Nieuw type beveiliging

[BrightonBelle]

Gelezen in Engels tijdschrift (wat ik dus niet kan plaatsen hier), hoop dat ik het beetje goed samenvat.
Rails worden (uiteraard) geproduceerd met constante mechanische eigenschappen, maar
maar verschillen blijkbaar desondanks in elektro-magnetische eigenschappen. Sensoren in de trein kunnen als een traject bekend is de positie van de trein nauwkeurig in beeld brengen. Een ingenieurs bureau heeft proeven gedaan in Oostenrijk. Zie:
https://www.itk-engineering.de/stories/magnetic-railway-onboard-sensor/

Grtz Gerard

[Klaas Zondervan]

Hoe het werkt komt niet echt uit de verf.

[BrightonBelle]

De samenvatting in the Economist was wel duidelijk; elke railstaaf heeft blijkbaar een unieke electro magnetische vingerafdruk. Dat wordt opgepikt door sensoren. Door een traject hiervoor in kaart te brengen (en beide railstaven combinerend) is nauwkeurige plaatsbepaling mogelijk.

[Klaas Zondervan]

Ben ik wel benieuwd wat die elektromagnetische vingerafdruk dan inhoudt. Ontstaat die spontaan, of wordt die er bewust in gebracht?

[Jeronimos]

Het gaat blijkbaar om deze eigenschappen/kenmerken:

Inhomogenität der Schiene
Elemente der Infrastruktur
Schienenbefestigung
Zustand der Schiene
Lokalisierung durch Signaturvergleich (voraufgezeichnete Karte)
Odometrie über Auswertung der Zeitverschiebung zwischen den Sensoren
Berührungslose Schieneninformation: mehrere Zentimeter tiefes Eindringen in den Schienenkopf+

quote van de site: https://www.itk-engineering.de/stories/magnetic-railway-onboard-sensor/


@Klaas, lijkt me spontaan tijden productie of zo.

[Rick]

Het is wel slim bedacht maar ik zie niet in wat dit nu echt toevoegt.

[BrightonBelle]

Ik begin bijna spijt te krijgen dat ik het artikel in the Economist niet heb overgetikt......
Een belangrijk voordeel schijnt de prijs te zijn en verder een 20% verbetering van de spoorcapaciteit. Dit doordat de plaatsbepaling veel nauwkeuriger schijnt te zijn, ik neem aan t.ov. een blok. En, zoals gezegd, ik dacht alleen maar "interessant" (vond vooral grappig dat bij dezelfde mechanische eigenschappen toch een meetbaar verschil in elektromagnetische eigenschappen kan optreden), maar voor de rest heb ik er ook geen verstand van 🤔

Grtz Gerard

PS t.a.v plaatsbepaling kan ik mij het voordeel voorstellen van sensoren in de trein i.p.v. op bepaalde plekken op, bij of naast het spoor

[Menno]

Die 'vingerafdruk' van rails was al iets wat men in de Tweede Wereldoorlog ontdekte: daardoor kon men zelfs detecteren waar een schip gebouwd was (en omdat schepen van de vijand over het algemeen een andere soort staal (en dus elektromagnetisch 'beeld') bezaten, kon een zeemijn vrolijk blijven liggen bij het passeren van een 'goed' schip en afgaan bij het passeren van een vijandelijk schip.

[Jan-Peter]

Even wat (gefundeerd) speculaas pakken, en wat natuurkunde.

Om de magnetische vingerafdruk van een willekeurig object te bepalen kun je een passieve methode gebruiken (alleen waarnemen) of actieve methode (iets uitzenden en dan de verandering meten).

Voor de passieve systemen kun je fluxgates, of bv geladen cesium cellen gebruiken. Beide meten veranderingen in het aardmagnetisch veld, en schrijven dat toe aan ijzerhoudende objecten in de buurt van de sensor. Deze sensoren kunnen erg gevoelig gemaakt worden, en hebben een relatief simpele uitwerking. Het 'simpele' eraan is dat je alleen maar dezelfde meting herhaald. Je hoeft niets te weten van de omgeving om een waarde te meten. Nadeel is wel dat de metingen in het ruisniveau liggen. Daarnaast meet je dezelfde magnetische waarde van iets kleins dichtbij, als iets groots verder weg.
Je moet dan dus vrij nauwkeurig de hoogte van de sensoren kennen boven de rail, wil je dus een uitspraak willen doen over de rail zelf. Dit kan bijvoorbeeld door een laser afstandsmeter, of een mechanische beperking van de afstand (ja, inderdaad, de rail als één lange magneetstrip op een betaalpas  )

Bij actieve systemen maak je een eigen magnetisch veld en meet je de afwijking ten opzichte van een nul of ideaal meting. De meeste, mij bekende systemen, maken gebruik van nauwkeurige electromangneten, die een magnetische pulse genereren. Direct na de pulse wordt een met een nog nauwkeuriger spoel gemeten, hoe de omgeving 'nagalmt' ten gevolge van de eerste pulse. Galmt het lekker mee, dan weet je dat dat er nog een ruime hoeveelheid ijzer onder de sensor ligt. Meet je nauwelijks wat, ben je het spoor bijster (ben je onspoort  )

En zoals Menno al zei, die vingerafdruk is al een tijdje bekend. De truuk is nu dat je zoveel data mobiel kan opslaan dat je van elke positie op t spoor een vooraf gemeten waarde (grootheid/richting/afgeleide afstand) beschikbaar hebt in de trein. Je kan dus de gemeten waarde direct vergelijken met de referentie waarde en zien of je precies goed zit of wat achter (slip) of voor (glijden) zit ten opzichte van dat punt. En dat kan je direct daarna weer doen. (Vergelijk hoe een Tom Tom weet dat je op een weg zit. Het voorspelt je volgende positie op een bepaalde weg, en als dan de volgende positie inderdaad daar is, "bingo!" je rijdt op de weg. Daarom kleeft de positie ook aan de weg, zelfs als je een weiland (vijver) in rijdt). Op deze manier kun je dus de gereden snelheid/afstand meten, maar ook de aangegeven fysieke eigenschappen.

Nu dat nieuwe systeem. Het computer plaatje laat zien dat je een dubbele set aan 'sensoren' hebt, op een vaste afstand. Dan zou me het niks verbazen dat de buitenste eenheden de 'zender' zijn en de binnenste de 'ontvanger'.
Eén van de grote voordelen die direct meetellen bij het gebruik (zelfs zonder een algehele uitrusting van alle treinen) is dat veranderingen en dus 'meetfouten', een indicatie is dat er iets is veranderd, en mogelijk nader moet worden bekeken voordat t echt fout gaat. Een extra bout direct naast t spoor, kan een teken zijn dat een eerdere trein iets verloren heeft, of het rail is los aan t komen is. Dit wordt ook gesuggereerd in het stukje van ITK.

Boven beschreven methodes worden al (jaren) toegepast om pijpleidingen, kabels, bommen en andere munitie in de bodem te detecteren. Bedenk maar eens hoe je hand-metaaldetector werkt (passief), of die vreemde bodyscanner op t vliegveld (actief).

Tot zover de natuurkunde les. 

(Dat herkennen van schepen aan de hand van de magnetische vingerafdruk, is overigens een ontwikkeling van de zeemijnen in de jaren 70/80. De zeemijnen in de tweede wereld oorlog konden alleen 'groot' 'klein' detecteren, en na een vooraf in gesteld aantal, boem zeggen.)