Nadia Mazzino Head of Innovation Project Office Genova, 24 May, 2012

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1 Sistemi Innovativi per il Trasporto Ferroviario e Metropolitano Nadia Mazzino Head of Innovation Project Office Genova, 24 May, 2012

2 Ansaldo STS Presenza Mondiale 150 anni di esperienza e referenze in tutto il mondo Madrid-Lerida High-Speed Line Omaha OTP France TGV Manchester Node & Metrolink Cambrian line Channel Tunnel Copenhagen Driverless Sweden Ester ERTMS Lev. 2 O&M contracts Copenhagen City ring ATC Installation Saarbrücken Mannhein ERTM Lev. 2 Korgas-Zhetygen line Ghaziabad Kampur Indian Railways 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) WMATA Silver Spring PAAC North Shore Connector New York Metro Chambers Street - NYCT Jacksonville CTC CPTM CAB Conventional & Driverless Metros Rome, Naples, Milan, Brescia, Genoa Electrification and Signalling Banlieu sud Tunis Libya Ras Ajdir Sirti Al-Hisha Sadha & Sirth-Benghazi line ACS Palermo Railways Rome Station C.B.I. SCMT / ACS Installations Riyad Metro Women s University Italian High-Speed Mi-Bo & RM-NA, FI-BO, TO-MI Turkey Begazkopru Ulukisla Yenice and Mersin Toprakkale Metro Ankara Thessaloniki Metro ETCS Lev. 1 Terra - ERGA OSE Taipei Circular Line Phase 1 Kuala Lumpur LRT North Ipoh ti Pedang Besar Clearways 3 Hamersley Hope; Dows Segnalam. & Comun. Rio Tinto 2 -> Sede a Genova, Italia -> dipendenti -> 28 paesi -> 2,1+B ordini (2011) -> 5,4+B backlog (2011) -> 1,2+B profitti (2011)

3 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 Ownership: Ownership: Ownership: 30.2% 30.2% Italian Italian Govt Govt 30.2% Italian Govt 69.8% 69.8% Stock Stock Exchange Exchange 69.8% Stock Exchange Area di focus primaria della Transportation Solution BU Fornitore di lavori di infrastruttura per Ferrovie e Metropolitane Power supply, Telecommunications, Supervisory Control Data Acquisition (SCADA), Ticketing, etc 3 Area di focus primaria della Signalling BU Security: protezione degli assets, infrastruttura e viaggiatori contro atti criminali e vandalici

4 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. 4

5 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

6 6 Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno

7 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. 7

8 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. 8

9 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. 9

10 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. 10

11 Elementi da Monitorare Il sottosistema analisi termografico controlla e monitora i seguenti componenti del sottocassa dei veicoli del treno: Dischi freno; Boccole (interne); Riduttori; Motori di trazione; Compressore aria; Batterie; Cassone chopper; Convertitore statico. Convertitore statico Cassone chopper Dischi freno Riduttore Batterie Compressore aria Motore 11

12 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. 12

13 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. 13

14 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. 14

15 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. 15

16 Interfaccia Operatore Dati ultimo transito Icone Rotabili Dettaglio transito Storico lista transiti (è possibile selezionare un treno e visualizzare i dettagli) 16

17 Esempio allarme termico zona dischi Immagine CAD sottocassa Immagine termica Zoom Immagine termica Legenda in falsi colori Temperatura rilevata 17

18 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. 18

19 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/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ Transiti Allarmati a Febbraio

20 Installazione del Sistema a Metrogenova TAG-Reader Sensori di Ruota Termografo Questo sistema è in esercizio a Metrogenova dal

21 21 Altri Progetti Innovativi

22 Sottosistema rilievo Riconoscimento Rotabili, Sottosistema Termografo, Sottosistema Rilievo Sagoma, Sottosistema Visibile con immagini ad alta risoluzione, Interfaccia Operatore. 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: 22

23 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). 23

24 Sottosistema Rilievo Sagoma Esempio di fuori sagoma Tavole di legno fuori sagoma a causa della rottura di un tirante. 24

25 Sottosistema Visibile Esempio di rotabile in transito Immagini ad scala di grigio con risoluzione verticale di 2048 pixel del rotabile in transito 25

26 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 26

27 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. 27

28 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. 28

29 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

30 30 Grazie per la vostra attenzione