DIAGNOSTICA INTEGRATA SU RETI METRO

D IAGNOSTICA INTEGRATA
SU RETI
METRO - FERROVIARIE
PEROTTI Internacional Tecnologias Ferroviárias Ltda.
La rete ferroviaria deve essere considerata come un sistema
dinamico che, per effetto delle diverse e ripetute sollecitazioni, è
soggetto a continue variazioni fisiche che alla lunga determinano
guasti e danni evidenti.
Normalmente, quando i difetti sono opportunamente evidenziati,
si interviene con le azioni di manutenzione obbligatoria, per
impedire ulteriori danni e l’interruzione della circolazione.
Nel caso di costruzione di nuove linee, soltanto un’approfondita e
contestuale diagnosi può determinare la qualità dei lavori e la
loro adeguatezza al traffico ferroviario pianificato.
PEROTTI INTERNACIONAL
offre in modo specifico il servizio di diagnostica integrata
generale mediante un Treno Diagnostico Plasser & Theurer 100U
opportunamente attrezzato che è in grado di effettuare:
alla velocità di 100 km/ora
Rilevazione della geometria e del consumo delle rotaie;
Controllo della sagoma limite e profilo massicciata
Video ispezione (Rail Scan e Rail Check)
alla velocità di 60 km/ora
Servizio di ultrasuoni sulle rotaie
Dati tecnici EM100U
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Lunghezza18,900 mm
Altezza pf 4,130 mm
Larghezza 3,100 mm
Potenza motore 320 kW
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Interperno 12,000 mm
Peso 58 t
Velocità trasferimento e rilievo 100 km/h
Velocità rilievo ultrasuoni 60 km/h
I sistemi di diagnostica messi a punto da PEROTTI INTERNACIONAL
consentono di ottenere “report” tecnici sugli indici di qualità e sicurezza e di
impostare tutte le azioni di pianificazione e programmazione degli interventi
manutentivi, sia preventivi che predettivi, oltre che agli interventi correttivi
immediati.
I sistemi di diagnostica proposti offrono inoltre la possibilità di creare un database storico imponente per la qualità e quantità delle informazioni, di
fondamentale importanza per conoscere la “vita” della linea sin dal momento
della realizzazione delle opere.
Questo permette nel futuro di compiere ponderate scelte per il rinnovamento
della linea stessa e per orientare le scelte relative alla progettazione e
realizzazione di nuovi impianti.
Per raggiungere tale obiettivo, PEROTTI INTERNACIONAL possiede e
utilizza:
hardware e/o software per l’acquisizione on-line dei dati con sistemi
altamente qualificati
successiva elaborazione off-line dei dati grazie al know-how ottimale
ampiamente sperimentato
In sintesi, la diagnostica integrata permette:
rilevamento dei parametri e individuazione delle anomalie in real-time
analisi dei dati off-line
definizione degli interventi correttivi immediati
pianificazione della manutenzione periodica preventiva e predittiva
Il treno diagnostico utilizzato da PEROTTI INTERNACIONAL effettua:
la video ispezione digitale della sede ferroviaria (Rail Scan)
il riconoscimento visuale automatico delle anomalie (Rail Check)
il rilevamento dei parametri geometrici con sistema GPS/inerziale
(Geometria dei binari)
l’individuazione delle usure delle rotaie: marezzature, consumo delle
rotaie e analisi del profilo dell’usura (Consumo rotaie)
i controlli non distruttivi delle rotaie (Ultrasuoni)
il rilevamento della sagoma limite e il profilo della massicciata
Il sistema di diagnostica integrata proposto da
PEROTTI INTERNACIONAL prevede:
Contemporaneità dei rilevamenti
Possibilità di controllare metro per metro lo stato del binario
Scorrimento continuo dei dati a video
Analisi dei valori fuori tolleranza
Stampa dei grafici a colori
Memorizzazione dei dati per il possibile successivo recupero degli stessi
per raffronti
Data e ora memorizzate in tempo reale e visione d’insieme di tutti i
parametri
Videoispezione con stampa delle fotografie direttamente a video
Accesso ai dati tramite “password” se richiesto
Trasmissione dei dati rilevati a fine giornata direttamente al committente,
via rete GPRS/UMTS/LTE
I rilevamenti interessano le seguenti funzioni:
Rail Scan (vídeo ispezione)
Rail Check
Geometria
Consumo della rotaia
Ultrasuoni
Sagoma limite e profilo massicciata
Rail Scan (video ispezione)
E’ un sistema di ripresa fotografica dal quale si possono ricavare fotogrammi
di particolare interesse grazie ad una telecamera frontale panoramica a ripresa
continua che è in grado di fornire fotografie relative ad un metro di linea,
corrispondente alla visione frontale del macchinista.
Proposto per videate lunghe, capaci di fotografare lo stato della linea nel suo
insieme per rilevare:
• alberi inclinati verso la
sede ferroviaria
• opere costruite troppo
vicine ai binari
• luoghi di avvallamento che
possono sommergere la
linea in caso di abbondanti
piogge
• vegetazione in atto sui
binari
Rail Check
Il Rail Check è un sistema che rileva lo stato del binario nei suoi componenti
principali grazie a due telecamere distinte, posizionate in corrispondenza delle
rotaie, con una tecnologia ottica per il riconoscimento delle anomalie.
Queste sono classificate secondo la struttura e la localizzazione, con la
descrizione progressiva del tratto, dell’ora, del chilometro, della direzione del
percorso, del controllo destro o sinistro:
rotaie (rottura della rotaia, giunto isolato, sbavature del bordo del bulbo,
controllo del bulbo, anomalia sulla superficie di rotolamento, impronte
sferiche, patinature)
organi di attacco (esistenza dei fissaggi con l’affermazione Si/No)
traverse (fessurazioni, raspature superficiali)
Il Rail Check segna il punto del difetto e la colorazione rilasciata indica se è
interessata la rotaia, l’organo di attacco rotto o mancante, lo stato della
traversa.
Se si insiste col computer su uno dei punti rilevati, il sistema fornisce la
fotografia dell’anormalità riscontrata corredata dalla data, dalla linea
ferroviaria, dalla tratta interessata, dalla posizione raggiunta da un punto “0”
stabilito, scrivendo cosa è il difetto e dove è: a destra o a sinistra.
Tutti i fotogrammi sono a video con possibilità di zoom.
Geometria
La geometria del binario fornisce i seguenti dati:
scartamento
allineamento longitudinale destro – sinistro
sghembo
sopraelevazione
freccia destra – sinistra
I dati rilevati riguardano una misurazione ogni 250 mm e l’errore rilevato
rientra in una tolleranza prefissata
Ogni funzione viene presentata in un suo foglio e un indicatore segna la
posizione di ogni funzione o di tutte nel loro complesso
I dati di partenza sono quelli standard forniti dagli elaboratori della macchina,
ma il sistema della PEROTTI INTERNACIONAL elabora tali dati in modo che
che ogni funzione viene presentata in un suo foglio e un indicatore segna la
posizione di ogni funzione o di tutte nel loro complesso
modalità standard
Consumo della Rotaia
Il consumo della rotaia viene calcolato da un sistema costruito dai Laboratori
KLD ed installato su un veicolo ferroviario.
Il profilo Dx e Sx riporta in decimi di millimetro il consumo del ferro e la
larghezza del fungo, un istogramma ne evidenzia la posizione metrica e il tipo
di rotaia esaminato:
consumo centro rotaia sinistra - consumo centro rotaia destra
consumo interno rotaia sinistra - consumo interno rotaia destra
larghezza bulbo rotaia sinistra - consumo interno rotaia destra
istogramma rotaia sinistra - istogramma rotaia destra
Il rilevatore posto sul treno diagnostico è in grado di riconoscere
automaticamente e direttamente il tipo di rotaia utilizzata, e di effettuare il
confronto tra i dati rilevati e i dati di progetto
Di seguito sono indicati i profili delle rotaie normalmente utilizzati nella
Ferrovia Nord Sud …..
Ultrasuoni
Il controllo ad ultrasuoni, eseguibile ad una velocità di 60 km/h, viene
effettuato con sonde orientate a 70º, 0º, 35º e 20º su ciascuna delle rotaie. In tal
modo non potrà sfuggire al controllo alcuna anomalia riguardante l’integrità
delle rotaie destra e sinistra.
L’eventuale difetto sarà
riconosciuto con la
codifica UIC e sarà
fornita un’immagine
della rotaia con
impressa la linea di
rottura e la sua
profondità.
Viene data la posizione
sulla rotaia destra o
sinistra da un punto “0”
predefinito.
Sagoma limite e profilo massicciata
Il sistema di rilevamento della sagoma è stato ideato per il controllo dei superamenti
della sagoma del binario e del profilo del ballast.
Il sistema consiste in un laser a scansione a 360°, che misura la distanza verso i
dintorni del binario compreso il piano di posa. Le misurazioni sono prelevate 2700 volte
per ogni rivoluzione con una rateo fino a 200 rivoluzioni al secondo (Frequenza
d’acquisizione = 540.000 Hz).
I dati rilevati vengono memorizzati in allineamento con i dati della geometria del
binario. Il Software del sistema paragona simultaneamente i dati misurati fino a tre
curve inviluppo differenti di sagoma. I superamenti sono visualizzati in tempo reale e
riportati nel report fuori tolleranze della sagoma.
Simultaneamente all’analisi della sagoma, il Software di sistema controlla la
distribuzione del ballast rispetto a fino a tre profili di ballast differenti. Eccessi e difetti
fuori tolleranza vengono rappresentati nel report di ballast. Il sistema rileva ad una
risoluzione di 1 mm, le misurazioni sono di una precisione entro i 10 mm.
Con un'unica corsa di rilevamento è quindi possibile misurare, elaborare e
memorizzare tutte le grandezze importanti; il sistema di video-ispezione fornisce
contemporaneamente riprese digitali per il controllo visivo della linea di contatto, con
l’abbinamento delle immagini ai dati di misura per la visualizzazione su schermo e
stampa dei risultati.
Il sistema diagnostico della PEROTTI INTERNACIONAL, al termine dei controlli diagnostici su una
determinata tratta, propone a video una forma di report semplificato che illustra in modo
immediato e senza possibilità di errore la situazione del binario esaminato.
Sul monitor apparirà infatti una pagina relativa a 1.000 m suddivisa in intervalli di 10 metri sotto
forma di istogramma con i decametri colorati, secondo lo stato dei binari (relativamente alla
geometria):
Blu: fuori tolleranza per difetto (+100%): molta attenzione
Azzurro: fuori tolleranza per eccesso (+50%): media attenzione
Verde: il binario è regolare ed è in tolleranza
Giallo: fuori tolleranza per difetto (-50%): media attenzione
Rosso: fuori tolleranza per difetto (-100%): molta attenzione
Tutte le funzioni sono riferite a ciascun decametro colorato.
Durante il controllo visivo di 1.000 metri di binario, potrà evidenziarsi una situazione rilevante con
la possibilità di analizzare un punto preciso.
Posizionando il cursore di navigazione sul punto scelto, una linea verticale indicherà il metro che
sarà identificato ed il grafico lo rileverà; tutte le funzioni, comprese le fotografie, saranno riferite al
metro scelto.
Collocando il sistema nel mezzo della pagina, si avrà la visione del tratto di 5 metri prima e 5 metri
dopo il punto scelto.
Una telecamera con grande profondità di campo mostrerà a video la contestuale visione.
L’analisi approfondita di ogni singola funzione che presenta anomalie può essere effettuata
successivamente tramite i grafici lineari continui del percorso considerato che viene “fotografato”
su tratti di 10 metri.
La video ispezione è riportata direttamente sul monitor con la possibilità di
ingrandire le immagini per analizzare i particolari.
Sarà così possibile vedere la rottura di una traversa, la mancanza di tirafondi e
bulloni, un fissaggio scadente.
L’operatore, analizzando le anomalie riportate dalla video ispezione, sarà in
grado di verificare se si tratta di difetti veri o di letture falsate da oggetti che si
trovano su e tra i binari (cartacce, rifiuti, foglie, rami ed altri corpi estranei).
Di ciascuna pagina a video, di ogni grafico (lineare o istogramma), di ogni
fotografia in formato originale o ingrandita, si potrà ottenere immediatamente
una stampa a colori in formato A4.
L’immagine che rappresenta la rotaia evidenzierà con colore rosso la rottura
dello stesso, l’importanza del difetto, il punto chilometrico e la parte (a destra
o a sinistra).
Per quanto riguarda il consumo della rotaia, il data base della macchina ha in
memoria un grande numero di diversi tipi di rotaia; in modo automatico il
software individuerà il profilo in uso e riporterà lo stato di usura della rotaia
riferito al profilo originale nuovo.
L’errore del sistema deve rientrare nei seguenti limiti:
Consumo rotaia:
controllo ogni 1.000 mm
Geometria:
controllo ogni 250 mm
errore 0,3 mm
• scartamento (1 mm)
• livello longitudinale destro – sinistro (0,8 mm)
• sghembo (0,5 mm/metro)
• sopraelevazione (2,5 mm)
• freccia destra – sinistra (1,1 mm)
Marezzatura:
controllo ogni 40 mm
errore 0,01 mm
Sagoma limite e Profilo massicciata:
controllo a 270 Hz
errore 10 mm
Tutti i dati rilevati sono visualizzati a video contemporaneamente
Tutti i dati rilevati sono archiviati in formato digitale. Occorre anche
considerare che i dati relativi a 1.000 metri, in formato cartaceo (A4),
avrebbero uno spessore di 2,5 centimetri
I tempi necessari per un primo controllo della linea ferroviaria sono:
- 100 metri, metro per metro:
1 minuto
- 1.000 metri, ogni 100 metri:
7 secondi
- 1.000 metri, metro per metro:
10 minuti
Di seguito è riportato l’esempio, mediante una simulazione, del controllo di un
tratto di linea reale.
Sul tratto di ferrovia controllato, si sceglie il chilometro progressivo da
visionare e, dal report iniziale, si passa alle successive rilevazioni specifiche
delle funzioni cercate.
SIMULAZIONE:
La simulazione riguarda il rilievo diagnostico della
Ferrovia Nord Sud, che inizia dall’intersezione con
la Estrada de Ferro Carajá, presso Açailandia (dove
è il Km 00,000) e prosegue verso Sud.
Il tratto a video giunge fino ad Imperatriz, con la
possibilità di evidenziare ogni tratto di ferrovia
lungo 1 km.
Con il mouse si punta in corrispondenza del sub
tratto da visualizzare (in viola) e si avrà la
possibilità di discriminare in dettaglio il tratto di un
chilometro da evidenziare …
… più precisamente un chilometro di binario tra il km 44,500 ed il km 45,500 …..
… apparirà a video il report completo relativo a questa tratta di un chilometro …..
Con il mouse si andrà sul metro cercato: una linea verticale lo identificherà e
rileverà.
Tutte le funzioni, comprese le fotografie, saranno riferite al metro scelto.
Collocando il sistema nel mezzo della pagina, si avrà la visione del tratto di 5
metri prima e 5 metri dopo il punto scelto.
Dopo aver effettuato i diversi rilevamenti e controlli, viene
elaborato un file contenente le azioni di intervento correlate alle
anomalie riscontrate.
Le azioni di intervento saranno elaborate in funzione delle
necessità e priorità del cliente, e proposte in un report specifico
POTENZIALE OPERATIVO ELEVATO
PER CAPACITÀ
E LIVELLO TECNOLOGICO
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