Automatyzacja procesów monitorowania stanu technicznego taboru

Transkrypt

PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
z. 112
Transport
2016
Olena Sivets
Politechnika Warszaw!)
AUTOMATYZACJA PROCESÓW
MONITOROWANIA STANU TECHNICZNEGO
TABORU KOLEJOWEGO Z WYKORZYSTANIEM
TECHNOLOGII WIDZENIA MASZYNOWEGO
G'
: 2016
Streszczenie: ' koncepcja stosowania przytorowych
systemów monitoringu, których zadaniem jest monitorowanie pojazdów kolejowych w ruchu oraz
#
$ ' &
$
? F wszystkim zapobieganie sytuacjom awaryjnym, usprawnienie procesów przewozowych oraz
$ ' $
$ ' $ Celem
?
-
! ' ?F $ )
' m na problemie zmiany strategii utrzymania taboru. Systemy
F ? ! ? ! ?
lepsze planowa
$
# !
!
1. )1
Zagadnienie monitorowania i diagnostyki pojazdów w transporcie kolejowym rozpatrywane jest '
$

'
$ entów
pojazdów szynowych, '
! F eksploatacji. Zadaniem
przytorowych systemów monitorowania taboru st
'
!
$
'
wanych prze ?? $ '
338
Olena Sivets
systemom opartych na technologii widzenia maszynowego (ang. machine vision), analizu
'F
ów szynowych.
' $
#computer vision), która jest
'[10, 11]. Technologia
widzenia maszy
' '! jest analizowane przy pomocy odpowiednich algorytmów
przetwarzania obrazu. , F
wykorzystywane dla wiel kolejowego [1, 2, 3]. Systemy te ? przede wszystkim do sprawdzenia fizycznych cech
O!, '
ów detekcji sta
!!
?
?. :
'
, to zasadniczo przytorowe systemy monito
'
zestawach
!?
one 'F
$
Z
' sprawdzany
jest on . W zakresie zastosowania wizji maszynowej
w monitorowaniu stanu technicznego taboru kolejowego '
! $
$ ! ? F
zautomatyzowany, "? ?F utrudniona
?
.
Obecnie, ? ' $
mów monitorowania stanu technicznego, jak ? detekcji stanów awaryjnych taboru
kolejowego opartych na technologii widzenia maszynowego, *)6D#*utomated Train Examiner Systems) o
'0
D$ W artykule przedstawiono
?
e ?, uzyskanych z systemu
ATEx, wykorzystywanego m.in. do monitorowania wagonów w ?
w zachodniej Australii. C

??
$Hpodstawie ? ? dla takich
F#,&F ?#,&$
2. _16$
1].
.*&/qx)
36
USPRAWNIENIE PRACY REWIDENTA
2.1. ZAKRES PRAC REALIZOWANYCH PRZEZ REWIDENTA

G
-
%

nicznych eksploatacji !

Automatyzacja procesów monitorowania stanu technicznego taboru kolejowego …
339
'! cza " $H
F
"
#
'!
&?

[9].

Dokumentacji Systemu Utrzymania "
$Podczas wjaz F ' ? ' F '
!
F
!
ze'
!?'' dopuszczalnych
! ? ! ! F $ ' w miej? , '!?
' "! ?
' $ W tym przypadku '
dzin na stoj$
'

,
?

' '
?
$@

$
' O
'F ,
rewident b'F
elementy, ' poprzez ukierunkowa
,
?
niedoskonarealizowanych przez rewidenta.
@' rewidenta pozwoli na usprawnienie operacji wykonywanych na bocznicy.
2.2. 6&/.4].*..96)*3
:]1*$).]4]
Czas , , $ C
$ , ? ? F ' z c
, realizowanego na poziomie 1 utrzymania pojazdu kolejowe#
&!
zastosowania
przytorowych systemów monitorowania.
H ta, to w Polsce nie jest on usta
! F, F
?
$?
F, ?
'
minut/wagon. Bio'!

!
?
F
!
$|? zastosowanie systemu wizyjnego,
340
Olena Sivets
!'
' , samo przeje
!
$F
#
'
&$
'#
$train parts&'

?$
Systemy wizyjne, ?
, trudno jest przystosoF $ H, F one szczególnie pomocne
w tych komponentów taboru, gdzie
?
?F
a dokumentacja stanu technicznego, przy czym nie tylko w postaci pomiaru, '! ? F poten '
!
$H ?F?
!
?

wanego pomiaru komponentu, '
!?
F
, '
na podstawie zawartych informa '
$
! !
! '
O
-napr
?

?
'
F ,
s
F
!
,
w
,
z"
"
,
z?
?
pojazdów.
; .]39
]
31].4*&6.
166)ANIA
ZAUTOMATYZOWANYCH SYSTEMÓW
MONITOROWANIA TABORU
3.1. CHARAKTERYSTYKA SYSTEMU
)*)6D'estawu , u
cego (ang. triggering) do badania geometrii ? nia odpowiedniego czasu 'F! sensorów
przytorowych do wykrywania ?? ego ! identyfikacji pojazdów
(AEI/RFID lub OCR&! ! 'F przetwarzania obrazów i wykonywania pomiarów, bazy danych 'F i pomiarów, systemu
diagnostyki i utrzymania systemu, oraz interfejsu wymiany danych
tów [6].
341
%
*)6D $
$ !!
!
!'!
! ? "
?
[7]. 1.
Rys. 1. ¦O

3.2. DE1*3
4*x)46$*4*&6._<]
ELEMENTÓW– SYTUACJE NIEPRZEWIDZIANE

,-,--,
za utrzymanie taboru ECM (ang. Entity in Charge of Maintenance) $
$

torowania i zbierania danych o stanie technicznym taboru, tworzenie statystyk i analiz,
F
, C
!
m.in. modyfikacj' -naprawczych. Rozpor
/ 6 nr 445/2011 w sprawie systemu certyfikacji podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie
stanu wagonów towarowych, ale przy tym nie precyzuje sposobu ani metody nadzoru [8].
F systemy wizyjne.
$
? ? F
!
! ? o kolejnymi naprawami
okresowymi [5]. F !
" $ ?
ocenie ? ?
F $
$ F ? # – ozn. polskie,
Sh – ozn. '
& i F?#– ozn. polskie, Sd – ozn. '
narodowe) [4].
342
Olena Sivets
!
?
nego systemu do anali ? ! $ -kartkowe to trendy
?
nie '
-
! $
F! ? ? ! ? ? F $
'
z monitorowania przez system ATEx stanu F?
F ?$
! ego w zachodniej Australii
do monitorowania taboru w transporcie towarowym # ?&$ Charakterystyka techniczna badanego wózka kolejowego przedstawiono w tablicy 1.
Tablica 1
Dane techniczne badanego wózka kolejowego
Typ wózka/Liczba osi
ASF 3 Piece/4
4#+
5#0(#(
880 mm
Rozstaw osi zestawów #%|
1829 mm
Hamulec/ 3
Klockowy jednostronny/ Monoblok

?
?

? ? od 21.01.2015 do
21.10.2015 (rys. 2, 3). Na wykresach !
"
?$
2700
6300
9900
13500
17100
20700
24300
27900
31500
35100
38700
42300
45900
49500
53100
56700
60300
63900
67500
71100
74700
78300
81900
85500
89100
92700
96300
99900
103500
107100
110700
114300
117900
121500
125100
128700
132300
135900
139500
143100
146700
150300
153900
?

40
35
30
25
20
15
10
5
0
21-sty-2015
21-lut-2015 21-mar-2015 21-kwi-2015 21-maj-2015
21-cze-2015
21-lip-2015
21-sie-2015
21-wrz-2015 "
Data pomiaru
/!
F
/!
Rys. 2$
?– ¦O

40
343
14
35
10
25
20
8
15
6
10
4
5
2
0
0
"
12
30
2700
7200
11700
16200
20700
25200
29700
34200
38700
43200
47700
52200
56700
61200
65700
70200
74700
79200
83700
88200
92700
97200
101700
106200
110700
115200
119700
124200
128700
133200
137700
142200
146700
151200
155700
?
[mm]

/!!,
/!!,
"
Rys. 3$?
,!,"
¦O

$(

F ? ' $$ 112 500 km, czy!'
$ ?26.08.2015
F ? ! 400 km; w tym
$
Na rys. 4 zobrazowano ? '
?$H
F
?!??
? ',
a
',$
F?,
-5
0
(F?,
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
0
-5
21-sty-2015
-10
19-maj-2015
-15
1-lip-2015
-20
25-lip-2015
-25
8-sie-2015
-30
14-sie-2015
-35
-40
Rys. 4. Rejestracja p??- ¦O

Przedstawione na rys. 3 "
'?
"
'
!

' ' $ H F! ? danym przypadku, w ??,,
"
'?
! ! na wykresie jest odzwierciedlone jako wykro
'$
"
!
?

344
Olena Sivets
?!
?
?

$, ?
'
#
$
&

wana jest ostateczna decyzja o stanie elementu. Oprócz tego, '
uprawniony personel.
Na rys. 5-7 ' , "
F
' '?$
Rys. 5 Wizualiz ??- stan na 21.01.2015
¦O

Rys. 6. ??- stan na 01.07.2015
¦O

Rys. 7. ??- stan na 14.08.2015
¦O
ie [6]
?
ej pozwla na dostarczenie szerokiego zakresu
danych pomiarowych. H? F ' ?
' ? o z $,
!
, !

' ! '
czeniu jej obsady.
Na rys. 8 '

na alerty perso
e.
345
Rys. 8. Wizualizacja zniszczenia obsady wstawki hamulcowej
¦O

06.02.2016 – ' 'wraz
. 18.02.2016 – ' – . 28.02.2016 – ' wstawki hamulcowej – . 24.03.2016 – ' obsady wstawki hamulcowej na skutek braku reakcji na alerty z systemów przez personel
utrzymania taboru.
, ? ! ?
! ? danych z wybranego okres! ? $ * F?!
?
F.
Z
z tym aspekt odpowiedniego reagowania na otrzymane informacje oraz
$ ?
?
e !
utrzymania taboru.
Automatyzacja procesów monitorowania z wykorzystaniem technologii wizji maszynowej pozwala na dostarczeniu ?
!?

'
?
'
$'
' tegii utrzymania taboru (rys. 9). Przy wsparciu systemów zautomatyzowa
!F?
'
, '
'
na monitorowani?
!

rek.
Utrzymanie oparte na
przebiegu/czasu eksploatacji
#7('
naprawcze)
rzeczywistym stanie
technicznym
Rys. 9. Strategie utrzymania taboru
¦O
przewidywaniu
'7
346
Olena Sivets
4. WNIOSKI
Z'
e
?F racjonalizacji kosztów
?
#
& oraz usprawnienia procesu odprawy tech
' realizowanych przez rewidenta.
Celem badan zawartych w artykule ?

?F prze
$) '
$ C
' ! oraz ' $ / !
?
!
'F
i pomiarów.
Systemy monitorowania stanu technicznego taboru kolejowego z wykorzystaniem technologii widzenia maszynowego ? ? elementów w czasie oraz
planowanie utrzymania na podstawie budowanej
nego elementów oraz ? . Otrzymanie
?
gólnie istotne dla podmiotów odpowiedzialnych za utrzymanie pojazdów kolejowych
ECM, dla których stawiany jest wymóg diagnozowania i zliczania usterek, i na podstawie
! umentacji Systemu Utrzymania.
Bibliografia
1. Edwards J., Hart J., Sawadisavi S., Resendiz E., Barkan C., Ahuja N. Advancements in railroad track
inspection using machine-vision technology. In AREMA Conference Proceedings on American Railway
and Maintenance of Way Association, 2009.
2. Hart, J. M., Ahuja, N., Barkan, C.P.L., & Davis, D.D. A Machine Vision System for Monitoring Railcar
Health, Technology Digest, TD-008-2004, Association of American Railroads, Washington, D.C.
3. Lai, Y.C., Hart, J. M., Vemuru, P., Drapa, J., Ahuja, N., Barkan, C., Milhon, L., & Stehly, M. Machine
Vision Analysis of the Energy Efficiency of Intermodal Trains. In Proceedings of the 8th International
Heavy Haul Conference "Safety, Environment, Productivity", (Cristiano G. Jorge, Coordinator Technical
Committee), Rio de Janiero, Brazil, June 14-16, 2005, International Heavy Haul Association, Virginia
Beach, VA, 387-394.
4. Leksykon Terminów Kolejowych. Warszawa: KOW sp. z o.o., 2011, s. 56. ISBN 978-83-933737-0-3
5. - A. Diagnostyka pojazdów szynowych – d
$
)
! / )
,
'O !
<http://www.ktl.polsl.pl/diagnostykapojazdowszynowych/wyklad/Diagnostyka_W_04_Pow_pow_tocz_z
estawu_AM_004.pdf>
6. -
'
0
D.
7. Phelan J., Kilian K., Ripley I., Mazur W. Condition monitoring of rollingstock as the core fleet maintenance strategy. Conference On Railway Engineering Adelaide, 5 – 7 May 2014.
347
8. G
/ (UE) NR 445/2011 z dnia 10 maja 2011 r. w sprawie systemu certyfikacji pod #6&
.
9. G
-
%
"
$ technicznych eksploatacji pojazdów kolejowych (Dz.U. 2005 nr 212 poz. 1771).
10. Shapiro, L.G. & Stockman, G.C. (2001). Computer Vision, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1-50.
11. Szymonik, J.
' F $ Problemy
Techniki Uzbrojenia 2010, R. 39, z. 115, 67-76.
AUTOMATION OF THE CONDITION MONITORING OF ROLLINGSTOCK USING
MACHNINE VISION TECHNOLOGY
Summary: The concept of using wayside condition monitoring systems is being widely developed around
the world. The task of such systems is to monitor rolling stock passing and analyze signals (e.g. captured
image of the component) related to their technical condition. In transportation system the major duties of
automated monitoring systems are the prevention of emergency situations, improvement of transport processes and maintenance of rolling stock. A machine vision is used increasingly to meet these demands. The
purpose of this paper is an attempt to search an approach for better utilization of rolling stock by rationalization cycles of inspection and repair at different levels of maintenance, paying particular attention to the possibility of improvement the maintenance performed by carmen at railway siding. Systems based on machine
vision technology can be used to develop a database for each train, that would allow to determine trends of
components wear-and-tear that enable better planning, management and rolling stock maintenance and prevention of emergency situations.
Keywords: railway transport, maintenance, safety

Automatyzacja procesów monitorowania stanu technicznego taboru

Transkrypt

Podobne dokumenty

Joanna Marcinkowska - Urząd Transportu Kolejowego

Certyfikaty 2006

napór cieczy na powierzchnię

Regulamin wynajmu pociągów do celów komercyjnych przez spółkę

2etap_II_koncepcja_ztp