1. Предыстория проекта и его необходимость
Горный рельеф Южной Кореи означает, что ее железнодорожная сеть часто проходит через холмы и ущелья. В летний сезон наводнений страна подвержена проливным дождям от муссонов и тайфунов, которые могут вызывать внезапные наводнения, селевые потоки и оползни в горных районах, представляя серьезную угрозу безопасности эксплуатации железных дорог. Традиционные дождемеры с опрокидывающимся ведром требуют регулярного технического обслуживания, склонны к засорению и могут страдать от механической задержки и ошибок подсчета во время сильных ливней, что делает их непригодными для необходимости мониторинга осадков в режиме реального времени с высокой точностью и низкими требованиями к техническому обслуживанию.
Для обеспечения эксплуатационной безопасности южнокорейским органам по управлению инфраструктурой срочно потребовалось развернуть современную и надежную автоматизированную сеть мониторинга осадков вдоль критически важных горных участков железных дорог. Необходимое оборудование должно было выдерживать суровые условия окружающей среды, работать с минимальным техническим обслуживанием и предоставлять точные данные в режиме реального времени об интенсивности и количестве осадков для своевременного оповещения системы диспетчеризации поездов.
2. Решение: Оптическая система мониторинга дождемеров
В рамках проекта в качестве основного устройства мониторинга для создания распределенной системы мониторинга осадков и раннего предупреждения был выбран оптический дождемер (или оптический датчик дождя).
- Принцип работы:
Оптический дождемер работает по принципу инфракрасного оптического рассеяния. Датчик излучает луч инфракрасного света определенной длины волны через измерительную область. Когда дождя нет, свет проходит прямо через нее. Когда капли дождя падают через измерительную область, они рассеивают инфракрасный свет. Интенсивность рассеянного света, регистрируемого приемником, пропорциональна размеру и количеству капель дождя (т.е. интенсивности осадков). Анализируя изменение сигнала с помощью встроенных алгоритмов, датчик в режиме реального времени вычисляет мгновенную интенсивность осадков (мм/ч) и накопленное количество осадков (мм). - Развертывание системы:
Оптические дождемеры были установлены в ключевых точках вдоль железнодорожных путей в зонах высокого геологического риска (например, на склонах, вблизи мостов, у входов в тоннели). Устройства были смонтированы на опорах, при этом линза датчика была направлена вверх, чтобы обеспечить оптимальную зону измерения.
3. Внедрение приложения
- Сбор данных в режиме реального времени: оптические дождемеры работают круглосуточно, собирая множество проб в секунду для определения начала, окончания, интенсивности и тенденций выпадения осадков в режиме реального времени.
- Передача данных: Собранные данные об осадках передаются практически в режиме реального времени (с интервалом в одну минуту) на центральную платформу данных в региональном центре мониторинга через встроенные модули беспроводной связи 4G/5G.
- Анализ данных и система раннего предупреждения:
- Центральная платформа объединяет данные со всех точек мониторинга и устанавливает многоуровневые пороговые значения осадков в качестве сигналов тревоги.
- Когда интенсивность осадков или суммарное количество осадков в любой точке превышает установленные пороговые значения безопасности, система автоматически включает сигнал тревоги.
- Информация о тревоге (включая конкретное местоположение, данные об осадках в режиме реального времени и уровень превышения) немедленно передается в интерфейс диспетчера в Центре управления железнодорожным движением (ЦУД).
- Система централизованного управления: в зависимости от уровня предупреждения диспетчеры оперативно запускают протоколы реагирования на чрезвычайные ситуации, такие как введение ограничений скорости или приказов о приостановке движения поездов, приближающихся к поврежденному участку, тем самым предотвращая катастрофы и обеспечивая безопасность пассажиров.
4. Воплощенные технические преимущества
- Отсутствие движущихся частей, не требующее технического обслуживания: отсутствие механических компонентов исключает такие проблемы, как засорение, необходимость регулярной очистки и механический износ, характерные для традиционных дозаторов с опрокидывающимся ковшом. Это делает их идеальными для длительной работы без присмотра в отдаленных и суровых горных районах.
- Быстрый отклик и высокая точность: оптический метод измерения обеспечивает чрезвычайно быстрое время отклика (до нескольких секунд), точно фиксируя мгновенные изменения интенсивности осадков и предоставляя критически важное время для предупреждения.
- Высокая устойчивость к помехам: оптимизированная оптическая конструкция эффективно минимизирует помехи от таких факторов окружающей среды, как пыль, туман и насекомые, обеспечивая надежность передачи данных.
- Низкое энергопотребление и простота установки: устройства потребляют мало энергии, часто с использованием солнечных батарей, и просты в установке без значительных строительных работ.
5. Результаты проекта
Внедрение этой системы позволило Южной Корее повысить возможности предотвращения железнодорожных катастроф с «пассивного реагирования» до «активного предупреждения». Точные данные в режиме реального времени, получаемые с помощью оптических дождемеров, позволили диспетчерскому управлению:
- Принимайте более обоснованные решения в области безопасности, сокращая экономические потери, связанные с чрезмерными профилактическими остановками производства.
- Значительно повысить безопасность и пунктуальность железнодорожных перевозок.
- Накопленные за длительный период данные об осадках также предоставляют ценную информацию для оценки геологических рисков и планирования инфраструктуры вдоль железнодорожных коридоров.
Данный пример демонстрирует успешное применение оптических дождемеров в сфере обеспечения безопасности критической инфраструктуры, представляя собой отличную модель для решения задач мониторинга осадков в сложных условиях.
Полный комплект серверов и программного обеспечения беспроводного модуля, поддерживающий RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения дополнительной информации о датчиках дождя. информация,
Пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Дата публикации: 11 сентября 2025 г.