“Intelligent Maintenance”:
evoluzione verso l’integrazione
Roma, 2 Ottobre 2015
Giovanni Bocchetti , Nadia Mazzino, Stefano Terribile, Francesco Favo, Arturo Borelli
Relatore: Federico Papa ([email protected])
2
INDICE
MANUTENZIONE FERROVIARIA: STATO DELL’ARTE
INNOVAZIONE VERSO IL CONCETTO DI MANUTENZIONE “INTELLIGENTE”
IL PROGETTO DI RICERCA “SICURFER” - Tecnologie innovative per la
SICURezza della circolazione dei veicoli FERroviari
CONCLUSIONI
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EVOLUZIONE del SISTEMA FERROVIARIO
4
SISTEMI DI MONITORAGGIO & DIAGNOSTICA - APPLICAZIONI
ASSET
Infrastruttura Treno
TE
CN
OL
OG
IA
Infr
as
tru
ttu
ra
Sistema fisso a terra che
monitora lo stato
dell'infrastruttura ferroviaria
Sistema fisso a terra che
monitora lo stato del treno
in movimento
Tre
no Sistema a bordo treno che
monitora lo stato
dell'infrastruttura ferroviaria
Sistema a bordo treno che
monitora lo stato del treno
in movimento
5
MANUTENZIONE FERROVIARIA: STATO dell’ARTE (1/2)
Le attuali tecniche di manutenzione sono basate sull’acquisizione di dati mediante ispezioni
(periodiche e/o straordinarie) e visite di controllo in campo da parte del personale specializzato …
Comunicazioni e avvisi di tipo cartaceo
Occupazione della linea ferroviaria
Costi di manutenzione elevati
In sintesi
6
MANUTENZIONE FERROVIARIA: STATO dell’ARTE (2/2)
… e sull’acquisizione di dati mediante l’utilizzo di strumenti di misurazione ad alta precisione e ad
elevato rendimento.
Analisi e valutazioni diagnostiche singolari e non aggregate
Assenza di correlazione fra dati provenienti da altri sistemi di monitoraggioIn sintesi
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EVOLUZIONE verso la MANUTENZIONE “INTELLIGENTE”
Manutenzione
Correttiva
Manutenzione
Preventiva
Manutenzione
Predittiva
(“Intelligente”)
Eseguita a seguito della
rilevazione di un guasto
Eseguita ad intervalli di tempo
predeterminati o in accordo
a criteri prescritti
Eseguita con il supporto di modelli
matematici e metodi di analisi
dei dati in grado di calcolare
il tempo di vita utile residuo
prima del guasto
“ON-CONDITION”
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MANUTENZIONE FERROVIARIA: ESIGENZE
Sviluppo di sistemi di supporto alle decisioni in
grado di indirizzare gli interventi manutentivi
Integrazione (fusione e/o correlazione) dei dati
Accessibilità unificata ai dati raccolti
Dati
Integrazione
Conoscenza
Decisione
9
Tecnologie innovative per la SICURezza della circolazione dei veicoli FERroviari
10
PARTNERS
11
Il progetto SICURFER è stato pensato con l’obiettivo di sviluppare un sistema di supporto alle decisioni
(SSD) per la manutenzione “intelligente” dell’infrastruttura ferroviaria, volto a garantire l’interoperabilità
tra diversi sistemi di monitoraggio e diagnostica e ad ottimizzare la pianificazione degli interventi
manutentivi mediante:
L’integrazione di tecnologie eterogenee di monitoraggio e diagnostica
L’introduzione di intelligenza aggiuntiva per supportare e indirizzare gli interventi
manutentivi
PROGETTO di RICERCA - “SICURFER”
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La sicurezza dell’esercizio ferroviario è fortemente legata allo sviluppo di
sistemi di manutenzione “intelligenti”, basati sull’integrazione di soluzioni
eterogenee di monitoraggio e diagnostica all’interno di architetture in
grado di fornire agli operatori ferroviari un quadro completo dello stato
(presente e futuro) dell’infrastruttura e di supportare e/o indirizzare gli
interventi manutentivi.
INNOVAZIONE verso il CONCETTO di MANUTENZIONE “INTELLIGENTE”
SISTEMI
di
MANUTENZIONE
“INTELLIGENTI”
INTEGRAZIONE
SISTEMI
di
MONITORAGGIO &
DIAGNOSTICA
SISTEMI
di
SUPPORTO alle DECISIONI
+
=
+
Correlazione
dei dati raccolti
MAGGIORE
SICUREZZA
ESERCIZIO
FERROVIARIO
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ARCHITETTURA del SISTEMA “SICURFER”
UD
FISSE
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Temperatura Galleria e Binario
Alterazioni Strutturali Opere d’Arte
Correnti Disperse ed Erosione Ferri d’Armatura
Comunicazione GSM-R
Peso Materiale Rotabile e
Squadratura Ruote
Intrusione in Asset Ferroviario
Deviatoi
Frane
UNITA’ DIAGNOSTICHE
UD
di
BORDO
15
Contatto PantografoDiagnostica Segnalamento
Sistemi Radio
Organi di Attacco Rotaia Geometria Binario
Dinamica Marcia Treno
UNITA’ DIAGNOSTICHE
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SCENARI di SPERIMENTAZIONE
Treno diagnostico “MATISA PV6” sulla tratta ferroviaria Avellino-Benevento
Pesa dinamica dei convogli in transito presso la stazione E.A.V. di P.zza Garibaldi (Napoli)
17CONCENTRATORE
DI TERRA
UD DI TERRA
LIVELLO di INTEGRAZIONE
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CENTRO di SUPERVISIONE e CONTROLLO
Il Centro di Supervisione e Controllo (CSC) consente di eseguire le seguenti funzionalità:
Storicizzazione dei dati;
Correlazione spazio-temporale fra anomalie diagnostiche;
Rappresentazione grafica (mediante mappe GIS) attraverso un’opportuna Interfaccia Operatore in
grado di riportare sinteticamente all’operatore le segnalazioni ricevute, la loro tipologia, la loro
localizzazione e la gravità dell’anomalie ad esse associate.
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L’obiettivo finale del Sistema di Supporto alle Decisioni (SSD) consiste nell’ aggiungere un livello di
analisi dei dati e nel supportare le decisioni per ottimizzare gli interventi manutentivi mediante:
Individuazione ed analisi di possibili scenari operativi che coinvolgono le diverse unità
diagnostiche fisse a terra e a bordo treno
Studio ed identificazione delle dipendenze predefinite fra i fenomeni eterogenei monitorati
contestualmente nello spazio e nel tempo
Correlazione delle informazioni diagnostiche al fine di definire interventi di mitigazione del degrado
dell’infrastruttura mediante opportune procedure manutentive
SISTEMA di SUPPORTO alle DECISIONI
per la MANUTENZIONE “INTELLIGENTE”
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SISTEMA di SUPPORTO alle DECISIONI
per la MANUTENZIONE “INTELLIGENTE”
Filtraggio ed elaborazione dei
dati storici lungo una specifica
tratta ferroviaria
Motore di correlazione di anomalie diagnostiche eterogenee rilevate sulla tratta
Periodo di
osservazione
Gravità del
fenomenoTratta Tipologia di
fenomeno
PARAMETRI DI CORRELAZIONE
RALLENTAMENTO
FENOMENI CORRELATI
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MANUTENZIONE FERROVIARIA: “SICURFER”
Integrazione di dati raccolti dalle diverse unità diagnostiche
Riduzione del numero di falsi allarmi
Supporto alle decisioni degli operatori nell’identificare precise azioni di
manutenzione sulle tratte ferroviarie
In sintesi
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Le attività di ricerca svolte all’interno del progetto SICURFER non solo hanno
permesso di individuare e sviluppare innovative soluzioni di monitoraggio integrate
all’interno di un’ architettura in grado di supportare gli interventi manutentivi degli
operatori ferroviari, ma hanno anche gettato le basi per le future attività di ricerca
che verranno svolte sul tema della manutenzione ferroviaria all’interno del
Programma di ricerca industriale pluriennale SHIFT2RAIL - Programma di
Innovazione n°3 (“Infrastrutture affidabili e di alta capacità”)
EVOLUZIONE verso lo SHIFT2RAIL
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I2M –INFORMATION FLOW
RIMMS
Existing asset
registers and
similar DBs
Sensors Aggregators
Maintenance
Decision
Support Systems
and Tools
Maintenance actions
& orders
Data Information Intelligence
Open Standard Interfaces
Feedback from maintenance
Data size
Feedback from maintenance
KRI
KRI
KRI
DRIMS
Other railway-
and non-railway
related
information
Data fusion and
analytics tools
Domain
knowledge
Grazie
per la cortese attenzione
Roma, 2 Ottobre 2015