Fuzzy model for predicting the number of deformed wheels

Modelo difuso para predecir el número de ruedas deformadas

La deformación de las ruedas daña los vagones y los raíles y afecta a la estabilidad y seguridad del vehículo. Las reparaciones y sustituciones provocan costes elevados y la falta de vagones. La planificación del mantenimiento de los vagones no puede hacerse sin una estimación del número de ruedas que habrá que sustituir por desgaste y deformación en un periodo de tiempo determinado. Hay muchos factores que influyen, los más importantes son: las condiciones meteorológicas, la calidad de los materiales, las condiciones de explotación y la distancia entre las dos sustituciones. El modelo de lógica difusa utiliza los datos recogidos como variables de entrada para predecir la variable de salida: número de ruedas deformadas para un determinado tipo de vehículo en el periodo definido en una sección concreta de la vía férrea.

INTRODUCCIÓN

Las causas más comunes de exclusión de los vagones de ferrocarril son los daños en la superficie de rodadura de las ruedas, el sobrecalentamiento de las ruedas debido al frenado en pendientes largas y los frenos defectuosos, el sobrecalentamiento de los discos de freno y de los cojinetes de los ejes. Introducir sistemas de detección precoz de defectos durante la marcha es rentable tanto para los gestores de la infraestructura como para los operadores [1].

Existe una tendencia común a aplicar un sistema de supervisión estática y dinámica del material rodante [2]. Así, es significativa la contribución de los modelos de tensiones locales, aplicables al análisis de la capacidad portante de elementos vitales del vagón, como el bastidor inferior y el bogie del vagón [3].

El desgaste y la deformación como consecuencia de las elevadas cargas térmicas hacen que las llantas de las ruedas se agrieten e incluso se rompan. Las deformaciones provocan daños tanto en las vías como en el vagón que afectan a la estabilidad y seguridad de los vehículos. Las reparaciones implican costes elevados y la falta de vagones. Los costes de ruedas nuevas, reparación de llantas y sustitución son muy elevados. Reducir los costes requiere una buena planificación en el proceso de mantenimiento. Los modelos analíticos proporcionan buenas predicciones, pero requieren una base de datos detallada [4]. La lógica difusa es una herramienta matemática para modelizar procesos caracterizados por la incertidumbre y la imprecisión.

Con una disponibilidad adecuada de datos, esta herramienta es adecuada para predecir los defectos de las ruedas. En casos concretos, también puede utilizarse para planificar el mantenimiento de vehículos ferroviarios.

DEFECTOS EN LAS RUEDAS

Durante el periodo comprendido entre 2009 y 2014, 1459 vagones fueron excluidos de la red ferroviaria serbia debido a daños en las superficies de rodadura de las ruedas.