Frans Pienaar, responsable des ventes techniques

Grâce à la capture continue de données, la surveillance de l'état des trains améliore la sécurité, réduit les coûts de maintenance et diminue les plaintes pour nuisances sonores pour les opérateurs ferroviaires du monde entier. Voici comment.

La vidéo ci-dessus est assez effrayante, surtout quand on pense à l'ampleur des dégâts causés avant que le tramway ne soit finalement déconnecté de sa source d'alimentation. Les dégâts causés à l'infrastructure étaient considérables et on peut affirmer sans risque que cette ligne a dû être fermée pendant un certain temps pour réparation. L'ampleur des dégâts aurait presque certainement pu être évitée si l'opérateur ferroviaire avait mis en place un système de surveillance continue de l'état du réseau.

Lors de la première panne du pantographe, le système de surveillance de l'état aurait détecté la modification des données reçues et alerté les personnes concernées (par exemple, le conducteur aurait arrêté le train). Sans système de surveillance, le coût et le temps de réparation de l'infrastructure et du matériel roulant ont augmenté de façon exponentielle à mesure que le train continuait de rouler.

C’est l’une des raisons pour lesquelles les opérateurs ferroviaires se tournent de plus en plus vers des solutions de surveillance continue de l’état des trains pour mesurer les performances de leur réseau ferroviaire et de leur flotte de matériel roulant.

Bruit et vibrations : au cœur de la surveillance de l'état

Nous savons tous que le bruit ferroviaire est une nuisance. Un bruit ferroviaire excessif, comme le crissement et le boudinage des rails, donne lieu à des plaintes qui doivent faire l'objet d'une enquête, aux frais de l'exploitant. Mais surtout, le bruit ferroviaire est un indicateur de dommages ferroviaires émergents, ce qui en fait une mesure fiable de l'état de votre système ferroviaire.

En évaluant en permanence le bruit et les vibrations sur un réseau ferroviaire, les systèmes de surveillance de l'état peuvent identifier les problèmes émergents en amont, vous permettant ainsi d'effectuer une maintenance préventive avant qu'ils ne deviennent problématiques. Cela vous offre de nombreux avantages.

• Sécurité améliorée, avec moins de risques d'accidents et de déraillements
• Des coûts réduits, car la maintenance préventive est moins chère et moins perturbatrice que le remplacement des rails ou la maintenance intrusive, comme le meulage
• Moins de plaintes liées au bruit, car une gestion ciblée de la friction peut réduire le bruit aux points chauds identifiés.

Comment le bruit et les vibrations aident-ils à identifier les dommages aux rails ?

Chaque type de dommage ferroviaire a sa propre fréquence de bruit. La combinaison des données de bruit et de vibrations avec les caractéristiques de l'infrastructure et des véhicules, ainsi qu'avec les paramètres opérationnels, permet non seulement de repérer les problèmes, mais aussi d'en identifier la cause profonde. Ainsi, une maintenance proactive peut être planifiée pour corriger un problème ou l'empêcher de s'aggraver.

Notez que les valeurs indiquées sont typiques, mais dans la pratique, vous pouvez obtenir un chevauchement entre les fréquences de grincement et de bridage en fonction d'autres facteurs, tels que la taille de la roue et le profil du rail.

Les limites de la saisie annuelle ou périodique des données

Aujourd'hui, de nombreux opérateurs ferroviaires procèdent à une saisie périodique des données, généralement une fois par an ou en cas de réclamation. Cependant, ces données ne sont valables que pour le véhicule, son emplacement et les conditions d'exploitation au moment du contrôle.

Même si vous collectez des données chaque mois pendant 8 heures, vous ne mesurez que 1 % du temps disponible sur l'année, ce qui est tout simplement insuffisant pour une analyse des causes profondes. Il est peu probable que cela détecte efficacement les défauts ou les dommages et ne permet pas de montrer la dégradation au fil du temps, ce qui le rend peu utile pour planifier la maintenance préventive.

Sur un réseau ferroviaire, les changements peuvent survenir très rapidement. Il faut donc se demander : « Quelles sont les chances que mes mesures périodiques du bruit et des vibrations soient suffisantes pour analyser les causes profondes et trouver une solution ? » (Réponse : « Pas très bonne. »)

Comment les opérateurs ferroviaires peuvent exploiter le Big Data grâce à une surveillance continue de l'état

C'est pourquoi de plus en plus d'exploitants ferroviaires se tournent vers des solutions de surveillance continue de l'état du réseau. Grâce à des capteurs de vibrations et de bruit, ainsi qu'à des caméras optionnelles, des données continues peuvent être collectées sur le réseau ferroviaire, quelles que soient les conditions d'exploitation et météorologiques. Les possibilités d'utilisation de ces données sont nombreuses.

• Identifier les problèmes émergents liés au bruit et aux vibrations
• Identifier la cause profonde, comme l'apparition d'ondulations ou d'autres défauts
• Documentez les tendances et les points chauds pour permettre une maintenance et une atténuation proactives
• Recevez des avertissements en temps réel si les limites sont dépassées

L'exploitant du réseau de tramway d'Utrecht, aux Pays-Bas, a utilisé la surveillance continue de l'état de ses véhicules pour réduire de 42 % les plaintes relatives au bruit. Mais les avantages vont bien au-delà, comme le montrent les exemples suivants.

Exemple 1 : Utilisation de la surveillance de l'état pour identifier les points chauds et les problèmes

Le graphique à barres présente les données d'une section de la voie. On y trouve plus de 1.5 million de points de données au niveau sonore le plus courant, mais aussi des milliers de points de données enregistrés à des niveaux beaucoup plus élevés (indiqués en rouge). La précision est suffisante pour déterminer si le bruit provient du rail gauche ou droit.

Pour résoudre le problème, l'opérateur pourrait expérimenter différents systèmes de gestion de la friction et voir immédiatement s'ils étaient efficaces grâce à une surveillance continue de l'état.

Exemple 2 : utilisation de la surveillance de l’état pour mesurer les effets d’atténuation

Ces graphiques montrent le bruit maximal et le niveau d'exposition sonore (SEL) en un point du réseau ferroviaire situé au-dessus. Dans ce cas, le bruit était dû à l'ondulation, qui nécessitait un meulage annuel. En guise d'alternative, l'exploitant du réseau a opté pour la gestion du frottement des rails supérieurs et a utilisé une surveillance continue de l'état du rail pour analyser les résultats, avant et après.

Comme vous pouvez le constater, le meulage a eu un effet important, mais temporaire. Cependant, grâce à la gestion du frottement du rail supérieur, la croissance récurrente des ondulations a été quasiment éliminée. Pour une analyse plus approfondie, le même dispositif de surveillance de l'état pourrait être utilisé pour évaluer les performances de différents matériaux de contrôle du frottement du rail supérieur, sans frais d'essai supplémentaires.

Exemple 3 : Utilisation de la surveillance de l’état pour évaluer les performances de la flotte

Ce graphique simple présente les niveaux de bruit et de vibrations sur l'axe vertical. Le nombre de véhicules du parc automobile est indiqué sur l'axe horizontal, avec les faibles effectifs à gauche et les importants à droite.

Cette flotte comprend trois types de véhicules distincts, dont les numéros correspondent. (Un type de véhicule a des numéros faibles, un autre des numéros moyens, et le dernier groupe des numéros élevés.) Les véhicules ayant des numéros moyens sont clairement moins performants en termes de niveaux sonores. Cela peut être lié aux cycles d'entretien, mais il est plus probable que ce soit dû au type de véhicule.

Les informations peuvent être utilisées par la compagnie ferroviaire pour évaluer le type de véhicules à acheter ou pour planifier l'entretien/les mises à niveau de la flotte actuelle.

Le Big Data et la surveillance de l'état sont l'avenir

La capture de données massives se développe dans tous les secteurs, et pas seulement dans le secteur ferroviaire. Les systèmes de capture de ces données sont de plus en plus perfectionnés, permettant aux entreprises d'accéder à des millions de points de données chaque jour. Mais les données seules ne suffisent pas. Il faut également des logiciels et une expertise interne pour analyser et exploiter ces données de manière pertinente pour votre entreprise.

Chez RS Clare, nous collaborons avec des leaders du marché de la surveillance d'état, qui développent et fabriquent des équipements de surveillance permettant d'extraire des données utiles sur l'ensemble des réseaux ferroviaires. Nous maîtrisons également les logiciels et l'expertise nécessaires pour vous aider à prendre des décisions fondées sur les données, réduisant ainsi vos coûts et vos niveaux de bruit, et améliorant la sécurité de votre réseau ferroviaire.

Si vous souhaitez en savoir plus ou obtenir des conseils, contactez-nous.