El transporte ferroviario urbano es la línea principal del transporte público urbano, la arteria del transporte de pasajeros y el proyecto vital de una ciudad, que influye directamente en los desplazamientos, el trabajo y la vida de los residentes urbanos. Mejorar la eficiencia de los desplazamientos de las personas para ahorrar tiempo y promover la calidad de vida tiene un profundo impacto en el desarrollo global de una ciudad. En estas circunstancias, el transporte ecológico, reconocido en todo el mundo como una opción de bajo consumo energético y baja contaminación, es una llave de oro para resolver la "enfermedad urbana" y tiene una gran importancia para el desarrollo sostenible de las ciudades.
Como los trenes circulan por vías especiales en las que no hay pasos a nivel, no sufren interferencias de otros medios de transporte. Y gracias a los avanzados equipos de comunicación, hay muy pocos accidentes de tráfico en los ferrocarriles. Pero no podemos ignorar los problemas que existen en las actuales operaciones ferroviarias.
Las operaciones ferroviarias actuales presentan los siguientes problemas:
l Los desprendimientos de tierras y rocas son frecuentes en los tramos en los que la autopista cruza la vía férrea o es adyacente a ella, en los tramos de construcción, en la línea principal de la vía férrea y en las zonas montañosas.
l Los túneles son uno de los tramos de carretera más propensos a los accidentes. Dependiendo de las condiciones geográficas, en los túneles hay muchas curvas cerradas. Con unas condiciones de iluminación limitadas, la seguridad de los desplazamientos puede verse muy afectada cuando se producen desprendimientos de rocas.
l De vez en cuando se producen intrusiones repentinas en la vía por parte de personas, animales, etc.
l La estructura de acero de los refugios de las estaciones de tren de alta velocidad ha estado expuesta a la intemperie durante su uso prolongado. Especialmente en los últimos años, cuando las condiciones meteorológicas extremas, como fuertes vientos y lluvias, han sido frecuentes, la estructura de acero sufre inevitablemente diversas deformaciones o daños, lo que también supone un gran peligro para la seguridad de las operaciones de los trenes y los pasajeros.
Los accidentes causados por estos problemas suelen ser repentinos, irregulares e impredecibles. Basándose en la tecnología de detección en tiempo real del lidar 3D, LSLiDAR ha desarrollado de forma independiente un sistema inteligente de monitorización de la intrusión de objetos extraños en el transporte ferroviario - Railway Intrusion Monitor System, proporcionando una solución global que incluye hardware y algoritmo para la resolución del problema. Este sistema tiene dos formas de despliegue: la instalación en un punto fijo de la carretera y la instalación montada en un vehículo, y ambas se caracterizan por una respuesta rápida, una identificación precisa de objetos extraños, estabilidad y fiabilidad.
l Solución de punto fijo
En la solución Railway Intrusion Monitor System Solution (punto fijo), se instalan lidares 3D en zonas donde es frecuente la intrusión de objetos extraños en las vías, en túneles, en colinas propensas a derrumbes y alrededor de los andenes, con vigilancia inteligente las 24 horas del día para avisar a tiempo de la intrusión de objetos extraños.
Control a punto fijo de la intrusión en la vía
Además, el sistema también es capaz de controlar la conversión del campo de visión para realizar un seguimiento en tiempo real y alertar de catástrofes repentinas, como corrimientos de tierra en colinas propensas a los desprendimientos.
Control de punto fijo de las condiciones de montaña en tramos de carretera propensos a desprendimientos
Los lidares utilizados en este sistema tienen un amplio campo de visión de 120° x 25°, a través de la combinación de múltiples lidares, son capaces de cubrir las secciones especiales de la carretera en todas las direcciones sin callejones sin salida.
Para objetos pequeños de 20 x 20 cm, incluso a una distancia de detección de 200 metros, el lidar sigue percibiéndolos eficazmente con una resolución de hasta 0,03° x 0,05°, presentando 5-6 puntos de píxel de nube de puntos estables para una identificación clara y precisa de los objetos extraños.
Percepción eficaz de objetos pequeños
De acuerdo con la necesidad de vigilancia en carretera, el lidar inteligente de LSLiDAR puede vigilar en tiempo real la ocurrencia de accidentes en la vía para lograr una respuesta rápida.
Mientras que la solución de punto fijo consiste en la vigilancia y prevención multiubicación en una carretera de riesgo conocido, la solución montada en un vehículo sirve como segunda línea de defensa para peligros más imprevisibles.
l Solución montada en vehículos
La longitud de onda de las fuentes de luz de los lidares es de 905 nm o 1550 nm. Todos los lidares utilizados en esta solución se han diseñado conforme a las normas de automoción y se han integrado y optimizado por completo en cuanto a tamaño, consumo de energía, seguridad funcional y coste, y han superado una serie de pruebas rigurosas.
LiDAR híbrido de estado sólido con láser de fibra de 1550 nm
El lidar híbrido de estado sólido con láser de fibra de 1550 nm desarrollado por LSLiDAR como fuente de luz es una característica especial de la solución. Es resistente a la alta intensidad luminosa, no se ve afectado por la luz natural ni por la luz de oposición de alto brillo, y ofrece una detección más estable, una mayor distancia de detección y un mejor rendimiento de detección de objetos diminutos.
La solución montada en el vehículo utiliza un lidar montado en la parte delantera del vehículo para detectar la carretera en tiempo real sin contacto, captar con precisión los objetos extraños que invaden la vía, identificar eficazmente distintos objetivos como seres humanos, animales, vehículos, piedras rodantes y objetos que caen, y emitir información que incluye la distancia y el perfil 3D.
Sistema inteligente de vigilancia del límite de intrusión de cuerpos extraños en los extremos de la vía del tren
El sistema está equipado con una unidad de medición inercial (IMU), que permite un alto rendimiento del modelado tridimensional del entorno y el posicionamiento del tren en tiempo real, incluso en túneles donde la señal se desvanece.
Efecto metro medido
Una vez detectados los datos anómalos dentro del intervalo de supervisión establecido, la unidad de algoritmo activará el módulo de distribución y transmisión de información para informar oportunamente de los objetivos anómalos.
El lidar híbrido de estado sólido de grado automático de 1550 nm, con un alcance de detección de 1,5 m ~ 300 m (250 m @10%), una precisión de detección de ±3 cm y una frecuencia de imagen de 10~20 FPS, tiene una tasa de fallos muy baja, lo que proporciona al conductor del tren y a la oficina de control del tráfico más tiempo de redundancia de seguridad.
Para las distintas velocidades de los trenes, la distancia de detección y la frecuencia de actualización del lidar instalado en el vehículo deben adaptarse a los distintos modelos de tren.
A continuación se indican las velocidades de los trenes de alta velocidad, los trenes bala, los camiones y los trenes ligeros.
- La velocidad máxima de los trenes de alta velocidad es de 300 km/h ~ 350 km/h
- La velocidad máxima de los trenes bala es de 200 km/h ~ 250 km/h
- La velocidad máxima de los trenes tradicionales es de 120 km/h, 140 km/h y 160 km/h.
- La velocidad máxima de los trenes ligeros es de 80 km/h o 100 km/h.
Debido a las velocidades de funcionamiento más rápidas de los trenes de alta velocidad, la distancia de detección y la frecuencia de imagen del lidar montado tienen que ser las más altas para aumentar la velocidad de respuesta del sistema. Por este motivo, LeiShen ofrece lidares personalizados con un alcance de detección de un kilómetro para satisfacer las necesidades reales de los clientes, siempre que no haya una barrera de cristal en el proceso de detección.
Por el momento, la solución del sistema de supervisión de intrusiones ferroviarias se ha aplicado con éxito en Pekín, Shenzhen y Suzhou, lo que ha mejorado eficazmente la seguridad de las operaciones ferroviarias.
En el futuro, LSLiDAR espera ayudar al transporte ferroviario de más ciudades a reducir los accidentes ferroviarios.
