Autonomiczny wózek inspekcyjny umożliwi lepszą konserwację torów kolejowych
W 2015 roku doniesienia Agencji Kolejowej Unii Europejskiej mówiły o 4169 uszkodzeniach szyn w całej Europie, rozsianych po całej długości europejskich sieci kolejowych, obejmujących łącznie 215 720 kilometrów torów. Uszkodzone szyny stanowią główną przyczynę wykolejeń pociągów, co powoduje poważne zakłócenia w świadczeniu usług, a czasem nawet prowadzi do śmierci pasażerów. Szacuje się, że państwa członkowskie ponoszą co roku koszty napraw wynoszące około 2 mld euro. Kwota ta nie uwzględnia kosztów opóźnień w świadczeniu usług oraz kosztów odwołanych kursów. Wraz ze wzrostem natężenia ruchu pociągów, prędkości pociągów i masy przewożonych ładunków potrzeba usprawnienia infrastruktury kolejowej staje się coraz bardziej widoczna. W ramach współfinansowanego przez Unię Europejską projektu AutoScan opracowano system obejmujący autonomiczny wózek kolejowy zaprojektowany w celu poruszania się po torach, wyposażony w szereg czujników służący do wykrywania uszkodzeń szyn. W przypadku znalezienia usterki, wózek wraca w dane miejsce i wykorzystuje robotyczne ramię w celu przeprowadzenia szczegółowej kontroli główki szyny, co pozwoli operatorom sieci na dokonanie dokładnej oceny i zaplanowanie stosownych napraw. Skaner trwałości zmęczeniowej Obecnie w celu zapewnienia dobrego stanu torów, operatorzy sieci kolejowych wypuszczają na trasy specjalne pociągi dokonujące przybliżonych pomiarów szyn. Następnie w celu dokładniejszego lokalizowania i dokonania lepszych pomiarów wad wykorzystywane są ręczne urządzenia kontrolne. System opracowany w ramach projektu AutoScan składa się z autonomicznego wózka przeprowadzającego kontrolę, posiadającego przestrzeń, w której mogą zostać zamontowane różnorodne systemy do przeprowadzania testów. Na obecnym etapie wózek wykorzystuje elektromagnetyczne przetworniki akustyczne w celu wykrywania przypadków zmęczenia materiału. W przypadku wykrycia problemów, dane ze wstępnej kontroli są uzupełniane w czasie dokładniejszej inspekcji przeprowadzonej przez robotyczne ramię wykorzystujące czujniki elektromagnetyczne sprawdzające szynę z różnych kątów, dokumentujące rozmiar, kształt oraz pozycję, a także przedstawiające szczegółowy obraz topograficzny uszkodzenia. W celu wykorzystania systemu użytkownicy muszą zaprogramować szczegółowe informacje na temat kontrolowanych torów do skanera. Następnie wyposażony we własny napęd wózek jest doprowadzany do stosownego punktu początkowego (na przykład na przejazd kolejowy), gdzie rozpoczyna się jego praca. Wyniki są przesyłane na bieżąco w czasie kontroli do opartego na chmurze systemu konserwacji i utrzymania szyn gromadzącego informacje dla operatorów, którzy na ich podstawie mogą podejmować decyzje dotyczące dalszych działań takich jak dokonanie napraw bądź ustanowienie ograniczeń prędkości na trasie. „W przeciwieństwie do kontroli manualnej, nowy system pozwala na jednoczesną kontrolę dużo większych odcinków torów. W porównaniu ze stosowanymi dotychczas pociągami kontrolnymi, rozwiązanie to charakteryzuje się dużo niższymi kosztami i znacznie większą prostotą użycia. W praktyce nowe urządzenie znacząco ogranicza czas pomiędzy kontrolą i naprawą szyn, co przyniesie korzyści zarówno operatorom sieci kolejowych, jak i pasażerom”, stwierdził dr Frederik Vermeulen, koordynator projektu. Konsorcjum zrzeszone wokół projektu zweryfikowało już możliwości nowej technologii w warunkach laboratoryjnych oraz na prawdziwych torach kolejowych. Zainteresowane podmioty mogą zgłosić zapotrzebowanie na lokalne wdrożenie pilotażowe w celu sprawdzenia, czy nowa technologia sprawdzi się w danym zastosowaniu. Droga ku bardziej ekologicznemu transportowi Umożliwiając przeprowadzanie częstszych kontroli torów kolejowych oraz zwiększanie częstotliwości wykrywania uszkodzeń oraz przeprowadzanych napraw, system AutoScan pozwoli na znaczące ograniczenie kosztów związanych z infrastrukturą kolejową. Zespół projektowy obliczył, że ogólne koszty przeprowadzania kontroli torów spadną dzięki nowemu rozwiązaniu o co najmniej 15 % przy jednoczesnym zwiększeniu bezpieczeństwa pracowników kolei, którzy nie będą musieli już osobiście sprawdzać torów w czasie ręcznej kontroli ich stanu. Z racji tego, że pociągi mają potencjał do stania się najbardziej energooszczędnym środkiem transportu w Europie, takie korzyści przekładają się na rosnącą popularyzację ekologicznych środków transportu, która będzie możliwa tylko wtedy, gdy podróże pociągami będą całkowicie bezpieczne, pewne i tanie. Rozwiązanie AutoScan zostało zaprojektowane i zrealizowane jako urządzenie modułowe. „Do tej pory na rynek trafiło kilka osobnych modułów, jednak dopiero w pełni zintegrowany system prezentuje pełnię możliwości oferowanych przez nową technologię. Uważamy, że dogonienie rynku może nam zająć od około dwóch do czterech lat”, twierdzi dr Vermeulen. W tym celu zespół opracował dopasowane rozwiązania oparte na technologii AutoScan, a partnerzy naukowi otrzymali już fundusze na dalsze usprawnienia.
Słowa kluczowe
AutoScan, szyna, kontrola, konserwacja, autonomia, naprawa, pociąg, skan, elektromagnetyczne przetworniki akustyczne, ekologiczny transport, wykolejenie
