Diagnostica Predittiva Cassa di Manovra deviatoi
Il progetto mira a sviluppare un sistema innovativo per il monitoraggio delle Casse di Manovra P80 installate sui deviatoi ferroviari, con l’obiettivo di garantire un controllo costante e affidabile delle condizioni operative. Il cuore del sistema è costituito da una rete di sensori in grado di rilevare parametri fondamentali per la sicurezza e la manutenzione. Tra questi, la posizione sicura e univoca dei tiranti viene determinata attraverso il rilevamento dell’indicatore meccanico della fermascambiatura. Oltre alla posizione, il sistema analizza le vibrazioni sia durante il funzionamento del motore sia al passaggio del convoglio sul deviatoio, monitora la corrente e la tensione di comando e controlla le condizioni ambientali interne, come temperatura e umidità. In questo modo, è possibile eseguire diagnostica predittiva dei guasti delle CdM P80 e rilevare manutenzioni errate che possono condurre ad azzardi noti con la ridondanza della funzione in sicurezza del Controllo di Posizione.
Il sistema è progettato per acquisire i dati provenienti dai sensori installati sulla Cassa di Manovra e trasmetterli in modo sicuro verso le unità di elaborazione. L’alimentazione avviene sfruttando le risorse disponibili sul dispositivo, con particolare attenzione all’efficienza energetica, così da garantire un assorbimento trascurabile e non interferire con le funzioni principali. Inoltre, la scheda installata nella Cassa di Manovra sarà dotata di un modulo di Intelligenza Artificiale, capace di elaborare i dati raccolti e fornire previsioni sui possibili modi di guasto. Questa funzionalità rappresenta un elemento chiave per migliorare la manutenzione predittiva e incrementare il livello di sicurezza dell’infrastruttura ferroviaria.
I dati raccolti possono essere acquisiti direttamente nel Posto di Presidio attraverso il Controllore di Ente già presente, come quello della piattaforma RFI, oppure mediante una scheda ad hoc che si collega in modo non intrusivo.
Nel primo semestre del 2025 si è conclusa con successo la fase di ricerca relativa alla realizzazione di un prototipo non vitale, raggiungendo gli obiettivi prefissati. Le attività svolte hanno permesso di validare le soluzioni tecnologiche ipotizzate e sono pienamente in linea con le aspettative iniziali.
In particolare, è stato completato l’attrezzaggio di una Cassa di Manovra P80, lo studio del posizionamento e la realizzazione dei supporti per gli accelerometri necessari all’analisi vibrazionale, nonché la connessione dei sensori per la misura dei parametri elettrici negli avvolgimenti rotorici del motore. È stato inoltre realizzato un dimostratore alimentato esternamente, capace di registrare le misure dei sensori come vibrazione o variazioni di corrente, e di trasmettere i dati ad un server.
Gli sviluppi futuri riguarderanno il completamento della soluzione di monitoraggio, l’integrazione delle funzionalità di sicurezza e la realizzazione dei componenti necessari per la gestione dei dati, con successiva validazione dell’intero sistema attraverso prove in campo.
Diagnostica fissa per punti critici armamento
Il progetto di ricerca si contestualizza nell’ottica di garantire un monitoraggio sempre più capillare ed efficace dell’infrastruttura, prevedendo l’applicazione di un sistema di diagnostica fissa che consenta di valutare simultaneamente la qualità geometrica e strutturale del binario.
Il sistema diagnostico fisso, localizzato sui punti critici dell’armamento ferroviario, quali giunti e saldature, combina diverse metodologie d’indagine e consente di acquisire informazioni di natura diversa con lo scopo di rendere più robusta l’indicazione e di poterne meglio seguire l’evoluzione nel tempo.
L’obiettivo è quello di realizzare dei “nodi sensoriali”, che con capacità di autoalimentazione, sono in grado di raccogliere e trasmettere dati ad un punto di raccolta per la formazione di un data base con cui operare attività di diagnostica in remoto anticipare e programmare le attività di sostituzione sul punto singolare.
Diagnostica Embedded Low Power - Deviatoi
Il Progetto di Ricerca ha come finalità lo sviluppo un Dimostratore Tecnologico per lo studio dell’applicabilità di una piattaforma ultra compatta per analisi multisensore per il monitoraggio di tutto ciò che concerne il complesso Deviatoio. Particolare attenzione viene data a:
- riduzione dell’impatto energetico, energetico e quindi la valutazione della capacità di raccolta dall’ambiente dell’energia necessaria al funzionamento da sorgenti elettromagnetiche, solari, vibrazionali;
- riduzione della complessità del cablaggio e quindi la valutazione di protocolli e soluzione per la parziale o totale eliminazione delle connessioni tra il sistema di sensing e l’accentratore.
Il Dimostratore assolverà alle seguenti funzioni di:
- Controllo per la verifica dello scartamento di punti singolari del deviatoio;
- Diagnostica/usura dello stato del Deviatoio e del Ballast;
- Controllo in sicurezza della Fermascambiatura.
Algoritmi di elaborazione, appositamente sviluppati, monitoreranno la geometria del deviatoio e la soluzione algoritmica presentata è in grado di monitorare sul lungo periodo le distanze relative durante la manovra e in condizioni statiche.
Diagnostica Embedded Low Power – Linea TE
Il Progetto di Ricerca ha come finalità la realizzazione di un Dimostratore Tecnologico che consenta il monitoraggio costante ed in Real Time dell’infrastruttura TE attraverso sensori e tecniche di elaborazione innovative.
In particolare il Dimostratore sarà in grado di valutare e rilevare:
- Usura conduttori;
- Distacco pendini;
- Anomalie da interazione pantografo-catenaria;
- Anomalie al pantografo di un singolo treno.
Sono in corso di valutazione l’utilizzo di trasduttori a basso costo, integrabili nei materiali (Smart Material) e nodi sensore dotati di capacità computazionale per le attività di monitoraggio strutturale. Particolare interesse costituiscono i sistemi di autoalimentazione (Energy Harvesting) valutandone l’efficacia e le prestazioni nel contesto applicativo ferroviario. Il sistema di trasmissione dati scelto è predisposto per la tecnologia 5G.
L’elevata miniaturizzazione dei sensori ed i bassi consumi di potenza comportano vantaggi in quanto non richiedono cablaggi particolari e non risultano invasivi sull’infrastruttura in esercizio. L’impego di tecniche “Energy Harvesting” risulta particolarmente interessante in quanto riduce o elimina la necessità di frequenti interventi di manutenzione periodica, in aree dell’infrastruttura (pali TE, catenaria) di non facile accesso.
Smart Rail
RFI, nel suo ruolo di gestore dell’infrastruttura, deve garantire la sicurezza della circolazione ferroviaria sull’intera rete ed assicurare il mantenimento in efficienza della rete stessa.
L’estensione su tutto il territorio di oltre 24.000km di rete ferroviaria richiede un grande sforzo di risorse sia economiche che di personale per il suo monitoraggio. Con l’obiettivo di incrementare sempre più le prestazioni dei sistemi di diagnostica fissa del binario, RFI con il progetto Smart Rail vuole rendere l’infrastruttura ferroviaria “intelligente” tramite l’applicazione di sensori in fibra ottica distribuiti ed integrati in maniera capillare sulla rotaia. Si riuscirà così a monitorare in continuo ed in tempo reale le condizioni geometriche, eventuali imperfezioni, temperatura e vibrazioni del binario.
L’efficacia dell’utilizzo dei sistemi in fibra ottica per il monitoraggio strutturale è stata dimostrata recentemente in vari ambiti applicativi. I sensori in Fibra Ottica risultano essere immuni a interferenze elettromagnetiche, di dimensioni ridotte e facilmente installabili.