Zásadní signál – detekce vlaků a technologie ultrazvukových senzorů

Jakmile se vlak u nástupiště rozjede, informace na oznamovací tabuli zmizí. K tomu dojde automaticky a z řídicího centra není potřeba žádný aktivní zásah, protože senzor, který detekuje pohyb vlaku, je namontovaný na samotném nástupišti a je připojený k zobrazovacímu systému. Signál z tohoto senzoru se ale také analyzuje v rámci vyšší úrovně řízení vlaků. Systém detekce vlaků od společnosti HNC využívá ultrazvukový senzor od společnosti Pepperl+Fuchs ke stanovení, jestli je kolej volná nebo ne.

Jestliže se mají koleje využívat efektivně a pokud se k cestujícím mají dostat spolehlivé informace, musí řídicí centrum přesně vědět, jestli je kolej volná nebo obsazená. Společnost HNC Controlling Networks v Mittenaaru v Německu se specializuje na zařízení, která detekují pohyb vlaků. Produkty společnosti se používají na vlakových nástupištích v několika evropských zemích a v Izraeli. 

Zařízení na detekci vlaků z řady ZHS od společnosti HNC kombinují mikrovlnný senzor a ultrazvukový senzor. Mikrovlnný senzor funguje na principu radaru. Jeho elektromagnetické vlny využívají k detekci pohybujícího se vlaku spínač od vagónu do spřahovací mezery. Oproti tomu spolehlivou detekci nepohyblivého železničního vozidla zajišťuje ultrazvukový senzor z řady UB4000-30GM od společnosti Pepperl+Fuchs. „Poskytuje zásadní základní informace,“ říká Christiane Pfeiffer ze společnosti HNC. „Jeho měřicí signál je robustní a spolehlivý. Detekuje vlaky bez ohledu na jejich tvar nebo barvu. Vlhké, reflexní ani špinavé povrchy nepředstavují pro senzor problém.“ Schopnost měřicího principu fungovat za jakéhokoliv počasí je při venkovním použitím důležitým faktorem. Ultrazvuk je odolný právě tak vůči sněhu a mlze, jako i proti prachu výfukovým plynům.

Kombinovaný balík senzorů se většinou instaluje na samotnou oznamovací tabuli nebo pod střechu nástupiště. V obou případech je ultrazvukový senzor nasměrovaný diagonálně shora na vnější okraj střechy vlaku. Vysílá krátké ultrazvukové pulzy a detekuje ozvěny odrážené od objektu – v tomto případě od vlaku. Vzdálenost od senzoru rozšiřuje detekční dosah, který se často nazývá zvukový paprsek. Tvar zvukového paprsku je možné přizpůsobit aplikaci. Senzory používané společností HNC mají detekční dosah čtyři nebo šest metrů. Jejich zvukové paprsky mají obzvlášť velký průměr, takže mohou skenovat patřičně velkou oblast vnějšího povrchu vlaku. Tím se zaručí, že jsou detekčním dosahem spolehlivě pokryté různé obrysy vlaků a senzor dokáže nepohyblivý vlak detekovat i tehdy, když je zaostřený na spřahovací mezeru mezi dvěma vagóny. 

„Při přenosu signálu není problém ani nános nečistot na samotném senzoru,“ prohlašuje Wolfgang Fischer ze společnosti Pepperl+Fuchs. Odpovídá společnosti HNC na všechny otázky související s ultrazvukem. „Membrána, která generuje zvuk, vibruje a zabraňuje vzniku nějakého výrazného nánosu špíny na oblasti, která je zásadní při vysílání a přijímání pulzů. To znamená, že senzor nevyžaduje údržbu ani čištění.“

Na jednom nástupišti se používají jeden nebo dva senzory HNC. Umístění senzoru na oba konce nástupiště umožňuje spolehlivé zjištění příjezdu a odjezdu v obou směrech, když ze stejného nástupiště jedou různými směry dva krátké vlaky. „Mikrovlnný pohybový senzor detekuje pohyb,“ říká Christiane Pfeiffer o fungování těchto zařízení. „Ultrazvukový senzor detekuje, jestli se na kolejích nachází nějaký objekt. Jestliže senzor objekt stále detekuje, když se objekt přestane pohybovat, znamená to, že se vlak zastavil. Odjezd se detekuje pomocí stejného principu. Pohybový detektor signalizuje, že se vlak rozjíždí, a ultrazvukový senzor detekuje, že už koleje nejsou obsazené. Z kombinace signálů lze také vyčíst krátké pohyby při posunování nebo přerušené příjezdy či odjezdy. To samé platí pro projíždějící vlaky.“

Řídicí centrum využívá data ze senzorů k informování cestujících, například k automatickému přehrání oznámení po zastavení vlaku. Po odjezdu se informace na oznamovací tabuli odstraní nebo změní na oznámení příštího vlaku. Rozvaděčové systémy se dodávají také se stavovými informacemi a systémy osvětlení se spravují inteligentně. To může přispívat k výrazným úsporám energie na malých železničních stanicích s malým počtem vlaků.

Společnost HNC v současné době vyvíjí novou generaci balíku senzorů s integrovaným připojením k počítači a sítím LAN a WLAN, přístupem k internetu a možností funkce Bluetooth. To zvýší úroveň inteligence a komunikačních schopností zařízení. „Uživatelé získají celou řadu doplňkových funkcí a možností využití,“ vysvětluje Christiane Pfeiffer. „Zařízení z nové generace budou zpětně kompatibilní. Budeme také i nadále používat součásti, které se už úspěšně osvědčily při nepřetržitém používání v železničním provozu.“ 

To určitě platí pro ultrazvukový senzor. „Používáme tento senzor již osm let za tu dobu máme pouze jednu zákaznickou stížnost. Stejně tak počet oprav je minimální. A víme, že společnost Pepperl+Fuchs je komunikující partner, který nám poskytne podporu vždy, když ji potřebujeme. Naše cílové odvětví je mimořádně citlivé na faktory týkající se bezpečnosti a času. Zařízení UB4000-30GM přinese základní signál i pro příští generaci produktů.“