Med hjälp av en sensor kan forskare inom KIT fastställa den exakta positionen för ett tåg och göra järnvägstransporter mer effektiva. Kredit:Bosch Zünder/Jan Potente
Järnvägstransporter bedöms vara optimala för att föra människor eller gods från en plats till en annan på ett klimatvänligt sätt. Minskad kapacitet, täta förseningar och en delvis ogynnsam sekvensering av tågen leder dock till klagomål från många tågresenärer. Om antalet tåg på samma spår kunde utökas inom en kortare tidsperiod kan många av dessa brister minska eller till och med elimineras. Experter från Karlsruhe Institute of Technology (KIT) och ITK Engineering har nu utvecklat en sensor för att exakt bestämma tågens positioner via ett elektromagnetiskt fingeravtryck. Detta kan kraftigt öka kapaciteten på det befintliga järnvägsnätet.
"När positionen för ett tåg på ett spår bestäms mer exakt och tillförlitligt, kan tåg passera en viss sträcka med kortare intervall och kapaciteten per spårkilometer skulle öka", säger Dr. Martin Lauer från KIT:s Institute of Measurement and Control. (MRT). Så här fungerar den nya Magnetic Railway Onboard Sensor (MAROS). "Ett metalljärnvägsspår har också en typ av fingeravtryck med mycket individuella märken", förklarar Lauer. MAROS kan känna igen detta fingeravtryck. "På detta sätt kan tåg lokaliseras exakt och kontinuerligt", tillägger Tobias Hofbauer, järnvägsteknikprogramledare för ITK Engineering.
Stora fördelar jämfört med konventionell lokalisering med GPS eller kamera
"Fäst på fordonets underrede mäter sensorn ett elektromagnetiskt fält som påverkas av skenornas ferromagnetiska material och de material som används för att fixera dem. Speciellt mäts variationer av det elektromagnetiska fältet. På så sätt får man ett exakt elektromagnetiskt fingeravtryck. kan allokeras till varje järnvägssektion", förklarar Lauer.
För att allokera fingeravtrycket till en exakt geografisk position krävs en mjukvarubackend och intelligenta algoritmer. "Varje järnvägslinje måste mätas minst en gång innan dessa data kan överlagras på kartor över tågsträckan", säger Hofbauer. Sedan kan varje efterföljande tåg lokaliseras exakt.
Lokalisering av tåg exakt till spåret
Lösningar som för närvarande används för att fastställa tågens positioner har brister som MAROS-sensorn inte har. Informationsbärare (baliser) integrerade i skenan är pålitliga, men dyra. Kamerasystem fungerar knappt på natten eller under snöfall. GPS-signaler når sina gränser i tunnlar, bergsdalar eller gatukajoner. Dessutom tillåter de inte att tillförlitligt detektera vilket av flera närliggande spår som används.
"Men denna exakta lokalisering krävs för järnvägsdrift och kan uppnås med MAROS," säger Lauer. "Lokalisering är mer exakt än någonsin, billigare än andra tekniker och kan användas på alla stålskenor över hela världen", tillägger Hofbauer. "En omfattande användning av MAROS skulle öka utnyttjandet av järnvägsnäten med 35 procent."
Provkörningar har redan gjorts på olika rutter nära Wien i Österrike. Sensorn visade sig fungera bra och är nu planerad att vara kommersiellt tillgänglig i början av 2025. Testresultaten kommer att presenteras på InnoTrans-mässan som äger rum den 20 till 23 september i Berlin. + Utforska vidare
