TD2S. Train derailment detection system. Installazione prototipo sulla locomotiva Bombardier E 483-001 : prove di trazione e analisi dei dati

Railway safety has always been one of the most interesting issues in the railway engineering field. Rail derailment, especially for freight wagons, causes considerable damage to the infrastructure and inconvenience to the transport system’s users, resulting in catastrophic events. Despite over the years several systems, to be mounted on individual wagons, have been proposed for the timely detection of the rail derailment, to date there are no widespread applications, as the charges related to the instrumentation of all circulating wagons would be burdensome for the railway companies and not much controllable over time. Hence the idea of reconciling efficiency and cost-effectiveness through a new electromechanical detection system that can be installed on locomotives only. The present thesis work has the aim to define the algorithm able to detect the rail derailment, through the installation of a prototype on a pilot locomotive and to analyze the data obtained after the traction tests with the prototype of TD2S (Train Derailment Detection System) installed on a Bombardier locomotive. In the first part of the paper, attention is focused on the causes of the derailment phenomenon and, subsequently, on the description of the electromechanical system components and the steps required for its installation on a locomotive. In the second part all parameters that the system is able to detect are defined, and the algorithm on which it will be based to identify the derailment as well. The calibration of these parameters will be possible only after the analysis of the results of train derailment tests. In conclusion, based on the data analyzed, the results achieved are proposed and possible future developments of a project that stands as a pioneer in the field of railway safety as well.

La sicurezza ferroviaria è da sempre una delle tematiche di maggior interesse nel campo dell’ingegneria ferroviaria. La problematica dello svio o deragliamento ferroviario, in particolare per i carri merci, è causa di danni ingenti all’infrastruttura e di disagi per i fruitori del sistema di trasporto, capace di dar luogo ad eventi catastrofici. Nonostante negli anni siano stati proposti diversi sistemi per la tempestiva rilevazione dello svio, da montare sui singoli carri, ad oggi non si riscontrano applicazioni diffuse, in quanto gli oneri relativi alla strumentazione di tutti i carri circolanti risulterebbero eccessivi per le compagnie ferroviarie e poco controllabili nel tempo. Da qui nasce l’idea di conciliare efficienza ed economicità attraverso un nuovo sistema di rilevamento elettromeccanico che possa essere installato sulle sole locomotive. Il presente lavoro di tesi nasce dunque, con l’obiettivo di seguire l’installazione del prototipo su un locomotore pilota e di definire l’algoritmo in grado di rilevare lo svio di un convoglio ferroviario analizzando i dati ottenuti a seguito delle prove di tiro con il prototipo del sistema TD2S (Train Derailment Detection System) montato su una locomotiva Bombardier. Nella prima parte dell’elaborato si è posta l’attenzione sulle cause del fenomeno dello svio e, successivamente, sulla descrizione del sistema elettromeccanico dal punto di vista componentistico e delle fasi necessarie per la sua installazione su un locomotore. Nella seconda parte si sono definiti i parametri che il sistema è in grado di rilevare e l’algoritmo su cui esso si baserà per identificare lo svio. La taratura di tali parametri sarà possibile solo a seguito dell’effettuazione di prove di svio. A conclusione, sulla base dei dati analizzati, saranno proposti i risultati raggiunti e i potenziali sviluppi futuri di un progetto che si pone come pioniere nel campo della sicurezza ferroviaria.