Systemy zdalnej diagnostyki, czyli Big Data oraz IoT w służbie kolei

Dane zbierane przez zaawansowane systemy diagnostyczne od przewoźników mogą wspomóc nie tylko producentów pojazdów, ale również zarządców infrastruktury. Nowoczesna diagnostyka oparta na internecie rzeczy (IoT) zwiększa niezawodność pojazdów oraz bezpieczeństwo pasażerów.

Rozwój technologii teleinformatycznych w ostatnich latach znacząco przyspieszył. O ile XX wiek był erą intensywnego rozwoju przemysłowego, o tyle w XXI wieku kluczowe znaczenie ma dostęp do informacji i jej przepływ. W tym kontekście rynek tzw. internetu rzeczy (z ang. Internet of Things – IoT), czyli urządzeń mogących się ze sobą komunikować (np. czujniki ruchu, kamery, detektory, liczniki, w tym instalowane od podstaw lub na już istniejących „analogowych” urządzeniach) to obecnie jedna z najszybciej rozwijających się gałęzi gospodarki. Szacuje się, że w tym roku liczba urządzeń podłączonych w ten sposób do internetu sięgnie zawrotnej skali 30 miliardów. Coraz częściej urządzenia IoT trafiają do gospodarstw domowych – np. inteligentne telewizory, lodówki czy roboty sprzątające. Podłączenie do sieci umożliwia rozszerzenie funkcjonalności tego typu urządzeń i dotyczy to również sprzętów codziennego użytku o znaczenie większych gabarytach.

Pojawienie się IoT oznacza, że również producenci pojazdów szynowych, których korzenie sięgają czasów przemysłowych, muszą oferować kompleksowe rozwiązania wykraczające znacznie poza zwykłe dostarczanie nowoczesnego taboru. Standardem jest obecnie wsparcie eksploatacyjne poprzez zaawansowane rozwiązania z zakresu IT, w tym Big Data. Obecnie stosowane systemy diagnostyczne, instalowane w nowoczesnych pojazdach, umożliwiają obsługę taboru na podstawie danych z sensorów zainstalowanych na elementach mechanicznych.

Stosowane przez Pesę w ramach rozwiązania DiagApp czujniki tensometryczne i akcelerometry monitorują, a następnie porównują poziomy drgań oraz przemieszczeń z określonymi poziomami bezpieczeństwa. Jeśli te zostaną przekroczone, generowane jest ostrzeżenie o nadchodzącej awarii, co pozwala zastosować tzw. konserwację zapobiegawczą zamiast wymiany uszkodzonej części w wyniku np. nagłego wystąpienia usterki podczas eksploatacji. Dane pochodzące z czujników są bezcenne, gdyż weryfikacja optyczna podczas przeglądu okresowego nie jest w stanie rozpoznać uszkodzeń materiałowych na tym poziomie. W efekcie gromadzenie danych oraz ich analiza jest bardzo efektywna dla operatorów taboru szynowego szukających oszczędności i optymalizacji użycia floty. Mierzone jest również zużycie energii oraz współczynnik rekuperacji w celu zwiększenia efektywności energetycznej floty. Z kolei dla poprawy funkcjonalności pojazdów sprawdza się rozkłady temperatur, ciśnienia oraz napięć.

„Zastosowanie zaawansowanych rozwiązań z zakresu Big Data pozwala lepiej projektować pojazdy szynowe, biorąc pod uwagę ich późniejsze warunki eksploatacyjne.”

Na tym nie koniec, bo dane z bieżącej eksploatacji mogą też pomóc w konstruowaniu kolejnych pojazdów. – Współczesne pociągi czy tramwaje coraz bardziej przypominają „komputery na szynach”, co otwiera zupełnie nowe możliwości. Przykładowo, badanie rozkładu sił w elementach pojazdów wraz z informacjami o przekroczeniu wartości granicznych to nieoceniona wiedza dla konstruktorów pracujących nad trwałością oraz bezpieczeństwem. Zapobiegamy w ten sposób przedwczesnemu zużyciu – mówi Jacek Konop, członek zarządu Pesa Bydgoszcz ds. technicznych. – Zastosowanie zaawansowanych rozwiązań z zakresu Big Data pozwala lepiej projektować pojazdy szynowe, biorąc pod uwagę ich późniejsze warunki eksploatacyjne. Jest to o tyle istotne, że wymagania przewoźników nie zawsze oddają faktyczny wpływ np. jakości infrastruktury na drgania i naprężenia lub też nie przewidują wszystkich czynników otoczenia, w których eksploatowany jest tabor. DiagApp jest narzędziem uniwersalnym, które umożliwia również weryfikację infrastruktury przez zarządcę sieci oraz eliminację przyczyn potencjalnych uszkodzeń w wyniku oddziaływania między pojazdem a torowiskiem. W efekcie dane zebrane z kilku pojazdów mogą chronić całą flotę, w tym pojazdy niewyposażone w DiagApp – podsumowuje Konop.

O DiagApp

DiagApp to zintegrowana platforma wsparcia serwisu i przewoźnika. Aplikacja jest dostępna na wszystkie typu taboru i łączy zaawansowaną diagnostykę z danymi dotyczącymi eksploatacji w jednym programie. Posiada intuicyjny interfejs i umożliwia dostęp z każdego miejsca i urządzenia za pomocą zwykłej przeglądarki WWW. Platforma jest wykorzystywana m.in. przez Koleje Wielkopolskie oraz Koleje Śląskie do monitorowania nowych Elfów2 oraz przez MZK Gorzów Wlkp. do analizy Twistów.

Jak działa Pesa DiagApp: https://vimeo.com/pesabydgoszcz/review/390982769/75be94b8f9

O Pesa

POJAZDY SZYNOWE PESA BYDGOSZCZ SA to największy polski producent taboru szynowego. W swoich zakładach w Bydgoszczy i Mińsku Mazowieckim zatrudnia prawie 4 tysiące pracowników, współpracuje z nią ponad 1500 firm zatrudniających w sumie kilkadziesiąt tysięcy osób.

Pociągi i tramwaje z PESA jeżdżą we wszystkich polskich regionach i większości dużych miast oraz kilkunastu krajach Europy. Tramwajami PESA podróżują między innymi mieszkańcy Warszawy, Moskwy, Kijowa czy Sofii. Spalinowe pojazdy tej firmy wożą np. pasażerów niemieckich kolei DB, włoskich Trenitalia, Czeskich Drah czy Kolei Białoruskich. W sumie firma uzyskała do tej pory 23 zagraniczne homologacje. Od początku stawia na własne innowacyjne projekty, w bydgoskim Dziale Badań i Rozwoju pracuje prawie 300 polskich inżynierów, designerów i konstruktorów.