IT202000005797A1 - Sistema e metodo per la diagnostica continua dell’infrastruttura ferroviaria - Google Patents

Sistema e metodo per la diagnostica continua dell’infrastruttura ferroviaria Download PDF

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Laura Malatesta
Andrea Piran
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Thermit Italiana S R L
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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:
?SISTEMA E METODO PER LA DIAGNOSTICA CONTINUA
DELL?INFRASTRUTTURA FERROVIARIA?
La presente invenzione ha per oggetto un sistema ed un metodo per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria.
Per infrastruttura ferroviaria si intende la struttura definita da due rotaie tra loro affiancate che definiscono un binario che, a sua volta, definisce un percorso per un mezzo di locomozione ferroviaria. Le rotaie sono definite da un numero di elementi (rettilinei, curvi e similari) tra loro saldati.
Le rotaie cos? definite sono soggette, nel corso dell?anno, ad un numero di eventi potenzialmente dannosi per le stesse. Il continuo passaggio di mezzi durante la giornata, l?espansione e la contrazione dovuta alle diverse temperature nelle varie stagioni ed alle diverse ore della giornata sono solo alcune delle cause che possono portare ad una rottura o alla formazione di cricche o altri difetti simili indesiderati. In particolare, tali ?anomalie? possono verificarsi in prossimit? dei suddetti punti di giunzione e/o di altre porzioni degli elementi che compongono la rotaia come ad esempio la campata della rotaia stessa.
Svantaggiosamente, tali anomalie possono portare a danni lievi o a disagi alla circolazione dei mezzi di locomozione ferroviaria cos? come portare a situazioni ben peggiori quali, ad esempio, i deragliamenti dei suddetti mezzi di locomozione.
Ad oggi sono noti sistemi di controllo di tipo ciclici quali, ad esempio, l?utilizzo di un treno diagnostico, ossia un mezzo di locomozione ferroviario configurato per misurare i binari allo scopo di verificarne lo stato e l'integrit?, o ad esempio l?intervento ciclico di tecnici che possono sfruttare mezzi di misurazione che permettono di valutare l?entit? del possibile difetto.
Le soluzioni di cui sopra presentano per? diverse criticit?. Tali soluzioni prevedono interventi di tipo ciclico e pertanto tra un test e l?altro la rotaia non ? diagnosticata su eventi che possono accadere (e che sarebbero pertanto noti dopo un determinato periodo tra un intervento e l?altro).
Inoltre, tali soluzioni possono implicare perturbazioni alla normale circolazione dei mezzi ferroviari. In altre parole, al passaggio di un mezzo diagnostico e/o di tecnici su una determinata tratta vi saranno problemi alla normale circolazione degli altri mezzi.
Inoltre, data la cadenza di tali controlli non ? possibile effettuare alcuna tipologia di diagnostica di tipo predittivo.
Altre criticit? potrebbero presentarsi, ad esempio, nel caso di un treno diagnostico che presenti delle anomalie e potrebbe non individuare il difetto cos? come, in caso di ritardi o di altre problematiche per cui potrebbe non partire, effettuare la diagnostica con intervalli temporali elevati che non possono garantire pertanto una diagnostica dell?infrastruttura ferroviaria desiderata. Per quanto concerne l?esempio dei tecnici, l?intervento umano, per sua natura, pu? essere soggetto ad errori indesiderati quali possibili dimenticanze da parte dei tecnici o diagnostiche effettuate non nel modo pi? preciso possibile.
In altre parole, uno dei problemi emersi dall?arte nota consiste in un controllo discontinuo che pu? portare ad eventi sia di natura lieve che disastrosi del tutto indesiderati nell?intervallo che avviene tra un controllo e l?altro.
Svantaggiosamente, le soluzioni note possono portare spesso e volentieri ad una manutenzione di tipo correttivo (ossia successiva all?eventuale guasto) che pu? portare a rallentamenti nella circolazione o a situazioni ben peggiori.
Inoltre, le soluzioni di tipo noto non sono sempre in grado di identificare la presenza di ?falsi allarmi? causando pertanto manutenzioni non necessarie con conseguente perdita di risorse laddove non ? necessario.
Compito tecnico della presente invenzione risulta dunque essere quello di mettere a disposizione un sistema ed un metodo per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria che siano in grado di superare gli inconvenienti emersi dall?arte nota.
Scopo della presente invenzione risulta dunque quello di mettere a disposizione un sistema ed un metodo per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria che permettano di ottenere una diagnostica precisa ed efficace circa le condizioni dell?infrastruttura ferroviaria.
Un ulteriore scopo della presente invenzione risulta dunque quello di mettere a disposizione un sistema ed un metodo per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria che permettano di individuare con precisone dove ? presente una anomalia.
Inoltre, scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un sistema ed un metodo per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria che permettano di migliorare la sicurezza dell?infrastruttura ferroviaria.
Il compito tecnico specificato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un sistema ed un metodo per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria comprendenti le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a possibili forme di realizzazione dell?invenzione.
In particolare, la presente invenzione prevede di mettere a disposizione un sistema per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria comprendente almeno un dispositivo di controllo della rotaia, installato sulla rotaia stessa, configurato per il monitoraggio continuo della rotaia, almeno una unit? periferica, installata in una zona periferica alla rotaia, comunicante con l?almeno un dispositivo di controllo e configurata per l?invio di dati di monitoraggio ottenuti dal dispositivo di controllo ed una unit? di elaborazione configurata per ricevere i dati di monitoraggio dall?unit? periferica e per analizzare i dati in tempo reale in modo da ottenere una condizione di stato della rotaia relativa all?almeno un dispositivo di controllo e di comunicarla ad un operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia.
Inoltre, la presente invenzione prevede di mettere a disposizione un metodo per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria, preferibilmente utilizzando un sistema di cui sopra, comprendente le fasi di:
- monitorare continuamente una rotaia in modo da ottenere dati di monitoraggio mediante almeno un dispositivo di controllo installato sulla rotaia;
- inviare i dati di monitoraggio dall?almeno un dispositivo di controllo ad almeno una unit? periferica;
- inviare i dati di monitoraggio dall?almeno una unit? periferica ad una unit? di elaborazione;
- analizzare i dati di monitoraggio in tempo reale mediante l?unit? di elaborazione;
- ottenere una condizione di stato della rotaia relativa alla rotaia monitorata;
- comunicare detta condizione di stato ad un operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa di una forma di realizzazione di un sistema ed un metodo per la diagnostica continua di difetti delle rotaie.
Tale descrizione verr? esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali: - La figura 1 ? una rappresentazione schematica di un sistema oggetto della presente invenzione;
- La figura 2 ? una rappresentazione schematica di un funzionamento di un componente del sistema di figura 1.
Con riferimento alle figure allegate, con 1 ? stato complessivamente indicato un sistema per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria che, per semplicit? di descrizione, verr? di seguito indicato come sistema 1.
Per infrastruttura ferroviaria ?F? si intende la struttura definita da due rotaie ?R? tra loro affiancate che definiscono un binario che, a sua volta, definisce un percorso per un mezzo di locomozione ferroviaria. Le rotaie ?R? sono definite da un numero di elementi (rettilinei, curvi e similari) tra loro saldati (con il termine elementi si possono intendere travi o altri elementi utilizzati per realizzare la rotaia ?R?).
Il sistema 1 comprende almeno un dispositivo di controllo 2 della rotaia ?R?, almeno un?unit? periferica 3 installata in una zona periferica alla rotaia ?R? ed una unit? di elaborazione 4.
L?almeno un dispositivo di controllo 2 ? configurato per il monitoraggio continuo della rotaia ?R?. In particolare, il dispositivo di controllo 2 ? configurato per l?ottenimento di dati di monitoraggio relativi alla rotaia ?R? su cui ? in stallato.
Il dispositivo di controllo 2 ? configurato per la diagnostica di un punto del binario (in particolare della rotaia ?R?) e si interfaccia con la rotaia ?R? (ossia uno o pi? degli elementi definenti la rotaia ?R?) mediante l?ausilio di un sensore. In altre parole, il dispositivo di controllo 2 comprende un sensore, preferibilmente del tipo passivo ad ultrasuoni, per rilevare l?eventuale presenza di difetti o cricche nella rotaia ?R? (o nello specifico tratto di rotaia ?R?).
Il dispositivo di controllo 2 pu? essere configurato per monitorare la rotaia ?R? in prossimit? di una porzione della rotaia ?R? relativa ad un punto di installazione del dispositivo di controllo 2 sulla rotaia ?R?.
Preferibilmente, il dispositivo di controllo 2 ? installato in prossimit? di un rispettivo punto di giunzione della rotaia ?R? ovvero di un punto di saldatura della rotaia ?R?.
Pertanto, il dispositivo di controllo 2 ? configurato per eseguire una diagnostica di tipo ?short range?. Per identificare tale tipologia di diagnostica, in figura 2 la stessa ? stata indicata con il simbolo ?SR? relativo ad una estensione rappresentativa (e pertanto non limitativa) dei limiti entro i quali avviante tale diagnostica di tipo ?short range?.
Il dispositivo di controllo 2 pu? essere configurato per monitorare una porzione di rotaia ?R? compresa tra due punti di saldatura della rotaia ?R? definente una campata ?C? della rotaia ?R? stessa.
Pertanto, il dispositivo di controllo 2 ? configurato per eseguire una diagnostica di tipo ?long range?. Dal momento che la campata ?C? pu? essere lunga anche diverse decine di metri e definisce pertanto una zona compresa tra due giunzioni della rotaia ?R?, il dispositivo di controllo 2 ? pertanto configurato per lavorare a tali distanze. In figura 2, viene indicata come zona di tale diagnostica di tipo ?long range? l?intera estensione della campata ?C? ma si sottolinea come tale zona pu? essere rappresentata anche da intervalli ridotti compresi nella campata ?C?. Ad esempio, un intervallo ridotto della campata ?C? pu? essere inteso come un intervallo di diagnostica che non tenga conto delle porzioni gi? diagnosticate mediante la diagnostica di tipo ?short range? e schematicamente identificata in figura 2 con il simbolo ?C1?.
Preferibilmente, il dispositivo di controllo 2 definisce una distanza tra il dispositivo di controllo 2 stesso e l?eventuale difetto (se presente). In questo modo, tra i dati di monitoraggio sono inoltre presenti dati spaziali relativi a dove identificare la cricca (o altro difetto) lungo l?intera lunghezza della campata ?C? rispetto a dove si trova il dispositivo di controllo 2.
Il dispositivo di controllo 2 pu? inoltre eseguire contemporaneamente la diagnostica di tipo ?short range? e quella di tipo ?long range?.
In altre parole, il dispositivo di controllo 2 ? configurato per eseguire un controllo di diagnostica continuo dei punti critici della rotaia ?R? (ovvero dell?infrastruttura ferroviaria ?F?). Con il termine punti critici si vogliono intendere quelle zone della rotaia ?R? che subiscono continue sollecitazioni dovute ad eventi esterni quali il passaggio dei treni o altri veicoli ferroviari o l?aumento di calore con conseguente dilatazione della rotaia ?R? stessa. Preferibilmente, e come rappresentato nelle figure allegate, il sistema 1 comprende una pluralit? di dispositivi di controllo 2 per ciascun punto di saldatura della rotaia ?R?. Ciascun dispositivo di controllo 2 ? configurato per inviare rispettivi dati di monitoraggio della rotaia ?R? relativi ad un tratto di rotaia ?R? di competenza del dispositivo di controllo 2. In altre parole, ciascun dispositivo di controllo 2 ? configurato per eseguire una diagnostica di tipo ?short range? e/o di tipo ?long range? relative a elementi tra loro allineati e congiunti a definire la rotaia ?R?.
In tale contesto, i dispositivi di controllo 2 sono in grado di comunicare tra di loro in modo tale da identificare con precisone dove sono collocati i possibili difetti della rotaia ?R? (cricche e simili). Ad esempio, due dispositivi di controllo 2 posti agli estremi di un medesimo elemento (ovvero nei rispettivi punti di giunzione/saldatura) sono in grado di comunicare tra loro in modo da identificare se la cricca o altro difetto si trova pi? vicino ad uno o all?altro sensore. Nel caso in cui il difetto si trovasse a met? tra i due dispositivi di controllo 2 (ovvero a met? della campata ?C?), ad esempio, entrambi i dispositivi di controllo 2 invierebbero contemporaneamente un dato relativo al difetto indicandone l?ubicazione in modo preciso ed inequivocabile.
Il dispositivo di controllo 2 pu? essere dotato di mezzi per l?autoalimentazione dello stesso. Preferibilmente, il dispositivo di controllo 2 pu? essere dotato di sistemi di stoccaggio per l?energia (energy harvesting) che definiscono degli accumulatori che sfruttano, ad esempio, le vibrazioni delle rotaie ?R? e/o gli sbalzi di temperatura per ottenere energia e/o altri sistemi di accumulazione dell?energia.
Preferibilmente, il dispositivo di controllo 2 pu? essere messo in comunicazione con un dispositivo di interfaccia utente in modo tale da eseguirne tarature, analisi dati ed eventuali riconfigurazioni.
Come ad esempio rappresentato nelle figure allegate, il sistema 1 ? dotato di dispositivi di controllo 2 per ciascuna rotaia ?R? definente il binario.
L?almeno un?unit? periferica 3 comunica con l?almeno un dispositivo di controllo 2 ed ? configurata per l?invio di dati di monitoraggio ottenuti dal dispositivo di controllo 2.
In altre parole, l?unit? periferica 3 ? configurata per la raccolta dei dati di monitoraggio dai dispositivi di controllo 2. Inoltre, l?unit? periferica 3 pu? essere configurata per eseguire una elaborazione preliminare dei dati in modo da inviare dei dati pre-elaborati. Preferibilmente, tale preelaborazione prevede di identificare il dispositivo di controllo 2 da cui sono stati inviati i dati di monitoraggio e quindi di aggiungere informazioni di tipo nominativo circa il dispositivo di controllo 2 e di tipo spaziale circa il posizionamento dell?eventuale difetto lungo la rotaia ?R?. Tale associazione spaziale e nominativa pu? essere eseguita anche in loco direttamente dal dispositivo di controllo 2.
Preferibilmente, l?unit? periferica 3 ? configurata per comunicare con l?unit? centrale 4 ed eventuali altre periferiche mobili (quali smartphone, tablet e affini).
L?unit? periferica 3 pu? essere dotata di mezzi per l?alimentazione autonoma del tipo ?power harvesting ? powe storage?. In altre parole, l?unit? periferica 3 pu? essere dotata di mezzi per l?autoalimentazione 3a. Preferibilmente, l?unit? periferica 3 ? dotata di celle solari per l?autoalimentazione dell?unit? periferica 3 stessa.
L?unit? periferica 3 pu? essere realizzata fisicamente nella forma di un armadietto installabile per qualsiasi tipo di posa lungo la linea ferroviaria. Ad esempio, l?unit? periferica 3 pu? essere installata su un palo disposto in prossimit? del binario definito dalle rotaie ?R?.
L?almeno una unit? periferica 3 ? configurata per comunicare con un gruppo di dispositivi di controllo 2 della pluralit? di dispositivi di controllo 2 installati lungo la rotaia ?R?. L?unit? periferica 3 ? configurata per ricevere e comunicare i dati di monitoraggio di ciascun dispositivo di controllo 2 all?unit? di elaborazione 4. Il sistema 1 comprende preferibilmente una pluralit? di unit? periferiche 3 ciascuna configurata per comunicare con un rispettivo gruppo di dispositivi di controllo 2.
In altre parole, ciascuna unit? periferica 3 riceve dati di monitoraggio relativi ad un tratto di rotaia ?R?.
L?unit? di elaborazione 4 ? configurata per ricevere i dati di monitoraggio dall?unit? periferica 3 e per analizzarli in tempo reale. In questo modo, l?unit? di elaborazione 4 ? in grado di ottenere una condizione di stato della rotaia relativa all?almeno un dispositivo di controllo 2 e di comunicarla ad un operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia ?R?. Con il termine unit? di elaborazione 4 si pu? intendere un singolo dispositivo elettronico, opportunamente programmato per svolgere le funzionalit? descritte, e/o i diversi moduli che possono corrispondere a entit? hardware e/o a routine software facenti parte del dispositivo programmato.
In alternativa o in aggiunta, tali funzionalit? possono essere svolte da una pluralit? di dispositivi elettronici su cui i suddetti moduli funzionali possono essere distribuiti.
L?unit? di elaborazione 4 pu? avvalersi, inoltre di uno o pi? processori per l?esecuzione delle istruzioni contenute nei moduli di memoria.
Ad esempio, l?unit? di elaborazione 4 pu? comprendere un alimentatore senza soluzione di continuit?, un alimentatore AC/DC, un modem (preferibilmente del tipo 4g) per la comunicazione, uno switch per la gestione dei collegamenti, due server in ridondanza per disponibilit? e che hanno il compito di valutare lo stato complessivo del sistema 1 e/o dell?infrastruttura ferroviaria ?F? ed una interfaccia utente (ovvero un dispositivo di interfaccia utente quale lo schermo di un pc o altro dispositivo analogo) per interagire con uno o pi? operatori.
In altre parole, l?unit? di elaborazione 4 analizza i dati e stabilisce se e dove un dispositivo di controllo 2 ha rilevato un problema.
L?unit? di elaborazione 4 pu? essere pertanto configurata per analizzare i dati di monitoraggio in modo da identificare se ? stato rivelato un difetto nella rotaia dal dispositivo di controllo 2 e di valutare un?entit? del difetto. Nel caso in cui non venga rivelato alcun danno o altra problematica, l?unit? di elaborazione fornir? tale informazione all?operatore. Ad esempio, mediante il dispositivo di interfaccia utente, l?unit? di elaborazione 4 invier? un allarme di tipo ?verde? che identifica l?assenza di anomalia lungo la tratta di rotaia ?R?. In altre parole, l?unit? di elaborazione 4 comunica una condizione di stato identificativa di una rotaia ?R? in buone condizioni.
Nel caso in cui venga identificato un problema associato ad uno stato di degrado della rotaia ?R?, l?unit? di elaborazione 4 invier? un allarme di tipo ?giallo? identificativo di una problematica che richieda una manutenzione programmata. In altre parole, l?unit? di elaborazione 4 comunica una condizione di stato identificativa di una rotaia ?R? in condizioni non ottimali per la corretta circolazione dei mezzi.
Nel caso in cui venga identificato un problema associato ad un guasto effettivo della rotaia ?R?, l?unit? di elaborazione 4 invier? un allarme di tipo ?rosso? che richiede una manutenzione immediata. In altre parole, l?unit? di elaborazione 4 comunica una condizione di stato identificativa di una rotaia ?R? in gravi/gravissime condizioni.
In caso di individuazione del problema/danno/guasto, l?unit? di elaborazione 4 ? configurata per fornire un numero identificativo ed una posizione dell?unit? periferica 3 e dello specifico dispositivo di controllo 2 in modo da sapere dove si ? verificato il problema e dove intervenire.
L?unit? di elaborazione 4 pu? inoltre essere configurata per filtrare i dati di monitoraggio in modo da distinguere un falso allarme dovuto a possibili rumorosit? nel monitoraggio della rotaia ?R? da parte del dispositivo di controllo 2. In altre parole, l?unit? di elaborazione 4 ? dotata di software e/o di dispositivi per il filtraggio dei dati in modo da isolare dati erronei che possono portare ad una segnalazione ingiustificata. Ad esempio, ? possibile che il passaggio di un treno possa sollecitare i sensori dei dispositivi di controllo 2 e di far s? che avvenga una lettura erronea dello stato della rotaia ?R? (ovvero una diagnostica corrotta dal passaggio del treno) e l?unit? di elaborazione 4 ? pertanto configurata per evitare che venga segnalando un falso allarme analizzando i dati ricevuti in tempo reale.
L?unit? di elaborazione 4 pu? inoltre essere configurata per registrare i dati di monitoraggio in modo tale da definire un database di eventi idoneo alla realizzazione di un?analisi predittiva per ottenere una condizione di stato predetta della rotaia ?R? relativa all?almeno un dispositivo di controllo 2 e di comunicarla all?operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia ?R?.
In altre parole, l?unit? di elaborazione 4 ? in grado di elaborare i dati ottenuti dalle unit? periferiche 3 e di definire gli specifici allarmi dell?analisi in tempo reale nonch? di registrare tali dati in modo da conoscere una storia di dati ottenuti da uno specifico dispositivo di controllo 2 (o da una specifica unit? periferica 3) e capire quando ? possibile che un tipo di danno/guasto possa verificarsi nuovamente.
Preferibilmente, l?almeno un dispositivo di controllo 2, l?unit? periferica 3 e l?unit? di elaborazione 4 sono dotati di un sistema di comunicazione di tipo wireless 5 per l?invio e/o la ricezione dei dati di monitoraggio. In altre parole, il sistema 1 sfrutta un protocollo di comunicazione di tipo wireless. Pertanto, pu? esservi assenza di cablaggio sia per la comunicazione che per l?alimentazione dei componenti del sistema 1, riducendo pertanto il numero dei componenti sensibili e di ingombri non necessari nelle differenti tratte di rotaia ?R?.
Preferibilmente, ? possibile utilizzare anche un tipo di comunicazione a fibra ottica tra l?unit? periferica 3 e l?unit? di elaborazione 4.
La comunicazione nel sistema 1 si basa su uno scambio gerarchico e asincrono tra il dispositivo di controllo 2, l?unit? periferica 3 e l?unit? di elaborazione 4 a meno di motivate eccezioni tipo comandi diretti l?unit? di elaborazione 4 al dispositivo di controllo 2.
Vantaggiosamente, il sistema 1 sopra descritto permette di ottenere un monitoraggio continuo ed oggettivo di rilevazione del possibile difetto della rotaia ?R?.
Vantaggiosamente, il sistema 1 sopra descritto permette di ottenere una diagnostica predittiva basata sull?analisi e l?elaborazione dei dati di monitoraggio.
Vantaggiosamente, il sistema 1 ? funzionante con qualsiasi tipologia di sensoristica non distruttiva che permetta di ottenere i dati di monitoraggio per l?analisi. In altre parole, il sistema 1 permette di ottenere una diagnostica mediante controlli non distruttivi.
Vantaggiosamente, il sistema 1 sopra descritto permette di migliorare la sicurezza dell?infrastruttura ferroviaria ?F? con una rilevazione del difetto prima che avvenga la rottura.
La presente invenzione ha inoltre per oggetto un metodo per la diagnostica continua dei difetti delle rotaie ?R?.
Il metodo pu? essere preferibilmente utilizzato con un sistema 1 secondo una o pi? delle forme di realizzazione precedentemente descritte. Preferibilmente, il metodo che verr? di seguito descritto pu? essere inteso come l?esecuzione di un software integrato in un sistema 1 come precedentemente descritto.
Il metodo comprende una prima fase di monitoraggio continuo di una rotaia ?R?. Tramite tale fase si possono ottenere dei dati di monitoraggio mediante almeno un dispositivo di controllo 2 installato sulla rotaia ?R?. Tale fase ? preferibilmente eseguita monitorando la rotaia ?R? in prossimit? di almeno un punto di installazione dell?almeno un dispositivo di controllo 2 (preferibilmente un punto di saldatura della rotaia ?R?).
Tale fase ? preferibilmente eseguita monitorando almeno una porzione di rotaia compresa tra due punti di saldatura (o giunzione) della rotaia ?R? definente una campata ?C? della rotaia ?R? stessa. In questo modo, la fase di monitoraggio permette di definire una distanza tra l?almeno un dispositivo di controllo 2 ed il difetto se presente.
Preferibilmente, la fase di monitoraggio pu? essere realizzata monitorando contemporaneamente sia la campata ?C? che monitorando la porzione in prossimit? dei punti di installazione dell?almeno un dispositivo di controllo 2.
Il metodo prevede inoltre di inviare i dati di monitoraggio dell?almeno un dispositivo di controllo 2 ad almeno una unit? periferica 3. Preferibilmente, il metodo prevede di inviare una pluralit? di dati di monitoraggio all?almeno un dispositivo di controllo 2 ottenuti da un gruppo di dispositivi di controllo 2 associati all?unit? periferica 3.
Il metodo prevede inoltre di inviare i dati di monitoraggio dall?almeno una unit? periferica 3 ad una unit? di elaborazione 4. Preferibilmente, il metodo prevede di inviare una pluralit? di dati di monitoraggio da una pluralit? di unit? periferiche 3 (associate ad altrettanti gruppi di dispositivi di controllo 2) all?unit? di elaborazione 4.
Il metodo prevede di analizzare i dati di monitoraggio in tempo reale mediante l?unit? di elaborazione 4 e di ottenere una condizione di stato della rotaia ?R? monitorata.
Il metodo prevede inoltre di comunicare la condizione di stato ad un operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia ?R?.
Preferibilmente, il metodo comprende inoltre una fase di intervento sulla rotaia ?R?, se dalla condizione di stato ? stato rilevato un difetto della rotaia ?R?, ed una fase di valutazione dell?entit? del difetto.
Nel caso in cui non venga rivelato alcun danno o altra problematica, il metodo prevede di inviare un allarme di tipo ?verde? che identifica l?assenza di anomalia lungo la tratta di rotaia ?R?. In altre parole, il metodo prevede di comunicare una condizione di stato identificativa di una rotaia ?R? in buone condizioni.
Nel caso in cui venga identificato un problema associato ad uno stato di degrado della rotaia ?R?, il metodo prevede di inviare un allarme di tipo ?giallo? identificativo di una problematica che richieda una manutenzione programmata. In altre parole, il metodo prevede di comunicare una condizione di stato identificativa di una rotaia ?R? in condizioni non ottimali per la corretta circolazione dei mezzi.
Nel caso in cui venga identificato un problema associato ad un guasto effettivo della rotaia ?R?, il metodo prevede di inviare un allarme di tipo ?rosso? che richiede una manutenzione immediata. In altre parole, il metodo prevede di comunicare una condizione di stato identificativa di una rotaia ?R? in gravi/gravissime condizioni.
Preferibilmente, il metodo comprende inoltre una fase di filtraggio dei dati di monitoraggio in modo da distinguere un falso difetto dovuto a possibili rumorosit? durante la fase di monitoraggio della rotaia ?R?.
Preferibilmente, il metodo comprende inoltre una fase di registrazione dei dati di monitoraggio, di definizione di un database di eventi relativo ai dati di monitoraggio registrati ed una fase di analisi predittiva del database per ottenere una condizione di stato predetta della rotaia ?R? relativa all?almeno un dispositivo di controllo 2 e di comunicarla all?operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia ?R?.
Preferibilmente, le fasi di comunicazione dei dati di monitoraggio avvengono tramite un sistema di comunicazione di tipo wireless 5.
Vantaggiosamente, il metodo sopra descritto permette di ottenere un monitoraggio continuo ed oggettivo di rilevazione del possibile difetto della rotaia ?R?.
Vantaggiosamente, il metodo sopra descritto permette di ottenere una diagnostica predittiva basata sull?analisi e l?elaborazione dei dati di monitoraggio.
Vantaggiosamente, il metodo sopra descritto ? funzionante con qualsiasi tipologia di sensoristica non distruttiva che permetta di ottenere i dati di monitoraggio per l?analisi. In altre parole, il metodo permette di ottenere una diagnostica mediante controlli non distruttivi.
Vantaggiosamente, il metodo sopra descritto permette di migliorare la sicurezza dell?infrastruttura ferroviaria ?F? con una rilevazione del difetto prima che avvenga la rottura.
La presente invenzione ? pertanto in grado di superare gli inconvenienti emersi dall?arte nota.
Vantaggiosamente, la presente invenzione permette di ottenere una diagnostica precisa ed efficace circa le condizioni dell?infrastruttura ferroviaria.
Vantaggiosamente, la presente invenzione permette di individuare con precisone dove ? presente una anomalia lungo l?infrastruttura ferroviaria ?F?.
Vantaggiosamente, la presente invenzione permette di migliorare la sicurezza dell?infrastruttura ferroviaria ?F?.

Claims (16)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria (F) comprendente: - almeno un dispositivo di controllo (2) della rotaia (2), installato sulla rotaia (R) stessa, configurato per il monitoraggio continuo della rotaia (R); - almeno una unit? periferica (3), installata in una zona periferica alla rotaia (R), comunicante con detto almeno un dispositivo di controllo (2) e configurata per l?invio di dati di monitoraggio ottenuti da detto dispositivo di controllo (2); - una unit? di elaborazione (4) configurata per ricevere detti dati di monitoraggio dall?unit? periferica (3) e per analizzare detti dati in tempo reale in modo da ottenere una condizione di stato della rotaia (R) relativa all?almeno un dispositivo di controllo (2) e di comunicarla ad un operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia (R).
  2. 2. Sistema (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di elaborazione (4) ? configurata per analizzare i dati di monitoraggio in modo da identificare se ? stato rivelato un difetto nella rotaia (R) da detto dispositivo di controllo (2) e di valutare un?entit? del difetto.
  3. 3. Sistema (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta unit? di elaborazione (4) ? configurata per filtrare i dati di monitoraggio in modo da distinguere un falso allarme dovuto a possibili rumorosit? nel monitoraggio della rotaia (R) da parte di detto dispositivo di controllo (2).
  4. 4. Sistema (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di controllo (2) ? configurato per monitorare detta rotaia (R) in prossimit? di una porzione di rotaia (R) relativa ad un punto di installazione del dispositivo di controllo (2) sulla rotaia (R), preferibilmente detto dispositivo di controllo (2) essendo installato in prossimit? di un rispettivo punto di saldatura o giunzione della rotaia (R).
  5. 5. Sistema (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di controllo (2) ? configurato per monitorare una porzione di rotaia (R), compresa tra due punti di saldatura o giunzione della rotaia (R) definente una campata (C) della rotaia (R) stessa, preferibilmente detto dispositivo di controllo (2) definendo una distanza tra il dispositivo di controllo stesso ed il difetto se presente.
  6. 6. Sistema (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente una pluralit? di dispositivi di controllo (2) per ciascun punto di saldatura della rotaia (R), ciascun dispositivo di controllo (2) essendo configurato per inviare rispettivi dati di monitoraggio della rotaia (R) relativi ad un tratto di rotaia (R) di competenza del dispositivo di controllo (2).
  7. 7. Sistema (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detta almeno una unit? periferica (3) ? configurata per comunicare con un gruppo di dispositivi di controllo (2) di detta pluralit?, eseguire una analisi diagnostica preliminare di detti dati e per ricevere e comunicare i dati di monitoraggio di ciascun dispositivo di controllo (2) a detta unit? centrale (4), detto sistema (1) comprendendo preferibilmente una pluralit? di unit? periferiche (3) ciascuna configurata per comunicare con un rispettivo gruppo di dispositivi di controllo (2).
  8. 8. Sistema (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui unit? di elaborazione (4) ? inoltre configurata per registrare detti dati in modo tale da definire un database di eventi idoneo a realizzare un?analisi predittiva per ottenere una condizione di stato predetta della rotaia (R) relativa all?almeno un dispositivo di controllo (2) e di comunicarla a detto operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia (R).
  9. 9. Sistema (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un dispositivo di controllo (2), detta unit? periferica (3) e detta unit? di elaborazione (4) sono dotati di un sistema di comunicazione di tipo wireless (5) per l?invio e/o la ricezione di detti dati di monitoraggio.
  10. 10. Sistema (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti in cui detto dispositivo di controllo (2) e detta unit? periferica (3) sono dotate di mezzi per l?autoalimentazione (3a), detta unit? periferica (3) essendo preferibilmente dotata di celle solari per l?autoalimentazione dell?unit? periferica (3) stessa.
  11. 11. Metodo per la diagnostica continua dell?infrastruttura ferroviaria (F), preferibilmente utilizzando un sistema (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente le fasi di: - monitorare continuamente una rotaia (R) in modo da ottenere dati di monitoraggio mediante almeno un dispositivo di controllo (2) installato sulla rotaia (R); - inviare detti dati di monitoraggio da detto almeno un dispositivo di controllo (2) ad almeno una unit? periferica (3); - inviare detti dati di monitoraggio da detta almeno una unit? periferica (3) ad una unit? di elaborazione (4); - analizzare detti dati di monitoraggio in tempo reale mediante detta unit? di elaborazione (4); - ottenere una condizione di stato della rotaia (R) monitorata; - comunicare detta condizione di stato ad un operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia (R).
  12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente inoltre una fase di intervento sulla rotaia (R), se da detta condizione di stato ? stato rilevato un difetto della rotaia (R), ed una fase di valutazione dell?entit? del difetto.
  13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 11 o 12, comprendente inoltre una fase di filtraggio di detti dati di monitoraggio in modo da distinguere un falso allarme dovuto a possibili rumorosit? durante la fase di monitoraggio della rotaia (R).
  14. 14. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni 11-13, in cui detta fase di monitoraggio ? eseguita monitorando detta rotaia (R) in prossimit? di almeno un punto di installazione dell?almeno dispositivo di controllo (2), preferibilmente un punto di saldatura e/o di giunzione della rotaia (R), e/o monitorando almeno una porzione di rotaia (R) compresa tra due punti di saldatura della rotaia (R) definente una campata (C) della rotaia (R) stessa definendo una distanza tra detto almeno un dispositivo di controllo (2) ed il difetto se presente.
  15. 15. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni 11-14, comprendente inoltre una fase di registrazione dei dati di monitoraggio, di definizione di un database di eventi relativo a detti dati registrati ed una fase di analisi predittiva del database per ottenere una condizione di stato predetta della rotaia (R) relativa all?almeno un dispositivo di controllo (2) e di comunicarla a detto operatore o altro utente adibito alla manutenzione della rotaia (R).
  16. 16. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui dette fasi di comunicazione ed invio dei dati di monitoraggio sono realizzate tramite un sistema di comunicazione di tipo wireless (5).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999066320A2 (de) * 1998-06-16 1999-12-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum nachweis eines defekts einer führungsschiene
AU2014202937A1 (en) * 2013-06-06 2015-01-15 Si Consulting S.R.L. Device for measurement and management of the mechanical tension of a long welded rail
EP2862778A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-22 Bayern Engineering GmbH & Co. KG Method for generating measurement results from sensor signals
WO2020002019A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Konux Gmbh Smart sensor data transmission in railway infrastructure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999066320A2 (de) * 1998-06-16 1999-12-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum nachweis eines defekts einer führungsschiene
AU2014202937A1 (en) * 2013-06-06 2015-01-15 Si Consulting S.R.L. Device for measurement and management of the mechanical tension of a long welded rail
EP2862778A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-22 Bayern Engineering GmbH & Co. KG Method for generating measurement results from sensor signals
WO2020002019A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Konux Gmbh Smart sensor data transmission in railway infrastructure

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