan DB Systemtechnik’e gönderir. DB Systemtechnik, verileri haftada bir kez değerlendirir ve ilgili noktada raylı sistemden sorumlu kişilerin kullanımına sunar. Değerlendirme büyük ölçüde otomatik olarak gerçekleştiğinden, raporlar gönderilme zamanından yalnızca birkaç saat öncesine ait olan verileri bile içerebilir.
Binlerce kilometrelik demiryolu ağı izleniyor
Mevcutta yaklaşık 2.500 km demiryolunun durumu haftalık olarak izlenmektedir. Özel sensörlü uzun mesafe trenleri yalnızca Bremen/Hamburg ve Münih arasındaki kuzey – güney rotasında seyahat etmekle kalmamakta, aynı zamanda Berlin ve Köln ile Halle/Leipzig ve Bremen arasındaki kısımları da kapsamaktadır. Wolter, “Ölçüm teknolojisine sahip trenler bazı demiryolu kesitlerinden yalnızca iki haftada bir geçerken, diğer kesitlerden günde iki kere olacak şekilde sık geçebiliyor,” dedi. “Ölçüm teknolojisine sahip trenler haftada ortalama dört kez demiryolu kesitlerinden geçiyor.”
Bu şekilde elde edilen verilerin kalitesi büyük ölçüde kullanılan sensörlere bağlıdır. Bu nedenle DB Systemtechnik, Oberbayern, Pfaffenhofen’de bulunan ASC GmbH’nin ivme sensörlerini kullanmayı tercih etti. İzleme uzmanı Wolter, tercihleri hakkında “Minden’deki meslektaşlarımız bir süredir bu sensörleri kullanıyorlar ve çok memnunlar,” dedi. “Sensörlerin bu iş için mükemmel teknik özellikleri bulunuyor, bu sensörlerden olağanüstü bir destek alıyoruz.”
Dr. Müh. Klaus Ulrich Wolter, sürekli ray durumu izleme sisteminin geliştirilmesine yardımcı oldu.
Görüntü: DB Systemtechnik Martin Loibl
Sensörler sert sarsıntılara karşı dayanıklı olmalıdır
Uzun mesafe trenlerine, ASC OS -115LN 050 ve ASC OS -115LN 002 tek eksenli ivmeölçerlerin yanı sıra ASC P401A15 piezoelektrik modeli de yerleştirilmiştir. Belirtilen ikinci model, aşırı sağlamlık, darbeye karşı direnç ve hava geçirmezlik ile karakterize edilen yüksek frekanslı bir IEPE sensörüdür (Integrated Electronics Piezo Electric -Entegre Elektronik Piezo Elektrik). Bu sensörler 0,5 Hz ile 15 kHz arasında geniş bir frekans aralığına ve ±50, ± 100 ve ±500 g ölçüm aralığına sahiptir. 5.000 Gpk’ye kadar olan darbeye karşı direnç özelliği, yüksek şok yüklerinin yer aldığı demiryolu trafiğinde kullanım için büyük bir avantaj sağlamaktadır. ASC P401A15 modelinin bir başka özelliği ise –55’ten +150 ° C’ye kadar geniş sıcaklık aralığına sahip olmasıdır, çünkü tren ölçüm noktalarındaki sıcaklıklar –30 ila +70 ° C aralığında değişiklik gösterebilmektedir.
ASC sensörleri, tekerlek takımı yataklarındaki ve vagon gövdelerinin iç kısmındaki dikey ivmeyi ölçmekte, böylece ray üst yapısının raylara paralel seviyesini izlemektedir.
Ölçümler ray tıkanmalarını ve gecikmelerini önler
ASC sensörleri hem tekerlek takımı yataklarındaki dikey ivmeyi hem de vagon gövdelerinin iç kısmındaki ivmeyi ölçer. Bu şekilde, sensörler temel olarak raylar, traversler ve balasttan oluşan üst yapının raylara paralel seviyesini izler. Buradaki odak noktası, en hızlı şekilde değiştiği ve bu alandaki sapmaların işletme kalitesi üzerinde en büyük etkiye sahip olduğu için raylara paralel seviyenin ölçülmesidir. Burada geometrik mevcutsa derhal bakım önlemleri alınmalıdır veya hız kısıtlı kesitler oluşturulmalıdır. Bu, demiryolu trafiğinde gecikmelere ve dolayısıyla büyük bir soruna yol açacaktır.
DB tarafından kullanılan ve ASC’ye ait OS -115LN 002 ve OS -115LN 050 ivmeölçerlerinin ölçüm aralıkları sırasıyla 2 g ve 50g’dır. Ölçüm aralığına bağlı olarak 7 ile 400 μg /√Hz arasında yer alan sensörlerin sinyal – gürültü oranı da oldukça iyidir. Deutsche Bahn’ın sürekli ray durumu izleme işlemi için, ASC sensörlerinin yüksek hassasiyet ve darbe direnci birincil öneme sahiptir. Ölçüm sistemlerinin küçük boyutlu olması da tercih edilme sebeplerinden biridir, çünkü trenlerdeki sensör kutularında yer alan kurulum alanı sınırlıdır.
ASC, isteğe özel sensörler de sunar
Kapasitif ve piezoelektrik ivmelenme sensörlerine ek olarak, DB Systemtechnik ayrıca ASC 271 tipi jiroskoplar kullanır. Bu sensörler MEMS (Micro- Electro- Mechanical System – Mikro Elektro Mekanik Sistem) teknolojisine dayanır ve özellikle bojilerdeki ray geometrik kusurları ölçmek için uygundur. Sensörlerin önemli bir özelliği ise 9 °/h olağanüstü eğilim istikrarsızlığıdır, ayrıca sensörler 0,02 °/s/√Hz’lik çok düşük bir gürültü yoğunluğu ve düşük açılı rastgele yürüyüş -(0,2 °/√Hz) ile karakterize edilir.
ASC 271 jiroskopları,
bojilerdeki ray kesit
durumunu izler.
Dr. Wolter’ı ASC’yi seçmeye ikna eden sadece sensörlerin yüksek hassasiyeti ve sağlamlığı olmadı. Wolter ASC’nin
yüksek esnekliğini de takdir etti: “Bir sensör ihtiyaçlarımız doğrultusunda özelleştirildi, böylece kablo üniteye kalıcı
olarak bağlanmış oldu.” Müşteri odaklı olmak, ürünlerinin çoğunu isteğe göre özel olarak üreten sensör uzmanları
için olmazsa olmazdır. Üretim Almanya’daki genel merkezlerinde yapıldığından, uygulanan kalite standartları
da çok yüksektir.
DB Systemtechnic sensör kutusu, ASC sensörleri ile donatılmıştır.
Görüntü: DB Systemtechnik Martin Loibl
Durum izleme büyük bir başarıdır
Sürekli ray durumu izleme sisteminin başlangıcından beri, mobil ölçüm teknolojisi 6.000.000 kilometrenin üzerinde
ray mesafesi için kullanılmıştır. Elde edilen verilere dayanarak, raylar, traversler ve balasttan oluşan üst yapının
kalitesini önemli ölçüde artıran önlemler başlatılmıştır. Bu önemler sayesinde, hız kısıtlı kesitlerin sayısının ve ray
tıkanıklıklarının ortalama yüzde 95 oranında azalması mümkün olmuştur. İzleme başarısının bir başka göstergesi
de raylı sistemlerden sorumlu kişiler tarafından görülen ölçüm verilerine gösterilen büyük ilgidir. Talep ettikleri gibi,
izleme için gittikçe daha fazla ray kesiti, kısım kısım, dahil edilecektir.
Şu anda, sürekli ray durumu izleme hâlâ uzun mesafeli kesitlerle sınırlıdır, ancak Dr. Wolter bu kapsamı genişletmeyi düşünmektedir: “Teknoloji kesinlikle bölgesel trenlerin geniş demiryolu ağı için de önemlidir”.
