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Gemi / Proyectos Diseño y construcción de un prototipo para la medición del perfil de ruedas en trenes y tranvías (DiagnoVision-Rueda)

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Diseño y construcción de un prototipo para la medición del perfil de ruedas en trenes y tranvías (DiagnoVision-Rueda)

​​​​Código COLCIENCIAS: 1216-642-39572

El control de los parámetros geométricos del perfil de las ruedas ferroviarias es una actividad clave para el aseguramiento del confort y la seguridad de los pasajeros. El uso instrumentos de contacto mecánico tradicionales requiere la inhabilitación del tren y una gran cantidad de recursos en cuanto a tiempo y personal. En el Valle de Aburrá, la empresa Metro de Medellín Ltda. opera una flota de 58 trenes (78 en el futuro) y 12 tranvías, cuyas ruedas deben ser inspeccionadas regularmente, actividad que representa un gran esfuerzo en términos de tiempo y dinero. Por lo anterior, los tecnologías de monitoreo automatizado, en especial las de visión artificial, se vuelven relevantes.

En el año 2013 durante el proyecto cofinanciado por COLCIENCIAS, El Metro de Medellín Ltda. y La Universidad EAFIT; “Automatización de la evaluación técnica de las ruedas ferroviarias para el Metro de Medellín Ltda.: Desarrollos: DiagnoVision-Rueda y Diagno-Defecto Rueda”. Cod COLCIENCIAS 1216-502-26847; se diseñó un equipo automatizado para la inspección del perfil de ruedas ferroviarias. Este prototipo fue implementado en los talleres de Bello del Metro de Medellín Ltda, permitiendo medir parámetros como diámetro de rueda, espesor y altura de pestaña, entre otros parámetros importantes de las ruedas de los trenes. Este equipo presentó algunas limitaciones; baja velocidad de medición (2km/h) e inspecciones nocturnas únicamente.

Mediante la convocatoria 642-2013 de COLCIENCIAS, fue aprobado el presente proyecto de investigación en el que el grupo GEMI de la Universidad EAFIT busca rediseñar el prototipo DiagnoVision-Rueda, con el fin de mejorar sus características técnicas por medio de pruebas de laboratorio realizadas en un banco de ensayos que permita recrear diferentes condiciones de operación.
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Diseño del banco de pruebas.​

En el laboratorio del grupo GEMI, fue construido entonces un foso de 11 metros de longitud y 1.2 metros de profundidad donde fue albergado el banco de pruebas que simula el movimiento de una rueda ferroviaria a velocidades de hasta 10 km/h; creando un espacio de experimentación que permitió implementar diferentes soluciones para mejorar las características técnicas de esta tecnología de monitoreo por visión artificial.

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Banco de pruebas.​

Se mejoraron los procedimientos y patrones de calibración del sistema de visión; y los algoritmos de procesamiento de la imagen logrando escanear perfiles de diferentes tipos de vehículos ferroviarios además de optimizar la precisión y repetibilidad del equipo. 
img3.jpgProcesamiento de imagen.​


Para superar la limitación generada por la luz ambiental se experimentó con filtros y polarizadores ópticos a través de los cuales se puede manipular la luz. De esta manera se eliminaron otras fuentes de luz, habilitando el equipo DiagnoVision-Rueda para inspecciones en horario diurno.

img4a.jpgimg4b.jpg

Diferencia entre capturas usando el filtro pasa banda.​

En los experimentos realizados se pudo mejorar el sistema de detección de la rueda, pasando de uno, a dos sensores que permiten establecer con exactitud la posición de la rueda en el momento de la medición; logrando inspecciones precisas a 10 km/h en el banco de pruebas.

img5.jpg

Inspección de perfil en el banco de pruebas.​

Medici​ones

  • Altura de la pestaña 
  • Espesor de la pestaña 
  • Ángulo de la pestaña 
  • Diámetro de la rueda
  • Distancia entre caras internas 

Carac​​​terísticas

  • Puede ser instalado en diferentes tipos sistemas ferroviarios 
  • Reconstrucción del perfil completo
  • Velocidades hasta 10 km/h
  • Identificación automática de vehículos mediante radiofrecuencia
  • Operación a la intemperie
  • Funcionamiento 24 horas del día
  • Fácil mantenimiento
  • Generación automática de reportes

Funcio​nalidad del software

  • ​Control y monitoreo remoto
  • Asistente de calibración
  • Asistente de verificación de cámaras
  • Asistente de verificación de sensores de distancia
  • Asistente de verificación del sistema identificación de trenes
  • Visualización del perfilograma medido y teórico
  • Base de datos de vehículos
  • Historial de desgaste por vehículo
  • Manuales

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DiagnoVision-Rueda instalado en el Metro de Medellín Ltda. ​


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Última modificación: 27/11/2015 11:18