Componenti Weigh in Motion (WIM) & Wheel Impact Load Detector (WILD)

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1 Componenti Weigh in Motion (WIM) & Wheel Impact Load Detector (WILD)

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3 Il Sistema WIM & WILD è un sistema basato interamente sulla tecnologia dei sensori in fibra ottica, che combina le funzionalità di pesa dinamica Weigh In Motion (WIM) con le funzionalità di rilevamento di eventuali difetti delle ruote Wheel Impact Load Detector (WILD). Caratteristiche Principali Il sistema WIM & WILD è stato progettato per rilevare in modo automatico il carico per ruota di un treno in movimento, nonché eventuali sovraccarichi e sbilanciamenti. Il sistema è inoltre in grado di monitorare la superficie di rotolamento di ogni ruota in transito sulle rotaie, misurando la forza di impatto. Quindi, individua la ruota difettata ed indica la tipologia di difetto: ruota piatta, ovalizzazione, poligonizzazione. Vantaggi del Sistema WIM & WILD Il montaggio vero e proprio richiede solo pochi minuti. Inoltre, non sono previsti interventi speciali di preparazione dei binari (non è infatti richiesta la foratura della rotaia e neppure la costruzione di piattaforme di installazione). L installazione non richiede l alterazione delle caratteristiche strutturali e fisiche della rotaia esistente e non richiede fondazioni specifiche. Per questi motivi, il sistema garantisce un montaggio rapido e agevole sulle rotaie standard esistenti. Le innovative caratteristiche tecnologiche e di progettazione del sensore in fibra ottica, conferiscono al punto di misura i seguenti vantaggi: scarso ingombro e minima invasività; nessuna alterazione delle caratteristiche strutturali e fisiche della rotaia alla quale è fissato (non richiede la foratura della rotaia e neppure la costruzione di piattaforme, quindi non richiede assolutamente l interruzione della continuità della rotaia); facilità di installazione e rimozione; assenza di circuiti elettrici/elettronici lungo la rotaia; cablaggio in fibra ottica (non si utilizzano cavi elettrici); non genera interferenze elettromagnetiche; non richiede alimentazione elettrica e quindi verifica tutte le specifiche di isolamento; ampio intervallo di temperatura di lavoro ( C); robustezza e possibilità di impiego in condizioni estreme; compatibilità con gli standard EN e IS402, in accordo ai quali il sistema WIM & WILD è stato testato e certificato in ambiente ferroviario. Layout di sistema e di installazione tipico Locale Tecnico I sensori del sistema WIM & WILD sono installati parallelamente lungo le due rotaie. AC/DC converter 230Vca Ogni sensore è dotato di cavi in fibra ottica opportunamente connettorizzati in modo da poter effettuare il collegamento tra due sensori successivi; tale collegamento è realizzato mediante un adattatore della stessa tipologia compatibile con i connettori. Unità Elaborazione Dati LAN Interrogatore sensori Per proteggere i connettori e l adattatore in fibra ottica si utilizza una scatola IP67 denominata box di connettorizzazione. box di connettorizzazione Locale Tecnico Locale tecnico nei pressi della Zona di Misura dove sono collocati gli apparati di elaborazione dati e l interrogatore sensori. fibre ottiche punti di misura Zona di Misura Tratto di binario attrezzato con sensori a fibra ottica fissati alla suola della rotaia tramite morse. Zona di Misura fibre ottiche box di connettorizzazione Segnale 3

4 Funzioni Le principali funzioni del sistema WIM & WILD sono: Rilevamento Convoglio in Transito; Calcolo delle Misure di Carico; Misura di Impatto Dinamico della Ruota; Rilevamento Ruota Difettata ed Individuazione del Tipo di Difetto; Rilevamento di Sovraccarichi, Squilibri, Sbilanciamenti e Generazione Allarmi; Riconoscimento della Composizione del Convoglio. I file delle misure di ogni convoglio transitato sono memorizzati su disco, dove restano disponibili per la consultazione dell operatore. I risultati delle misure e gli allarmi generati possono essere utilizzati per l analisi statistica. Rilevamento convoglio in transito Quando un convoglio impegna la Zona di Misura, indipendentemente dal senso di marcia, i sensori ne rilevano automaticamente la presenza. Il sistema WIM & WILD non richiede l impiego di sensori di annuncio transito remoti. Il salvataggio dei dati dei sensori è incrementale e viene considerato completato quando il treno libera l intera Zona di Misura con l ultimo asse. I convogli transitati sono identificati univocamente con l ora e la data di transito, indicati nel nome del file dati. Calcolo delle misure di carico Per ogni treno transitato nella Zona di Misura, il sistema WIM & WILD determina le seguenti informazioni: verso di transito; velocità media di transito; numero di assi; peso per ruota; peso per asse; peso per carrello; peso per carro; peso totale del treno; lunghezza totale del treno. L accuratezza del sistema è del 2%. Misura di impatto dinamico della ruota Il sistema è in grado di monitorare l intera superficie di rotolamento di ogni ruota in transito rilevando i seguenti dati relativi all impatto della ruota sulla rotaia: forza di impatto medio (Qstatic); forza di impatto massimo (Qmax); impatto dinamico (Qmax - Qstatic); fattore dinamico (Qmax/Qstatic). Riconoscimento della composizione del convoglio Il sistema riconosce le varie tipologie di veicoli che compongono il convoglio in transito nella Zona di Misura, utilizzando le misure delle distanze fra gli assi e comparandole con le informazioni strutturali del veicolo (registrate in un database). Per garantire tale funzione, il sistema deve essere preconfigurato in base alle caratteristiche dei veicoli operanti sulla rete ferroviaria, inserendone i dati strutturali e identificativi (numero di assi, interasse, carico massimo di progetto per asse, ecc.). Rilevamento di sovraccarichi, squilibri, sbilanciamenti e generazione allarmi Il sistema confronta le misure con i valori di soglia di sicurezza configurati dall operatore e rileva eventualmente: sovraccarico assi; squilibrio trasversale per asse; squilibrio trasversale per carro; squilibrio longitudinale per carro. Per ogni allarme generato sono disponibili le seguenti informazioni: il tipo (sovraccarico per asse, squilibrio trasversale per asse/carro, sbilanciamento longitudinale per carro); il rotabile al quale si riferisce; l asse / il lato del rotabile a cui l allarme si riferisce; il valore del risultato oltre i valori di soglia. 4

5 Integrazioni Identificazione a Radio Frequenza (RFID) Il sistema WIM & WILD comprende, quale dotazione opzionale, un lettore ad antenna di etichette RFID (tag) interfacciato tramite rete LAN, che consente l Identificazione Automatica dei Veicoli. Le informazioni presenti nelle etichette sono correlate ai dati in uscita del sistema WIM & WILD. Piattaforma di Monitoraggio Treni e Infrastrutture (T&IMP) Il sistema WIM & WILD può essere integrato all interno della Piattaforma T&IMP per la trasmissione su rete LAN di tutte le informazioni riguardanti le misure, gli allarmi e la diagnostica. Calibrazione Il sistema si calibra automaticamente utilizzando rotabili di peso noto. In alternativa la calibrazione avviene utilizzando il peso medio delle locomotive in transito. Il sistema richiede di essere ricalibrato con frequenza almeno annua, in funzione delle specifiche condizioni di lavoro. Auto-diagnostica Il sistema è dotato di strumenti di autodiagnostica in modo da verificare continuamente lo stato di funzionamento delle singole parti del sistema e rilevare automaticamente: il guasto di un sensore o della sua catena di acquisizione; il guasto delle apparecchiature di rilevazione. Il sistema, a fronte dell indisponibilità di taluni componenti, opera in modalità degradata, evidenziando il suo stato insieme alle misure di carico del convoglio transitato. Caratteristiche generali Nome del prodotto: WIM & WILD Alimentazione Dispositivi di piazzale [W]: alimentazione non necessaria Dispositivi di cabina [W]: 125 Caratteristiche meccaniche Dimensioni del singolo sensore (l x a x p) [mm]: 200 x 150x100 Installazione: sensori in fibra ottica fissati alla suola della rotaia, installati in un tratto di binario e distribuiti parallelamente sulle due rotaie. Caratteristiche climatiche e ambientali Dispositivi di piazzale [ C]: Dispositivi di cabina [ C]: Grado IP box di connettorizzazione: 67 Umidità [%]: 0 95 Interferenza elettromagnetica: immune Prestazioni Accuratezza WIM: 2% Velocità di lavoro [Km/h]: > 2 per la funzionalità WIM > 25 per la funzionalità WILD Lunghezza tipica del treno [km]: 3,2 Difetti rilevati: ruote piatte, ovalizzazione, poligonizzazione Norme EN , EN Le caratteristiche tecniche sono soggette a variazioni senza preavviso. 5

6 Interfaccia Uomo Macchina (HMI) Il processore svolge funzioni di server web e ogni workstation HMI può accedere ai dati archiviati tramite un browser internet, standard. Ciò significa che un addetto ai controlli/operatore o Manutentore può accedere ai dati dalla propria workstation o laptop, è sufficiente che il computer sia connesso alla rete dell impianto ferroviario (protocollo TCP/IP). La HMI offre le seguenti funzionalità: evidenziazione degli allarmi tramite allarme grafico e acustico (se richiesto); visualizzazione degli allarmi e dei suoi dettagli; gestione dell allarme evidenziato; registrazione dell attività di un operatore; registrazione e archiviazione degli allarmi e delle informazioni diagnostiche rilevate; visualizzazione della lista dei movimenti dei treni presenti e passati con relativi dati associati; visualizzazione dello stato diagnostico del sistema (per ogni elemento installato). Il Sistema autentica un Operatore mediante username e password. L autenticazione permette l accesso secondo diversi profili, ad esempio solo consultazione (in questo caso l Operatore può solo effettuare il riconoscimento degli allarmi) o Amministratore Sistema ; tipicamente un Amministratore di Sistema imposta le credenziali e il profilo degli altri operatori. L uscita del sistema WIM & WILD è tipicamente resa disponibile ad un centro di controllo (Train Control Centre) in cui i dati sono visualizzati e archiviati in database. L informazione visualizzata sulla HMI Rappresentazione schematica del transito selezionato Informazioni generali relative all ultimo transito Strumento per la ricerca nel database storico Lista dei treni/transiti Dettaglio del transito 6

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