Doğru ekipmanla, bilim adamları fiber sistemlerdeki bu bozukluğu analiz ederek kaynağın ne olduğunu ve tam olarak ne zaman orada dolaştığını belirleyebilirler.
Bu hızla yayılan teknik, dağıtılmış akustik algılama veya DAS olarak bilinir ve bilim adamları nedensel çıkışın karmaşasını izlemek için bunu kullanarak yakın zamanda bir yığın cırcır böceği ortaya çıkmasını izledi. Diğerleri, kabloları volkanik patlamaları ve depremleri algılamak için ultra duyarlı bir araç olarak kullanıyor: Geleneksel bir sismometrenin bir yerde sabit kalmasının aksine, bir fiber optik kablolar ağı, farklı konumlardaki Dünya’nın gürültülerinin eşi benzeri görülmemiş ayrıntısını sağlayabilir.
Bilim adamları, DAS’ı size yakın bir demiryoluna getirmek deneyi yapıyorlar. Bir tren belirli bir ray kesiminde ilerlediğinde, analistler zaman içinde izleyebileceği titreşimler oluşturur. Veya bir dağ geçidinde bir kaya kayması rayı geçerse, DAS bunu da “duyabilir“, demiryolu operatörlerini henüz insan gözü tarafından görülmeyen bir sorun konusunda uyarabilir. Sinyaldeki daha yavaş değişiklikler, ray hizalamasındaki kusurların gelişimini ele verebilir.
Tesadüfen fiber optik kablolar zaten tüm sinyalleme ekipmanını birbirine bağlamak veya telekomünikasyon için birçok demiryolu boyunca uzanıyor. Georgia Southern Üniversitesi’nde DAS üzerine çalışan mühendis Hossein Taheri, “Zaten mevcut olan tesisleri ve altyapıyı kullanıyorsunuz, bu maliyeti azaltabilir.” diyor. “Fiberleri olmayan bazı demiryolları olabilir ve döşemelisiniz. Ancak evet, çoğu demiryolu genellikle zaten buna sahiptir.“
Bu fiberlere ulaşmak için bir “sorgulayıcı” adı verilen bir cihaza ihtiyacınız var; bu cihaz, kablolar boyunca lazer darbeleri gönderir ve geri dönen küçük ışık parçacıklarını analiz eder. Öyleyse, diyelim ki bir kaya sorgulayıcıdan yaklaşık 33 km uzakta raylara çarpıyor. Bu, kabloları yakındaki rayı rahatsız eden karakteristik bir zemin titreşimi oluşturur ve ışık sinyalinde ortaya çıkar. Bilim adamları ışığın hızını bildikleri için, bu sinyalin sorgulayıcılara geri dönmesi için geçen süreyi tam olarak ölçebilir ve rahatsızlığın mesafesini 10 metre içinde belirleyebilirler.
Belirli bir ray kesimi için DAS sinyallerini belirli bir süre analiz etmiş olurdunuz, normal; sağlıklı bir demiryolu için bir titreşim profili oluştururdu. DAS verisi birdenbire farklı bir şey göstermeye başladığında, bir sorununuz olabilir; bu da bir EKG’nin bir insan kalp atışındaki bir sorunu belirlemesi gibi görünür. DAS teknolojisi geliştiren Sensonic’in sözcüsü ve demiryolları için DAS üzerine çalışan bir uzman olan Daniel Pyke, “Yaptığımız şey rayın profilini çıkarmak ve akustik imzadaki değişiklikleri aramak.” diyor.
Pyke, Sensonic’in sisteminin sorgulayıcısından her iki yönde 40 kilometre boyunca rayları izleyebileceğini söylüyor. Sürekli olarak çalışan bu tür bir sistem, dünyanın dört bir yanındaki demiryolu hatlarını incelemek için gereken insan emeğini azaltabilir, etrafta dolaşan tüm büyük makineler göz önüne alındığında tehlikeli bir iş. Sensonic, birisi kabloları bakır için satmak için kazı yaptığında veya insanlar raylar boyunca yürüyor, izinsiz giriş yapıyorlarsa bunu da tespit edebilir.
Daha da tuhafı, Sensonic, Hindistan’da demiryolu hatları yakınındaki fillerin adımlarını algılamış ve hem türü hem de trenin yolcularını korumak için bir alarmı tetiklemiş. Bu, potansiyel bir çarpışma karşısında personeli uyarmak için bir alarmı tetikleyebilir. Pyke, “Gerçekten bir fili işe almak ve demiryolunda dolaşmak zorunda kaldık.” diyor. “Bu dosyayı düzenlemenin en ilginç masraflarından biriydi.“
Zorluk, DAS’ın çok fazla veri üretmesi. Ray boyunca bir noktada duran tek bir sensörün yerine, rayın yukarı ve aşağı doğru geniş mesafeler uzanması sağlanıyor. Yani veriler, fiber optik kablonun 40 metre aşağısından ve 40 kilometre uzaktan, aradaki her küçük noktadan gece gündüz geliyor. DAS ve demiryolları üzerinde çalışan Southampton Üniversitesi araştırma mühendisi David Milne, “Oluşturduğunuz dosyalar çok büyük, dolayısıyla bunu otomatikleştirmek için makine öğrenimini kullanmanız gerekecek.” diyor. “Çok fazla veri olacak. Eğer size yardımcı olacak bir bilgisayarınız yoksa bunun idare edilebilir veya ekonomik olacağını düşünmüyorum.”
Sensonic, gerçek demiryolu verileri üzerinde AI‘i eğittiğini ve tıpkı tüm gürültü arasında bir kaya düşüşü gibi bir olayı tanımak için kullanılabilecek bir uyarı gönderdiğini söylüyor. Pyke, “Bu olayları tanımlamak için kullanılan makine öğrenimi ve AI modelleri, duyarlılıklarını artırmak ve yanlış alarmları azaltmak için sürekli olarak iyileştirilmekte.” diyor.
DAS’ın çeşitli uygulamalar için henüz erken günleri olduğundan, araştırmacılar hala bu sistemleri geliştiriyorlar. Amerikan Demiryolları Birliği sözcüsü Jessica Kahanek, “Dağıtılmış akustik algılama, tedarikçilerin ve taşıyıcıların güvenlik hedeflerini anlamlı bir şekilde ilerleterek keşfetmeyi düşündükleri bir alan.” diyor.
“Demiryolları yeni teknolojileri test ettiğinde, bunun sadece bir laboratuvarda çalışıp çalışmadığını değil, aynı zamanda kıtanın dört bir yanına yayılan bir dış mekan ağının zorlu operasyonel gerçeklerine maruz bırakıldığında performans gösterebileceklerine de bakıyorlar.“
Kullanım durumundan bağımsız olarak, gelecek yıllarda DAS hakkında daha fazla duyacaksınız, çünkü teknoloji yer üstündeki birçok rahatsızlığı “duyuyor“.
