Le SCXI permet d’apprécier l’influence du vent sur le TGV
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Author(s):
F. Ballereau - SNCF
P. Kowalski - SNCF
Industry:
Transportation, Automotive
Products:
Data Acquisition, Multifunction DAQ, Signal Conditioning, LabWindows/CVI
The Challenge:
Mesurer les forces verticales et transversales exercées sur le TGV Méditerranée par de forts vents latéraux.
The Solution:
Mettre en place un système de mesure composé de jauges de contrainte, de cartes de conditionnement SCXI et de LabWindows
"Nous avons apprécié les fonctionnalités du SCXI permettant de chaîner plusieurs châssis de façon transparente pour l’utilisateur."
L’Agence d’Essai Ferroviaire à Vitry-sur-Seine en région parisienne, réalise des essais dans le but d’homologuer les matériels roulants de la SNCF. Pour la prolongation de la ligne TGV Méditerranée, différents ouvrages d’art ont été construits dont un viaduc à 50 mètres au-dessus du Rhône. Le mistral souffle perpendiculairement à ce viaduc à des vitesses pouvant atteindre 160 km/h. Avant la mise en service de la ligne, la SNCF souhaite connaître l’influence du mistral sur les TGV classiques et duplex (TGV à deux étages) circulant à 300 km/h. Le groupe Études des chaînes de mesure à Vitry, a donc été amené à développer un système permettant de mesurer l’influence du vent sur le TGV.
Le principe de mesure découle de l’expérience acquise par le groupe sur les différents produits de pesage des trains. Il consiste à mesurer les forces verticales et transversales qui s’exercent sur le rail au passage des trains, sous l’influence du vent latéral. Pour ce faire, 100 mètres de voie ferrée ont été divisés en 13 sections équipées de quatre jauges de contrainte. Ainsi, par section, deux jauges mesurent l’effort transversal et deux autres, l’effort vertical. Les 52 jauges sont conditionnées par des modules SCXI-1121, chaînés à des modules SCXI-1141 utilisés comme filtres anti-repliement. Un anémomètre et une girouette indiquent la direction et la vitesse du vent. La girouette se comporte comme une résistance variable tandis que l’anémomètre génère une fréquence de 0 Hz à 180 Hz pour une vitesse du vent comprise entre 0 et 60 m/sec. Ces deux capteurs sont conditionnés sur un autre module SCXI-1121. Enfin, deux pédales bornant la zone de mesure, permettent de déclencher et d’arrêter l’acquisition sur disque dur au passage des trains. Pour conditionner les signaux issus des pédales, une électronique spécifique a été développée dans un module SCXI-1180.
Au total, ce système d’acquisition, baptisé MISTRAL (Mesure de l’Influence Sur les Trains des RAfales Latérales) utilise deux châssis SCXI 12 slots chaînés, dans lesquels se trouvent 22 modules : 14 modules SCXI-1121 quatre voies, 7 modules SCXI-1141 huit voies et un module SCXI-1180. Chaque voie est échantillonnée à 5 kHz sur la carte d’acquisition PCI-MIO-16E1 dans le PC. Le PC et les châssis de conditionnement sont situés dans un local proche de la voie ferrée. Les jauges de contrainte les plus éloignées du système de mesure sont distantes de 60 m environ, et les pédales se situent à environ 150 m.
L’application logicielle a été réalisée avec LabWindows/CVI. L’acquisition se déroule en permanence dans un buffer circulaire. Lorsqu’un train arrive et franchit la première pédale, les données acquises sont alors stockées sur disque et ce, jusqu’à ce que la deuxième pédale indique que le train a quitté la zone de mesure. Les fichiers d’acquisition représentent en moyenne 20 Mo pour neuf secondes d’enregistrement. Un traitement mathématique est appliqué sur chacun des fichiers pour extraire les informations utiles du bruit mécanique induit par la dynamique ferroviaire. Ces résultats sont archivés et transmis par modem sur un site distant FTP où ils seront analysés ultérieurement.
L’application a été réalisée en quatre mois et est exploitée près d’Arles sur une portion de voie où les circulations commerciales sont soumises à de forts vents latéraux. L’intégration du matériel et du logiciel s’est faite aisément. Nous avons apprécié les fonctionnalités du SCXI permettant de chaîner plusieurs châssis de façon transparente pour l’utilisateur. De même, l’outil de configuration MAX permet de labéliser les voies d’acquisition et de rendre plus lisible le code source.
Avril 2000
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