通过持续数据采集，状态监测正在帮助世界各地的铁路运营商提高安全性、降低维护成本并减少噪音投诉。具体方法如下。
作者：Frans Pienaar，技术销售经理
上面的视频相当吓人，尤其是当你想到在电车最终断电之前造成了多大的损失时。基础设施的损坏非常严重，可以肯定地说，这条线路肯定已经关闭了一段时间进行维修。如果铁路运营商使用持续状态监测，几乎可以肯定可以避免这种程度的损坏。
当受电弓首次受损时，状态监测系统会检测到其接收数据的变化，并提醒相关人员采取行动（例如，司机会停下列车）。如果没有监测系统，随着列车持续行驶，修复基础设施和机车车辆的成本和时间将呈指数级增长。
这就是铁路运营商越来越多地采用连续状态监测解决方案来衡量其铁路网络和机车车辆车队性能的原因之一。
噪声和振动：状态监测的核心
我们都知道，轨道噪音令人烦恼。过大的轨道噪音，例如轨道尖叫声和翻边噪音，会引发投诉，运营商必须承担相关费用进行调查。但更重要的是，轨道噪音是轨道损坏的指标，因此是衡量铁路系统状况的可靠指标。
通过持续评估整个铁路网络的噪声和振动，状态监测系统可以及早发现新出现的问题，使您能够在问题真正发生之前进行预防性维护。这能为您带来多重益处。
- 提高安全性，减少事故和脱轨的可能性
- 成本更低，因为预防性维护比更换轨道或进行侵入性维护（如打磨）更便宜、干扰更小
- 噪音投诉减少，因为有针对性的摩擦管理可以减少已确定的噪音热点的噪音
噪音和振动如何帮助识别轨道损坏？
每种类型的轨道损伤都有其独特的噪声频率。将噪声和振动数据与基础设施和车辆特性以及运行参数相结合，不仅可以发现问题，还能找出根本原因。这样，就可以制定主动维护计划，修复问题或阻止其进一步发展。
请注意，所示的值是典型值，但在实践中，您可以根据其他因素（例如车轮尺寸和轨道轮廓）获得尖叫声和翻边频率之间的重叠。
年度或定期数据采集的局限性
如今，许多铁路运营商依赖定期数据采集——通常每年一次，或因投诉需要时进行。但这些数据仅针对检查时的车辆、位置和运行状况有效。
即使您每月采集 8 小时的数据，也只能测量全年可用时间的 1%，这对于根本原因分析来说根本不够。它不太可能有效地检测缺陷或损坏，也无法显示随时间推移的性能下降，因此对于规划预防性维护几乎没有用处。
在铁路网络上，变化可能来得非常快。因此，你必须问自己：“在进行根本原因分析和寻找解决方案时，我定期进行的噪声和振动测量有多大可能足够？”（答案：“不太可能。”）
铁路运营商如何通过持续状态监测来利用大数据
正因如此，越来越多的铁路运营商开始采用持续状态监测解决方案。使用振动和噪声传感器以及可选的摄像头，可以在所有运营/天气条件下从铁路网络收集持续数据。这些数据的潜在用途非常广泛。
- 识别新出现的噪音和振动问题
- 确定根本原因，例如出现波纹或其他缺陷
- 记录趋势和热点，以实现主动维护和缓解
- 如果超出限制，则会收到实时警告
荷兰乌得勒支的轻轨网络运营商采用持续状态监测，已将噪音投诉减少了42%。但其优势远不止于此，如以下示例所示。
示例 1：使用状态监测识别热点和问题
条形图显示了轨道某一部分的数据。其中，最常见的噪声级有超过 1.5 万个数据点，但更高噪声级（红色显示）也有数千个记录数据点。其准确度足以判断噪音来自左轨还是右轨。
为了解决这个问题，操作员可以尝试各种摩擦管理系统，并通过持续的状态监测立即查看它们是否有效。
示例 2：利用状态监测来衡量缓解效果
这些图表显示了上方铁路网络中某一点的最大噪声和SEL（声暴露级）。在本例中，噪声是由波磨引起的，需要每年进行打磨。作为替代方案，铁路网络运营商决定尝试“轨顶摩擦管理”，并使用持续状态监测来分析前后结果。
如您所见，打磨效果显著，但只是暂时的。然而，通过使用轨顶摩擦管理，反复出现的波磨几乎被消除。为了进行进一步分析，可以使用相同的状态监测装置来评估不同轨顶摩擦控制材料的性能，无需额外试验成本。
示例 3：利用状态监测评估车队性能
这张简单的图表纵轴显示了噪音或振动水平。横轴显示了车队数量，左侧为车队数量较少的车辆，右侧为车队数量较多的车辆。
该车队包含三种不同的车型，且车辆编号相互对应。（一种车型编号较低，另一种车型编号中等，最后一组车型编号较高。）编号中等的车辆在噪音水平方面表现明显更差。这可能与维护周期有关，但更有可能与车型有关。
火车公司在评估购买哪种类型的车辆或计划对现有车队进行维护/升级时可以使用这些信息。
大数据和状态监测是未来
大数据采集在各行各业都蓬勃发展，不仅仅是铁路行业。采集这些数据的系统也日趋先进，企业每天都能访问数百万个数据点。但仅有数据是不够的。您还需要软件和内部专业知识，以对业务有意义的方式分析和利用这些数据。
在 RS Clare，我们与状态监测领域的市场领导者合作，他们正在开发和制造监测设备，以从整个铁路网络中提取有用的数据。同样重要的是，我们了解所需的软件和专业知识，可以帮助您做出数据驱动的决策，从而降低成本和噪音水平，并提高整个铁路网络的安全性。
如果您想了解更多信息或需要建议，请联系我们。
