ELENCO DELLE REVISIONI

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2 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 2 di 21 ELENO DELLE REISIONI Rev. Daa oivo della revisione A 30 giugno 2016 rima emissione

3 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 3 di 21 INDIE 1 Inroduzione oneso Rierimeni Deinizioni ed acronimi odello di renaura a gradino Applicazione del modello di renaura alcolo dello spazio per EBI alcolo di alcolo di alcolo di d i alcolo di d p alcolo di K alcolo di K alcolo di K r alcolo di d r alcolo di β alcolo dello spazio per le curve SBI, W e urva SBI urva W urva Tei di velocià... 20

4 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 4 di 21 1 Inroduzione Lo scopo del documeno è descrivere il odello di Frenaura per il Soo Sisema di Bordo ERTS/ETS sviluppao per l Ala elocià ed applicabile ai SSB che implemenano ETS Baline 2. Il prene documeno speciica il modello maemaico di renaura derivao da quello uilizzao per ST (ri. [R1]) e paramerizzao per la loa ETR oneso Il modello è in linea di principio applicabile ad ogni ipologia di reno e di sisema renane rispondene alla normaiva UI (ri. [R3]). Esso ornisce lo spazio percorso dal reno in guio ad azionameno della renaura di emergenza, a parire dall isane in cui il Soo Sisema di Bordo comanda ale azionameno, ino al raggiungimeno della velocià obieivo imposaa dal SSB. Il comando, da pare del SSB, della renaura di emergenza è associao al conrollo EBI. Sono esclusi i empi necessari al sisema nel suo complesso per pervenire a ale comando. Sono esclusi gli errori inrodoi dal sisema di odomeria nella misura della velocià isananea e dello spazio percorso. Da queso momeno in poi si indicherà con l espressione spazio di renaura lo spazio calcolao dal modello nelle condizioni descrie.

5 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 5 di 21 3 Rierimeni Tiolo odice Rev. Daa Ene emiene [R1] odello di renaura per ST RFI T.AT SR D 18/02/2010 RFI rogeo AT [R2] ERTS/ETS Sysem Requiremens Speciicaion Sub /03/2012 UNISIG (in corso di ormalizzazione da pare della ommissione Europea) [R3] FS general braking model or ERTS/ETS UTR n /01/2003 Trenialia UTR

6 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 6 di 21 4 Deinizioni ed acronimi AT d EBI ERTS ETS ETR FS km/h L m KS ri RFI S ST SBI SSB UI UNISIG UTR Auomaic Train onrol decelerazione Emergency Break Inervenion European Rail Traic anagemen Sysem European Train onrol Sysem Eleroreno Ferrovie dello Sao hilomeri all ora lunghezza meri ero, Kilogrammo, Secondo (sisema di unià di misura) rierimeno Ree Ferroviaria Ialiana spazio o condi Sisema onrollo arcia Treno Service Break Inervenion SooSisema di Bordo empo Union Inernaionale des hemins de er Union Indusry o Signalling Unià Tecnologie aeriale Roabile elocià

7 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 7 di 21 5 odello di renaura a gradino Il modello approssima lo sviluppo della renaura reale del reno disinguendo una a ransioria ed una a a regime. La a ransioria della renaura corrisponde alla a iniziale, durane la quale la depressione nella condoa generale generaa dall azionameno della renaura si propaga per ua la lunghezza del reno, azionando i disribuori in quenza, a parire dalla esa del reno. La a a regime della renaura corrisponde alla conda a, in cui la renaura ha raggiuno l eicienza a regime su ui gli assi renani del reno. Enrambe le asi sono caraerizzae da un valore di decelerazione variabile. Durane la prima a, la decelerazione dovua alla renaura è inizialmene nulla, a causa dei riardi caraerisici del reno, e poi cresce progressivamene, man mano che gli assi iniziano a renare. Durane la conda a la decelerazione varia in unzione della velocià isananea del reno, in ba alle caraerisiche speciiche degli organi renani. In enrambe le asi si possono inolre avere variazioni nella decelerazione dovue ad una rie di aori casuali e sisemaici. Il modello adoao considera due asi della renaura. Durane la prima a la decelerazione dovua alla renaura è consideraa nulla. Durane la conda è consideraa cosane per uo lo sviluppo della renaura, al raggiungimeno della velocià obieivo. Il proilo di decelerazione rapprenao in unzione del empo e prodoo dalla renaura, condo il modello è una unzione a gradino. I graici rapprenano schemaicamene, a parire dall isane di inizio renaura, l andameno della velocià in unzione dello spazio percorso ed, in corrispondenza, della decelerazione in unzione del empo. È sao rapprenao il caso di linea in discesa, con decelerazione negaiva dovua alla pendenza. Nella prima a la velocià può variare, a parire dal valore iniziale, in unzione della decelerazione d i deerminaa dalla pendenza della linea. Dopo un empo ermina la prima a, durane la quale la velocià si è poraa al valore β, ed inizia la conda a della renaura, caraerizzaa dalla prenza della decelerazione d p dovua alla renaura. Nel graico sono rapprenae, qualiaivamene, anche il presumibile andameno della velocià reale del reno in unzione dello spazio percorso ed il presumibile andameno della decelerazione reale del reno in unzione del empo.

8 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 8 di 21 β elocià reale del reno 0 S S d d i + d p Decelerazione reale del reno d i Figura 1 - Rapprenazione del modello a gradino di decelerazione su linea in discesa

9 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 9 di 21 6 Applicazione del modello di renaura Il modello maemaico ornisce lo spazio di renaura in unzione di una rie di variabili e di parameri, che sono descrii nelle apposie abelle. Nelle abelle che guono i parameri sono generalmene espressi nelle unià di misura del sisema inernazionale KS, salvo ove diversamene speciicao. Nelle ormule ue le grandezze devono esre espres, evenualmene mediane opporuna conversione, condo il sisema inenazionale KS. Ad empio i empi sono espressi in s (condi), gli spazi in m (meri) e le decelerazioni in m/s 2 ; ma le velocià sono espres in km/h, e devono ovviamene esre converie in m/s per esre uilizzae nei calcoli. Le principali variabili di ingresso del modello sono le velocià iniziale ed obieivo, la percenuale di peso renao, la lunghezza del reno e la pendenza della linea, i cui campi di variabilià sono riassuni in abella. ariabile Simbolo Inervallo di deinizione asso elocià iniziale [ 0 ; R max ] km/h 1 elocià obieivo 0 [ 0 ; R max ] km/h 1 ercenuale di peso renao λ [ 45 ; 160 ] 5 Lunghezza del reno L [ 0 ; 1000 ] 1 endenza della linea i [ -0,035 ; 0,035 ] 0,001 Il campo di variazione per il valore di velocià iniziale del reno è unzione del paramero di conigurazione Regime R, che può assumere i valori E (Ercizio) o (rova), e non deve superare il valore così deinio: R max con = RE R aramero R = E R = R max alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso 330 km/h [ 0 ; 400 ] 1 RE 400 km/h [ 0 ; 400 ] 1 R I campi di variabilià degli alri parameri del modello sono deinii vola per vola nelle a-

10 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 10 di 21 belle. L inervallo di validià relaivamene alla velocià isananea del reno è deinio in ba al regime di circolazione nel guene modo: aramero Simbolo Inervallo di validià Unià di misura elocià km/h max 0 R

11 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 11 di 21 7 alcolo dello spazio per EBI Lo spazio di renaura S EBI, espresso in m, è dao da: S EBI = ( h + ) β β ( d + d ) p 2 O i è il empo durane il quale il modello assume che la decelerazione dovua alla renaura sia nulla; β è una velocià calcolaa a parire dalla velocià che il reno ha nell isane in cui il SSB comanda l azionameno della renaura; 0 è la velocià obieivo ( richieso dalla logica di gesione delle curve di renaura, queso valore deve comprendere il margine operaivo necessario); d p è la decelerazione a regime prodoa dalla renaura; d i h è la decelerazione prodoa dalla pendenza della linea (posiiva in salia); è il empo di riardo proprio del SSB ST, deinio nella guene abella: aramero alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso h 1,0 [ 0,0 ; 5,0 ] 0,1

12 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 12 di alcolo di Il empo durane il quale il modello assume che nessuna orza sia applicaa ai reni è dao da: = D ' D è un coeiciene di sicurezza; ' è il empo di riardo da associare alla propagazione della depressione in condoa generale. Risula: aramero alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso D 1,30 [ 0,00 ; 2,00 ] 0, alcolo di Risula: = AX con = a = a 1 E = 0 + b (, ) + b TipoFreno = iaggiaori TipoFreno = erci ( 1 E) L ( 1 E) 2 L 100 L + c c L FrenoEleroneumai co FrenoEleroneumai co = eiciene = ineiciene E vale 1 in prenza di reno eleropneumaico inrio ed eiciene; 0 in caso di reno eleropneumaico asne, disinrio o ineiciene. I parameri a, b, c, a, b, c sono deinii nella guene abella.

13 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 13 di 21 arameri alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso a 3,50 [ 0,00 ; 20,00] 0,01 b 0,00 [ -2,00 ; 2,00] 0,01 c 0,15 [ -1,00 ; 1,00] 0,01 a 13,50 [ 0,00 ; 20,00] 0,01 b 0,00 [ -2,00 ; 2,00] 0,01 c 0,04 [ -1,00 ; 1,00] 0,01 L è la lunghezza del reno da considerare ai ini della renaura e deve poer assumere i valori speciicai nella guene abella: LT L LD = L aramero alore di prima ipoesi alori ammissibili L LD LD, LT è la lunghezza reale del reno inria dal d nei dai reno. TipoFreno = iaggiaori TipoFreno = erci Dunque, a conda dei dai di conigurazione del roabile, il valore di lunghezza del reno da uilizzare nel modello di renaura può esre pari al valore di lunghezza reale inrio dal d ( LT ) o ad un valore di deaul legao al ipo di reno ( LD ). I parameri L e L sono deinii nella guene abella: arameri alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso L 650 [0,2000] 1 L 1000 [0,2000] 1

14 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 14 di alcolo di d i Il valore di decelerazione dovua alla pendenza della linea è daa da: d i Ki = Ki Ki g i g i g i i 2 i > i 1 < i i i i 2 g è l accelerazione di gravià, pari a 9,81 m/s 2 ; i 1 è la pendenza della linea, espressa come numero puro, posiiva in salia; I coeicieni K i1, K i2 e K i3 e le soglie i 1 e i 2 sono uilizzae per conemplare il conribuo delle inerzie dovue alle mas roani. I valori sono deinii nella guene abella. arameri alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso K 0,90 [ 0,80 ; 1,20 ] 0,01 i1 K 1,00 [ 0,80 ; 1,20 ] 0,01 i2 K 1,1 [ 0,80 ; 1,20 ] 0,01 i3 i 0,000 [ 0,000 ; 0,035 ] 0,001 1 i -0,021 [ -0,035 ; 0,000 ] 0,001 2 Il valore i della pendenza sicura della linea deve esre calcolao dal SSB in ba ai valori di pendenza delle n livellee compre ra la posizione della coda del reno ed il puno obieivo come gue: { i n } i n i = min =1,..., Le n livellee da considerare nel calcolo vanno aggiornae dinamicamene all avanzare del reno lungo la linea.

15 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 15 di alcolo di d p Il valore di decelerazione cosane, dovuo alla renaura, uilizzao dal modello nella a di renaura a regime è: d p = K 0 K K r d r K 0 K è un coeiciene di proezione rispeo alle velocià obieivo non nulle; è un coeiciene di proezione per le velocià elevae; K r è un coeiciene di proezione che iene cono della dispersione delle presazioni renani inorno al valore medio ed è legao alle presazioni garanie dal maeriale roabile; d r è il valore di decelerazione nominale legao alla percenuale di peso renao del reno alcolo di K 0 Risula: 0 K 0 = 1 cr è la velocià iniziale; 0 è la velocià obieivo come speciicao in 7; c r è deinio nella guene abella: arameri alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso c 0,05 [ 0,00, 0,10 ] 0,01 r alcolo di K Risula: K = 1 + n 1 ( ) >

16 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 16 di 21 I valori dei parameri n e sono deinii nella guene abella: arameri alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso n 0,000 (km/h) -1 [ - 0,010 ; 0,010 ] 0,001 0,0,000 * 3,6 (m/s) km/h [ 0 ; 400 ] alcolo di K r Risula: aramero alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso K 0,57 [ 0,30 ; 1,50 ] 0,01 r alcolo di d r Risula: d r = L A λ + B ( A λ + B) [ 1 ( )] y = x λ L L > I valori di A, B,, x, y,sono dai nella guene abella: L arameri alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso A 0,00685 Reale - B 0,094 Reale - 0,0000 (km/h) -1 Reale - 0,0,0000 * 3,6 (m/s) -1 x 16,17 km/h Reale - 16,17 / 3,6 m/s y 0,443 Reale -

17 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 17 di alcolo di β La velocià β caraerizza il comporameno del reno nella a ransioria, durane la quale il modello assume che nessuna orza renane sia applicaa alle ruoe. Risula: β = d i ( + h) d i ( + h) d ( + h) 0 i > 0 0 è la velocià iniziale; 0 è la velocià obieivo come speciicao in 7; h è deinio in 7; è deinio in 6.1; d i è deinio in 6.2.

18 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 18 di 21 8 alcolo dello spazio per le curve SBI, W e Lo spazio di arreso per le curve SBI, W e è ricavao a parire dallo spazio di arreso per la curva EBI. 8.1 urva SBI Lo spazio di renaura S SBI, espresso in m, è dao da: S + S SBI = SBI β EBI SBI è un empo caraerisico ale da connire all inerveno della renaura di rvizio di ridurre la velocià del reno in modo da eviare il successivo inerveno della EBI; β è deinio in 7.4; S EBI è deinio in 7. Risula: = + SBI R è deinio in 7.1 è deinio nella guene abella (con la condizione che SBI deve comandare ramie B la renaura di rvizio deinia dalla logica di veicolo): aramero alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso 1,0 s [ -10,0 ; 10,0 ] 0,1 R

19 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 19 di urva W Lo spazio di renaura S W, espresso in m, è dao da: S = + S W w SBI W è il empo che caraerizza l anicipo con cui l allera avvere il d dell imminene azionameno della renaura di rvizio; è la velocià isananea del reno; S SBI è deinio in 8.1. Risula: arameri alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso 1,5 [ -10,0 ; 10,0 ] 0,1 W 8.3 urva Lo spazio di renaura S, espresso in m, è dao da: S = + S W è il empo che caraerizza l anicipo con cui l allera avvere il d dell imminene azionameno della renaura di rvizio; è la velocià isananea del reno; S W è deinio in 8.2. Risula: arameri alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso 1,5 [ -10,0 ; 10,0 ] 0,1

20 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 20 di 21 9 Tei di velocià I ei di velocià per EBI, SBI e W sono ricavai a parire dalla velocià permessa nel guene modo: = + W W = + SBI SBI = + EBI EBI con: W = W,min + W,max W,min W 2 W 1 W,max W,min ( ) W1 W 1 < W1 < W 2 W 2 SBI = SBI,min + SBI,max SBI,min SBI 2 SBI1 SBI,max SBI,min ( ) SBI1 SBI1 < SBI1 < SBI 2 SBI 2 EBI = EBI,min + EBI,min EBI,max EBI 2 EBI1 EBI,max EBI,min ( ) EBI1 EBI1 < EBI 1 < EBI 2 EBI 2 I valori dei parameri sono riassuni nella guene abella:

21 Baline 2 ETS odiica: RFI T.S SR A 03 R02 FOGLIO 21 di 21 aramero alore di prima ipoesi Inervallo di deinizione asso 110 km/h [ 0; 400 ] 1 w1 140 km/h [ 0; 400 ] 1 w2 110 km/h [ 0; 400 ] 1 SBI1 210 km/h [ 0; 400 ] 1 SBI km/h [ 0; 400 ] 1 EBI1 210 km/h [ 0; 400 ] 1 EBI 2 W,min 4,0 km/h [ 0,0; 20,0 ] 0,5 W,max 5,0 km/h [ 0,0; 20,0 ] 0,5 SBI,min 5,0 km/h [ 0,0; 20,0 ] 0,5 SBI 10,0 km/h [ 0,0; 20,0 ] 0,5,max EBI 7,5 km/h [ 0,0; 20,0 ] 0,5,min EBI 15,0 km/h [ 0,0; 20,0 ] 0,5,max