1. Pozadie a potreby projektu
Hornatý terén Južnej Kórey znamená, že jej železničná sieť často prechádza kopcami a roklinami. Počas letnej sezóny záplav je krajina náchylná na prívalové dažde spôsobené monzúnmi a tajfúnmi, ktoré môžu v horských oblastiach spôsobiť náhle záplavy, prúdy sutín a zosuvy pôdy, čo predstavuje vážnu hrozbu pre bezpečnosť železničnej prevádzky. Tradičné zrážkomery s vyklápacími vedrami vyžadujú pravidelnú údržbu, sú náchylné na upchávanie a počas extrémnych lejakov môžu trpieť mechanickým oneskorením a chybami v počítaní, čo ich robí nedostatočnými na potrebu monitorovania zrážok v reálnom čase s vysokou presnosťou a nízkou údržbou.
Aby sa zabezpečila prevádzková bezpečnosť, juhokórejské orgány správy infraštruktúry naliehavo potrebovali nasadiť modernú a spoľahlivú automatickú sieť na monitorovanie zrážok pozdĺž kritických horských železničných úsekov. Požadované zariadenie muselo odolávať náročným podmienkam, fungovať s minimálnou údržbou a poskytovať presné údaje o intenzite a akumulácii zrážok v reálnom čase, aby bolo možné včas posielať upozornenia do systému dispečingu vlakov.
2. Riešenie: Optický monitorovací systém zrážkomera
V rámci projektu bol ako hlavné monitorovacie zariadenie na vybudovanie distribuovaného systému monitorovania zrážok a včasného varovania zvolený optický zrážkomer (alebo optický dažďový senzor).
- Princíp fungovania:
Optický zrážkomer funguje na princípe infračerveného optického rozptylu. Senzor vyžaruje lúč infračerveného svetla so špecifickou vlnovou dĺžkou cez meranú oblasť. Keď neprší, svetlo prechádza priamo cez meranú oblasť. Keď dažďové kvapky dopadajú cez meranú oblasť, rozptyľujú infračervené svetlo. Intenzita rozptýleného svetla detekovaná prijímačom je úmerná veľkosti a počtu dažďových kvapiek (t. j. intenzite zrážok). Analýzou zmeny signálu pomocou vstavaných algoritmov senzor vypočítava okamžitú intenzitu zrážok (mm/h) a kumulované zrážky (mm) v reálnom čase. - Nasadenie systému:
Optické zrážkomery boli inštalované na kľúčových miestach pozdĺž železničných tratí vo vysoko rizikových geologických zónach (napr. na svahoch, v blízkosti mostov, pri vjazdoch do tunelov). Zariadenia boli namontované na stĺpoch so šošovkou snímača naklonenou smerom k oblohe, aby sa zabezpečila optimálna oblasť merania.
3. Implementácia aplikácie
- Zber údajov v reálnom čase: Optické zrážkomery pracujú nepretržite 24 hodín denne, 7 dní v týždni a odoberajú viacero vzoriek za sekundu na detekciu začiatku, konca, intenzity a trendov zrážok v reálnom čase.
- Prenos údajov: Zozbierané údaje o zrážkach sa prenášajú takmer v reálnom čase (v minútových intervaloch) do centrálnej dátovej platformy v regionálnom monitorovacom centre prostredníctvom vstavaných bezdrôtových komunikačných modulov 4G/5G.
- Analýza údajov a včasné varovanie:
- Centrálna platforma integruje údaje zo všetkých monitorovacích bodov a nastavuje viacúrovňové alarmy prahových hodnôt zrážok.
- Keď intenzita zrážok alebo nahromadené zrážky v ktoromkoľvek bode prekročia vopred nastavené bezpečnostné prahy, systém automaticky spustí alarm.
- Informácie o alarme (vrátane konkrétnej polohy, údajov o zrážkach v reálnom čase a úrovne prekročenia) sa okamžite odosielajú do rozhrania dispečera v centre riadenia železničnej dopravy (CTC).
- Prepojené riadenie: Na základe úrovne varovania dispečeri rýchlo iniciujú núdzové protokoly, ako je vydávanie obmedzení rýchlosti alebo príkazov na núdzové pozastavenie vlakov približujúcich sa k postihnutému úseku, čím predchádzajú katastrofám a zabezpečujú bezpečnosť cestujúcich.
4. Zakotvené technické výhody
- Žiadne pohyblivé časti, bezúdržbové: Absencia mechanických komponentov eliminuje problémy, ako je upchávanie, potrebné pravidelné čistenie a mechanické opotrebovanie spojené s tradičnými meradlami s vyklápacou lyžicou. Vďaka tomu sú ideálne na dlhodobú bezobslužnú prevádzku v odľahlých a drsných horských prostrediach.
- Rýchla odozva a vysoká presnosť: Optická metóda merania ponúka extrémne rýchly čas odozvy (až niekoľko sekúnd), presne zachytáva okamžité zmeny intenzity zrážok a poskytuje kritický čas na varovanie.
- Silná odolnosť voči rušeniu: Optimalizovaný optický dizajn účinne minimalizuje rušenie spôsobené environmentálnymi faktormi, ako je prach, hmla a hmyz, čím zaisťuje spoľahlivosť údajov.
- Nízka spotreba energie a jednoduchá inštalácia: Zariadenia majú nízke nároky na energiu, často sú napájané solárnymi panelmi a jednoducho sa inštalujú bez rozsiahlych stavebných prác.
5. Výsledky projektu
Implementácia tohto systému pozdvihla schopnosti Južnej Kórey predchádzať železničným katastrofám z „pasívnej reakcie“ na „aktívne varovanie“. Presné údaje z optických zrážkomerov v reálnom čase umožnili dispečingu:
- Prijímať viac vedeckých bezpečnostných rozhodnutí, čím sa znížia ekonomické straty spojené s nadmernými preventívnymi odstávkami.
- Výrazne zvýšiť bezpečnosť a dochvíľnosť železničnej dopravy.
- Zhromaždené dlhodobé údaje o zrážkach poskytujú aj cennú podporu pre hodnotenie geologických rizík a plánovanie infraštruktúry pozdĺž železničných koridorov.
Tento prípad demonštruje úspešné využitie optických zrážkomerov v oblasti bezpečnosti kritickej infraštruktúry a poskytuje vynikajúci model na riešenie problémov monitorovania zrážok v zložitých prostrediach.
Kompletná sada serverov a softvérového bezdrôtového modulu, podporuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pre viac informácií o senzore zrážkomera informácie,
Kontaktujte, prosím, spoločnosť Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webová stránka spoločnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas uverejnenia: 11. septembra 2025