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Distributed Acoustic Sensing (DAS) verbessert bestehende Eisenbahnanwendungen und eröffnet eine breite Palette neuer Möglichkeiten.

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Applikationen
 

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DAS-basierte Lösungen für Eisenbahnanwendungen

In den vergangenen Jahren evaluierte Frauscher eine Reihe von Glasfasertechnologien und deren Anwendbarkeit im Bahnbereich. Die Ergebnisse zeigten, dass Distributed Acoustic Sensing (DAS) das größte Potenzial für den Bahnmarkt bietet. Auf Basis dieser Erkenntnis wurde eine bahnspezifische DAS-Lösung entwickelt, die perfekt mit den bewährten Achszähl- und Raddetektionsprodukten zusammenarbeitet: Frauscher Tracking Solutions FTS.

Hinsichtlich bahnspezifischer Anwendungen befinden sich DAS-basierte Lösungen noch im Entwicklungsstadium. Schon auf diesem Level zeigt sich aber, dass DAS zu einer Basistechnologie für Zugerfassung, die Überwachung von Systemkomponenten sowie den Schutz von Personen und Infrastruktur werden kann. Auf lange Sicht können damit Einsparungen im Bereich unterschiedlicher Ressourcen erzielt werden, während die Effizienz des Bahnbetriebs erhöht wird.

EFRE FÖRDERUNG

Die Zukunft als Ziel

Frauscher betreibt aktive Forschungs- und Entwicklungsarbeit zur Etablierung von Distributed Acoustic Sensing (DAS) als Basistechnologie für Eisenbahnanwendungen. Dieses Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung finanziert.

Während des Projektverlaufs sollen Softwareinfrastruktur, Softwarekomponenten, Benutzerschnittstellen, Übertragungsfunktionen und Klassifizierungsalgorithmen zur Weiterverarbeitung von DAS-Signalen entwickelt werden.

Am Ende des dreijährigen Projektes sollen Hardware- und Softwarekomponenten zur Verfügung stehen, welche in ersten eisenbahnspezifischen DAS-basierten Anwendungen zum Einsatz kommen.

Weitere Informationen zu IWB/EFRE finden Sie auf: www.efre.gv.at

Distributed Acoustic Sensing

Das Prinzip des Distributed Acoustic Sensing (DAS) basiert auf dem Verhalten von Glasfaserkabeln: Wenn Schallwellen auf das Kabel treffen, verändert sich darin die Reflexion von Laserimpulsen. Diese Veränderung lässt sich detektieren. Mit speziell entwickelten Algorithmen können die messbaren Signaturen in wertvolle Informationen umgewandelt werden – etwa über sich bewegende Fahrzeuge, Personen oder andere Aktivitäten, wie Grabungsarbeiten am Gleis.

Auf Basis dieser technischen Fähigkeiten ist die Verwendung von DAS-basierten Systemen beispielsweise in der Öl- und Gasindustrie sowie im Grenzschutz bereits weit verbreitet. Monomodefasern lassen sich mittels DAS einfach und schnell in virtuelle Mikrofone umwandeln. Dazu sind lediglich minimale Eingriffe an den Enden der betreffenden Faser nötig. Weil Gleisanlagen häufig schon mit Glasfasertechnik ausgestattet sind, lassen sich die genannten Anwendungen in der Eisenbahninfrastruktur weitgehend mit vorhandenen Ressourcen umsetzen.

Applikationsbereiche

Train Tracking

Eine der zahlreichen FTS Applikationen ist das Tracking von Zügen entlang eines kompletten Gleisabschnitts in Echtzeit. Das System alarmiert den Betreiber umgehend, sobald ein Zug außerhalb seiner Parameter operiert. FTS stellt ferne eine ideale Lösung als Rückfallebene für CBTC und ETCS Zugsicherung dar.

Asset Condition Monitoring

Das Monitoring von Gleis- und Zugkomponenten ist ein weiterer wichtiger Applikationsbereich von FTS. Es umfasst beispielsweise die Detektion von Flachstellen und Schienendefekten sowie die Überwachung von Gleisanlagen.

Security

FTS eignet sich ideal für Sicherheitsapplikationen. Aktuell können damit bereits Personen und unbefugte Zutritte im Gleisbereich erfasst werden, ebenso wie Erdrutsche oder Steinschläge. Auch der Schutz von Rotten am Gleis sowie die Überwachung der Bewegung von Tieren oder Tierherden ist denkbar.
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FTS-FAS

In eigenständiger  Verwendung kann FTS-FAS für nicht-sicherheitsrelevante Anwendungen im Bereich der Zugverfolgung, für Basisanwendungen zum Monitoring von Gleis- und Zugkomponenten sowie vor allem für die Infrastruktursicherung eingesetzt werden. Das System stellt Informationen zu Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, und mehr zur Verfügung. Schienendefekte, Steinschläge, Tierherden werden erkannt.

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FTS-FAS+

Das Anbringen einzelner Radsensoren auf den Gleisen erhöht die Datenqualität erheblich, da detektierte Events und Komponentenschäden genau lokalisiert werden können. FTS-FAS+ kombiniert DAS mit Radsensoren und Raddetektionssystemen und ermöglicht somit exakte Zugerfassung auf parallel verlaufenden Gleissträngen und verbesserte Überwachung von Komponenten am Gleis und an Zügen.

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FTS-FAdC+

FTS-FAdC+ ist die umfassendste Kombinationsmöglichkeit. Sie vereint FTS-FAS und den modernen Achszähler FAdC. Diese Kombination bietet wertvolle Daten, welche die Umsetzung komplexer und sicherheitsrelevanter Applikationen ermöglichen, da der Achszähler gemäß CENELEC SIL 4 arbeitet.

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