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Pod A
Vibration · Température

Unité de captation IoT installée sur les bogies et les organes de roulement. Elle capture l'accélération triaxiale jusqu'à 6 667 kHz et la température de roulement en continu, sans modifier le véhicule ni accéder au TCMS.

Qu'est-ce que c'est

Le Pod A est l'unité de captation primaire d'IN-SIGHT, conçue pour la surveillance de la dynamique de bogie et de l'état des roulements. Il intègre une IMU MEMS à 6 degrés de liberté —accéléromètre triaxial et gyroscope— et un capteur de température de précision, intégrés dans un boîtier étanche de dimensions réduites.

La fixation combine une base magnétique et une vis M6, ce qui permet l'installation sur le châssis de bogie, l'essieu ou la boîte d'essieu en moins de 4 heures par véhicule, sans accès au TCMS ni outillage spécial. Le Pod A est totalement passif vis-à-vis du système ferroviaire existant : il n'intervient sur aucun circuit de commande ni de communication du véhicule.

Installation non intrusive : Aucun câblage vers le véhicule. Alimentation autonome depuis le bus auxiliaire 24 V via convertisseur DC/DC isolé ou batterie LiFePO₄ avec chargeur inductif. Temps total de mise en service par unité : moins de 4 heures.

Rôle dans IN-SIGHT

Le Pod A constitue le point d'entrée de la chaîne de surveillance. Ses signaux bruts alimentent le pipeline DSP du CM4 Edge CPU, qui extrait des caractéristiques fréquentielles associées à chaque mode de défaillance connu :

  • Roulements de roue : Fréquences caractéristiques BPFO, BPFI, BSF et FTF calculées à partir de la géométrie du roulement et de la vitesse de rotation estimée par FFT du signal de vibration.
  • Usure de roue (méplats) : Détection d'impacts périodiques dans le signal d'accélération verticale à la fréquence de révolution de la roue.
  • Irrégularités de voie : Analyse spectrale dans la plage 1–50 Hz corrélée au profil de voie connu pour séparer la rugosité d'une défaillance de composant.
  • Température de roulement : Surveillance continue de la boîte d'essieu avec détection d'une dérive thermique anormale comme précurseur d'une défaillance par lubrification insuffisante.

Pipeline d'acquisition

Le Pod A transmet les données brutes via SPI au CM4 à chaque cycle d'échantillonnage. Le flux complet du capteur à la télémétrie structurée est le suivant :

IMU MEMS  (SPI @ 6.667 kHz)
    │  ax, ay, az [g]  +  Température [°C]
    ▼
Double buffer circulaire  (4096 échantillons)
    │  Débordement → événement de perte de données
    ▼
Fenêtre de Hann  +  FFT 1024 points
    │  Résolution spectrale : ≈ 6.5 Hz/bin
    ▼
Filtres IIR passe-bande par sous-système
    │  Roulements :  500 Hz – 3 kHz
    │  Roue / rail :   5 Hz – 500 Hz
    │  Basse fréq. : 0.5 Hz – 50 Hz
    ▼
Extraction de caractéristiques
    │  RMS · Kurtosis · Crest Factor · pics FFT
    ▼
EKF local  →  comparaison vs. Golden Run
    │
    ├─ Normal    → agrège et envoie toutes les 30 s
    └─ Anomalie  → événement immédiat + classification

Modes de défaillance détectés

Le Pod A couvre les sous-systèmes ayant le plus fort impact sur la disponibilité des flottes de courte/moyenne distance :

  1. Endommagement de la bague extérieure du roulement (BPFO) : Augmentation d'amplitude à la fréquence de passage des billes du défaut extérieur.
  2. Endommagement de la bague intérieure (BPFI) : Modulation d'amplitude de la porteuse à la fréquence de révolution.
  3. Usure d'élément roulant (BSF) : Changement du contenu spectral haute fréquence.
  4. Méplat de roue : Impact unique par tour avec une signature temporelle caractéristique.
  5. Surchauffe de roulement : Température durablement supérieure à la référence ±Δ configurable.