SISTEMA CMT FS ANALISI RAM PRELIMINARE Allegato G alle SRS per la SPERIMENTAZIONE TESTO DEL DOCUMENTO

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1 SISTEMA CMT FS - ANALISI RAM PRELIMINARE 1 di 53 SISTEMA CMT FS ANALISI RAM PRELIMINARE Allegato G alle SRS per la SPERIMENTAZIONE Parte Titolo PARTE I TESTO DEL DOCUMENTO (*) Verifica Tecnica: Rev. Data Descrizione Redazione Verifica Tecnica Autorizzazione Prima Emissione (*) 8 18/7/01 Modifiche capitolo air-gap

2 2 di 53 INDICE 1 INTRODUZIONE 4 2 RIFERIMENTI 5 3 ACRONIMI 5 4 SCOPO DEL DOCUMENTO E METODO DI LAVORO 6 5 I CONFINI DEL SISTEMA IL SSB IL SST Tipologie di CI CONDIZIONI APPLICATIVE E DI ESERCIZIO 10 7 I SISTEMI FERROVIARI DI RIFERIMENTO PARAMETRI CHE DESCRIVONO I SISTEMI FERROVIARI DI RIFERIMENTO Scenario di riferimento per il SSB Scenari di riferimento per il SST Linea banalizzata a doppio binario con BAcc 3/ Linea non banalizzata a doppio binario senza BAcc ANALISI RAM AFFIDABILITÀ Affidabilità del SSB Definizione di guasto per il SSB Modello per l affidabilità del SSB Calcolo dei requisiti di affidabilità per il SSB Indici di affidabilità per mezzi di trazione ordinari Indici di affidabilità per mezzi di trazione pregiati Affidabilità del SST Definizione di guasto per il SST Guasto per il CI di tipo A Guasto per il CI di tipo B Guasto per il CI di tipo C Guasto per il CI di tipo D Guasto per il CI di tipo E Guasto per il CI di tipo F Guasto per il CI di tipo G Guasto per il CI di tipo H Guasto per il CI di tipo I Modello dell affidabilità per il SST Calcolo dei requisiti di affidabilità per il SST Indici di affidabilità per linea banalizzata a doppio binario con BAcc Indici di affidabilità per linea non banalizzata a doppio binario senza BAcc ERRORE INTRODOTTO DALL AIRGAP Definizione di errore dovuto all airgap Modello per l affidabilità dell airgap Calcolo del numero di errori dovuti all airgap Linea banalizzata a d.b. con BAcc... 38

3 3 di Linea non banalizzata a d.b. senza BAcc Considerazioni sull errore introdotto dall airgap MANUTENIBILITÀ Definizione degli indici di manutenibilità Requisiti di manutenibilità del SSB Requisiti di manutenibilità del SST Tempo medio annuale di manutenzione correttiva Tempo medio di manutenzione correttiva per il SSB Mezzi di trazione ordinari Mezzi di trazione pregiati Tempo medio di manutenzione correttiva per il SST Linea banalizzata a d.b. con BAcc Linea non banalizzata a d.b. senza BAcc DISPONIBILITÀ Disponibilità Operativa Disponibilità Operativa per il SSB Mezzi di trazione ordinari Mezzi di trazione pregiati Disponibilità Operativa per il SST Linea banalizzata a d.b. con BAcc Linea non banalizzata a d.b. senza BAcc Disponibilità intrinseca Disponibilità intrinseca per il SSB Mezzi di trazione ordinari Mezzi di trazione pregiati Disponibilità intrinseca per il SST Linea banalizzata a d.b. con BAcc Linea non banalizzata a d.b. senza BAcc... 52

4 4 di 53 1 Introduzione Lo sviluppo di un sistema di protezione della marcia dei treni contempla la definizione, l analisi e la verifica dei parametri RAM durante l intero ciclo di vita del progetto in accordo con quanto indicato dalla relativa normativa europea [2]. Tali parametri hanno infatti impatto sui criteri di scelta progettuale e sui rapporti contrattuali con l Appaltatore: i Requisiti Funzionali del sistema CMT FS [1] domandano il rispetto degli indici RAM attribuiti al sottosistema di bordo e di terra. Il presente documento sviluppa argomenti che si collocano su più fasi del ciclo di vita in quanto si propone di circoscrivere il sistema in studio e le sue condizioni applicative (fase 2 System Definition and Application Conditions ), di definire gli strumenti che consentono di determinare quantitativamente i valori degli indici di affidabilità, manutenibilità e disponibilità e di attribuire tali indici ai macrosistemi di terra e di bordo degli scenari presi a riferimento (fase 4 System Requirements e 5 Apportionment of System Requirements ). Contrariamente al SSB dove il nuovo sistema CMT integra assieme le funzioni RSDD e le funzioni del BAcc in un unico apparato, nel SST tali due sistemi possono essere considerati indipendenti dal punto di vista RAM per cui l analisi di affidabilità, disponibilità e manutenibilità è stata rivolta solamente ai componenti del sistema RSDD trascurando il sistema BAcc il cui comportamento è considerato già consolidato ed accettato. Questo documento è stato di supporto alla definizione dei valori RAM indicati nelle SRS ed ha valore informativo ma non normativo.

5 5 di 53 2 Riferimenti [1] DI TC SR IS A 15/11/99 Specifica dei Requisiti Funzionali del sistema CMT FS Divisione Infrastruttura [2] EN June 97 Rev. PNE 98 Ed. Corr. 11/98 Railway Applications - The Specification and Demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) CENELEC [3] DI TC.PATC ST CM 01 D01 Cxx 20/7/01 SRS del sistema CMT FS FS Divisione Infrastruttura 3 Acronimi BAcc BER CI CRC IS MKBF MR MTBF MTTR PI RSDD SCMT SSB SST Blocco Automatico a correnti codificate Bit Error Rate Complesso Informativo Cyclic Redundancy Check Impianti di Sicurezza Mean Kilometers Between Failures Maintenance Ratio Mean Time Between Failures Mean Time To Repair Punto Informativo Ripetizione Segnali Digitale Discontinua Sistema di Controllo della Marcia del Treno Sotto-Sistema di Bordo Sotto-Sistema di Terra

6 6 di 53 4 Scopo del documento e metodo di lavoro Obiettivo dell analisi RAM preliminare è l individuazione dei confini e delle condizioni al contorno del sistema al quale si vogliono attribuire i requisiti RAM e definire il modello per la loro valutazione quantitativa. Seguendo un approccio top-down, il modello sarà caratterizzato sia da parametri legati alle caratteristiche del sistema ferroviario (frequenza dei treni nell intervallo di osservazione, distribuzione dei segnali e quindi dei vari tipi di CI, ), sia da parametri che esprimono le esigenze desiderate di prestazione e di regolarità di marcia. Il passo successivo dell analisi consiste nel quantificare tali parametri e quindi calcolare i valori degli indici RAM per alcune tipologie di linea e di mezzi di trazione considerati di riferimento. Essendo i confini tra SSB e SST CMT facilmente definibili, lo studio per l affidabilità è svolto separatamente per i due macrosistemi. Il metodo di lavoro usato e le attività svolte nell affrontare l analisi seguono quanto previsto dalle norme europee in materia [2] e possono essere così sintetizzate: 1) Definizione dei confini fisici del sistema CMT FS in studio, al quale attribuire i valori degli indici RAM. 2) Definizione delle condizioni applicative e di esercizio che influenzano il comportamento del sistema. 3) Definizione dei parametri che descrivono i sistemi ferroviari di riferimento nei quali il sistema CMT è collocato e per i quali è svolta l analisi RAM. 4) Costruzione del modello matematico per il calcolo degli indici di affidabilità, per il sistema definito al punto (1), partendo da ipotesi espresse in termini di prestazioni desiderate (numero massimo di guasti in un certo intervallo di osservazione nel caso dell affidabilità). 5) Calcolo degli indici di affidabilità per il SSB e per le linee di riferimento. 6) Definizione dell indice di manutenibilità espresso in termini di tempo complessivo per ripristinare la disponibilità di un mezzo di trazione o di un punto informativo di linea, e scomposizione di tale tempo in funzione del tipo di operazione da svolgere. 7) Noti i parametri di affidabilità e manutenibilità sono calcolati i valori di Disponibilità Operativa ed Intrinseca nei diversi scenari di riferimento considerati.

7 7 di 53 5 I Confini del Sistema Dal punto di vista affidabilistico il sistema ferroviario nel quale il sistema CMT viene collocato può essere scomposto in macrosistemi e descritto tramite un modello RBD (Reliability Block Diagram) serie: Rotabili 1 IS esistenti 2 SSB SCMT 3 SST SCMT 4 Air-Gap 5 A ciascun blocco è associata una probabilità di fallimento (inaffidabilità) o una frequenza di guasto λ che caratterizza l intero macrosistema. L analisi RAM, svolta nel presente documento, è relativa ai soli blocchi 3, 4 e 5 che costituiscono il sistema CMT e i cui confini saranno definiti nei successivi paragrafi. L interazione ed il confronto con il sistema ferroviario tradizionale è necessario per quantificare le esigenze RAM da richiedere al sistema CMT e per valutare gli aspetti legati alla manutenibilità. 5.1 Il SSB Con SSB si intende l apparato, da installare a bordo del locomotore, costituito almeno dai componenti racchiusi dalla linea tratteggiata di Figura 1. PdM Tachimetro Sottosistema SCMT di Bordo Antenna RSDD MMI RSC, ATP, Vigilante A I R G A P BTM Logica CV-RSC, RSDD, Vigilante, Odometria Sensori Odometrici Captatori RSC Piastra Pneumatica Rotabile Interfacce Unità Registrazione Eventi Figura 1 Generica architettura SSB L elemento MMI comprende tutti i componenti necessari per svolgere le funzioni RSDD, RSC

8 8 di 53 e vigilante cioè l avvisatore acustico, i pedali/pulsanti per il vigilante, il cruscotto vero e proprio. Si sottolinea che i componenti individuati in Figura 1 non vincolano l architettura del SSB stesso e potrebbero non essere tutti forniti dallo stesso appaltatore. La Figura 1 individua i confini del SSB per il quale sono calcolati i valori dei parametri RAM. 5.2 Il SST Con SST si intende un insieme di Complessi Informativi (CI) a loro volta costituiti da più PI. I requisiti in termini di affidabilità saranno calcolati per l intero SST di alcune linee considerate di riferimento e quindi caratterizzate da una diversa distribuzione di CI e PI. La descrizione delle diverse tipologie di CI e PI si rende necessaria per consentire al fornitore di provare che con i propri prodotti è in grado di soddisfare il requisito complessivo del SST. Nelle situazioni più comuni un PI è costituito da due boe; se almeno una di esse è commutata è necessaria la presenza dell encoder che però può comandare boe appartenenti anche a PI diversi. I componenti elementari che possono costituire un PI sono rappresentati all interno della linea tratteggiata in figura Figura 2. Air Gap Punto Informativo Boa Unità Diagnostica ENCODER Collegamenti seriali con altri Encoder Interfacce Impianti di Sicurezza Figura 2 Generico Punto Informativo I confini del SST sono l interfaccia con gli Impianti di Sicurezza FS, l air-gap e l eventuale Sistema di Diagnostica esterno Tipologie di CI Per l analisi RAM saranno esaminate le seguenti tipologie di CI classificate in base al tipo e numero di boe: Schema A: un punto informativo (PI) costituito da una boa fissa ed una commutata

9 9 di 53 pilotata da un encoder Schema B: due PI costituiti da una boa fissa ed una commutata ed entrambe le boe commutate sono pilotate dallo stesso encoder Schema C: tre PI costituiti da una boa fissa ed una commutata e tutte le tre boe commutate sono pilotate dallo stesso encoder Schema D: quattro PI costituiti da una boa fissa ed una commutata e tutte le quattro boe commutate sono pilotate dallo stesso encoder Schema E: un PI costituito da due boe commutate pilotate dallo stesso encoder Schema F: due PI costituiti da due boe commutate e tutte le quattro boe sono pilotate dallo stesso encoder Schema G: un PI costituito da due boe commutate pilotate da due encoder differenti Schema H: due PI costituiti da due boe commutate pilotate da due encoder differenti ed in configurazione a canali incrociati (ciascun encoder pilota due boe appartenenti a punti informativi diversi) Schema I: un PI costituito da due boe fisse Se entrambe le boe di un PI sono fisse o commutate esse trasmettono la stessa informazione, si considerano cioè ridondate; nel caso di PI ad una boa fissa ed una commutata, la ridondanza è parziale in quanto è duplicata la sola informazione più restrittiva. La necessità di posare due boe nasce dalla possibilità di attribuire una direzione di validità al PI infatti, indipendentemente dalla presenza della logica degli appuntamenti, la Direzionalità del PI può essere memorizzata all interno delle boe stesse, e trasferita al SSB tramite la trasmissione in sequenza degli identificativi 1/2 e 2/2 contenuti all interno del Telegramma trasmesso da ciascuna delle 2 Boe. Il presente documento non tiene conto della possibilità che esistano PI bidirezionali e simmetrici (potrebbe essere il caso di PI di verifica misura spazio per la ricalibrazione dell odometro) cioè che trasmettano dati che il SSB può utilizzare anche avendo perso l informazione di direzionalità. I PI posati lungo una linea possono essere annunciati in termini di distanza e/o identificativo del nome o tipo; nell analisi dei modi di guasto dei CI ( ) non si distinguerà tra i vari casi di appuntamento ma tutti i PI si considereranno non legati in appuntamento che è la condizione peggiore dal punto di vista degli effetti causati sulla marcia del treno da guasti a terra.

10 10 di 53 6 Condizioni applicative e di esercizio L individuazione delle condizioni applicative per gli impianti descritti al 5 comporta la definizione dei seguenti punti: condizioni ambientali nelle quali il sistema deve operare; modi di degrado del sistema, cioè la corrispondenza tra funzionalità persa e comportamento del sistema; normative relative al comportamento del PdM in presenza di guasto e quindi in situazioni degradate; normative relative alla gestione degli interventi di manutenzione. Relativamente ai primi due punti si faccia riferimento al capitolo RAM del vol. 1 ed al capitolo delle funzioni SCMT del vol. 3 delle SRS [3]. Per il quarto punto si vedano i capitoli relativi alla manutenzione nel volume 1 delle SRS [3]. Al momento della distribuzione del presente documento gli altri aspetti sono in corso di definizione per cui non è possibile fare riferimento alla documentazione in oggetto.

11 11 di 53 7 I sistemi ferroviari di riferimento Si descrivono di seguito gli scenari da considerare per l analisi RAM del SSB e SST. 7.1 Parametri che descrivono i sistemi ferroviari di riferimento Di seguito sono indicati i parametri del sistema ferroviario, che si vuole studiare, da utilizzare nei modelli matematici per l individuazione degli indici RAM del SSB e del SST. 1. Intervallo di osservazione = T 2. Velocità media dei treni attrezzati con il sistema CMT durante il funzionamento = V mf 3. Lunghezza della linea di riferimento = L 4. Distanza media di linea tra due stazioni = D st 5. Lunghezza media delle stazioni = L st 6. Rapporto (duty-cycle) tra le ore di effettivo funzionamento di un locomotore con il sistema CMT e le ore complessive = d c 7. Numero di missioni giornaliere = N m 8. Numero di treni con SCMT necessari giornalmente per compiere le N m missioni = N t 9. Numero dei CI lungo la linea: numero CI di tipo A = a numero CI di tipo B = b numero CI di tipo C = c numero CI di tipo D = d numero CI di tipo E = e numero CI di tipo F = f numero CI di tipo G = g numero CI di tipo H = h numero CI di tipo I = i I valori indicati al punto 9 sono strettamente legati alla lunghezza della linea presa in esame, al tipo ed al numero di segnali e quindi al regime di circolazione. La loro distinzione e distribuzione non è in realtà necessaria per la definizione del valore di affidabilità complessivo del SST ma servono: al fornitore per l allocazione ai propri prodotti del requisito globale di linea; alle FS, per valutare la consistenza del requisito espresso rispetto lo stato dell arte tecnologico. Nel i valori di affidabilità degli impianti di terra SCMT sono infatti indicati per le linee di riferimento nel loro complesso, senza arrivare all allocazione dei requisiti per ciascuna delle tipologie di CI o dei componenti che le compongono. Siccome però, tali valori dipendono dalla distribuzione dei PI o CI e quindi dalle caratteristiche della linea sulla quale viene svolta l analisi, nel successivo paragrafo sono scelte e descritte le tipologie di linea considerate di riferimento. Per l affidabilità del SSB saranno calcolati due valori derivati dall analisi di due scenari il cui scopo è quello di individuare due categorie limite di mezzi di trazione che saranno identificati

12 12 di 53 come ordinari e pregiati a seconda delle prestazioni desiderate in termini di affidabilità Scenario di riferimento per il SSB Sono due le tipologie di mezzi di trazione che si vogliono individuare dal punto di vista dell affidabilità: i treni ordinari ed i treni pregiati ; in entrambi i casi il sistema ferroviario di riferimento avrà le stesse caratteristiche mentre muteranno le esigenze di affidabilità richiesta. Con riferimento ai parametri definiti nel 7.1, le caratteristiche dello sistema di riferimento per il calcolo dei requisiti RAM del SSB sono le seguenti: 1. T = 1 anno = 8760 h 2. V mf = 100 km/h 3. L = 150 km 4. D st = ininfluente 5. L st = ininfluente 6. d c (di missione) = 16/24 = N m = circa 107 missioni/giorno 8. N t = Numero CI = ininfluente Questa situazione corrisponde ad avere una frequenza di un treno ogni 11 min per 20 ore al giorno considerando entrambi i sensi di marcia. Per il calcolo dei requisiti di affidabilità del SSB si rimanda al Scenari di riferimento per il SST I criteri per la scelta delle linee di riferimento considerano il regime di circolazione, a cui è legata la tipologia di segnali e quindi la distribuzione dei PI e CI, e l importanza della linea a cui sono invece associate esigenze diverse di regolarità di esercizio e disponibilità di manodopera per la manutenzione Linea banalizzata a doppio binario con BAcc 3/3 Con riferimento ai parametri definiti nel 7.1, le caratteristiche dello scenario di riferimento per il calcolo dei requisiti RAM del SST, in presenza di regime di circolazione con BAcc 3/3, sono le seguenti: 1. T = 1 anno = 8760 h 2. V mf = ininfluente 3. L = 150 km 4. D st = 6 km 5. L st = 2 km 6. d c = ininfluente (il SST si ritiene funzionante in continuazione) 7. N m = ininfluente 8. N t = ininfluente 9. Per il calcolo del numero di CI si è prima stimato il numero di segnali e di punti caratteristici e quindi a ciascuno è stato attribuito un tipo di CI con i criteri descritti di

13 13 di 53 seguito. Il numero dei segnali di Partenza (PA) è pari a 4 volte il numero delle stazioni se si considera il solo corretto tracciato (c.t.) in quanto si sta ipotizzando che la linea sia a doppio binario (d.b.) e banalizzata; il numero dei PA si ritiene invece pari a 8 volte il numero delle stazioni se si considerano pure i binari di precedenza. Il numero dei segnali di Protezione (PR) è pari a 4 volte il numero delle stazioni in quanto si sta ipotizzando che la linea sia a d.b. e banalizzata. Ipotizzando la distanza media di una sezione di blocco pari a 1.35 km, il numero dei segnali di blocco in linea (PBA) è pari a 4 volte (d.b. e linea banalizzata) il rapporto tra la lunghezza della linea, decurtata dello spazio complessivo occupato dalle stazioni e dello spazio di 1 sezione di blocco per ogni stazione (per evitare di contare i segnali di Protezione), e la distanza media di una sezione di blocco. Ogni binario di precedenza presenta 2 PI di ricalibrazione (quindi 4 per ogni stazione). Ipotizzando la distanza media tra due variazione di parametri di linea (VPL) pari a 5 km, si approssima il numero dei PI di VPL pari a 4 volte (d.b. e linea banalizzata) il rapporto tra la lunghezza della linea, decurtata dello spazio complessivo occupato dalle stazioni e dello spazio pari alla distanza media tra due VPL per ogni stazione, e la distanza media tra due VPL. Per ogni binario in uscita da una stazione (quindi 4 per ogni stazione) si considera un PI che trasmette i parametri di linea. Da cui: se si considera solo il c.t.: numero di PA = 75 numero di PR = 75 numero di PBA = circa 258 numero di PI che trasmettono parametri di linea = 90 se si considerano pure i binari di precedenza: numero di PA = 150 numero di PR = 75 numero di PBA = circa 258 numero di PI di ricalibrazione = 75 numero di PI che trasmettono parametri di linea = 90 A ciascun segnale e punto caratteristico sono state attribuite le seguenti configurazioni di CI in base a generiche considerazioni sull attrezzaggio tipico di una linea con BAcc 3/3 e l attrezzaggio di una stazione media a fronte di valutazioni sulle esigenze di movimento e di costo: Per le PA: tutti i PA sulle precedenze sono attrezzati con CI di tipo E;

14 14 di 53 circa una stazione su 4, due PA sul c.t. sono attrezzati con 2 CI di tipo G; le restanti coppie di PA sul c.t. sono attrezzate con CI di tipo H. Per le PR: tutte sono attrezzate con CI di tipo E; Per i PBA: tutti sono attrezzati con CI di tipo I; Per i PI di ricalibrazione (solo sulle precedenze): tutti sono attrezzati con CI di tipo I; Per i PI che trasmettono i parametri di linea: tutti sono attrezzati con CI di tipo I; In base alle considerazioni fatte, il numero di CI per la linea in esame vale: se si considera solo il c.t.: a = 0 b = 0 c = 0 d = 0 e = 75 f = 0 g = 9 h = 33 i = 348 se si considerano pure i binari di precedenza: a = 0 b = 0 c = 0 d = 0 e = 150 f = 0 g = 9 h = 33 i = Linea non banalizzata a doppio binario senza BAcc Con riferimento ai parametri definiti nel 7.1, le caratteristiche dello scenario di riferimento per il calcolo dei requisiti RAM del SST, in presenza di linea a media frequentazione con qualsiasi regime di circolazione a 2 aspetti escluso il BAcc, sono le seguenti: 10. T = 1 anno = 8760 h 11. V mf = ininfluente

15 15 di L = 150 km 13. D st = 10 km 14. L st = 2 km 15. d c = ininfluente (il SST si ritiene funzionante in continuazione) 16. N m = ininfluente 17. N t = ininfluente 18. Per il calcolo del numero di CI si è prima stimato il numero di segnali e di punti caratteristici e quindi a ciascuno è stato attribuito un tipo di CI con i criteri descritti di seguito. Il numero dei segnali di Partenza (PA) è pari a 4 volte il numero delle stazioni se si considera il solo corretto tracciato (c.t.) in quanto si sta ipotizzando che la linea sia a doppio binario (d.b.) e banalizzata in stazione; il numero dei PA si ritiene invece pari a 8 volte il numero delle stazioni se si considerano pure i binari di precedenza attrezzati per entrambi i sensi di marcia. Il numero dei segnali di Protezione (PR) è pari a 2 volte il numero delle stazioni in quanto si sta ipotizzando che la linea sia a d.b. e non banalizzata. Il numero dei segnali di Avviso puro (AVV) è pari a 2 volte il numero delle stazioni in quanto si sta ipotizzando che la linea sia a d.b. e non banalizzata. Il numero dei segnali di blocco in linea (PBI) si ritiene nullo. Ogni binario di precedenza presenta 2 PI di ricalibrazione (quindi 4 per ogni stazione). Ipotizzando la distanza media tra due variazione di parametri di linea (VPL) pari a 5 km, si approssima il numero dei PI di VPL pari a 4 volte il rapporto tra la lunghezza della linea, decurtata dello spazio complessivo occupato dalle stazioni e dello spazio pari alla distanza media tra due VPL per ogni stazione, e la distanza media tra due VPL (in pratica le informazioni di VPL sono banalizzate). Per ogni binario in uscita da una stazione (quindi 4 per ogni stazione) si considera un PI che trasmette i parametri di linea. Da cui: se si considera solo il c.t.: numero di PA = 50 numero di PR = 25 numero di AVV = 25 numero di PI che trasmettono parametri di linea = 100 se si considerano pure i binari di precedenza: numero di PA = 100 numero di PR = 25 numero di AVV = 25 numero di PI di ricalibrazione = 50 numero di PI che trasmettono parametri di linea = 100

16 16 di 53 A ciascun segnale e punto caratteristico sono state attribuite le seguenti configurazioni di CI in base a generiche considerazioni sull attrezzaggio tipico di una linea a media frequentazione senza BAcc e l attrezzaggio di una stazione media a fronte di valutazioni sulle esigenze di movimento e di costo: Per le PA: tutte le coppie di PA sul c.t. sono attrezzate con CI di tipo H; circa una stazione su 6, le due coppie di PA sulle precedenze sono attrezzati con un CI di tipo D; circa una stazione su 6, tre PA sulle precedenze sono attrezzati con un CI di tipo C e la restante PA è attrezzata con un CI di tipo A; circa una stazione su 6, ciascuna delle 4 PA sulle precedenze è attrezzata con un CI di tipo A; le restanti coppie di PA sulle precedenze sono attrezzate con CI di tipo B. Per le PR e gli AVV: tutte le PR con il rispettivo AVV sono attrezzate con CI di tipo F; Per i PI di ricalibrazione (solo sulle precedenze): tutti sono attrezzati con CI di tipo I; Per i PI che trasmettono i parametri di linea: tutti sono attrezzati con CI di tipo I; In base alle considerazioni fatte, il numero di CI per la linea in esame vale: se si considera solo il c.t.: a = 0 b = 0 c = 0 d = 0 e = 0 f = 25 g = 0 h = 25 i = 100 se si considerano pure i binari di precedenza: a = 10 b = 12 c = 2 d = 2 e = 0 f = 25 g = 0 h = 25 i = 150

17 17 di 53 8 Analisi RAM Nei paragrafi che seguono, le esigenze desiderate di prestazioni, di regolarità di marcia e di frequenza di interventi manutentivi, saranno definite in termini di parametri. Tali parametri, assieme agli indici definiti al 7.1, verranno utilizzati per la determinazione dei requisiti di affidabilità, manutenibilità e disponibilità una volta descritti i modelli di calcolo. 8.1 Affidabilità I requisiti di affidabilità (valori di tasso di guasto e di MTBF) sono definiti separatamente per il SSB e SST Affidabilità del SSB Definizione di guasto per il SSB I valori di MTBF per il SSB nel suo complesso, sono calcolati in funzione delle categorie di guasto individuate in base agli effetti operativi che esse inducono sulla marcia del treno. Le categorie di guasto definite sono: Categoria di Guasto del SSB Immobilizzante Grave di Servizio Effetti Operativi Il guasto ha un severo impatto sulla regolarità di marcia, causa cioè l impossibilità di proseguire con lo stesso mezzo e quindi la necessità di fare ricorso al mezzo di riserva Il guasto ha un grave impatto sulla regolarità di marcia, causa cioè la necessità di proseguire con marcia a vista Il guasto ha impatto sulla regolarità di marcia, causa cioè la necessità di proseguire a velocità vigilante (o comunque con la velocità imposta dal regolamento) Tabella 1 Categorie di guasto per il SSB Sulla base delle categorie di guasto indicate nella Tabella 1, si fissano tre diversi obiettivi di affidabilità di missione. L affidabilità di missione offre infatti una misura della continuità di esercizio. Tutti i guasti invece, indipendentemente dall impatto che hanno sulla regolarità di marcia, richiedono interventi manutentivi. Dal punto di vista del carico manutentivo è quindi necessario fissare la cosiddetta affidabilità di base esprimibile in termini di tempo medio tra due guasti qualsiasi. Gli effetti operativi descritti nella precedente tabella non considerano la possibilità che un guasto che inibisce la stessa funzione possa comportare o meno, per ragioni di regolamento, un impatto sulla regolarità di marcia (per esempio potrebbe essere previsto che a seguito della perdita della funzione vigilante, il treno debba limitare la propria velocità solo se è

18 18 di 53 presente in cabina un solo agente; se quindi il PdM chiamasse al suo fianco il capotreno, il mezzo potrebbe continuare la marcia alla massima velocità). Se si dovessero presentare delle situazioni equivoche, si deve considerare l ipotesi più conservativa Modello per l affidabilità del SSB Le ipotesi per costruire il modello matematico sono: 1. I guasti sono casuali e non dovuti all invecchiamento (per tutti i treni, l intervallo di osservazione non supera la vita utile delle apparecchiature), quindi è possibile considerare costante il tasso di guasto λ. 2. Si considera che giornalmente le N m missioni siano svolte da N t locomotori, attrezzati con SCMT, che lavorano con un fattore di carico pari a d c ed hanno la stessa probabilità di guastarsi. 3. Mediamente 1 guasto immobilizzante ad un SSB ogni x 3 (h o km). 4. Mediamente 1 guasto grave ad un SSB ogni x 2 (h o km). 5. Mediamente 1 guasto di servizio ad un SSB ogni x 1 (h o km). 6. Mediamente 1 guasto qualsiasi (senza che necessariamente sia pregiudicata la regolarità di esercizio) ad un SSB ogni w (h o km). Nell analisi presente si considerano solamente i guasti casuali di natura hardware. Se con il pedice S si indicano i valori relativi all intero sistema, comprensivo di tutti i treni circolanti, e con B si intende bordo, dalle ipotesi 3, 4, 5 e 6 valgono, rispettivamente per l affidabilità di missione in funzione della categoria di guasto e per l affidabilità di base: λ SB _ miss _ 3 λ SB _ miss _ 2 λ SB _ miss _ 1 λ SB _ base 1 1 = = MTBFSB_ mss_ 3 x3 1 1 = = MTBFSB_ mss_ 2 x2 1 1 = = MTBFSB_ mss_ 1 x1 1 1 = = MTBF w SB_ base Dall ipotesi 2, per un singolo mezzo di trazione e per ogni categoria di guasto valgono: λ λ 1B3 1B2 1 λ SB_ miss_ 3 1 = = = MTBF N N x 1B3 1 λ SB_ miss_ 2 1 = = = MTBF N N x 1B2 t t t t 3 2

19 19 di 53 λ λ 1B1 1B_ base 1 λ SB_ miss_ 1 1 = = = MTBF N N x 1B1 1 λ SB_ base 1 = = = MTBF N N w 1B_ base Per conoscere il valore di tasso di guasto, nelle ore di effettivo funzionamento, è necessario dividere tali valori per il duty cycle (d c ) del locomotore: 1 λ 1B2 1 λ 1B2, eff = = = MTBF d d N x λ 1B_ base, eff 1B2, eff t t c c t 1 λ 1B_ base 1 = = = MTBF d d N w 1B_ base, eff t 1 t 2 c c t analogamente per gli altri tipi di guasto. Per determinare invece i valori effettivi di MKBF è sufficiente moltiplicare i valori effettivi di MTBF per la velocità media di esercizio (e non la velocità media giornaliera) dei treni. Noto il comportamento del SSB a fronte della perdita di una o più funzionalità e determinati i valori desiderati di λ 1B1,eff, λ 1B2,eff, λ 1B3,eff e λ 1B_base,eff, validi per un SSB nel suo complesso, sarà possibile valutare quale architettura meglio soddisfa le richieste e quindi come tali valori di tasso di guasto possano essere distribuiti tra i vari componenti Calcolo dei requisiti di affidabilità per il SSB Nei paragrafi successivi si individueranno le caratteristiche di affidabilità minima e massima richieste ai mezzi di trazione che saranno indicati come ordinari e pregiati Indici di affidabilità per mezzi di trazione ordinari Considerando le caratteristiche dello scenario di riferimento, descritte nel 7.1.1, le condizioni espresse in termini di prestazioni attese sono: ai fini della regolarità di marcia si accorpano i guasti grave ed immobilizzante e si impone che mediamente non se ne verifichi più di uno ogni 1,5 anni cioè x 2,3 = 1,5 anni = h. Mediamente non più di un guasto di servizio ogni 4 mesi cioè x 1 = 2904 h. Mediamente non più di un guasto qualsiasi ogni 10 giorni cioè w = 240 h. Utilizzando le espressioni definite nel si trovano i seguenti valori di tasso di guasto, MTBF e MKBF:

20 20 di 53 Indici di affidabilità per il SSB Valore Effettivo (duty-cycle di missione) λ di missione per guasto immobilizzante o grave (λ 1B23,eff ) 1, h -1 MTBF di missione per guasto immobilizzante o grave (MTBF 1B23,eff ) MKBF di missione per guasto immobilizzante o grave (MKBF 1B23,eff ) h km λ di missione per guasto di servizio (λ 1B1,eff ) 5, h -1 MTBF di missione per guasto di servizio (MTBF 1B1,eff ) MKBF di missione per guasto di servizio (MKBF 1B1,eff ) h km λ di base (λ 1B_base,eff ) 6, h -1 MTBF di base (MTBF 1B_base,eff ) MKBF di base (MKBF 1B_base,eff ) Tabella 2 Indici di affidabilità del SSB di mezzi di trazione ordinari h km Indici di affidabilità per mezzi di trazione pregiati Considerando le caratteristiche dello scenario di riferimento, descritte nel 7.1.1, le condizioni espresse in termini di prestazioni attese sono: ai fini della regolarità di marcia si accorpano i guasti grave ed immobilizzante e si impone che mediamente non se ne verifichi più di uno ogni 2,5 anni cioè x 2,3 = 2,5 anni = h. Mediamente non più di un guasto di servizio ogni anno e 8 mesi cioè x 1 = h. Mediamente non più di un guasto qualsiasi ogni 8 giorni 1 cioè w = 192 h. Utilizzando le espressioni definite nel si trovano i seguenti valori di tasso di guasto, MTBF e MKBF: 1 Nel caso di mezzi pregiati si accetta un maggior numero di guasti che non hanno impatto sulla regolarità di marcia per giustificare il maggior numero di apparati richiesto dalla necessità di ridondanza.

21 21 di 53 Indici di affidabilità per il SSB Valore Effettivo (duty-cycle di missione) λ di missione per guasto immobilizzante o grave (λ 1B23,eff ) 6, h -1 MTBF di missione per guasto immobilizzante o grave (MTBF 1B23,eff ) MKBF di missione per guasto immobilizzante o grave (MKBF 1B23,eff ) h km λ di missione per guasto di servizio (λ 1B1,eff ) 1, h -1 MTBF di missione per guasto di servizio (MTBF 1B1,eff ) MKBF di missione per guasto di servizio (MKBF 1B1,eff ) h km λ di base (λ 1B_base,eff ) 7, h -1 MTBF di base (MTBF 1B_base,eff ) MKBF di base (MKBF 1B_base,eff ) Tabella 3 Indici di affidabilità del SSB di mezzi di trazione pregiati h km Affidabilità del SST Definizione di guasto per il SST Nel presente paragrafo, e nei successivi dedicati ai guasti dei PI, saranno presi in esame solamente i guasti di natura hardware che interessano i componenti del PI mentre sarà oggetto di trattazione successiva ( 8.2) il problema della corruzione del telegramma durante la sua trasmissione (random interference). Come nel caso del SSB, definiremo diverse categorie di guasto, che possono interessare un elemento del CI, in funzione dell effetto provocato sul SSB e quindi sulla regolarità di marcia del treno. Le categorie di guasto sono: Categoria di Guasto del SST Grave Maggiore Effetti Operativi Il guasto ha impatto sulla regolarità di marcia; un generico SSB non può utilizzare ALMENO UNO tra i PI presenti nel CI Il guasto ha impatto sulla regolarità di marcia; un generico SSB può utilizzare solo l'informazione di default di ALMENO UNO tra i PI presenti nel CI Tabella 4 Categorie di guasto per il SST Anche in questo caso sulla base delle categorie di guasto indicate nella Tabella 4, si fissano due diversi obiettivi di affidabilità di missione. L affidabilità di missione offre infatti una misura della continuità di esercizio.

22 22 di 53 Tutti i guasti invece, indipendentemente dall impatto che hanno sulla regolarità di marcia, richiedono interventi manutentivi. Dal punto di vista del carico manutentivo è quindi necessario fissare la cosiddetta affidabilità di base esprimibile in termini di tempo medio tra due guasti qualsiasi. Per poter individuare quali eventi comportino una perturbazione del traffico ferroviario, nei paragrafi che seguono, ciascuna tipologia di CI, già descritta al 5.2.1, verrà ripresa ed analizzata in funzione del tipo di guasto determinato dalle combinazioni degli stati dei messaggi di ciascuna boa. Gli Stati possibili di un messaggio associato ad una boa sono così indicati: M : Messaggio Corretto (CRC del Telegramma corretto). D : Messaggio di default (valido solo per le Boe commutabili). E : boa rilevata senza alcun Messaggio valido (CRC errato o errori sullo shaping ) S : Boa silenziosa (il numero di bit trasmessi non è sufficiente per identificare un messaggio ed accertare quindi la presenza di una boa). Con il termine messaggio si intende il telegramma (compresi i bits del CRC) più 64 bit di stabilità. Lo stato D è associato ad un guasto che interessa l encoder che pilota la boa; lo stato S è invece legato ad un guasto che ha interessato la boa stessa. Lo stato E può essere associato ad un malfunzionamento sia della boa sia dell encoder. Si esclude la possibilità che i disturbi possano simulare un messaggio. Ciascuna boa trasmette sempre il proprio numero identificativo della posizione della boa all interno del PI. Tutte le successive considerazioni valgono nel caso di PI non legati in appuntamento (condizione più penalizzante dal punto di vista degli effetti sul SSB); questa è la condizione che i fornitori dovranno considerare nei calcoli da svolgere per allocare i requisiti di affidabilità alle apparecchiature. Le tabelle che seguono sono state compilate considerando, quando necessario, l ipotesi che l intervallo temporale tra la ricezione del telegramma corretto (M o D) e del telegramma errato (E) sia minore della massima distanza consentita tra due Boe appartenenti allo stesso PI.

23 23 di Guasto per il CI di tipo A La tabella dei guasti gravi per un CI di tipo A è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 2 M S 1 S S 2 S E 1 S D 1(*) E E Tabella 5 Guasti gravi per CI di tipo A (*) questa situazione è possibile sia in presenza di due guasti alle boe sia in presenza di guasto ad una boa ed all encoder. La tabella dei guasti maggiori per un CI di tipo A è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 1 M D 1 E D 1(**) M E Tabella 6 Guasti maggiori per CI di tipo A (**) questa situazione è possibile sia in presenza di guasto alla boa sia in presenza di guasto all encoder. Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Tutte le altre possibili combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione.

24 24 di Guasto per il CI di tipo B Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti gravi per un CI di tipo B è la seguente (i PI sono costituiti dalle boe 1-2 e 3-4): N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa fissa) Tlg # 4 4 S M M M 6 S S M M 2 E E M M 4 E S M M 4 S D M D 2(*) S E M E 2(*) E E M E Tabella 7 Guasti gravi per CI di tipo B (*) nell ipotesi di considerare non più di due guasti contemporanei, questa situazione è possibile solo se gli stati E dei telegrammi 2 e 4 sono dovuti allo stesso guasto dell encoder. Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti maggiori per un CI di tipo B è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa fissa) Tlg # 4 1 M D M D 2 E D M D 2 M E M M 1 M E M E 2 M E M D Tabella 8 Guasti maggiori per CI di tipo B Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Limitatamente alla presenza di non più di due guasti contemporanei, tutte le altre possibili combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione.

25 25 di Guasto per il CI di tipo C Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti gravi per un CI di tipo C è la seguente (i PI sono costituiti dalle boe 1-2, 3-4 e 5-6): N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa fissa) Tlg # 4 Tlg # 5 (boa fissa) Tlg # 6 6 S M M M M M 15 S S M M M M 3 E E M M M M 6 E S M M M M 6 S D M D M D 3(*) S E M E M E 3(*) E E M E M E Tabella 9 Guasti gravi per CI di tipo C Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti maggiori per un CI di tipo C è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa fissa) Tlg # 4 Tlg # 5 (boa fissa) Tlg # 6 1 M D M D M D 3 E D M D M D 3 M E M M M M 3 M E M E M M 3 M E M D M D 1(*) M E M E M E Tabella 10 Guasti maggiori per CI di tipo C (*) nell ipotesi di considerare non più di due guasti contemporanei, questa situazione è possibile solo se gli stati E dei telegrammi 2, 4 e 6 sono dovuti allo stesso guasto dell encoder. Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Limitatamente alla presenza di non più di due guasti contemporanei, tutte le altre possibili

26 26 di 53 combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione Guasto per il CI di tipo D Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti gravi per un CI di tipo D è la seguente (i PI sono costituiti dalle boe 1-2, 3-4, 5-6 e 7-8): N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa fissa) Tlg # 4 Tlg # 5 (boa fissa) Tlg # 6 Tlg # 7 (boa fissa) Tlg # 8 8 S M M M M M M M 28 S S M M M M M M 4 E E M M M M M M 8 E S M M M M M M 8 S D M D M D M D 4(*) S E M E M E M E 4(*) E E M E M E M E Tabella 11 Guasti gravi per CI di tipo D Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti maggiori per un CI di tipo D è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa fissa) Tlg # 4 Tlg # 5 (boa fissa) Tlg # 6 Tlg # 7 (boa fissa) Tlg # 8 1 M D M D M D M D 4 E D M D M D M D 4 M E M M M M M M 4 M E M E M M M M 4 M E M D M D M D 1(*) M E M E M E M E Tabella 12 Guasti maggiori per CI di tipo D (*) nell ipotesi di considerare non più di due guasti contemporanei, questa situazione è possibile solo se gli stati E dei telegrammi 2, 4, 6 e 8 sono dovuti allo stesso guasto dell encoder.

27 27 di 53 Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Limitatamente alla presenza di non più di due guasti contemporanei, tutte le altre possibili combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione Guasto per il CI di tipo E La tabella dei guasti gravi per un CI di tipo E è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa comm) Tlg # 2 2 M S 1 S S 2 S E 2 S D 1(*) E E Tabella 13 Guasti gravi per CI di tipo E (*) questa condizione può essere il risultato di due guasti contemporanei alle boe o di un solo guasto all encoder che determina due telegrammi E. La tabella dei guasti maggiori per un CI di tipo E è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa comm) Tlg # 2 1 D D 2 D E Tabella 14 Guasti maggiori per CI di tipo E Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Tutte le altre possibili combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione Guasto per il CI di tipo F Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti gravi per un CI di tipo F è la seguente (i PI sono costituiti dalle boe 1-2 e 3-4):

28 28 di 53 N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa comm) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa comm) Tlg # 4 4 S M M M 6 S S M M 2 E E M M 4 E S M M 4 S D D D 1(*) E E E E Tabella 15 Guasti gravi per CI di tipo F (*) nell ipotesi di considerare non più di due guasti contemporanei, questa situazione è possibile solo se gli stati E di tutti i telegrammi sono dovuti allo stesso guasto dell encoder. Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti maggiori per un CI di tipo F è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa comm) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa comm) Tlg # 4 1 D D D D 4 E D D D Tabella 16 Guasti maggiori per CI di tipo F Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Limitatamente alla presenza di non più di due guasti contemporanei, tutte le altre possibili combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione.

29 29 di Guasto per il CI di tipo G La tabella dei guasti gravi per un CI di tipo G è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa comm) Tlg # 2 2 M S 1 S S 2 S E 2 S D 1(*) E E Tabella 17 Guasti gravi per CI di tipo G (*) questa condizione può essere il risultato di due guasti contemporanei sia alle due boe sia ai due encoder. La tabella dei guasti maggiori per un CI di tipo G è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa comm) Tlg # 2 1 D D 2 D E Tabella 18 Guasti maggiori per CI di tipo G Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Tutte le altre possibili combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione.

30 30 di Guasto per il CI di tipo H Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti gravi per un CI di tipo H è la seguente (i PI sono costituiti dalle boe 1-2 e 3-4): N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa comm) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa comm) Tlg # 4 4 S M M M 6 S S M M 2 E E M M 4 E S M M 4 S D M D 4(*) S E M E 4(*) E E M E 1(**) E E E E Tabella 19 Guasti gravi per CI di tipo H (*) nell ipotesi di considerare non più di due guasti contemporanei, questa situazione è possibile solo se gli stati E dei telegrammi 2, e 4 sono dovuti allo stesso guasto dell encoder. (**) nell ipotesi di considerare non più di due guasti contemporanei, questa situazione è possibile solo se gli stati E di tutti i telegrammi sono dovuti allo stesso guasto dell encoder. Se si esclude la presenza di più di due guasti contemporanei, la tabella dei guasti maggiori per un CI di tipo H è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa comm) Tlg # 2 Tlg # 3 (boa comm) Tlg # 4 1 D D D D Tabella 20 Guasti maggiori per CI di tipo H Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Limitatamente alla presenza di non più di due guasti contemporanei, tutte le altre possibili combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione.

31 31 di Guasto per il CI di tipo I La tabella dei guasti gravi per un CI di tipo I è la seguente: N di volte che si ripete la riga Tlg # 1 (boa fissa) Tlg # 2 (boa fissa) 2 M S 1 S S 2 S E 1 E E Tabella 21 Guasti gravi per CI di tipo I Il CI di tipo I non determina guasti maggiori Si osserva che in assenza di appuntamento, la condizione SS non è diagnosticabile. Tutte le altre possibili combinazioni tra gli stati dei telegrammi, non indicate nelle tabelle, non comportano guasti con impatto sulla circolazione.

32 32 di Modello dell affidabilità per il SST Le ipotesi per costruire il modello matematico sono: 1. I guasti sono casuali e non dovuti all invecchiamento (per tutti i componenti, l intervallo di osservazione non supera la vita utile delle apparecchiature), quindi è possibile considerare costante il tasso di guasto λ. 2. Mediamente 1 guasto grave al SST (come definito nel ) ogni x 2 ore. 3. Mediamente 1 guasto maggiore al SST (come definito nel ) ogni x 1 ore. 4. Mediamente 1 guasto qualsiasi (senza che necessariamente sia pregiudicata la regolarità di esercizio) al SST ogni w ore. 5. I valori di affidabilità associati a ciascuna linea, in funzione del tipo di guasto, non considerano l evento della corruzione del telegramma durante la sua trasmissione (random interference). Nell analisi presente si considerano solamente i guasti casuali di natura hardware. Se con il pedice ST si indicano i valori relativi all intero sistema di terra, per le ipotesi 2, 3 e 4 valgono rispettivamente per l affidabilità di missione in funzione della categoria di guasto e per l affidabilità di base: λ ST _ miss _ 2 λ ST _ miss _ 1 ST _ miss_ 1 1 λ ST _ base 1 1 = = MTBFST _ miss_ 2 x2 1 1 = = MTBF x 1 1 = = MTBF w ST _ base I valori di tasso di guasto λ ST_miss1 λ ST_miss_2 λ ST_base sono da ripartire tra i componenti degli apparati che costituiscono i CI. Volendo creare un modello indipendente dall architettura e dalla tecnologia delle apparecchiature, con un approccio top-down non è possibile spingersi fino al calcolo degli indici di affidabilità dei diversi CI individuati. Il valore del tasso di guasto o del MTBF sarà quindi attribuito all intero SST per le linee considerate di riferimento (vedere 7.1.2) una volta imposti gli intervalli di tempo x 1, x 2 e w entro i quali, mediamente, si accetta un guasto maggiore o grave o che comunque comporti un intervento manutentivo. Per il PI non sarà preso in considerazione il tempo di effettivo funzionamento (il duty-cycle) quindi i valori di MTBF calcolati vanno intesi come se i CI fossero attivi 24h/24 (ipotesi vera per alcuni dei possibili elementi che costituiscono il PI quali gli encoder che sono alimentati con continuità).

33 33 di Calcolo dei requisiti di affidabilità per il SST In questo capitolo saranno calcolati i valori degli indici di affidabilità del SST per linee di riferimento definite al Indici di affidabilità per linea banalizzata a doppio binario con BAcc Considerando le caratteristiche dello scenario di riferimento descritte nel , tenuto conto dei PI anche sui binari di precedenza e ricordando l ipotesi penalizzante di assenza di appuntamenti, le condizioni espresse in termini di prestazioni attese sono: Mediamente non più di un guasto grave ogni 36 giorni cioè x 2 = 792 h. Mediamente non più di un guasto maggiore ogni 22 giorni cioè x 1 = 528 h. Mediamente non più di un guasto qualunque ogni 10 giorni cioè w = 240 h. La tabella seguente riassume i valori di MTBF ed indica i tassi di guasto ricavati dalle definizioni riportate nel : Indici di affidabilità per il SST complessivo Valore (linea a d.b. con BAcc) λ di missione per guasto grave (λ ST_miss_2 ) 1, h -1 λ di missione per guasto maggiore (λ ST_miss_1 ) 1, h -1 λ di base (λ ST_base ) 4, h -1 MTBF di missione per guasto grave (MTBF ST_miss_2 ) MTBF di missione per guasto maggiore (MTBF ST_miss_1 ) MTBF di base (MTBF ST_base ) 792 h 528 h 240 h Tabella 22 Indici di affidabilità per il SST di una linea di 150 km a d.b. con BAcc