Optisk regnmåler i Sør-Koreas fjelljernbanesystem for stormsikkerhet

1. Prosjektbakgrunn og behov

Sør-Koreas fjellterreng betyr at jernbanenettet ofte går gjennom åser og juv. I løpet av sommerflomsesongen er landet utsatt for kraftig regn fra monsuner og tyfoner, som kan utløse plutselige flom, ruskstrømmer og skred i fjellområder, noe som utgjør en alvorlig trussel mot jernbanens driftssikkerhet. Tradisjonelle regnmålere med vippebøtter krever regelmessig vedlikehold, er utsatt for tilstopping og kan lide av mekanisk forsinkelse og tellefeil under ekstreme nedbørsmengder, noe som gjør dem utilstrekkelige for behovet for sanntids, presis og vedlikeholdsfattig nedbørsovervåking.

For å sikre driftssikkerheten trengte Sør-Koreas infrastrukturforvaltningsmyndigheter å utplassere et avansert og pålitelig automatisk nedbørsovervåkingsnettverk langs kritiske fjellstrekninger på jernbanen. Det nødvendige utstyret måtte tåle tøffe miljøer, operere med minimalt vedlikehold og gi nøyaktige data i sanntid om nedbørsintensitet og -akkumulering for å levere rettidige varsler til togfordelingssystemet.

2. Løsning: Optisk regnmålerovervåkingssystem

Prosjektet valgte den optiske regnmåleren (eller optisk regnsensor) som kjerneovervåkingsenhet for å bygge et distribuert system for nedbørsovervåking og tidlig varsling.

• Arbeidsprinsipp:
  Den optiske regnmåleren fungerer etter prinsippet om infrarød optisk spredning. Sensoren sender ut en stråle av infrarødt lys med en bestemt bølgelengde gjennom et måleområde. Når det ikke er regn, passerer lyset direkte gjennom. Når regndråper faller gjennom måleområdet, sprer de det infrarøde lyset. Intensiteten til det spredte lyset som oppdages av mottakeren er proporsjonal med størrelsen og antallet regndråper (dvs. nedbørsintensiteten). Ved å analysere signalvariasjonen med innebygde algoritmer, beregner sensoren den umiddelbare nedbørsintensiteten (mm/t) og akkumulert nedbør (mm) i sanntid.
• Systemdistribusjon:
  Optiske regnmålere ble installert på viktige punkter langs jernbanelinjer i geologiske faresoner med høy risiko (f.eks. i skråninger, nær broer, ved tunnelinnganger). Enhetene ble montert på stolper, med sensorlinsen vinklet mot himmelen for å sikre et optimalt måleområde.

3. Implementering av applikasjonen

1. Datainnsamling i sanntid: De optiske regnmålerne er i drift døgnet rundt og tar flere prøver per sekund for å oppdage start, slutt, intensitet og trender for nedbør i sanntid.
2. Dataoverføring: De innsamlede nedbørsdataene overføres i nær sanntid (med minuttintervaller) til en sentral dataplattform ved det regionale overvåkingssenteret via innebygde trådløse 4G/5G-kommunikasjonsmoduler.
3. Dataanalyse og tidlig varsling:
   • Den sentrale plattformen integrerer data fra alle overvåkingspunkter og setter flernivåalarmer for nedbørsterskel.
   • Når nedbørsintensiteten eller akkumulert nedbør på et hvilket som helst punkt overstiger forhåndsinnstilte sikkerhetsterskler, utløser systemet automatisk en alarm.
   • Alarminformasjon (inkludert spesifikk plassering, sanntids nedbørsdata og overskridelsesnivå) sendes umiddelbart til sentralens grensesnitt på jernbanetrafikksentralen (CTC).
4. Tilknyttet kontroll: Basert på varslingsnivået iverksetter sentralene raskt nødprotokoller, som å utstede fartsbegrensninger eller nødstoppordrer for tog som nærmer seg den berørte strekningen, og dermed forhindre katastrofer og sikre passasjerenes sikkerhet.

4. Legemliggjorte tekniske fordeler

• Ingen bevegelige deler, vedlikeholdsfritt: Mangelen på mekaniske komponenter eliminerer problemer som tilstopping, nødvendig regelmessig rengjøring og mekanisk slitasje forbundet med tradisjonelle tippebøttemålere. Dette gjør dem ideelle for langvarig, uovervåket drift i avsidesliggende og tøffe fjellmiljøer.
• Rask respons og høy nøyaktighet: Den optiske målemetoden gir en ekstremt rask responstid (opptil sekunder), og fanger nøyaktig opp umiddelbare endringer i nedbørsintensitet og gir kritisk tid for varsler.
• Sterk motstand mot interferens: En optimalisert optisk design minimerer effektivt interferens fra miljøfaktorer som støv, tåke og insekter, noe som sikrer datapålitelighet.
• Lavt strømforbruk og enkel installasjon: Enhetene har lavt strømbehov, ofte støttet av solcellepaneler, og er enkle å installere uten betydelig anleggsarbeid.

5. Prosjektresultater

Implementeringen av dette systemet hevet Sør-Koreas evne til å forebygge jernbanekatastrofer fra «passiv respons» til «aktiv varsling». De presise sanntidsdataene fra de optiske regnmålerne gjorde det mulig for ekspeditøren å:

• Ta mer vitenskapelige sikkerhetsbeslutninger, og reduser økonomiske tap knyttet til overdreven forebyggende nedstengning.
• Forbedre sikkerheten og punktligheten i jernbanetransporten betraktelig.
• De akkumulerte langsiktige nedbørsdataene gir også verdifull støtte for geologisk risikovurdering og infrastrukturplanlegging langs jernbanekorridorer.

Dette tilfellet demonstrerer den vellykkede anvendelsen av optiske regnmålere innen sikkerhet for kritisk infrastruktur, og gir en utmerket modell for å løse utfordringer med nedbørsovervåking i komplekse miljøer.

Komplett sett med servere og trådløs programvaremodul, støtter RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

For mer regnmålersensor informasjon,

Ta kontakt med Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Selskapets nettside:www.hondetechco.com

Tlf: +86-15210548582