项目旨在实现自供电的铁路轨道实时监测

英国铁路乘客每年乘坐火车旅行17亿次，每天有40万吨货物通过铁路网络运输。

由于故障和计划外的维护工作导致的铁路网络延误和中断会对经济产生重大影响。

因此，在其能够传播之前实时检测轨道损坏，对于确保网络的平稳运行至关重要。

为此，埃克塞特大学和伯明翰大学的研究人员正在与网络铁路公司合作开展一个epsrc资助的项目，为铁路开发一种自供电的广域轨道状态监测系统。

据项目负责人、埃克塞特大学机械工程系主任朱美玲教授介绍，该系统将从列车通过铁路线时产生的振动中获取能量，从而极大地提高维护效率，并显著降低管理英国铁路基础设施的成本。

他说:“目前，世界各地都有巨大的铁路轨道，一旦出现问题，就必须派人去检查。”“另外，也有配备了监控技术的特殊列车，但这些列车只能在经过特定路段时发现问题。”

她说，嵌入轨道本身的传感器将使运营商能够在故障成为问题之前预测网络上任何地方出现的故障。

由于该系统不需要电源或电池作为能源供应，它将消除电缆和电池更换的成本，朱说。

她说:“如果你是用市电供电，那么你就需要用一根电线来连接电源线，每根电缆都会增加成本，也会增加维护问题，所以我们需要摆脱这种电线。”“另一方面，如果你引进一种电池，那么这种电池的寿命将非常有限，即使最近技术有所改进。”

因此，研究人员决定采集当地可用的能源来为系统供电。她说，由于太阳能并不总是可用的，特别是在晚上和黑暗的冬天，团队选择使用压电装置，将轨道振动的能量转化为电能。

“振动能量在英国已经研究了10多年，但还没有专门为轨道监测量身定做，”朱说。“我们将与Network Rail合作，了解他们的规格和要求，并开发定制的能量收集无线通信传感技术。”

该系统将由加速度计、应变计和声发射传感器组成，这些传感器将测量轨道偏转、振动以及轨道和火车车轮之间的相互作用。

嵌入式传感器将无线连接到运营和管理中心，配备自动数据处理软件，旨在检测轨道损坏的迹象。

朱说，用无线传感器网络覆盖像国家铁路网这样广阔的区域将是一个重大挑战。

她说:“目前大多数人都在研究短距离无线通信传感器网络，这种网络只覆盖几百米，但许多国家的铁路轨道长达数千公里，因此网络将需要能够覆盖大面积。”

项目合作伙伴包括来自Network Rail的三个部门:位于伯明翰的轨道更新;基础设施项目;以及总部位于米尔顿凯恩斯的电信公司。该项目还包括Quattro和Swiss Approval。

一旦该系统被开发出来，研究人员计划在一段轨道上测试它的适用性。

点击浏览新闻