31.1.2025
Projekt TAČR "Výzkum provozních aspektů inteligentního konce vlaku"
Od února 2023 do ledna 2025 probíhal na Fakultě dopravní ČVUT v Praze projekt “Výzkum provozních aspektů inteligentního konce vlaku” s cílem ověřit na funkčním vzorku reálného zařízení možnost monitorování celistvosti vlaku na základě měření tlaku v hlavním brzdovém potrubí soupravy.
Projekt byl podpořen grantem Technologické agentury ČR.
Aktivity
Vývoj a výroba funkčního vzorku systému TIMS na principu ETD
Byl zprovozněn vzorový systém kontroly celistvosti vlaku (angl. Train Integrity Monitoring System) pracující se samostatnou jednotkou připojenou k brzdovému potrubí na konci vlaku – tzv. ETD (angl. End of Train Device).
Zařízení na konci vlaku (jednotka EoT – angl. End of Train) je ovládáno řídící částí umístěnou na vedoucím hnacím vozidle (jednotka HoT – angl. Head of Train). EoT pomocí rádiového přenosu odesílá okamžité hodnoty měřených veličin – zejm. tlak v hlavním brzdovém potrubí.
Pro napájení jednotky EoT slouží pneumatický generátor, který pomocí malé vzduchové turbíny získává ze stlačeného vzduchu v brzdovém potrubí potřebnou elektrickou energii.
Na základě dat z EoT a měření dalších veličin na hnacím vozidle (zejm. tlak v hlavním brzdovém potrubí na začátku soupravy a tlak v řídícím vzduchojemu brzdiče) jednotka HoT vyhodnocuje, jestli jsou splněny podmínky pro potvrzení celistvosti průběžného brzdového potrubí a tím i celistvosti soupravy.
Testování funkčního vzorku
Vyvinutá zařízení byla otestována z hlediska:
- EMC
- odolnosti klimatickým podmínkám
- parametrů bezdrátové komunikace
- splnění podmínek na těsnost brzdy při chodu pneu-generátoru
Provedená měření prokázala, že zařízení splňují určené podmínky. Jako nejzávažnější omezení pro budoucí použití se ukázala nutnost využití vyhrazeného spektra pro rádiovou komunikaci (v použitém volně využitelném pásmu často docházelo k rušení).
Ověření při nasazení na reálném vlaku na MZO ZO Velim
Před závěrem řešení projektu proběhly zkoušky celého funkčního vzorku systému TIMS na zkušebním okruhu VÚŽ ve Velimi. Jednotky HoT a EoT byly instalovány na reálnou soupravu (hnací vozidlo 363 513-3), se kterou byly prováděny měřící jízdy.
Hlavním cílem zkoušek bylo naměření průběhů snímaných veličin (zejm. tlaků v průběžném potrubí), podle nichž byl poté navržen algoritmus kontroly celistvosti soupravy a nastaveny jeho parametry prou konkrétní sestavu vlaku.
Návrh algoritmu pro sledování integrity
Navržený algoritmus detekuje ztrátu integrity vlaku při vyhodnocení nekorektního poklesu tlaku v hlavním potrubí průběžné tlakové brzdy. Na základě experimentálních měření a expertních zalostí členů řešitelského týmu byl sestaven model, který v každém okamžiku určuje očekávané korektní hodnoty tlaků v průběžném potrubí na začátku a na konci vlaku. Pokud reálně měřené hodnoty klesnou s určitou tolerancí pod očekávané, algoritmus předpokládá únik vzduchu z průběžného potrubí (jeho přerušení) a na základě toho přestává považovat soupravu za celistvou.
Výstupy
Projekt “Výzkum provozních aspektů inteligentního konce vlaku” potvrdil, že systém kontroly celistvosti vlaku na principu ETD lze experimentálně nasadit na železniční vozidla. Byl navržen základ algoritmu pro detekci přetržení vlaku (ztráty integrity) na základě měření tlaku v průběžném brzdovém potrubí. Během zkoušek se jako oblast, které je potřeba věnovat další pozornost, ukázala rádiové komunikace mezi jednotkami EoT a HoT.
Pro ověření možnosti nasazení v každodenním provozu na železnici je nutné provést další ověření při nasazení na běžně provozovaných vlacích. Dále je také potřeba implementovat rozhraní systému TIMS k ostatním technologiím na hnacích vozidlech (např. mobilní jednotka ETCS).
Řešitelé projektu
