Детектор утечки сжатого воздуха может сэкономить топливо и сократить трудозатраты железнодорожных операторов
Устройство, которое самостоятельно обнаруживает утечки сжатого воздуха в поездах, может сократить трудозатраты и расходы на топливо для железнодорожных операторов.
Данная новость поступила от Юго-западного научно-исследовательского института (SwRI) Техаса, который разработал экспериментальную систему обнаружения утечек воздуха и передачи информации персоналу о точке расположения для ремонта.
Сжатый воздух обеспечивает работу таких функций поезда, как пневматические тормоза, срабатывание клапанов и жалюзи радиатора. Согласно анализу, ежегодный убыток эффективности функционирования железнодорожной отрасли составляет от 2 до 3 %, причиной чему являются утечки воздуха, что может отрицательно сказаться на работоспособности и безопасности поездов.
По словам инженера Кристофера Стуса, «Утечки воздуха значительно увеличивают расход топлива и снижают эффективность систем автоматической остановки и запуска двигателя (AESS) локомотива, что приводит к увеличению частоты рейсов поезда, большему расходу топлива, а соответственно повышенному износу таких деталей, как стартеры, воздушные компрессоры и аккумуляторы. «Мы говорим о потенциальной экономии миллионов галлонов топлива и сокращении выбросов углекислого газа, оксидов азота и твердых частиц».
Процедура поиска утечек воздуха требует проведение ручного осмотра, когда персонал находится под железнодорожными транспортными средствами или между ними. Данная процедура показала себя неэффективной, отнимает много времени и представляет ненужный риск для персонала, что побудило Федеральное управление железных дорог США определить допустимые уровни утечки воздуха для поездов.
Чтобы сократить утечки, SwRI создала систему, которая использует аудио систему обнаружения, камеры и машинное обучение для автономного обнаружения, идентификации и сообщения об утечках воздуха. Данный проект финансируется программой Rail Safety IDEA Совета по исследованиям в области транспорта США (TRB) под руководством Стуса, старшего инженера-исследователя Хита Спидла и инженера-исследователя Джейка А. Янссена.
В системе используется стационарный акустический формирователь изображения, в котором используется массив из 64 микрофонов и камера, настроенная на обнаружение частот 30–45 кГц, частот, на которых утечки сжатого воздуха лучше всего выделяются на фоне большинства фоновых помех. Данный прибор работает с камерой вторичного визуального спектра. Чтобы автоматизировать процесс обнаружения, команда обучила и внедрила алгоритмы машинного обучения для выявления утечек воздуха по выходным сигналам датчиков, игнорируя выходные данные, не связанные с утечками.
Сообщается, что во время испытаний прототип системы обнаружил ряд утечек воздуха в локомотивов уровень ложных срабатываний составил 0.03%. Система выявила около 11 из 13 утечек движущегося поезда. Как только будет обнаружена утечка воздуха, отправляется соответствующее электронное сообщение с изображением точки, где необходимо провести осмотр и ремонт.
«Система должна снизить нагрузку на персонал и улучшить производительность системы сжатого воздуха», — говорится в сообщении. «По-прежнему необходимы дальнейшие разработки и полевые испытания. Данная система потенциально может сэкономить локомотивной отрасли миллионы за счет экономии топлива и технического обслуживания, а также значительно сократить выбросы парниковых газов за счет повышения эффективности использования топлива локомотивами».
