Monitoring i bezpieczeństwo na kolei: 5 przypadków z całego świata

Autorzy: Megan Hansen, Lidija Spiranec, Steve Thurgood

Wykopy powodują wstrząsy. Zagrożeniem są lawiny i powodzie. Ciężkie pociągi poruszające się po wysłużonych torach. Co mają te zdarzenia ze sobą wspólnego? Wszystkie one zagrażają stabilności strukturalnej szyn i infrastruktury kolejowej. Na całym świecie operatorzy polegają na monitorowaniu w celu wykrycia wpływu tych i innych zagrożeń na linie kolejowe, umożliwiając bezpieczny, ciągły przejazd pociągów.

Monitorowanie odkształceń pomaga zidentyfikować wrażliwe obszary w infrastrukturze poprzez pomiar geometrii toru i innych istotnych parametrów w określonych odstępach czasu w celu wykrycia ruchów, które mogą spowodować uszkodzenia. Po przeanalizowaniu pomiary te dostarczają kluczowych danych umożliwiających operatorom i inżynierom podejmowanie świadomych decyzji dotyczących eksploatacji, konserwacji lub napraw. W związku z tym, monitorując aktywa, właściciele mogą zaoszczędzić pieniądze i zmniejszyć ryzyko.

Optymalne systemy monitorowania linii kolejowych umożliwiają dokładne, kompleksowe gromadzenie danych dostosowanych do wymagań i środowiska każdego projektu. Kompleksowe rozwiązania monitorujące Leica Geosystems zapewniają te i inne funkcje dzięki technologiom hybrydowym, w tym czujnikom geodezyjnym i geotechnicznym, niezawodnym urządzeniom do przesyłania danych oraz wydajnemu oprogramowaniu monitorującemu, umożliwiającemu szybką konfigurację, kompleksową analizę, niestandardowe raportowanie i powiadomienia.

Ten blog wyjaśnia 5 najważniejszych zalet naszych kompleksowych rozwiązań monitorujących, wykorzystując przypadki z całego świata, aby zademonstrować zindywidualizowane systemy i ich wpływ na bezpieczną eksploatację kolei:

1. Zindywidualizowane rozwiązania monitoringu wyposażone w najlepsze w swojej klasie instrumenty
2. Zautomatyzowane monitorowanie w czasie rzeczywistym zwiększa bezpieczeństwo i minimalizuje zakłócenia
3. Hybrydowe techniki monitorowania z wykorzystaniem różnych czujników
4. Oprogramowanie monitorujące z szablonem kolejowym do szybkiej konfiguracji, scentralizowanej analizy i spersonalizowanego raportowania
5. Ciągłość działania dzięki LOC8

1. Zindywidualizowane rozwiązania monitoringu wyposażone w najlepsze w swojej klasie instrumenty

Rozwiązanie do monitorowania kolei umożliwia ciągły transport kolejowy podczas dużych prac budowlanych w Australii 

Każdy projekt monitorowania kolei jest inny - w tym powody, dla których monitorowanie jest wymagane, co należy zmierzyć, gdzie znajduje się strefa monitorowania oraz częstotliwość, z jaką dane muszą być gromadzone i analizowane. Parametry te określają, które techniki i technologie zapewnią optymalne rozwiązanie do monitorowania.

Kompleksowe rozwiązania Leica Geosystems do monitoringu zapewniają elastyczność dzięki szerokiej gamie bardzo dokładnych i najlepszych w swojej klasie geodezyjnych instrumentów pomiarowych, uzupełnionych o czujniki geotechniczne i środowiskowe innych firm do kompleksowego ręcznego i automatycznego gromadzenia danych. 

Od niwelatorów cyfrowych po tachimetry zrobotyzowane, Leica Geosystems jest głównym źródłem sprzętu geodezyjnego niezbędnego do zbierania danych pomiarowych i obliczania parametrów, takich jak skręt, przechyłka i wyrównanie torów kolejowych oraz prześwitów/parametrów konstrukcyjnych dla otaczającej infrastruktury, takiej jak mosty, tunele, perony i inne.

Tachimetr monitorujący Leica TM60 to samouczący się, zautomatyzowany tachimetr przeznaczony do monitorowania, który spełnia najbardziej wymagające wymagania w zakresie pomiarów 3D. Duża prędkość pomiaru i dokładność na poziomie milimetra przy dużych odległościach sprawiają, że tachimetr ten jest skuteczny przy dużych projektach w ruchliwych miejscach, w tym przy monitorowaniu aktywnych linii australijskiej stacji metra Sydney Central podczas szeroko zakrojonego projektu rozwoju infrastruktury.

W tym przypadku monitoring pomógł w bezpiecznym codziennym transporcie ponad 100 000 pasażerów podczas wykopów i prac budowlanych pod i wokół czynnych linii. Zautomatyzowane tachimetry monitorujące Leica mierzyły tysiące pryzmatów na torach i peronach, umożliwiając dostawcom usług monitoringu gromadzenie ogromnych ilości danych w czasie rzeczywistym, wspieranie budowy i ochronę aktywów.

 2. Zautomatyzowane monitorowanie w czasie rzeczywistym zwiększa bezpieczeństwo i minimalizuje zakłócenia

Tachimetr skanujący umożliwia ciągłe pomiary, dzięki czemu irlandzki system Light Rail może działać bez zakłóceń. 

Dla operatorów kolejowych ważne jest, aby usługi kolejowe były bezpiecznie kontynuowane z jak najmniejszą liczbą przerw podczas sąsiedniej budowy. Biorąc pod uwagę, że wiele projektów rozwojowych trwa latami, skuteczne systemy monitorowania zapewniają sposób ciągłego gromadzenia danych o odkształceniach przy jak najmniejszym nakładzie pracy ręcznej na torze.

Kilka aspektów rozwiązań Leica Geosystems do monitoringu ułatwia takie podejście. W przypadku zautomatyzowanego monitoringu, samouczące się tachimetry robotyczne, takie jak Leica TM60 i Leica MS60 MultiStation, automatycznie znajdują i uczą się pryzmatów, które mają mierzyć, skracając czas konfiguracji.

Zrobotyzowane tachimetry Leica Geosystems charakteryzują się solidną konstrukcją, która pozwala na dłuższą autonomiczną pracę instrumentów bez konieczności ich konserwacji oraz kamerami, które umożliwiają zdalny wgląd w warunki panujące na placu budowy w czasie rzeczywistym. Zintegrowane z intuicyjnym i wydajnym procesem roboczym, funkcje te skracają czas pracy na torze i w jego pobliżu, usuwając ich z tego niebezpiecznego środowiska i minimalizując zakłócenia pracy.

MS60 umożliwia również monitorowanie tam, gdzie nie można zainstalować pryzmatów, dodając skanowanie laserowe 3D do zautomatyzowanych systemów monitorowania w celu ciągłego i nieinwazyjnego gromadzenia danych. Na przykład monitorowanie systemu lekkiej kolei Luas w Dublinie podczas budowy wymagało systemu, który mógłby wykazać stabilność szyn i działać w sposób ciągły bez powodowania przerw w świadczeniu usług.

Ponieważ tramwaje poruszają się po szynach osadzonych w nawierzchni drogi, pryzmaty nie mogły zostać zainstalowane na torach bez tworzenia przeszkód lub zniszczenia. W związku z tym pomiary zostały wykonane przy użyciu skanera laserowego 3D MS60. Skanowanie małych obszarów toru rejestrowało tysiące punktów na sekundę w zdefiniowanym obszarze skanowania, a oprogramowanie monitorujące porównywało dane z pomiarami referencyjnymi w celu identyfikacji deformacji.

Zautomatyzowane pomiary i ciągłe gromadzenie danych są dodatkowo wspierane przez Leica ComBox60 do komunikacji na miejscu i zarządzania energią oraz oprogramowanie Leica GeoMoS Edge zapewniające nieprzerwane rejestrowanie danych. Solidna konstrukcja, prosta konfiguracja i obsługa jednym przyciskiem ułatwiają monitorowanie. 

3. Hybrydowe techniki monitorowania z wykorzystaniem różnych czujników

Budowa mostów i tuneli we Francji wymaga monitorowania kolei i peronów za pomocą metod hybrydowych w celu gromadzenia danych w czasie rzeczywistym i zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa. 

Hybrydowe systemy monitorowania zapewniają redundancję danych dzięki niezależnym technologiom pomiarowym. Połączone technologie zwiększają przechwytywanie danych w celu pomiaru różnych, ale uzupełniających się parametrów, zwiększając zrozumienie deformacji. Gdy czujniki geotechniczne wykrywają ruchy, dane mogą zostać zweryfikowane przez pomiary geodezyjne i odwrotnie.

Rozwiązania Leica Geosystems do monitoringu integrują różnorodne czujniki geotechniczne uzupełniające dane geodezyjne, w tym system czujników WiSenMeshWan, obejmujący mierniki wychylenia, szczelinomierze i inne czujniki. Zainstalowanie tych czujników w systemach monitorowania może być szczególnie pomocne w przypadku monitorowania zasobów, które mają wysokie prawdopodobieństwo ruchu i wymagają bardzo częstych pomiarów.

Przykładowo, techniki hybrydowe okazały się skuteczne w monitorowaniu kolei podczas rozbiórki mostu dla pieszych i budowy podziemnego tunelu na stacji kolejowej pod Paryżem we Francji. Aby skutecznie monitorować obiekty wysokiego ryzyka co dwie minuty, dostawcy monitoringu wybrali zautomatyzowane tachimetry Leica Geosystems i czujniki WiSen. W zmiennych warunkach projektu, system zbierał, analizował i wizualizował dane ze wszystkich czujników, wspierając terminowe ukończenie projektu bez zakłócania pracy użytkowników stacji.

4. Oprogramowanie monitorujące z szablonem kolejowym do szybkiej konfiguracji, scentralizowanej analizy i spersonalizowanego raportowania

Monitorowanie tunelu i bezpieczeństwa kolei pod stacją King's Cross w Wielkiej Brytanii za pomocą oprogramowania do analizy i wizualizacji danych w czasie rzeczywistym z wielu źródeł. 

Podczas gdy konfiguracja odpowiedniej kombinacji instrumentów do zbierania danych do monitorowania linii kolejowych jest ważna, równie istotne jest oprogramowanie do monitorowania, które zestawia i analizuje dane, aby umożliwić podjęcie odpowiednich działań. Oprogramowanie monitorujące Leica GeoMoS konfiguruje obliczenia, centralizuje dane wejściowe z kilku źródeł, przeprowadza analizę deformacji i sprawia, że wyniki są jasne i dostępne dla wszystkich zainteresowanych stron.

Przed rozpoczęciem monitoringu, GeoMoS umożliwia automatyczną konfigurację obliczeń kolejowych dzięki nowej funkcji Szablonu Kolejowego. Funkcja ta nie wymaga geodezyjnej inwentaryzacji powykonawczej ani wprowadzania danych projektowych i eliminuje ręczne konfiguracje, dzięki czemu monitorowanie może rozpocząć się szybciej, a wyniki mogą być szybko i pewnie przekazywane zainteresowanym stronom.

Aby dowiedzieć się więcej o działaniu tej funkcji i dodatkowych korzyściach dla operatorów kolejowych i dostawców usług monitoringu, przeczytaj nasz artykuł “Monitoring kolejowy i nowy szablon kolejowy Leica GeoMoS.”. 

Po skonfigurowaniu, GeoMoS Monitor może zbierać i przetwarzać dane z wielu instrumentów i typów czujników - co czyni go idealnym do monitorowania linii biegnących pod stacją King's Cross podczas 12-letniego projektu rozwojowego. Ponieważ system monitorowania musiał działać 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu przez wiele lat w obszarach bez bezpośredniego dostępu pracowników, dostawcy usług zainstalowali tachimetry monitorujące i szereg czujników geotechnicznych.

Oprogramowanie GeoMoS zbierało dane z instrumentów, aby zapewnić złożone i kompleksowe obliczenia terenu. Ponadto wizualizacja danych i raportowanie zostały płynnie zintegrowane przy użyciu opartego na chmurze oprogramowania GeoMoS Now! w tym przejrzystych, czytelnych pulpitów nawigacyjnych dla różnych interesariuszy, takich jak wykonawcy zainteresowani różnymi sekcjami monitorowanych obszarów. 

5. Ciągłość działania dzięki LOC8

Przestoje w monitorowaniu spowodowane kradzieżą przyrządów mogą mieć konsekwencje wykraczające poza koszty skradzionego sprzętu. Gdy monitorowanie nie może być kontynuowane, nie można wykazać bezpieczeństwa, co potencjalnie może opóźnić lub zatrzymać operacje kolejowe.

Leica Geosystems ma również odpowiedź na taką ewentualność: zrobotyzowane tachimetry mogą być wyposażone w LOC8, rozwiązanie umożliwiające śledzenie instrumentów i zarządzanie flotą.

Z tego rozwiązania skorzystała firma konsultingowa Teodoliten Mätteknik AB podczas budowy tunelu kolejowego Varberg w Szwecji. Firma Teodoliten, której zlecono monitorowanie projektu, zainstalowała zautomatyzowany system monitorowania, w tym zupełnie nowy TM60. Jednak zaledwie dwa dni po instalacji tachimetr został skradziony, co spowodowało zatrzymanie monitoringu.

Ponieważ TM60 był wyposażony w LOC8, po wykryciu kradzieży zespół Teodoliten mógł natychmiast zlokalizować i śledzić skradziony tachimetr. Przekazując informacje lokalnej policji, tachimetr został szybko odzyskany, nie tylko zabezpieczając inwestycję w instrument, ale także ciągłość projektu monitorowania.