1. Projekthintergrund und -bedarf
Aufgrund der gebirgigen Landschaft Südkoreas verläuft das Eisenbahnnetz häufig über Hügel und Schluchten. Während der Hochwassersaison im Sommer ist das Land anfällig für sintflutartige Regenfälle durch Monsun und Taifuns, die in den Bergregionen plötzliche Sturzfluten, Murgänge und Hangrutschungen auslösen können und so die Betriebssicherheit der Eisenbahn ernsthaft gefährden. 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 einer Echtzeit-, hochpräzisen und wartungsarmen Niederschlagsüberwachung ungeeignet.
Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, benötigten die südkoreanischen Infrastrukturbehörden dringend ein modernes und zuverlässiges automatisches Niederschlagsüberwachungsnetz entlang kritischer Bergstrecken. Die erforderliche Ausrüstung musste rauen Umgebungsbedingungen standhalten, mit minimalem Wartungsaufwand betrieben werden und in Echtzeit genaue Daten zu Niederschlagsintensität und -menge liefern, um rechtzeitig Warnmeldungen an das Zugleitsystem senden zu können.
2. Lösung: Optisches Regenmesser-Überwachungssystem
Das Projekt wählte den optischen Regenmesser (oder optischen Regensensor) als zentrales Überwachungsgerät zum Aufbau eines verteilten Niederschlagsüberwachungs- und Frühwarnsystems.
- Funktionsprinzip:
Der optische Regenmesser arbeitet nach dem Prinzip der Infrarot-Streuung. Der Sensor sendet einen Infrarotlichtstrahl einer bestimmten Wellenlänge durch einen Messbereich. Bei Niederschlagsfreiheit passiert das Licht den Bereich direkt. Fallen Regentropfen durch den Messbereich, streuen sie das Infrarotlicht. Die Intensität des vom Empfänger erfassten Streulichts ist proportional zur Größe und Anzahl der Regentropfen (d. h. zur Niederschlagsintensität). Durch Analyse der Signalvariation mit integrierten Algorithmen berechnet der Sensor in Echtzeit die aktuelle Niederschlagsintensität (mm/h) und die Gesamtniederschlagsmenge (mm). - Systembereitstellung:
An wichtigen Punkten entlang von Bahnstrecken in geologischen Hochrisikozonen (z. B. an Hängen, in der Nähe von Brücken, an Tunneleinfahrten) wurden optische Regenmesser installiert. Die Geräte wurden auf Pfosten montiert, wobei die Sensorlinse zum Himmel gerichtet war, um einen optimalen Messbereich zu gewährleisten.
3. Anwendungsimplementierung
- Datenerfassung in Echtzeit: Die optischen Regenmesser sind rund um die Uhr in Betrieb und nehmen mehrere Proben pro Sekunde, um Beginn, Ende, Intensität und Trends des Niederschlags in Echtzeit zu erkennen.
- Datenübertragung: Die gesammelten Niederschlagsdaten werden nahezu in Echtzeit (im Minutentakt) über integrierte drahtlose 4G/5G-Kommunikationsmodule an eine zentrale Datenplattform im regionalen Überwachungszentrum übertragen.
- Datenanalyse und Frühwarnung:
- Die zentrale Plattform integriert Daten von allen Überwachungspunkten und legt mehrstufige Niederschlagsschwellenalarme fest.
- Wenn die Regenintensität oder die Gesamtniederschlagsmenge an einem beliebigen Punkt voreingestellte Sicherheitsschwellenwerte überschreitet, löst das System automatisch einen Alarm aus.
- Alarminformationen (einschließlich genauer Standortdaten, Echtzeit-Niederschlagsdaten und Überschreitungsniveau) werden sofort an die Schnittstelle des Disponenten im Railway Traffic Control Center (CTC) weitergeleitet.
- Vernetzte Steuerung: Abhängig von der Warnstufe leiten die Disponenten schnell Notfallprotokolle ein, beispielsweise die Anordnung von Geschwindigkeitsbeschränkungen oder Notaussetzungen für Züge, die sich dem betroffenen Abschnitt nähern. So verhindern sie Katastrophen und gewährleisten die Sicherheit der Fahrgäste.
4. Verkörperte technische Vorteile
- Keine beweglichen Teile, wartungsfrei: Das Fehlen mechanischer Komponenten verhindert Probleme wie Verstopfungen, regelmäßige Reinigung und mechanischen Verschleiß, die bei herkömmlichen Kippwaagen auftreten. Dadurch eignen sie sich ideal für den langfristigen, unbeaufsichtigten Betrieb in abgelegenen und rauen Bergregionen.
- Schnelle Reaktion und hohe Genauigkeit: Die optische Messmethode bietet eine extrem schnelle Reaktionszeit (bis zu Sekunden), erfasst sofortige Änderungen der Niederschlagsintensität präzise und bietet kritische Zeit für Warnungen.
- Hohe Störfestigkeit: Ein optimiertes optisches Design minimiert Störungen durch Umweltfaktoren wie Staub, Nebel und Insekten effektiv und gewährleistet so die Datenzuverlässigkeit.
- Geringer Stromverbrauch und einfache Installation: Die Geräte haben einen geringen Strombedarf, werden oft durch Solarmodule unterstützt und sind ohne nennenswerte Tiefbauarbeiten einfach zu installieren.
5. Projektergebnisse
Durch die Implementierung dieses Systems konnte die Katastrophenvorsorge im südkoreanischen Eisenbahnverkehr von einer passiven Reaktion auf eine aktive Warnung erweitert werden. Die präzisen Echtzeitdaten der optischen Regenmesser ermöglichten der Dispositionsabteilung:
- Treffen Sie wissenschaftlich fundiertere Sicherheitsentscheidungen und reduzieren Sie so die wirtschaftlichen Verluste, die durch übermäßige präventive Abschaltungen entstehen.
- Erhebliche Verbesserung der Sicherheit und Pünktlichkeit im Schienenverkehr.
- Die gesammelten Langzeit-Niederschlagsdaten liefern zudem wertvolle Unterstützung bei der geologischen Risikobewertung und Infrastrukturplanung entlang von Eisenbahnkorridoren.
Dieser Fall demonstriert die erfolgreiche Anwendung optischer Regenmesser im Bereich der Sicherheit kritischer Infrastrukturen und bietet ein hervorragendes Modell zur Lösung von Herausforderungen bei der Niederschlagsüberwachung in komplexen Umgebungen.
Kompletter Satz von Servern und Software-Funkmodul, unterstützt RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Für mehr Regenmessersensor Information,
wenden Sie sich bitte an Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webseite des Unternehmens:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Veröffentlichungszeit: 11. September 2025