Peningkatan Keandalan Jaringan Listrik Aliran Atas Pada Kereta Listrik: Review
DOI:
https://doi.org/10.37367/jpi.v9i1.316Kata Kunci:
Jaringan listrik aliran atas, peningkatan keandalan, analisis keandalan, pemeliharaanAbstrak
Overhead Catenary System (OCS) merupakan salah satu komponen kritis pada pengoperasian kereta listrik yang andal dan aman. Untuk meningkatkan keandalan OCS, terdapat beberapa metode dan teknik yang dapat digunakan yaitu analisis keandalan, peningkatan desain dan konstruksi, modernisasi dan digitalisasi pemantauan, inspeksi, dan pemeliharaan, serta optimalisasi dan implementasi metode dan strategi pemeliharaan.
Analisis keandalan dapat membantu mengidentifikasi penyebab kegagalan dan meminimalkan risiko kegagalan. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA), Fault Tree Analysis (FTA), Event Tree Analysis (ETA), dan Reliability Block Diagram (RBD) adalah beberapa alat yang dapat digunakan untuk menganalisis keandalan pada OCS. Peningkatan desain dan konstruksi dapat dilakukan dengan menggunakan material dan komponen berkualitas tinggi. Penerapan kabel superkonduktor pada sistem kawat penyulang dan penambahan peredam pada lengan penyangga untuk mengurangi amplitudo gelombang mekanik dapat meningkatkan tingkat regenerasi, mengurangi kapasitas gardu traksi yang dibutuhkan, dan meningkatkan redundansi sehingga tingkat keandalan juga meningkat. Penggunaan teknologi pencetakan 3D dapat meningkatkan konsistensi dan akurasi dalam produksi komponen OCS sehingga menghasilkan produk yang berkualitas lebih tinggi. Modernisasi dan digitalisasi pemantauan, inspeksi, dan pemeliharaan dapat dilakukan dengan menggunakan robot dan kamera, hal ini dapat meningkatkan keselamatan, efisiensi, dan akurasi saat pemeliharaan. Robot dapat digunakan untuk pemeliharaan, sementara kamera untuk pemantauan dan inspeksi. Strategi pemeliharaan prediktif dapat digunakan untuk meramalkan kebutuhan pemeliharaan dan melakukan pemeliharaan secara proaktif, sementara metode optimalisasi pemeliharaan dapat meningkatkan efisiensi pemeliharaan dan mengurangi biaya. Implementasi pemeliharaan berbasis keandalan (RCM) dan metode pemeliharaan preventif opportunistic dapat meningkatkan prosedur pemeliharaan, mengurangi jadwal pemeliharaan, dan menghemat biaya. Pendekatan proaktif dalam pemeliharaan direkomendasikan untuk meningkatkan keandalan dan keselamatan.
Unduhan
Referensi
A. Garcia Alvarez, “The Advantages and Advances of Electric Railways [Viewpoint],” IEEE Electrif. Mag., vol. 2, no. 3, pp. 64–60, Sep. 2014, doi: 10.1109/MELE.2014.2339411. DOI: https://doi.org/10.1109/MELE.2014.2339411
Menteri Perhubungan Republik Indonesia, “PM 50 Tahun 2018 Perhubungan Tentang Persyaratan Teknis Instalasi Listrik Perkeretaapian.,” Mentri Perhub. Republik Indones., p. 13, 2018.
L. Yu, S. Gao, D. Zhang, G. Kang, D. Zhan, and C. Roberts, “A Survey on Automatic Inspections of Overhead Contact Lines by Computer Vision,” IEEE Trans. Intell. Transp. Syst., vol. 23, no. 8, pp. 10104–10125, 2022, doi: 10.1109/TITS.2021.3119023. DOI: https://doi.org/10.1109/TITS.2021.3119023
B. Hu and R. W. K. Chan, “Railway Overhead Wiring Structures in Australia: Review and Structural Assessment,” Appl. Sci., vol. 12, no. 3, 2022, doi: 10.3390/app12031492. DOI: https://doi.org/10.3390/app12031492
W. Wang, J. Loman, and P. Vassiliou, “Reliability importance of components in a complex system,” Proc. Annu. Reliab. Maintainab. Symp., pp. 6–11, 2004, doi: 10.1109/rams.2004.1285415. DOI: https://doi.org/10.1109/RAMS.2004.1285415
A. Beagles, D. Fletcher, M. Peffers, P. Mak, and C. Lowe, “Validation of a new model for railway overhead line dynamics,” Proc. Inst. Civ. Eng. Transp., vol. 169, no. 5, pp. 339–349, 2016, doi: 10.1680/jtran.16.00020. DOI: https://doi.org/10.1680/jtran.16.00020
G. Jing, X. Qin, H. Wang, and C. Deng, “Developments, challenges, and perspectives of railway inspection robots,” Autom. Constr., vol. 138, 2022, doi: 10.1016/j.autcon.2022.104242. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104242
D. Zhan, D. Jing, M. Wu, D. Zhang, L. Yu, and T. Chen, “An Accurate and Efficient Vision Measurement Approach for Railway Catenary Geometry Parameters,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 67, no. 12, pp. 2841–2853, 2018, doi: 10.1109/TIM.2018.2830862. DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2018.2830862
J. Chen, Z. Liu, H. Wang, A. Nunez, and Z. Han, “Automatic defect detection of fasteners on the catenary support device using deep convolutional neural network,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 67, no. 2, pp. 257–269, 2018, doi: 10.1109/TIM.2017.2775345. DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2017.2775345
Z. Liu, W. Liu, and Z. Han, “A high-precision detection approach for catenary geometry parameters of electrical railway,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 66, no. 7, pp. 1798–1808, 2017, doi: 10.1109/TIM.2017.2666358. DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2017.2666358
D. Feng, S. Lin, Z. He, X. Sun, and W. J. Lee, “Optimization Method With Prediction-Based Maintenance Strategy for Traction Power Supply Equipment Based on Risk Quantification,” IEEE Trans. Transp. Electrif., vol. 4, no. 4, pp. 961–970, 2018, doi: 10.1109/TTE.2018.2863550. DOI: https://doi.org/10.1109/TTE.2018.2863550
K. Tirapong and S. Titti, “Reliability improvement of distribution system using reliability centered maintenance,” Proc. IEEE Power Eng. Soc. Transm. Distrib. Conf., 2014, doi: 10.1109/tdc.2014.6863360. DOI: https://doi.org/10.1109/TDC.2014.6863360
F. Kiessling, R. Puschmann, A. Schmieder, and E. Schneider, Contact lines for electric railways : planning, design, implementation. 2001.
A. Rausand, M., & Hoyland, System reliability theory: models, statistical methods, and applications. John Wiley & Sons, 2019. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119373940
D. J. Smith, Reliability, maintainability and risk: practical methods for engineers. Butterworth-Heinemann, 2021.
E. R. Ziegel, System Reliability Theory: Models, Statistical Methods, and Applications, vol. 46, no. 4. 2004. doi: 10.1198/tech.2004.s242. DOI: https://doi.org/10.1198/tech.2004.s242
B. H. Ku and J. M. Cha, “Reliability assessment of catenary of electric railway by using FTA and ETA analysis,” 2011 10th Int. Conf. Environ. Electr. Eng. EEEIC.EU 2011 - Conf. Proc., 2011, doi: 10.1109/EEEIC.2011.5874633. DOI: https://doi.org/10.1109/EEEIC.2011.5874633
W.-L. Chan, “A Study on Reliability of Conventional Railway Overhead Catenary System,” J. Labour, Occup. Saf. Heal., vol. 24, pp. 115–127, 2016.
Q. Mahboob and E. Zio, “Handbook of RAMS in Railway Systems: Theory and Practice,” Handb. RAMS Railw. Syst. Theory Pract., pp. 1–745, 2018, doi: 10.1201/b21983. DOI: https://doi.org/10.1201/b21983
H. Ohsaki, Z. Lv, N. Matsushita, M. Sekino, T. Koseki, and M. Tomita, “Superconducting power cable application in DC electric railway systems,” IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 23, no. 3, 2013, doi: 10.1109/TASC.2013.2237874. DOI: https://doi.org/10.1109/TASC.2013.2237874
W. Chu, Y. Song, F. Duan, and Z. Liu, “Development of steady arm damper for electrified railway overhead contact line with double pantographs based on numerical and experimental analysis,” IET Electr. Syst. Transp., vol. 11, no. 3, pp. 269–277, 2021, doi: 10.1049/els2.12024. DOI: https://doi.org/10.1049/els2.12024
K. Lee and H. Jung, “An improvement of manufacturing process using 3D printing technology for overhead line components on railway electrification,” J. Electr. Eng. Technol., vol. 17, no. 5, pp. 3085–3091, 2022, doi: 10.1007/s42835-022-01209-w. DOI: https://doi.org/10.1007/s42835-022-01209-w
R. Miller, F. Abbasi, and J. Mohammadpour, “Power line robotic device for overhead line inspection and maintenance,” Ind. Rob., vol. 44, no. 1, pp. 75–84, 2017, doi: 10.1108/IR-06-2016-0165. DOI: https://doi.org/10.1108/IR-06-2016-0165
M. Karakose and O. Yaman, “Complex Fuzzy System Based Predictive Maintenance Approach in Railways,” IEEE Trans. Ind. Informatics, vol. 16, no. 9, pp. 6023–6032, 2020, doi: 10.1109/TII.2020.2973231. DOI: https://doi.org/10.1109/TII.2020.2973231
M. G. Deighton, Manejo de mantenimiento. 2016. doi: 10.1016/B978-0-12-801764-7/00005-X.
E. K. Youn and K. H. Choi, “A study on RCM approach to catenary system of electric railway,” Trans. Korean Inst. Electr. Eng., vol. 65, no. 8, pp. 1457–1465, 2016, doi: 10.5370/KIEE.2016.65.8.1457. DOI: https://doi.org/10.5370/KIEE.2016.65.8.1457
S. Lin, N. Li, X. Sun, and D. Feng, “Research on Maintenance Efficiency Optimization for the Catenary System of Electrified Railways,” 2021 IEEE IAS Ind. Commer. Power Syst. Asia, I CPS Asia 2021, pp. 942–947, 2021, doi: 10.1109/ICPSAsia52756.2021.9621505. DOI: https://doi.org/10.1109/ICPSAsia52756.2021.9621505
H. Cheng, Y. Cao, J. Wang, W. Zhang, and H. Zeng, “A preventive, opportunistic maintenance strategy for the catenary system of high-speed railways based on reliability,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part F J. Rail Rapid Transit, vol. 234, no. 10, pp. 1149–1155, 2020, doi: 10.1177/0954409719884215. DOI: https://doi.org/10.1177/0954409719884215
R. Wijaya et al., "Tropical Climate Effects on Railway Catenary Systems: A Case Study of Indonesian Infrastructure," J. Rail Eng., vol. 12, no. 3, pp. 45-59, 2023. DOI: 10.1016/j.jre.2023.04.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jre.2023.04.005
L. Chen et al., "Graphene-Enhanced HTS Cables for High-Humidity Environments," Mater. Today Energy, vol. 28, p. 101072, 2023. DOI: 10.1016/j.mtener.2023.101072 DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtener.2022.101072
A. Nguyen et al., "Digital Twin Implementation for Railway Catenary in Developing Countries," IEEE Access, vol. 11, pp. 112543-112556, 2023. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3317892 DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3317892
T. Sato, "Edge AI for Real-Time Catenary Monitoring with Sparse Data," Eng. Appl. Artif. Intell., vol. 124, p. 106591, 2023. DOI: 10.1016/j.engappai.2023.106591 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engappai.2023.106591
Unduhan
Diterbitkan
Terbitan
Bagian
Lisensi
Hak Cipta (c) 2025 Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal)
Artikel ini berlisensiCreative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
1. Usulan Kebijakan untuk Jurnal yang Menawarkan Akses Terbuka.
Penulis yang menerbitkan jurnal ini menyetujui persyaratan berikut:
a. Penulis memiliki hak cipta dan memberikan hak jurnal untuk publikasi pertama dengan karya yang secara simultan dilisensikan di bawah Lisensi Atribusi Creative Commons yang memungkinkan orang lain untuk berbagi karya dengan pengakuan kepengarangan karya dan publikasi awal dalam jurnal ini.
b. Penulis dapat mengadakan perjanjian kontrak tambahan yang terpisah untuk distribusi non-eksklusif versi jurnal yang diterbitkan dari karya tersebut (misalnya, mempostingnya ke repositori institusional atau menerbitkannya dalam sebuah buku), dengan pengakuan atas publikasi awalnya di jurnal ini.
c. Penulis diizinkan dan didorong untuk memposting pekerjaan mereka secara online (misalnya, dalam repositori institusional atau di situs web mereka) sebelum dan selama proses pengajuan, karena dapat menyebabkan pertukaran yang produktif, serta kutipan yang lebih awal dan lebih besar dari karya yang diterbitkan (Lihat The Pengaruh Akses Terbuka).
2. Usulan Kebijakan untuk Jurnal yang Menawarkan Akses Terbuka Tertunda
Penulis yang menerbitkan jurnal ini menyetujui persyaratan berikut:
Penulis memiliki hak cipta dan memberikan hak jurnal untuk publikasi pertama, dengan karya [SPESIFIKASI PERIODE WAKTU] setelah publikasi secara simultan dilisensikan di bawah Lisensi Atribusi Creative Commons yang memungkinkan orang lain untuk berbagi karya dengan pengakuan kepengarangan karya dan publikasi awal dalam hal ini jurnal.
Penulis dapat mengadakan perjanjian kontrak tambahan yang terpisah untuk distribusi non-eksklusif versi jurnal yang diterbitkan dari karya tersebut (misalnya, mempostingnya ke repositori institusional atau menerbitkannya dalam sebuah buku), dengan pengakuan atas publikasi awalnya di jurnal ini.
Penulis diizinkan dan didorong untuk memposting pekerjaan mereka secara online (misalnya, dalam repositori institusional atau di situs web mereka) sebelum dan selama proses pengajuan, karena dapat menyebabkan pertukaran yang produktif, serta kutipan yang lebih awal dan lebih besar dari karya yang diterbitkan (Lihat Pengaruh Akses Terbuka).
