Сбор энергии звука и вибраций для железнодорожных применений: обзор линейных и нелинейных методов

Сбор энергии в железнодорожной отрасли имеет большой потенциал для множества применений. Устройства сбора энергии могут обеспечивать электроэнергией приборы, расположенные вдоль железнодорожных путей, на подвижном составе и объектах инфраструктуры, включая датчики мониторинга технического состояния, системы сигнализации, стрелочные переводы и оборудование безопасности. В связи с быстрым расширением железнодорожной сети значительное число приборов необходимо размещать в недоступных, удалённых и суровых условиях, где подача энергии по кабелю практически невозможна. В таких случаях могут использоваться автономные датчики и распределённые генераторы электроэнергии, основанные на методах сбора энергии. Высокие уровни звука и вибрации в железнодорожной среде делают их перспективными источниками энергии для автономных устройств. Цель данной статьи — представить всесторонний обзор сбора энергии звука и вибраций в железнодорожных применениях, от его возникновения до современного уровня развития. В статье рассматриваются различные источники энергии в железнодорожной среде, разнообразные методы её сбора, их преимущества и недостатки, а также, в заключение, применения технологий сбора энергии в железнодорожной отрасли. Представлены и сопоставлены различные модели и прототипы устройств сбора энергии. Наконец, рассмотрены потенциальные применения сбора энергии в железнодорожной отрасли, а также обсуждены будущие проблемы и тенденции. Структура статьи разработана таким образом, чтобы предоставить читателям наиболее значимые принципы, которые необходимо учитывать при проектировании устройств сбора энергии для железнодорожных применений.