Фундаментальні принципи проактивного моніторингу рейок за допомогою волоконнооптичних сенсорів
DOI:
https://doi.org/10.18664/ikszt.v30i4.351527Ключові слова:
залізничні рейки, моніторинг, розподілене акустичне зондування, DAS, волоконно-оптичні сенсори, проактивне виявлення, цілісність колії, пружні хвилі, безпека рухуАнотація
Дослідження присвячене розробленню і теоретичному обґрунтуванню фундаментальних принципів створення проактивної системи моніторингу цілісності залізничних рейок на основі технології розподіленого акустичного зондування (DAS). Проаналізовано критичні недоліки існуючих методів інспектування, що функціонують у реактивній парадигмі і створюють «сліпі зони» між перевірками. Обґрунтовано, що DAS є оптимальним технологічним рішенням завдяки нечутливості до електромагнітних завад, можливості контролю ділянок до 100 км та економічності за рахунок використання сучасних волоконно-оптичних кабелів. Досліджено фізику поширення пружних хвиль у рейці, що дало змогу встановити компроміс між дальністю (низькі частоти) і деталізацією (високі частоти) моніторингу. Сформульовано головний науковий внесок — теоретичну основу для проактивного виявлення дефектів «з випередженням» через аналіз вібрацій, що поширюються рейкою попереду поїзда.
Посилання
Xiong L., Jing G., Wang J., Liu X., Zhang Y. Detection of Rail Defects Using NDT Methods. Sensors (Basel). 2023 May. 10;23(10):4627. doi: 10.3390/s23104627. PMID: 37430540; PMCID: PMC10220630.
Yu Qian. Intelligent railroad inspection and monitoring. Front. Built Environ., 12 April 2024 Sec. Geotechnical Engineering. 2024. Vol. 10. https://doi.org/10.3389/fbuil.2024.1389092.
Rail Testing - Non-Destructive Testing for Railways – Eddyfi. URL: https://www.eddyfi.com/en/application/railway-testing.
Sasy Chan Y. W., Wang H.-P., Xiang P. Optical Fiber Sensors for Monitoring Railway Infrastructures: A Review towards Smart Concept. Symmetry. 2021. 13. 2251. https://doi.org/10.3390/sym13122251.
Wagner A., Nash A., Michelberger F., Grossberger H., Lancaster G. The Effectiveness of Distributed Acoustic Sensing (DAS) for Broken Rail Detection. Energies. 2023. 16. 522. https://doi.org/10.3390/en16010522.
Md Arifur Rahman, Hossein Taheri, Fadwa Dababneh. A review of distributed acoustic sensing applications for railroad condition monitoring. Mechanical Systems and Signal Processing. 15 February 2024. Vol. 208. 110983. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2023.110983.
Wu D., Liang Q.-Q., Hu B.-X., Zhang Z.-T., Wang X.-F., Jiang J.-J., Yi G.-W., Zeng H.-Y., Hu J.-Y., Yu Y. et al. Research Progress of Event Intelligent Perception Based on DAS. Sensors. 2025. 25. 5052. https://doi.org/10.3390/s25165052.
Essential Guide to Railway Track Inspection - FlyPix AI. URL: https://flypix.ai/blog/railway-trackinspection/ (дата звернення: 01.09.2025).
Gong W., Akbar M. F., Jawad G. N., Mohamed M. F. P., Wahab M. N. A. Nondestructive Testing Technologies for Rail Inspection: A Review. Coatings. 2022. 12. 1790. https://doi.org/10.3390/coatings12111790.
Автоматизовані системи керування рухом поїздів на станціях : навч. посіб. / В. І. Мойсеєнко, В. О. Сотник, С. О. Змій, О. В. Щебликіна. Харків: УкрДУЗТ, 2024. 184 с.
Railway Defect Detection Methods ADORTech. URL: https://adortech.com/blog/railwaydefect-detection-methods-part1 (дата звернення: 01.09.2025).
Castillo-Mingorance J. M., Sol-Sánchez M., Moreno-Navarro F., Rubio-Gámez M. C. A Critical Review of Sensors for the Continuous Monitoring of Smart and Sustainable Railway Infrastructures. Sustainability. 2020. 12. 9428. https://doi.org/10.3390/su12229428.
Du T. L., Hartog A., Hilton G., Didelet R. An Analysis of Railway Activity Using Distributed Optical Fiber Acoustic Sensing. Sensors. 2025. 25. 4180. https://doi.org/10.3390/s25134180.
Gorshkov B. G., Yüksel K., Fotiadi A. A., Wuilpart M., Korobko D. A., Zhirnov A. A., Stepanov K. V., Turov A. T., Konstantinov Y. A., Lobach I. A. Scientific Applications of Distributed Acoustic Sensing: State-of-the-Art Review and Perspective. Sensors. 2022. 22. 1033. https://doi.org/10.3390/s22031033.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
