Diagnostica della linea aerea per linee ferroviarie convenzionali: correlazione fra parametri di geometria ed indici diagnostici

Aim of this master thesis is to compare data related to railway infrastructure and measured with two different techniques: the former is actually used, and it is the traditional method to analyse overhead contact lines (OCL). The latter could be used in the future for the same reason, with the advantage of continuous monitoring: in this case, it would be possible to know in real time where carry out the manteinance work. The comparison between measured data could allow this last approach in case of very similar results: thesis work wants to evaluate if this similarity can be found or not. Aim of the study is always the overhead contact line: in order to improve its reliability and at the same time to reduce failures and their effect, it is very important to change mantainance approach. Traditional approach is based on instrumented train, such as Diamante, Talete, Archimede: they can measure without contact a huge variety of catenary parameters, such as wear (residual thickness of contact wire), height and stagger. This is done during every experimental train run: data measured are storaged and then compared with treshold levels imposed by transport company. This approach has two great problems: instrumented trains requires very high investment costs. This is why they are used only for High Speed Lines. Moreover, instrumented trains are not suitable for continuous monitoring: they can be used only during the night, when railway lines are not on duty. Manteinance of traditional lines is scheduled or based on failure: in order to check also traditional lines, it would be useful a continuous monitoring. This is done measuring pantograph acceleration. Instrument are cheap, non intrusive and so can easily be mounted on pantograph's collector. In this way, it is possible to use commercial trains for data collecting: data has to be processed on board and sent to a ground station, in which can be done all trend analysis. The comparison between pantograph's acceleration, collected with commercial trains, and catenary parameters, collected with instrumented trains, can demonstrate if from pantograph's acceleration it is possible to identify catenary's defect. Pantograph's acceleration are measured with E464 electric locomotive for some italian regional lines, then processed and finally analysed.

Obbiettivo della tesi è quello di incrociare i dati relativi ad un'infrastruttura ferroviaria ottenuti con tecniche di misura differenti: la prima è la tecnica tradizionale, utilizzata dalle aziende di trasporto per la manutenzione programmata delle linee, mentre la seconda è una tecnica innovativa, che si vorrebbe utilizzare al fine di monitorare le linee ferroviarie a tempo continuo. Ciò permetterebbe di ridurre l'incidenza dei guasti in esercizio e di eseguire i vari interventi per la manutenzione ed il controllo solo quando necessario: occorre pertanto identificare un parametro che descrive lo stato di funzionamento del sistema da controllare e che permetta di distinguere quando si è in una condizione di normale funzionamento rispetto a quando invece si è prossimi al guasto. La distinzione è possibile dal confronto fra il valore istantaneo assunto dal parametro caratteristico del sistema in esame ed i suoi valori limite ammessi: questo tipo di manutenzione è detto predittiva. Oggetto della manutenzione è in realtà la linea aerea di contatto: le linee ferroviarie che trarrebbero il maggior beneficio da un suo monitoraggio in tempo reale verrebbero ad essere quelle regionali. Le linee ad Alta Velocità, infatti, impiegano tecniche estremamente costose, non giustificabili per una linea regionale (o convenzionale), che risulta così più esposta a guasti e conseguenti disservizi per l'utenza. L'incrocio dei dati ottenuti in tempo reale con quelli ottenuti dalle tecniche tradizionali permette di validare il monitoraggio in caso emergesse una corrispondenza fra i risultati confrontati: ciò è stato fatto mediante alcune campagne sperimentali su alcune linee regionali italiane, a bordo di un locomotore elettrico di tipo E464.