ใครนั่งรถไฟฟ้าสายสีแดงยกมือ! สังเกต? ว่า รถไฟฟ้าเสียงดังน้อยลง

'อีโค่-สมาร์ตแดมเปอร์' เป็นผลงานความร่วมมือระหว่างสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง(สจล.) ในฐานะหน่วยงานวิจัย กับบริษัท เอ.ยู.ที. จำกัด ในฐานะภาคเอกชนผู้ผลิตและร่วมพัฒนา โดยได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจากหน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของประเทศ หรือ บพข. สังกัดกระทรวง อว.

 

 

 

อีโค่-สมาร์ตแดมเปอร์ นวัตกรรมลดเสียงในรางรถไฟ ลดได้แค่ไหนกันเชียว?

 

อีโค่-สมาร์ตแดมเปอร์ คือนวัตกรรมแท่งสลายพลังงานสำหรับรางรถไฟ เพื่อลดปัญหามลภาวะทางเสียงและการสั่นสะเทือน  เจ๋งไปอีกขั้นด้วยการใช้วัสดุจากธรรมชาติแบบไทยๆ อย่าง ยางพารา และเศษยางรถยนต์เก่า แทนวัสดุสังเคราะห์ที่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ซึ่งมักจะผลิตจากสารสังเคราะห์พอลิเมอร์ ที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ย่อยสลาย และการรีไซเคิลทำได้ยากมาก ทำให้นวัตกรรมนี้ใช้วัตถุดิบในประเทศ 100%

ผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่ สจล. และห้องปฏิบัติการมาตรฐานสากลในประเทศเยอรมนี ผนวกกับการทดสอบติดตั้งใช้งานจริงบนทางรถไฟฟ้าสายสีเขียว (BTS) และสายสีแดง (SRT) นานกว่า 18 เดือน พบว่า ระดับเสียงลดลงจนมนุษย์สามารถรับรู้ได้อย่างชัดเจน และจากการฝังระบบสมองกลฝังตัว (Embedded System) ที่สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์เพื่อตรวจวัดการสั่นสะเทือน เสียง อุณหภูมิ และวัดน้ำหนักรถขณะวิ่ง (Weight in Motion – WIM) บนรางรถไฟได้  เพื่อนำข้อมูลมาวิเคราะห์ พบว่า

 

สามารถลดเสียงและการสั่นสะเทือนได้จริง 3-7 เดซิเบล โดยผลการทดสอบล่าสุดบนทางรถไฟฟ้าสายสีเขียวช่วงสถานีอุดมสุข-ปุณณวิถี สามารถลดระดับเสียงได้ถึง 4.3 เดซิเบล และบนรถไฟฟ้าสายสีแดงช่วงสถานีตลิ่งชัน-บางบำหรุ ลดลง 2.5 เดซิเบล

 

 

 

ผศ.ดร.รัฐภูมิ ปริชาตปรีชา หัวหน้าโครงการวิจัย จาก สจล. กล่าวว่า  “แรงบันดาลใจคือการนำวัสดุในประเทศอย่างยางพาราและเศษยาง มาสร้างนวัตกรรมที่แก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมและสร้างมูลค่าเพิ่มรวมถึงการต่อยอดสู่ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่แข่งขันได้ในตลาดโลก

ความยากคือต้องออกแบบปรับจูนแดมเปอร์ให้เข้ากับทางรถไฟที่มีความแตกต่างกันและต้องผ่านมาตรฐานในระดับสากลและการต่อยอดจาก TRL8 สู่ Commercialize TRL 9 ซึ่งต้องมีการวิจัยต่อเนื่องเพื่อให้นวัตกรรมที่พัฒนาขึ้นสามารถแข่งขันในตลาดระดับสากลได้จริง ด้วยความร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับ เอ.ยู.ที. ตั้งแต่การออกแบบจนถึงการทดสอบจริง และการสนับสนุนจาก บพข. คือปัจจัยสำคัญที่ทำให้งานวิจัยไม่หยุดแค่ในห้องทดลอง แต่สามารถนำไปใช้งานและแข่งขันได้จริง”

 

 

ต่อยอด ประมูลงานระดับโลกได้สำเร็จ! สร้างมูลค่ากว่า 200 ล้านบาทเป็นโครงการแรก

 

จากงานวิจัยของ สจล. ได้มีการร่วมลงทุนจากบริษัทเอกชน ได้แก่ บริษัท เอ.ยู.ที. จำกัด ซึ่งล่าสุดสามารถนำไปต่อยอดเทคโนโลยีจากงานวิจัยสู่ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่พร้อมส่งออก (TRL 9)  อีกทั้งยังสามารถชนะการประมูลสัญญาจัดส่งแดมเปอร์กว่า 400,000 ชิ้น มูลค่า 200 ล้านบาท ให้กับการรถไฟเนเธอร์แลนด์ในปี 2568 (2025) ซึ่งเป็นก้าวสำคัญที่ยกระดับ AUT จากผู้รับจ้างผลิต (OEM) สู่การเป็นเจ้าของเทคโนโลยีระดับสากล (Tier 1) ได้สำเร็จ!

นายธรณิน ณ เชียงตุง กรรมการผู้จัดการ บริษัท เอ.ยู.ที. จำกัด กล่าวว่า  “ความร่วมมือกับ สจล. ช่วยลดความเสี่ยงและทำให้เราเข้าถึงเทคโนโลยีใหม่ๆ จนสามารถเปลี่ยนจากการเป็นผู้รับจ้างผลิตระดับ Tier 3  สู่ผู้ผลิตระดับ Tier 1 จนสามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์และนวัตกรรมได้ด้วยตัวเอง ขยายตลาดสู่ระดับสากลได้สำเร็จ

กระบวนการวิจัยทำให้บริษัทได้รับการถ่ายทอดองค์ความรู้จนเข้าใจถึงรากฐานของผลิตภัณฑ์จากเดิมที่ทำได้เพียงรับจ้างผลิตตามเทคโนโลยีจากต่างประเทศเท่านั้น จนสามารถต่อยอดพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีมาตรฐานแข่งขันได้ในระดับสากล ความสำเร็จในการส่งออกไปเนเธอร์แลนด์เป็นเพียงจุดเริ่มต้น เรายังมีแผนขยายตลาดไปยังยุโรป ออสเตรเลีย และในประเทศ ซึ่งคาดว่าจะสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจไม่ต่ำกว่า 250-300 ล้านบาท”

 

ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ อีโค่-สมาร์ตแดมเปอร์ ได้รับความสนใจจากหลายหน่วยงานในประเทศซึ่งคาดว่าจะมีการจัดซื้อในอนาคตอันใกล้นี้  สำหรับตลาดในต่างประเทศก็ได้รับความสนใจนอกเหนือไปจาก กลุ่มประเทศสหภาพยุโรป และออสเตรเลีย ยังมีกลุ่มประเทศในภูมิภาคเอเชียที่อยู่ระหว่างการดำเนินการ โดยปัจจุบันบริษัทยังได้ร่วมกับ นักวิจัย ในการพัฒนาสมรรถนะแดมเปอร์ให้มีความสามารถมากขึ้นโดยเฉพาะความสามารถในการลดความขรุขะของรางทำให้ผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงควบคู่ไปกับการลดเสียงรบกวนได้อีกด้วย

 

 

ปัญหาเสียง-สั่นสะเทือนรถไฟฟ้า มลพิษที่นักวิจัยอยากแก้ไข

ทั้งนี้ เว็บไซต์ BCG ของ สวทช. ระบุถึงปัญหาที่เกี่ยวกับเสียงและแรงสั่นสะเทือนของรถไฟไว้ว่า เป็นมลพิษที่ผู้คนที่อยู่ตามแนวเส้นทางรถไฟ โดยเฉพาะเส้นทางที่วิ่งผ่านชุมชนเมือง มักต้องเจอแบบหลีกเลี่ยงไม่ได้ ด้วยเหตุนี้ที่ผ่านมาจึงมีการคิดค้นและศึกษางานวิจัยที่เกี่ยวข้องทั้งในประเทศและต่างประเทศเพื่อแก้ไขปัญหานี้ด้วยการลดเสียงและการสั่นสะเทือนที่แหล่งกำเนิด 

โดยเสียงที่เกิดจากการวิ่งของรถไฟ จะมีอยู่ 3 แบบ

• เสียงระดับแรก คือ เสียง Train Motor Noise เป็นเสียงที่มาจากเครื่องยนต์เป็นหลัก จะเกิดขึ้นกับรถไฟที่วิ่งด้วยความเร็วไม่เกิน 30 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่พอรถไฟวิ่งตั้งแต่ 50 ถึง 150 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จะก่อให้เกิดเสียงดังในระดับที่สร้างความรำคาญได้
• รถไฟฟ้า BTS จะเป็นเสียงระดับที่ 2 ที่เราเรียกว่า Wheel Rail Noise หรือ Rolling Noise โดยเสียงนี้เกิดจากล้อเหล็กที่กลิ้งไปบนรางเหล็ก
• เสียงในระดับที่ 3 จะเป็นเสียงที่เกิดจากอากาศพลศาสตร์ของรถไฟ (Aerodynamic Noise) จะเกิดขึ้นที่รถไฟวิ่งด้วยความเร็วเกิน 150 กิโลเมตรต่อชั่วโมงขึ้นไป

 

โดยทั่วไป การลดเสียงรบกวนบนทางรถไฟโดยทั่วไปสามารถทำได้ 3 วิธี

1. การ Control Noise at Source คือ คอนโทรลการวิ่งซึ่งเป็นการคุมแรงสั่นสะเทือนตั้งแต่แหล่งกำเนิด (อีโค่-สมาร์ตแดมเปอร์ใช้หลักการในข้อนี้)
2. การปิดช่องทางที่ไม่ให้เสียงดังไปยังคนที่อยู่ในอาคาร ชุมชน เช่น การใช้กำแพงกันเสียง แต่ข้อด้อยของการใช้กำแพงกันเสียง คือ ในอาคารสูง ผู้ที่จะได้ประโยชน์จากกำแพงกันเสียง คือ ผู้ที่อยู่ใต้แนวกำแพงกันเสียงลงมา แต่ชั้นที่สูงขึ้นไปที่มักจะเกิดข้อร้องเรียนเรื่องมลพิษทางเสียง เสียงที่ดังนี้ก็จะทะลุขึ้นไปได้ ดังนั้น กำแพงกันเสียง อาจไม่ช่วยในการลดเสียงในกรณีของรถไฟในเมืองที่มีอาคารสูงอยู่รอบๆ
3. การไปป้องกันที่ตัว Receiver คือตัวคนเรา เช่นการใช้ที่ปิดหูป้องกันเสียง หรือการใช้วัสดุป้องกันเสียงบริเวณหน้าต่างประตูหรือช่องเปิด เพื่อไม่ให้เสียงเข้าไปในอาคารเป็นต้น

นอกจากนั้น วิธีที่ใช้ในการลดเสียงดังจากรถไฟที่มักจะทำกัน คือ การเจียร์ราง เพื่อให้เสียงลดลง เพราะเสียงเกิดจากความขรุขระ ดังนั้น การเจียร์ให้เรียบขึ้นจะลดเสียงลงไปได้ แต่ในระยะยาวมักจะเกิดเสียงขึ้นอีก จนต้องเจียร์รางไปเรื่อยๆ จนถึงจุดที่ต้องเปลี่ยนรางซึ่งใช้งบประมาณสูง