Ratakuva 2.0 : radantarkastusvaunun valokuvausjärjestelmän kehitysprojekti

Abstract

Opinnäytetyössä suunniteltiin automaattinen rautatien valokuvausjärjestelmä tilaajan Plasser & Theurer EM-120 ”EMMA” radantarkastusvaunuun. Toimeksiantajana toimi Sweco Finland Oy.

Laadukasta kuvaa pyrittiin tuottamaan suurimmalla mahdollisella ajonopeudella mahdollisimman laajoissa sääolosuhteissa kirkkaasta auringonpaisteesta sateiseen syyshämärään, sekä pimeimpään tunneliin. Merkittävimmiksi kuvan laatuun vaikuttavaksi tekijöiksi nousivatkin liike sekä muuttuvat kuvausolosuhteet.

Tehokkaimmaksi ratkaisuksi edellä mainittuihin ongelmiin löydettiin suuri kenno- ja pikselikoko, jotka mahdollistavat lyhyen valotusajan hämärämmissäkin olosuhteissa. Täysin pimeitä tunneleita varten valon riittävyys suunniteltiin varmistettavaksi vaunun päätyihin asennetuilla lisävaloilla.

Muita kuvanlaatua heikentäviä syitä havaittiin liikkeen lisäksi olevan tuulilasin epäpuhtaudet, mukaan lukien siihen sateella kertyvä vesi. Niiden ehkäisemiseksi löydettiin teknisiä ratkaisuja erilaisista pinnoitteista ja tuulenohjaimista sekä koneellisesti tuotetusta lasille ohjattavasta paineilmasta. Kuljettajat suunniteltiin lisäksi ohjeistettavan puhtauden tarkkailuun ja käsin tehtävään puhdistukseen.

Työn tuloksena saatiin havaintoja rataverkon kuvaamiseen vaikuttavista tekijöistä sekä siihen soveltuvasta tekniikasta. Oleellista oli havaita mahdolliset ongelmakohdat ja löytää niihin oikeat ratkaisut. Tilaajalle laadittiin suositus hinta-laatusuhteeltaan käyttötarkoitukseensa parhaiten soveltuvista komponenteista, niiden hinta-arvio sekä tekninen toteutussuunnitelma, jotka ovat osin luottamuksellista tietoa.

This thesis involved the design of an automatic railway track imaging system for the Plasser & Theurer EM-120 “EMMA” track inspection vehicle operated by Sweco Finland Oy.

The goal was to produce high-quality images at the highest possible travel speed under various weather conditions, from bright sunshine to rainy autumn twilight and the darkest tunnels. The most significant factors impacting image quality were motion and changing imaging conditions.

The most effective solution to the aforementioned problems was found to be a large sensor and pixel size which enable short exposure times even in dim conditions. For completely dark tunnels, adequate lighting was ensured by additional lights mounted at the ends of the vehicle.

Besides movement, other factors affecting image quality included windshield impurities, such as water accumulation during rain. Technical solutions were found to mitigate these issues, including various coatings and wind deflectors, as well as mechanically generated pressurized air directed at the glass. Drivers were also planned to be instructed on cleanliness monitoring and manual cleaning.

The results of the work provided insights into the factors affecting railway network imaging and the appropriate technology for it. It was crucial to identify potential problem areas and find correct solutions. A recommendation was made to the client regarding the components best suited in terms of cost-effectiveness for their intended use, their cost estimate, and a technical implementation plan, parts of which are confidential.