Approfondimento: Il sistema di automazione integrale

Il sistema ad Automazione Integrale

La tecnologia Driverless è un sistema innovativo, già utilizzato per le metropolitane di Hong Kong, Lille, Parigi e soprattutto Copenaghen (che è la metropolitana con la configurazione più simile a quella adottata per la realizzazione della Linea C.
Oltre che per la Linea C di Roma, il sistema driverless è utilizzato in Italia nella metropolitana di Brescia e nella nuova Linea 5 della metropolitana di Milano.
Il Sistema di Automazione Integrale sostituisce l’operatività del macchinista alla guida, essendo in grado di: azionare il veicolo, instradarlo in linea, regolarne partenza/arresto e velocità, gestire apertura/chiusura delle porte di banchina e individuare ostacoli e stati di emergenza.
Il treno è in grado di svolgere numerose attività in modo autonomo (come ad esempio il recupero automatico in linea, ecc.).
Il veicolo inoltre ha la capacità di comunicare in tempo reale in ingresso/uscita con il centro di controllo, da cui la gestione dell’esercizio della linea viene svolta in modo quasi del tutto automatico (solo le principali decisioni/anomalie gravi vengono gestite dal personale del Posto Centrale).
Ogni treno ha 52 punti di accesso passeggero: messaggi/immagini possono essere scambiati in tempo reale da tutti i veicoli in esercizio con il Posto Centrale. Ogni veicolo è dotato di un sistema completo di informazioni audio e video, di pulsante SOS per i casi emergenza, di pulsante INFO per ricevere informazioni.

Dettaglio pulsante INFO/SOS treno Linea C

Dettaglio pulsante INFO/SOS treno Linea C

Il viaggiatore può contare sul monitoraggio costante che avviene direttamente dalla Centrale Operativa, ogni treno ha 12 telecamere e altrettanti monitor video, per cui ogni anomalia del servizio lungo la linea o nelle stazioni viene immediatamente segnalata. Il sistema audio consente di trasmettere annunci di emergenza in tempo reale.
La prima commessa di Metro C all’AnsaldoBreda riguarda 13 treni, attualmente in circolazione sulla linea in esercizio, composti da 6 carrozze ciascuno. I vagoni, hanno 204 posti a sedere con spazi per i portatori di handicap e per il trasporto di biciclette.
La velocità di crociera sarà di 35 km/h, ma i treni possono raggiungere anche gli 80 km/h. Sono lunghi 109,4 m e questo li rende i più grandi treni ad alta automazione Driverless in Europa.

Interno treno Linea C – carrozze intercomunicanti

Interno treno Linea C – carrozze intercomunicanti

Prima dello start up i treni della linea C hanno superato una serie di test e di collaudi. Sono state effettuate prove di funzionalità e sicurezza sul circuito internazionale di Velim nella Repubblica Ceca, dove un prototipo ha percorso oltre 20 mila chilometri.
Presso il centro dei Vigili del Fuoco di Montelibretti, una carrozza è stata sottoposta ad una prova antincendio in una galleria artificiale per verificare la resistenza dei materiali e il deflusso dei fumi prodotti dall’eventuale incendio di un treno fermo in stazione o in galleria.
Per poter determinare la curva di potenza termica, il comportamento dei materiali ed il corretto dimensionamento dei sistemi di sicurezza, è stata sacrificata, in un esperimento unico al mondo, una cassa/treno identica in tutto alle altre in fornitura. Sono stati così acquisiti dati inconfutabili che hanno anche permesso all’intera comunità scientifica internazionale di acquisire dati reali insostituibili per una migliore definizione delle strategie di prevenzione degli incendi e di gestione dell’esodo dei viaggiatori in galleria.
Alla luce dell’esperimento il veicolo realizzato risulta non solo in conformità, ma ha superato in prestazioni i valori imposti dalle più recenti normative europee per la prevenzione degli incendi.

Esperimento antincendio – caserma VV.FF. Montelibretti

Esperimento antincendio – caserma VV.FF. Montelibretti

I principali sottosistemi

I principali sottosistemi su cui si basa il sistema driverless sono: ATC, Porte Automatiche di Banchina, Veicolo, Alimentazione Elettrica, Telecomunicazioni, SCADA, Controllo Accessi e Tariffazione, Impianti Civili.

ATC (Automatic Train Control)
Il sistema ATC gestisce i processi per mezzo dei quali i movimenti dei veicoli vengono controllati e regolati in sicurezza ed efficienza, permettendo l’esercizio dei treni in marcia automatica senza personale di guida a bordo, sia lungo la linea che nelle aree di deposito.

Il sistema di marcia automatica dei treni è composto da tre sotto-sistemi già sperimentati da tempo singolarmente in numerose infrastrutture ferroviarie e nelle metropolitane:

  • ATP (Automatic Train Protection) è un sistema di protezione automatico che controlla la distanza e la velocità fra i treni. Utilizzato dagli inizi del secolo scorso nelle prime metropolitane, garantisce il funzionamento in sicurezza del sistema di trasporto, tramite, ad esempio, l’imposizione di una distanza di sicurezza tra i convogli, il rispetto della velocità limite nelle varie tratte e l’incarrozzamento dei passeggeri in sicurezza grazie al controllo delle porte di banchina e di veicolo.
  • ATS ( Automatic Train Supervision) è un sistema di controllo globale del sistema e di gestione centralizzata del traffico. Gestisce il movimento dei treni in relazione al programma di esercizio stabilito.
  • ATO (Automatic Train Operation) è un sistema di guida automatica che regola per ciascun veicolo la marcia secondo le indicazioni fornite dal sistema ATS e l’arresto a bersaglio nelle stazioni. Inoltre effettua il controllo in automatico del movimento dei treni, dall’avvio dell’itinerario, alla fermata in stazione, fino all’eventuale recupero in automatico di un treno in avaria.

SCADA

Il sistema SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition – è in grado di gestire un flusso enorme di informazioni, certamente unico tra tutti gli analoghi sistemi di trasporto. Ad oggi, infatti, con l’apertura della linea tra Monte Compatri/Pantano–Lodi sono operative 21 stazioni e per ogni stazione sono in media presenti circa 7.500 punti di comunicazione. Da ogni singolo punto vengono inviati al centro di controllo una serie di messaggi informativi dello stato. Si ricava perciò un totale di oltre un milione di informazioni scambiate in tempo reale.

TVCC

In galleria sono installate telecamere ogni 200 m, oltre che in banchina e all’aperto. Una imponente rete di trasmissione basata su Ethernet – Fibra Ottica – WIFI permette il dialogo/scambio di informazioni e la trasmissione su decine di schermi ad alta risoluzione e dimensione al Posto Centrale di una visione accurata dell’intera linea.

Il Deposito Officina di Graniti e la Dirigenza Centrale Operativa

Il Deposito di Graniti sorge su un’area di 20 ettari e nasce con la funzione di ricovero dell’intera flotta. In grado di accogliere 42 treni, è gestito al 90% in maniera automatica e attrezzato con aree di stazionamento, zone automatiche di lavaggio e di soffiaggio sotto cassa, oltre alle officine di manutenzione preventiva e correttiva.

Nel cuore del Deposito si trova il Posto Centrale Operativo, la sala di comando simile a quella di un aeroporto, da cui vengono guidati e controllati tutti i convogli in funzione.

Principali funzioni:

  • controllo della circolazione dei treni
  • sorveglianza dei passeggeri ai fini della sicurezza
  • supervisione e controllo degli impianti elettrici di trazione
  • comunicazione con i passeggeri presenti su treni e banchine
  • comunicazione con il personale di servizio in linea
  • diffusione delle informazioni ai passeggeri (audio-video)
  • registrazione audio – video
  • registrazione degli eventi e dei dati significativi di funzionamento di tutti i sottosistemi

Sistemi di ausilio gestione

Per la Metro C sono stati sviluppati originali e specifici sistemi di ausilio agli operatori per rendere più sicura la gestione di una linea complessa.

ODSS

Il Sistema di Supporto Alle Decisioni (ODSS) sviluppato per la Linea C permette di aiutare gli operatori del sistema driverless nella gestione di condizioni di esercizio sia durante la normale operatività sia durante le condizioni di eventuale anomalia. Tale sistema fornisce sia indicazioni sulle corrette azioni da attuare, sia il supporto per attuarle nel modo più efficace possibile.
La capacità di supporto dell’ODSS si fonda sull’utilizzo di una base di conoscenza costituita dalla configurazione dell’impianto, dalle procedure operative formalizzate, e dalle cosiddette “Action Cards”, che rappresentano in modo sintetico le procedure operative già formalizzate.
È possibile suddividere logicamente ODSS in tre macro-ambienti, in base alle funzionalità messe a disposizione dell’utente:

  • Ambiente di Supporto alla Decisione;
  • Ambiente di Manutenzione;
  • Ambiente di Training.

Per ciascuna delle tre problematiche vengono presentate agli operatori le corrette procedure da implementare.

DIAG

Il Sistema di Diagnostica Integrata è un Sistema di Ausilio all’esercizio dedicato alla gestione della Linea C.

Il DIAG ha la funzione di analisi degli eventi finalizzata alla diagnostica del sistema ed opera, in prima istanza, sulla base delle informazioni raccolte e rese disponibili tramite uno strumento (DAS) che normalizza le informazioni ricevute. Viene così permessa l’integrazione e l’opportuna elaborazione (mediante filtraggi/correlazioni). Questo consente di individuare in maniera efficace i malfunzionamenti di apparati, le cause di guasto ed i componenti “in fault”. Le correlazioni devono tener conto della dimensione temporale per poter efficacemente realizzare tali obiettivi.

Per svolgere la sua funzione DIAG è dotato di strumenti per:

  • la definizione delle correlazioni;
  • l’esecuzione delle correlazioni;
  • la presentazione della diagnosi.

SGM

Il sistema di gestione della manutenzione SGM è basato sul prodotto Carl Source (della Carl Software) adeguatamente configurato, dotato poi di alcuni add-on, corredato di reportistica ad hoc ed infine di un modulo di interfaccia verso il Layer di Normalizzazione. Tale Sistema analizza come la soluzione fornita possa soddisfare la matrice dei requisiti elaborata specificatamente per la Metro C. La relazione tecnica, sviluppata congiuntamente con i documenti tecnici relativi all’implementazione della soluzione, è la base su cui verranno effettuati poi anche i test di accettazione.

PIC

Tale sistema, che opera come una interfaccia tra l’ATC centrale ed il sistema di calcolo dell’indice delle prestazioni (Performance Index Calculator System), è chiamato per semplicità PIC e gestisce in modo integrato i dati provenienti dal campo per fornire i valori dei parametri di Disponibilità del sistema (D) e di Aderenza all’orario (A).

Nello sviluppo di PIC è stato trattato il tema della sicurezza e della privacy. Si accede all’applicazione solo dopo la richiesta e verifica di credenziali; sono previsti inoltre differenti profili utente, in modo da garantire l’accesso esclusivo alle diverse funzionalità del prodotto. PIC è stato progettato e sviluppato con l’obiettivo di facilitare il processo d’interazione tra sistema e utente; l’interfaccia grafica risulta user-friendly consentendo l’utilizzo del prodotto anche alla fascia di utenza priva di specifiche conoscenze informatiche

Il sistema implementato per il “Calcolo degli Indici Prestazionali” ha il compito di fornire le informazioni necessarie a capire se il funzionamento della Linea C della Metropolitana di Roma avviene secondo quando stabilito.

Per svolgere tale compito il sistema PIC calcola i seguenti indicatori:

  • Disponibiltità Overall (DO), è il parametro che misura il rapportotra il tempo di funzionamento effettivo, durante il quale viene assicurato correttamente l’esercizio, ed il tempo di funzionamento dell’esercizio programmato;
  • Disponibiltità Tecnica (DT), come DO ma in cui si tiene conto degli intervalli di indisponibilità effettivamente necessari per ripristinare il guasto;
  • Aderenza (A) all’orario di esercizio.

Il sistema PIC ha due modalità di calcolo degli indicatori:

  • On-Line: gli indicatori di Disponibilità Overall (DO) e di Aderenza (A) vengono calcolati in modo automatico durante l’orario di esercizio. Tali valori non sono definitivi in quanto si basano sul calcolo di una parte dei dati di campo (ossia quelli disponibili fino al momento del calcolo).
  • Off-Line: gli indicatori vengono calcolati alla fine dell’orario di esercizio giornaliero su tutti i dati di campo raccolti durante l’esercizio.

Durante il calcolo on-line gli indicatori di Disponibilità Overall (DO) e Aderenza all’Orario di esercizio (A) vengono elaborati ad intervalli regolari che possono essere configurati dal un operatore con profilo di amministratore (ad esempio 5 min.).

Il calcolo dell’indicatore di Disponibilità Tecnica (DT) avviene in modalità manuale ovvero solo dopo che l’operatore avrà impartito l’apposito comando. In particolare la Disponibilità Tecnica (DT) può essere ottenuta solamente a seguito della validazione degli intervalli di indisponibilità da parte di un operatore. Le funzionalità principali del sistema possono essere classificate in:

  • Funzionalità di Acquisizione;
  • Funzionalità di Elaborazione;
  • Funzionalità di Consultazione;
  • Funzionalità di Validazione.

Le società di Metro C s.c.p.a