Este sector plantea nuevos retos y nuevas necesidades para los sistemas de visión

Sistemas de visión aplicados a la industria ferroviaria

Javier Fontanillas, director comercial de Infaimon

23/10/2013
La industria ferroviaria se ha convertido en un sector investigador e innovador y a su vez usuario de sistemas de visión artificial más allá del uso en procedimientos de supervisión y vigilancia. Los sistemas de visión se adaptan y modifican como pieza básica en los procesos de verificación de infraestructuras, tanto en su diseño como en su mantenimiento, y en los procesos de conservación y mantenimiento de los propios vehículos y convoyes.

Relacionado con las infraestructuras ferroviarias propiamente dichas, existen diferentes tipos de aplicaciones en cuanto a los sistemas de visión artificial para este sector:

Verificación del paralelismo de los railes

El sistema de visión utiliza una cámara de alta resolución (mínimo 2 megapíxeles) y una fuente de luz coherente de alta potencia. El equipo mide la distancia entre los 2 railes con una frecuencia hasta 2.000 medidas por segundo generando dos líneas definidas por la desviación de la luz coherente proyectada sobre la vía. La medida entre las dos líneas generadas nos definen el concepto de paralelismo.

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Verificación de la presencia y estado de las fijaciones de las vías de tren

Este tipo de verificación se realiza habitualmente con cámaras de alta velocidad que generan una secuencia de imágenes. Estas imágenes son analizadas offline, de manera automática, con la búsqueda de las fijaciones y su estado según patrones básicos que definen sus datos.

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Verificación de las señales luminosas

El sistema sincroniza las imágenes de las distintas cámaras situadas en el convoy oscultador con las señales que recibe el propio conductor para verificar la corrección de los protocolos de las señales reguladoras del propio tren asó como la sincronización de la activación de los sistemas de seguridad vinculados a estas mismas señales.

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Foto: ChangHyun Bang.

Presencia de obstáculos en la via

La presencia de obstáculos en la via, tanto en zonas con peligro de desprendimiento como en zonas de paso habitual de animales o vehículos, puede ser también advertida por los sistemas de visión.

Para este tipo de aplicaciones se utilizan sistemas autónomos de bajo consumo que procesan continuamente las imágenes y ante la presencia de un obstáculo envían una señal de alarma y su correspondiente imagen asociada a la sala de control.

En cualquiera de estas aplicaciones el sistema de visión debe readaptarse a las duras condiciones de trabajo (presencia de potentes alternadores, interferencias eléctricas, vibraciones y condiciones ambientales adversas), de velocidad y de aislamiento.

También encontramos los sistemas de visión aplicados a los procesos predictivos en actuaciones de mantenimiento con el fin de minimizar los riesgos de averías y optimizar el uso continuado de los convoyes. Las verificaciones y estudios se centran en las partes sometidas a desgaste por el contacto continuado con las vías o la redes de tensión.

Relacionados con estos procesos de mantenimiento, las aplicaciones más habituales son:

  • Procesos de verificación del desgaste de las ruedas para su posterior rectificado.
  • Las ruedas mantienen la estabilidad en el avance de tren absorbiendo las distintas vibraciones e inclinaciones de los distintos vagones y arrastran el convoy soportando enormes esfuerzos y fatigas.
  • Su mantenimiento es clave, es por ello que optimizar las actuaciones sobre ellas se considera imprescindible. Se aplican distintas técnicas para medir su perfil, básicamente condicionadas por el momento y la velocidad en que se genere el estudio de su estado.
  • Los sistemas incorporan técnicas de triangulación laser medidas con sistemas de visión combinadas con distintos tipos de sensores de medición.
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Foto: Bryon Seeley.

Verificación del desgaste de las zonas de contacto de los pantógrafos con la línea de tensión

Para estudiar el estado de los pantógrafos se sitúan cámaras de manera estratégica en las líneas de tren trabajando en 'free running' hasta la detección del pantógrafo correspondiente.

Con las imágenes obtenidas, es posible realizar el estudio de la posible rotura de las mesillas bastidores o resortes e incluso evaluar o medir el nivel de desgaste de los frotadores.

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Foto: Adif.

Trazabilidad de los vagones que conforman un convoy

La trazabilidad de los vagones que conforman un convoy resulta imprescindible, como consecuencia de las necesidades de inspección comentadas con anterioridad, con el fin de relacionar los datos obtenidos con el vagón correspondiente. El principal reto de estas aplicaciones es el estado de los vagones y la velocidad de paso del tren.

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Continuamente la industria ferroviaria plantea nuevos retos y nuevas necesidades para los sistemas de visión poniendo a prueba conceptos como la precisión, robustez y fiabilidad de los mismos.

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