https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19195
File | Description | Size | Format | |
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alexandrelimadecarvalho.pdf | PDF/A | 10.45 MB | Adobe PDF | View/Open |
Type: | Tese |
Title: | Identificação de falhas em trilhos de ferrovia baseado em corrente parasita e inteligência artificial |
Author: | Carvalho, Alexandre Lima de |
First Advisor: | Cerqueira, Augusto Santiago |
Co-Advisor: | Honório, Leonardo de Melo |
Referee Member: | Santos, Alexandre Bessa dos |
Referee Member: | Marcato, André Luis Marques |
Referee Member: | Simas Filho, Eduardo Furtado de |
Referee Member: | Pinto, Milena Faria |
Resumo: | O transporte ferroviário é amplamente reconhecido como um setor vital para a economia de um país, oferecendo vantagens em relação ao transporte rodoviário, especialmente para grandes distâncias, uma vez que os custos por volume são menores na ferrovia e a taxa de acidentes é reduzida. Portanto, torna-se essencial investir na melhoria da confiabilidade dos ativos ferroviários, como locomotivas, vagões, suprimentos de energia, sinalização e via permanente, que é o conjunto de infraestruturas de suporte, como dormentes, trilhos, britas e demais fixações. Desse modo, a melhoria da confiabilidade desses ativos, aliada à estratégia logística, é crucial para estudos de aumento da velocidade e produtividade. Neste sentido, este trabalho apresenta uma solução embarcada que contribui para o aumento da segurança e eficiência da manutenção da via permanente, impactando na elevação da confiabilidade, produtividade e na melhoria do desempenho do planejamento das manutenções, resultando na diminuição de paradas emergenciais e acidentes com impactos pessoais e econômicos. O sistema proposto localiza e identifica falhas superficiais em trilhos por meio de correntes parasitas, com a aplicação da transformada Wavelet e de rede neural convolucional, o mesmo foi embarcado em um veículo ferroviário para realização de testes em campo, que demonstrou a funcionalidade da proposta de localização de falhas e seu mapeamento. Testes em campo foram realizados para validar e avaliar o método de identificação de falhas, apresentando uma acurácia em torno de 98%. A comparação com outras técnicas de classificação mostrou que a rede convolucional é a mais adequada para a tarefa, oferecendo maior acurácia e precisão do que as demais técnicas consideradas. |
Abstract: | Rail transport is widely recognized as a vital sector for a country’s economy, offering advantages over road transport, especially for long distances, as costs per volume are lower in railways and accident rates are lower. Therefore, it becomes essential to invest in improving the reliability of railway assets, such as locomotives, wagons, power supplies, signaling, and permanent way. The permanent way refers to the set of supporting infrastructures such as sleepers, rails, ballast, and other fastenings. Consequently, improving the reliability of these assets, combined with a logistics strategy, is crucial to increasing the speed and productivity of transport. In this context, this work presents an embedded solution that contributes to increasing the safety and efficiency of permanent way maintenance, impacting the increase in reliability, productivity, and improving the performance of maintenance planning, consequently reducing emergency stops and accidents with personal and economic impacts. The proposed system locates and identifies surface defects in rails through eddy currents, the Wavelet transform, and a convolutional network. The system was embedded in a railway vehicle for field tests that demonstrated the feasibility of the proposal. Field tests were also performed to enable the design and evaluation of the fault identification method, presenting an accuracy of around 98%. Comparison with other classification techniques demonstrated that the convolutional network is the most suitable for the task, presenting higher accuracy and precision than the other techniques considered. |
Keywords: | Corrente parasita Desgastes superficiais em trilhos Sistema embarcado Localização Classificação Inteligência artificial Eddy current Rail surface defects Embedded system Location Classification Artificial intelligence |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Institution Initials: | UFJF |
Department: | Faculdade de Engenharia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
Access Type: | Acesso Aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19195 |
Issue Date: | 20-May-2025 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses) |
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