MEMS-kiihtyvyysantureiden soveltuvuus ratajohdon kunnonvalvontaan

Abstract

Digitalisaatio tarjoaa paljon mahdollisuuksia rautatieympäristössä esimerkiksi ennakoivaan kunnossapitoon liittyvissä sovelluksissa. Tämän työn tarkoituksena on tutkia edullisten, MEMS-tekniikkaan perustuvien kiihtyvyysantureiden käyttömahdollisuuksia rautatien ratajohdon kunnonvalvonnassa. Toteutettava järjestelmä perustuu junan virroittimen kelkkaan asennettuihin kiihtyvyysantureihin. Junaympäristö ja etenkin antureiden asennuspaikka junan 25 kilovoltin järjestelmässä asettaa antureille erityisiä vaatimuksia mm. antureiden sähkönsyötön suhteen ja työn yhtenä tärkeimmistä tavoitteista on kustannustehokkaan ratkaisun löytäminen.

Antureiden lisäksi työssä määritellään ja toteutetaan datan keruulaitteisto ja pilvipalvelu johon raakadata tallennetaan sen analysointia varten. Ratajohdon kunnonvalvontaan on olemassa vastaavalla periaatteella toimivia kaupallisia sovelluksia, mutta niiden suurimpana haasteena on liian korkea kustannustaso, jonka takia järjestelmiä ei ole tuotantokäytössä suomen rataverkolla. Työn lopputuloksena kehitettiin toimiva prototyyppi käyttäen RuuviTag-nimistä anturialustaa, datan käsittelyssä jäätiin visualisoinnin tasolle mutta MEMS-antureiden suhteen tultiin loppupäätelmään, että mitään sellaista ei löytynyt mikä estäisi MEMS-tyyppisten antureiden käytön sovelluksessa. Jatkokehityksellä järjestelmässä on potentiaalia aidoksi tuotteeksi asti.

Työn toimeksiantaja on VR:n kaluston kunnossapitoyhtiö VR FleetCare.