TPS Transport Planning Service per il trasporto ferroviario

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1 TRAFFICO > MOBILITÀ > LOGISTICA TPS Transport Planning Service per il trasporto ferroviario Tecnologie per la pianificazione di sistemi ferroviari.

2 Strumenti per la pianificazione di sistemi ferroviari Una sfida possibile Transport Planning Service Le ipotesi di rilancio del trasporto ferroviario, che sempre più spesso trovano spazio negli strumenti di pianificazione strategica degli enti locali, si scontrano con l'entità degli investimenti richiesti, i tempi di realizzazione e la complessità in fase di programmazione operativa, relegando, di fatto, il ricorso al ferro solo alle grandi realtà metropolitane. Il rischio è quello di vedere disperso un grande patrimonio infrastrutturale che potrebbe offrire un contributo determinante alla riorganizzazione dei modelli di mobilità in tante aree del nostro paese. In realtà numerose esperienze dimostrano che molto si può fare, in tempi e a costi relativamente contenuti, ottimizzando le risorse già disponibili sulla base di ben precisi obiettivi. Sulla base di questa convinzione e della propria esperienza in materia la TPS Transport Planning Service ha sviluppato procedure e strumenti in grado di supportare in maniera puntuale ed incisiva la pianificazione e la progettazione nel settore ferroviario al fine di: individuare e verificare le soluzioni più efficienti in rapporto alla domanda da servire; ottimizzare l impiego delle risorse disponibili; definire una efficiente fasatura temporale di attuazione. TPS Transport Planning Service è un azienda che fornisce servizi di ingegneria per la pianificazione e la progettazione di sistemi di trasporto e lo sviluppo di software e modelli di simulazione del traffico. In ambito ferroviario TPS mette a disposizione una pluriennale esperienza maturata nello sviluppo di studi e progetti su tutto il territorio nazionale e propone sul mercato italiano soluzioni informatiche d avanguardia per la simulazione dell interazione domanda/offerta, la simulazione dinamica della circolazione a supporto della pianificazione e per l ottimizzazione dell esercizio in fase di gestione operativa. Per lo sviluppo di strumenti software specialistici TPS ha attivato collaborazioni stabili con aziende leader a livello europeo: Simulation of Railway Networks VISUM OpenTrack AdmiRail

3 VISUM Simulazione multimodale Domanda-Offerta Pianificazione multimodale, integrazione funzionale e tariffaria, interazione domanda-offerta VISUM, software prodotto dalla PTV AG e di cui TPS è distributore esclusivo in Italia, è il più diffuso modello di simulazione dei trasporti sul mercato italiano e consente un approccio quantitativo, rapido ed approfondito, all'analisi e alla valutazione di scenari di riorganizzazione e potenziamento delle reti ferroviarie. L'implementazione di modelli di esercizio può essere effettuato definendo le caratteristiche della rete e del materiale rotabile impiegato, con immediata restituzione degli orari grafici e di una stima dei costi di esercizio e del materiale rotabile necessario per effettuare il servizio. L'approccio multimodale alla progettazione è garantito dalla possibilità di modellizzare simultaneamente tutte le reti di trasporto pubblico e trasporto privato, incluso il funzionamento di nodi intermodali complessi (ferro-ferro, ferro-gomma, Park&ride, ecc.). VISUM consente anche di simulare sistemi di integrazione tariffaria a zone, su base chilometrica o mista, stimando i ricavi per singolo operatore. L'interazione tra domanda e offerta di trasporto può essere stimata tenendo conto dell'effettivo coordinamento orario tra i diversi servizi che operano sulla rete, in modo da valutare la distribuzione della domanda tra le linee e l'impegno del materiale rotabile. Feedback macro-micro per garantire la qualità dei risultati La fattibilità di ipotesi di riorganizzazione dei servizi, soprattutto nel breve periodo, deve tener conto dei vincoli derivanti dall'infrastruttura, dagli apparati tecnologici, dal materiale rotabile circolante e dalle esigenze generali di esercizio. Il modulo di interfaccia OTtoVISUM mette a sistema le potenzialità di VISUM e quelle di OpenTrack, consentendo una procedura di feedback tra i due strumenti. In una prima fase, VISUM fornisce un supporto, mediante l'analisi della domanda e la simulazione dell'interazione domanda/offerta, nella individuazione degli indirizzi strategici da seguire per la successiva definizione dell'offerta di trasporto. Sulla base di tali indirizzi OpenTrack consente di progettare un programma d'esercizio che tenga conto anche dei vincoli operativi e la cui fattibilità e stabilità siano preverificati attraverso la simulazione della circolazione. Infine per mezzo di OTtoVISUM il programma d'esercizio definito, frutto del compromesso tra indirizzi strategici e vincoli operativi, può essere immediatamente caricato in VISUM per verificarne, in un contesto multimodale, la rispondenza alla domanda da soddisfare e individuare gli eventuali interventi integrativi o correttivi. Il modulo OTtoVISUM è un applicativo software sviluppato per l'utilizzo in ambiente VISUM. L'importazione mediante OTtoVISUM di un programma d'esercizio simulato con OpenTrack consente di trasferire in VISUM, in un unico passaggio, tutte le corse componenti l'offerta ferroviaria (o tramviaria), opportunamente aggregate per Percorsi di linea e Linee. Durante l'importazione vengono caricati in VISUM anche i dati relativi all'asset del materiale rotabile e alla corrispondenza corsa-materiale rotabile con cui viene effettuata. Diagramma orario Flussi sulla rete ferroviaria e diagrammi dei saliti/discesi alle stazioni Stima dei flussi passeggeri sulle singole corse Interfaccia OTtoVISUM per l implemetazione dell abaco delle stazioni

4 OPENTRACK Analisi dinamica dell esercizio Simulazione dinamica della circolazione ferroviaria a supporto della pianificazione infrastrutturale e della programmazione dell esercizio. OpenTrack, sviluppato da OpenTracK Railway Tecnology e di cui TPS è distributore ufficiale in Italia, è uno strumento con interfaccia user-friendly in grado di offrire un supporto analitico alla risoluzione dei problemi connessi alla pianificazione ferroviaria mediante la simulazione sincrona e basata sugli eventi della circolazione. Durante il processo di simulazione, OpenTrack, riproduce nel dettaglio il comportamento dinamico di tutti gli elementi che influenzano la circolazione ferroviaria, così come le mutue interazioni tra questi, consentendo l'analisi dinamica della circolazione ferroviaria simulata in tutti i suoi aspetti tecnico-operativi. OpenTrack fornisce un valido supporto analitico per: pianificare le caratteristiche delle infrastrutture di progetto sulla base dei livelli di traffico desiderati; analizzare la capacità di linee o nodi e individuare gli elementi di criticità; effettuare valutazioni sul materiale rotabile (per fissarne, ad esempio, i requisiti prestazionali minimi in base all'esercizio che si intende realizzare); definire i programmi d'esercizio e valutarne la stabilità (capacità di riassorbire eventuali ritardi) utilizzando simulazioni ricorsive con scenari perturbati secondo il metodo Monte Carlo; analizzare gli effetti sulla circolazione di differenti sistemi di segnalamento: blocchi brevi, LZB, ETCS Livello 1, 2 o 3 (blocco mobile); prevedere gli effetti sulla circolazione in una rete complessa derivanti da guasti (ad esempio all'infrastruttura o ai treni) e/o ritardi; stimare il fabbisogno energetico per la realizzazione di un dato modello d'esercizio attraverso il calcolo dei consumi energetici da parte di ciascun treno circolante; simulare reti tranviare; simulare reti metropolitane. OpenTrack è diffuso a scala mondiale ed è testato, sviluppato e mantenuto in continuo aggiornamento da una team di specialisti composto da esperti di circolazione ferroviaria, modellisti e programmatori. Architettura software Alla base della simulazione è la riproduzione delle topologia della rete ferroviaria da simulare. Gli enti utilizzati per la descrizione dell'infrastruttura come, ad esempio, tratte elementari di binario, deviatoi, segnali, stazioni, passaggi a livello ma anche elementi legati alla tecnica di circolazione propria del contesto ferroviario quali sezioni di blocco, itinerari, instradamenti, sistemi di controllo della marcia dei treni, logiche d impianto, possono essere descritti ciascuno in maniera dettagliata attraverso una serie di specifiche caratteristiche che possono essere loro assegnate. Il programma d esercizio in OpenTrack è descritto attraverso database relazionali (SQL). In questo modo oltre agli orari programmati di arrivo, partenza e sosta alle fermate, possono essere implementati nel modello di simulazione anche vincoli di orario tra treni. Simulation of Railway Networks

5 OPENTRACK Analisi dinamica dell esercizio Oltre alle caratteristiche della rete e al programma d esercizio il software, nelle simulazioni, tiene conto anche delle prestazioni del materiale rotabile con cui viene effettuato ogni singolo servizio previsto dall orario. Input Materiale rotabile Simulazione Diagrammi Output Durante la simulazione il moto di ciascun treno è determinato attraverso la risoluzione, in continuo, dell'equazione differenziale del moto, tenendo conto delle eventuali indicazioni restrittive provenienti dal sistema di segnalamento simulato in modo da garantire la corretta riproduzione della circolazione. La simulazione può essere effettuate sia in condizioni di circolazione regolare sia introducendo una serie di fattori di perturbazione: ritardo di uno o più specifici treni, distribuzioni stocastiche dei ritardi, interruzione di un tratto di rete, riduzioni localizzate di velocità, guasti ad un convoglio, ecc. Durante la simulazione vengono calcolati, per ciascun treno, tutte le grandezze cinematiche significative, l'assorbimento di potenza e altri parametri che possono poi essere rappresentati direttamente in forma di diagrammi o essere utilizzati per analisi successive sotto forma di file ASCII. Anche lo stato di occupazione di ciascuna sezione di blocco o tratto elementare di binario viene registrato istante per istante durante la simulazione per effettuare analisi sull'impegno di ciascun elemento della rete. OpenTrack, attraverso apposite funzioni, permette di sfruttare direttamente i dati ottenuti durante la simulazione per: Infrastruttura Orari Architettura software costruire i diagrammi (in funzione dello spazio o del tempo) di tutte la grandezze che caratterizzano il moto di ciascun treno; effettuare il confronto (tramite orario grafico o in forma tabulare) tra la tabella oraria programmata e quella realmente seguita da ciascun treno durante la circolazione simulata; costruire il diagramma orario (confrontando quello teorico e quello derivante dalla simulazione), con possibilità di visualizzare anche i gradini di occupazione delle sezioni blocco attraversate dai treni durante il loro moto su ciascuna tratta di linea; effettuare analisi sul livello di impegno di ciascun tratto elementare della rete sulla base della percentuale di tempo in cui risulta occupato o prenotato da un treno oppure in base al numero di transiti. Animazione Diagrammi di marcia Orari grafici Occupazione binari Statistiche Tasso di occupazione dei binari e visualizzazione della marcia dei treni

6 AdmiRail Ottimizzazione della circolazione ferroviaria Supporto per l ottimizzazione della circolazione ferroviaria in fase di gestione operativa. Ottimizzare significa cose diverse in contesti diversi e in funzione degli obiettivi specifici che si desiderano ottenere: con AdmiRail è possibile personalizzare il significato di «ottimizzare» sulla base delle specifiche esigenze di gestione della circolazione. AdmiRail, sviluppato da Systransis Ag. e distribuito in Italia da TPS, è una piattaforma software flessibile concepita per affiancare i Sistemi di Comando e Controllo del traffico ferroviario e fornire strumenti e funzionalità in grado supportare l attività dei dirigenti del movimento consentendo un'ottimale gestione della circolazione nelle situazioni di conflitto. Con AdmiRail le infrastrutture e le risorse coinvolte nell esercizio ferroviario possono essere sfruttate in tutto il loro potenziale grazie al monitoraggio continuo della circolazione, la previsione anticipata dei conflitti rispetto al loro verificarsi e l adozione di opportuni interventi di riprogrammazione della circolazione per minimizzare le conseguenti perturbazioni dell esercizio. Sulla base dello stato corrente della circolazione, AdmiRail ne prefigura l'evoluzione per individuare, in anticipo sul loro verificarsi, eventuali conflitti. Una volta individuata una futura situazione di conflitto, AdmiRail mette a disposizione e visualizza graficamente tutte le informazioni relative all istante e alla sezione in cui tale conflitto si verificherà, treni coinvolti, ecc. AdmiRail è poi in grado di proporre soluzioni di riprogrammazione della marcia dei treni che saranno coinvolti nel conflitto, tali da minimizzare le perturbazioni all'esercizio. Per ciascuna di tali proposte AdmiRail può prefigurare l'evoluzione della circolazione conseguente alla sua adozione (modulo What-If) così da mettere il DM, a cui spetta la decisione su come intervenire, nelle condizioni migliori per effettuare la scelta più efficiente. La scelta del DM viene poi direttamente trasferita al SCC per essere attuata grazie AdmiRail Client AdmiRail Server AdmiRail Configurazione Topologia Sistema di Comando e Controllo Sistema di numerazione dei treni Sistema di informazione all utenza Macchinisti (supporto alla condotta) Input: 1. l SCC fornisce i dati relativi ai movimenti pianificati dei treni 2. il sistema di numerazione dei treni visualizza i movimenti effettivi dei treni Output: 1. l SCC predispone gli impianti sulla base delle modifiche ai movimenti pianificati 2. il sistema di informazione all utenza comunica gli eventuali ritardi 3. i macchinisti ricevono le indicazioni sulla velocità ottimale

7 AdmiRail Ottimizzazione della circolazione ferroviaria all interfacciamento diretto. Parallelamente AdmiRail: fornisce ai macchinisti le indicazioni sulle velocità di condotta ottimali per minimizzare le conseguenze del conflitto in atto sulla regolarità e fluidità della circolazione, riducendo in tal modo al minimo ritardi e consumi di energia; trasferisce le informazioni sull evoluzione prevista della circolazione al sistema d informazione al pubblico per migliorarne l attendibilità. Con AdmiRail è quindi possibile: garantire una maggiore stabilità e puntualità dei treni; ottimizzare l'uso della infrastruttura ferroviaria; risparmiare sui consumi di energia; individuare, monitorare e visualizzare lo stato dei conflitti e ritardi; comparare lo stato attuale con quello teorico; prevedere i ritardi e trasferire questa informazione ai Sistemi di Informazione agli utenti; proporre azioni per minimizzare conflitti e ritardi; visualizzare gli effetti di differenti scenari; avere feedback diretti con l SCC per ottimizzare il traffico ferroviario. Orari dei treni AdmiRail Dati rilevati AdmiRail è una piattaforma modulare, basata su componenti software e hardware commerciali per la massima semplicità di applicazione. Situazione attuale: percorrenze e posizioni dei treni AdmiOpt Ottimizzazione di: percorrenza e velocità dei treni Le circolazioni dei treni vengono riprogrammate minimizzando il ritardo totale: la successione delle partenze viene ridefinita per ridurre a minimo gli effetti delle perturbzioni. La velocità dei treni viene modulata attravero opportune indicazioni ai macchinisti in modo da ridurre i ritardi e il consumo di energia. Il distanziamento tra i treni viene monitorato e gestito in modo che ciascun treno non debba frenare o arrestarsi a segnali di blocco restrittivi.

8 Un supporto specialistico nei momenti decisivi TPS mette a disposizione di Amministrazioni e Aziende un team di esperti e tecnologie d'avanguardia per affrontare attività di pianificazione e programmazione, garantendo un approccio altamente qualificato basato su un'esperienza di oltre quindici anni di attività su tutto il territorio nazionale. PROVINCIA di BOLOGNA Analisi del Servizio Ferroviario Metropolitano (SFM) FERROVIE del SUD EST Verifica di stabilità del programma d esercizio per l Orario di FSE FERROVIE del GARGANO Progetto definitivo della variante San Severo-Apricena- San Nicandro dal km0+000 al km3+150 COMUNE di POTENZA Progetto preliminare del Servizio Ferroviario Metropolitano dell hinterland Potentino REGIONE dell UMBRIA Riorganizzazione dei servizi ferroviari di trasporto locale FERROVIE del GARGANO Studio di prefattibilità per un servizio di trasporto rifiuti per la ferrovia nel Gargano PROVINCIA di BOLZANO Progettazione di un servizio ferroviario cadenzato in Val Pusteria Società per la Mobilità ed il SMTP Trasporto Pubblico Studio di un servizio di trasporto integrato Ferro- Gomma sulla direttrice Parma- Fidenza-Salsomaggiore REGIONE MARCHE Progetto pilota di fattibilità tecnico-giuridica di un servizio di trasporto di massa su ferro in specifici ambiti territoriali FERROVIE del GARGANO Progetto preliminare per l introduzione della tecnologia Treno-Tram sulla direttrice Lucera-Foggia-Manfredonia COMUNE di BARI Analisi delle ipotesi di riorganizzazione del nodo ferroviario propedeutica alla definizione del bando per un concorso di progettazione COMUNE di FOGGIA Studio di fattibilità del «Progetto Treno Tram»