1. Предыстория и потребности проекта
Горный рельеф Южной Кореи обуславливает частый проход железнодорожной сети через холмы и ущелья. В летний сезон паводков страна подвержена проливным дождям, вызванным муссонами и тайфунами, которые могут спровоцировать внезапные паводки, сели и оползни в горных районах, что представляет серьёзную угрозу безопасности эксплуатации железных дорог. Традиционные дождемеры с опрокидывающимся ковшом требуют регулярного обслуживания, подвержены засорению и могут давать сбои и ошибки подсчёта во время экстремальных ливней, что делает их непригодными для высокоточного мониторинга осадков в режиме реального времени, не требующего особого обслуживания.
Для обеспечения эксплуатационной безопасности южнокорейским органам управления инфраструктурой было необходимо срочно развернуть передовую и надежную сеть автоматического мониторинга осадков на критически важных горных участках железных дорог. Необходимое оборудование должно было выдерживать суровые условия, требовать минимального обслуживания и предоставлять в режиме реального времени точные данные об интенсивности и накоплении осадков для своевременного оповещения системы управления движением поездов.
2. Решение: Оптическая система мониторинга осадков
В качестве основного устройства мониторинга для создания распределенной системы мониторинга осадков и раннего оповещения в проекте был выбран оптический дождемер (или оптический датчик дождя).
- Принцип работы:
Оптический дождемер работает по принципу инфракрасного оптического рассеяния. Датчик излучает луч инфракрасного света определённой длины волны через измерительную зону. При отсутствии дождя свет проходит напрямую. Капли дождя, падающие на измерительную зону, рассеивают инфракрасный свет. Интенсивность рассеянного света, регистрируемая приёмником, пропорциональна размеру и количеству капель (т.е. интенсивности осадков). Анализируя изменение сигнала с помощью встроенных алгоритмов, датчик рассчитывает мгновенную интенсивность осадков (мм/ч) и суммарное количество осадков (мм) в режиме реального времени. - Развертывание системы:
Оптические дождемеры были установлены в ключевых точках вдоль железнодорожных путей в зонах повышенного геологического риска (например, на склонах, вблизи мостов, у въездов в туннели). Приборы монтировались на стойках, при этом линза датчика была направлена к небу для обеспечения оптимальной зоны измерения.
3. Реализация приложения
- Сбор данных в режиме реального времени: оптические дождемеры работают круглосуточно, снимая несколько замеров 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 минутным интервалом) на центральную платформу данных в региональном центре мониторинга через встроенные модули беспроводной связи 4G/5G.
- Анализ данных и раннее предупреждение:
- Центральная платформа интегрирует данные со всех точек мониторинга и устанавливает многоуровневые пороговые значения количества осадков.
- Когда интенсивность осадков или суммарное количество осадков в любой точке превышают заданные пороги безопасности, система автоматически подает сигнал тревоги.
- Информация о тревоге (включая конкретное местоположение, данные об осадках в режиме реального времени и уровень превышения) немедленно передается на интерфейс диспетчера в Центре управления железнодорожным движением (ЦУД).
- Связанное управление: в зависимости от уровня предупреждения диспетчеры быстро инициируют экстренные протоколы, такие как выдача распоряжений об ограничении скорости или экстренной остановке движения поездов, приближающихся к затронутому участку, тем самым предотвращая катастрофы и обеспечивая безопасность пассажиров.
4. Реализованные технические преимущества
- Отсутствие движущихся частей, отсутствие необходимости в обслуживании: отсутствие механических компонентов устраняет такие проблемы, как засорение, необходимость регулярной очистки и механический износ, характерные для традиционных уровнемеров с саморазгружающимся ковшом. Это делает их идеальными для длительной работы без участия оператора в удалённых и суровых горных условиях.
- Быстрый отклик и высокая точность: метод оптического измерения обеспечивает чрезвычайно быстрое время отклика (до нескольких секунд), точно фиксируя мгновенные изменения интенсивности осадков и предоставляя необходимое время для предупреждений.
- Высокая помехоустойчивость: оптимизированная оптическая конструкция эффективно минимизирует помехи от факторов окружающей среды, таких как пыль, туман и насекомые, обеспечивая надежность данных.
- Низкое энергопотребление и простота установки: устройства потребляют мало энергии, часто работают от солнечных панелей и просты в установке, не требующей значительных инженерных работ.
5. Результаты проекта
Внедрение этой системы повысило возможности Южной Кореи по предупреждению железнодорожных катастроф с «пассивного реагирования» до «активного предупреждения». Точные данные оптических дождемеров в режиме реального времени позволили диспетчерской службе:
- Принимайте более научные решения в области безопасности, сокращая экономические потери, связанные с чрезмерными профилактическими остановками.
- Значительно повысить безопасность и пунктуальность железнодорожных перевозок.
- Накопленные долгосрочные данные об осадках также оказывают ценную поддержку при оценке геологического риска и планировании инфраструктуры вдоль железнодорожных коридоров.
Этот случай демонстрирует успешное применение оптических дождемеров в области безопасности критической инфраструктуры, предоставляя отличную модель для решения задач мониторинга осадков в сложных условиях.
Полный комплект серверов и программного беспроводного модуля, поддерживает RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения дополнительной информации о датчике дождя информация,
пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 11 сентября 2025 г.