IT202200000233A1 - Sistema per la protezione dei cantieri ferroviari interfacciato con il sistema di segnalamento ferroviario adibito alla gestione del traffico ferroviario - Google Patents

Description

Descrizione

Durante l?esecuzione di lavori alla sede ferroviaria sono presenti, tra gli altri, i seguenti rischi per l?incolumit? del personale impegnato nell?esecuzione delle lavorazioni e per i treni in transito:

1. Arrivo di un treno sul binario oggetto delle lavorazioni

2. Transito di un treno sui binari vicini alla zona interessata dalle lavorazioni senza che il personale abbia potuto ricoverarsi nelle zone sicure

3. Possibilit? che attrezzature e mezzi impegnati nel cantiere ferroviario vadano ad urtare con un treno in transito su un binario vicino

Allo stato attuale la protezione dai suddetti rischi avviene nelle seguenti modalit?:

1. Arrivo di un treno sul binario oggetto delle lavorazioni: l?inibizione dell?inoltro viene eseguita agendo sul sistema di segnalamento ferroviario e comunicato al personale presente in cantiere attraverso comunicazione registrata. Il personale presente in cantiere non ha la possibilit? di verificare che effettivamente il tratto su cui stanno lavorando ? interrotto alla circolazione dei treni

2. L?avviso del transito del treno su un binario vicino alla zona delle lavorazioni avviene attraverso l?utilizzo di alcune persone che posizionate ad una opportuna distanza avvisano attraverso radio o cellulari il cantiere del sopraggiungere del treno. Il personale presente in cantiere, all?avviso, interrompe le lavorazioni e si posiziona in zona sicura. Per maggiore sicurezza nei cantieri pi? pericolosi vengono esposti ad una distanza di sicurezza che garantisce la possibilit? di arrestare il treno dei segnali di arresto a mano (bandiere o luci rosse) che impongono all?agente di condotta del treno di fermarsi. Tali segnali di arresto vengono rimossi solo quando viene ricevuto dal cantiere il nulla osta dal responsabile che attesta l?avvenuto ricovero del personale e dei mezzi/attrezzature in zona sicura. Il sistema, come descritto, risulta complesso e lento con conseguente aumento dei tempi di non attivit? del cantiere: inoltre la presenza di un elevato numero di persone aumenta il rischio di errore umano.

Un miglioramento rispetto a tale soluzione ? stata l?introduzione dei sistemi ATWS: tali sistemi permettono di gestire in modo ottimale l?annuncio al cantiere in quanto, attraverso dei pedali posizionati di volta in volta ad una determinata distanza, avvisano, attraverso luci e lampade o attraverso apposite cuffie, il personale del sopraggiungere del treno consentendo allo stesso di mettersi in sicurezza. Alcuni di questi sistemi presentano la possibilit? di installare anche dei segnali di arresto comandati direttamente dalla centralina per cui, teoricamente, un solo operatore pu? gestire completamente la sicurezza del cantiere. Tali sistemi, pur garantendo un livello di sicurezza sicuramente superiore alla protezione tradizionale, presentano una serie di limitazioni che si intende superare con la soluzione oggetto del presente brevetto: per prima cosa i sistemi devono essere di volta in volta installati con conseguente perdita di tempo e necessit? di interruzioni alla circolazione per la posa dei pedali di rilevamento della presenza dei treni. Tale difficolt? ? parzialmente superata dall?utilizzo di sistemi radio che per? soffrono notevolmente il contesto ambientale in cui operano (perdita di segnale di comunicazione con conseguente allarme del sistema) per cui, di fatto, tale soluzione ? adottata solo per cantieri di limitata estensione e complessit?.

In generale i sistemi ATWS risultano efficaci solo in cantieri con pochi punti di ingresso da monitorare: nel caso di situazioni anche solo mediamente complesse come, ad esempio, nel caso di presenza di una Localit? di Servizio con pi? binari il numero di sensori da utilizzare diventa talmente elevata che si ? costretti a limitare l?esercizio di alcuni binari in quanto o perch? si raggiunge il limite tecnico dei sistemi o perch? non sono convenienti dal punto di vista economico. I sistemi ATWS, inoltre, non sono di fatto utilizzabili per interventi di durata limitata o in cantieri non programmati con congruo anticipo in quanto necessitano di una progettazione specifica per ogni cantiere e di tempo per l?installazione dei diversi sistemi.

3. La gestione della possibilit? di urto delle attrezzature o dei mezzi con i treni in transito nei binari attigui viene gestita attraverso dei blocchi alla movimentazione delle parti mobili destinate ad operare fuori dalla sagoma del veicolo. All?annuncio dell?arrivo del treno, per normativa, il personale deve arrestare il mezzo e posizionarlo in modo che non interferisca con la sagoma di libero transito dei binari attigui.

Non sono per? stati rari i casi in cui gli operatori dei mezzi hanno rimosso tali blocchi o che hanno continuato ad operare fino all?ultimo momento con conseguente incidente ferroviario. Oppure che l?operatore si scordava di riposizionare delle parti dell?attrezzatura momentaneamente estratte (come ad esempio gli stabilizzatori di una gru). Di fatto, allo stato attuale, non esiste la possibilit? di verificare automaticamente, prima del transito del treno, che tutte le attrezzature ed i mezzi siano disposti in posizione sicura in quanto tale controllo ? demandato esclusivamente alla professionalit? ed attenzione degli operatori.

La soluzione proposta intende risolvere i problemi e le limitazioni sopraesposte attraverso un sistema che, interfacciandosi con il sistema di segnalamento deputato alla gestione del traffico ferroviario, sia in grado di avvisare tempestivamente il cantiere dell?arrivo dei treni e di fermarli nel momento in cui non sussistano le condizioni di sicurezza per il transito.

Il sistema ? costituito da una ?apparecchiatura di interfaccia? in grado di collegarsi ad una pluralit? di sistemi di segnalamento ferroviario: nel caso di cabine ACEI, ad esempio, il sistema ? dotato di una serie di ingressi e di uscite digitali connessi con i rel? di cabina mentre nei casi di sistemi di segnalamento di nuova generazione il collegamento avverr? attraverso rete ethernet o altra modalit?, anche wireless, in grado di consentire una comunicazione sicura con l?impianto di segnalamento. Tale funzione di interfaccia potr? essere svolta da un solo apparecchio, nel caso di sistemi di gestione del traffico ferroviario pi? Localit? di Servizio e linee, come ad esempio gli ACC-M, o da pi? apparecchi dislocati nei diversi locali tecnologici come, ad esempio, nel caso di sistemi ACEI o di sistemi di blocco tradizionali lungo linea. La funzione di tale sistema ? quello di acquisire in tempo reale le informazioni relative al traffico ferroviario e di trasmettere al sistema di segnalamento i comandi, elaborati e impartiti dall??apparecchiatura decisionale? necessari per attuare la protezione dei cantieri (inibendo, ad esempio nel caso di un sistema ACEI, la movimentazione di un segnale di prima categoria disposto a via impedita fino al nulla osta da parte del cantiere) e per il transito dei treni (comandando, ad esempio, all?ACC di disporre a via libera un segnale di protezione posto a via impedita).

Tutti i diversi sistemi di interfaccia sono collegati con un sistema di elaborazione (?apparecchiatura decisionale?) che raccoglie e centralizza tutte le informazioni sullo stato della linea e delle localit? di servizio. Accedendo a tale sistema, da locale o da remoto attraverso terminale sicuro, l?organizzatore della protezione del cantiere ferroviario andr? a definire le informazioni necessarie per implementare la sicurezza del cantiere come, ad esempio, le chilometriche di estensione del cantiere ed il tempo di preavviso necessario per liberare il cantiere all?arrivo del treno. Sulla base di tali informazioni il sistema andr? a proporre all?organizzatore dei ?punti limite di sicurezza? che non dovranno essere superati dal treno in assenza di nulla osta da parte del cantiere: tali punti limite saranno, nel caso di linee tradizionali, in corrispondenza di segnali di prima categoria che verranno utilizzati, assieme alle relative boe interconnesse, per garantire l?arresto in sicurezza del treno in caso di situazione anomala in cantiere. Nelle linee con blocco radio, invece, andr? ad interfacciarsi con il Radio Block Center in modo da definire una sezione di blocco virtuale che racchiuda il cantiere.

L?organizzatore, confermato o modificato i ?punti limite di sicurezza?, proceder? ad associare all??apparecchiatura decisionale? i sistemi di comunicazione presenti in cantiere (?apparecchiature per il nulla osta del personale? e ?apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi?) da cui il sistema decisionale deve attendere la conferma prima di concedere il nulla osta al transito del treno. Tali sistemi sono concettualmente di due tipologie: la prima (?apparecchiatura per il nulla osta del personale?) ? destinata alle squadre di operatori per cui un responsabile dovr? fornire, accertato che tutta la squadra sia in posizione sicura e che non ci siano attrezzature o mezzi interferenti, il nulla osta al transito del treno. La seconda (?apparecchiatura di nulla osta per attrezzature o mezzi?) ? invece deputata a verificare, attraverso una serie di sensori, che le diverse attrezzature/mezzi potenzialmente interferenti con il treno siano posizionate in zona sicura. Ad esempio una attrezzatura da monitorare ? una gru montata su carrello ferroviario da cui, attraverso dei sensori di rotazione e di posizione dei pistoni, ? possibile definire la posizione della stessa rispetto al binario attiguo e quindi valutarne l?interferenza con la sagoma di libero transito.

L?organizzatore proceder? poi a definire, confermando o meno quanto proposto dall??apparecchiatura decisionale?, le zone sicure dove gli operatori devono ricoverarsi all?arrivo del treno e ad associare all??apparecchiatura decisionale? le diverse ?apparecchiature di posizione del personale? in dotazione al personale presente in cantiere. Tali dispositivi, di tipo indossabile o comunque facilmente trasportabile, consentono la localizzazione del personale all?interno del cantiere utilizzando, ad esempio, sistemi GPS, sistemi di localizzazione basati su onde radio o sistemi di visione o una qualsiasi altra modalit? di geolocalizzazione.

Definiti i componenti presenti in cantiere, l?organizzatore della protezione del cantiere effettuer? un test di operativit? del sistema e comunicher? al Regolatore della Circolazione che il cantiere ? pronto per l?inizio dei lavori. Quest?ultimo, verificata l?assenza di treni in transito e dopo avere operato sul sistema di segnalamento (eventualmente supportato da operatori presenti in linea o in impianto) al fine di inibire il transito dei treni sui binari interrotti, fornir? il nulla osta all?inizio dei lavori. L?organizzatore, verificato l?effettivo fuori servizio dei binari interessati dai lavori (supportato dall??apparecchiatura decisionale? che segnala eventuali itinerari/manovre possibili verso il cantiere ed attraverso una idonea ?apparecchiatura di visualizzazione?, collegata all??apparecchiatura decisionale?, in grado di visualizzare lo stato completo della linea e delle localit? di servizio compresi il fuori servizio dei binari), provveder? ad attivare il sistema di protezione.

All?arrivo al punto di annuncio di un treno (determinato automaticamente dall??apparecchiatura decisionale? sulla base dei parametri inseriti) che, sulla base delle manovre/itinerari schedulati nel sistema di segnalamento, ? destinato a transitare su uno dei binari attigui al cantiere, l??apparecchiatura decisionale? provveder? ad allarmare il cantiere attraverso uno o pi? ?sistema di annuncio?: tali sistemi, connessi all??apparecchiatura decisionale? in modo sicuro (wireless con antenne dislocate permanentemente lungo linea, GSM-R o altri sistemi di connessione), potranno essere di avviso collettivo (avvisatori ottico-acustico lungo tutto il cantiere) o individuali (cuffie o avvisatori wearable o avvisatori ottico-acustici integrati nei macchinari di cantiere) e permetteranno l?avviso contemporaneo a tutto il personale. Ricevuto l?avviso, tutto il personale provveder? a ricoverarsi nelle zone sicure e i responsabili daranno, ove sussistano le condizioni, il nulla osta al transito del treno attraverso le ?apparecchiature per il nulla osta del personale?. Per le verifiche necessarie per la definizione del nulla osta, gli operatori saranno supportati anche dalle ?apparecchiature per il nulla osta del personale? che forniranno, su comando dell??apparecchiatura decisionale?, un allarme nel caso in cui non tutte le persone siano ricoverate in zona sicura.

L??apparecchiatura decisionale?, ricevuto il nulla osta da tutti i sistemi di controllo presenti in cantiere e verificato attraverso le ?apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi? che i mezzi e le attrezzature sono in posizione sicura, provveder? a fornire il nulla osta al transito del treno attraverso il sistema di segnalamento. Nel caso di emergenza in cantiere i diversi operatori presenti in cantiere attraverso le ?apparecchiature per il nulla osta del personale? potranno provvedere ad inoltrare una richiesta di blocco della circolazione all??apparecchiatura decisionale? che provveder? a bloccare il treno attraverso il sistema di segnalamento.

La soluzione sar? implementata in modo tale da garantire che nel caso di perdita di connessione tra i diversi sistemi che lo compongono ogni sottosistema automaticamente si posizioner? in posizione di maggiore sicurezza per cui, ad esempio, l??apparecchiatura decisionale? comander? al sistema di segnalamento la disposizione a via impedita dei segnali di protezione e i ?sistemi di annuncio? si attiveranno comandando la liberazione del cantiere ferroviario.

Il sopra descritto sistema innovativo potr? conseguentemente risolvere tutti i problemi citati in introduzione dei sistemi attualmente utilizzati (protezione attraverso personale eventualmente integrato con sistemi ATWS) apportando ulteriori vantaggi grazie in particolare all?elevato incremento della sicurezza (grazie in particolare al monitoraggio della posizione degli operatori e dello stato delle diverse attrezzature e mezzi, al controllo dell?effettiva inibizione degli istradamenti/itinerari verso il binario interrotto ed all?applicabilit? della protezione anche nel caso di cantieri improvvisi o di durata estremamente limitata) ed alla drastica riduzione a medio termine dei costi per la sicurezza.

Claims (3)

Rivendicazioni

1. Sistema interfacciato con il sistema di segnalamento ferroviario in grado di

a) acquisire autonomamente e continuativamente dal sistema di segnalamento ferroviario lo stato della circolazione ferroviaria

b) avvisare il personale presente in cantiere dell?approssimarsi di un treno

c) fermare il treno nel caso in cui il personale presente in cantiere non fornisca il nulla osta al transito o segnali una situazione di pericolo

d) fermare il treno nel caso in cui le attrezzature ed i mezzi di cantiere non siano in posizione di sicurezza

2. Sistema modulare secondo la rivendicazione 1 costituito dai seguenti elementi che scambiano tra di loro informazioni attraverso un adeguato sistema di comunicazione:

a) una o pi? apparecchiature di interfaccia (da ora in poi: ?apparecchiature di interfaccia?) in grado di scambiare informazioni con i sistemi di segnalamento deputati alla gestione in sicurezza del traffico ferroviario

b) uno o pi? sistemi di annuncio (da ora in poi ?sistemi di annuncio?) in grado di avvisare il personale presente in cantiere dell?arrivo di un treno

c) una o pi? apparecchiature di analisi delle attrezzature e/o dei mezzi (da ora in poi ?apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi?) in grado di trasmettere il nulla osta al transito del treno dopo

i. aver acquisito

1. attraverso appositi sensori

2. interfacciandosi direttamente con il sistema di diagnostica del mezzo e/o l?attrezzatura

3. interfacciandosi con sistemi remoti di acquisizione, registrazione e gestione di dati in tempo reale del mezzo e/o l?attrezzatura

le informazioni necessarie per definire se lo stato dell?attrezzatura o del mezzo ? idoneo al transito dei treni

ii. aver confrontato tali informazioni con le impostazioni di settaggio definite dall?operatore prima dell?inizio dei lavori ed aver verificato che la l?attrezza/mezzo si trova nello stato di sicurezza per il transito dei treni

d) una o pi? apparecchiature (da ora in poi: ?apparecchiature di posizione del personale?) costituite da un sensore indossabile (o comunque facilmente trasportabile) da parte di tutti gli operatori presenti in cantiere e in grado di comunicare, direttamente o attraverso apposite centrali di comunicazione posizionate in cantiere, all??apparecchiatura decisionale? la posizione dell?operatore ottenuta attraverso un sistema di geolocalizzazione e) una o pi? apparecchiature (da ora in poi: ?apparecchiature di nulla osta per personale?) in grado di

i. allertare, sulla base delle informazioni ricevute dall??apparecchiatura decisionale?, l?operatore che non tutti gli operatori si sono ricoverati in zona sicura

ii. comunicare il nulla osta dell?operatore al transito del treno all??apparecchiatura decisionale?

iii. trasmettere un segnale di allarme dell?operatore, che richiede l?interruzione della circolazione ferroviaria sui binari attigui, all??apparecchiatura decisionale? f) una apparecchiatura decisionale (da ora in poi: ?apparecchiatura decisionale?) che i. acquisisce dall?operatore le informazioni relative al cantiere necessarie per il funzionamento del sistema

ii. sulla base delle impostazioni iniziali dell?operatore relative alla posizione del cantiere, avvisa, attraverso le informazioni acquisite dal sistema di segnalamento, della mancata inibizione di tutti i possibili itinerari e manovre verso i binari interrotti alla circolazione

iii. sulla base delle impostazioni iniziali dell?operatore relative alla posizione del cantiere definisce, per ogni possibile punto di arrivo dei treni in cantiere, il punto (da ora in poi: ?punto limite di sicurezza?) dove i treni circolanti sui binari in esercizio me interferenti con il cantiere si devono fermare nel caso in cui in cui il personale presente in cantiere non fornisca il nulla osta al transito e/o le attrezzature ed i mezzi di cantiere non siano in posizione di sicurezza

iv. sulla base delle impostazioni iniziali dell?operatore relative alla posizione del cantiere propone delle zone sicure in cui il personale deve ricoverarsi quando viene trasmesso il segnale di arresto

v. permette la modifica all?operatore di ogni ?punto limite di sicurezza? e l?estensione e la posizione delle zone di sicurezza dove devono ricoverarsi gli operatori in caso di allarme

vi. acquisisce continuativamente, attraverso l??apparecchiatura di interfaccia?, le informazioni sullo stato del traffico ferroviario, sullo stato dell?infrastruttura ferroviaria e sugli itinerari/manovre comandati

vii. valuta autonomamente e continuativamente, sulla base delle impostazioni iniziali dell?operatore relative alla posizione del cantiere e delle informazioni acquisite dal sistema di segnalamento, la possibile presenza di interferenza tra i treni ed il cantiere di lavoro

viii. in caso di interferenza tra uno o pi? treni ed il cantiere

1. impartisce al sistema di annuncio di dare l?allarme al cantiere

2. comunica alle ?apparecchiature di nulla osta per personale? se tutti gli operatori sono o meno ricoverati nelle zone sicure definite sulla base dei dati ricevuti dalle ?apparecchiature di posizione del personale?

3. consente al treno, impartendo l?adeguato comando al sistema di segnalamento attraverso l??apparecchiatura di interfaccia?, il superamento del ?punto limite di sicurezza? solo dopo

a. aver ricevuto il nulla osta dal cantiere attraverso una o pi? ?apparecchiature di nulla osta per personale? nel caso in cui siano presenti in cantiere

b. aver ricevuto il nulla osta dalle ?apparecchiature di nulla osta per attrezzatura o mezzo? al transito del treno nel caso in cui siano presenti in cantiere

ix. in caso di comunicazione di una situazione di pericolo da parte del personale presente in cantiere attraverso uno o pi? ?apparecchiature di nulla osta per personale?, comanda al sistema di segnalamento, attraverso l??apparecchiatura di interfaccia?, di non far superare ai treni i ?punti limite di sicurezza?

g) una o pi? apparecchiature (da ora in poi: ?apparecchiature di visualizzazione?) in grado di visualizzare almeno i seguenti dati comunicati dall??apparecchiatura decisionale?:

i. lo schematico della linea e/o delle localit? di servizio

ii. lo stato dei segnali rilevanti ai fini del sistema

iii. la posizione in tempo reale dei diversi treni

iv. la zona interessata dai lavori

v. i tratti di binario interrotti alla circolazione dei treni

vi. i ?punti limite di sicurezza?

vii. la situazione di avviso in cantiere in corso

viii. lo stato delle diverse attrezzature e/o mezzi monitorati attraverso le ?apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi?

ix. lo stato delle diverse attrezzature e/o mezzi monitorati attraverso le ?apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi?

x. la posizione delle zone sicure per gli operatori

xi. la posizione in tempo reale del personale nel cantiere

3. Sistema secondo le rivendicazioni 1 e 2 in cui

a) L??apparecchiatura decisionale? integra al suo interno le funzioni svolte dalle ?apparecchiature di interfaccia?

e/o

b) L??apparecchiatura decisionale? integra al suo interno le funzioni svolte dai ?sistemi di annuncio?

e/o

c) L??apparecchiatura decisionale? integra al suo interno le funzioni svolte dalle ?apparecchiature di nulla osta per personale?

e/o

d) L??apparecchiatura decisionale? integra al suo interno le funzioni svolte dalle ?apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi?

e/o

e) L??apparecchiatura decisionale? integra al suo interno le funzioni svolte dalle ?apparecchiatura di visualizzazione?

e/o

f) Le ?apparecchiature di nulla osta per personale? integrano al loro interno le funzioni svolte dai ?sistemi di annuncio?

e/o

g) L?? apparecchiature di nulla osta per personale? integra al suo interno le funzioni svolte dalle ?apparecchiatura di visualizzazione?

e/o

h) Le ?apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi? integrano al loro interno le funzioni svolte dai ?sistemi di annuncio?

e/o

i) L?? apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi? integra al suo interno le funzioni svolte dalle ?apparecchiatura di visualizzazione?

e/o

j) Le ?apparecchiature di nulla osta per attrezzature o mezzi? integrano al loro interno le funzioni svolte dalle ?apparecchiature di nulla osta per personale?