CHARGEMENT

IIoT et edge computing des technologies au service de l’offre de transport public

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La densité des villes s’accroit, le rythme de vie s’accélère, les carburants fossiles se raréfient et la transition climatique s’impose … Voilà de sérieux défis à relever par la mobilité urbaine !

Dans ce contexte, le transport collectif guidé est plus que jamais un levier d’avenir.

Il a le potentiel de répondre aux enjeux de la ville de demain et aux attentes économiques, pratiques et écologiques des citoyens. De nouveaux modes, comme le transport par câble font leur apparition dans des usages urbains pour compléter une offre de transport collectif adaptée aux challenges de la ville.

Toutefois, les réseaux actuels de trains régionaux, tramways, métro, trolleys sont soumis à des dégradations ou des usures susceptibles de détériorer la fiabilité et la qualité du service. Se pose notamment la question de la maintenance des matériels roulants vieillissants comme des matériels modernes. Il s’agit d’anticiper pour moins/mieux réparer, allonger la durée d’exploitation, éliminer toutes interventions inutiles impactant l’exploitation et les usagers pour répondre au meilleur niveau de service attendu.

Les équipements d’interface entre l’infrastructure et le matériel roulant sont des organes critiques pour la bonne marche de l’exploitation. Les conséquences de disfonctionnements sont à multiples facettes. Juridiques, lorsque des accidents, des dommages et dégradations sont causés à des tiers (personnes morales ou physiques), économiques lorsque l’on parle de gestion des dégradations ou des interventions de maintenance corrective coûteuses. Il s’agit aussi pour l’exploitant d’un risque de détérioration de l’image avec une perception négative des usagers et une relation avec l’autorité organisatrice plus tendue.

L’IIoT a un rôle à jouer pour réduire l’impact des disfonctionnements, notamment dans les opérations d’exploitation et de maintenance : efficacité, maintien de la continuité de service et à minima interruption limitée pour préserver la qualité de service rendue à l’usager.

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Surveiller les organes critiques les plus difficiles d’accès

C’est l’utilisation de  » la bonne donnée  » qui permettra une analyse fine des conditions d’occurrence des pannes ou dysfonctionnements et permettra d’atteindre le niveau de maintenance approprié.

Pour les systèmes ferrés comme le train, train- tram, Metro et tramway, les bogies sont les composants servant à guider, supporter la charge, permettre la traction et le freinage, assurer le confort et capter les signaux de voie. C’est un organe sécuritaire ayant un impact considérable.

Pour les télécabines urbaines, les attaches débrayables ou fixes et les balanciers sont des éléments difficiles d’accès et ultra-critiques.

De même, le pantographe, dispositif articulé qui permet à une locomotive électrique, à un tramway ou à un trolley de capter le courant par frottement sur l’ensemble des câbles porteurs et de fils conducteurs aériens est un élément clé.

Pendant les déplacements, à cause de chocs et vibrations intrinsèques à leur usage, ces différents organes sont soumis à de fortes sollicitations répétées.

Capter des données pour suivre ces phénomènes vibratoires sur ces organes critiques n’est pas chose aisée : les points de mesure pour la collecte des données cibles se trouvent en zone contrainte et sans accès facile à une alimentation électrique.

Pourtant, ces données sont clés pour caractériser les phénomènes, détecter les anomalies (quelles soient du côté de l’infrastructure ou du matériel roulant) et informer la décision dans les opérations d’exploitation et le cycle de maintenance.

C’est là que le  » Edge Computing  » sans fil et basse consommation apporte une réponse performante et adaptée. Grâce aux technologies sans-fil, à la miniaturisation des composants qu’ils intègrent et à leur faible consommation énergétique, les appareils de Edge Computing autorisent une installation en seconde monte aisée et offre une autonomie adaptée. L’acquisition et le traitement des données pourra être réalisée in situ, au plus proche des organes critiques du matériel roulant.

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Ne livrer que des informations utiles et directement exploitables

Le Edge Computing est le procédé par lequel la capacité de calcul est placée au plus près des objets, pour extraire la valeur des données des capteurs en temps réel et ne transmettre au cloud que les informations utiles. Les précieuses données (position GPS, vitesse, accélérations, vibrations, chocs…) issues du réseau de capteurs sont traitées par l’appliance de Edge Computing in situ pour :

  • géolocaliser et caractériser des événements extraordinaires (dégradations, incidents et anomalies),
  • déclencher sur conditions les actions automatiques d’équipements locaux.
  • alimenter les modèles de maintenance prédictive.

Parallèlement, l’alimentation continue ou périodique des systèmes d’information gérée intelligemment par l’appliance de Edge Computing pour minimiser le trafic de donnée permet d’informer avec de la smart data les processus d’exploitation et de maintenance pour :

  • Planifier une maintenance prédictive au plus juste (au bon moment et au bon endroit),
  • Augmenter la pertinence et l’agilité opérationnelle,
  • Favoriser la continuité de service.

Le edge computing propose donc une nouvelle approche de l’exploitation et de la maintenance basée sur le traitement en embarqué des données pour offrir l’efficacité et la réactivité nécessaire.

Les informations générées telles que les indicateurs de niveaux de vibrations, la force de serrage, le balancement … issues du traitement en temps réel et en boucle courte des données brutes des capteurs permet de détecter rapidement les dépassements de seuils ou les comportements anormaux pour déclencher les actions urgentes qui garantiront un état de fonctionnement fiable dans la durée.

L’objectif est de livrer des informations utiles et ciblées aux technicentres. L’alimentation en continu en données utiles permet une meilleure allocation des ressources, la réduction des coûts liés à l’élimination des interventions superflues et l’extension de la durée de vie utile restante des équipements surveillés.

Ainsi, le edge computing contribue simultanément à une agilité opérationnelle supérieure et une maintenance prédictive optimisée.

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Améliorer durablement le niveau de service et l’expérience client

Le edge computing propose donc une nouvelle stratégie basée sur la construction continue d’une meilleure connaissance de la réalité d’exploitation.

En corrélant les évènements caractérisés et géolocalisés avec les données d’état des infrastructures, il est possible de déterminer les causes des défaillances, d’anticiper les pannes et optimiser le processus de maintenance pour limiter l’immobilisation du matériel roulant et assurer la disponibilité et fiabilité des actifs et la fluidité des trajets.

En définitive, les fonctionnalités des appliances de Edge Computing viennent compléter les dispositifs de connectivité des matériels roulants pour construire une connaissance inédite de la réalité de l’exploitation des véhicules.

Cette force de calcul sur le terrain est le gage d’une meilleure compréhension des conditions de roulage pour agir aussi bien sur la performance de l’exploitation que sur l’amélioration du confort durant les trajets.

Car si la définition du confort est très large et subjective, il est légitime d’affirmer que le confort de roulage d’un véhicule, c’est-à-dire les chocs, accélérations et mouvement oscillatoires ressentis par les voyageurs ainsi que le confort acoustique (émission de vibrations sonores audibles par l’homme) font partie intégrante du concept général de confort.

Les Appliances de Edge computing permettent de mesurer et de vérifier en continu sur les trajets que les fréquences et les amplitudes n’excèdent pas les limites des matériaux, d’aider à déterminer les sources de vibrations, à accroitre la connaissance des conditions de roulage pour construire ou compléter les modèles informatiques.

Aujourd’hui avec le Edge computing l’IIoT voit son potentiel décuplé au service d’une exploitation plus performante que jamais pour un service de transport en commun ponctuel, fiable et durable.

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