“Intelligent Maintenance”:

evoluzione verso l’integrazione

Roma, 2 Ottobre 2015

Giovanni Bocchetti , Nadia Mazzino, Stefano Terribile, Francesco Favo, Arturo Borelli

Relatore: Federico Papa (Federico.Papa@Ansaldo-sts.com)

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

3

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

7

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”

8

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”

12

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

13

ARCHITETTURA del SISTEMA “SICURFER”

UD

FISSE

14

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

16

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

18

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.

19

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”

20

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

21

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

22

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

23

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