LabVIEW monitora accuratamente le condizioni dell’infrastruttura dell’Eurotunnel

Author(s):
G. Delacre - EUROTUNNEL
V. Newland - NEW VISION TECHNOLOGIES

Industry:
ATE/Instrumentation

Products:
LabVIEW, Machine Vision

The Challenge:
Controllare l’usura dei contatti elettrici dei cavi all’interno dell’Eurotunnel evitando di interrompere il flusso dei veicoli.

The Solution:
Grazie alla combinazione di LabVIEW, Vision Development Module e Compact Vision System è stato possibile realizzare un sistema embedded di elaborazione immagini in grado di effettuare operazioni di misura ottica in modo rapido e accurato senza interferire con il servizio. Sia LabVIEW che Vision sono stati utilizzati per misurare il livello di usura e l’eventuale danneggiamento di più di 100 KM di cavi elettrici all’interno di Eurotunnel. L'Eurotunnel è un tunnel formato da gallerie parallele lunghe 50 km che uniscono il comune britannico di Cheriton nel Kent a quello francese di Coquelles, vicino a Calais passando sotto il fondo del Canale della Manica.È il tunnel ferroviario sottomarino più lungo del mondo. Eurotunnel, la società da cui prende il nome, che gestisce il tunnel dal 1994, ha ottenuto la concessione da parte dei governi britannico e francese di occuparsene fino al 2086.

L'Eurotunnel è un tunnel formato da gallerie parallele lunghe 50 km che uniscono il comune britannico di Cheriton nel Kent a quello francese di Coquelles, vicino a Calais passando sotto il fondo del Canale della Manica.È il tunnel ferroviario sottomarino più lungo del mondo. Eurotunnel, la società da cui prende il nome, che gestisce il tunnel dal 1994, ha ottenuto la concessione da parte dei governi britannico e francese di occuparsene fino al 2086.

Effettuare misure senza interrrOmpere il servizio
Solo nel 2004, hanno viaggiato attraverso il tunnel più di 16 milioni di passeggeri ferroviari. Era necessario un metodo per monitorare l’usura dei contatti elettrici nei 100 km di cavi e nello stesso tempo determinarne la posizione, l’altezza e la larghezza all'interno del tunnel senza interferire con il traffico ferroviario. La sfida è stata affrontata e risolta grazie all'utilizzo di LabVIEW di National Instruments, Vision Development Module, e NI CVS-1454 Compact Vision System assieme a una telecamera ad alta velocità IEEE 1394 (FireWire). Grazie all’unione di Compact Vision System, LabVIEW e Vision Development Module è stato possibile sfruttare le prestazioni e l’affidabilità di un sistema di visione embedded con la flessibilità di LabVIEW.

Acqusizione delle immagini
Il cavo di contatto viene illuminato da un lampada ad alogenuro metallico ad alta luminosità per far sì che le parti usurate brillino su uno sfondo scuro. Le immagini vengono acquisite da una telecamera a scansione bidimensionale dotata di sensore CMOS monocromatico con un uscita IEEE 1394 in grado di acquisire fino a 500 fotogrammi a secondo ad una risoluzione di 640x100 pixel. I fotogrammi vengono in seguito acquisiti da Compact Vision System CVS-1454 che li elabora tramte le funzioni di Vision Development Module, in questo modo è possibile stabilire l'ampiezza dell'area usurata effettuando una sogliatura del cavo di contatto nel fotogramma.
I 640 mm di ampiezza dell’angolo visuale (field of view – FOV) ricoprono il livello massimo di offset del cavo e mentre i 100 mm di altezza del FOV sono in grado di rilevare l’usura complessiva del cavo. È possibile misurare l’ampiezza e la posizione del cavo 100 volte al secondo; i dati vengono memorizzati su un PC di monitoraggio ogni 50 millimetri. Al fine di evitare leggeri gradi di variazione, il livello di sogliatura viene adeguato alla funzione della posizione del cavo presente nell'immagine.

Una delle sfide più problematiche riguardava lo sviluppo di un sistema di visione da installare e configurare in breve tempo tra i binari all'interno del tunnel.
Grazie a LabVIEW e a NI Vision Development Module, gli ingegneri hanno sviluppato e testato il software di elaborazione su una piattaforma PC basata su Windows utilizzando una libreria di immagini precedentemente acquisite nel tunnel. Lo stesso codice è stato trasferito facilmente al Compact Vision System.
LabVIEW e Vision Development Module hanno inoltre consentito di aggiornare facilmente il software di elaborazione immagini su Compact Vision System. Ad esempio, aggiungere la registrazione di immagini per rilevare particolari difetti o anomalie sui cavi è stato immediato. Inoltre l’approccio modulare di hardware e software apre uno futuro spiraglio nell'applicazione di ulteriori Compact Vision System al fine di effettuare misure o ispezioni su altri elementi dell’infrastruttura, come piccole falle o la geometria dei binari.
La società Eurotunnel esegue regolarmente operazioni di manutenzione per garantire la sicurezza del flusso ferroviario. Grazie a questo sistema gli ingegneri sono in grado di misurare in modo semplice ed efficace la posizione e l’usura dei cavi, di rilevare e riparare qualsiasi spostamento anomalo o danno che potrebbe comprometterli.

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For more information on this Case Study, contact:
G. Delacre
EUROTUNNEL
gerard.delacre@eurotunnel.com

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