DIAGNOSTICA INTEGRATA SU RETI METRO-FERROVIARIE

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1 DIAGNOSTICA INTEGRATA SU RETI METRO-FERROVIARIE PEROTTI Internacional Tecnologias Ferroviárias Ltda.

2 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.

3 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

4 Dati tecnici EM100U Lunghezza18,900 mm Altezza pf 4,130 mm Larghezza 3,100 mm Potenza motore 320 kw Interperno 12,000 mm Peso 58 t Velocità trasferimento e rilievo 100 km/h Velocità rilievo ultrasuoni 60 km/h

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6 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

7 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

8 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

9 I rilevamenti interessano le seguenti funzioni: Rail Scan (vídeo ispezione) Rail Check Geometria Consumo della rotaia Ultrasuoni Sagoma limite e profilo massicciata

10 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

11 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)

12 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.

13 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

14 modalità standard

15 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..

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18 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.

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20 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 = 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.

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22 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 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 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.

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24 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.

25 L errore del sistema deve rientrare nei seguenti limiti: Consumo rotaia: controllo ogni mm errore 0,3 mm Geometria: controllo ogni 250 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

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27 Tutti i dati rilevati sono archiviati in formato digitale. Occorre anche considerare che i dati relativi a metri, in formato cartaceo (A4), avrebbero uno spessore di 2,5 centimetri I tempi necessari per un primo controllo della linea ferroviaria sono: metri, metro per metro: 1 minuto metri, ogni 100 metri: 7 secondi 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.

28 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

29 più precisamente un chilometro di binario tra il km 44,500 ed il km 45,500..

30 apparirà a video il report completo relativo a questa tratta di un chilometro..

31 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.

32 Collocando il sistema nel mezzo della pagina, si avrà la visione del tratto di 5 metri prima e 5 metri dopo il punto scelto.

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41 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

42 POTENZIALE OPERATIVO ELEVATO PER CAPACITÀ E LIVELLO TECNOLOGICO

43 PEROTTI Internacional Tecnologias Ferroviárias Ltda. Avenida R-9 n 61 Setor Oeste Goiânia (GO) tel. +55 (62) fax. +55 (62) info@perottiinternacional.com