“Ingegneriaed economia disistema nel
TrasportoPubblicoLocaleavia guidata”.
DETERMINAZIONE DELL’USURA DI ROTAIE TRANVIARIE
MEDIANTE ANALISI DELLE IMMAGINI CON TECNICHE MONO E
STEREOSCOPICHE
Marco Guerrieri1, Ferdinando Corriere2, Giuseppe Parla3, Dario Ticali4
1,4 Facoltà di Ingegneria e Architettura, Università di Enna, Kore
2,3 Facoltà di Ingegneria, Università degli Studi di Palermo
Presentazione:
Marco Guerrieri
Coordinato da:
Organizzato da:
Roma – Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, sala Emiciclo
31 gennaio – 1 febbraio 2013
STIMA USURA ROTAIE (metodi ad alto rendimento)
Sulle ferrovie ordinarie, la misura dei valori assunti dai parametri geometrici del
binario e lo stato di usura delle rotaie, ormai da diversi anni viene effettuata con
tecniche laser ad alto rendimento e con treni diagnostici (come ad esempio i treni
Archimede e Talete).
Nel presente lavoro viene descritta una nuova
procedura per la stima dell’usura del profilo
trasversale di rotaie tranviarie in esercizio
mediante la tecnica dell’image processing.
Tale approccio metodologico si basa sulle
“informazioni” contenute in immagini fotografiche
ad alta risoluzione delle rotaie e su specifici
algoritmi che permettono di ottenere l’esatto
profilo geometrico delle rotaie stesse e quindi di
poter misurare l’usura del loro estradosso e, più
in particolare, della superficie di rotolamento.
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METODI A «BASSO RENDIMENTO»
Numerosi altri dispositivi meccanici per la misura del profilo della rotai (e della ruota)
sono già in commercio da diversi anni.
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… IL DERAGLIAMENTO
Uno degli incidenti più frequenti e più temibili in ambito ferroviario è costituito dal
deragliamento. In funzione della dinamica, l’incidente per deragliamento può
essere classificato in:
Deragliamento per arrampicamento della ruota sulla rotaia;
Deragliamento per scivolamento della ruota, generalmente dovuto ad uno
scartamento eccessivo;
Deragliamento per salto della rotaia determinato da un urto violento della
ruota del treno sulla rotaia stessa.
-
LIMITING Q/P
Modello di Nadal
α
FLANGE ANGLE (α)
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IMAGE PROCESSING FOR LA MISURA DELL’USURA DELLE
ROTAIE (monoscopia)
L’obiettivo
primario dell’image processing (elaborazione
delle immagini) è quello di rendere esplicito il contenuto
informativo di una data immagine in relazione alla natura
dell’applicazione alla quale si fa riferimento.
La procedura si basa sull’impiego di specifici algoritmi atti
ad individuare il profilo trasversale della rotaia a partire da
immagini fotografiche delle sezioni trasversali.
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IMAGE PROCESSING FOR LA MISURA DELL’USURA
DELLE ROTAIE (monoscopia)
Foto sezione rotaia
Immagine binaria
Immagine priva discontinuità
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Chiusura morfologica
Sistema di riferimento
rotaie a gola
Sistema di riferimento
rotaie Vignole (UIC 60)
PROCEDURA ANALITICA
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APPROCCIO STEREOSCOPICO
La stereoscopia, si basa sull’analisi di
immagini scattate da due telecamere
poste ad una certa distanza l’una
dall’altra.
Una stessa scena produce quindi due
distinte immagini lievemente diverse
tra loro, in cui gli stessi oggetti
appaiono con dei leggeri spostamenti
relativi.
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APPROCCIO STEREOSCOPICO
Le corrispondenze
La calibrazione
Proiezione e riproiezione
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APPROCCIO STEREOSCOPICO
Immagine 3D
Ingrandimento dell’immagine 3D del fungo della rotaia
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CONCLUSIONI
Il controllo dello stato di usura della rotaie costituisce uno dei principali cardini per
garantire un adeguato livello di sicurezza del sistema di trasporto tranviario e
ferroviario.
Il nuovo metodo proposto basato sulla tecnica dell’immage processing ha
richiesto l’ideazione e la successiva implementazione di specifici algoritmi
matematici atti a fornire la geometria della sezione trasversale di una generica
rotaia usurata e la misura dei relativi scostamenti rispetto a rotaie nuove della
medesima tipologia.
Lo studio ha riguardato due differenti modalità di analisi:
- monoscopica (basata sull’impiego di immagini originate da una sola
telecamera)
- stereoscopica.
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CONCLUSIONI
La metodologia «monoscopica» si presta ad essere impiegata per indagini e
misure di laboratorio (necessita della sezione trasversale della rotaia);
- Il metodo stereoscopico, può potenzialmente essere impiegato per indagini in
situ, anche con l’uso di vetture diagnostiche.
I risultati ottenuti evidenziano che entrambe le procedure presentano elevata
precisione nella stima dell’usura (e al contempo offrono una buona velocità di
analisi) come è emerso dalle indagini di laboratorio effettuate su rotaie UIC 60 e
su rotaie a gola.
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“Ingegneriaed economia disistema nel
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Grazie
per la cortese attenzione
Marco Guerrieri
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