Autonomní diagnostika výhybek na základě snímání dynamické odezvy projíždějícího vozidla

h ps://doi.o g/10.26552/spk .Z.2023.2.22 AUTONOMNÍ DIAGNOSTIKA VÝHYBEK NA ZÁKLADċ SNÍMÁNÍ DYNAMICKÉ ODEZVY PROJÍŽDċJÍCÍHO VOZIDLA AUTONOMOUS DIAGNOSTICS OF SWITCHES AND CROSSINGS BASED ON SENSING THE DYNAMIC RESPONSE OF THE PASSING VEHICLE Lukáš RAIF, Pe NAVRÁTIL, Michal VYHLÍDAL, O o PLÁŠEK* ) 1 ÚVOD V oce 2020 bylo zapoþa o s Ĝešením p ojek u Výhybka 4.0. Podobnos náz u p ojek u s ak uálnČ þas o zmiĖo aným P Ĥmyslem 4.0 není náhodná. Cílem p ojek u je kon enþní železniþní ýhybku jako p oduk pĜizpĤsobi po Ĝebám pĜicházející þ é p Ĥmyslo é e oluce, zn. y inou železniþní ýhybku budoucnos i. Tu si lze zjednodušenČ pĜeds a i ak, že se bude schopna p ní ázi pomocí ins alo aných senzo Ĥ au onomnČ diagnos iko a a ysla pĜípadné upozo nČní na nu nos úd žbo ého zásahu dĜí e, než dojde k po uše, k e á by mohla ýznamnČ o li ni železniþní p o oz. Úþas níci konso cia p ojek u jsou þeský ý obce ýhybek DT – Výhybká na a s ojí na, a.s., Vysoké uþení echnické B nČ, Uni e zi a Pa dubice a spoleþnos RETIA, a.s. P ní myšlenky o diagnos ickém zaĜízení ýhybky znikly ale již dĜí e pĜed zapoþe ím oho o p ojek u, a o za Ĝešení g an o ého p ojek u Shi 2Rail s ak onymem S-CODE (plným náz em Swi ch and C ossing Op imal Design and E alua ion; www.s-code.in o), jehož ši šího meziná odního konso cia byly p ní Ĝi u edené subjek y o nČž þleny. V om o p ojek u, k e ý Ĝešil celko Č adikálnČ no é zpĤsoby Ĝešení ýhybek a ýhybko ých kons ukcí, byly iden i iko ány p ní myšlenky o samodiagnos ice a samoléþení ýhybek. Jelikož se éma zdálo jako elice pe spek i ní, bylo po skonþení oho o p ojek u oce 2019 následnČ založeno yze þeské konso cium, k e é na ázalo na Ĝešenou p oblema iku a se s ým ná hem p ojek u Výhybka 4.0 uspČlo sou Čži p ní ýz Č p og amu Dop a a 2020+ Technologické agen u y ýR. *) Ing. Lukáš RAIF, Ph.D., DT – Výhybká na a s ojí na, a.s., Koje ínská 4750/6 79601 P os Čjo , ýeská epublika, +420 702 153 485, a[email p o ec ed], ýzkumný, ý ojo ý p aco ník – edoucí skupiny 1. Ing. Pe NAVRÁTIL, DT – Výhybká na a s ojí na, a.s., Koje ínská 4750/6 79601 P os Čjo , ýeská epublika, +420 725 554 099, na a il.[email p o ec ed], ýzkumný, ý ojo ý p aco ník - elek o echnik (sk. 2). Ing. Michal VYHLÍDAL, DT – Výhybká na a s ojí na, a.s., Koje ínská 4750/6 79601 P os Čjo , ýeská epublika, +420 606 094 761, yhlid[email p o ec ed], ýzkumný, ý ojo ý p aco ník (sk. 1). doc. Ing. O o PLÁŠEK, Ph.D., Ús a železniþních kons ukcí a s a eb, Fakul a s a ební, VUT B nČ, Ve eĜí 331/95, 602 00 B no, +420 5 4114 7320, [email p o ec ed], edoucí ús a u; pedagogický a Čdecký p aco ník. 26. MEDZINÁRODNÁ KONFERENCIA „SÚýASNÉ PROBLÉMY V KOďAJOVÝCH VOZIDLÁCH - PRORAIL 2023 “ 20. – 22. sep emb a 2023, Žilina, Slo ensko 186 Cu en p oblems in ail ehicles - PRORAIL 2023 2 CÍLE A OBECNÝ PRINCIP 2.1 Cíle p ojek u ýinnos i ealizo ané ámci p ojek u jsou zamČĜeny zejména na ý oj in eligen ního au onomního diagnos ického sys ému p o ýhybky. PĜedpokládá se použi í sys ému jak do ýhybek kon enþních, k e é se dnes kládají napĜ. do ko ido o ých a í, ak ýhledo Č i p o ýhybky ins alo ané do ysoko ychlos ních a í. ZjišĢo ání p o ozního s a u ýhybek za ím nezah nuje yuži í souþasných endĤ a možnos í echniky. Spoléhá pĜede ším na zkušené p aco níky, k eĜí na základČ uþního mČĜení, doplnČných o yb aná da a z mČĜicích ozĤ, hodno í s a ýhybek a plánují úd žbo é zásahy, což je málo e ek i ní a bez možnos i au oma izace, cen alizace a p edikce. ZjednodušenČ Ĝeþeno je edy Ĝada pa ame Ĥ sledo ána p aco níky d áhy osobnČ izuálnČ na mís Č, pĜípadnČ jednoduchými mČĜicími p os Ĝedky. NČk e é eliþiny pak lze aké ysledo a z da posky o aných z mČĜicích ozĤ železniþního s šku, k e é ýhybku p a idelnČ p ojíždČjí a mČĜí. Diagnos ika s a u ýhybky je edy dnešním poje í z Č ší þás i zá islá na lidském ak o u, na jeho nímání a pĜedchozích zkušenos ech a þas o bez možnos i undo anČ pĜedpo ída budoucí ý oj pĜípadných po uch. Vy íjené zaĜízení p ojek u Výhybka 4.0 pĜedpokládá ýznamnou eliminaci lidské þinnos i pĜímo na ýhybkách. Tím o se dí áme aké do budoucnos i železniþních d ah ýR, jelikož na ysoko ychlos ních a ích nebude ani možné, aby do koleje za úþelem bČžné kon oly s upo ali zamČs nanci sp á ce in as uk u y obdobnČ, jak je omu u dnešních kon enþních a í. Tako ý diagnos ický sys ém bude edy p o budoucnos železnic ak þi onak zcela nezby ný. Velký dĤ az pĜi ý oji zaĜízení je pak kladen na možnos p edik i ního zjišĢo ání s a u ýhybky, þehož není þlo Čk zcela objek i nČ pĜi s á ajících zpĤsobech mČĜení schopen. P edik i ní úd žba, edy úd žba pláno aná dopĜedu a cílenČ na konk é ní zho šující se pa ame e ýhybce, znamená elkou úspo u nákladĤ p o sp á ce, jelikož y o sys émy budou moci elice e ek i nČ napláno a dopĜedu po Ĝebné úd žbo é zásahy, k e é budou minimalizo a nu nos ýluk a omezení p o ozu. P edik i ní úd žba bude aké znamena ýznamnou eliminaci náhlých po uch znamenajících ob ykle nČkolikahodino á pĜe ušení p o ozu. V p ní ázi je p ojek zamČĜen na zjišĢo ání a pĜed ídání následujících pa ame Ĥ. S a oje í (opo Ĝebení) k i ických dílĤ ýhybky ( j. napĜ. pohybli ých jazykĤ a pe ných s dco ek) a s a geome ie koleje e ýhybce. Jazyky jakož o pohybli ý díl e ýhybce, k e ý u þuje smČ jízdy laku, pí elmi oje ím a yd olením ma e iálu blízkos i h o Ĥ, kde je d ojkolí na ádČno do pĜíslušného smČ u. S dco ka (zejména pe ná), je aké k i ickým mís em ýhybky, jelikož se jedná o mís o s ýsky em elkých dynamických ázĤ; lze dokonce Ĝíci, že po eliminaci s yko ané koleje je o mís o na dynamické dČje nejk i iþ Čjší z celé kons ukce železniþního s šku. P o o je aké oblas s dco ky elmi ná oþná na úd žbu, a o nejen z pohledu oje í ma e iálu, ale aké s ozpadem geome ie koleje é o oblas i. P ojek edy cílí na iden i ikaci po uch oblas i s dco ky a oblas i jazykĤ. Cílem je ak s dos a eþným pĜeds ihem op imálnČ pĜed ída nu né úd žbo é zásahy jako b oušení, na aĜo ání þi pĜímo po Ĝebu ýmČny pe né s dco ky, nebo po Ĝebu podbi í (úp a a geome ie koleje e ýhybce). 2.2 Obecný p incip Základním p incipem p o zjišĢo ání a p edikci ýše u edených po uch je snímání s Čžejních dynamických eliþin pĜi p Ĥjezdu kolejo ých ozidel pĜes oblas s dco ky, ýmČny a oblas mimo ýhybku pomocí kome þních þi y inu ých senzo Ĥ. K omČ zajiš Ční sbČ u, pĜenosu a uložení mČĜených da z každé ýhybky s upuje do h y ýznamná þinnos p ojek u, a o p áce s nasnímanými signály pomocí pok oþilých analy ických me od – algo i mĤ umČlé in eligence a s ojo ého uþení. Po yhodnocení signálu je po Ĝeba poslední ázi in o mace o s a u ýhybky pĜenés na konco ého uži a ele – sp á ce železniþní in as uk u y. Zde je nu né hodnou o mou p ezen o a zjiš Čné in o mace o Súþasné p oblémy koĐajo ých ozidlách - PRORAIL 2023 187 s a u ýhybky a o pĜípadné po ĜebČ úd žbo ého zásahu. I u o p oblema iku je po Ĝeba yĜeši ámci oho o p ojek u. U ažuje se aké o možnos i pĜímého zap aco ání p ezen ace da do dispeþe ských sys émĤ sp á ce in as uk u y. Jednoduše, dispeþeĜi in as uk u y by edy idČli ámci s ého sys ému in o mace o s a u ýhybek, do nichž byl implemen o án diagnos ický sys ém. Je možné aké al e na i nČ u ažo a s možnos í, že by sp á ce in as uk u y posky o al in o mace p o hodnocení s a u ýhybky, k e é má k dispozici (napĜ. yb aná da a z mČĜicích ozĤ nebo in o mace o p o edených úd žbo ých zásazích na ýhybkách), což by e ázi yhodnocení mohlo pĜispČ ke zpĜesnČní analýzy pomocí s ojo ého uþení. [1] Ob . 1 P incip p áce s da y ámci p ojek u Výhybka 4.0 Fig. 1 The p inciple o using da a in he p ojec Tu nou 4.0 PĜedchozí ob . 1 p ezen uje ú odní ideu p ojek u, kdy do hodnocení ámci Výhybky 4.0 budou do hodno icích algo i mĤ s upo a da a i z dalších pok oþilých sys émĤ, yuží ajících echnologie p Ĥmyslu 4.0, zn. da a od ý obcĤ ýhybek, po ažmo od ý obcĤ komponen Ĥ ýhybek. MĤže se jedna aké o da a s upních ma e iálĤ komponen Ĥ ýhybky, in o mace o ypu ýhybky, kons ukþním Ĝešením apod. Dále do hodno icích algo i mĤ mohou s upo a da a o poþasí, j. ak uální eplo a, s ážky, lhkos zduchu apod. V neposlední ĜadČ se pĜedpokládá možnos yuži í da i z budoucích chy ých železnic (na ob ázku u edeno jako Železnice 4.0), což je nČjaký pĜedpokládaný sys ém, nČmž by byly zaznamenány šechny in o mace ohlednČ úd žbo ých zásahĤ ýhybek, da z mČĜicího ozu apod. Samo ná Výhybka 4.0 je po om ámci oho o ob ázku p ezen o ána senzo y umís Čnými na ýhybce, k e é posky ují signály dle ypu ins alo aného senzo u mČĜené na konk é ním komponen u ýhybky, na nČmž jsou umís Čny. 188 Cu en p oblems in ail ehicles - PRORAIL 2023 P incip pĜedpokládaného použi í a oku da p o hodnocení s a u ýhybky je pa ný ze schéma u na ob . 2. Ob . 2 P incip oku a použi í da ámci p ojek u Výhybka 4.0 Fig. 2 The p inciple o da a low in he Tu nou 4.0 p ojec V ámci p ojek u se nezamČĜuje þinnos pouze na zpĤsob diagnos iky, kdy in as uk u a kon oluje in as uk u u ( j. y íjené zaĜízení DISC-S), ale i na zpĤsob, kdy jedoucí kolejo é ozidlo kon oluje in as uk u u ( j. y íjené zaĜízení DISC-M). ZaĜízení umís Čné na ozidle o nČž p acuje na p incipu snímání cha ak e is ických dynamických eliþin a jejich pĜiĜazení ke konk é ním ýhybkám železniþní sí i. Výsledky p imá ního zp aco ání signálĤ a da z mČĜení s upují do analýzy me odami umČlé in eligence a s ojo ého uþení, což doplní u edený sys ém snímaþĤ ins alo aných e ýhybce a zpĜesní ýsledky analýzy. V p ĤbČhu Ĝešení p ojek u je úzce spolup aco áno s þeským sp á cem železniþní in as uk u y – Sp á ou železnic, s á ní o ganizací. Dále jsou in o mace p ezen o ány zás upcĤm Minis e s a dop a y ýR. Ty o d Č o ganizace jsou do p ojek u zaþlenČny jako aplikaþní ga an i, pĜedpokládá se edy, že sys ém bude y oĜený zejména p o budoucí po Ĝeby Sp á y železnic, pĜípadnČ aké Železnic Slo enskej epubliky. Vzhledem k modulá nímu Ĝešení jedno li ých p kĤ celého p ocesu snímání, pĜenosu da , hodnocení a p ezen ace lze ale o nČž pĜedpokláda možné pĜizpĤsobení sys ému i dalším sp á cĤm železniþní in as uk u y. 3 SNÍMAýE DISC-S PRO HODNOCENÍ S Čžejní p o eške é hodnocení na p incipu popsaném ýše jsou snímaþe ins alo ané na ýhybku (jako souþás sys ému DISC-S), po ažmo i na ozidlo (DISC-M). Z hlediska snímaþĤ p o sys ém DISC-S byl kladen elký dĤ az na jejich ý oj, p o ože je p ní ĜadČ po Ĝeba, aby ná oþném železniþním p o ozu obs ály. Dalším požada kem Súþasné p oblémy koĐajo ých ozidlách - PRORAIL 2023 189 byla ekonomiþnos použi ých snímaþĤ ak, aby mohly bý budoucnu maso Čji použi y a aby pĜípadnému Č šímu ozšíĜení oho o zaĜízení neb ánila ekonomická s ánka Čci. P o hodnocení na ýhybce bylo ýzkumem zjiš Čno, že nejúþinnČjší p o následnou p áci s da y bude snímání z ychlení ib ací a pomČ ného pĜe oĜení na kolejnici. Dále bylo po Ĝeba y inou sou isející echniku, k e á bude slouži p o další zp aco ání signálu (da o ý koncen á o s komunikaþním modulem). 3.1 Snímaþe z ychlení ib ací Základními snímaþi p o hodnocení s a u ýhybky jsou akcele ome y, jedná se edy o snímaþe p o mČĜení z ychlení ib ací. Zachycují ychlé dynamické p ĤbČhy, p o o musí bý zo ko ací ek ence alespoĖ 10 kHz. S ejnČ ak je nu né hodnČ z oli mČĜicí ozsah akcele ome u. Akcele ome y u þené na p ažce jsou hodné s ozsahem mČĜení do ±200 g. Naopak p o akcele ome y umís Čné na kolejnici je nu né z oli mČĜicí ozsah alespoĖ ±500 g. Na základČ es o ání jedno li ých ypĤ ceno Č dos upných akcele ome Ĥ byl yb án jako hodný yp jednoosý akcele ome od i my TE Connec i i y modelo á Ĝada 3038, k e ý nabízí ozsahy mČĜení od 50 g až po 6000 g. Ten o yp akcele ome u neobsahuje ni Ĝní zesilo aþ a pĜípadČ pĜebuzení mČĜícího ozsahu pouze limi uje namČĜenou hodno u a ihned pok aþuje mČĜení bez sa u ace. Toho o je u je yuží áno pĜede ším p o akcele ome y umís Čné na kolejnici. Jelikož ý obce en o yp akcele ome Ĥ nabízí pouze jako jednoosý, je udíž nu né p o mČĜení ib ací e íce smČ ech umís i íce akcele ome Ĥ. P o snímání dynamických je Ĥ na p ažci pos aþuje od s ejného ý obce modelo á Ĝada 830M1, k e á nabízí s ejné mČĜicí ozsahy Ĝíosém p o edení, ale s již zabudo aným zesilo aþem. K Čm o akcele ome Ĥm byly na hnu y desky plošných spojĤ, hodné pouzd o a zho o eno pĜímo DT þe nČ o ládacího so wa u ( iz ob . 3). Ob . 3 Vy inu ý akcele ome p o použi í oblas i s dco ky Fig. 3 De eloped accele ome e o use in c ossing a ea Snímaþ u þený p o kolejnici je zmenšený z dĤ odu umís Ční na pa u kolejnice, þi s ojinu. ěídicí elek onika je s ejná p o snímaþ na kolejnici i p o snímaþ na p ažci. Umís Ční Ĝídicí elek oniky je na nejbližším p ažci ko o é k abiþce s ejnČ p o snímaþe p o mČĜení na p ažci i p o mČĜení na kolejnici. P opojení je p o edeno pomocí k á kého kabelu. Umís Ční snímaþe na s ojinu se p o ede pĜiš oubo áním na nalepenou ne ezo ou podložku. Okolí podložky je za ČsnČno p o i lhkos i pomocí eku ého ko u. ěídicí elek onika splĖuje požada ek na elek ické oddČlení, edy elek ickou pe nos 4 kV. Ro nČž není použi o napájecí napČ í pĜesahující 12 V. S upeĖ k y í u použi ých senzo Ĥ je IP65. 3.2 Snímaþe pomČ ného pĜe oĜení Jako další snímaþe hodné p o po Ĝeby diagnos iky ýhybek byly shledány snímaþe na bázi mČĜení pomČ ného pĜe oĜení, edy enzome y. Vy inu ý enzome je k uho ého (kónického) a u a je na žen p o použi í e s ojinČ kolejnice. P o umís Ční enzome ického snímaþe je nu né pĜedem y a dí u o p ĤmČ u 30 mm do neu ální osy 190 Cu en p oblems in ail ehicles - PRORAIL 2023 kolejnice. Ty o snímaþe slouží p imá nČ jako ig o ací senzo y celého senzo ického sys ému a budou slouži i p o upĜesnČní ypu ozidla, k e é ýhybkou p ojelo a jakým smČ em. Pomocí zdálenos i d ou senzo Ĥ se zjis í jednoduše i ychlos ozidla. P o edení senzo Ĥ je na ob . 4. S ínČní om o pĜípadČ není pĜipojeno, což ychází z požada ku na elek ické oddČlení. U ni Ĝ senzo u jsou enzome y zapojené do plného mos u. Výs up senzo u je ealizo án po sbČ nici 485. Napájení oho o senzo u je ozsahu 10 – 30 V DC. Elek ické oddČlení je zde o nČž 4 kV. Ob . 4 Vy inu ý enzome p o použi í za úþelem diagnos iky oblas i s dco ky Fig. 4 De eloped s ain gauge senso o diagnos ic sys em in c ossing a ea 3.3 Da o ý koncen á o a komunikaþní modul Da o ý koncen á o a komunikaþní modul slouží p o uložení da záznamĤ jedno li ých p ĤjezdĤ poĜízených senzo y po komunikaþní sbČ nici a p o napájení senzo Ĥ. NamČĜená da a s áhne ze senzo Ĥ, pĜedzp acuje a uloží na SD ka u. PĜedzp aco aná da a o nČž odešle pomocí LTE modemu na se e do pĜip a ené da abáze. Da o ý koncen á o je umís Čn z dĤ odu nižšího k y í oz adČþo é skĜíni. Jelikož senso y s acioná ního zaĜízení DISC-S jsou koncipo ány p o kon inuální mČĜení ežimu ela i nČ nízké spo Ĝeby, nedisponují dos a eþným ýkonem p o pok oþilé zp aco á ání da a pĜímý pĜís up do in e ne u. Z oho o dĤ odu byl na žen komunikaþní modul e ýhybce, jehož p imá ním úkolem je získá a z Čch o senso Ĥ namČĜená da a, zo ky po é yhodno i a následnČ zapsa ýsledek do sdílené da abáze. PĜes o, že p o ní a ian a pĜedpokládá pouze základní pĜedzp aco ání da s odesláním celého da o ého soubo u na cloudo é úložiš Č, kde se o zp aco ání pos a á neu ální síĢ, je Ĝeba u ažo a i ýpoþe nČ ná oþnČjší možnos s komple ním lokálním yhodnocením. Z Čch o požada kĤ yplý á, že komunikaþní modul musí dispono a ozh aním p o pĜipojení mČĜicích senso Ĥ sys ému DISC-S, ozh aním zajišĢujícím pĜís up k in e ne u a neposlední ĜadČ yšším ýpoþe ním ýkonem, umožĖujícím zp aco a namČĜená da a. To še se musí mČs na do ela i nČ malého p os o u oz adČþe s acioná ního zaĜízení DISC-S. Jelikož je celý sys ém koncipo án jako „os o ní“, napájený z ba e io ého zd oje a nabíjený solá ní ene gií, bude aké jeden z požada kĤ zacho ání nízké spo Ĝeby. Výše u edené ú ahy p o o yluþují jakýkoli p Ĥmyslo ý poþí aþ, k e ý by byl na yhle þinnos i pe ek nČ uzpĤsoben, a šak za cenu elkého pĜíkonu Ĝádu desí ek wa Ĥ. VýbČ edy padl na mik opoþí aþe z odiny Raspbe y Pi. 3.4 Roz adČþ zaĜízení DISC-S Roz adČþ je umís Čn blízkos i sledo ané ýhybky, konk é ní poloha oz adČþe mĤže bý pĜizpĤsobena dle požada kĤ konk é ní lokali y. Roz adČþ je lehké kons ukce, ne yžaduje be ono ý základ a je edy snadno ins alo a elný a o nČž snadno demon o a elný. Požada kem bylo, aby byl sys ém os o ní, ne yžaduje edy žádné další napojení oz adČþe na další sí Č. Dobíjení ba e ie je zajiš Čno ins alo aným solá ním Súþasné p oblémy koĐajo ých ozidlách - PRORAIL 2023 191 panelem, k e ý je souþás zaĜízení. Jedná se edy o ekologické Ĝešení bez ná okĤ na odbČ elek ické ene gie ze sí Č. Samo ný oz adČþ je plas o ý s k y ím IP54. V oz adČþi je umís Čn komunikaþní modul a Ĝídicí elek onika. Další unkcí oz adČþe je y oĜení napájecího zázemí p o subsys ém DISC-S. Významný p os o oz adČþe zabí á ba e ie, jejíž kapaci a je na žena ak, aby sys ém DISC-S pĜípadČ pĜe ušení dobíjení ze solá ního panelu yd žel ýden bez p oblémĤ p aco a . Fo og a ie oz adČþe þe nČ pohledu do ni Ĝ jsou u edeny na ob . 5. Ob . 5 Roz adČþ p o subsys ém DISC-S, pohled na celko é uspoĜádání kolejiš i þ. solá ního panelu ( le o) a pohled do ni Ĝ ( p a o) Fig. 5 Swi chboa d o he DISC-S subsys em, iew o he o e all layou in he ack including he sola panel (le ) and iew inside ( igh ) 4 NAVAZUJÍCÍ PRVKY SYSTÉMU Tok da a p áce s da y od snímaþĤ a sou isejících zaĜízení popsaných pĜedešlé kapi ole je následující. Z da o ého koncen á o u jsou da a posílána p os Ĝednic ím GSM modulu do pĜip a ené da abáze. Do s ejné da abáze jsou posílána da a i z ozidla, o je ze subsys ému DISC-M. Z da abáze si už mohou dle po Ĝeby b á nasnímaná da a aké y íjené yhodnoco ací so wa y. Po p o edeném yhodnocení pĜíslušného signálu so wa em je do da abáze ácena in o mace yhodnocení s a u ýhybky p o pĜíslušný signál. Posledním k okem Ĝe Čzci je pak zob azení ýsledkĤ ozh aní p o uži a ele, což je ak uálnČ demons o áno p os Ĝednic ím modulu Kon olnČ analy ického cen a Sp á y železnic. 4.1 Da abáze Spolu se získá áním da na ýhybce bylo nu né y oĜi sys ém p o pĜehledné zp aco ání a ĜídČní získaných da . P o namČĜená da a ze zaĜízení znikla da abáze DISC- S, k e á obsahuje základní me ada a o jedno li ých mČĜících záznamech. D uhá da abáze s náz em DISC obsahuje dos upné in o mace o mČĜených ýhybkách, jejich pa ame ech a seznam známých úd žbo ých záznamĤ, þe nČ p o edených manuálních mČĜení na ýhybce. Ta o da abáze je i sdílena s da abází p o sys ém DISC-M (Diagnos ics o Swi ches and C ossings – Mobile), k e á slouží p o uložení da získaných z ozidla, k e é ýhybkou p ojelo. Do da abáze DISC se budou následnČ 192 Cu en p oblems in ail ehicles - PRORAIL 2023 i ukláda yhodnocená da a z algo i mĤ umČlé in eligence s ojo ého uþení, k e á se zob azí uži a elském ozh aní a zob azí ak s a ýhybko é kons ukce. Da abáze je ak uálnČ umís Čna na se e u DT a pomocí zabezpeþené komunikace pĜes VPN jsou pĜipojeny jedno li é komunikaþní moduly e ýhybkách. Do budoucna lze pĜípadČ požada ku zákazníka umís i da abázi i na se e uži a ele. 4.2 Vyhodnoco ací so wa e Da a uložená da abázi je po Ĝeba následnČ zp aco a . Samo né zp aco ání da je ozdČleno do nČkolik na sebe na azujících ope ací s da y ak, aby bylo možné k an i iko a echnický s a ýhybky. Po kon ole da záznamu, z ahujících se k p Ĥjezdu laku, je p ní ope ací iden i ikace þás i záznamu. V p ní ázi je sous ĜedČno yhodnocení na signály pouze z lokomo i a z ozezna elných ucelených soup a (napĜ. Pendolino, S adle Fli apod.). V pĜípadech, kdy není bezpeþnČ ozpozna elný d uh ozidla, je ako ý záznam yĜazen. NáslednČ je pod oben záznam analýze, zamČĜené na iden i ikaci Ĝady hnacího ozidla. K omu byl y inu modul TIS (T ain Iden i ic ion Sys em). ýás záznamu je pak up a ena ak, aby bylo možné ji zp aco a yb aným algo i mem umČlé in eligence nebo s ojo ého uþení. V souþasné dobČ je po o ná ána e ek i i a algo i mĤ umČlé in eligence (neu ono é sí Č, náhodný les) a me oda podpĤ ných ek o Ĥ (Suppo Vec o Machine). Je možné, že ýsledný algo i mus bude založen na kombinaci ýsledkĤ íce algo i mĤ. NáslednČ jsou ypoþí ané k ali ikace s a u s dco ky pomocí Bayeso ské s a is iky ko igo ány s ohledem na pĜedchozí ý oj echnického s a u s dco ky a na pĜedchozí p o ozní za ížení (s áĜí kons ukce). [2, 3] 4.3 Zob azení ýsledkĤ Lze Ĝíci, že p kem, k e ý bude ep ezen o a celé zaĜízení, je p á Č Ĝešení ozh aní mezi diagnos ickým sys émem a konco ým uži a elem. Jedná se o iž o izuální zob azení eške ých in o mací, k e é jsou ýs upem diagnos ického sys ému. Nabízejí se Ĥzné zpĤsoby, jak by bylo možno p incipiálnČ zob azení ýsledkĤ konco ému uži a eli Ĝeši . Buć mĤže bý y inu a webo á aplikace, k e á po pĜihlášení uži a ele zob azí požado ané in o mace. Výhodou é o možnos i je elká uni e zálnos , jelikož by bylo možné s aplikací p aco a na každém zaĜízení pĜipojeným k in e ne u. Ta o ýhoda mĤže bý nímána aké ale jako ne ýhoda, p o ože zob azo aná da a jsou u þena pouze p o sp á ce in as uk u y. Další možnos í je implemen ace zob azení do s á ajícího sys ému sp á ce in as uk u y. Tou o ces ou se šlo ámci p ojek u. Mo i ací bylo udČla zob azení in o mace p o konco ého uži a ele co nejpĜí Č i Čjší. P o o bylo pĜis oupeno k ý oji modulu „Výhybka“ ak uálnČ použí aného dispeþe ského sys ému KAC (Kon olnČ analy ické cen um), což je p oduk i my RETIA, k e á je pĜímo þlenem konso cia p ojek u. PĜípadný uži a el Sp á a železnic by edy pĜípadČ zájmu mČl diagnos iku ýhybek pĜímo implemen o ánu do sys ému, k e ý bČžnČ použí á. Co se ýþe zob azo aných in o mací konco ému uži a eli – manaže o i železniþní in as uk u y –, pĜedpokládá se, že základem bude zob azení mapy železniþní sí Č. V ní budou yznaþeny jedno li é ýhybky yba ené y íjeným diagnos ickým sys émem. Uži a el si bude moci edy ýhybku yb a klikem pĜímo na znaþku ýhybky na mapČ nebo pĜípadnČ yb a konk é ní ýhybku ze seznamu. V p ní ázi bude zob azena pouze globální in o mace o ak uálním s a u ýhybky, a o p os Ĝednic ím buć p ocen uálního yjádĜení nebo p os Ĝednic ím „sema o u“ (indiká o zelená – žlu á – þe ená). To o je šak pouze p ní k ok. Jakmile bude yhodnoco ací so wa e posky o a pĜesnČjší da a, bude ozšiĜo áno i zob azení in o mací. V cholným s a em, k e ého šak nebude možno docíli p ĤbČhu ak uálnČ Ĝešeného p ojek u, by mČlo bý zob azení nejen echnického s a u ýhybky „sema o em“, ale mČly by am bý in o mace o jedno li ých p o ozních pa ame ech, a o þe nČ g a ického znázo nČní p ĤbČhu s a u ýhybky, esp. konk é ního pa ame u þase, þe nČ p edikce ý oje s a u do budoucna. Súþasné p oblémy koĐajo ých ozidlách - PRORAIL 2023 193 5 ZÁVċR P ojek , ámci nČhož je pĜeds a ený zpĤsob diagnos iky ýhybek y íjen, je ak uálnČ e s ém posledním oce Ĝešení. Hla ním cílem p ojek u je demons o a , že lze docíli diagnos iky ýhybek ím o zpĤsobem a že bude možno po následném odladČní sys ému, pĜípadnČ po ozšíĜení oblas í zájmu ámci ýhybky o další p ky, p o ádČ au onomnČ mode ní diagnos iku celých ýhybek, a o þe nČ p edikce s a u. V p ojek u Výhybka 4.0 bylo úsilí sous ĜedČno zejména na diagnos iku oblas i pe né s dco ky, jelikož se jedná o mís a s nej Č šími dynamickými úþinky. VýmČno á þás zĤs ala mí nČ upozadČna. V ámci Ĝešení subsys ému DISC-S, esp. ý oje snímaþĤ, se musel Ĝeši elský ým ypoĜáda s celou Ĝadou p oblémĤ ycházejících jednak z elkého dynamického za ížení s dco ek, jednak aké z ex émních klima ických podmínek ysky ujících se na ýhybkách. PodaĜilo se na hnou snímaþe ako é, k e é Čch o Čžkých podmínkách obs ojí. Do budoucna je snaha ozšíĜi diagnos iku aké na pohybli é þás i ýhybek, edy na ýmČno é þás i ýhybek (jazyky) a na s dco ky s pohybli ými h o y (PHS). Ta o p oblema iku bude Ĝešena buć samos a ným g an o ým p ojek em nebo ámci in e ního p ojek u DT. PodČko ání ýlánek byl zp aco án za podpo y p og amu Dop a a 2020+ Technologické agen u y ýeské epubliky (TAௗýR) ௗ ámci p ojek u Výhybka 4.0, þíslo p ojek uௗCK01000091. Li e a u a [1] RAIF, L. Chy á železniþní ýhybka p o budoucí i souþasné þeské železnice. Technický ýdeník. 2021, oþ. 69 þ. 17, s. 18-19. ISSN 0040-1064. [2] KRý, R.; PODROUŽEK, J.; KRATOCHVÍLOVÁ, M.; VUKUŠIý, I.; PLÁŠEK, O.: Neu al Ne wo k-Based T ain Iden i ica ion in Railway Swi ches and C ossings Using Accele ome e Da a. JOURNAL OF ADVANCED TRANSPORTATION, 2020, oþ. 2020, þ. 1, s. 1-10. ISSN: 0197-6729. [3] KRý, R.; PODROUŽEK, J.; VUKUŠIý, I.; PLÁŠEK, O.: Da a p e-p ocessing e ec on classi ica ion accu acy o con olu ional neu al ne wo ks o ain ype iden i ica ion. Compu a ional Science and AI in Indus y (CSAI 2021). 2021. s. 1 (1 s.). k k k Resumé Od oku 2020 p obíhá ý oj au onomního zaĜízení u þeného p o p edik i ní diagnos iku ýhybek a ýhybko ých kons ukcí ámci p ojek u Výhybka 4.0 (TAýR, p og am Dop a a 2020+). P incipem je snímání signálĤ ze snímaþĤ ins alo aných na ýhybce i na ozidle a následné zp aco ání signálĤ me odami s ojo ého uþení a umČlé in eligence. Výsledkem je in o mace o s a u ýhybky, k e á bude zp os Ĝedko ána manaže o i železniþní dop a ní ces y. V þlánku byla pĜeds a ena obecná ilozo ie au onomní diagnos iky ýhybek y íjená ámci p ojek u Výhybka 4.0. Byly u edeny obecné p incipy pĜís upu k é o p oblema ice a p áce s da y. Pod obnČ byly pĜeds a eny snímaþe a sou isející zaĜízení p o subsys ém, kdy in as uk u a kon oluje in as uk u u, j. DISC-S. Dále byly ze ubnČ popsány následující p ky celého sys ému, edy da abáze, yhodnoco ací so wa e a zob azení ýsledkĤ konco ému uži a eli.