Tunneler er en avgjørende del av Europas transportinfrastruktur, knytter samfunn sammen og bidrar til den samlede økonomien og konkurransekraften i det indre europeiske markedet. Etter hvert som tunnelene har blitt mer komplekse, har også teknologien som kreves for å beskytte dem blitt det, ifølge Eelko Griepink.

Tunneler blir lengre og dypere

Flere transportsystemer bygges hvert år i underjordiske tunneler for å redusere støy og forurensning som påvirker menneskers liv og miljøet. Samtidig blir tunnelene både lengre og dypere. For eksempel er tunnelen fra Randaberg til Bokn i Rogaland 26,7 km lang og 392 meter dyp under havet, og Femernbelt-tunnelen mellom Tyskland og Danmark vil, når den står ferdig i 2029, bli verdens lengste undersjøiske tunnel og skape en direkte korridor fra Nord- til Sentral-Europa.

– Uten disse tunnelnettene kan økonomier stoppe opp. Jernbanehendelser kan for eksempel være svært kostbare. I desember 2023 sporet et fullastet malmtog av ved Vassijaure stasjon nær den svensk-norske grensen på Malmbanen, en kritisk rute for Sveriges største gruveselskap, LKAB. Linjen ble ikke gjenåpnet før 20. februar 2024, men stengte igjen bare dager senere etter en ny avsporing og forble stengt til begynnelsen av mars, sier Eelko Griepink.

Denne forstyrrelsen fikk store konsekvenser, med LKAB som rapporterte daglige inntektstap på 8,8 millioner euro under stengningene. Tilsvarende tap oppstod da deler av Alpe-nettverket, Mont Blanc-tunnelen, ble stengt etter en brann i 1990. Den italienske økonomien tapte da anslagsvis 300 til 450 millioner euro årlig frem til tunnelen ble gjenåpnet tre år senere.

Mer enn 800 dødsfall hvert år

Selv om slike storstilte hendelser er sjeldne, er mindre hendelser langt vanligere. Europeisk jernbanesikkerhetsstatistikk viser at det i 2023 var 1 567 alvorlige jernbaneulykker, med 841 omkomne og 569 alvorlig skadde. Over halvparten, 58,4 prosent, av dødsfallene var uvedkommende som befant seg på området – typisk hjemløse som slår opp telt i tunneler, vandaler eller graffitikunstnere, ifølge Eelko Griepink.

Selv uten personskader eller tap av liv kan hærverk føre til avsporinger, kollisjoner og branner, noe som er kostbart. Bare i løpet av ett år ble det registrert 3 559 tilfeller av hærverk og graffiti på spanske jernbaner, hvorav 729 forsøk ble stoppet. Slike hendelser koster det spanske Renfe rundt 25 millioner euro årlig, Deutsche Bahn bruker 12,1 millioner euro, og Brussel-baserte SNBC rundt 6 millioner euro på å fjerne graffiti fra tog.

– Disse hendelsene er ikke like økonomisk ødeleggende som Mont Blanc-brannen, men de viser at det å beskytte både jernbanene og uvedkommende er både kostbart og krevende, sier Eelko Griepink.

Fra CCTV til smart overvåking

Å oppdage en person nøyaktig innenfor de trange rammene av en tunnel er krevende i seg selv, og blir enda mer utfordrende når flere tog bruker tunnelene samtidig.

I rundt 50 år har CCTV blitt brukt til å overvåke tunnelinnganger og -utganger. Tidlige systemer krevde imidlertid at sikkerhetspersonell kontinuerlig fulgte med på mellom 12 og 24 kamerabilder på én skjerm. Heldigvis ble videoanalyse utviklet og løste noen av disse utfordringene. En uvedkommende utløser umiddelbart et varsel som leder sikkerhetsteamet til riktig kamerabilde, slik at de raskt kan avgjøre hvilke tiltak som skal iverksettes.

– Teknologien må likevel fortsette å utvikle seg. Uvedkommende har lært at de kan unngå å bli oppdaget ved å bevege seg mot eller inn i tunnelen idet toget passerer, eller ved bevisst å endre utseende for å lure analyseprogramvaren. Varme og fuktighet inne i tunneler kan påvirke mange eldre teknologier negativt, og radar- eller mikrobølgeteknologi sliter med å filtrere støy og falske alarmer generert av toget, noe som gjør at de ikke gir tilstrekkelig deteksjon, sier Eelko Griepink.

Han påpeker at Optex’ Redscan-sensorer fungerer pålitelig ved temperaturer helt ned til –40 °C, og at moderne laserdeteksjonssensorer ikke påvirkes av fuktighet, temperatur eller lysforhold.

– Utstyrt med intelligent sensoranalyse er lidar-teknologi ikke avhengig av synlig lys eller termiske spektra, noe som er nyttig når man sporer et menneske eller et dyr fra den opplyste tunnelinngangen og videre innover langs sporene eller i skyggene. De fungerer også bemerkelsesverdig godt under kraftig snøfall som endrer både opplevd bakkenivå og lysforhold, sier Eelko Griepink.

Presis deteksjon

Tunneler som ligger i avsidesliggende områder krever presis deteksjon, fordi falske alarmer er kostbare i tid og ressurser dersom sikkerhetstjenester tilkalles unødvendig. Mer avanserte deteksjonssensorer, som Optex’ Redscan-serie, bruker dynamisk hendelsesfiltrering for å identifisere menneskelige inntrengere nøyaktig.

Ved overvåking av en tunnelinngang benyttes spesifikke deteksjonskriterier eller logikk for å etablere ulike deteksjonssoner, rekkefølgen på alarmutløsningene og størrelsen på et objekt. I kombinasjon kan dette avgjøre om det er et tog, en person eller en gruppe mennesker som går inn i tunnelen.

– Redscan lidar-sensorer kan oppdage objekter i opptil åtte ulike soner og over et område på 100 meter. De kan konfigureres til å gjenkjenne objekter som er større eller mindre enn en definert størrelse. For eksempel kan de ignorere tog, men oppdage mennesker, eller overse små steiner og identifisere store kampesteiner, sier Eelko Griepink.

Hvis en person eller gruppe oppdages, varsles både kontrollsenteret og togføreren, slik at toget kan senke farten eller stoppe for å unngå å treffe en person, et stort vilt dyr eller en hindring. I tillegg, siden sensorene kontinuerlig skanner området, mottar sikkerhetsteamet de nøyaktige x,y-koordinatene til det oppdagede objektet, noe som muliggjør rask respons.

Mørkt og skittent

Når togskinner rengjøres, virvles det opp betydelige mengder metall- og oljepartikler i luften. Sammen med forurensning fra dieselavgasser kan dette legge seg på eller skade kameraer og sensorer. Skitne kameraer eller sensorer kan ikke oppdage inntrengere eller hendelser og må derfor rengjøres.

– De nyeste sensorene fra Optex har en algoritme som kontinuerlig måler retur- eller refleksjonssignalet fra laseren og overvåker hvor stor andel av enhetens vindu som er tilsmusset. Når et visst nivå nås, varsles sikkerhetspersonell, sier Eelko Griepink.

Optex har også utviklet en spesiell selvreparerende folie for lasersensorer som brukes i underjordiske tunneler. Denne beskytter laservinduet mot støv, metallfragmenter, olje og andre forurensninger. Sensorene kan redusere behovet for at sikkerhetspersonell må reise til tunneler i avsidesliggende områder, noe som bidrar til lavere drifts- og vedlikeholdskostnader.

– Sensorer tilpasses ofte ulike miljøer og bruksområder, så riktig valg av sensor er avgjørende for utformingen av ethvert tunnelsikkerhetssystem, sier Eelko Griepink.

Utforming av riktig system

Utformingen av et riktig sikkerhetssystem starter med en befaring av området og en vurdering av hvor mange kameraer og sensorer som trengs for tunnelens størrelse, for å sikre tilstrekkelig dekning. Kvaliteten og mengden lys ved åpningene og langs tunnelen vil bidra til å avgjøre om dynamisk filtrerende sensorer er nødvendige, siden disse ikke påvirkes av tog som passerer eller lysrefleksjoner.

I de fleste gjennomsnittlige europeiske jernbanetunneler installeres for eksempel lasersensorer på begge sider av sporet. I større tunneler er det vanligvis et tredje sett med sensorer i midten mellom sporene. Til syvende og sist vil det å finne de riktige løsningene og den riktige kombinasjonen av teknologier som er egnet for formålet variere fra tunnel til tunnel, ifølge Optex.

– Men kontinuerlig utvikling og videreutvikling av ny teknologi kan bare bidra til å øke sikkerheten og sikre at Europas kritiske tunneler forblir åpne, avslutter Eelko Griepink.