Glasfaseroptik bringt Ihnen das Internet. Jetzt hört sie auch Züge ab.
Wissenschaftler nutzen die verteilte akustische Sensierung, um Vibrationen in Glasfaserkabeln entlang von Eisenbahnen zu überwachen und damit die Bahnsicherheit zu verbessern.
Mit Glasfaseroptik die Welt abhören
Die verteilte akustische Sensierung (DAS) ist eine Technik, die Glasfaserkabel verwendet, um Vibrationen durch oberirdische Aktivitäten zu erkennen und zu analysieren. Durch die Überwachung dieser Störungen können Wissenschaftler die Quelle und den Zeitpunkt der Vibrationen identifizieren.
DAS wurde bereits zur Überwachung verschiedener naturgegebener Phänomene wie Vulkanausbrüche und Erdbeben eingesetzt. Es liefert detaillierte Informationen über die Bewegungen der Erde an unterschiedlichen Orten und bietet bisher unerreichte Einblicke in diese Ereignisse.
Nun erforschen Wissenschaftler den Einsatz von DAS in Eisenbahnen. Durch die Überwachung von Vibrationen, die von Zügen verursacht werden, kann DAS potenzielle Probleme mit der Schiene, wie Risse oder Beschädigungen, erkennen. Es kann auch andere Störungen wie Felsrutsche identifizieren, die eine Bedrohung für die Zug Sicherheit darstellen können. Diese Technologie ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung und detaillierte Informationen über den Zustand der Eisenbahngleise.
Nutzung der Infrastruktur der Glasfaseroptik
Viele Eisenbahngleise sind bereits mit Glasfaserkabeln ausgestattet, die für Signalisierungstechnik oder Telekommunikation verwendet werden. Diese vorhandene Infrastruktur reduziert die Kosten für die Implementierung von DAS-Technologie in Eisenbahnen.
Um auf die Glasfaserkabel zuzugreifen, wird ein Interrogator-Gerät verwendet, um Laserimpulse durch die Kabel zu senden und das reflektierte Licht zu analysieren. Durch die Messung der Zeit, die das Signal benötigt, um zum Interrogator zurückzukehren, können Wissenschaftler die Entfernung zu der Störung mit großer Präzision bestimmen.
Durch die Analyse der DAS-Signale im Laufe der Zeit können Wissenschaftler ein Vibrationsschema für normale, gesunde Eisenbahngleise erstellen. Änderungen in der akustischen Signatur können auf potenzielle Probleme hinweisen, die Aufmerksamkeit erfordern. Diese Technologie hat das Potenzial, den menschlichen Arbeitsaufwand für Gleiskontrollen zu reduzieren und die allgemeine Bahnsicherheit zu verbessern.
Bewältigung der Datenherausforderungen
Eine der Herausforderungen bei der Implementierung von DAS in Eisenbahnen besteht darin, mit der großen Menge an generierten Daten umzugehen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sensoren deckt DAS große Entfernungen entlang der Schiene ab und sammelt kontinuierlich Daten von mehreren Punkten.
Maschinelles Lernen und KI werden eingesetzt, um die Analyse dieser Daten zu automatisieren. Durch das Training von KI-Modellen, um bestimmte Ereignisse wie Felsstürze oder Abweichungen in der Schiene zu erkennen, kann das System Alarme für Bahnunternehmen generieren. Dies hilft dabei, irrelevante Daten herauszufiltern und Fehlalarme zu reduzieren.
DAS befindet sich noch in den frühen Entwicklungsstadien, zeigt aber vielversprechendes Potenzial zur Verbesserung der Bahnsicherheit und zur Bewältigung verschiedener Herausforderungen der Branche. Die fortlaufende Forschung und Weiterentwicklung von DAS-Systemen wird für eine erfolgreiche Implementierung in der Zukunft entscheidend sein.
