INDICE PARTE I GENERALITA... 3 I.1 SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE... 3 I.2 PRINCIPALE BIBLIOGRAFIA NORMATIVA DI RIFERIMENTO... 3 I.3 DEFINIZIONI ED ABBREVIAZIONI... 3 I.4 SISTEMA DI IDENTIFICAZIONE DEI REQUISITI... 4 PARTE II REQUISITI DEL SISTEMA... 5 II.1 PARAMETRI... 6 II.1.1.1 Ampiezza Portante...6 II.1.1.2 Frequenza delle portanti...6 II.1.1.3 Frequenza Modulante...7 II.1.1.4 Duty Cycle...8 II.1.1.5 Profondità di Modulazione...9 II.1.1.6 Rapporto Ampiezza Frequenze Portanti...10 II.1.1.7 Correnti e Coefficiente di Squilibrio (CSQL)...10 II.1.1.8 Verifiche contestuali al rilievo...11 pag. 2 di 12
PARTE I GENERALITA I.1 SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE Nell ambito del settore del segnalamento ferroviario è richiesto il monitoraggio dei parametri caratteristici dei differenti sottosistemi impegnati. Nel presente documento, tra i sottosistemi di terra deputati al trasferimento di informazioni tra terra e treno, si prende in considerazione il blocco automatico a correnti codificate (BACC) e se ne definisce il sistema di acquisizione dei parametri caratteristici (SABA) per la certificazione e la diagnostica dell infrastruttura ferroviaria. Il documento si colloca nella Fase 2 del ciclo di vita di un sistema così come indicato dalla Norma EN 50126 Applicazioni Ferroviarie, tranviarie, filo tranviarie, metropolitane La Specificazione e Dimostrazione di Affidabilità, Disponibilità, Manutenibilità e Sicurezza (RAMS), la quale regola il Ciclo di Vita di un qualsiasi Sistema in ambito Ferroviario. I.2 PRINCIPALE BIBLIOGRAFIA NORMATIVA DI RIFERIMENTO La principale bibliografia di riferimento è quella riportata di seguito: ID Documento Codice Emesso da 1. Applicazioni Ferroviarie, tranviarie, filo tranviarie, metropolitane La Specificazione e Dimostrazione di Affidabilità, Disponibilità, Manutenibilità e Sicurezza (RAMS) 2. Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e taratura UNI CEI EN 50126 UNI CEI EN ISO/IEC 17025 EU UNI CEI EN ISO/IEC 3. Sistemi di gestione per la qualità- Requisiti UNI CEI EN ISO 9001 UNI CEI EN ISO 4. Documentazione tecnica disponibile su portale di RFI all indirizzo: http://www.rfi.it/rfi/sicurezza-e- INNOVAZIONE/Tecnologie/SCMT:- controllo-della-marcia/documentazionetecnica La principale bibliografia di riferimento è da intendersi nella versione vigente alla consegna dell analisi di fattibilità del progetto. I.3 DEFINIZIONI ED ABBREVIAZIONI Si riportano nel seguito alcuni acronimi utilizzato nel seguito del documento. pag. 3 di 12
AC AMF1 AMF2 BACC CC CdB CSQL DCF1 DCF2 FMF1 FMF2 FPF1 FPF2 HW IE IS PMF1 PMF2 RAFP RMS RSC SW VECO Corrente Alternata Ampiezza Portante Base Ampiezza Portante Aggiunta Blocco Automatico a Correnti Codificate Corrente continua Circuito di Binario Coefficiente di Squilibrio Duty Cycle portante base 50 Hz Duty Cycle portante aggiunta 178 Hz Frequenza Modulante Portante Base Frequenza Modulante Portante Aggiunta Frequenza Portante 50 Hz Frequenza Portante 178 Hz Hardware Impianti Elettrici Impianti di Sicurezza e Segnalamento Profondità di Modulazione Portante Base Profondità di Modulazione Portante Aggiunta Rapporto Ampiezza F1/F2 Root Mean Square Ripetizione Segnali Continua Software Verifica Sequenza Codice I.4 SISTEMA DI IDENTIFICAZIONE DEI REQUISITI Al fine di una maggior chiarezza, a ciascun requisito è stato associato un codice alfanumerico: [REQ_F_XX]: dove REQ_F_ è una stringa fissa che identifica un requisito tecnico funzionale e XX rappresenta il codice numerico incrementale identificativo del requisito. Alcuni requisiti opzionali sono contraddistinti con la stringa (opzionale) inserita in coda al requisito stesso Nel presente documento, le informazioni accessorie il cui solo scopo è migliorare la comprensione del documento stesso e fornire il contesto di riferimento dei requisiti espressi, sono riportate con il seguente codice alfanumerico: [Descr_XX]: dove Descr è una stringa fissa che indica un informazione di tipo descrittivo e XX rappresenta il codice numerico incrementale identificativo dell informazione. pag. 4 di 12
PARTE II REQUISITI DEL SISTEMA [Descr_001] Negli impianti di BACC la corrente codificata presente sul circuito di binario è una sinusoide modulata in ampiezza, in formule: i ( t) m m( t) I cos(2 f t ) s a ove f p è pari a 50Hz, 83,3 o 178Hz ; è la fase iniziale ed m a è la profondità di modulazione ipotizzata pari a 1. La modulante m(t), è un onda quadra ON/OFF ad ampiezza unitaria con un periodo T m=t ON+T OFF, ove T ON= T OFF. s p Figura 1: Forma d onda della corrente di codifica Le correnti codificate di binario sono caratterizzate da un unica portante base nel caso di codifica a 4 codici, e da una portante aggiunta per la codifica a 9 codici. Settore Parametro Descrizione DCF1 Duty Cycle portante base 50 Hz DCF2 Duty Cycle portante aggiunta 178 Hz FMF1 Frequenza Modulante Portante Base 50 Hz FMF2 Frequenza Modulante Portante Aggiunta 178Hz FPF1 Frequenza Portante 50 Hz FPF2 Frequenza Portante 178 Hz PMF1 Profondità di Modulazione Portante Base PMF2 Profondità di Modulazione Portante Aggiunta IS-BACC AMF1 Ampiezza Portante Base AMF2 RAFP CSQL VSCO VACO VAPA VAIF VAMC Ampiezza Portante Aggiunta Rapporto Ampiezza F1/F2 Coefficiente di Squilibrio Verifica Sequenza Codice Verifica Assenza Codice Verifica Assenza Portante Aggiunta Verifica Assenza INFILL Verifica Assenza Modo Comune pag. 5 di 12
II.1 PARAMETRI II.1.1.1 AMPIEZZA PORTANTE [REQ_F_1] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Ampiezza Portante Base come valore efficace della corrente caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante Î s della portante a 50 o 83,3Hz nel rispetto delle Ampiezza portante Base Campo di misura [A] [A] [A] 0 20 ± 0.1 0,01 [REQ_F_2] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Ampiezza Portante Aggiunta come valore efficace della corrente caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante Î s della portante a 178 Hz nel rispetto delle Ampiezza portante Aggiunta Campo di misura [A] [A] [A] 0 20 ± 0.1 0,01 II.1.1.2 FREQUENZA DELLE PORTANTI [Descr_002] Il parametro Frequenza Portante è la frequenza del segnale portante (50 Hz, 83,3Hz o 178Hz) che ha la funzione di consentire il trasporto dell informazione attraverso il mezzo trasmissivo [REQ_F_3] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Frequenza Portante Base come valore della frequenza della portante nominalmente a 50 o 83,3Hz nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante Frequenza portante Base Campo di misura [Hz] [Hz] [Hz] 1 500 ± 0.5 0,1 pag. 6 di 12
[REQ_F_4] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Frequenza Portante Aggiunta come valore della frequenza della portante nominalmente a 178Hz nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante Ampiezza portante Aggiunta Campo di misura [Hz] [Hz] [Hz] 1 500 ± 0.5 0,1 II.1.1.3 FREQUENZA MODULANTE [Descr_003] La modulazione utilizzata per la costruzione dei codici di binario consiste nell interrompere la portante ad intervalli regolari per un numero di volte che determinano il codice RSC. I possibili valori che può assumere la frequenza modulante a secondo del codice sono riportati in Tabella 1. Codice (in cicli al minuto) Frequenza della modulante (in Hz) 75 f m=1/t m=1.25 120 f m=1/t m=2 180 f m=1/t m=3 270 f m=1/t m=4.5 Tabella 1: Contenuto informativo della modulante. I valori espressi in Tabella 1 rappresentano la vera e propria informazione sull aspetto del segnale di valle. In particolare, le informazioni provenienti dalle due portanti vengono combinate secondo quanto espresso in Tabella 2 e trattate in termini di velocità massima con la quale si può proseguire. Codice Composizione portanti f p1 f p2 270** 270 120 270* 270 75 270 270 assente 180* 180 75 180 180 assente 120** 120 180 120* 120 75 120 120 assente 75 75 assente INFILL assente 420 AC assente Assente Tabella 2: Prospetto delle informazioni attualmente disponibili nella RS continua. Con f p1 si intende la frequenza della portante base a 50Hz o 83,3 Hz, con fp2 quella aggiunta a 178Hz. pag. 7 di 12
[REQ_F_5] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Frequenza Modulante Portante Base, in cicli per minuto (cpm), come valore della frequenza del segnale modulante m(t) che agisce sulla portante base (50Hz o 83,3 Hz), nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante Frequenza Modulate Base Campo di misura [cpm] [cpm] [cpm] 0 300 ± 1 0,1 [REQ_F_6] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Frequenza Modulante Portante Aggiunta, in cicli per minuto (cpm), come valore della frequenza del segnale modulante m(t) che agisce sulla portante aggiunta (178 Hz), nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante. Frequenza Modulate Aggiunta Campo di misura [cpm] [cpm] [cpm] 0 500 ± 1 0,1 II.1.1.4 DUTY CYCLE [Descr_004] Si definisce DutyCycle, relativamente alla forma d onda del segnale modulante m(t), il rapporto tra il tempo ON (Ton) è il periodo del segnale modulante (Ton + Toff) La misura del duty cycle è necessaria sia sulla modulante che agisce sulla portante base (50 Hz o 83,3 Hz) sia sulla modulante della portante aggiunta (178 Hz). TON DutyCycle 100 T T ON OFF [REQ_F_7] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Duty Cycle portante Base, in percentuale, nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante. Duty Cycle Portante Base Campo di misura 0 100 ± 0,1 0,01 pag. 8 di 12
[REQ_F_8] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Duty Cycle portante Base, in percentuale, nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante. Duty Cycle Portante Aggiunta Campo di misura 0 100 ± 0,1 0,01 II.1.1.5 PROFONDITÀ DI MODULAZIONE [Descr_005] Si definisce profondità di modulazione la differenza tra le ampiezze del segnale modulante m(t) rispettivamente nella fase ON e nella fase OFF, normalizzato per l ampiezza nella fase ON: pertanto la profondità di modulazione, riportata in percentuale, rappresenta il rapporto (A- a)/a dove A e a sono rappresentati nella seguente figura: Figura 2: Profondità di modulazione Il parametro può essere calcolato sia per il segnale che modula la portante base che per il segnale che modula la portante aggiunta [REQ_F_9] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Profondità di Modulazione Portante Base, in percentuale, nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante. Profondità di Modulazione Portante Base Campo di misura 0 100 ± 1 0,1 [REQ_F_10] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Profondità di Modulazione Portante Aggiunta, in percentuale, nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante. pag. 9 di 12
Profondità di Modulazione Portante Aggiunta Campo di misura 0 100 ± 1 0,1 II.1.1.6 RAPPORTO AMPIEZZA FREQUENZE PORTANTI [REQ_F_11] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro Rapporto Ampiezza Frequenze Portanti, come rapporto tra i valori efficaci delle correnti rispettivamente della portante aggiunta e della portante base. L elaborazione deve essere realizzata nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante. (opzionale) Rapporto Ampiezza Frequenze Portanti Campo di misura 0 1 ± 1 0,1 II.1.1.7 CORRENTI E COEFFICIENTE DI SQUILIBRIO (CSQL) [Descr_006] La corrente alternata che circola lungo le fughe di rotaia isolata, dx e sx, dei CdB attrezzati con BACC, rispettivamente i dx(t) e i sx(t), in generale, è data dalla somma di due componenti: la corrente di segnalamento i s(t) e le armoniche di ritorno della TE (i Tdx(t) e i Tsx(t)) Alla luce di ciò, si possono definire per le correnti delle due fughe di rotaia una componente di modo comune e una componente di modo differenziale, come di seguito riportate: I dx ( t) I sx ( t) I dx ( t) I sx ( t) I diff ( t) I com ( t) 2 2 Si definisce quindi il Coefficiente di Squilibrio, Coeff Squil ( sql): pag. 10 di 12
CSQL I I diff com [REQ_F_12] Il sistema SABA deve essere in grado di acquisire il parametro RMS Comune, come il valore efficace delle correnti di modo comune nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante. Campo di misura RMS Comune 0 20-0,1 [REQ_F_13] Il sistema SABA deve essere in grado di elaborare il parametro RMS Differ, come il valore efficace delle correnti di modo differenziale nel rispetto delle caratteristiche metrologiche indicate nella tabella sottostante. Campo di misura RMS Differenziale 0 20-0,1 [REQ_F_14] Il sistema SABA deve essere in grado di elaborare lo Spettro di potenza delle correnti di modo differenziale (in modalità grafico gabor). [REQ_F_15] Il sistema SABA deve essere in grado di elaborare la maschera dello spettro d ampiezza delle correnti di modo differenziale. [REQ_F_16] Il sistema SABA deve essere in grado di elaborare lo Spettro di potenza delle correnti di modo comune (in modalità grafico gabor) [REQ_F_17] Il sistema SABA deve essere in grado di elaborare la maschera dello spettro d ampiezza delle correnti di modo comune. [REQ_F_18] Il sistema SABA deve essere in grado di elaborare il parametro Coefficiente di squilibrio, come il valore assoluto del rapporto tra la corrente continua di modo differenziale e quella continua di modo comune. II.1.1.8 VERIFICHE CONTESTUALI AL RILIEVO [REQ_F_19] all occorrenza degli eventi: Il SABA deve valorizzare il parametro EventoRete di seguito descritto, pag. 11 di 12
Nome EventoBACC Descrizione Condizione rilevata, quando avviene l evento Ripetibilità Riproducibilità Valori numerici NA NA - - - - Valori ammessi Descrizione Sequenza codice La sequenza dei codici captati a bordo non è tra quelle logiche Valori speciali Presenza codice Presenza portante aggiunta Presenza infill Assenza infill Codice previsto ma non captato Codice di seconda portante previsto ma non captato Infill non previsto ma captato Infill previsto ma non captato [REQ_F_20] Il sistema SABA deve essere in grado di verificare la sequenza di codice (parametro VSCO) e rilevare eventuali sequenze logiche non permesse. Le sequenze logiche accettate devono essere configurabili. Il sistema SABA deve riportare e localizzare gli eventi relativi a sequenze illogiche e i codici riscontrati. [REQ_F_21] Il sistema SABA deve essere in grado di verificare l assenza della portante aggiunta (parametro VAPA) nei punti dove tale tecnologia non è prevista. Le soglie e i punti della linea con assenza di codici devono essere configurabili. Il sistema SABA deve riportare e localizzare gli eventi anomali. [REQ_F_22] Il sistema SABA deve essere in grado di verificare l assenza del segnale INFILL (parametro VAIF) nei punti dove tale tecnologia non è prevista. Le soglie e i punti della linea con assenza di codici devono essere configurabili. Il sistema SABA deve riportare e localizzare gli eventi anomali. [REQ_F_23] Il sistema SABA deve essere in grado di verificare l assenza del segnale di modo comune (parametro VAMC). Le soglie e i punti della linea con assenza di codici devono essere configurabili. Il sistema SABA deve riportare e localizzare gli eventi anomali. pag. 12 di 12