Dott.ssa Nadia Mazzino

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1 Dott.ssa Nadia Mazzino V. P. Innovation Project 1

2 Indice della presentazione Le parole chiave Integrazione, sicurezza, ambiente, sostenibilità Sistemi e prodotti Innovativi Il Portale Sistemi e prodotti Innovativi La Pesa Dinamica Sistemi e prodotti Innovativi Il monitoraggio da remoto Sistemi e prodotti Innovativi Asset Protection System Progetti di ricerca SICURFER Progetti di ricerca OSIRIS Progetti di ricerca TESYSRAIL SHIFT2RAIL 2

3 Soluzioni innovative per l incremento dei livelli di sicurezza e di efficienza dell infrastruttura ferroviaria e dei veicoli Soluzioni innovative per accrescere la compatibilità del sistema di trasporto con l ambiente che lo circonda 3

4 L Innovazione per Ansaldo STS Integrazione: Studio, definizione e realizzazione di nuovi modelli integrati per la gestione in tempo reale dei sistemi ferroviari. Incremento dell efficienza ed efficacia con l integrazione di informazioni provenienti dai sistemi di monitoraggio con sistemi di pianificazione e programmazione. Sostenibilità: La ferrovia rappresenta la modalità di trasporto più responsabile e sostenibile per proteggere l ambiente ed è interesse di Ansaldo STS che ogni nuova soluzione tecnologica proposta permetta di accrescere la compatibilità del sistema ferroviario con l ambiente che lo circonda. 4

5 Integrazione Le nuove tecnologie garantiranno analisi sempre più accurate volte ad identificare tutte le possibili situazioni di pericolo. La vera prevenzione è possibile solo attraverso l integrazione e la condivisione di tutte le informazioni con i diversi operatori ferroviari e attraverso la gestione integrata con i sistemi di segnalamento. Operatori del Traffico Operatori della Manutenzione Operatori della Sicurezza Operatori del monitoraggio dei rotabili e dell infrastruttura 5

6 Il modello di innovazione per Ansaldo STS Definizione degli obiettivi sulla base di: VISION identificazione dei trend evolutivi, dei nuovi possibili settori di sviluppo e di nuove idee (mediante la collaborazione con esperti del settore); NEEDS Conoscenza del mercato e delle esigenze dei clienti; OSSERVATORIO TECNOLOGICO Collaborazione con Università, Centri di Ricerca e Spin-off; PIANI DI SVILUPPO per l INNOVAZIONE Coerenti con il business Progetti di Ricerca Sviluppo e Sperimentazione Prototipi Realizzazione Sistemi e Prodotti 6

7 Progetti Ricerca PROTECT RAIL SECURED MAXBE SICURFER OSIRIS TESYS RAIL SFERE TRAINSAT MODISTA On time SHIFT2RAIL 7

8 3 major challenges CAPACITY (to cope with growing EU demand) Up to 100% increase in capacity More, Better, Cheaper! RELIABILITY (to better satisfy users) Up to 50% increase of reliability LIFE CYCLE COSTS (for more competitiveness) Up to 50% of reduction of Life Cycle Costs Impacting all segments of the rail market! Improving mobility and making daily life easier for millions of European passengers and rail freight actors! 8

9 SHIFT²RAIL research priorities IP1: Energy & Mass Efficient Technologies for High Capacity Trains IP2: Advanced Traffic Management & Control Systems IP5: Technologies for Sustainable & Attractive European Freight IP4: IT Solutions for a Seamless Attractive Railway IP3: Cost Efficient High Capacity Infrastructure 9

10 Il Modello di Innovazione Realizzazione Sistemi e Prodotti Innovativi Il Portale (Train Conformity Check System) Il Sistema per la Pesa Dinamica Asset Protection System I Sistemi di Monitoraggio da Remoto Progetti di ricerca: Il Progetto di Ricerca SICURFER Il Progetto di Ricerca OSIRIS Il Progetto di Ricerca SFERE Il Progetto di Ricerca TESYS RAIL 10

11 Finmeccanica Sistemi e Prodotti Innovativi Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 11

12 Il Portale (TCCS) Il sistema Portale Multifunzione (TCCS) si inserisce nel contesto dei sistemi di sicurezza e riduzione del rischio per il contesto ferroviario nel suo complesso e per l ambiente circostante. 12

13 Il Portale (TCCS) Il TCCS rileva automaticamente una serie di difetti dei rotabili che possono: Essere la causa di un incidente; Indicare la necessità di manutenzione del rotabile; Possono causare danni alle infrastrutture ferroviarie; 13

14 Il Portale (TCCS) Funzionalità Il TCCS può essere utilizzato nelle linee ferroviarie fino a 330 km/h, giorno e notte e in ogni condizione atmosferica per: Il rilievo automatico della sagoma del rotabile in transito e individuazione di fuori sagoma; Il rilievo automatico della mappa termica del rotabile in transito e individuazione di zone a temperatura critica; Il rilievo automatico delle immagini visibili del rotabile in transito e possibile analisi diagnostica di componenti; L arresto in sicurezza (SIL4) dei treni con difetti critici; La gestione della manutenzione se il rotabile ha delle componenti difettose. 14

15 Il Portale (TCCS) Funzionalità 3D Scan subsystem: identificazione fuori sagoma dovuti a difetti o a possibili condizioni di pericolo come ad esempio carichi fuori sagoma o porte aperte su un convoglio. High Resolution Imaging subsystem: acquisizione di immagini ad alta definizione dei profili dei rotabili in transito nell area di misura 15

16 Il Portale (TCCS) Funzionalità 16

17 Il Portale (TCCS) Funzionalità 17

18 Il TCCS rileva situazioni anomale e potenzialmente pericolose con i seguenti vantaggi: Non interferisce con la circolazione; Non interferisce con la manutenzione quotidiana delle infrastrutture ferroviarie; I treni vengono analizzati in tempo reale; Gli allarmi sono comunicati al Posto Centrale in tempo reale; Il TCCS server raccoglie tutti I dati relativi al treno (dati, allarmi, diagnostica) provenienti da ogni sottosistema; Il TCCS fornisce agli operatori un controllo accurato degli allarmi provenienti da ogni sottosistema; I componenti del TCCS sono provvisti di auto calibrazione. 18

19 Finmeccanica Sistemi e Prodotti Innovativi Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 19

20 Pesa Dinamica Il sistema Pesa Dinamica ha lo scopo di migliorare la sicurezza della circolazione ferroviaria. 20

21 Il Sistema per la Pesa Dinamica dei Rotabili Ansaldo STS (in collaborazione con OPTOSMART) ha realizzato il sistema TWBCS (Train Weight Balance Check System) per: il monitoraggio continuo in tempo reale dei treni in transito; la determinazione della composizione del treno in transito; il calcolo del peso per ogni ruota del treno in movimento con il rilevamento di eventuali sovraccarichi e sbilanciamenti; il rilievo della presenza di eventuali difetti delle ruote del treno in movimento. Sensore FBG Fibra Ottica 21

22 Il Sistema per la Pesa Dinamica dei Rotabili Composizione del Treno I sensori FBG (Fiber Bragg Gratings) opportunamente installati possono fornire importanti informazioni relative al treno in movimento: Numero di assi del treno Distanza tra gli assi Velocità Accelerazione Carrello 1 Carrello 2 Carrello 3 Carrello 1 Carrello 2 (motrice) Carrello 3 22

23 Il Sistema per la Pesa Dinamica dei Rotabili Conclusioni Il sistema per la Pesa Dinamica dei Rotabili, rivelando lo stato di carico del treno ed eventuali difetti delle ruote, permette di migliorare la sicurezza del trasporto ferroviario e di contenere i costi di manutenzione dei rotabili e delle infrastrutture FBG Carico Scarico 23

24 Il Sistema per la Pesa Dinamica dei Rotabili Vantaggi scarso ingombro e minima invasività; robustezza; nessuna alterazione della rotaia (non richiede forature e neppure la costruzione di piattaforme); facilità di installazione e rimozione; non richiede alimentazione elettrica e quindi verifica tutte le specifiche di isolamento; cablaggio in fibra ottica (non si usano cavi elettrici); non crea problemi di interferenza elettromagnetica; ampio intervallo di temperatura di lavoro (-40 85) C; certificato in accordo agli standard EN , IS

25 Finmeccanica Sistemi e Prodotti Innovativi Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 25

26 I Sistemi di Monitoraggio da Remoto Le proposte di Ansaldo STS Le tecniche di monitoraggio satellitare rappresentano una grande opportunità per il settore ferroviario sia in termini di efficientamento delle attuali tecniche di monitoraggio dell infrastruttura che in termini di sostenibilità ambientale garantendo: la possibilità di coprire vaste aree di territorio; la possibilità di utilizzare con diverse tipologie di sensori; un alta frequenza di rivisitazione della stessa area; un elevata automazione dei processi di acquisizione e di elaborazione. θ Le tecniche di monitoraggio satellitare del territorio, non invasive ed in continua evoluzione, sono una risposta alla esigenze di monitoraggio ambientale esteso e sostenibile per l incremento della sicurezza ferroviaria. 26

27 La cartografia del sito I Sistemi di Monitoraggio da Remoto Le proposte di Ansaldo STS Le informazioni relative ai punti noti Coordinate: Elevazione: Spostamento medio: Velocità media: N; 8 55 E 1 [m] 0.5 [mm] 17.5 [mm/anno] Critical Not Critical Ferrovia Le mappe di rischio 27

28 I Sistemi di Monitoraggio da Remoto Le proposte di Ansaldo STS Analisi dati Pluviometrici Elaborazione dati Aggiornamento dati Periodico Aggiornamento Mappe di Rischio Aggiornamento dati «On-demand» 28

29 I Sistemi di Monitoraggio da Remoto Aggiornamento delle mappe di rischio Le mappe di rischio di ciascuna tratta verranno aggiornate mediante il seguente processo: 1. Acquisizione delle immagini dell area; 2. Processamento dei dati; 3. Analisi degli spostamenti dei punti di riferimento; 4. Aggiornamento delle mappe di rischio. 29

30 I Sistemi di Monitoraggio da Remoto Integrazioni con sensori di terra Qualora le analisi evidenziassero condizioni di rischio tali da richiedere un monitoraggio continuo del fronte di frana il servizio proposto potrà essere integrato con sensori di terra per un monitoraggio in tempo reale dell area: Inclinometri Piezometri Estensimetri 30

31 I Sistemi di Monitoraggio da Remoto Le proposte di Ansaldo STS L elaborazione dei dati raccolti mediante i satelliti radar attraverso opportuni algoritmi e modelli di analisi garantisce la possibilità di monitorare da remoto: TRACCIATI FERROVIARI OPERE D ARTE Ponti Viadotti Cavalcavia Muri di sostegno Pensiline Barriere antirumore MACROSTRUTTURE Pali della TE Recinzioni metalliche Edifici 31

32 Finmeccanica Sistemi e Prodotti Innovativi Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 32

33 Asset Protection System Operatori del Traffico Operatori della Manutenzione Integrazione! Operatori della Sicurezza Operatori del monitoraggio dei rotabili e dell infrastruttura 33

34 Train & Infrastructure Monitoring Platform Il principale obiettivo della piattaforma T&IMP è quello di acquisire dati e misure relative ai treni in transito e all infrastruttura per: Il monitoraggio dei treni in transito; Il monitoraggio dell infrastruttura (rotaie, deviatoi, etc); L identificazione di difetti e l allertamento degli operatori ferroviari; La memorizzazione di tutti I dati raccolti. Per ogni difetto e allarme rilevato il sistema fornisce informazioni/immagini per supportare gli operatori nel modo più efficiente possibile al fine di evitare possibili incidenti. 34

35 L architettura della T&IMP 35

36 Train & Infrastructure Monitoring Platform Interfaccia Operatore 36

37 Train & Infrastructure Monitoring Platform Interfaccia Operatore Informazioni principali sul treno selezionato Composizione del treno Allarmi Lista dei treni passati o in transito (è possibile selezionare il treno) WTMS & WIMS selection 37

38 Train & Infrastructure Monitoring Platform Le Installazioni di Abu Dhabi Hot Axle Bearing Detection (HABD)/ Hot Wheel Detection (HWD) & (RHT) Dragging Equipment Device (DED) Video Monitoring System (VMS) Radio Frequency Identification (RFID) Wheel Impact Load Detection (WILD Weight in Motion (WIM) Acoustic Bearing Detector (ABD) Wheel Measurement System (WMS) 38

39 Finmeccanica I Progetti di Ricerca Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 39

40 Progetto di ricerca SICURFER Sistema per il Monitoraggio da Bordo All interno del progetto SICURFER le tematiche della sicurezza e dell ambiente trovano elementi di ricerca e proposte innovative in una architettura INTEGRATA per la raccolta e correlazione dei dati misurati dalle unità diagnostiche di terra e di bordo. 40

41 Overview del progetto SICURFER 41

42 Overview del progetto SICURFER 42

43 Progetto di ricerca SICURFER Apparecchiature di Bordo Antenna GNSS Concentratore di Bordo Ricevitore Satellitare Laser Scanner Telecamere lineari veloci Piattaforma Inerziale Accelerometri MEMS 43

44 Finmeccanica I Progetti di Ricerca Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 44

45 Obiettivi di OSIRIS Optimal Strategy to Innovate and Reduce energy consumption In urban rail Systems L obiettivo primario del progetto OSIRIS è la valutazione, nei sistemi ferroviari urbani, dell impatto sul risparmio energetico e sulle emissioni di CO 2 determinato dall introduzione di soluzioni innovative sia nel dominio termico che in quello elettrico. Pump Pump Filter Inertial Tank Fan Coils Bailing Well Water Tank 45

46 Soluzioni di tipo Termico Progetto OSIRIS Le principali attività realizzate, ai fini del recupero termico, sono state: Simulazione e confronto dal punto di vista tecnico ed economico di diversi sistemi innovativi che sfruttano lo scambio termico con il terreno e con le acque sotterranee; Analisi di differenti strategie di ventilazione ed individuazione della migliore strategia per una gestione ottimizzata termica ed energetica della ventilazione nelle aree di stazione e nelle gallerie; Realizzazione di un dimostratore dell impianto free-cooling presso la stazione Barberini della linea A della metropolitana di Roma gestita da ATAC. 46

47 Finmeccanica I Progetti di Ricerca Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 47

48 Obiettivi di TESYS RAIL Sistemi Ferroviari: Ecosostenibilità e Risparmio Energetico All interno del progetto TESYS RAIL sono state proposte le seguenti soluzioni: Efficientamento energetico delle Reti di trasporto su rotaia urbane: identificazione di strategie di ottimizzazione basate sul controllo real-time dell esercizio per una gestione più razionale dell energia; Applicazione di tecniche per la riduzione dei picchi di assorbimento nei sistemi di trasporto elettrici su rotaia che possono essere combinate con metodologie e tecniche di ottimizzazione delle time-table; Individuazione delle interfacce con i sistemi di segnalamento necessarie per consentire la gestione dell esercizio ferroviario nell ottica del risparmio energetico. 48

49 Finmeccanica Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 49

50 L Innovazione per Ansaldo STS Servizi: Ansaldo STS promuove l evoluzione dei servizi ferroviari come strumento per massimizzare l efficienza operativa dell intero sistema di trasporto. Opportunità: Sicurezza, Integrazione, Ambiente e Sostenibilità rappresentano per Ansaldo STS un importante opportunità per farsi interprete delle esigenze dei propri clienti nel rispetto e nella tutela dell ambiente. 50

51 Finmeccanica Finmeccanica è l azienda leader italiana nel settore delle tecnologie avanzate. Finmeccanica è il principale azionista di Ansaldo STS, con una quota pari al 40%. 51