Demiryolu Köprüsü İzlemede Yeni Yaklaşımlar
Almanya genelinde 25.000`den fazla köprü, DB InfraGO AG`nin köprü izleme departmanında çalışan 13 personelin sorumluluğundadır.
Demiryolu Köprüsü İzlemede Yeni Yaklaşımlar
Almanya genelinde 25.000'den fazla köprü, DB InfraGO AG'nin köprü izleme departmanında çalışan 13 personelin sorumluluğundadır. Yoğun görev ve yüksek derece sorumluluk. ASC Sensors uzmanlığının desteğiyle, DB köprü uzmanları, halihazırda kritik demiryolu köprülerinin izlenmesini ve proaktif bakımını uzun vadede daha basit, daha güvenli ve daha uygun maliyetli hale getirmek için yenilikçi bir pilot proje üzerinde çalışmaktadır.
Spontane ölçüm genellikle demiryolu ve karayolu trafiğini kesintiye uğratır
DB InfraGO ölçüm biriminin takım lideri mühendis Peter Krempels: "Sahadaki bir sistem operatörü veya köprü denetçisi, bir yapıda olağandışı bir değişiklik fark ettiğinde veya sadece birinden şüphelendiğinde, bize anında bildirir."
Böylece ölçüm ekibi gerekli ekipmanla etkilenen yapıya doğru hareket eder. Konvansiyonel lazer izlemenin ilgili ölçüm noktalarında gerçekleştirilebilmesi için bazen ağır bitki örtüsü, nehir yatakları veya kayalık dağ yamaçları gibi bölgesel zorlukların üstesinden gelinmesi gerekir.
Operasyonel kesintileri en aza indirir veya önler
Köprü ölçümü her zaman karmaşıktır. Zaman, kalifiye personel, kapsamlı malzeme ve genellikle yaygın olarak döşenmiş kablolar gerektirir. Ölçüm uzmanı, "Yaptığımız her şeyin düzenli operasyonlar üzerinde bir etkisi var" diyor. "Demiryolu köprüleri söz konusu olduğunda, alttaki geçiş ortağının tüm trafiğinin genellikle alttan ölçüm yapmak için engellenmesi gerekir."
Bu sadece gerçek ölçüm çalışması sırasında geçerli değildir: Bir yapının stabilitesi ve/veya operasyonel güvenliği için akut risk durumunda, şüphe ölçüm tabanlı bir yeniden hesaplama ile giderilene veya uygun onarım tamamlanana kadar köprü derhal kapatılmalıdır.
Krempels, "İncelemenin ardından operatör, köprünün güvenli bir şekilde çalışmaya devam etmesi için teknik tavsiyeleri içeren ayrıntılı bir rapor alır" diye açıklıyor. Olağan dışı durumlarda, bu durum stabil olmayan bir yapının yıkılmasına ve yeniden inşa edilmesine yol açabilir. "Özellikle eski köprülerde, bu durum operasyonlarda pahalı ve uzun süreli kesintilere yol açabilir. Şu anda ASC ile bir pilot projede test ettiğimiz akıllı sensör teknolojisini kullanarak yenilikçi yeni bir ölçüm konseptiyle bunları en aza indirmek veya önlemek istiyoruz.”
Akıllı ve esnek sensör teknolojisi sürekli izleme sağlar
ASC AiSys ® ECO serisinin akıllı sensör sistemleri, bu amaçla geniş kapsamlı köprü yapılarının çeşitli koşullarına özel olarak uyarlanmıştır. Kullanılan malzemelerin yanı sıra, yapım türü, uzunluğu ve birçok farklı faktör rol oynamaktadır. "Hiçbir sensör modeli tüm gereksinimleri karşılamaz. Bu nedenle sensör sistemlerinin esnek yapılandırması bir avantajdır."
ASC geliştirme mühendisi Esey Gebreyesus, "ASC'nin yenilikçi MEMS tabanlı ivmeölçer sistemi, geleneksel referans tabanlı izleme yöntemlerine tamamlayıcı bir yaklaşım sunuyor" diyor. “Sistemimiz; doğru, gerçek zamanlı dinamik yer değiştirme ölçümleri sağlayarak sabit referans noktalarına ihtiyaç duymadan izleme araç kitini geliştirmektedir. Bu özellik kurulumu basitleştirir ve ölçüm esnekliğini artırarak mevcut metodolojilere değerli bir katkı sağlar."
Bir demiryolu köprüsünün durumunun önemli göstergelerinden biri, sapmasıdır. Sapma, yük taşıma kapasitesinin yapısal hesaplamasının temelini oluşturur. Krempels, "Onlarca yıllık kullanımın ardından aynı tren setinin aynı hızdaki standart sapmasının 1,5 'ten 1,7 milimetreye çıkmasının nedenini bulmanız gerekir" diyor. "Bu değişiklik dış sıcaklıkların veya tren yükünün bir sonucu olabilir; ama aynı zamanda malzeme yorgunluğunun başlangıcı da olabilir."
Geleneksel lazer ölçüm yöntemleri, statik ve dinamik sapmayı kaydetmek için doğrudan ancak çok karmaşık bir yöntem sunar. Ek olarak, öncelikle ölçümlerin ne zaman ve nerede gerekli olduğunu tahmin etmek gerekir. ASC ve DB InfraGO ekipleri, söz konusu yapıları ileriye dönük olarak sürekli izlemek için bir alternatif üzerinde işbirliği yapmaktadır.
Farklı sensör özellikleri ve otomatik veri entegrasyonu
Dinamik yer değiştirme izleme, sağlığın değerlendirilmesinde ve köprü yapılarının güvenliğinde kritik bir rol oynar. Konumdaki değişiklikleri sabit yükler veya koşullar altında ölçen statik yer değiştirmenin aksine dinamik yer değiştirme, bir köprünün trafik, rüzgar, sismik aktivite veya sıcaklık değişiklikleri gibi değişken kuvvetlere nasıl tepki verdiğini yakalar.
Tanımlı ölçüm noktalarına kurulan sensör sistemleri, ilgili tüm parametreleri kalıcı olarak izlemek ve bunları çok aşamalı bir süreçte sürekli olarak analiz etmek için tasarlanmıştır. Gebreyesus, "ASC'nin akıllı sensör teknolojisi, köprü izleme için özel olarak tasarlanmış özelliklerinden dolayı, özellikle dinamik yer değiştirme izlemenin karmaşık gereksinimleri için uygundur" diyor. Bu özellikler şunları içerir:
-Yüksek frekanslı veri örneklemesi
-Uyarlanabilir gerçek zamanlı DC ofset kaldırma
-Gelişmiş filtreleme ve yok etme
-Çift entegrasyon ve sapma düzeltmesi
-Faz düzeltme ve yapı kaldırma
Entegre işleme ve veri çıkışı
Gelecekte, tren geçişi sırasında malzeme genişlemesi ve diğer faktörler algoritmik olarak hesaplanacak ve yapıda meydana gelen tüm değişikliklerin eksiksiz bir resmi elde edilecektir. Bu özellik, yapının maddesindeki en küçük değişiklik belirtilerini bile tespit etmeyi ve bunları anlık olarak bildirmeyi sağlar.
ASC'nin akıllı sensör sistemlerinin otomatik veri entegrasyonu, bu özelliğin işe yaraması için çok önemlidir. Krempels, "Bu sadece sonuçları gerçek zamanlı olarak almamızı sağlamakla kalmamalı, aynı zamanda anında uygun uyarılar ve eylemler almamızı da sağlamalı" diyor. Bu özellik -geleneksel lazer yöntemleriyle- sonuçları analiz etmek, kazanılan içgörüleri tartışmak ve eylem önerileri geliştirmek amacıyla toplantı yapmak için fazla zaman harcamak durumunda kalacak mühendisler için büyük bir avantajdır.
Demiryolu mühendisleri için erken uyarı sistemi
Krempels, "Sorun raporlarını beklemek ve bireysel olarak tepki vermek yerine – 'kendi' köprülerini düzenli olarak görsel olarak denetleyen yerel meslektaşımızın uyarısında – kritik yapıları kalıcı olarak izlemek ve akut hasar operasyonları sonlandırılmadan önce proaktif olarak korumak istiyoruz" diyor.
“Gerekli bakım çalışmalarının planlanamaması, altyapı ve demiryolu işletmecileri için her zaman zordur.” Bu nedenle, öngörülü uzun vadeli izleme, özellikle bir süredir kullanımda olan köprüler için büyük bir değer olacaktır. "Bu yaklaşım sadece mevcut bakım gereksinimlerinin zamanında belirlenmesine yardımcı olmakla kalmayacak. Aynı zamanda onları daha uygun maliyetli hale getirecek ve böylece birçok köprüyü iyi durumda tutacak, daha uzun süre güvenli ve ekonomik bir şekilde çalışacaktır."
Bununla birlikte, tüm şekil, malzeme, boyut ve yüklerden oluşan binlerce köprüyü bu en son izleme teknolojisiyle tam olarak donatmak mantıklı olmayacaktır. Bunun nedeni, yeni yapıların genellikle 80-100 yıllık bir hizmet ömrü için tasarlanıyor olmasıdır. Deneyimli mühendis, "İlk 50 yılda sürekli ölçüm yapmanıza gerek yok" diyor. İstatistikler bunu doğrulamaktadır. Bununla birlikte, mevcut eski köprülerde istenmeyen değişiklikler ve hatta kritik koşullar meydana gelebilir. Krempels, "Şu anda yaklaşık 50 yıllık bir hizmet ömrüne sahip köprüleri kalıcı izleme ile donatmanın faydasını değerlendiriyoruz" diyor.
Bununla birlikte, onay sertifikasının bir parçası olarak sürekli izleme gerekebilir. Özellikle, onlarca yıllık deneyim ve teknik kılavuzların henüz mevcut olmadığı yerleşik standartların dışındaki yeni ve yenilikçi köprü tasarımları için durum böyledir.
Gerçek zamanlı izleme, güvenliği ve hizmet ömrünü artırır
Bir binanın güvenilir, ekonomik ve uzun vadeli izlenmesinin bir koşulu olarak, öncelikle mevcut durumun tam bir genel resmi gereklidir. Bu işlem, çok sayıda ölçüm noktasına sahip bir sistem ölçümü gerektirir. Ancak o zaman gelecekte kalıcı izleme için bir referans temeli olarak hizmet edebilecek anlamlı ölçüm noktaları belirlenebilir.
Krempels, "Koşullar her bir köprü için farklıdır. Bu nedenle, daha geniş bir uygulamaya geçmeden önce tüm faktörleri doğru bir şekilde değerlendirmeyi öğrenmek için ASC ile ortak test pilotumuz kritik bir öneme sahip" diyor. Bu nedenle, etkilenen bir yapının sürekli izlenmesi için hazırlık çalışması bir yıl sürebilir ve yüksek bir başlangıç harcaması gerektirir, ancak bu harcama kısa sürede önemli ölçüde daha düşük işletme maliyetleri ile telafi edilir ve her şeyden önce önemli bir risk azalmasına neden olmalıdır.
Zorluklardan biri; tren ağırlığı, hızı, merkezkaç kuvvetleri, iklim değişiklikleri vb. ne olursa olsun, çok çeşitli hızla değişen yüklere rağmen ölçümleri sabit tutmaktır. Krempels, "Maksimum hassasiyet ve uzun vadeli istikrar için güvenilir sensörlere ihtiyaç duymamızın bir başka nedeni de budur" diyor.
Esnek ortaklık
DB InfraGO'nun köprü izleme ekibi, yaklaşık iki yıldır ASC'nin sensör uzmanları ile temas halindedir. Çok çeşitli yapı, koşul ve gerilmelerden oluşan 25.000 'den fazla köprünün izlenmesi karmaşık bir görevdir. Krempels, "Ekonomik uzun vadeli izleme için 'doğru' köprüleri seçmek ve ardından geleneksel spontane ölçümlerden geçiş yapmak için, bir süredir ASC AiSys Eco ivmeölçerlerle yoğun testler yapmaktayız" diye açıklıyor. "Bu test serileri son zamanlarda çok başarılı oldu, böylece şimdiden sonraki adımlara karar verebiliriz."
Krempels, "Demiryolu köprüsü izlemedeki bu yenilik için, yalnızca esnek bir yüksek kaliteli dijital ve akıllı atalet sensörü çözümleri yelpazesine sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda bizimle bu yeni yola girmeye istekli olan yetkin bir ortak aramaktaydık" diyor. Örneğin, diğer tedarikçiler standart sensörlerini özellikle pilot projemiz için uygun hale getirmeye, yazılımı bireysel ihtiyaçlara uyarlamaya veya test serilerimiz için küçük miktarlar üretmeye hazır değildi. "ASC tüm taleplerimize cevap verebildi, esnek bir ortak olduğunu kanıtladı ve küçük miktarlara rağmen gereksinimlerimizi anlamak ve bunları ortaklaşa uygulamak için çok zaman harcadı."
ASC GmbH - German Sensor Engineering
Ledererstrasse 10 | 85276 Pfaffenhofen a.d. Ilm | Almanya
E-posta: service@asc-sensors.de
