Monitoring et sécurité des chemins de fer : 5 cas à travers le monde

Auteurs : Megan Hansen, Lidija Spiranec, Steve Thurgood

 

Des travaux d'excavation provoquant des vibrations. Des régions sujettes aux avalanches et aux inondations. Des trains lourds circulant sur des voies anciennes. Quel est le point commun entre tous ces éléments ? Autant de menaces pour la stabilité structurelle des rails et de l'infrastructure ferroviaire. Partout dans le monde, les exploitants ferroviaires dépendent de la surveillance de la bonne santé des voies, permettant ainsi une circulation sûre et continue des trains.

La surveillance des phénomènes de déformation permet de détecter les zones de vulnérabilité de l'infrastructure grâce à la mesure de la géométrie de la voie et d'autres paramètres pertinents à des intervalles définis, afin de détecter les mouvements susceptibles de causer des dommages. Une fois analysées, ces mesures fournissent des données cruciales permettant aux gestionnaires et aux ingénieurs de prendre des décisions éclairées en matière d'exploitation, de maintenance ou de réparation. Ainsi, en surveillant les actifs, les propriétaires peuvent économiser de l'argent et réduire les risques.

Les systèmes optimaux de surveillance des chemins de fer permettent une collecte de données précise et complète, adaptée aux exigences et à l'environnement de chaque projet. Les solutions de monitoring de Leica Geosystems répondent à ces exigences et plus encore grâce à des technologies hybrides comprenant des capteurs géodésiques et géotechniques, des dispositifs fiables de communication de données et un logiciel de monitoring puissant permettant une configuration rapide, une analyse complète, des rapports personnalisés et des notifications.

Ce blog expose les 5 avantages majeurs de nos solutions de monitoring en s'appuyant sur des cas concrets rencontrés dans le monde entier afin de présenter des systèmes spécialisés et leur impact sur la sécurité de l'exploitation des chemins de fer :

1. Solutions de monitoring personnalisées dotées des meilleurs instruments du marché
2. Le monitoring automatisé en temps réel renforce la sécurité et minimise les perturbations.
3. Techniques de monitoring hybrides avec une gamme de capteurs
4. Logiciel de monitoring avec un module ferroviaire pour une configuration rapide, une analyse centralisée et des rapports personnalisés.  
5. Assurer la continuité avec LOC8

 

1. Des solutions de monitoring personnalisées avec les meilleurs instruments du marché 

Australie - La solution de monitoring ferroviaire permet la continuité du transport ferroviaire dans le cadre de travaux de construction majeurs

Chaque projet de monitoring ferroviaire est distinct - y compris les raisons pour lesquelles le monitoring est nécessaire, ce qui doit être mesuré, où se trouve la zone de surveillance et la fréquence à laquelle les données doivent être collectées et analysées. Ces paramètres définissent les techniques et les technologies qui fourniront la solution de monitoring optimale.

Les solutions de monitoring de Leica Geosystems offrent une grande flexibilité grâce à une gamme d'instruments de mesure géodésique de haute précision, les meilleurs de leur catégorie, complétés par des capteurs géotechniques et environnementaux de tierce partie pour une collecte de données manuelle et automatisée complète.

Des niveaux numériques aux stations totales robotisées, Leica Geosystems offre des équipements géodésiques essentiels à la collecte des données de mesure des chemins de fer et au calcul de paramètres tels que le dévers, le gauche et le nivellement longitudinal des voies ferrées, ainsi que les gabarits et paramètres structurels des infrastructures environnantes, telles que les ponts, les tunnels, les plateformes et bien plus encore.

La station totale de surveillance Leica TM60, par exemple, est une station totale automatisée à auto-apprentissage conçue pour le monitoring et qui répond aux exigences les plus strictes en matière de mesures 3D. Des vitesses de mesure rapides et une précision millimétrique sur de longues distances la rendent efficace pour les grands projets dans des zones très fréquentées, notamment pour le monitoring des lignes actives de la station centrale du métro de Sydney, en Australie, tout au long d'un vaste projet de développement d'infrastructures.

Le monitoring a permis de sécuriser le transport quotidien de plus de 100 000 passagers pendant les travaux d'excavation et de construction en dessous et autour des lignes opérationnelles. Les stations totales de monitoring automatisées Leica ont mesuré des milliers de prismes sur les voies et les plateformes, permettant aux fournisseurs de services de monitoring de collecter de grandes quantités de données en temps réel, de soutenir la construction et de protéger les actifs.

2. Le monitoring automatisé en temps réel renforce la sécurité et minimise les imprévus 

La station totale intégrant un scanner 3D permet d'effectuer des mesures en continu afin que le système de métro léger de Dublin puisse fonctionner sans interruption.

Pour les exploitants ferroviaires, les services ferroviaires doivent impérativement se poursuivre en toute sécurité avec le moins d'interruptions possible pendant les travaux de construction adjacents. Étant donné que de nombreux projets de développement durent des années, des systèmes de monitoring efficaces permettent de collecter en continu des données de déformation avec un minimum d'interventions sur la voie.

Plusieurs aspects de la solution de monitoring de Leica Geosystems facilitent cette approche. Pour les installations de monitoring automatisées, les stations robotisées à auto-apprentissage comme le Leica TM60 et le Leica MS60 MultiStation détectent et mesurent automatiquement les prismes d'auscultation, ce qui diminue le temps d'installation sur le terrain.

Les stations totales robotisées de Leica Geosystems ont une qualité de construction robuste qui permet aux instruments de fonctionner de manière autonome plus longtemps sans nécessiter de maintenance et des caméras qui donnent un aperçu en temps réel et à distance des conditions du site. Intégrées dans un flux de travail global intuitif et efficace, ces fonctions réduisent le temps passé par les prestataires de services de monitoring sur et autour des voies, les éloignant de cet environnement dangereux et minimisant le travail perturbateur.

Le MS60 permet également d'effectuer un monitoring là où les prismes ne peuvent pas être installés en ajoutant le balayage laser 3D aux systèmes de monitoring automatisés pour une collecte de données continue et non intrusive.. Par exemple, le monitoring du système de métro léger Luas de Dublin pendant la construction nécessitait un système capable de prouver la stabilité des rails et de fonctionner en continu sans causer d'interruptions de service.

Comme les tramways fonctionnent sur des rails encastrés dans la chaussée, les prismes ne pouvaient pas être installés sur les voies sans créer d'obstructions ou être détruits. C'est pourquoi les mesures ont été prises à l'aide de scans laser 3D avec le MS60. Des balayages de petites zones de la voie ont enregistré des milliers de points par seconde dans la zone de balayage définie et le logiciel de monitoring a comparé les données aux mesures de référence pour identifier les déformations.

Les mesures automatisées et la collecte continue de données sont également soutenues par la Leica ComBox60 Leica ComBox60 pour la communication sur site et la gestion de l'alimentation, et par le logiciel Leica GeoMoS Edge pour l'enregistrement ininterrompu des données. Une construction robuste, une configuration simplifiée et l'utilisation d'un seul bouton facilitent le monitoring.

3. Techniques de monitoring hybrides avec une gamme de capteurs  

La construction de ponts et de tunnels en France nécessite un monitoring des voies ferrées et des plateformes avec des méthodes hybrides pour la collecte de données en temps réel et une sécurité maximale

Les systèmes de monitoring hybrides fournissent des données redondantes grâce à des technologies de mesure indépendantes. Les technologies combinées augmentent la capture de données pour mesurer des paramètres différents mais complémentaires, améliorant ainsi la compréhension de la déformation. Lorsque les capteurs géotechniques détectent des mouvements, les données peuvent être validées par des mesures géodésiques pour plus de certitude et vice versa.

Les solutions de monitoring de Leica Geosystems intègrent une variété de capteurs géotechniques pour compléter les données géodésiques, y compris la gamme de systèmes de capteurs WiSenMeshWan, comprenant des inclinomètres, des jauges de fissures et d'autres capteurs. L'installation de ces capteurs dans des systèmes de monitoring total peut être particulièrement utile pour le monitoring des actifs qui ont une forte probabilité de mouvement et qui nécessitent des mesures très fréquentes.

Par exemple, les techniques hybrides se sont avérées efficaces pour le monitoring des chemins de fer lors de la démolition d'une passerelle piétonne et de la construction d'un tunnel souterrain dans une gare près de Paris, en France. Pour surveiller efficacement les actifs à haut risque toutes les deux minutes, les fournisseurs de services de monitoring ont choisi les stations totales automatisées et les capteurs WiSen de Leica Geosystems. Dans les conditions variables du projet, le système a collecté, analysé et visualisé les données de tous les capteurs, ce qui a permis d'achever le projet dans les délais impartis sans perturber les usagers de la gare.

 

4. Un logiciel de monitoring avec un modèle ferroviaire pour une configuration rapide, une analyse centralisée et des rapports personnalisés. 

Monitoring de la sécurité des tunnels et des voies ferrées sous la gare de King's Cross, au Royaume-Uni, grâce à un logiciel permettant d'analyser et de visualiser en temps réel des données provenant de sources multiples 

S'il est important de configurer la bonne combinaison d'instruments pour collecter des données pour la surveillance des chemins de fer, le logiciel de monitoring est tout aussi crucial pour rapatrier et analyser les données afin de les rendre exploitables. La suite logicielle de monitoring Leica GeoMoS  configure les calculs, centralise les données saisies à partir de plusieurs sources, effectue l'analyse des déformations et rend les résultats clairs et accessibles à toutes les parties prenantes.

Avant le début du monitoring, GeoMoS permet de configurer automatiquement les calculs ferroviaires grâce à la nouvelle fonction Railway Template. Cette fonction ne permet d'éviter le relevé topographique de la voie ou la saisie de l'alignement de conception et élimine les configurations manuelles, de sorte que le monitoring peut commencer plus rapidement et que les observations peuvent être délivrées rapidement et en toute confiance aux parties prenantes.

Pour en savoir plus sur le fonctionnement de cette fonction et les avantages supplémentaires pour les opérateurs ferroviaires et les fournisseurs de services de monitoring, lisez notre Expert Insight, « Railway Monitoring and the New Leica GeoMoS Railway Template (Monitoring ferroviaire et nouveau modèle ferroviaire Leica GeoMoS). » 

Après configuration, GeoMoS Monitor peut collecter et traiter des données provenant de plusieurs instruments et types de capteurs - ce qui l'a rendu idéal pour surveiller les lignes passant sous la gare de King's Cross dans le cadre d'un projet de développement de 12 ans. Comme le système de monitoring devait fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pendant des années dans des zones sans accès direct pour les ouvriers, les prestataires de services ont installé des stations totales de monitoring et une gamme de capteurs géotechniques.

Le logiciel GeoMoS a collecté les données des instruments pour fournir des calculs complexes et complets du site. En outre, la visualisation des données et la production de rapports ont été intégrées de manière transparente à l'aide de GeoMoS Now ! basé sur le cloud, y compris des tableaux de bord clairs et facilement lisibles pour les différentes parties prenantes, tels que les entrepreneurs intéressés par différentes sections des zones surveillées.

 

5. Une continuité garantie avec le LOC8  

Les temps d'arrêt du monitoring dus aux vols d'instruments peuvent avoir des conséquences qui vont au-delà des coûts de l'équipement volé. Lorsque le monitoring ne peut pas se poursuivre, la sécurité ne peut pas être démontrée, ce qui risque de retarder ou d'arrêter les opérations ferroviaires.

Leica Geosystems a également une réponse à cette éventualité : Les stations totales robotisées peuvent être équipées du LOC8, une solution permettant le suivi des instruments et la gestion de la flotte.

C'est ce qu'a réalisé la société de conseil en topographie Teodoliten Mätteknik AB, lors de la construction du tunnel ferroviaire de Varberg en Suède. Chargé de surveiller le projet, Teodoliten a installé un système de monitoring automatisé, comprenant un TM60 flambant neuf. Deux jours seulement après l'installation, la station totale a été volée, ce qui a interrompu le monitoring.

Comme le TM60 était équipé de LOC8, dès la découverte du vol, l'équipe de Teodoliten a pu immédiatement localiser et suivre la station totale volée. En fournissant l'information à la police locale, la station totale a été rapidement retrouvée, ce qui a permis non seulement de sécuriser l'investissement dans l'instrument, mais aussi de garantir la continuité du projet de monitoring.

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Nous avons présenté ici 5 cas, mais les solutions de monitoring de Leica Geosystems ont été utilisées pour de nombreux projets ferroviaires à fort impact dans le monde entier. Découvrez-en davantage ci-dessous.