כאשר שוקלים יישומים לשימוש ברכבות, מייד עולה במחשבה השימוש במחברים לתנאי סביבה ועבודה קשים. מחברים להספקים גבוהים חייבים להיות אמינים ביותר וקשיחים במידה מספקת לעמוד ברמות גבוהות של הלמים ורעידות. ואולם, גם למערכות של מסילות ברזל ולאמצעים אחרים להסעת המונים יש צורך במערכות תקשורת מהירות, לא רק כדי לשפר את חוויית הנוסעים אלא גם כדי לאפשר מערכות בקרה חכמה של קישוריות ומערכות ניטור ואף מערכות אבטחה מהשורה הראשונה על מנת להבטיח את בטיחות הנוסעים והעובדים.
במובן זה, הדור החמישי (5G) יכול להפוך להיות כוח מניע עיקרי, אבל מומחים בתעשייה חוששים כבר עתה שמא הדור החמישי לבדו לא יהיה מספיק כדי לעמוד בדרישה העתידית לקישוריות סלולרית – דוח משנת 2019 של חברת הרכבות הגרמנית (Duetche Bahn) מצא שסביר שדרישת הנתונים המשוקפת לא תתמוך במידה מספקת בדרישה בתחום 27 ג’יגה הרץ. זו הסיבה שעומדת מאחורי הפיתוח של רשתות מקבילות למסילות אשר יכולות לספק קישוריות ברוחב פס גדול עם זמן המתנה קצר.
מערכות תקשורת עתידיות לניידים במסילות ברזל
FRMCS (מערכות תקשורת עתידיות לניידים במסילות ברזל) צפויות להחליף את טכנולוגיית הקישוריות האלחוטית הקיימת GSM–R. מערכת FRMCS תשתמש בטכנולוגיית הדור החמישי לניידים ותהיה לה האפשרות לשדר, לקלוט ולהשתמש בנפחים גדלים והולכים של נתונים, הכל מותאם סביב תעבורה עם קיימות.
צפוי שציוד GSM–R יצא משימוש עד שנת 2030. האיחוד הבינלאומי של מסילות הברזל (UIC) רואה במערכות FRMCS יסוד חיוני להנעת המעבר של מערכות מסילות הברזל למערכות ספרתיות, בעוד שהשירותים הסלולריים ישמרו על התפקיד שלהם בחיבור הרכבות לצדי הדרך. טכנולוגיית FRMCS עוברת כיום את השלבים הסופיים עם ניסויים ראשוני שצפויים בשנת 2023, ועם פרישה בהיקף רחב שמיועדת להתרחש בין 2025 ו- 2035.
East Coast Microwave, חטיבה של מפיץ המחברים Powel Electronics, מתמחה במחברים, כבלים ורכיבים לת”ר (RF) ולגלי מיקרו. החברה, שנתמכת כיום ברחבי אירופה על ידי המשרדים הראשיים באירופה של Powell בדבלין שבאירלנד, מתמקדת בשלושה תחומים:
ברשתות אלחוטיות אפשר להשתמש לטווח של יישומים לרבות כרטוס ברכבת, מידע לגבי לוחות זמנים או תקשורת אינטרנט עבור הנוסעים. אנטנות מרובות לכל נקודת גישה מספקות כיסוי אלחוטי בתוך הרכבת. אמת המידה העיקרית בעת בחירה באנטנות הן הכיסוי הנדרש בחלקים מסוימים של הרכבת והדרישה לטכנולוגיית MIMO (ריבוי קלט וריבוי פלט) המתקדמת ביותר.
East Coast Microwave מספקת טווח רחב של אנטנות קומפקטיות רב כיווניות וכיווניות עבור מצבים שונים של התקנה עם המחברים הקשורים אליהם ועם טכנולוגיית MIMO לקבלת קצבי נתונים גבוהים יותר ויציבות טובה יותר של הרשת האלחוטית.
כיום הנוסעים מצפים להרבה יותר: כיסוי טלפוני ללא נקודות מתות, גישה לאינטרנט באמצעות טכנולוגיית הדור הרביעי והדור החמישי, קצבים גבוהים של שידור נתונים וכיסוי רשת מקומי ובינלאומי. השימוש הישיר ברשתות תקשורת לניידים ברכבות מעמיד בעיה מאחר שהתכנון של קרונות הרכבת גורם להנחתה משמעותית של גלי הרדיו. ההתקנה של מערכות מהדרים בטכנולוגיית LTE המתקדמת ביותר הופך כיום לאפשרית את הספקה של תקשורת מהירה ואמינה לניידים בתוך הרכבת. האותות מוגברים דרך אנטנות בגג באמצעות מהדרים ומופצים לאנטנות או לכבלי שידור דרך כבלים ומפצלים. East Coast Microwave מספקת כבלים לת”ר ללא הלוגן – אשר פותחו במיוחד לשוק הרכבות – שכוללים כבלי גישור דקים וגמישים לקבלת כבלי הזנה עם רדיוסים הדוקים והנחתה קטנה לשימוש במרחקים גדולים יותר. טכנולוגיית MIMO זמינה עבור אנטנות פנימיות ועבור אנטנות חיצוניות.
אפשר גם לשדר נתונים בין קרונות באמצעות אנטנות במקום בכבלים. התוצאה היא עלויות נמוכות יותר להתקנה ולתחזוקה, במיוחד בזמן השבחה. נדרש גם פחות מאמץ לצורך לחיבור וניתוק הקרונות. האות משודר בדרך כלל מקרון לקרון בתקן 802.11 a/n ל- Wi–Fi בפס תדרים של 5 ג’יגה הרץ. כל זאת נעשה בעיקר כדי למנוע בעיות בין תקני התקשורת השונים בתוך הרכבת. אנטנות MIMO מאפשרות גם שידור של נפחי נתונים גדולים יותר.
מעקב
לפיתוח מערכת מעקב באמצעות מצלמות במעגל סגור (CCTV) נדרשים רכיבים אמינים באיכות גבוהה שמחוברים לאיכות גבוהה ביותר של הרכבה. מצב זה נכון במיוחד כאשר מערכת המעקב מותקנת בסביבה המאתגרת של רכבות נוסעים. כאשר חברת Petrads, המובילה בשוק של חוזי לפתרונות CCTV לרכבות התקשרה בחוזה בעניין מערכת המעקב הדיגיטלית שלה eyeTrain בעלת הביצועים הגבוהים, היא פנתה לצוות ההנדסי של TT electronics לקבלת תמיכה.
הוכח שמערכות מעקב יעילות בתעבורה הגדילו את בטיחות הנוסעים על ידי הרתעה מפני ביצוע פשעים ומפני התנהגות אנטי חברתית. יש צורך שהמערכות המותקנות ימשיכו להיות תקינות בתנודות של טמפרטורה ובתנאים של רעידות קיצוניות תוך שהן מספקות תמונות מידיות ברזולוציה גבוהה ישירות לנהג ותוך שמירתן. הצוות בחברת TT electronics יכול היה לעמוד באתגרי התכנון האלה כאשר הם מציעים מוצר גמיש שעומד בתקנים המחמירים של תעשיית הרכבות. מחבר הנתונים המהירים והאותות AB Multipole נבחר על ידי Petrads בזכות המאפיינים שלו הפשוטים והעמידים.
המחבר החדשני מתאפיין בבידוד תרמופלסטי לסיכוני אש נמוכים, שאותו ניתן להסיר לצורך הצבה מחדש והוא יכול לעמוד בטמפרטורות הפעלה של –55 מעלות צלזיוס עד +125 מעלות צלזיוס. המשמעות של דירוג IP67 של המחבר עם סיווג BSEN61373 Cat 1 Class A להלמים ולרעידות היא שהוא הפתרון המתאים ביותר לכמה מבין הפרויקטים של Petrads לשדרוג רכבות נוסעים בשנת 2011.
מחברי כוח בעלי אמינות גבוהה
חברת Glenair היא ספק עיקרי של רכיבים ומערכות לחיבורים פנימיים של Trains and Regional Service (רכבות לשירות אזורי) (TSR) באיטליה. רכבות TSR, המתוכננות ומיוצרות בשיתוף פעולה עם AnsaldoBreda ועם Keller, הן רכבות שתי קומות בריבוי יחידות חשמליות עם מערכת כוח מבוזרת המתבססת על שני קרונות MCH ממונעים עם תא נהג וקרון ביניים ממונע אחד או יותר. ההרכב של יחידת המשיכה יכול להשתנות משלושה ועד שישה קרונות ממונעים על מנת לשמור על ביצועים קבועים. אפשר לחבר שתי יחידות משיכה או יותר עם שליטה מרחוק ועד 12 קרונות ממונעים. ההרכבה של אבזור הרכבת מאפשרת ביצוע קל של שינויים בסידור המושבים ואפשרות להחליף מושבים בתאי אחסון מטען, בכיסאות מתקפלים או בתאים ננעלים. מהפך מתח (inverter) משיכה מסוג IGBT מותקן בכל קרון ממונע. כל אחד ממהפכי המתח האלה המקוררים במים מפעיל שני מנועים אסינכרוניים תלת פאזיים. בנוסף, מורכבות ברכבת שתי קבוצות סטטיות (3 קילו וולט מתח ישר/ 380 וולט מתח חילופין 50 הרץ) עבור שירותי עזר, שכל אחת מצוידת במטען מצברים. כל רכבת TSR מצוידת במערכת מכנית של בלמי דיסק בכל סרן ומערכת בלימה (רגנרטיבית) לאחזור חשמלי, עם ראוסטט נוסף, על כל סרן של מנוע. קרונות רכבת TSR מיוצרים בשיתוף עם AnsaldoBreda ועם Keller.
סדרת מחברי הכוח IRT של Glenair לחיבור של כבלי כוח עבור צי הרכבות הוא יישום קריטי. מעבר לפרמטרים הייעודיים כגון מתח, זרם, ואטימות בפני לחות, יש לשקול דרישות אחרות של יישומים: תנאי סביבה והפעלה, קשיחות, אפשרויות טיפול ומפרט לקוח אחר. סדרת מחברי IRT היא אחת מבין מערכות החיבור היותר פופולריות שנמצאות בשימוש ברחבי העולםוהוא יכולה לספק את כל הפרמטרים הנפוצים בין רשויות הרכבת השונות. חברת Glenair יכולה לפתח מחברים בהתאמה אישית עבור יישומים ייעודיים, עם קבלת אישורים למוצריםלפי הדרישות הייחודיות של הלקוח.
חברת Powell Electronics מחזיקה במלאי ותומכת בטווח רחב של פתרונות לחיבורים פנימיים עבור מערכת הרכבות והמתקנים החדשים של EU European באירלנד.
Gary Evans MD Powell
Electronics, Europe
