Drony na železniciach - príklad použitia
Na základe poznatkov publikovaných v zahraničí sme sa skúsili bližšie pozrieť na možné využitie dronov pri sledovaní stavu železničnej infraštruktúry.
Situácia všeobecne
Ako príklad si uveďme, že slovenské železnice celkovo spravujú 3.627km tratí, t.j. 6 872 km koľají normálneho, širokého a úzkeho rozchodu, z toho je len 1.923 km tratí vybavených zabezpečovacím zariadením. Okrem tratí majú v správe 8.448 výhybiek, 76 tunelov a 2.314 železničných priecestí. Z dôvodu obrovského rozsahu tejto infraštruktúry je takmer nemožné overiť, vyhodnotiť, evidovať a viesť informáciu o stave každého jednotlivého kilometra trate alebo jednotlivého objektu s aktualizáciou v akceptovateľnej dobe (napr. raz ročne/raz za 2-4 roky).
Aktuálne spôsoby inšpekcie a overovania stavu tratí a komponentov sú navyše limitované samotnou prevádzkou, požiadavkami na bezpečnosť, logistikou inšpekcií a grafikonom dopravy. K prehliadkam sú naviac potrebné špeciálne zariadenia, pričom aj samotná periodická certifikácia týchto zariadení nemalým spôsobom navyšuje cenu prehliadok. Limitujúcim faktorom je i obsadenosť a priechodnosť tratí i jednotlivých koľají, kedy sú možné len inšpekcie po jednej koľaji i v prípade, že sa často nachádza niekoľko koľají a objektov paralelne vedľa seba.
Hlavným problémom v procese samotnej kontroly sa ukazuje nedostatok automatizácie, škálovateľnosti a opakovateľnosti, čo má za následok časté oneskorenie hlásení o stave tratí alebo objektov, čo niekedy trvá mesiace. S ohľadom na oneskorené informácie o stave tratí a zariadení sa následne oneskoruje i oprava a údržba, pričom v mnohých prípadoch by skorší technický zásah alebo oprava ušetrila množstvo prostriedkov
Výhody použitia dronov pri inšpekciách v železničnej doprave
- bezpečnosť – drony vykonávajú prehliadku namiesto ľudí zo vzduchu na diaľku za pomoci senzorov a nie sú závislé na fyzickom pohybe po trati alebo pohybe na koľajovom vozidle alebo jeho plošine, kde osoby a zariadenia môžu byť ohrozené okolitou prevádzkou a napr. i trakčným vedením.
- úspora času – okrem minimálneho času potrebného na prípravu a vykonanie inšpekcie je potrebné brať do úvahy i rýchlosť letu samotného pohybu dronu a naviac v závislosti od výšky a rozlišovacej schopnosti senzorov je možné jedným letom vykonať prehliadku viacerých objektov súčasne i v prípade viacnásobných paralelných koľají, čo zefektívňuje samotný výkon prehliadky a znižuje priame náklady na jej vykonanie.
- kvalitné výstupné dáta – používajú sa kamery a fotoaparáty s vysokou rozlišovacou schopnosťou pracujúce v rôznych spektrách ako na inšpekciu koľajovej dráhy, súvisiacich objektov tak i na prehliadku stavu trakčného vedenia a jeho jednotlivých komponentov.
Príklad použitia
S bežne dostupným priemyselným dronom osadeným dennou kamerou s rozlíšením 48MP (35mm senzor) je snímaný priestor 15x11m z výšky 21m. Rýchlosť letu je 5m/s. Zo zosnímaných dát je možné zhotoviť pás fotografií alebo dokonca 3D model s vysokým rozlíšením (GSD=2,13mm) a relatívnou presnosťou okolo +/- 5mm, čo je viac ako dostačujúci parameter pre následný rozbor dát.
Ak uvažujeme realisticky o 2-5tich dronových tímoch pracujúcich pre alebo v rámci železníc v bežnom režime s reálnym denným výkonom 40km (alebo dve hodiny), pri 100 letových dňoch (priemer v závislosti od počasia a ročnej doby) ročne, je možné vykonať kompletnú inšpekciu všetkých tratí, trakčných vedení a súvisiacich objektov každý rok.
Dynamika kontroly a presnosť získaných dát sú multiplikované systémom automatického a poloautomatického vyhodnocovania údajov. Rovnako zaujímavým momentom je možnosť archivácie a následného vyhľadávania uložených historických dát s porovnávaním stavu objektov a jeho zmien v čase, čo umožňuje rozhodnúť sa pre jeho výmenu alebo opravu v momente, kedy je to ekonomicky a prevádzkovo najefektívnejšie. Z porovnania stavu objektov v čase je rovnako možné odvodiť aj analytické schémy, na základe ktorých je možné nastaviť prediktívne servisné intervaly jednotlivých typov objektov, čo má pozitívny vplyv na logistiku súvisiacich procesov a ich ekonomiku.
Všetko založené „len“ na použití novej technológie – dronu….
Ing. Pavol Serbín – IKPS
PODOBNÉ PRÍSPEVKY
Prečítajte si našu reportáž o konferencii DRONTEX 2023, ktorá sa uskutočnila v októbri v Piešťanoch a spojila odborníkov na bezpilotné technológie z krajín V4!
V tomto článku sme vyspovedali slovenského UAV hobby pilota, Daniela Koppa, ktorý nám porozprával o jeho ceste ku získaniu európskych licencií v kategórii A1/3 a A2.
O tom, akú úlohu zohrávali operátori dronov pri boji s požiarom v Českom Švajčiarsku, sme sa porozprávali so Štepánom Komosným.