un approccio teorico-sperimentale per la ricostruzione del profilo trasversale di rotaie usurate

A new procedure for reconstructing the transverse profile of worn-out tracks by means of the image-processing technique is studied. In order to analyze the image of a track plane section, the first step of the procedure is the edge detection of the transverse profile through Canny's algorithm. This algorithm examines the behavior of the gradient operator applied to a noisy contour. Moreover, the algorithm is able to distinguish some clearer pixels near the track edge which do not belong to its micro-wrinkles, obtained from an enlargement of the upper profile of the railhead. For every chromatic plane of the analyzed image, a median filter is applied. The centroid position of the worn-out track and its contour coordinates were determined, gathered from Freeman's algorithm developed on the result formalized by relations after carrying out the proper morphological closing operations. The distances between the two profiles have been determined by the intercepts of the straight lines from the centroid of the profile IT

La sovrastruttura ferroviaria durante la sua vita utile è sottoposta oltre ai carichi dinamici generati dai rotabili (azioni verticali, laterali, ecc.), anche ai carichi termici e ad azioni ambientali di varia natura. Tali sollecitazioni, interagendo sinergicamente tra loro, determinano il deterioramento della sovrastruttura ferroviaria inteso come discostamento dalla configurazione geometrica di progetto e l’usura dei singoli componenti del binario e della massicciata. Per valutare lo stato di efficienza della sovrastruttura è consuetudine far riferimento ad alcuni parametri geometrici del binario che, peraltro, permettono di formulare un giudizio oggettivo circa il livello di sicurezza offerto dalla linea ferroviaria in una data tratta. A tal riguardo, in genere, vengono esaminati distintamente in seguenti parametri geometrici [1] e [2]: i) scartamento; ii) allineamento “A”; iii) livello longitudinale “L”; iv) livello trasversale XL; v) scarto di livello trasversale SCARTXL; vi) difetto di sopraelevazione H; vii) sghembo; viii) ulteriori parametri geometrici (scartamento depurato ed in media mobile, allineamento su base 20 m, ecc.). Invece, per quanto riguarda il deterioramento dei materiali, generalmente vengono presi in esame: i) usura verticale della rotaia; ii) usura a 45° della rotaia; iii) usura orizzontale della rotaia; iv) presenza nelle campate delle rotaie di fori, fenditure, e stato delle saldature alluminotermiche ed a scintillio nelle lunghe rotaie saldate; v) tenuta degli attacchi; vi) stato delle traverse in c.a.p. ed in legno. Con riferimento allo stato di usura delle rotaie, oltre ai tradizionali metodi di auscultazione, in futuro, in ambito ferroviario, potrebbero trovare ampio impiego anche le tecniche basate sull’image processing, in grado di ricostruire con alto livello di dettaglio il profilo trasversale di una rotaia in esercizio, e dunque, di poter effettuare il confronto con il profilo originario (rotaia nuova) al fine di determinare lo stato di usura del profilato. Tale approccio metodologico, dettagliatamente descritto nei seguenti paragrafi, si basa sulle “informazioni” contenute in immagini fotografiche ad alta risoluzione delle rotaie e su specifici algoritmi che permettono di ottenere l’esatto profilo geometrico delle rotaie stesse.