Optisk regnmätare i Sydkoreas stormsäkerhetsövervakningssystem för bergiga järnvägar

1. Projektbakgrund och behov

Sydkoreas bergiga terräng innebär att järnvägsnätet ofta går genom kullar och raviner. Under sommarens översvämningssäsong är landet känsligt för skyfall från monsuner och tyfoner, vilket kan utlösa plötsliga översvämningar, skräpflöden och sluttningsskred i bergsområden, vilket utgör ett allvarligt hot mot järnvägens driftssäkerhet. Traditionella tippbara regnmätare kräver regelbundet underhåll, är benägna att täppas till och kan drabbas av mekanisk fördröjning och räknefel under extrema skyfall, vilket gör dem otillräckliga för behovet av realtidsövervakning av regn med hög precision och lågt underhållsbehov.

För att säkerställa driftssäkerheten behövde Sydkoreas infrastrukturförvaltningsmyndigheter snarast distribuera ett avancerat och tillförlitligt automatiskt nätverk för nederbördsövervakning längs kritiska bergiga järnvägssträckor. Den krävda utrustningen var tvungen att tåla tuffa miljöer, fungera med minimalt underhåll och tillhandahålla korrekta data i realtid om nederbördsintensitet och ackumulering för att leverera snabba varningar till tågledningssystemet.

2. Lösning: Optiskt regnmätarövervakningssystem

Projektet valde den optiska regnmätaren (eller optiska regnsensorn) som den centrala övervakningsenheten för att bygga ett distribuerat system för övervakning och tidig varning av regn.

• Arbetsprincip:
  Den optiska regnmätaren fungerar enligt principen om infraröd optisk spridning. Sensorn avger en stråle infrarött ljus med en specifik våglängd genom ett mätområde. När det inte regnar passerar ljuset direkt igenom. När regndroppar faller genom mätområdet sprider de det infraröda ljuset. Intensiteten hos det spridda ljuset som detekteras av mottagaren är proportionell mot storleken och antalet regndroppar (dvs. regnintensiteten). Genom att analysera signalvariationen med inbyggda algoritmer beräknar sensorn den momentana regnintensiteten (mm/h) och den ackumulerade nederbörden (mm) i realtid.
• Systemdistribution:
  Optiska regnmätare installerades på viktiga punkter längs järnvägslinjer i geologiska riskzoner med hög risk (t.ex. i sluttningar, nära broar, vid tunnelingångar). Enheterna monterades på stolpar, med sensorlinsen vinklad mot himlen för att säkerställa ett optimalt mätområde.

3. Applikationsimplementering

1. Datainsamling i realtid: De optiska regnmätarna är i drift dygnet runt och tar flera prover per sekund för att detektera början, slut, intensitet och trender för regn i realtid.
2. Dataöverföring: Insamlad regndata överförs i nära realtid (med minutintervall) till en central dataplattform vid det regionala övervakningscentret via inbyggda trådlösa 4G/5G-kommunikationsmoduler.
3. Dataanalys och tidig varning:
   • Den centrala plattformen integrerar data från alla övervakningspunkter och ställer in flernivålarm för regntrösklar.
   • När regnintensiteten eller den ackumulerade nederbörden vid någon tidpunkt överstiger förinställda säkerhetsgränser utlöser systemet automatiskt ett larm.
   • Larminformation (inklusive specifik plats, realtidsdata om nederbörd och överskridningsnivå) skickas omedelbart till trafikledarens gränssnitt vid järnvägstrafikledningscentralen (CTC).
4. Länkad kontroll: Baserat på varningsnivån initierar trafikledare snabbt nödprotokoll, såsom att utfärda hastighetsbegränsningar eller nödstopp för tåg som närmar sig den drabbade sträckan, vilket förhindrar katastrofer och säkerställer passagerarnas säkerhet.

4. Förkroppsligade tekniska fördelar

• Inga rörliga delar, underhållsfri: Avsaknaden av mekaniska komponenter eliminerar problem som igensättning, nödvändig regelbunden rengöring och mekaniskt slitage som är förknippat med traditionella tippmätare för skopor. Detta gör dem idealiska för långvarig, obevakad drift i avlägsna och tuffa bergsmiljöer.
• Snabb respons och hög noggrannhet: Den optiska mätmetoden erbjuder en extremt snabb responstid (upp till sekunder), vilket exakt fångar omedelbara förändringar i regnintensitet och ger kritisk tid för varningar.
• Stark motståndskraft mot störningar: En optimerad optisk design minimerar effektivt störningar från miljöfaktorer som damm, dimma och insekter, vilket säkerställer datatillförlitlighet.
• Låg strömförbrukning och enkel installation: Enheterna har lågt strömbehov, ofta med stöd av solpaneler, och är enkla att installera utan betydande anläggningsarbete.

5. Projektresultat

Implementeringen av detta system höjde Sydkoreas kapacitet för att förebygga järnvägskatastrofer från "passiv respons" till "aktiv varning". De exakta realtidsdata från de optiska regnmätarna gjorde det möjligt för dispatchavdelningen att:

• Fatta mer vetenskapliga säkerhetsbeslut, vilket minskar ekonomiska förluster i samband med alltför stora förebyggande nedstängningar.
• Avsevärt förbättra säkerheten och punktligheten inom järnvägstransporter.
• De ackumulerade långsiktiga nederbördsdata ger också värdefullt stöd för geologisk riskbedömning och infrastrukturplanering längs järnvägskorridorer.

Detta fall visar den framgångsrika tillämpningen av optiska regnmätare inom området kritisk infrastruktursäkerhet, och ger en utmärkt modell för att lösa utmaningar med regnövervakning i komplexa miljöer.

Komplett uppsättning servrar och trådlös programvara, stöder RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

För mer regnmätarsensor information,

vänligen kontakta Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Företagets webbplats:www.hondetechco.com

Tel: +86-15210548582