Operational data measured with sensorial nodes in a fleet of freight wagons

The companies operating in the freight trains sector need to know the conditions of their wagons to be able to plan targeted maintenance and to reduce the costs connected with these operations. In the absence of continuous monitoring information, programmed maintenance is carried out to prevent faults that could lead at best to the discard of the wagon or, in the worst cases, to derailments with serious consequences for the train convoy and the infrastructure. Hence, to identify and intervene on an incipient risk, it is necessary to have continuous monitoring and a communication system that can warn the train conductor and/or the maintenance staff of the owner of the wagon. The general purpose of a monitoring system is that of ensuring a communication of first-level alarm in the event of components failure, but it is also able to provide indications regarding the requirements of the components to improve the programming of preventative maintenance. Cemat, as a certified Entity in Charge of Maintenance under the EU Regulation 445/2011, provides proactive maintenance aiming to ensure to its fleet the highest standard of reliability and safety. To achieve this purpose the technical direction of the company has recently installed on part of its cargo fleet some autonomous sensorial nodes able to monitor specific quantities as velocity, GPS position, axle-box temperature, axle-load, wheel load and impacts. This thesis work aims to define the alarm thresholds for the parameters monitored by the sensorial nodes, develop and implement algorithms which, by correlating the acquired data in operational conditions with the real conditions of the wagon allows to improve the maintenance procedures and at least but no less develop a software interface between the web-portal where the data are stored and the internal software for the maintenance.

Le aziende che operano nel settore dei treni merci devono conoscere le condizioni dei propri carri per poter pianificare una manutenzione mirata e ridurre i costi connessi a tali operazioni. In assenza di informazioni di monitoraggio continuo, viene eseguita una manutenzione programmata per prevenire guasti che potrebbero portare, nei casi più fortunati, allo scarto del carro o, nei casi peggiori, a deragliamenti con gravi conseguenze per il convoglio del treno e l'infrastruttura. Quindi, per identificare e intervenire su un rischio incipiente, è necessario avere un monitoraggio continuo e un sistema di comunicazione che possa avvisare il conduttore del treno e/o il personale di manutenzione del proprietario del carro. Lo scopo generale di un sistema di monitoraggio è quello di garantire una comunicazione di allarme di primo livello in caso di guasto di componenti, ma è anche in grado di fornire indicazioni sui requisiti dei componenti per migliorare la programmazione della manutenzione preventiva. Cemat, come entità certificata responsabile della manutenzione ai sensi del Regolamento UE 445/2011, fornisce una manutenzione proattiva al fine di garantire alla propria flotta i più alti standard di affidabilità e sicurezza. Per raggiungere questo scopo, la direzione tecnica dell'azienda ha recentemente installato su una parte della sua flotta dei nodi sensoriali autonomi in grado di monitorare specifiche quantità come velocità, posizione GPS, temperatura della boccola, carico nell’assile, carico della ruota e urti. Il presente lavoro di tesi mira a definire le soglie di allarme per i parametri monitorati dai nodi sensoriali, sviluppare e implementare algoritmi che, correlando i dati acquisiti in condizioni operative con le reali condizioni del carro, consentono di migliorare le procedure di manutenzione e, infine, di sviluppare un'interfaccia software tra il portale web in cui sono memorizzati i dati e il software interno per la manutenzione.