ComponentsWeigh in Motion (WIM)& Wheel Impact LoadDetector (WILD)

Le système WIM & WILD se base entièrement sur la technologie des capteurs à fibre optique ; il associe les fonctions de pesage dynamique - Weigh In Motion (WIM) - aux fonctions de détection d’éventuels défauts des roues - Wheel Impact Load Detector (WILD).

Caractéristiques principalesLe système WIM & WILD a été projeté pour détecter de manière automatique la charge d’une roue d’un train en mouvement mais aussi les éventuelles surcharges et les embardées.Le système est en mesure de contrôler la surface de roulement de chaque roue qui passe sur les rails, cela en mesurant la force d’impact. Il repère la roue défectueuse et il indique le type de défaut : roue plate, ovalisation, polygonisation.

Les avantages du Système WIM & WILDLe montage ne requiert que quelques minutes. Nous avons par ailleurs prévu des interventions spéciales de préparation des rails (il ne faut ni percer le rail, ni construire des plateformes d’installation). Pour installer le système, il ne faut pas altérer les caractéristiques structurelles et physiques du rail

existant et il ne faut prédisposer aucune fondation spécifique. Pour ces raisons, le système garantit un montage rapide et facile sur les rails standard existants. Les caractéristiques technologiques et de projet innovantes du capteur à fibre optique donnent les avantages suivants au niveau du point de mesure :• peu d’encombrement et intrusion minimale ;• aucune altération des caractéristiques

structurelles et physiques du rail sur lequel est fixé le système (pas de perçage du rail ni de construction de plateformes, la continuité du rail n’est donc pas interrompue) ;

• installation et retrait facile ;• absence de circuits électriques/électroniques le

long du rail ;• câblage en fibre optique (pas de câbles électriques) ;• aucune perturbation électromagnétique n’est

produite ;• pas d’alimentation électrique ; come il ne requiert

aucune alimentation électrique, il répond à toutes les spécifications d’isolement ;

• large plage de températures de travail (-40 à 85°C) ;

• robustesse et possibilité d’utilisation en conditions extrêmes ;

• compatibilité avec les standards EN50125-3 et IS402 pour lesquels le système WIM & WILD a été testé et certifié dans le domaine ferroviaire.

Les capteurs du système WIM & WILD sont installés parallèlement le long des deux rails.

Chaque capteur est doté de câbles en fibre optique convenablement munis de connecteurs pour le branchement aux deux capteurs suivants ; ce branchement est réalisé à travers un adaptateur du même type compatible avec les connecteurs.

Pour protéger les connecteurs et l’adaptateur en fibre optique, on utilise un coffret IP67 nommé “boîtier de connexion”.

Disposition du système et installation typique

Local techniqueLe local technique est situé près de la « Zone de Mesure » où se trouvent les appareils de traitement des données et l’interrogateur de capteurs.

Zone de mesureIl s’agit du morceau de rail équipé de capteurs à fibre optique qui sont fixés à la semelle du rail à l’aide d’étaux.

LAN

Local Technique

Zone de Mesure

Unité Elaborationde données

Interrogateurcapteurs

Convertisseur CA/CC

230Vca

câbles en fibre optique

points de mesure

box de connexion

box de connexionSignal

câbles en fibre optique

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FonctionsVoici les fonctions principales du système WIM & WILD :• Détection Du convoi De Passage ;• calcul Des Mesures De charge ;• Mesure De l’iMPact DynaMique De la roue ;• Détection De la roue Défectueuse et DéterMination Du tyPe

De Défaut ;• Détection Des surcharges, Des Déséquilibres, Des eMbarDées

et DéclencheMent Des alarMes ;• reconnaissance De la coMPosition Du convoi.Les fichiers relatifs aux mesures de chaque convoi de passage sont stockés sur le disque à partir duquel l’opérateur peut les rappeler.On peut utiliser les résultats des mesures et les alarmes déclenchées pour effectuer l’analyse statistique.

Détection du convoi de passageQuand un convoi entre dans la Zone de Mesure, quel que soit le sens de marche, les capteurs relèvent automatiquement sa présence.Le système WIM & WILD ne requiert pas l’utilisation de capteurs à distance qui annoncent le passage.L’enregistrement des données relevées par les capteurs est incrémental, il se termine quand le dernier axe du train traverse la « Zone de Mesure ». Les convois sont identifiés de manière univoque à travers l’heure et la date de passage qui figurent dans le nom du fichier de données.

Calcul des mesures de chargePour chaque train qui passe dans la «Zone de Mesure», le système WIM & WILD détermine les informations suivantes :• sens de passage ;• vitesse moyenne de passage ;• nombre d’axes ;• poids de chaque roue ;• poids de chaque axe ;• poids du bogie ;• poids du wagon ;• poids total du train ;• longueur totale du train.La précision du système est de 2%.

Détection de surcharges, déséquilibres, embardées et déclenchement d’alarmes Le système confronte les mesures aux valeurs de seuil de sécurité configurées par l’opérateur puis il relève éventuellement :• la surcharge des axes ;• le déséquilibre transversal de chaque axe ;• le déséquilibre transversal de chaque wagon ;• le déséquilibre longitudinal de chaque wagon.

Pour chaque alarme déclenchée, on dispose des informations suivantes :• le type (surcharge par axe, déséquilibre transversal

par axe/wagon, embardée longitudinale par wagon) ;

• le matériel roulant dont il est question ;• l’axe / le côté du matériel roulant auquel se réfère

l’alarme ;• la valeur du résultat qui dépasse les valeurs limite.

Mesure d’impact dynamique de la roueLe système est en mesure de contrôler toute la surface de roulement de chaque roue qui passe en relevant les données relatives à l’impact de la roue sur le rail, à savoir :• la force d’impact moyenne (Qstatic) ;• la force d’impact maximale (Qmax) ;• l’impact dynamique (Qmax - Qstatic) ;• le facteur dynamique (Qmax/Qstatic) ;• détection de la roue défectueuse et détermination

du type de défaut. Le logiciel d’analyse du système est en mesure d’identifier une éventuelle roue défectueuse et de déterminer le type de défaut (roue plate, ovalisation, polygonisation) ; il signale également l’anomalie à l’opérateur à travers l’interface HMI.

Détermination de la composition du convoiLe système reconnaît les différentes typologies de véhicules qui composent le convoi qui traverse la « Zone de Mesure » ; pour cela, il utilise les mesures des distances entre les axes qu’il compare aux informations structurelles du véhicule (qui figurent dans la base de données). Pour garantir cette fonction, le système doit être préconfiguré en fonction des caractéristiques des véhicules qui opèrent sur le réseau ferroviaire : il faut insérer les données structurelles et d’identification (nombre d’axes, entraxe, charge maximale de projet par axe, etc.).

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Caractéristiques généralesNom produit : WIM & WILD

AlimentationDispositifs de chantier [W]: alimentation non nécessaire

Dispositifs de cabine [W]: 125

Caractéristiques mécaniques Dimensions de chaque capteur (l x h x p) [mm]: 200x150x100

Installation: capteurs en fibre optique fixés à la semelle du rail, installés dans un tronçon de voie et distribués parallèlement sur les deux rails.

Caractéristiques climatiques et environnementalesDispositifs de chantier [°C]: -40 ÷ 85

Dispositifs de cabine [°C]: -20 ÷ 60

Degré IP box de connexion: 67

Humidité [%]: 0 ÷ 95

Interférence électromagnétique: immune

PrestationsPrécision WIM : 2%

Vitesse opérationnelle [km/h]: > 2 km/h pour la fonction WIM > 25 km/h pour la fonction WILD

Longueur typique du train [km]: 3,2

Résolution WILD [N]: 50

Défauts relevés : roue plate, ovalisation, polygonisation

NormesEN 50125-3, EN 50121-4

Les caractéristiques techniques sont sujettes à des variations sans préavis.

IntégrationsIdentification à Fréquence Radio (RFID)Le système WIM & WILD peut être équipé en option d’un lecteur à antenne d’étiquettes RFID (tag) interfacé à travers le réseau LAN, qui permet d’identifier automatiquement les véhicules. Les informations figurant sur les étiquettes sont liées aux données qui sortent du système WIM&WILD.

Plateforme de Monitoring des trains et des infrastructures (T&IMP)Le système WIM & WILD peut être intégré à l’intérieur de la Plateforme T&IMP pour transmettre via le réseau LAN toutes les informations concernant les mesures, les alarmes et le diagnostic.

CalibrageLe système se calibre automatiquement avec des matériaux roulants dont le poids est connu. On peut également utiliser le poids moyen des locomotives qui passent pour effectuer le calibrage. Le système doit être calibré au moins une fois par an selon les conditions spécifiques de travail.

AutodiagnosticLe système est doté d’instruments d’autodiagnostic permettant de vérifier continuellement l’état de fonctionnement de chaque partie du système et de détecter automatiquement :• la panne d’un capteur ou de sa chaîne de saisie ;• la panne des équipements de détection.

Si ces composants sont en panne, le système opère en mode « dégradé » et il indique cet état lorsqu’il relève les mesures de charge du convoi.

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Interface Homme/Machine (HMI)Le processeur fonctionne comme un serveur Web et chaque station de travail HMI peut accéder aux données stockées à travers un navigateur Internet standard. Ainsi, un préposé aux contrôles, un opérateur ou un technicien d’entretien peut consulter les données à partir de sa station de travail ou de son ordinateur portable, il suffit qu’il soit relié au réseau du système ferroviaire (protocole TCP/IP).

L’interface Homme/Machine offre les fonctions suivantes :• mise en évidence des alarmes à travers une alarme

graphique ou sonore (si requis) ;• affichage des alarmes et de ses détails ;• gestion de l’alarme mise en évidence ;• enregistrement de l’activité d’un opérateur ;• enregistrement et stockage des alarmes et des

informations diagnostiques relevées ;• affichage de la liste des mouvements des trains

présents et passés avec les données qui y sont associées ;

• affichage de l’état diagnostic du système (pour chaque élément installé).

Représentation du passage sélectionné

Détails du passage

Informations générales relatives au dernier passage

Information affichée sur la HMI

Le Système authentifie un Opérateur à travers son Nom Utilisateur et son Mot de passe. L’authentification permet d’accéder au système à travers différents profils, par exemple « consultation seulement » (dans ce cas l’opérateur peut seulement reconnaître les alarmes) ou « Administrateur du Système » ; ce dernier programme les données d’accès et le profil des autres opérateurs.

Les données qui sortent du système WIM & WILD sont typiquement envoyées au centre de contrôle où on peut les afficher sur l’écran et les stocker dans une base de données.

Liste des trains/passages

Instrument de recherche dans la base de données

historique

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