PROCEDURA DI MONITORAGGIO SEGNALI RSC E ODOMETRIA

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1 Pag.1/16 Sommario 1 Generalità Ambito e scopo del documento Acronimi e definizioni Documenti di riferimento RSC a 9 codici Descrizione dell applicativo Monitoraggio RSC Setup di prova Setup con PXI National instruments Setup con PC e scheda audio Procedura di Monitoraggio segnali RSC e odometria Setup Apertura del Tool Inserimento parametri di input per monitoraggio RSC Input per il setup con PC e scheda audio Input per il setup con PXI Inserimento parametri di input per il monitoraggio dell odometria Avvio del Tool Visualizzazione risultati File di output Terminare il monitoraggio... 16

2 Pag.2/16 1 Generalità 1.1 Ambito e scopo del documento Questo documento ha l obiettivo di definire la procedura di monitoraggio dei segnali RSC e dell odometria, durante le prove della dinamica di marcia con velocità superiore a 150 km/h su linea a 3 kv, secondo quanto previsto dalla procedura [3] e dal documento [1]. Si faranno prove salendo di velocità di 20 kmh alla volta, a partire da 150 km/h. Per ciascuna corsa di prova occorrerà monitorare il corretto comportamento della ripetizione RSC e del sistema odometrico. Al termine della prova, il tecnico presente dovrà garantire che il sistema da lui monitorato ha funzionato correttamente. 1.2 Acronimi e definizioni NOI NOME STB RSC SCMT SSB VIS Nulla Osta alla Installazione Nulla Osta alla Messa in Esercizio Sistema Tecnologico di Bordo Ripetizione segnali continua Sistema di Controllo della Marcia del Treno Sotto Sistema di Bordo Valutatore Indipendente di Sicureza 1.3 Documenti di riferimento 1. RFI, Condizioni per lo svolgimento di corse prova con sistema di protezione e controllo della marcia su mezzi non dotati di NOME, cod. RFI TC.PATC PR CM 03 M12 A, rev. A, 11/01/08 2. RFI, Specifica dei requisiti di sistema SCMT Volume 4 Air gap SCMT, cod. RFI TC.PATC SR CM 0B M 93 D01, rev. D01, 8/5/ , Procedura generica di prova veicolo, ITT-DIF-STB_VIS_01, rev.1.0

3 Pag.3/ RSC a 9 codici La corrente che circola nel circuito di binario è composta da una o due portanti modulate; in quest ultimo caso la corrente risultante è data dalla somma delle due portanti. Ciascuna portante viene poi modulata in ampiezza con un onda quadra con opportune frequenze di modulazione. La modulazione in ampiezza può essere realizzata con o senza inversione di fase. La frequenza della portante base F1 può assumere il valore di 50 Hz nominali o 83,3 Hz nominali, mentre la frequenza della seconda portante F2 è pari a 178 Hz nominali. La modulazione utilizzata per la costruzione dei codici di binario consiste nell interrompere la portante ad intervalli regolari (onda quadra) per un numero di 75, 120, 180 o 270 volte al minuto primo (cioè frequenza pari rispettivamente a 1,25 Hz, 2 Hz, 3 Hz o 4,5 Hz). Esiste poi il segnale di Infill che è costituito dalla portante F2 interrotta per 420 volte al minuto primo (7 Hz). Nella tabella seguente sono indicate le possibili combinazioni di frequenza della modulante relativa ad F1 e di frequenza della modulante relativa ad F2, corrispondenti ai vari codici (le frequenze di modulazione sono indicate in numero di cicli per minuto (cpm)). Nel caso sia riconosciuto un codice valido su entrambe le portanti, senza rispettare le regole della tabella, viene considerato valido il codice sulla portante principale F1. Codice Tabella 1 Codici RSC Frequenza F1 (cpm) AC * ** * * ** AC + infill infill infill infill infill Frequenza F2 (cpm)

4 Pag.4/ Descrizione dell applicativo Monitoraggio RSC Il monitoraggio in oggetto può essere realizzato utilizzando due diversi setup, uno con PC e scheda audio per l acquizione dei segnali RSC e l altro con utilizzo dello strumento PXI della National Istruments. In entrambi i casi, il segnale RSC viene acquisito a finestre di 2,56 secondi, alla frequenza di campionamento selezionata. Al PC/PXI sono inoltre collegati due apparati GPS, che forniscono le informazioni su velocità, latitudine e longitudine, visualizzate sull interfaccia del tool. Se i dati del GPS non sono disponibili (per esempio in galleria) ci si basa su altre strumentazioni presenti a bordo. Il segnale RSC acquisito viene filtrato per separare la componente a 50Hz da quella a 178Hz; da qui in poi si hanno quindi due canali paralleli, uno per la 50Hz ed uno per la 178Hz. I segnali vengono de campionati per ridurre ad ¼ la frequenza di campionamento e quindi demodulati. Per effettuare la demodulazione è necessario conoscere la frequenza centrale, e per questo viene fatta una FFT sui segnali filtrati. I segnali vengono quindi analizzati e vengono misurate, su entrambi i canali, la frequenza della portante (da cui si deduce il codice RSC), il duty cycle, l ampiezza e la profondità di modulazione. Tutte queste grandezze vengono confrontate con i valori di specifica (crf. Documento [2]) e, se una delle grandezze relative alla 50Hz risulta al di fuori dei limiti, viene dato in uscita il codice AC. Se, invece, risulta fuori dai limiti di specifica una grandezza relativa alla 178Hz, viene dato in uscita il codice relativo alla 50Hz, se presente. Come output viene visualizzato il codice decodificato e sono mostrati il segnale acquisito in frequenza e nel tempo e i segnali demodulati, per il canale a 50 Hz e per il canale a 178Hz. Durante il monitoraggio viene inoltre salvato un file di output che contiene tutti gli eventi di cambio codice che si sono verificati durante la corsa prova. Ad ogni evento è associato l istante temporale a cui è avvenuto, i dati forniti dai GPS in quell istante (latitudine, longitudine, distanza e velocità) e i valori di tutte le grandezze significative calcolate dall applicativo. Infine, è possibile salvare i segnali RSC acquisiti, per un eventuale analisi off-line.

5 Pag.5/16 2 Setup di prova Il segnale RSC viene prelevato a bordo treno da un punto di misura oppurtanamente predisposto dal fornitore del SSB. Due apparati GPS saranno inoltre installati per monitorare il sistema odometrico. Vi sono due setup di test alternativi per l acquisizione dei segnali RSC. Si prevede di utilizzare il setup con PXI National Istruments, mentre l altro setup verrà utilizzato come back-up. 2.1 Setup con PXI National instruments Il segnale prelevato dal punto di misura viene acquisito dallo strumento NI PXIe-1062Q + NI PMA mediante DAQ BNC-2110 (porta di ingresso AI0). Per la decodifica del segnale, il riconoscimento del codice RSC e la visualizzazione on-line dei risultati sul PXI, viene utilizzato l applicativo Monitoraggio RSC, realizzato con l ambiente di programmazione grafica National Instrument LabView Il PXI sarà posto a bordo treno esternamente alla cabina e due tecnici si scambieranno le informazioni relative alle visualizzazioni dell MMI di bordo e le visualizzazioni dell applicativo LabView su PXI. In parallelo, l applicativo gestisce in tempo reale due ricevitori GPS collegati al PC mediante porte COM, che forniscono le informazioni sulla posizione (latitudine e longitudine) e sulla velocità e sulla distanza percorsa. Le antenne dei GPS andranno poste nella cabina del treno, il più distante possibile l una dall altra. 2.2 Setup con PC e scheda audio Il segnale prelevato dal punto di misura viene acquisito da un PC dotato di scheda audio, mediante un adattatore di segnale RSC per scheda audio, collegato alla porta microfono del PC stesso. Per la decodifica del segnale, il riconoscimento del codice RSC e la visualizzazione on-line dei risultati sul PC, viene utilizzato l applicativo Monitoraggio RSC, realizzato con l ambiente di programmazione grafica National Instrument LabView 2009.

6 Pag.6/16 Il PC sarà posto a bordo treno esternamente alla cabina e due tecnici si scambieranno le informazioni relative alle visualizzazioni dell MMI di bordo e le visualizzazioni dell applicativo LabView su PC. In parallelo, l applicativo gestisce in tempo reale due ricevitori GPS collegati al PC mediante porte COM, che forniscono le informazioni sulla posizione (latitudine e longitudine) e sulla velocità e sulla distanza percorsa. Le antenne dei GPS andranno poste nella cabina del treno, il più distante possibile l una dall altra.

7 Pag.7/16 3 Procedura di Monitoraggio segnali RSC e odometria 3.1 Setup 1. Collegare il PC/PXI al punto di misura, come indicato nei paragrafi 2.2 e 2.1; 2. Posizionare le antenne dei dispositivi GPS e collegare i dispositivi GPS al PC/PXI, come indicato nei paragrafi 2.2 e 2.1; 3.2 Apertura del Tool 3. Aprire il progetto Monitoraggio RSC che si trova nella cartella del PC/PXI: C:\Documents and Settings\Administrator\MyDocuments\Procedure_Prove_STB\Finali\Monitoraggio_RSC 4. All interno del progetto Monitoraggio RSC, aprire il programma principale: Monitoraggio_On_line_RSC_audio nel caso di setup con PC e scheda audio Monitoraggio_On_line_RSC_PXI_v1 nel caso di setup con PXI 3.3 Inserimento parametri di input per monitoraggio RSC 5. Inserire i dati di input per il monitoraggio RSC, come descritto ai paragrafi e 3.3.2; Input per il setup con PC e scheda audio In Figura 1 è riportata la schermata iniziale che si visualizza avviando il programma principale Monitoraggio_On_line_RSC_audio dell applicativo Monitoraggio RSC e di seguito sono descritti i dati di input. Figura 1 Parametri di input di Monitoraggio_On_line_RSC_audio

8 Pag.8/16 Sound format 2: in questi campi è possibile selezionare la frequenza di campionamento ed il formato con cui si acquisiscono i dati con la scheda audio. Nome file Log: Inserire il nome del file di testo su cui salvare i risultati del monitoraggio (file di output). Al nome inserito in questo campo verranno aggiunti automaticamente la data e l ora attuali. Destination File da salvare: Specificare in questo campo la directory in cui si vuole salvare il file di output. Visualizza forme d onda: premere questo pulsante per visualizzare le seguenti forme d onda: Segnale acquisito: è il segnale acquisito nel tempo dalla scheda audio, a finestre temporali di 2,56 s. Inviluppo 178: è il segnale demodulato a 178Hz, relativamente alla finestra di acquisizione Inviluppo 50: è il segnale demodulato a 50Hz, relativamente alla finestra di acquisizione Salvare i dati acquisiti: premere questo pulsante per salvare i segnali in ingresso alla scheda audio, per analisi off-line. In questo caso, i dati vengono salvati automaticamente nella stessa cartella in cui viene salvato il file di output Input per il setup con PXI In Figura 5 è riportata la schermata iniziale che si visualizza avviando il programma principale Monitoraggio_On_line_RSC_PXI_v1 dell applicativo Monitoraggio RSC e di seguito sono descritti i dati di input.

9 Pag.9/16 Figura 2 Parametri di input di Monitoraggio_On_line_RSC_PXI_v1 Sample Rate: in questo campo è possibile selezionare la frequenza di campionamento del segnale acquisito (default 3,2 k). Nome file output: Inserire il nome del file di testo su cui salvare i risultati del monitoraggio (file di output). Al nome inserito in questo campo verranno aggiunti automaticamente la data e l ora attuali. Destination HWS File: Specificare in questo campo la directory in cui si vuole salvare il file di output (indicare anche un nome di file fittizio che poi verrà sostituito con quello indicato nel campo sopra). In questa directory verranno anche salvati i segnali RSC registrati per analisi off-line. Visualizza FdO: premere questo pulsante per visualizzare le seguenti forme d onda sull interfaccia: Segnale acquisito: è il segnale acquisito nel tempo dalla scheda audio, a finestre temporali di 2,56 s. Inviluppo 178: è il segnale demodulato a 178Hz, relativamente alla finestra di acquisizione Inviluppo 50: è il segnale demodulato a 50Hz, relativamente alla finestra di acquisizione physical channel: inserire il canale del DAQ cui collegare il punto di misura (vedi par. 2.2) (default AI 0)

10 Pag.10/ Inserimento parametri di input per il monitoraggio dell odometria 6. All interno del progetto Monitoraggio RSC, aprire i programmi Visualizza_dati_GPS_Vicenty GPS1 e Visualizza_dati_GPS_Vicenty GPS2 ; 7. Inserire i dati di input per i GPS, come descritto di seguito. Nella figura seguente è riportata la schermata iniziale dei programmi Visualizza_dati_GPS_Vicenty GPS1 e Visualizza_dati_GPS_Vicenty GPS2 all interno del progetto Monitoraggio RSC e, di seguito, sono descritti i dati di input. Figura 3 Schermata iniziale del programma Visualizza_dati_GPS_Vicenty GPS1/2 COM a cui è collegato il GPS: inserire il numero della porta COM cui è collegato GPS1/GPS2 Nome File da salvare: inserire la directory e il nome del file su cui si vogliono salvare le uscite di GPS1/GPS2 (usare la stessa directory in cui si salvano i file di output e i segnali RSC registrati). Le uscite latitudine, longitudine distanza e velocità vengono comunque anche salvate nel file di output di monitoraggio.

11 Pag.11/ Avvio del Tool 8. Premere il tasto di RUN in Monitoraggio_On_line_RSC_audio o Monitoraggio_On_line_RSC_PXI_v1 ; 9. Inserire i dati di intestazione per il file di output, come descritto di seguito. In Figura 4 è mostrata la maschera, che compare dopo aver premuto il tasto di RUN nell applicativo Monitoraggio_On_line_RSC_audio. Figura 4 Maschera per l immissione dei dati di intestazione del file di output In tale maschera vanno inseriti i dati relativi alla corsa, che verrano salvati come intestazione nel file di output: Treno Tratta Località di Partenza Operatore 1 Operatore 2 Cliente

12 Pag.12/16 Scopo della Prova Cabina Testata Premendo il tasto Visualizza i dati inseriti, vengono visualizzati nel campo Dati che verranno inseriti nel rapporto i dati inseriti, e, se questi sono corretti, premere infine il tasto Inizia Monitoraggio. 10. Per visualizzare le uscite dei GPS, premere il tasto di RUN in Visualizza_dati_GPS_Vicenty GPS1 e Visualizza_dati_GPS_Vicenty GPS Visualizzazione risultati 11. I parametri in uscita vengono visualizzati su interfaccia rsc_gps (vedi Figura 5) 12. Sull interfaccia vanno inoltre inseriti i seguenti dati: Soglia Velocità [km/h]: inserire il valore di velocità che si deve raggiungere durante la corsa prova, Tale valore viene usato per valutare la distanza percorsa al di sopra di tale soglia, utilizzando i valori di latitudine e longitudine del GPS ( m Sopra Soglia GPS1/GPS2 ) Pulsante reset distanza : effettua il reset della distanza percorsa. La distanza totale percorsa è visualizzata in m Totali GPS1/GPS2. Pulsante Vero VTG : Se è impostato a VERO, la velocità visualizzata sull interfaccia è quella del GPS1/GPS2, se è FALSO viene invece visualizzata la velocità calcolata (default: VERO) (sul file di output sono comunque visualizzate sia le velocità dei GPS sia quella calcolata ( velocità Rina )). I parametri visualizzati su interfaccia sono: il codice decodificato le uscite del GPS1 le uscite del GPS2 il grafico del segnale captato nel dominio della frequenza m Sopra Soglia GPS1 m Totali GPS1 m Sopra Soglia GPS2 m Totali GPS2

13 Pag.13/16 Mediante l opzione Visualizza forme d onda sulla schermata iniziale di input (vedi paragrafo 3.3), è inoltre possibile visualizzare: il grafico del segnale acquisito nel tempo (a finestre di 2,56 s) il grafico del segnale demodulato nel tempo per la 50 Hz ( o 83,3 Hz) il grafico del segnale demodulato nel tempo per la 178 Hz Figura 5 Interfaccia del Tool di monitoraggio RSC e odometria

14 Pag.14/ File di output 13. Nel file di output che viene salvato nella directory indicata vengono riportati tutti gli eventi di cambio codice e tutte le grandezze significative in corrispondenza di ogni cambio codice. Le grandezze in output sono: l istante di tempo al quale si registra un cambio codice ( Ora ) il nuovo codice decodificato ( Evento ) per ciascun canale 50Hz (F1) e 178Hz (F2): - frequenza centrale ( Freq. Portante F1/F2 [Hz] ) - ampiezza del segnale demodulato ( Ampiezza F1/F2 [V] ) - periodo relativo al codice ( Codice F1/F2 [ms] ) - duty cycle ( Duty Cycle F1/F2 ) - profondità di modulazione ( Prof. Modulazione F1/F2 ) per ciascun ricevitore GPS: - latitudine [ N] - longitudine [ E] - velocità [km/h] - velocità Rina [km/h] (calcolata a partire dai valori di latitudine e longitudine del GPS) - Dist Sopra Soglia [m] (calcolata a partire dai valori di latitudine e longitudine del GPS) - Dist Totale [m] (calcolata a partire dai valori di latitudine e longitudine del GPS) Velocità Soglia [km/h] Un esempio di file di output è mostrato nella tabella seguente (le colonne velocità Rina, Dist Sopra Soglia, Dist Totale e Velocità Soglia non sono mostrate in questo output). Treno: AGV Tratta: - Localita di Partenza: - Operatore 1:Ganora Daniele Operatore 2:Angiati Daniele Cliente:Alstom Scopo della Prova:uscita dal Monitoraggio RSC Cabina testata:dc1 12/02/2010 Tabella 2 - Esempio di file di output registrato durante una corsa prova

15 Pag.15/16 Ora Evento Freq. Portante F1[Hz] Ampiezza F1[V] Codice F1[ms] Duty Cycle F1 Prof. Modulazio ne F1 Freq. Portante F2[Hz] Ampiezza F2[V] Codice F2[ms] Duty Cycle F2 Prof. Modulazion Latitudine[ N Longitudine e F2 ] GPS1 [ E] GPS1 Velocità[K m/h] GPS1 Latitudine[ N] GPS2 Longitudine[ E] GPS2 Velocità[K m/h] GPS , , , , , , , , , , ,2 43, , , AC 49, , , , , , , , , , , , ,1 43, , , , , , , , , , , , , , , , AC 49, , , , , , , , , , , , , AS 56, , , , , , , , , , , , ,2 43, , , AC 50 0, ,0675 0, , , , , , , , , ,6 43, , , , , , , , , , ,0875 0,675 0, , , , , , , , , , , , ,0825 0, , , , ,8 43, , , , , , , , , , , ,5 43, , , AC 50 0, , , , , , , , , ,5 43, , , , , , , , , , , , , , , , , AC 49, , , , , , , , , , , , ,7 43, , , , , ,515 0, , , , , , , ,7 43, , , AC 49, , , , , , , , , , , , ,5 43, , , , , , , , ,125 0, , , , , , ,6 43, , , AS 45, , , , , , , , , , , , ,7 43, , , AC 50, ,1896 0, , , , , , , , , ,7 43, , , AS 45, , , , , , , , , , , , , , , AC 47, , , , , , , , , , , , ,4 43, , , , , , , , , , , , , , , ,2 43, , , AC 50, , , , , , , , , , , , ,2 43, , , , , ,225 0, , , , , , , , , ,3 43, , , AC 48, , , , , , , , , , , , ,3 43, , , AS 79, , , , , , , , ,224 0, , , ,6 43, , ,7

16 Pag.16/ Terminare il monitoraggio 14. Per fermare l esecuzione premere il pulsante STOP su interfaccia rsc_gps.