Alla Interfleet Technology, una società di consulenza internazionale con centro prove a Stoccolma, sono esperti nella sperimentazione di veicoli ferroviari - comprese le prove legali sulla sicurezza al momento della messa in servizio e la risoluzione dei problemi di funzionamento durante l'esercizio. Il loro compito consiste nel verificare il comportamento in esercizio – misurando tutti i parametri che influenzano la sicurezza, il funzionamento e, in ultima analisi, l'economicità di questi veicoli dal costo di molti milioni di dollari. La sfida è di acquisire ed analizzare grandi volumi di dati di misura nel modo più efficiente e corretto possibile, con la conseguente analisi di tutte le grandezze meccaniche riguardanti i treni.

Ciò significa che l'acquisizione dei dati è fondamentale per la squadra viaggiante degli esperti della Interfleet. Se si sono appena spese tre settimane per analizzare le ferrovie in Svezia, India o Cina, l'ultima cosa che si desidera è tornare in campo perché qualcosa è stata tralasciata – per esempio come si comporta il treno su una particolare pendenza in curva, ad una determinata velocità ed in certe condizioni meteorologiche sulle montagne siberiane. La Interfleet produce le proprie ruote dinamometriche con i relativi sensori, ma si affida anche ai sistemi di acquisizione dati e software della HBM, con cui gestire grandi volumi di dati e che consentono di cambiare rapidamente e facilmente le configurazioni sul campo.

Pionieri delle ruote dinamometriche

Nel 1950, la Interfleet faceva parte della divisione ingegneria della SJ (Ferrovie Svedesi dello Stato), e già allora era un pioniere della tecnologia di misura ferroviaria. La squadra di prova svedese fu la prima al mondo ad utilizzare una ruota dinamometrica (IWT) per veicoli ferroviari, ponendo le basi per diventare il  leader mondiale di oggi.

La successiva generazione di ruote dinamometriche ora impiegate, è in grado di gestire frequenze fino a 3 kHz (IWT4). Le ruote dinamometriche sono munite di sensori basati sulla più recente tecnologia – per misurare grandezze quali velocità, accelerazioni, potenze, spostamenti e deformazioni, parametri come le forze sui binari e la loro stabilità, oppure problemi di usura come la deformazione del telaio del carrello, creste e scanalature sulle rotaie o sollecitazioni flessionali negli assi. Le ruote dinamometriche per il mercato internazionale vengono prodotte nel Laboratorio Interfleet di Solna, vicino a Stoccolma.

Fino a 170 punti di misura

I progetti di prova vengono commissionati dai costruttori e dai propietari dei veicoli fra cui Siemens, Alstom, Bombardier, LKAB, Vale ed Indian Railways, e gli ingegneri della Interfleet offrono ai propri clienti una soluzione globale che copre l'intera catena di misura. Il sistema di acquisizione dati viene installato sul treno insieme alle ruote dinamometriche realizzate su specifiche del cliente.

Il sistema di acquisizione dati è il QuantumX od MGCplus della HBM, con nodi di misurazione su ogni vagone. Il sistema supporta il monitoraggio dati a bordo e la classificazione in tempo reale. Un progetto di prova su grande scala può coinvolgere fino a 160-170 punti di misura, con sensori distribuiti lungo il veicolo e numerose coppie di ruote dinamometriche nel convoglio. La comunicazione col sistema avviene mediante fibre ottiche posate lungo i vagoni. Per i grandi progetti, le apparecchiature di misura possono occupare numerosi pallet, mentre per i piccoli progetti può bastare uno scatolone.  

Per un'omologazione di tipo completa si possono impiegare da due a tre settimane di viaggio lungo la rete ferroviaria. "Allo scopo di ottenere tutte le combinazioni di dati necessarie per un'analisi completa, ogni giorno vengono raccolti numerosi gigabyte di dati," spiega Jan Wännman, esperto delle prove  della Interfleet in Svezia.

"Cassificando i dati appena essi vengono acquisiti, possiamo essere certi di ottenere tutto ciò che ci serve. Noi lavoriamo sul treno, in costante contatto col conducente, informandoci sulle diverse velocità al fine di aumentare o ridurre il carico, in modo da coprire tutte le necessarie condizioni. Alla fine, preleviamo i dati dai file binari del programma di acquisizione dati catman della HBM e li analizziamo usando il programma avanzato di matematica Matlab sulla base di criteri predefiniti – questa operazione può richiedere fino ad una settimana."

Fiducia nel sistema

Prima di spendere del tempo sui binari, la squadra della Interfleet prepara il progetto di prova nel centro ricerche di Solna. La configurazione di un nuovo progetto di prova richiede un'accurata pianificazione

"Quando siamo sul campo ci sono tantissimi parametri che possono andare per il verso sbagliato o che noi non possiamo controllare. Potrebbe essere il vento e le condizioni atmosferiche, mucchi di foglie sui binari o qualsiasi altro problema durante la breve finestra temporale in cui dobbiamo completare l'acquisizione. Abbiamo incertezze più che sufficienti con cui misurarci. Ecco perché dobbiamo avere davvero la certezza del buon funzionamento del sistema di acquisizione dati – ed i QuantumX ed MGCplus della HBM hanno dimostrato la loro affidabilità. Se necessario, essi rendono anche facile la modifica della configurazione di prova, potendo attivare o disattivare i canali senza la necessità di riconfigurare l'intera impostazione. Queste scalabilità e flessibilità sono di valore inestimabile sul campo," afferma Jan Wännman.

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