Sistemi Innovativi per il
Trasporto Ferroviario e
Metropolitano
Nadia Mazzino
Head of Innovation Project Office
Genova, 21 December, 2015
Ansaldo STS Presenza Mondiale
150 anni di esperienza e referenze in tutto il mondo
ATC Installation
Copenhagen Driverless
Sweden Ester ERTMS
Madrid-Lerida
High-Speed Line
France TGV
Lev. 2 O&M contracts
Manchester Node
& Metrolink
Cambrian line
Copenhagen City ring
Channel Tunnel
Saarbrücken
Mannhein ERTM
Lev. 2
Ghaziabad Kampur
Indian Railways
Korgas-Zhetygen
line
Omaha OTP
China & Korea High-Speed
Binhai, Daegu Busan Shitai Line
Shenyang Line 1 Shangai Metro
ERTMS Zhengxi Line
Hangzhou Metro line 1
Los Angeles Metro
(Green Line)
Taipei Circular Line Phase 1
WMATA Silver Spring
PAAC North Shore
Connector
New York Metro
CPTM CAB
Chambers Street
Electrification
and Signalling
Banlieu sud
Tunis
Libya Ras Ajdir Sirti
Al-Hisha Sadha &
Sirth-Benghazi line
Kuala Lumpur LRT
Riyad Metro
Women’s University
North Ipoh ti Pedang Besar
Turkey Begazkopru
Ulukisla Yenice and Mersin
Toprakkale Metro Ankara
- NYCT
Clearways 3
Hamersley Hope; Dows
Segnalam. & Comun. – Rio
Tinto
Italian High-Speed
Mi-Bo & RM-NA,
Jacksonville
CTC
2
Conventional &
Driverless Metros
ACS Palermo
Railways
Rome, Naples, Milan,
Rome Station C.B.I.
Brescia, Genoa
SCMT / ACS Installations
FI-BO, TO-MI
Thessaloniki Metro
ETCS Lev. 1 Terra ERGA OSE
-> Sede a Genova, Italia
-> 2,1+B€ ordini (2011)
-> 4.100 dipendenti
-> 5,4+B€ backlog (2011)
-> 28 paesi
-> 1,2+B€ profitti (2011)
Ansaldo STS – Profilo dell’azienda & Posizionamento
nel Mercato
Ansaldo STS: Lead Contractor e System Integrator per Ferrovie e
Metropolitane
ASTS può operare come
General Contractor o Partner
Leader Tecnologico
Fornitore di lavori di
infrastruttura per
Ferrovie e
Metropolitane
3
Area di focus primaria
della Signalling BU
Ownership:
Ownership:
Ownership:
30.2%
Italian
30.2%
Italian
Govt
Govt
30.2% Italian
Govt
69.8%
Stock
69.8%
Stock
Exchange
Exchange
69.8% Stock
Exchange
Area di focus primaria della
Transportation Solution BU
Power supply, Telecommunications,
Supervisory Control Data Acquisition
(SCADA), Ticketing, etc
Security: protezione degli assets, infrastruttura e
viaggiatori contro atti criminali e vandalici
ASTS - Innovation & Competitiveness Unit
L’Unità di Business I&C è nata da pochi anni con lo scopo di
esplorare e sviluppare nuovi mercati concentrandosi sullo sviluppo
di progetti ferroviari e metropolitani innovativi e di security.
Tra i progetti innovativi, Ansaldo STS ha sviluppato diversi sistemi di
monitoraggio per le infrastrutture ferroviarie e metropolitane come
ad esempio il Sistema di Rilevamento della Temperatura del
Sottocassa dei Treni installato a Metrogenova.
Altri progetti innovativi di rilevante importanza sviluppati da Ansaldo
STS sono il Portale Multifunzione, Sistema di Pesa Dinamica dei
Rotabili ed il TramWave, un sistema di alimentazione elettrica al
suolo per trams, senza catenaria e senza batterie.
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Centro di gestione dei sistemi di monitoraggio
I sistemi di monitoraggio per le infrastrutture ferroviarie e
metropolitane (sviluppati da Ansaldo STS e non), sono integrati in
un’unica piattaforma software.
Questa piattaforma costituisce un centro di gestione che comanda e
controlla tutti i sistemi di monitoraggio ad essa collegati.
Il centro di gestione presenta i seguenti vantaggi:
 Visualizzazione delle informazioni in un’unica Interfaccia Operatore,
 Il centro di gestione raccoglie tutte le informazioni, allarmi,
diagnostica proveniente da ogni sistema di monitoraggio,
 Le informazioni dei sistemi di monitoraggio sono associate ad ogni
singolo treno in transito,
 Il centro di gestione provvede ad un accurato controllo degli allarmi
provenienti da ogni sistema di monitoraggio,
 Il centro di gestione è modulare, si può aggiungere un sistema di
monitoraggio un passo alla volta.
5
Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno
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Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno
Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno costituisce un
presidio di mitigazione del rischio che migliora in modo preventivo il
livello di sicurezza della circolazione metropolitana.
Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocasa Treno è una
applicazione che deriva dal sistema Portale Multifunzione.
La missione del sistema è quella di:
Rilevare eventuali anomalie termiche del convoglio in transito,
Allertare automaticamente gli operatori che eseguono una verifica
del veicolo,
Fornire un significativo supporto alle attività di manutenzione.
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Vantaggi del Sistema
Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocasa Treno rileva
situazioni anomale e potenzialmente pericolose con I seguenti
vantaggi:
 Non interferisce con la circolazione del treno,
 Non interferisce con la manutenzione quotidiana delle
infrastrutture ferroviarie,
 I treni sotto analisi sono elaborati in tempo reale,
 Gli allarmi sono comunicati al Centro di Controllo in tempo reale.
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Struttura del Sistema
Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocasa Treno è un sistema
modulare composto dei seguenti sottosistemi:
 Sottosistema analisi termografico,
 Sottosistema di rilievo Riconoscimento Rotabili,
 RFID Tag Reader,
 Interfaccia Operatore .
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Sottosistema Analisi Termografico
La principale funzione del sottosistema
Analisi Termografico è rilevare una serie
di anomalie che possono essere
riconosciute attraverso il rilevamento
della temperatura sulla superficie visibile
del treno.
Il sottosistema analisi termografico per le Metropolitane scannerizza il
sottocassa di ogni veicolo del treno per:
 Rilevare anomalie termiche del treno in transito in corrispondenza di
punti critici.
 Allertare automaticamente gli operatori fornendoli informazioni di
dettaglio utili per controllare il treno.
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Elementi da Monitorare
Il sottosistema analisi termografico controlla e monitora i seguenti
componenti del sottocassa dei veicoli del treno:
Dischi freno;
Compressore aria;
Boccole (interne);
Batterie;
Riduttori;
Cassone chopper;
Motori di trazione;
Convertitore statico.
Convertitore statico
Cassone chopper
Riduttore
Dischi freno
Compressore aria
Batterie
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Motore
Analisi Termografico
L’immagine termografica acquisita da Scanner Infrarossi Lineari (IRS) ,
permette di analizzare ciascun elemento del sottocassa e ottenere
informazioni sulla distribuzione termica del veicolo in transito.
Il sensore IRS è in grado di generare mappe termiche, l'analisi dell'immagine
termografica acquisita viene effettuata tramite la verifica di regole
configurabili.
La generazione di allarmi termici è basata sull'individuazione di macchie
termiche in determinate zone del veicolo.
L'analisi avviene suddividendo l'immagine acquisita in zone di forma arbitraria
(celle) e verificando all'interno di ogni cella il superamento dei vincoli imposti.
L'elevato grado di configurabilità permette di applicare una suddivisione
compatibile con la costituzione funzionale dell'oggetto ripreso ovvero di
identificare e trattare correttamente in modo differenziato i vari organi.
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Sottosistema rilievo Riconoscimento Rotabili
Il sottosistema rilievo riconoscimento rotabili e composto per una serie
di sensori di ruota installati sulla rotaia.
Le funzioni principali del sottosistema rilievo riconoscimento rotabili
sono:
 Rilevamento del treno e misura della sua
velocità di avvicinamento,
 Sincronizzazione del sistema,
 Misura della distanza tra gli assi,
 Inseguimento in movimento del rotabile.
 Identificazione del transito,
 Composizione del treno.
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Radio Frequency IDentification (RFID)
Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno utilizza i RFID tag
reader per abbinare l’informazione proveniente dal sottosistema
termografo con ogni veicolo (car ID). Il RFID tag reader è installato per
identificare ogni veicolo del treno in transito.
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Interfaccia Operatore
L’Interfaccia Operatore ha le seguenti funzioni:
Per ogni Treno:
 Composizione del treno (informazione del
numero di carri di cui il treno è composto),
 Informazioni rilevanti (data/ora di transito,
velocità, direzione),
 Visualizzazione delle immagini termiche
associate,
 Evidenziazione degli allarmi provenienti dal
sottosistema termografo,
 Visualizzazione dei dettagli del allarme,
 Registrazione della informazione del treno,
Inoltre:
Visualizzazione dello stato di diagnostica del
sistema (per ogni sottosistema),
Statistica degli allarmi (per periodo, car ID, tipo
di componente allarmata),
 Autenticazione del Operatore con
Username/Password.
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Interfaccia Operatore
Dati ultimo
transito
Icone
Rotabili
Dettaglio
transito
Storico lista transiti (è
possibile selezionare un treno
e visualizzare i dettagli)
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Esempio allarme termico – zona dischi
Immagine
CAD
sottocassa
Immagine
termica
Zoom
Immagine
termica
Legenda in
falsi colori
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Temperatura
rilevata
Analisi Statistica (1)
Per ogni transito il sistema rilevamento temperatura sottocassa treno
registra l’informazione di dettaglio proveniente dalle mappe termiche.
L’informazione più rilevante di ogni transito è registrata in un Data
Base on-line per al meno un mese, le quali sono utilizzate per analisi
statistica.
Attraverso l’analisi statistica si può ottenere una ottimizzazione della
manutenzione del treno, per esempio un miglioramento nella
manutenzione dei componenti critici del sottocassa del treno.
Le principali informazioni registrate sono:
 Informazioni del treno in transito (data, velocità, ecc)
 Composizione del treno (numero di carri, assi, ecc)
 Per ogni segnalazione di allerta/allarme:
 Componente allarmata/allertata (dischi freno, boccole, ecc),
 Temperatura,
 Possibili note del operatore.
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Analisi Statistica (2)
Le informazioni vengono processate attraverso filtri di correlazione,
questo processo permette, ad esempio, la visualizzazione delle
seguenti informazioni:
Transiti Allarmati in un determinato periodo,
Identificare i carri con un grande numero di allarmi,
Identificare I tipi di allarmi più frequenti.
ALLARMI
DATA
No Transiti
No Allarmi
01/02/2012
23
1
10/02/2012
34
1
13/02/2012
131
1
17/02/2012
127
3
20/02/2012
118
1
21/02/2012
81
2
27/02/2012
130
4
Transiti Allarmati a Febbraio 2012
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Installazione del Sistema a Metrogenova
TAG-Reader
Questo sistema è
in esercizio a
Metrogenova dal
2011
Sensori di Ruota
Termografo
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Altri Progetti Innovativi
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Portale Multifunzione
Il Portale multifunzione rileva automaticamente una serie di anomalie
che possono causare incidenti e identificare la necessità di
manutenzione del treno.
Il Portale Multifunzione ha una
struttura modulare ed è composto dai
seguenti sottosistemi:
 Sottosistema rilievo
Riconoscimento Rotabili,
 Sottosistema Termografo,
 Sottosistema Rilievo Sagoma,
 Sottosistema Visibile con immagini
ad alta risoluzione,
 Interfaccia Operatore.
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Sottosistema Termografo - Esempio
Fusione di immagini – sovrapposizione di una mappa termografica con
“hot spots”, con una immagine bianco/nero ad alta risoluzione
proveniente dal sottosistema visibile (Gennaio 2009 – treno in transito a
100 km/h con piastre riscaldate elettricamente).
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Sottosistema Rilievo Sagoma – Esempio di fuori sagoma
Tavole di legno fuori sagoma a causa della rottura di un tirante.
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Sottosistema Visibile – Esempio di rotabile in transito
Immagini ad scala di grigio con risoluzione verticale di 2048 pixel del
rotabile in transito
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Sistema Pesa Dinamica Rotabili
Il Sistema Pesa Dinamica Rotabili ha l’obbiettivo di migliorare la
sicurezza e l’efficienza nell’ambito del trasporto su rotaia.
Il Sistema Pesa Dinamica Rotabili monitora per:
 Prevenire Incidenti
 Ridurre l’usura dei binari causati dai
problemi del materiale rotabile
 Fornire informazione per la
manutenzione preventiva del materiale
rotabile
 Fornire informazione per la
manutenzione preventiva delle
infrastrutture ferroviarie
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Caratteristiche del Sistema Pesa Dinamica Rotabili
Il Sistema Pesa Dinamica Rotabili utilizza opportuni sensori ed ha le
seguenti caratteristiche:
 è utilizzato per il monitoraggio continuo in tempo reale dei treni in
transito,
 calcola il peso per ogni ruota del treno in movimento, rilevando
eventuali sovraccarichi ed sbilanciamenti,
 rileva la presenza di eventuali difetti delle ruote del treno in
movimento.
Il Sistema Pesa Dinamica Rotabili presenta importanti vantaggi:
 Miglioramento della sicurezza del sistema ferroviario,
 Riduzione dei costi di Manutenzione,
 Costi di realizzazione contenuti.
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Altri sistemi di monitoraggio
E’ in corso l’integrazione dei seguenti sistemi per garantire l’intero
monitoraggio del rotabile in transito:
 Wheel Impact Load Detector: rileva
sfaccettature delle ruote, poligonizzazione,
ecc,
 Hot Axle Bearing Detection/Hot Wheel
Detection: rilevamento di ruote e boccole
calde,
 Pantograph defect detection: rilevamento
dell’inclinazione del pantografo verso la
catenaria, inclinazione catenaria, contatto
pantografo - catenaria,
 Wheel Measurement system: rileva le
anomalie geometriche delle ruote,
 Acoustic Bearing detectors: rileva i difetti delle
boccole,
 Wayside Long-stress Management system:
rileva temperatura e dilatamento della rotaia.
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TramWave - Il Tram senza catenaria
TramWave è un nuovo sistema di alimentazione elettrica al suolo che
alimenta le linee di tram in modo sicuro ed efficiente senza utilizzare
catenaria o batteria e senza ostacolare il traffico. Con TramWave,
l'alimentazione viene fornita tramite una linea di contatto che attiva
una piccola sezione della linea solo quando il tram passa su di essa.
Tramwave:
 elimina completamente l'impatto visivo dei cavi sospesi;
 consente un facile inserimento della linea elettrica tra i binari di una
linea nuova o già esistente, posizionata allo stesso livello della
rotaia;
 garantisce la sicurezza e l'operabilità in qualsiasi condizioni;
 usa la corrente di trazione di ritorno indipendente dalle rotaie
evitando correnti vaganti;
 è configurabile e utilizzabile per vari tipi di veicoli e soluzioni di
costruzione di veicoli.
29
Grazie per la vostra
attenzione
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