Fasi realizzative

RAIL TRANSPORT SYSTEM
WITH
AUTOMATIC GUIDED WAGONS

Coscienti del fatto che l’innovazione tecnologica globale prevista dal progetto non può essere attuata in toto ed in modo repentino all’interno di un sistema dei trasporti ferroviari ormai consolidato, abbiamo previsto un passaggio graduale dall’attuale, all’informatizzato, articolato in quattro step, tenendo in considerazione i vari gradi di difficoltà autorizzative da parte degli enti preposti.

Tali step si possono riassumere in:

Fase 1

In questa fase si prevede l’utilizzo di un “carrello di manovra” ad esclusivo uso del centro intermodale. Essendo tutte le attività automatiche svolte all’esterno delle competenze RFI non è richiesta alcuna autorizzazione particolare.

Fase 2

In questa fase si prevede l’utilizzo di un “carro intelligente” che opererà sia all’interno dell’area logistica, sia sulla rete RFI, pertanto è richiesta l’abilitazione al movimento in linea dei singoli carri, ai quali sono state apportate modifiche per gestire la movimentazione automatica se scollegati dal convoglio.

Fase 3

In questa fase si prevede l’implementazione del “carro intelligente” con il “gancio automatico”, pertanto è richiesta l’omologazione del nuovo sistema di aggancio tra carri in modo da consentire la composizione/scomposizione di un convoglio con modalità completamente automatica. È richiesta anche una integrazione della norma di certificazione attuale di avvenuto aggancio/sgancio, che potrà essere effettuata telematicamente “a distanza”.

Fase 4

In questa fase si prevede anche lo smistamento in corsa di singoli carri. Si metteranno in campo non solo tecnologie più sofisticate per il sistema di aggancio, ma anche nuove tecnologie di segnalamento. Questa fase è stata volontariamente omessa nella descrizione particolareggiata, in quanto sono in corso le registrazioni brevettuali. Potrà essere illustrata in apposita riunione sotto il vincolo di riservatezza.

 


 Fase 1

In questa fase si prevede l’utilizzo del “carrello di manovra” all’interno delle aree logistiche private, si cambierà esclusivamente la modalità di movimentazione del singolo carro, senza intervenire con alcuna modifica sullo stesso, pertanto non è richiesta alcuna autorizzazione particolare.

Poiché presso l’area logistica non si intende adoperare alcun locomotore di manovra tradizionale, è necessario che il convoglio che perviene presso l’area logistica sia consegnato a “carri singoli”. Occorre cioè che lo stesso locomotore di consegna, con un'unica manovra e con l’assistenza di un operaio addetto, provveda a scomporre immediatamente il convoglio in arrivo, adoperando lo sgancio dei raccordi meccanici di traino e delle prese d’aria del sistema frenante, in progressione dall’ultimo vagone in coda al primo collegato al locomotore.

I carri saranno presi in carico dal “sistema di stazione”, che curerà la movimentazione automatica di ognuno tramite il “carrello di manovra” (per le caratteristiche tecniche vedi allegato A).

Il “sistema di stazione” non è altro che un software installato su un normale Personal Computer e che interfaccia il gestore di rete (RFI o altro gestore che ha in carico la movimentazione nello scalo delle tratte da percorrere) secondo i seguenti criteri:

  • Comunica le esigenze di commutazione degli scambi al capostazione;
  • Interviene direttamente sull’attuazione della commutazione degli scambi nelle aree interne dello scalo nel caso sia il solo operatore abilitato alla gestione ed al coordinamento della movimentazione dei carri;
  • Riceve manualmente o automaticamente, nel caso siano stati resi disponibili, i dati provenienti dai segnali bassi e la conferma della disponibilità della tratta richiesta.

Per il suo funzionamento è necessaria esclusivamente la mappatura GPS della rete di binari e scambi presenti nello scalo (oltre alle mappe tematiche di RFI che indichino i vincoli e le regole di percorrenza per le manovre non “a vista”), e la disponibilità di un collegamento telematico per la ricezione e trasmissione delle informazioni ai carri e ad un sistema centrale di gestione.

Il “carrello di manovra” non è altro che un piccolo “carro intelligente” (nel significato attribuito nel brevetto precedentemente citato) il cui movimento è gestito esclusivamente dal “sistema di stazione”.

Il carrello è completamente autonomo ed una volta agganciato al carro tradizionale è in grado di gestire lo stesso alla stregua di un carro intelligente (vedi allegato A).

 

Fase operativa

Come accennato in precedenza all’arrivo di un convoglio presso lo scalo, ed a seguito dell’avvenuta scomposizione in carri singoli, un operatore potrà ordinare lo spostamento del primo carro in posizione libera, alla posizione di lavorazione a cui è destinato agganciando il carrello di manovra.

Il “sistema di stazione” provvederà a determinare le tratte necessarie alle percorrenze e segnalerà al gestore dello scalo le commutazioni degli scambi da attivare, sia per far giungere il “carrello di manovra” nei pressi del carro da prelevare, sia per determinare il percorso di consegna.

Successivamente l’operaio, presente sul carrello, effettua l’aggancio fisico tra i mezzi e ne certifica l’operazione. Nello specifico l’operaio, dopo l’effettuazione delle operazioni fisiche necessarie, comunicherà su apposita apparecchiatura telematica l’avvenuta esecuzione e, ad ulteriore conferma, il sistema informatico di controllo presente sul “carrello di manovra” verificherà che l’operazione sia stata eseguita correttamente e lo comunicherà a sua volta al sistema.

Giunti a destinazione, si provvederà a sganciare (sempre tramite l’operaio) il “carrello di manovra” che sarà disponibile per una nuova operazione.

 

Obiettivi

In questa fase realizzare un nuovo scalo automatizzato è molto veloce, in quanto si richiede la sola mappatura GPS, la disponibilità di almeno un carrello di manovra e l’installazione di un Personal computer eventualmente collegato anche ai segnali bassi tramite un’interfaccia di nostra produzione.

I risultati ottenibili con la modalità sin qui descritta, al momento, faranno abbattere i costi di movimentazione solo nello scalo per cui è stato programmato l’intervento in oggetto, ma si può avere analoga efficienza implementando il “sistema di stazione” anche nello/negli scalo/i di partenza/arrivo del convoglio.

È naturale affermare che maggiori saranno gli scali automatizzati, maggiori saranno le economie che si realizzeranno.


  Fase 2

In questa fase è previsto l’utilizzo per le movimentazioni di carri in grado di muoversi autonomamente “carro intelligente” lasciando invariate le procedure e i meccanismi di aggancio/sgancio in fase di composizione /scomposizione dei convogli.

L’insieme della componentistica atta alla trasformazione “upgrade”, da installare su carro è stata progettata in modo da essere considerata come un semplice solo un carico aggiuntivo, difatti allorquando il carro è inserito in un convoglio il sistema si disconnette in modo da rendere il carro alla stregua di un carro tradizionale.

Le modifiche da effettuare sono le seguenti:

  1. Alimentazione
    È costituita da una batteria che dà energia a tutte le componenti elettroniche. Attualmente è stata adoperata, ed installata su carro sperimentale, una batteria al piombo da 48 Volt con capacità di 400 Ah del peso di circa 700Kg, ma la scelta potrà essere rivista in base ai sistemi di ricarica da adoperare.
  2. Trazione
    È costituita da un motore elettrico (o due in base alle esigenze) collegato alla sala del carrello del carro tramite un dispositivo meccanico (prevediamo a catena). Tale dispositivo sarà provvisto di un cambio e frizione per lo scollegamento fisico in caso venga agganciato ad un convoglio. La trazione così composta sarà in grado di collegarsi/scollegarsi in modo completamente autonomo e sarà gestita dal sistema informatico presente a bordo del carro. (Vedi allegato B 1)
  3. Sistema frenante
    Il sistema frenante riproduce, in forma semplificata, il sistema di alimentazione e comando normalmente disposto sulla motrice di un treno. Sono state mantenute inalterate le componenti presenti, inserendo quanto necessario alla produzione dell’aria compressa (ed al comando delle manovre di frenatura (frenatura/neutro/sfrenatura).
  4. Elettronica di bordo
    È costituito da un Personal computer che dialogherà con il “sistema di stazione” e coordinerà la movimentazione del carro, agendo sul sistema di trazione e sul sistema frenante, sulla base degli ordini ricevuti e dati proventi dalla sensoristica di bordo (GPS, encoder, sensori di distanza, sensori per la sicurezza del movimento, ecc.).

 

Fase operativa

Si cambierà esclusivamente la modalità con cui il sistema frenante è comandato, intervenendo sulla pressione della condotta principale ed emulando le operazioni effettuate dal macchinista di un locomotore. Sul carro verrà posto un deviatore d’aria elettronico che commuterà l’alimentazione d’aria del sistema frenante dalla condotta principale ad un sistema autonomo, completo di compressore d’aria e bombola di accumulo per permettere la gestione dell’impianto frenante del carro direttamente dal sistema informatico di bordo, in base alle esigenze di manovra. Allorquando il carro è inserito in un convoglio verrà ricommutato il deviatore (Vedi allegato B 2).
 

Obiettivi

Un carro così modificato annulla la necessità di disporre di carrelli di manovra per la movimentazione dei mezzi presso ogni scalo abilitato o da abilitare alla gestione automatica con il “sistema di stazione”.

Ne risulteranno manovre più semplici e veloci da eseguire, anche se permane la necessità di un operatore per le operazioni fisiche di collegamento/scollegamento fisico dei raccordi meccanici di traino e delle prese d’aria della condotta principale dei freni.

Qualsiasi anche piccola stazione potrà diventare punto di prelievo/consegna di carri a condizione che siano presenti esclusivamente il PC con il “sistema di stazione” e la mappatura GPS dei binari dello scalo, oltre ovviamente, un binario per la sosta del carro.

Il collegamento/scollegamento dei raccordi fisici, potrà essere effettuata da una persona addetta presente nello scalo o a bordo del convoglio.


  Fase 3

In questa fase si prevede l’implementazione del “carro intelligente” con il “gancio automatico”, in modo da consentire la composizione/scomposizione di un convoglio con modalità completamente automatica.  Per garantire una completa compatibilità, anche con il parco carri esistenti, ed una conversione programmata e graduale gancio automatico sarà dotato di un kit di compatibilità con i mezzi di tipo tradizionale.

In linea di massima le soluzioni con cui effettuare la sostituzione del sistema di aggancio attuale con il nuovo gancio automatico sono:

  1. La prima che prevede di lasciare completamente invariato il sistema elastico di trazione e repulsione già presenti (allegato C comp.1a). Si lasceranno invariati sia i respingenti sia la molla a cui è vincolato il gancio di traino e la vite. Di fatti si provvederà il solo gancio e tutto quanto ad esso collegato, sostituendolo con il nuovo sistema descritto in allegato C.
  2. In una seconda soluzione si potrà intervenire anche con la sostituzione della molla di traino con un nuovo sistema elastomerico che permette al sistema di aggancio, sia elasticità in trazione, sia in compressione (allegato C comp.1b). Con il vantaggio di permettere l’aggancio tra carri non muniti di respingenti.

Per quel che riguarda la “certificazione di aggancio”, oltre al riscontro ed alla certificazione fornita dalla sensoristica di bordo, si potranno visualizzare in remoto le immagini provenienti dalle telecamere presenti all’interno del nuovo gancio. Le telecamere inquadreranno le posizioni dei sistemi di aggancio, permettendo ad un verificatore (un qualsiasi operatore presente presso la stazione dello scalo) di visionare su monitor l’avvenuta connessione e dare conferma della correttezza dell’operazione. Le immagini saranno archiviate per eventuali successive verifiche.

 

Fase operativa

In fase di composizione di un convoglio i singoli carri si avvicineranno vicendevolmente fino al contatto dei respingenti, a questo punto i ganci dotati di un martinetto ed essendo lievemente distanziati, si avvicineranno incastrandosi tramite due innesti (maschio-femmina) posizionati in testa. Successivamente, a seguito di un riscontro telematico, si avrà l’effettivo aggancio tramite la chiusura di 4 chiavi di blocco, anch’esso certificato telematicamente. Indi, a seguito della messa in trazione dei carri da parte del martinetto, si procederà al collegamento delle utenze del carro. Tale collegamento avverrà all’interno dei “coni guida” dove vi sono collocati due connessioni mobili che permettono il collegamento del sistema frenante e delle componenti elettroniche ed elettriche (queste ultime potranno alternativamente essere collocate verticalmente al centro della testa di aggancio). Formato il convoglio si effettuerà l’aggancio alla motrice che avrà priorità di comando assoluta sui singoli vagoni intelligenti bypassando ogni automatismo, con modalità di conduzione usuali.

 

Obiettivi

L’adozione del sistema di aggancio/sgancio automatico incrementerà notevolmente l’efficienza della gestione del singolo carro.

Una volta effettuato lo sgancio si avranno le stesse funzionalità illustrate per la fase 2.

In pratica si eviterà la necessità di avere a disposizione un addetto alle operazioni fisiche nella fase di connessione/sconnessione da un convoglio. Ciò è particolarmente interessante perché farà diventare efficiente il prelievo/consegna di carri singoli presso qualsiasi stazione di transito, anche non presidiata.

Essendo inoltre il gancio automatico munito della possibilità di innesto della parte terminale di un gancio tradizionale, potrà anche agganciarsi a carri tradizionali, anche senza l’ausilio di un locomotore di manovra per tendere la connessione, usufruendo del martinetto di cui è dotato.

 

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