“Virtueel testen van spoormaterieel kan uitvoering toelatingsprojecten optimaliseren”

Testen of nieuw en gemodificeerd materieel aan de regelgeving voldoet kan flink in de papieren lopen. Ilse Vermeij, productmanager testen bij Ricardo Rail, verkent hoe virtuele testen de noodzaak voor real-life testen kan minimaliseren en de uitvoering van toelatingsprojecten kan optimaliseren.

Vermeij: “In de certificeringsfase van nieuw of aangepast materieel zie ik dat de testen op het spoor steeds moeilijker en dus duurder voor klanten worden. Beperkte beschikbaarheid van speciale testringen, steeds strengere veiligheidseisen en hoge kosten voor het plannen van testritten zijn vaak de belangrijkste test uitdagingen.”

Naast de testen die op dit moment vaak op de baan uitgevoerd worden zijn er volgens Vermeij ook testen op het spoor die vanuit veiligheidsoogpunt niet wenselijk zijn, omdat ze ook schade toe kunnen brengen aan het materieel en de infrastructuur. “Voor de hand liggende destructieve voorbeelden zijn ontsporings- en crashtests. Om de kosten en de benodigde testtijd op het spoor te beperken, geloof ik daarom dat het steeds belangrijker wordt om waar mogelijk naar innovatieve alternatieven te kijken.”

Virtueel testen

Vermeij legt uit wat virtueel testen precies inhoud. “Virtueel testen (ook wel virtuele certificering genoemd) is een goed alternatief voor fysieke testen. Virtueel testen kan volledige computersimulaties betekenen, maar het omvat ook testen waarbij het te evalueren systeem in een simulatieomgeving wordt geplaatst. Dit staat bekend als ‘Hardware in the loop’ of ‘Software in the loop’ testen. Bij Ricardo hebben we diverse mogelijkheden ontwikkeld om zowel de voertuigen als de infrastructuur virtueel te testen. Naar mijn mening is het waarschijnlijk dat het testen van voertuigen nooit volledig virtueel zullen zijn, maar het kan zeker helpen om de het aantal vereiste testen aanzienlijk te verminderen. Dat kan klanten zowel tijd als geld besparen.”

“Zelfs als je toegang hebt tot een spoor om te de testen, dan zou ik nog steeds virtuele testen overwegen. Het gebruik ervan kan zowel plannings- als veiligheidsrisico’s aanzienlijk verminderen en de totale projectkosten verlagen. Wie kan deze voordelen negeren? Hoeveel tijd en geld je kunt besparen, hangt af van de balans tussen de inspanning die nodig is om een ​​model te maken en de kosten van het testen zelf. Zeker als een bestaand model hergebruikt kan worden, worden virtuele testen ergs interessant.”

Voertuigrevisie

Validatie van modellen is enorm belangrijk, want je moet wel zeker weten dat een model zich hetzelfde gedraagt als de trein. Maar hoe valideer je een model als de trein zelf nog niet gebouwd is? Ook daar heeft Vermeij een antwoord op. “Virtueel testen is het meest zinvol voor materieel waarvan de verschillen met reeds geteste en geleverde voertuigen relatief klein zijn of bij voertuigrevisie en modificaties van componenten. In deze gevallen kan de validatie plaatsvinden door het verzamelen van validatiegegevens van reeds in gebruik zijnde voertuigen, of beter nog, de meetgegevens van eerdere type testen met het materieel.

Pantograafsimulaties

“Een voorbeeld van hoe wij bij Ricardo Rail virtueel testen gebruiken zijn pantograafsimulaties in overeenstemming met EN50318, een service die we leveren met onze RiPAC-tool”, aldus Vermeij. “Deze simulaties worden vaak uitgevoerd in combinatie met contactkrachtmetingen op de baan en dienen, om het aantal benodigde fysieke testen te reduceren. Het gebruikte model is gevalideerd voor een aantal typen bovenleidingsysteem en de validatie is daarom onafhankelijk van het type voertuig.”

Volgens Vermeij betekent dit dat een model vrij eenvoudig kan worden hergebruikt voor andere voertuigen en configuraties. “En als er nog geen gevalideerd model beschikbaar is, kunnen de resultaten van de contactkrachtmetingen achteraf worden worden gebruikt om alsnog de validatie uit te voeren.”

Waarom investeren?

Vermeij: “Uit mijn eigen ervaring blijkt dat het ontwikkelen van een virtueel model altijd een verstandige investering is. Als je eenmaal een model gemaakt hebt, dan kan het vervolgens worden gebruikt om voertuiggedrag te onderzoeken in de ontwerp-, certificerings- en operationele fasen van de levenscyclus van het materieel. Om het rendement van de investering in een virtueel model te maximaliseren, zou gestimuleerd moeten worden dat zoveel mogelijk belanghebbenden gedurende de levenscyclus van het voertuig er gebruik van kunnen maken. Dan heb ik het bijvoorbeeld over fabrikanten, eigenaren / vervoerders, onderhouders en zelfs infrastructuurbeheerders.”