IT201600115888A1 - METHOD AND DYNAMIC CONTROL SYSTEM OF SAFETY OF TRAINS IN SINGLE TRACK - Google Patents
METHOD AND DYNAMIC CONTROL SYSTEM OF SAFETY OF TRAINS IN SINGLE TRACKInfo
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Description
METODO E SI STEMA DI CONTROLLO DI NAMI CO DELLA SI CUREZZA DEI TRENI I N TRATTE A Bl NARI O SI NGOLO NAMI CO CHECK METHOD AND SYSTEM OF TRAIN SAFETY I N DETAILS
D ESCRI ZI ON E DESCRIPTION
Settore tecnico dell’invenzione Technical sector of the invention
La presente invenzione è relativa ad un metodo ed a un sistema di controllo dinamico per monitorare la sicurezza degli utenti che viaggiano su treni in tratte a binario singolo e segnalare agli utenti stessi una situazione di pericolo. La presente invenzione si propone di aumentare notevolmente il livello di sicurezza dei sistemi ferroviari a binario unico e a doppio senso di marcia, in particolare quelli in cui non sono installati sistemi automatici di rilevamento di situazioni di pericolo (in gergo: sistema di sicurezza e controllo della marcia del treno SCMT) . Va ricordato infatti che detti sistem i automatici non sono ritenuti obbligatori in Italia sulle ferrovie non gestite da Rete Ferroviaria Italiana. I l rischio di incidente è presente nel caso di due treni che procedono sullo stesso binario in direzioni opposte oppure nella stessa direzione nel caso in cui un treno raggiunge quello davanti a se perché fermo o perché procede ad una velocità inferiore rispetto al treno che segue. The present invention relates to a method and a dynamic control system for monitoring the safety of users traveling on single-track trains and signaling a dangerous situation to the users themselves. The present invention proposes to considerably increase the safety level of single-track and two-way rail systems, in particular those in which automatic systems for detecting dangerous situations are not installed (in jargon: safety and control system of the running of the SCMT train). In fact, it should be remembered that these automatic systems are not considered mandatory in Italy on railways not managed by the Italian Railway Network. The risk of an accident is present in the case of two trains traveling on the same track in opposite directions or in the same direction if a train reaches the one in front of it because it is stopped or because it is moving at a lower speed than the following train.
Tecnica nota Known technique
I sistemi noti ed attualmente in uso per il controllo del traffico ferroviario non hanno impedito il verificarsi di gravi incidenti con perdita di vite umane, ad esempio quello di Andria in Italia nel 2016 in un tratto ferroviario a singolo binario e a doppio senso di marcia. Ad oggi, sia in Italia che all’estero, in una certa frazione dei tratti ferroviari a binario unico vige ancora il regime di circolazione mediante consenso telefonico, con il quale il capostazione, prima di autorizzare la partenza di un treno in attesa nella sua stazione, chiede telefonicamente il "via libera" al capostazione della successiva stazione di arrivo. Le tratte a binario singolo sono ancora presenti in molteplici tratti della rete ferroviaria: ad esempio tali tratte a binario unico, in Italia sono ancora circa il 90% dei 3000 km di linee ferroviarie regionali e il 60% dei 16 000 km gestiti dalla Rete Ferroviaria Italiana (RFI) . I n una parte di queste tratte, il sistema di distanziamento dei treni con consenso telefonico (blocco telefonico) è tutt’orautilizzato ed è considerato una procedura sicura anche se maggiormente a rischio rispetto agli altri sistemi di blocco ferroviario, in quanto si affida esclusivamente alla comunicazione umana. E’ importante sottolineare inoltre che il blocco telefonico è anche utilizzato spesso in caso di guasto ad uno qualsiasi degli altri sistemi di blocco in uso. The systems known and currently in use for the control of railway traffic have not prevented the occurrence of serious accidents with loss of human life, for example that of Andria in Italy in 2016 in a single-track and two-way railway section. To date, both in Italy and abroad, in a certain fraction of the single-track railway sections the circulation regime is still in force by telephone consent, with which the station master, before authorizing the departure of a train waiting in his station , asks by telephone for the "green light" to the station master of the next arrival station. The single-track sections are still present in many sections of the railway network: for example these single-track sections, in Italy they are still about 90% of the 3,000 km of regional railway lines and 60% of the 16,000 km managed by the Railway Network Italian (RFI). In some of these sections, the train spacing system with telephone consent (telephone block) is still used and is considered a safe procedure even if more at risk than other railway blocking systems, as it relies exclusively on human communication. It is also important to underline that the telephone lock is also often used in case of failure of any of the other lock systems in use.
Esiste quindi l’esigenza di un nuovo sistema e metodo di controllo sulle reti ferroviarie a binario unico, addizionale rispetto a quello affidato al solo intervento umano e quindi soggetto a possibili errori o comunque dipendente dalla volontà umana. There is therefore a need for a new system and method of control on single-track railway networks, in addition to that entrusted solely to human intervention and therefore subject to possible errors or otherwise dependent on human will.
I noltre, non risulta presente allo stato della tecnica alcun sistema di segnalazione di una situazione di pericolo per un utente che viaggia su un treno in tratte a binario singolo, in caso di una possibile situazione di conflitto dovuto alla presenza di due treni in tale tratta. Furthermore, in the state of the art, there is no signaling system for a dangerous situation for a user traveling on a train in single-track sections, in the event of a possible conflict situation due to the presence of two trains in that section. .
Sintesi dell’invenzione Summary of the invention
Uno scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare un metodo ed un sistema di controllo dinamico della sicurezza di utenti che viaggiano su treni a binario singolo. I l metodo di controllo utilizza una applicazione da installare su uno smartphone o altro dispositivo mobile e utilizza algoritmi di gestione che sono già implementati per finalità diverse (ad esempio la applicazione nota ‘WAZE’ per il controllo del traffico su strada) , per mezzo dei quali gli utenti visualizzano automaticamente lo stato della circolazione in tratti di percorso ad esempio stradale, in cui sono presenti altri utenti registrati, aventi la medesima applicazione installata. I l sistema e il metodo proposti permettono al singolo utente di verificare se il suo treno sta percorrendo una tratta “sicura” (ossia dove non è presente un altro treno, nello stesso senso di marcia o in un senso di marcia addirittura opposto) , dandogli la possibilità di lanciare un allarme e soprattutto di azionare il freno di emergenza del treno su cui viaggia. L’invenzione proposta non intende sostituirsi ai sistemi “ufficiali” già presenti e non deve intendersi come sostitutivo di eventuali m iglioramenti e aggiunte ai sistemi di sicurezza “tradizionali”, il cui sviluppo continuo deve comunque garantire una maggiore sicurezza all’utente. An object of the present invention is therefore to provide a method and a dynamic control system for the safety of users traveling on single-track trains. The control method uses an application to be installed on a smartphone or other mobile device and uses management algorithms that are already implemented for different purposes (for example the known application 'WAZE' for road traffic control), by means of which users automatically view the traffic status in stretches of route, for example road, in which there are other registered users, having the same application installed. The proposed system and method allow the individual user to check whether his train is traveling on a "safe" route (ie where there is no other train, in the same direction of travel or in an even opposite direction), giving him the possibility of sounding an alarm and above all of activating the emergency brake of the train on which it travels. The proposed invention is not intended to replace the "official" systems already present and should not be understood as a substitute for any improvements and additions to "traditional" security systems, the continuous development of which must in any case ensure greater safety for the user.
Secondo la presente invenzione, il metodo in oggetto è concepito per garantire la sicurezza agli utenti che viaggiano su un treno in una tratta a binario unico ed è definito dalle caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente di metodo annessa. According to the present invention, the method in question is designed to ensure safety for users traveling on a train in a single-track section and is defined by the characteristics set out in the attached independent method claim.
Secondo la presente invenzione, il sistema in oggetto è concepito per garantire la sicurezza agli utenti che viaggiano su un treno in una tratta a binario unico ed è definito dalle caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente di sistema annessa. According to the present invention, the system in question is conceived to guarantee the safety of users traveling on a train in a single-track section and is defined by the characteristics set out in the annexed independent system claim.
Ulteriori modi di realizzazione dell’invenzione, preferiti e/o particolarmente vantaggiosi, sono descritti secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti annesse. Further preferred and / or particularly advantageous embodiments of the invention are described according to the characteristics set forth in the attached dependent claims.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non lim itativi, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate some non-lim itative implementation examples, in which:
-la Figura 1 è uno schema a blocchi del metodo per il controllo della sicurezza degli utenti che viaggiano su un treno in una tratta a binario unico, secondo la presente invenzione; Figure 1 is a block diagram of the method for checking the safety of users traveling on a train in a single track section, according to the present invention;
- la Figura 2 è una rappresentazione schematica del sistema per il controllo della sicurezza degli utenti che viaggiano su un treno in una tratta a binario unico, secondo la presente invenzione. Figure 2 is a schematic representation of the system for controlling the safety of users traveling on a train in a single track section, according to the present invention.
Descrizione dettagliata Detailed description
Come mostrato nelle figure allegate, il metodo 100 e il sistema 200 che permettono ad un utente di controllare la sicurezza di una tratta, in particolare di una tratta a binario unico, sulla quale sta viaggiando, può essere applicato secondo le seguenti condizioni: As shown in the attached figures, the method 100 and the system 200 which allow a user to check the safety of a section, in particular of a single-track section, on which he is traveling, can be applied according to the following conditions:
un comportamento volontario dell’ utente, in quanto quest’ultimo dovrà attivare l’applicazione di controllo sul proprio dispositivo elettronico; voluntary user behavior, as the latter will have to activate the control application on their electronic device;
- la presenza di almeno due utenti, uno per ogni treno, che abbiano installato e lanciato l’applicazione di controllo sul proprio dispositivo elettronico; - the presence of at least two users, one for each train, who have installed and launched the control application on their electronic device;
la presenza di una connessione dati. the presence of a data connection.
Soddisfatte le suddette condizioni, il metodo 100 consente di ricevere su ciascun dispositivo elettronico 1 dei due utenti che hanno lanciato l’applicazione software 4 un segnale di allarme. I l segnale di allarme è generato, per mezzo dell’applicazione software installata e attivata su ciascun dispositivo elettronico dei due utenti, da un server centrale 3 che elabora una segnalazione di pericolo sulla base della localizzazione dei due utenti, trasmessa dall’applicazione software 4 al server centrale 3. Once the aforementioned conditions are met, method 100 allows an alarm signal to be received on each electronic device 1 of the two users who have launched the software application 4. The alarm signal is generated, by means of the software application installed and activated on each electronic device of the two users, by a central server 3 which processes a danger signal based on the location of the two users, transmitted by the software application 4 to the central server 3.
Nello specifico, il metodo per il controllo della sicurezza degli utenti che viaggiano su un treno in una tratta ferroviaria a binario singolo ( Fig .1 ) comprendente le fasi operative di: Specifically, the method for checking the safety of users traveling on a train on a single-track railway section (Fig. 1) comprising the operating phases of:
a. scaricare S101 la applicazione software denominata “Train Safety” per mezzo di una registrazione dell’utente tram ite il proprio dispositivo elettronico 1 ; to. download S101 the software application called "Train Safety" by means of a user registration via their electronic device 1;
b. lanciare S1 10 l’esecuzione dell’applicazione sul dispositivo elettronico 1 dell’utente nella stazione di partenza; b. launch S1 10 to run the application on the user's electronic device 1 in the departure station;
c. identificare S120 in tempo reale la localizzazione dell’utente; d. riconoscere S130 uno o più utenti che viaggiano nella stessa direzione e/o che viaggiano in direzione opposta, sul proprio treno o su treni differenti; c. identify S120 in real time the user's location; d. recognize S130 one or more users traveling in the same direction and / or traveling in the opposite direction, on their own train or on different trains;
e. trasmettere S140 le informazioni di localizzazione ad un server centrale 3 per la gestione e l’elaborazione dei dati; And. transmit S140 the location information to a central server 3 for data management and processing;
f. ottenere S150 un messaggio di allarme qualora siano riconosciuti uno o più utenti che viaggiano in direzione opposta in una tratta a singolo binario o qualora gli utenti si trovino nello “stato attivo” in una stessa direzione ma su treni diversi in una tratta a singolo binario; in tale evenienza, ciascuno dei suddetti utenti può quindi decidere di azionare il freno di emergenza per arrestare il treno. f. obtain S150 an alarm message if one or more users traveling in the opposite direction in a single track section are recognized or if the users are in the "active state" in the same direction but on different trains in a single track section; in this case, each of the aforementioned users can then decide to activate the emergency brake to stop the train.
L’applicazione per la segnalazione di una situazione di pericolo comprende la registrazione delle mappe e dei percorsi delle tratte a circolazione singola in Italia e all’estero. I noltre, le varie mappe possono essere aggiunte progressivamente. Le tratte vengono suddivise in tratte ad esempio di colore verde ossia a possibile “doppio senso di marcia” (tipicamente le stazioni) e in tratte ad esempio di colore giallo ossia a “senso di marcia singolo”. L’attivazione dell’applicazione da parte dell’utente che parte dalla stazione A verso la stazione B rileva che l’utente si trova su una tratta verde o gialla, dopo alcuni secondi, rileva una velocità di spostamento ‘verso B’ e quindi, automaticamente, visualizza il senso di marcia del treno sul quale è l’utente (appunto verso B) . Successivamente, ad esempio quando l’applicazione rileva di essere non più sulla tratta verde (^stazione) ma gialla (= linea) , passa allo stato ‘Attivo’ in direzione B, sulla tratta Gialla, e vi rimane anche se il treno si dovesse fermare, fino a quando l’utente non si allontana dalla linea ferroviaria stessa. Un altro o più utenti nella stazione A hanno volontariamente attivato, allo stesso modo la stessa applicazione. Evidentemente uno stato di “pericolo conflittuale” si verifica se due o più utenti sono il primo nello “stato attivo” in direzione B sulla tratta gialla e il secondo nello “stato attivo” in direzione A sulla stessa tratta gialla, ossia in direzione opposta su un tratto di linea a singolo binario. La situazione conflittuale genera automaticamente un allarme sia all’utente A che a quello B che possono quindi decidere di azionare il freno di emergenza. Analogamente si può verificare una situazione di allarme (e quindi di pericolo) anche tra utenti che si trovano nello “stato attivo” entrambi in direzione B o entrambi in direzione A sulla tratta gialla, ovvero in movimento nella stessa direzione ma su treni diversi. Per distinguere tra questi utenti e gli utenti che invece si trovano sullo stesso treno, si dovrà implementare un algoritmo che verifica la distanza tra gli utenti stessi (ossia devono essere ad una distanza superiore alla lunghezza del treno stesso, lunghezza predeterm inata dal una mappa contenente le tratte ferroviarie e le corrispondenti composizioni dei treni) oppure si m uovono a velocità diversa oppure, in modo più completo ma complesso, l’utente che sale su un treno ha la possibilità di selezionare anche l’identificativo stesso del treno, selezionandolo da un menu che propone i treni in sevizio su quella tratta e in quell’ora attingendo da un database on-line dei treni e degli orari. Vantaggiosamente uno dei criteri indicati evita che la situazione di allarme entri in funzione per utenti che si trovano sullo stesso treno e hanno attivato l’applicazione. The application for reporting a dangerous situation includes the recording of maps and routes of single circulation routes in Italy and abroad. Furthermore, the various maps can be added progressively. The sections are divided into sections, for example in green color, ie with possible "two-way travel" (typically stations), and in sections for example in yellow color, ie "single direction". The activation of the application by the user starting from station A towards station B detects that the user is on a green or yellow section, after a few seconds, detects a speed of movement 'towards B' and therefore, automatically, it displays the direction of travel of the train on which the user is (precisely towards B). Subsequently, for example when the application detects that it is no longer on the green (^ station) but yellow (= line) section, it switches to the 'Active' state in direction B, on the Yellow section, and remains there even if the train were to stop, until the user moves away from the railway line itself. Another or more users in station A have voluntarily activated the same application in the same way. Evidently a state of "conflict danger" occurs if two or more users are the first in the "active state" in direction B on the yellow section and the second in the "active state" in direction A on the same yellow section, ie in the opposite direction on a section of a single track line. The conflict situation automatically generates an alarm to both user A and user B who can then decide to activate the emergency brake. Similarly, an alarm situation (and therefore a danger) can also occur between users who are in the “active state” both in direction B or both in direction A on the yellow section, or moving in the same direction but on different trains. To distinguish between these users and users who are instead on the same train, an algorithm must be implemented that verifies the distance between the users themselves (i.e. they must be at a distance greater than the length of the train itself, length predetermined by a map containing the railway sections and the corresponding train compositions) or they move at different speeds or, in a more complete but complex way, the user who gets on a train has the possibility to also select the train identifier itself, selecting it from a menu showing the trains in service on that route and at that time, drawing from an online database of trains and timetables. Advantageously, one of the criteria indicated prevents the alarm situation from coming into operation for users who are on the same train and have activated the application.
Preferibilmente, per evitare falsi allarmi si può impostare che la situazione di allarme scatti se almeno due o tre o ‘x’ numero di utenti, che hanno lanciato la stessa applicazione e sono sul treno nelle stesse condizioni, registrano la situazione di pericolo. Evidentemente maggiore è il numero di utenti collegati all’applicazione, più sicura è la conferma dell’esistenza di una situazione di pericolo reale, ma com unque è richiesto che ci siano almeno ‘x’ utenti sul treno con l’applicazione attiva. Teoricamente invece, come già detto, sono sufficienti solo due utenti, uno sul treno A e uno sul treno B, per la generazione del segnale di pericolo. I nfine, quando un utente scende dal treno e si allontana dalla tratta ferroviaria, oppure acquisisce una velocità di spostamento in una direzione non compatibile con la tratta ferroviaria stessa, l’applicazione si disattiva automaticamente. Evidentemente, la fase di disattivazione dell’applicazione 4 dal dispositivo elettronico 1 può essere determinata dall’utente medesimo. Preferably, to avoid false alarms, the alarm situation can be set if at least two or three or 'x' number of users, who have launched the same application and are on the train in the same conditions, register the dangerous situation. Obviously, the greater the number of users connected to the application, the safer it is to confirm the existence of a real danger situation, but in any case it is required that there are at least 'x' users on the train with the application active. Theoretically, however, as already mentioned, only two users are sufficient, one on train A and one on train B, to generate the danger signal. Finally, when a user gets off the train and moves away from the railway section, or acquires a speed of movement in a direction that is not compatible with the railway section itself, the application is automatically deactivated. Obviously, the deactivation phase of the application 4 from the electronic device 1 can be determined by the user himself.
Con riferimento alla Fig. 2, un sistema 200 è configurato per implementare il metodo per la segnalazione di una situazione di pericolo sulla tratta sulla quale sta viaggiando e comprende almeno due dispositivi elettronici 1 di almeno due corrispondenti utenti, una rete per la connessione dati 2, un server centrale 3 per l’elaborazione delle informazioni rilevate dai singoli utenti e una applicazione 4 da installare su ciascun dispositivo elettronico 1 e che deve essere attivata dall’utente che sta per salire su un treno. With reference to Fig. 2, a system 200 is configured to implement the method for signaling a dangerous situation on the section on which it is traveling and comprises at least two electronic devices 1 of at least two corresponding users, a data connection network 2 , a central server 3 for processing the information detected by individual users and an application 4 to be installed on each electronic device 1 and which must be activated by the user who is about to board a train.
Vantaggiosamente il dispositivo elettronico 1 comprende ad esempio un telefono cellulare, un dispositivo Personal Digital Assistant (PDA) , uno smartphone, un dispositivo di navigazione personale (PND), un dispositivo di navigazione mobile, un GPS, un dispositivo mobile mapping, un dispositivo di navigazione per veicolo, ma anche ad esempio un Personal Computer (PC) , un computer portatile, un tablet, un computer server, un computer palmare, un dispositivo portatile, un dispositivo di bordo, un dispositivo off-board, un dispositivo ibrido (ad esempio, un dispositivo che incorpora funzionalità di diversi tipi di dispositivi, ad esempio, funzionalità PDA e funzionalità del telefono cellulare) , elencati e/o dispositivi similari. Advantageously, the electronic device 1 comprises for example a mobile phone, a Personal Digital Assistant (PDA) device, a smartphone, a personal navigation device (PND), a mobile navigation device, a GPS, a mobile mapping device, a vehicle navigation, but also for example a Personal Computer (PC), a laptop, a tablet, a server computer, a palmtop computer, a portable device, an on-board device, an off-board device, a hybrid device (e.g. example, a device that incorporates functionality of different types of devices, for example, PDA functionality and mobile phone functionality), listed and / or similar devices.
Vantaggiosamente, la connessione dati è, ad esempio, una stazione di com unicazione wireless, un dispositivo di comunicazione wireless, un punto di accesso wireless (AP) , una stazione wireless di base (BS) , una stazione mobile ad abbonamento (MSS) , un Network I nterface Card (NIC) wire o wireless, un router wire o wireless, un modem wire o wireless, una rete wire o wireless, una rete locale (LAN) , un wireless LAN (WLAN) , una Metropolitan Area Network (MAN) , una wireless Metropolitan Area Network (WMAN) , una rete WAN (Wide) , una WAN wireless (WWAN) , una Personal Area Network (PAN) , un PAN wireless (WPAN) , dispositivi e / o reti che operano in conformità con gli attuali standard I EEE 802.11 , 802.1 1 a, 802.1 1 b, 802.1 1 g, 802.1 1 η, 802.16, 802. 16d, 802. 16e, standard 802.16m e/o versioni future e/o derivati degli standard sopra elencati e/o similari. Advantageously, the data connection is, for example, a wireless communication station, a wireless communication device, a wireless access point (AP), a wireless base station (BS), a mobile subscription station (MSS), a wire or wireless Network Interface Card (NIC), a wire or wireless router, a wire or wireless modem, a wire or wireless network, a local area network (LAN), a wireless LAN (WLAN), a Metropolitan Area Network (MAN ), a wireless Metropolitan Area Network (WMAN), a WAN (Wide), a wireless WAN (WWAN), a Personal Area Network (PAN), a wireless PAN (WPAN), devices and / or networks operating in compliance with current I EEE standards 802.11, 802.1 1 a, 802.1 1 b, 802.1 1 g, 802.1 1 η, 802.16, 802.16d, 802. 16e, 802.16m standard and / or future and / or derived versions of the standards listed above and / or similar.
L’invenzione appena descritta si presta a numerose varianti che possono offrire ulteriori vantaggi rispetto a quelli precedentemente citati, ma tali ulteriori varianti possono essere apportate dall’uomo esperto del ramo senza per questo fuoriuscire dall’invenzione quale essa risulta dalla presente descrizione e dalle rivendicazioni qui allegate. I noltre l’invenzione stessa può essere realizzata in modo parziale così come tutti i vari dettagli descritti sono sostituibili da elementi o soluzioni tecnicamente equivalenti. The invention just described lends itself to numerous variants which can offer further advantages with respect to those previously mentioned, but such further variants can be made by the man skilled in the art without thereby departing from the invention as it results from the present description and from the claims. here attached. Furthermore, the invention itself can be partially realized as all the various details described can be replaced by technically equivalent elements or solutions.
Claims (11)
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