Perkeretaapian merupakan salah satu industri dengan lokasi monitoring yang sangat padat. Dalam satu stasiun saja dapat dipasang ratusan sensor geoteknik dan struktural untuk memantau berbagai parameter, mulai dari rail cant, twist, superelevation, dan settlement, hingga faktor struktural dan geoteknik lainnya seperti kemiringan (inclination), penurunan tanah (settlement), retak (crack), dan deformasi.
Teknik monitoring tradisional kini tidak lagi memadai untuk mengumpulkan volume data real-time yang dibutuhkan guna memastikan keselamatan penumpang, pekerja, dan aset. Sistem monitoring manual maupun berbasis kabel memiliki biaya yang tinggi serta keterbatasan dari sisi kepraktisan, efisiensi, dan keandalan.
Untungnya, revolusi Industrial IoT (IIoT) telah membawa perubahan besar pada teknologi monitoring. Pengumpulan data otomatis dan real-time untuk sistem perkeretaapian kini menjadi lebih mudah dan ekonomis, sehingga mendorong peningkatan efisiensi, keselamatan, dan produktivitas.
Solusi digital terbaru meningkatkan operasional dan performa dengan menyediakan aliran data real-time yang konsisten dan andal. Data tersebut sangat penting untuk membantu mencegah anjloknya kereta (derailment) maupun kecelakaan lainnya.
Snapshot kondisi aset secara real-time juga memberikan peringatan dini terhadap perubahan atau pergerakan yang dapat mengindikasikan adanya risiko pada rel maupun struktur lainnya. Selain itu, data tersebut dapat memberikan wawasan penting untuk meningkatkan manajemen pemeliharaan infrastruktur perkeretaapian.
Generasi baru solusi wireless berjangkauan jauh (long-range wireless) sangat sesuai untuk aplikasi perkeretaapian karena beberapa alasan berikut.
Jangkauan yang Sangat Luas
Jalur kereta api dapat membentang hingga puluhan atau bahkan ratusan kilometer dan sering melewati area terpencil atau sulit dijangkau, termasuk terowongan bawah tanah. Kondisi ini menjadi tantangan besar dalam penerapan sistem monitoring.
Namun, solusi wireless long-range generasi terbaru memungkinkan data dikirim secara otomatis dari lokasi paling jauh sekalipun, termasuk dari dalam terowongan atau sepanjang jalur kereta, dengan tingkat keandalan yang tinggi.
Ackcio Beam menggunakan teknologi long-range mesh network yang telah dipatenkan. Sistem ini mampu menyediakan jangkauan hingga beberapa kilometer antar-node dengan masa pakai baterai hingga bertahun-tahun.
Apa yang memungkinkan sistem menjangkau lebih jauh?
Salah satu faktor utamanya adalah frekuensi komunikasi.
Teknologi Sub-GHz LPWAN berbasis topologi star dan protokol komunikasi mesh 2,4 GHz semakin banyak digunakan dalam beberapa tahun terakhir. Namun, keduanya memiliki sejumlah keterbatasan.
Pertama, pada topologi star, setiap node harus terhubung langsung ke gateway sehingga jarak transmisi menjadi terbatas. Selain itu, sistem tersebut rentan terhadap gangguan akibat noise sinyal dan pergerakan kereta yang dapat menyebabkan kehilangan data dalam jumlah signifikan.
Tikungan terowongan maupun struktur lain juga dapat melemahkan transmisi sinyal pada jarak jauh.
Sebagai perbandingan, Ackcio Beam merupakan solusi wireless long-range yang dirancang untuk monitoring bawah tanah. Dengan menggunakan frekuensi Sub-GHz, jangkauan sinyal menjadi jauh lebih luas.
Dalam kondisi ideal, satu transmission hop dapat menjangkau beberapa kilometer di area terbuka dan hingga 500 meter di bawah tanah. Dengan kemampuan hingga 12 hop antar-node, Ackcio menawarkan tingkat skalabilitas dan perluasan jaringan yang tinggi, bahkan untuk aplikasi bawah tanah.
“Karakteristik jalur kereta api yang linear sangat cocok dengan solusi kami,” ujar Shaun Ahern, Global Sales Director Ackcio, penyedia sistem akuisisi data wireless jarak jauh untuk aplikasi industri.
“Karena kami dapat menyediakan banyak hop, kami dapat menjangkau area yang lebih jauh dan menghubungkan lebih banyak sensor ke satu gateway, sedangkan sistem lain mungkin memerlukan beberapa gateway.”
Selain itu, mesh topology yang dipatenkan Ackcio memungkinkan node berkomunikasi satu sama lain, termasuk dengan repeater node dan gateway. Arsitektur ini membantu mempertahankan kekuatan sinyal dalam berbagai kondisi serta memberikan fleksibilitas lebih tinggi dalam transmisi data yang andal, bahkan pada lokasi dengan kondisi monitoring yang menantang.
Data Real-Time yang Lebih Lengkap
Dengan Ackcio, tantangan pengambilan data secara manual serta biaya dan kerumitan sistem berbasis kabel dapat diminimalkan. Masalah lain yang dapat diatasi adalah keterlambatan data.
Alih-alih mengambil keputusan berdasarkan data kemarin atau minggu lalu, operator dapat bertindak berdasarkan informasi terkini secara real-time. Data real-time memberikan gambaran langsung mengenai kondisi aset sehingga mengurangi risiko akibat keterlambatan pengambilan data.
Sistem ini juga memungkinkan pengambilan data dengan frekuensi lebih tinggi tanpa menambah kerumitan maupun investasi secara signifikan.
Dalam hal keselamatan perkeretaapian, data merupakan salah satu faktor yang sangat penting. Setelah terpasang, sistem dapat beroperasi selama bertahun-tahun dengan kebutuhan pemeliharaan minimal.
Hal ini menjadi keunggulan penting bagi industri perkeretaapian yang memiliki waktu penutupan jalur (closure hours) yang sangat terbatas untuk pekerjaan pemeliharaan. Keterbatasan tersebut sering kali menyulitkan teknisi untuk melakukan servis atau perbaikan sistem monitoring.
Studi Kasus Xinzhuang MRT Station
Ketika Taipei Rapid Transit Corporation membangun depot kereta bertingkat di Xinzhuang MRT Station, kondisi tanah yang sangat tidak stabil membutuhkan sistem monitoring yang kuat untuk memantau kondisi tanah dan struktur secara real-time.
Sistem tersebut diperlukan untuk mendeteksi anomali, perpindahan (displacement), dan perubahan kemiringan (tilt) pada area proyek.
Sistem monitoring berbasis kabel dan manual tidak dianggap layak. Sistem kabel memiliki risiko kerusakan kabel yang dapat meningkatkan biaya pemeliharaan. Sementara itu, monitoring manual membutuhkan waktu yang cukup lama, memiliki potensi kesalahan pembacaan, menghadapi kendala akses, serta meningkatkan risiko terhadap keselamatan pekerja.
Dengan menggunakan Ackcio Beam untuk wireless monitoring, sebanyak 15 Ackcio Analogue 4-Sensor Node (BEAM-AN-S4) dipasang di dalam terowongan kereta untuk mengirimkan data sensor tilt dan LVDT ke satu gateway yang dipasang di permukaan.
Karena kekuatan sinyal di dalam terowongan terbatas, relay/repeater node dipasang untuk memastikan transmisi data tetap andal.
Sistem ini mampu mengirimkan data yang akurat dan andal secara real-time ke server milik klien dengan biaya kurang dari setengah biaya solusi berbasis kabel maupun monitoring manual.
Keandalan Tanpa Bergantung pada Konektivitas
Sensor perkeretaapian sering dipasang di lokasi yang sulit diakses. Pada sistem kabel konvensional maupun teknologi wireless jarak pendek, gangguan listrik atau masalah transmisi dapat menyebabkan data yang dikumpulkan selama periode downtime hilang.
Masalah tersebut semakin kompleks karena biaya dan risiko untuk mengirimkan pekerja ke lokasi guna melakukan pemeliharaan atau memperbaiki perangkat dan kabel semakin tinggi.
Sistem Ackcio memiliki beberapa lapisan perlindungan untuk mencegah kehilangan data. Sistem juga dilengkapi berbagai fitur yang memungkinkan data secara otomatis disinkronkan dan diunggah kembali ketika konektivitas pulih.
Dengan demikian, tidak diperlukan pengiriman teknisi ke lokasi hanya untuk mengambil data yang tersimpan secara manual atau melakukan reset pada perangkat.
Setiap Ackcio Node memiliki memori internal 8 MB untuk menyimpan data secara lokal ketika gateway tidak tersedia.
Salah satu keunggulan Ackcio adalah data yang tersimpan secara lokal tersebut dapat secara otomatis disinkronkan dengan gateway ketika komunikasi kembali tersedia.
Setiap node juga dilengkapi mekanisme hardware watchdog yang secara otomatis melakukan reboot ketika node mengalami kondisi stalled atau frozen.
Pada sisi receiver, Ackcio Gateway memiliki mode konsumsi daya rendah yang unik. Mode ini akan aktif ketika suplai listrik utama terputus.
Gateway dapat menerima dan menyimpan data sensor pada memori flash internal hingga empat bulan. Setelah suplai listrik kembali normal, gateway akan secara otomatis mengunggah data yang tersimpan.
Dengan sistem redundansi tersebut, risiko kehilangan data monitoring dapat diminimalkan secara signifikan.
Satu Solusi untuk Berbagai Kebutuhan Monitoring
Jumlah dan jangkauan sensor pada proyek perkeretaapian dapat sangat besar. Dengan semakin banyaknya hardware dan software monitoring yang tersedia di pasaran, pemilihan sistem yang tepat dapat menjadi tantangan tersendiri.
Ackcio Beam menyederhanakan kebutuhan tersebut. Mulai dari sensor, node, hingga gateway, sistem ini dirancang sebagai solusi monitoring terintegrasi.
Node Ackcio bersifat sensor-agnostic, sehingga dapat terhubung dengan berbagai jenis instrumen dan sensor dari berbagai merek terkemuka, termasuk Measurand, RST, GEOKON, Encardio, dan lainnya.
Pengguna cukup menghubungkan dan melakukan commissioning pada sensor untuk mulai menerima data pengukuran secara real-time.
Pada sisi software, Ackcio kompatibel dengan berbagai platform utama, termasuk sensemetrics, Geodaisy®, Drishti, dan Vista Data Vision.
Studi Kasus Monitoring Tanggul Rel di Inggris
Di sebuah lokasi perkeretaapian di Inggris, distributor Ackcio, Geotechnical Observations, menggunakan sistem Ackcio Beam untuk mengotomatisasi monitoring tanggul rel.
Sistem tersebut menggunakan berbagai jenis node, termasuk:
- Tiltmeter Node (BEAM-TM) untuk monitoring kemiringan lereng.
- Digital Node (BEAM-DG) untuk mengukur deformasi menggunakan Measurand SAAV Extend.
- Vibrating Wire Node (BEAM-VW-S1) yang digunakan bersama piezometer flushable milik Geotechnical Observations.
Node-node tersebut secara andal mengirimkan data pengukuran dengan tingkat akurasi tinggi melalui Ackcio Mesh menuju Ackcio Gateway.
Sistem ini memberikan tim geoteknik akses yang lebih baik terhadap data monitoring real-time, sehingga kondisi tanggul dan infrastruktur dapat dipantau secara lebih efektif.
“Teknologi wireless long-range sedang mengubah sistem monitoring perkeretaapian di seluruh dunia,” ujar Shaun Ahern.
“Selain membantu memastikan keamanan jalur dan infrastruktur lama, teknologi ini juga mampu menyediakan data real-time yang lengkap dan dibutuhkan oleh sistem perkeretaapian modern berteknologi tinggi. Secara keseluruhan, teknologi ini menghadirkan tingkat baru dalam manajemen risiko yang andal untuk proyek-proyek infrastruktur dengan tingkat risiko tinggi.”
Rekomendasi alat untuk pemantauan kondisi rel dan terowongan kereta api: Analogue Nodes Ackcio BEAM-AN-S4
Ackcio Analogue Nodes dapat digunakan untuk memantau berbagai jenis sensor yang memiliki output analog, termasuk output tegangan (voltage), current loop, dan Wheatstone Bridge.
- BEAM-AN-S1: Mendukung 1 sensor, dengan 2 kanal analog dan 1 kanal termistor.
- BEAM-AN-S4: Mendukung 4 sensor, dengan 8 kanal analog dan 4 kanal termistor.
Kesimpulan
Teknologi wireless monitoring berjangkauan jauh menawarkan solusi yang lebih efisien, andal, dan aman untuk monitoring infrastruktur perkeretaapian. Dengan dukungan wireless mesh network, sensor geoteknik, komunikasi multi-hop, dan pengumpulan data real-time, kondisi rel, terowongan, tanggul, serta struktur dapat dipantau secara terus-menerus tanpa ketergantungan pada sistem kabel atau pengukuran manual.
Ackcio Beam mampu menjangkau area yang luas, termasuk lingkungan bawah tanah yang sulit diakses, sekaligus menjaga keandalan data melalui memori internal, sinkronisasi otomatis, repeater node, dan sistem redundansi. Integrasi dengan berbagai sensor dan software monitoring juga membuatnya fleksibel untuk berbagai kebutuhan proyek.
Penerapan sistem ini membantu operator mendeteksi perubahan dan potensi risiko lebih dini, mengurangi biaya pemeliharaan, meningkatkan keselamatan pekerja dan pengguna kereta, serta mendukung pengambilan keputusan berbasis data real-time. Dengan demikian, wireless monitoring menjadi teknologi penting untuk membangun sistem perkeretaapian yang lebih aman, efisien, dan siap menghadapi kebutuhan monitoring infrastruktur modern.