Сидней — крупнейший город Австралии, а также одна из самых быстрорастущих городских зон страны. Сеть пассажирских железных дорог города протяжённостью 800 км играет решающую роль в обеспечении передвижения его 5-миллионного населения. По восьми основным линиям сети, управляемым государственным агентством Sydney Trains, ежегодно совершается около 400 миллионов поездок.

Работу по обслуживанию большей части пассажирского железнодорожного подвижного состава в Сиднее выполняет компания Downer Rail & Transit Systems, входящая в состав Downer Group со 150-летней историей. Огромный центр техобслуживания Auburn компании Downer Rail & Transit Systems расположен в географическом центре города. Он используется для обслуживания поездов Waratah с составами типа A, принадлежащих Sydney Trains, а также составов, принадлежащих другим компаниям.

«Мы отвечаем за техобслуживание всего: от колёс, букс, тяговых двигателей и тележек поездов до внешнего и внутреннего состояния вагонов, дверей и пантографа на крыше», — объясняет Франк Лукачевич, главный инженер-механик, компания Downer.

Плановое техобслуживание и техобслуживание по пройденному расстоянию

Как и большинство железнодорожных компаний во всём мире, Downer строит свои программы техобслуживания на основе времени и пройденного расстояния. Компоненты в поездах заменяют, когда они подходят к концу срока службы, рекомендованного производителем оборудования. Однако, учитывая тенденцию роста пассажирских перевозок, как Downer, так и владельцы обслуживаемого компанией подвижного состава ищут способы увеличить период непрерывной эксплуатации и эксплуатационную готовность.

Поэтому Лукачевич и Кристиан Дуглас, менеджер по стратегии управления активами компании Downer, получили задание найти новые способы сокращения времени простоя и безопасного продления срока использования компонентов. Эта команда была особенно заинтересована в потенциальных преимуществах мониторинга на основе состояния оборудования. Они задались вопросом, может ли мониторинг компонентов в режиме реального времени помочь сократить преждевременную замену деталей, безопасно снизить затраты и уменьшить потребность в техобслуживании?

Опробование систем мониторинга состояния оборудования

Поэтому, когда в 2020 году SKF предложила компании Downer две системы мониторинга состояния железнодорожного транспорта, которые были успешно внедрены в других странах, они, естественно, заинтересовались и согласились опробовать эти технологии.

Руководитель по развитию бизнеса железнодорожного подразделения SKF Локеш Джайн объясняет, что первая технология, SKF Insight Rail, представляет собой беспроводную систему с автономным питанием для мониторинга состояния подшипников в тележках пассажирских вагонов. Установленная на буксовом узле, она собирает данные о вибрации и температуре и использует сотовую связь для отправки обновлённых данных в пользовательский интерфейс.

Между тем SKF IMx-Rail представляет собой более сложную многоканальную систему для мониторинга состояния широкого спектра оборудования, такого как буксовые подшипники, колёса, редукторы и тяговые электродвигатели. Данные непрерывно загружаются в облачный сервис SKF и анализируются в центре удалённой диагностики. Клиенты получают предупреждения от группы диагностики и могут просматривать ключевые данные через простой пользовательский интерфейс.

В ходе испытаний в компании Downer система IMx-Rail была установлена на двух тележках поезда Sydney Waratah с составом типа A. Помимо данных о восьми подшипниках в тележках, она собирала и передавала исчерпывающую информацию о состоянии двух тяговых двигателей и редукторов.
SKF Insight Rail — это более простая система: 64 датчика были установлены на буксах состава из восьми вагонов для контроля каждого из 64 буксовых подшипников. Ещё 32 датчика были установлены для контроля буксовых подшипников в другом составе из четырёх вагонов.

Дуглас объясняет, что Downer надеялась достичь разных целей с помощью каждой системы. Хотя они с Лукачевичем были заинтересованы в оценке пригодности Insight в качестве потенциальной системы мониторинга состояния всего парка, они надеялись использовать IMx-Rail для сбора основных данных о компонентах тележки, которые будут использоваться в исследованиях с партнёрами. В долгосрочной перспективе такие данные могут помочь обосновать необходимость внедрения мониторинга состояния всего парка.

Большие объёмы данных

После более чем года испытаний обе системы показали обнадёживающие результаты. В частности, команда Downer была чрезвычайно впечатлена качеством данных, предоставляемых системой IMx, которая, по их словам, значительно расширила их знания о том, как компоненты изнашиваются.

«Есть путевые акустические системы для контроля буксовых подшипников, но раньше мы вообще не знали, что происходит с тяговыми двигателями и редукторами, — говорит Лукачевич. — С помощью IMx-Rail мы смогли выявить некоторые дефекты зацепления шестерён в наших редукторах. Мы смогли отследить, как они изменяются с течением времени. Если мы увидим, что дефект очень медленно усугубляется со временем, то мы сможем с уверенностью сказать, что редуктор может ещё поработать, не предпринимая никаких действий».

Обнаружение ударных воздействий

Помимо исключительно высококачественных данных и анализа, ещё одним важным преимуществом системы IMx-Rail для компании Downer стала возможность обнаружения ударных воздействий. Поскольку система непрерывно собирает и передаёт данные, она способна определять места возможных повреждений рельсового пути.

«Везде, где идёт поезд, мы можем составить карту сети и выявить очаги вибрации, чего мы никогда не могли делать раньше, — говорит Дуглас. — Затем мы можем связаться с операторами сетей и сообщить им, что мы обнаружили. Это укрепляет наши отношения и значительно повышает ценность».

Раньше мы вообще не знали, что происходит с тяговыми двигателями и редукторами
Франк Лукачевич, главный инженер-механик, компания Downer

Получение максимальной отдачи от системы Insight в сети Сиднея изначально было более сложной задачей. Команда компании Downer объясняет, что небольшое расстояние между некоторыми станциями сети не всегда даёт системе в её текущей конфигурации достаточную возможность для сбора и отправки значимых данных. Для решения этой задачи была применена улучшенная конфигурация, но это решение уменьшило время работы аккумулятора.

SKF прислушивается к проблемам компании Downer и продолжает тесно сотрудничать с инженерами компании, чтобы внести изменения в систему и адаптировать её к потребностям Downer.

Раннее обнаружение неисправностей

Несмотря на некоторые трудности, возникшие на начальном этапе, были достигнуты и обнадёживающие успехи. Например, система Insight успешно обнаружила неисправность буксового подшипника почти за две недели до того, как она была обнаружена путевыми датчиками сети.

Лукачевич говорит, что такое раннее предупреждение может стать мощным инструментом в будущем. «Возможность раннего обнаружения неисправностей даёт нам больше времени для планирования техобслуживания, — говорит он. — Это, в свою очередь, означает, что мы можем работать, не влияя на другие виды деятельности и не ставя составы на стоянку, тем самым выводя их из эксплуатации».

Компания Downer продолжает тесно сотрудничать с SKF, испытывая эти системы.

Прекрасное будущее

Хотя это ещё только начало пути, и Лукачевич, и Дуглас согласны с тем, что мониторинг состояния оборудования — это будущее техобслуживания пассажирских поездов.

«Мониторинг состояния оборудования — это будущее, поскольку он даёт преимущества с точки зрения эффективности и конкурентоспособности, — говорит Дуглас. – Если можно заменять компоненты реже, вы используете меньше ресурсов и меньше электроэнергии, а также экономите деньги и время».

Найджел Герберт, менеджер железнодорожного подразделения SKF в Квинсленде, Новом Южном Уэльсе и Новой Зеландии, говорит, что компания Downer заслуживает похвалы за исследование потенциала систем мониторинга состояния оборудования.

«Железнодорожная отрасль во всём мире, как правило, довольно осторожна, но такие системы, как SKF Insight и IMx-Rail, доказали, что они значительно повышают эффективность и снижают затраты на техобслуживание подвижного состава, — говорит он. — Компания Downer помогает внедрить эту технологию в Австралии, и мы уверены, что эта компания сможет воспользоваться многочисленными преимуществами, которые обеспечивает данная технология».