1. Projekthintergrund und Bedarf
Südkoreas gebirgiges Terrain bedingt, dass das Eisenbahnnetz häufig durch Hügel und Schluchten verläuft. Während der sommerlichen Regenzeit ist das Land anfällig für sintflutartige Regenfälle durch Monsun und Taifune, die in Bergregionen plötzliche Sturzfluten, Murgänge und Hangrutschungen auslösen und somit die Betriebssicherheit der Bahn ernsthaft gefährden können. Herkömmliche Kippwaagen-Regenmesser erfordern regelmäßige Wartung, neigen zum Verstopfen und können bei extremen Regenfällen mechanische Verzögerungen und Zählfehler aufweisen. Daher sind sie für die Anforderungen an eine hochpräzise, wartungsarme Niederschlagsmessung in Echtzeit ungeeignet.
Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, benötigten die südkoreanischen Infrastrukturbehörden dringend ein fortschrittliches und zuverlässiges automatisches Niederschlagsmessnetz entlang kritischer Gebirgsstrecken der Eisenbahn. Die erforderliche Ausrüstung musste extremen Umgebungsbedingungen standhalten, wartungsarm funktionieren und präzise Echtzeitdaten zu Niederschlagsintensität und -menge liefern, um das Zugleitsystem rechtzeitig zu warnen.
2. Lösung: Optisches Regenmesssystem
Im Rahmen des Projekts wurde der optische Regenmesser (oder optische Regensensor) als zentrales Überwachungsgerät ausgewählt, um ein verteiltes System zur Niederschlagsüberwachung und Frühwarnung aufzubauen.
- Funktionsprinzip:
Der optische Regenmesser arbeitet nach dem Prinzip der Infrarotstreuung. Der Sensor sendet einen Infrarotlichtstrahl einer bestimmten Wellenlänge durch einen Messbereich. Bei Trockenheit durchdringt das Licht den Messbereich ungehindert. Fallen Regentropfen durch den Messbereich, streuen sie das Infrarotlicht. Die vom Empfänger erfasste Intensität des gestreuten Lichts ist proportional zur Größe und Anzahl der Regentropfen (d. h. zur Regenintensität). Durch die Analyse der Signaländerung mithilfe integrierter Algorithmen berechnet der Sensor in Echtzeit die momentane Regenintensität (mm/h) und die Gesamtniederschlagsmenge (mm). - Systembereitstellung:
An strategisch wichtigen Punkten entlang der Bahnstrecken in geologischen Gefahrenzonen (z. B. an Hängen, in der Nähe von Brücken, an Tunneleinfahrten) wurden optische Regenmesser installiert. Die Geräte wurden auf Masten montiert, wobei die Sensorlinse zum Himmel ausgerichtet war, um einen optimalen Messbereich zu gewährleisten.
3. Anwendungsimplementierung
- Echtzeit-Datenerfassung: Die optischen Regenmesser arbeiten rund um die Uhr und nehmen mehrere Messungen pro Sekunde vor, um Beginn, Ende, Intensität und Trends des Regens in Echtzeit zu erfassen.
- Datenübertragung: Die gesammelten Niederschlagsdaten werden in nahezu Echtzeit (im Minutentakt) über eingebaute 4G/5G-Funkkommunikationsmodule an eine zentrale Datenplattform im regionalen Überwachungszentrum übertragen.
- Datenanalyse & Frühwarnung:
- Die zentrale Plattform integriert Daten von allen Messpunkten und legt mehrstufige Schwellenwertalarme für Niederschläge fest.
- Wenn die Niederschlagsintensität oder die akkumulierte Niederschlagsmenge an irgendeiner Stelle voreingestellte Sicherheitsschwellenwerte überschreitet, löst das System automatisch einen Alarm aus.
- Alarminformationen (einschließlich genauer Standortdaten, Echtzeit-Niederschlagsdaten und Überschreitungswert) werden sofort an die Schnittstelle des Disponenten im Eisenbahnverkehrsleitzentrum (CTC) übermittelt.
- Vernetzte Steuerung: Basierend auf dem Warnniveau leiten die Fahrdienstleiter schnell Notfallprotokolle ein, wie z. B. die Anordnung von Geschwindigkeitsbegrenzungen oder die sofortige Einstellung des Zugverkehrs für Züge, die sich dem betroffenen Streckenabschnitt nähern, wodurch Katastrophen verhindert und die Sicherheit der Fahrgäste gewährleistet wird.
4. Verkörperte technische Vorteile
- Keine beweglichen Teile, wartungsfrei: Durch den Verzicht auf mechanische Komponenten entfallen Probleme wie Verstopfungen, notwendige regelmäßige Reinigung und mechanischer Verschleiß, die bei herkömmlichen Kippwaagen-Messgeräten auftreten. Dadurch eignen sie sich ideal für den langfristigen, unbeaufsichtigten Betrieb in abgelegenen und rauen Gebirgsregionen.
- Schnelle Reaktion und hohe Genauigkeit: Die optische Messmethode bietet eine extrem schnelle Reaktionszeit (bis zu Sekunden), erfasst präzise momentane Änderungen der Niederschlagsintensität und liefert so die entscheidende Zeit für Warnungen.
- Hohe Störfestigkeit: Ein optimiertes optisches Design minimiert effektiv Störungen durch Umwelteinflüsse wie Staub, Nebel und Insekten und gewährleistet so die Datenzuverlässigkeit.
- Geringer Stromverbrauch und einfache Installation: Die Geräte haben einen geringen Strombedarf, der häufig durch Solarpaneele gedeckt wird, und sind ohne größere bauliche Maßnahmen einfach zu installieren.
5. Projektergebnisse
Die Einführung dieses Systems verbesserte die Katastrophenvorsorge im Eisenbahnwesen Südkoreas von „passiver Reaktion“ zu „aktiver Warnung“. Die präzisen Echtzeitdaten der optischen Regenmesser ermöglichten es der Leitstelle:
- Treffen Sie wissenschaftlich fundiertere Sicherheitsentscheidungen und reduzieren Sie so die wirtschaftlichen Verluste, die mit übermäßigen präventiven Abschaltungen verbunden sind.
- Die Sicherheit und Pünktlichkeit des Schienenverkehrs deutlich verbessern.
- Die gesammelten Langzeit-Niederschlagsdaten liefern zudem wertvolle Unterstützung für die geologische Risikobewertung und die Infrastrukturplanung entlang von Eisenbahnkorridoren.
Dieser Fall demonstriert den erfolgreichen Einsatz optischer Regenmesser im Bereich der Sicherheit kritischer Infrastrukturen und liefert ein hervorragendes Modell zur Lösung von Herausforderungen bei der Niederschlagsüberwachung in komplexen Umgebungen.
Komplettes Server- und Software-Funkmodul, unterstützt RS485, GPRS, 4G, WLAN, LoRa und LoRaWAN
Für weitere Regensensoren Information,
Bitte wenden Sie sich an Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Unternehmenswebsite:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Veröffentlichungsdatum: 11. September 2025