Беспроводные сенсорные сети для мониторинга состояния в железнодорожной отрасли: обзор

В последние годы диапазон технологий датчиков быстро расширился, а сами сенсорные устройства стали дешевле, что привело к стремительному росту мониторинга состояния систем, конструкций, подвижного состава и машин с использованием датчиков. Ключевыми факторами являются недавние достижения в сетевых технологиях, такие как беспроводная связь и мобильные самонастраивающиеся сети (mobile ad hoc networking), в сочетании с технологиями интеграции устройств. Беспроводные сенсорные сети (WSN) могут использоваться для мониторинга железнодорожной инфраструктуры, такой как мосты, рельсовые пути, балластные корыта и путевое оборудование, а также для мониторинга состояния подвижного состава — шасси, тележек (bogies), колес и вагонов. Мониторинг состояния снижает потребность в ручных осмотрах за счёт автоматизированного наблюдения, уменьшает объём технического обслуживания за счёт обнаружения неисправностей до их эскалации и повышает безопасность и надёжность. Это имеет жизненно важное значение для развития, модернизации и расширения железнодорожных сетей. В статье представлен обзор технологий беспроводных сенсорных сетей для мониторинга в железнодорожной отрасли с анализом систем, конструкций, подвижного состава и машин. Основное внимание уделено практическим инженерным решениям — в частности, каким сенсорным устройствам отдают предпочтение и для каких задач — а также идентификации конфигураций датчиков и топологий сети. Представлены мотивации таких решений и сравнительная оценка их преимуществ и недостатков.