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RDSO develops design of of Anti-Viral system for AC coach in collaboration with CSIO

 

आरडीएसओ और सीएसआईआर द्वारा भारतीय रेलवे के वातानुकूलित कोचों के लिए एंटी-वायरल और एंटी-पैथोजेन सिस्टम का विकास और तैनाती

अनुसंधान अभिकल्प और मानक संगठन (आरडीएसओऔर सीएसआईआर-सीएसआईओ रेलवे वातानुकूलित कोचों के लिए एंटी-वायरल और एंटी-पैथोजेन सिस्टम के विकास और तैनाती के लिए पिछले एक साल से संयुक्त रूप से काम कर रहे हैं। देश में कोविड सार्स-2 वायरस की महामारी को देखते हुए इस परियोजना की शुरुआत की गई थी। वैज्ञानिक तथाऔद्योगिक अनुसंधान परिषद (सीएसआईआरघटक प्रयोगशालाकेंद्रीय वैज्ञानिक उपकरण संगठन (सीएसआईओचंडीगढ़ स्थित अन्य सीएसआईआर प्रयोगशालाओं के साथ मॉलसम्मेलन कक्ष और वाहनपरिवहन जैसे इनडोर स्थानों में उपयोग के लिए यूवी-सी आधारित वायरल कीटाणुशोधन प्रणाली विकसित की है। यात्रियों के लिए आरामदायक एवं स्वच्छ वातावरण बनाए रखने के लिए भारतीय रेलवे के वातानुकूलित डिब्बों में एचवीएसी (हीटिंगवेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंगसिस्टम लगे हैं। एचवीएसी सिस्टम के सबसे महत्वपूर्ण पहलुओं में से एक यात्री क्षेत्र के इनडोर बंद स्थानों का वेंटिलेशन है। एचवीएसी सिस्टम के बंद स्थानों में लोगों के संक्रमित होने की संभावना अधिक होती है। एसी कोच में एचवीएसी सिस्टम के छोटे डक्ट ऐसे स्थान होते हैं जहां सूक्ष्मजीव वेंटिलेशन सिस्टम के माध्यम से फैल सकते हैं। एक निश्चित समय के बादयह संभावना है कि एचवीएसी के तहत एकसूक्ष्मजीवों के संपर्क में आ जाएगा जो श्वसन संक्रमणफ्लू और अन्य बीमारी का कारण बनते हैं। हाल ही में SARS-CoV-2 वायरस के साथवेंटिलेशन सिस्टम के माध्यम से हवाई संचरण के साथ खतरा काफी बढ़ गया है जो कि प्राथमिक और माध्यमिक संक्रमणों की बढ़ोतरी के लिए जिम्मेदार है। इसलिए इन प्रणालियों का कीटाणुशोधन सबसे महत्वपूर्ण है।

आरडीएसओ और सीएसआईआर ने भारतीय रेलवे के वातानुकूलित यात्री डिब्बों के लिए यूवी-सी आधारित सार्स वायरस निष्क्रियकरण प्रणाली के डिजाइन और विकास के लिए सहयोग किया और इस चुनौती को स्वीकार किया। यह प्रोजेक्ट तब शुरू किया गया था जब कोविड-19 की दूसरी लहर अपने चरम पर थी। सिस्टम को विकसित करने और परीक्षण के लिए चंडीगढ़ कोचिंग डिपो में एक एसी थ्री टियर कोच का चयन किया गया था। एसी कोचों में हवा का प्रवाह अधिक होता हैइसलिए एक ऐसी प्रणाली को डिजाइन करने की चुनौती थी जो मिलीसेकंड के कम समय में वायरस को निष्क्रिय कर सके। एसी कोच के वायु नलिकाओं के माध्यम से वायु प्रवाह का एक सीएफडी (कम्प्यूटेशनल फ्लूड डायनेमिक्सअध्ययन करके एसी नलिकाओं में वायु प्रवाह दर के आधार पर यूवी-सी विकिरण की खुराक पर काम किया गया था। एसी कोच में एयरफ्लो को भी हॉट-वायर एनीमोमीटर का उपयोग करके मापा गया था और नलिकाओं की ज्यामिति को इस उद्देश्य के लिए बनाए गए सीएडी (कंप्यूटर एडेड डिजाइनमॉडल के रूप में ट्रांसक्राइब किया गया था। परिकलित यूवी-सी खुराक के आधार पर इंस्टीट्यूट ऑफ माइक्रोबियल टेक्नोलॉजी (IMTECH),चंडीगढ़ में एक प्रायोगिक सेट-अप बनाया गयाजो एक अन्य सीएसआईआर लैब है। वायरस पर यूवी-सी के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए सीएसआईआर-आईएमटेक में लाइव वायरस और यूवी-सी विकिरण के साथविस्तृत प्रयोग किए गए। यह देखा गया कि उचित मात्रा में यूवी-सी विकिरण 99% वायरस को निष्क्रिय करने में सक्षम था।

प्रयोगात्मक परिणामों की सफलता के आधार परयूवी-सी लैंप के आकार और वाट क्षमता को चुना गया था। एसी3 टियर कोच के प्रति एयर डक्ट में यूवी-सी बल्बों की संख्या की गणना की गई। क्लैम्पबेस-प्लेटकंट्रोल पैनलस्टेटस बोर्डइलेक्ट्रॉनिक्स और वायरिंग आदि का डिजाइन रेलवे यात्री कोचों पर ऐसे उपकरणों के उपयोग पर मौजूदा मानकों के अनुसार किया गया था। सभी भागों और घटकों का परीक्षण कार्यसुरक्षाविश्वसनीयता और स्थायित्व के लिए मान्यता प्राप्त प्रयोगशालाओं द्वारा किया गया था। सिस्टम के लिए फायर प्रूफ केबल और घटकों को चुना गया था। प्रोटोटाइप सिस्टम के विकास और निर्माण के बादएसी 3 टियर कोच के प्रत्येक डक्ट में दो ऐसे सिस्टम फिट किए गए थे। यूवी-सी विकिरण के रिसाव को सिस्टम के उपयुक्त डिजाइन और एसी एयर डक्ट में लगाने से रोका गया। यात्री क्षेत्र में यूवी-सी विकिरण रिसाव को यूवी प्रकाश मीटर का उपयोग करके मापा गया था। यह सुनिश्चित किया गया कि यात्री क्षेत्र में यूवी-सी विकिरण का रिसाव न हो। यह भी अध्ययन किया गया था कि क्या वायु वाहिनी में यूवी-सी लैंप का स्थान सीएफडी विश्लेषण के माध्यम से वायु प्रवाह में बाधा डालता है।

प्रदर्शन और सुरक्षा के लिए पूरी प्रणाली के सिद्ध होने के बादइसे एसी कोच पर लगाया गया और चंडीगढ़ बांद्रा एक्सप्रेस पर कोच को फिट करके रन-ट्रायल किया गया। सीएसआईआर-सीएसआईओ कर्मियों ने एक महीने के लिए ट्रेन में यात्रा की और उत्तर रेलवे और आरडीएसओ के अधिकारियों की टीम के साथ प्रदर्शनयात्री क्षेत्र में यूवी-सी के रिसाव और किसी भी खराबी का मूल्यांकन किया। सीएसआईआर द्वारा विकसित ड्राई एयर सैंपलर का इस्तेमाल हर घंटे हवा का नमूना लेने के लिए किया जाता था। सिस्टम डिजाइन के अनुसार सभी प्रदर्शनसुरक्षापर्यावरण और ईएमआई मानकों को पूरा करने में सक्षम था। भारतीय रेलके एसी कोचों के लिए इस एंटी-वायरल सिस्टम को अब आरडीएसओ द्वारा मंजूरी दे दी गई है और सभी एसी कोचों में फिट करने के निर्णय के लिए रेलवे बोर्ड को सूचित किया गया है।

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Development and Deployment of Anti-Viral and Anti-Pathogen system for Air Conditioned Coaches of Indian Railways by RDSO and CSIR

Research Designs and Standards Organisation (RDSO) and CSIR-CSIO have been jointly working from last o­ne-year for development and deployment of Anti-Viral and Anti-Pathogen system for Air Conditioned Coaches in railway AC coaches. Project was taken up in view of the pandemic of Covid SARS-2 virus in the country. Council of Scientific and Industrial Research (CSIR) constituent laboratory, Central Scientific Instrumentation Organisation (CSIO) based in Chandigarh along with other CSIR labs has developed a UV-C based viral disinfection system for use in indoor spaces such as malls, conference rooms and transport vehicles. Air-conditioned coaches of Indian Railways are fitted with HVAC (Heating, Ventilation and Air-Conditioning) systems for maintaining comfortable environment for the passengers. o­ne of the most important aspects of the HVAC systems is the ventilation of indoor closed spaces of the passenger area.  People are more likely to get infected in closed spaces of an HVAC system. Small compact ducts of HVAC system in an AC coach are places where Microbes can thrive circulating through the ventilation system. After a certain amount of time, it is likely that o­ne, under HVAC will be exposed to microorganisms that cause respiratory infections, flu, and other illness. With the recent SARS-CoV-2 virus, the threat has increased tremendously with airborne transmission through the ventilation system which is responsible for the majority of primary and secondary infections. So disinfection of these systems is most important.

RDSO and CSIR collaborated and took up the challenge for design and development of a UV-C based SARS virus deactivation system for the AC passenger coaches of Indian Railways. This project was started when the second wave of Covid-19 was at its peak. o­ne AC 3 tier coach at Chandigarh Coaching Depot was selected to develop the system and for trials. Air flow of the AC coaches is high, therefore there was a challenge to design a system which can deactivate the virus in a short time of milliseconds. Dose of the UV-C radiation was worked out based o­n the airflow rate in the AC ducts by carrying out a CFD (Computational Flued Dynamics) study of air-flow through the air ducts of AC coach. Airflow in the AC coach was also measured by using hot-wire anemometer and the geometry of the ducts was transcribed in the form of a CAD (Computer Aided Design) model built for this purpose. Based o­n the calculated UV-C dose an experimental set-up was created in Institute of Microbial Technology (IMTECH), Chandigarh, which is another CSIR Lab. Detailed experiments with live virus and UV-C radiation were carried out in CSIR - IMTech to study the effect of UV-C o­n the virus. It was observed that UV-C radiation of appropriate dose was able to inactivate 99% of virus. 

Based o­n the success of the experimental results, size and wattage of the UV-C lamps was chosen. Calculation for the number of UV-C bulbs per air duct of AC3 tier coach was done. Design of clamps, base-plate, control panel, status board, electronics and wiring etc. was done in accordance with the extant Standards o­n use of such devices o­n railway passenger coaches. All parts and components were tested by accredited laboratories for function, safety, reliability and durability. Fire proof cables and components were chosen for the system. After development and manufacture of the prototype systems, two such systems were fitted in each duct of the AC 3 tier coach. Leakage of UV-C radiation was prevented by suitably design of the system and its placement in the AC air duct. UV-C radiation leakage into the passenger area was measured using UV light meters. It was ensured that the leakage of the UV-C radiation in the passenger area was not there.  It was also studied whether the UV-C lamps location in the air duct hinder the air flow through CFD analysis. 

After the complete system was proven for performance and safety, the same was fitted o­n the AC coach and run-trials carried out by fitting the coach on Chandigarh Bandra Express. CSIR-CSIO personnel travelled o­n the train for a month and evaluated the performance, leakage of UV-C in passenger area and any malfunction along with the team of Indian Railway officials from Northern Railway and RDSO. CSIR developed Dry air sampler was used to sample the air every few hours.  System was able to meet all the performance, safety, environmental & EMI parameters as per design. This anti-viral system for the AC coaches of IR has now been cleared by RDSO and communicated to Railway Board for decision for fitment o­n all AC coaches. 

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