Contents
Període
Gener 2018 – Desembre 2021
Descripció:
System for Vehicle-Infrastructure Assets Health status monitoring (SIA) té per objectiu desenvolupar quatre mòduls de gestió del manteniment que proporcionaran informació en temps reals sobre l’estat d’aquests elements, faran la predicció del seu estat futur i ajudaran a la gestió de les intervencions necessàries. Es desenvoluparan 4 mòduls d’un mateix programari que monitoritzaran els quatre elements en què es focalitza el projecte: roda-carril, pantògraf-catenària. Aquests mòduls són de gestió del manteniment i proporcionaran informació en temps real sobre l’estat d’aquests elements, també faran prediccions del seu estat futur i ajudaran a la gestió de les intervencions necessàries. Aquestes eines tenen com a objectiu racionalitzar els processos de manteniment i actuen únicament quan els sistemes ho demanen i, així, s’optimitzen els costos i les operacions de manteniment.
Les característiques d’aquests mòduls són:
- Programari basat en una aplicació web que es pugui integrar amb altres sistemes d’informació de manteniment actuals, i evitar així la necessitat de canviar els sistemes totalment.
- Informació en temps real sobre l’estat dels elements monitoritzats i prediccions del seu futur estat en funció d’escenaris diferents.
- Relació entre la gestió del flux de feina de manteniment i els sistemes d’informació del trànsit per informar sobre fissures-falles, restriccions de velocitat o bloqueig de la línia.
Objectius
- Desenvolupar un sistema de monitorització, manteniment i predicció d’elements ferroviaris.
- Gestionar amb un únic programari l’estat actual, el manteniment i la predicció de l’estat futur d’elements ferroviaris.
Durant aquest any, primer de tres que durarà el projecte, s’ha treballat en la fase de definició dels requisits dels sistemes de gestió per part dels operadors ferroviaris. Concretament, FGC participa en el desenvolupament del mòdul de monitorització pantògraf–catenària en què s’han definit les necessitats i prioritats de manteniment d’aquests elements.
Activitats durant l’any 2019
Concretament FGC participa en el desenvolupament del mòdul de monitoratge pantògraf – catenària. Durant aquest segon any de projecte s’ha caracteritzat el comportament d’un pantògraf de FGC al taller de Rubí mitjançant sensòrica. També s’han començat a assentar les bases del sistema de monitorització pantògraf-catenària que es provarà l’últim any de projecte en un entorn d’operació real.
Activitats durant l’any 2020
01/20. Segona caracterització de pantògraf desmuntat.
11/20 Visita de replantejament per part de Ceit per fer la instal·lació completa.
Entre març i juny del 2020. Es treballa en la instal·lació proposada del projecte.
Activitats durant l’any 2021
Publicació d’un article a la newsletter d’EUSPA ( European Union Agency for the Space Programme.) on es fa un resum del projecte i dels resultats obtinguts. A l’article es fa una descripció dels quatre nous serveis preparats per a l’ús (iWheelMon, iRailMon, iPantMon i iCatMon) per proporcionar informació pronòstica sobre l’estat de salut dels actius més exigents del ferrocarril en termes de costos de manteniment, en els punts d’interacció entre el vehicle i la infraestructura (rodes, pantògraf, ferrocarril i catenària).
iCatMon és un servei orientat als propietaris de les infraestructures i als subcontractistes de manteniment. El servei proporciona informació sobre l’estat de la línia aèria, per exemple la geometria del cable de contacte aeri.
iPatMon proporciona informació sobre l’estat del pantògraf durant la seva interacció amb els diferents elements.
iWheelMon proporciona informació sobre l’estat de salut del conjunt de rodes (diàmetre de la roda, regularitat).
iRailMon lliura informació sobre els defectes als raïls, per exemple irregularitats d’ona curta.
Per habilitar aquests serveis s’ha desenvolupat un sistema modular amb tots els components necessaris, des de les xarxes de sensors de vehicles fins a la visualització de la informació final per a l’usuari. L’objectiu de SIA és desenvolupar aquest components de la manera més rendible, és a dir amb l´ús de sensors rendibles.
Els components SIA inclouen un subsistema per enregistrar dades d’acceleració de la caixa d’eixos que es poden relacionar amb defectes a la pista i al conjunt de les rodes. Un altres subsistema inclou sensors que proporcionen senyals per caracteritzar la interacció entre el pantògraf i la catenària. Es realitza la localització basada en EDNSS amb processament en temps real de senyals GNSS a diverses bandes de freqüència, inclòs Galileo i el refinament suportat per mapes mitjançant mètodes de filtre de Kalman, que és fa al back-office. Un centre de dades central proporciona la gestió de dades a bord i es comunica amb la part de back-office de SIA, per exemple per enviar esdeveniments o deteccions a les dades de monitorització. Les dades d’acceleració de la caixa d’eix i del pantògraf enriquides amb informació de posició es processen mitjançant models de degradació de components i algorismes d’anàlisi al back-office. Finalment es mostren a l’usuari els indicadors clau de rendiment (KPI) rellevants dels actius a la plataforma de visualització, amb una detallada funcionalitat per il·lustrar l’estat dels actius i la seva evolució mitjançant diferents capacitats.
Per validar els resultats, des de l'octubre de 2020, s'han dut a terme proves pilot en tres escenaris diferents: un d'ells coordinat per OBB (Österreichische Bundesbahnen), l'operador austríac, utilitzant tant vehicles d'inspecció com trens regulars en servei a tota la xarxa ferroviària austríaca; un altre escenari coordinat per VIAS, subcontractista de manteniment espanyol, utilitzant per a la instal·lació del sistema un vehicle de manteniment que circula per la línia d'alta velocitat Madrid-Còrdova; i el tercer escenari va ser coordinat per FGC (Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya), utilitzant trens regulars en servei a tota la seva xarxa.
Els resultats obtinguts fins ara són molt prometedors. L'objectiu és validar l'ús de sistemes a bord de baix cost per avaluar l'estat de salut de les infraestructures i els actius del vehicle mitjançant els quatre serveis desenvolupats. Part d'aquest èxit es deu a l'ús de bessons digitals i tecnologies d'IA per extreure KPI relacionats amb la salut. Algunes de les activitats dins del projecte van contribuir a la creació d'una start-up tecnològica (MainRail Solutions), dedicada a la gestió de la infraestructura ferroviària. Aquesta start-up, creada per Ceit i Inycom (tercer vinculat d'INGECONTROL), l'any 2020, ha iniciat les seves activitats desplegant les seves primeres referències comercials, a pilots d’unitats.
La implantació del sistema SIA als trens de servei regular permetrà reduir els costos associats al manteniment, mantenint els nivells de seguretat i disponibilitat de servei requerits. El baix cost de l'equipament a bord i les capacitats que aporten els nous serveis poden suposar una reducció del 10% del cost del manteniment associat als actius de la infraestructura, gràcies a una reducció d'accions no programades.
Esdeveniment de tancament de projecte, 15 d’octubre de 2021, on es van presentar els resultats i es va lliurar la publicació final del projecte, de la que hem extret la imatge de la instal·lació del pantògraf instrumentalitzat a un tren d’FGC, i que podeu trobar a aquest enllaç.
