16 maj 2025
Ai och smarta analyser gör tågen mer pålitliga
Elektrifierade järnvägar är avgörande för hållbara transporter, men elsystemen påverkas ofta av störningar som kan orsaka slitage, överhettning och driftproblem. Ny forskning visar hur dessa problem kan identifieras och hanteras med hjälp av avancerad analys och AI och därmed bidra till en mer tillförlitlig tågtrafik.
Järnvägens elsystem kännetecknas av rörliga laster, varierande effektbehov och en komplex kombination av elektromagnetiska miljöer och spänningsnivåer. Det gör systemen sårbara för eltekniska störningar som påverkar både driftsäkerheten och livslängden på teknisk utrustning. En särskilt svårhanterad typ av störning är förvrängda vågformer – alltså avvikelser från den ideala sinusformade signalen. Sådana förvrängningar kan leda till överhettning, ökat slitage och i vissa fall driftstörningar. De varierar över både tid och plats, vilket gör dem svåra att förutse och förebygga.
För att komma till rätta med problemen krävs en djupare förståelse för hur störningarna uppstår, sprider sig och påverkar olika delar av elsystemet. Det är utgångspunkten för Rafael De Souza Salles, doktorand i elkraftteknik vid Luleå tekniska universitet, som undersöker frågan i sin avhandling.
– De här förvrängningarna är inte statiska. De förändras över tid och påverkas bland annat av trafikintensitet, fordonens position och vilken teknik som används, säger Rafael De Souza Salles.
Rafael De Souza Salles, doktorand i elkraftteknik vid Luleå tekniska universitet.
Mätdata och AI ger nya insikter
I sin forskning har han tagit fram ett ramverk för att analysera störningar i växelströmsdrivna järnvägssystem. Fokus ligger på det svenska systemet med 15 kV och 16 ⅔ Hz, men metoderna kan tillämpas även i andra sammanhang. Genom att kombinera traditionell elkraftanalys med avancerad statistik och självlärande AI-modeller kan störningar identifieras och analyseras på ett mer effektivt sätt.
– Vi har utvecklat metoder som gör det möjligt att se var störningarna uppstår, hur de rör sig genom systemet och vilka komponenter som är mest utsatta, säger Rafael De Souza Salles.
Forskningen bygger på detaljerade mätningar från svenska omriktarstationer och innehåller modeller för hur störningar sprider sig genom järnvägens elkraftnät. Resultaten bidrar till en ökad förståelse för elektromagnetisk kompatibilitet och elkvalitet – två avgörande faktorer för att förebygga tekniska problem och säkerställa tillförlitlig tågtrafik.
– Järnvägen spelar en viktig roll i klimatomställningen, och då måste också elsystemen vara driftsäkra. Den här forskningen kan bidra till att bygga en mer robust och hållbar transportinfrastruktur, säger Rafael De Souza Salles.
Kontakt
Rafael De Souza Salles
- Biträdande universitetslektor
- 0910-585365
- rafael.de.souza.salles@ltu.se
- Rafael De Souza Salles