Effektivt vedligehold

med digital inspektion

English Version
Korrekt vedligehold af tog bidrager til punktlighed, sikkerhed og økonomi – værdier der er vigtige for alle jernbanevirksomheder. For DSB er en række små, orange kasser mellem skinnerne flere steder i Danmark et vigtigt redskab i vedligeholdelsesprocessen. I kasserne sidder et system fra Aarsleff Rail, der måler slitage på forbikørende togs bremser.

 

Kameraer og algoritmer

Placeret i en beskyttende kasse mellem skinnerne sidder seks kameraer. Når et togsæt nærmer sig, glider en beskyttelsesplade til side og kameraerne scanner bremsebelægningerne på vognene, mens de passerer. Systemet reagerer så hurtigt, at togsættet kan passere med en hastighed på op til 60 km/t.

 

En algoritme analyserer billederne og beregner med 1/10 mm nøjagtighed slitagen på belægningerne. Med RFID-tags i hver ende af toget ved systemet præcis hvilken bogie det fotograferer og hvor de slidte belægninger sidder. Systemet sender løbende information til DSB’s vedligeholdelsessystem, hver gang et tog passerer et af ABI-anlæggene.

 

Konstant udvikling

DSB første automatiske bremseinspektionssy­stemer (ABI-systemer) fra 2005 kunne håndtere forbikørende tog med lav hastighed. Da anden generation af systemerne blev leveret i 2011, steg nøjagtigheden af målingerne. Kørselsmønstreret for togsættene indebar jævnlige besøg i København. Derfor kunne få ABI-anlæg, placeret direkte ved ved­li­gehol­delsescentrene i Københavnsområdet, opfylde DSB’s behov.

automatic brake inspection in Odense station

ABI-scanneren er placeret i en lav beskyttelseskasse, der let kan monteres mellem skinnerne i alle typer hovedspor med normal sporvidde. Forskellige beslag gør det muligt at montere scanneren på alle typer sveller. Illustration: Aarsleff Rail.

Med DSB’s arbejde for at optimere togløbene, opstod der et behov for at inspicere bremsebelægnin­gerne uden for Københavnsområdet. ”I 2018 skulle vi både finde en løsning på placeringen af nye scannere og en leverandør af nye ABI-scannere”, siger Rasmus Østergaard, chef for forretningsudvikling ved DSB. ”Aarsleff Rail kunne tilbyde systemer, som tillod inspektion ved en toghastighed på op til 60 km/t. Dermed Kunne vi placere inspektionssy­stemerne i hovedsporet ved ind- og udkørslen på stationer, snarere end ved vedligeholdelsescentrene. Med 2 ABI-scannere i Odense og 1 i Kolding, passerer størstedelen af vores togsæt over mindst én scanner i løbet af en uge” fortæller Rasmus Østergaard.

 

Terrorbekæmpelse som udgangspunkt

Jan Tanggaard fra Aarsleff Rail har været med i udviklingsprocessen helt tilbage fra starten, hvor den første generation scannere blev leveret til DSB. Inspirationen kom fra såkaldte undervognsscanner-systemer som vandt udbredelse ved mulige terrormål. Systemerne kunne opdage, om der var placeret våben eller sprængstoffer under en bil. Den store forskel mellem de to systemer er at ABI-systemet understøttes af en mere avanceret software, der fx kan bruges til at måle tykkelsen på bremsebelægningen og give besked, når en belægning er slidt ned til et forudbestemt mål for udskiftning.

 

”Det var en spændende proces at gå fra 1. generation med et nøjagtighedskrav på 1 mm ved 15 km/t via 2. generation med et skærpet nøjagtighedskrav på 0,1 mm til 3. generation med 0,1 mm nøj­ag­tighed og en hastighed på op til 60 km/t” siger Jan Tanggaard, ”den største opgave var faktisk at udvikle en scannerkasse, som kunne modstå kraften fra tog med hastigheder på op til 180 km/t”. Kassen skulle desuden modstå påvirkningerne fra det varierede danske vejr og være selvrensende. ”Adgang for rengøring i sporet er besværligt og dyrt og vores kunder forventer en løsning, der kan passe sig selv”, siger Jan og fortsætter: ”vi har nu over 3 år dokumenteret, at vores udstyr kun skal op af sporet for grundig rengøring og eftersyn én gang om året”.

ABI in works in cold weather

Beskyttelseskassen yder beskyttelse mod alle slags vejr og de fysiske påvirkninger fra forbikørende tog. Godt beskyttet mod skader kan ABI-scanneren levere data under alle vejr- og trafikforhold. Illustration: Aarsleff Rail.

Justeringer gav bonus

Som ved alt ny teknologi var der behov for justeringer da ABI-systemet skulle installeres. ”Vi begyndte med en prototype fra Aarsleff Rail i spor 5 ved Odense banegård” siger Jørgen Søgaard Jensen, der som materielansvarlig ved DSB forestod implementeringen af de tre nye scannere af 3. generation. ”Den første scanner måtte op af sporet nogle gange, før kameraindstillingerne var optimeret. Som forventet var det de små ’nemme’ discipliner som drillede, såsom at få pålidelige signaler fra hjulsensorer for positions- og hastighedsudmåling af indkomne tog, samt rengøringssystemet, der består af sprinkler og et viskersystem” fortæller Jørgen Søgaard Jensen. Efter nogle måneders finjusteringer fungerede den første scanner tilfredsstillende, hvorefter de to næste scannere kunne installeres. Siden foråret 2021 har de tre systemer fungeret med en meget lav fejlrate. 

 

IT-integration

For at opnå optimalt udbytte af inspektionssystemerne har DSB siden starten i 2005 haft IT-organisationen med i processen. I begyndelsen var der tilknyttet en simpel arbejdsstation til de enkelte scannere, placeret ved siden af sporet, hvor systemet var placeret. For at øge effektiviteten etablerede DSB en forbindelse til vedligeholdelsessystemet, som drives på en SAP-platform. Herefter kunne arbejdssedler udskrives automatisk til værkstedpersonalet, samtidig med at løsningen blev integreret med lagerdisponeringen. I dag drives de 4 stk. 2. generations scannere fra 2011 sammen med de 3 stk. 3. generations scannere på den samme platform i vedligeholdelsessystemet.

 

Datahøst og udviklingspotentiale

Med omkring 120.000 målinger på togenes bremsebelægninger i døgnet genererer ABI-systemerne en stor informationsmængde om belægningernes kvalitet og udvikling. I DSB er det Niels Lykke Riis Rasmussen, der som teknisk specialist overvåger ABI-systemets kvalitet omkring stabilitet og målenøjagtigheder. Målingerne er registreret i et system, hvor farvekoder markerer hver enkelt bremsebelægnings tilstand.

 

”På skærmene kan jeg let se om den enkelte bremsebelægning er nedslidt svarende til rød, eller helt ny svarende til grøn”, fortæller Niels Lykke Riis Rasmussen. ”Farverne er skalereret: Ny belægning grøn, lidt slidt lysegrøn, mere slidt som gul, meget slidt som orange, tæt på nedslidt som lyserød, og helt nedslidt som rød. Et normalt slid på en bremsebelægning giver en langsom farvegraduering over flere uger. Ser jeg hurtige farveskift i skalaen betyder det uregelmæssig­he­der, som vi skal se nærmere på” siger Niels Lykke Riis Rasmussen. Den type uregelmæssigheder er dog sjældne og ligger gennemsnitlig på under 0,4%.

Skærmbillede visende den gradvise farveændring over tid, der indikerer et normalt og forudsigeligt slid på bremsebelægningerne. Hver celle viser nøjagtigt målene for hver bremsebelægning i det enkelte togsæt. Illustration: DSB.

 

Fra reaktivt til proaktivt vedligehold

Et eksempel på brug af data fra ABI-systemet giver DSB’s ansvarlige for IR4-togsættene, fleet manager Niels Kloppenborg: ”Gennem data fra ABI-systemet på togenes bremsers belægningstyk­kelser (mm slid/km) kan vi på et tidligt tidspunkt afdække fejl i togenes bremsesystem. Hvis vi fx sammenligner slidkurverne på 2 sæt bremsebelægninger på samme aksel, og ser mindre belægningsslid på det ene sæt belægninger, er det et næsten sikkert tegn på lækage i den bremsecylinder, der agerer på belægningerne med mindst slid”, fortæller Niels Kloppenborg. Denne type ’trendanalyser’ kan flytte fejlretningen fra reaktiv til proaktiv fejlretning. ”Kan vi fange fejl tidligt, kan vi spare værkstedstid og dermed øge togenes driftstid til glæde for passagererne. Derfor er vi ved at implementere analysen i softwaren på ABI-systemet, som en fuldautomatisk funktion med advarsler og alarmer.

Sammenligning af slid på to bremsebelægninger monteret på samme aksel. Målene for den højre bremsebelægning viser intet slid, hvilket indikerer at den højre bremsecylinder ikke aktiveres så meget som den venstre. En klar indikation for en fejl ved den højre bremsecylinder. Illustration: DSB.

Hyldevare med individuel tilpasning

Langt det meste af det, som tidligere blev målt manuelt, kan moderne elektronik i dag regi­strere og behandle med langt større nøjagtighed og gøre det 365 dage om året uden pauser. ”Med stigende brug af kunstig intelligens er vi også godt på vej til at lade systemerne blive selvtænkende”, siger Jan Tanggaard, der er udvikler af automatiske inspektionsopgaver i Aarsleff Rail. ”Vi sam­mensætter kendte og afprøvede teknikker og komponenter fra industriel automation til en skræddersyet løsning for kunden på hver enkelt individuel inspektionsopgave. På den måde gør vi det muligt for vores kunder at overgå til proaktivt vedligehold, i stedet tilstandsbaseret vedligehold”, fortæller Jan. Aarsleff Rail har gennem årene samlet stor erfaring i at udvikle inspektionssystemer i tæt samarbejde med kunde og slutbruger. ”Udviklingen af ABI-systemerne gennem 3 generationer gør at vi i dag stort set ser dem som en hyldevare, der hurtigt kan tilpasses den enkelte jernbanevirksomhed” slutter Jan Tanggaard. 

 

Synes du løsningen eller teknologien er interessant, så kontakt Jan Tangaard på jta@aarsleffrail.com eller +45 23 44 43 14. Du kan også møde os på InnoTrans I Berlin 20.-23. september i hal 6.1 på stand 250.

UK / DK contact : +45 8734 3000
: +45 3634 4640
info@aarsleffrail.com