Monitoraggio in tempo reale e a lungo termine del viadotto ferroviario

PANORAMICA DEL PROGETTO

Questo case study è un progetto pionieristico guidato da Prof. Hannes Grabe, Capo del Dipartimento e Presidente di Ingegneria Ferroviaria presso il Università di Pretoria. L'articolo mostra l'applicazione della tecnologia avanzata di Move Solutions per il monitoraggio in tempo reale e a lungo termine di un viadotto ferroviario in Pretoria, Sudafrica.

LA NECESSITÀ DI UN MONITORAGGIO AVANZATO IN SUDAFRICA

Il settore ferroviario in Sudafrica è all'apice di un'era di trasformazione, con Transnet obiettivi e investimenti governativi che ne sostengano lo sviluppo. L'Università di Pretoria, in collaborazione con le principali parti interessate del settore, è pioniera dei progressi dell'ingegneria ferroviaria in Africa. Abbracciando le tecnologie della Quarta Rivoluzione Industriale (4IR), l'Università sta sviluppando il suo campus di Ingegneria 4.0, concentrandosi sull'ingegneria dei trasporti e delle ferrovie.

OBIETTIVI DI MONITORAGGIO

L'obiettivo principale era monitorare le risposte di deflessione e accelerazione sul viadotto per un'efficace pianificazione della manutenzione e gestione delle prestazioni. Scegliendo la transizione dei binari da un terrapieno a un viadotto e a un vicino sito di controllo, il progetto mirava a stabilire un'analisi comparativa della dinamica dei treni e della risposta dei binari in queste località adiacenti.

IMPLEMENTAZIONE DELLA SOLUZIONE

Per monitorare in modo completo il movimento del ponte, Move Solutions ha installato:

• Sensori di spostamento dinamico, per la deflessione verticale della traversa e la deflessione verticale del viadotto;
• Accelerometri, misurando l'accelerazione del dormiente.

Questi sensori, sfruttando la comunicazione LoRaWAN, trasmettono dati a Move Solutions, piattaforma IoT, garantendo un monitoraggio continuo e affidabile. Il sistema utilizza strumenti diagnostici avanzati come Decomposizione nel dominio della frequenza, Funzione di probabilità della densità di spostamentoe Trasformata di Fourier veloce. Gli allarmi vengono impostati in caso di superamento delle deviazioni (deviazione di traversine, ponti o rotaie), superamenti di temperatura (indicativi di contrazioni o rotture ferroviarie), superamenti di accelerazione (dovuti al materiale rotabile), stato delle porte e violazioni della sicurezza.

RISULTATI DEL PROGETTO

Dalla data di riferimento di luglio 2022, il sistema funziona in modo eccezionale, fornendo oltre un anno di dati preziosi. I risultati chiave includono:

• una chiara correlazione tra temperatura e deflessione su una scala di eventi;
• una tendenza al ribasso a lungo termine delle deflessioni e delle accelerazioni verticali;
• il monitoraggio in tempo reale con comunicazioni LoRaWAN affidabili e tendenze specializzate si è dimostrato fondamentale nella pianificazione della manutenzione e nella valutazione dello stato dell'infrastruttura.

Questo progetto dimostra l'efficacia e la necessità di tecnologie di monitoraggio avanzate nel settore ferroviario, aprendo la strada a sistemi ferroviari più intelligenti, sicuri ed efficienti.