ITCS20130018A1 - Sistema ferroviario di trasporto con composizione automatica dei convogli - Google Patents

Description

“Sistema ferroviario di trasporto con composizione automatica dei convogli†Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione concerne un sistema ferroviario di trasporto con composizione automatica dei convogli, realizzata in modo tale che detto si sistema si possa vantaggiosamente inserire nelle reti ferroviarie esistenti senza effettuare necessariamente alcun opera strutturale e quindi senza interferire con il traffico ferroviario esistente.

Stato della tecnica attuale

La gestione della movimentazione dei carri, principalmente nel trasporto merci, attualmente viene gestita in base a pianificazioni dell’offerta di trasporto, ideate a tavolino sulla base di dati storici e di presumibili trend di andamento, senza tenere conto dell’effettiva domanda del momento. La disponibilità di un convoglio per il trasferimento di un carro merci prelevandolo da una qualunque stazione lungo le tratte percorse dai convogli à ̈ costosa e lentissima.

Non c’à ̈ un coordinamento centrale delle esigenze di trasporto, e la stessa offerta di trasporto à ̈ spesso sottodimensionata perché, in assenza di richieste di trasporto certe o probabili, si evita di creare strutture costose di logistica.

Nella maggior parte dei casi, i convogli vengono formati nella stazione di partenza ed arrivano intonsi alla stazione di arrivo, da dove solo successivamente saranno smistati, senza ottimizzare i percorsi dei singoli carri, per cui se in una stazione di partenza non c’à ̈ sufficiente domanda di trasporto, si creano evidenti diseconomie.

Gli scali di movimentazione necessitano inoltre della presenza di un apposito ufficio (con relativa organizzazione con spazi, macchine, persone, flussi informativi) che gestisca la movimentazione in arrivo ed in partenza; occorre che oltre al personale amministrativo sia presente personale tecnico addetto allo sgancio/aggancio dei vagoni, locomotore di manovra (altrimenti occorre usare la motrice del convoglio) e macchinista relativo.

Nel tempo, esisteva questa costosa organizzazione che però à ̈ stata via via assottigliata, dapprima sopprimendo la presenza dello scalo merci nelle stazioni minori, poi chiudendo gli uffici anche presso alcune stazioni principali, fino agli esigui numeri attuali.

La mancanza di domanda fa chiudere gli scali merci, la cui assenza a sua volta inibisce la nascita di qualunque domanda di trasporto merci su rotaia.

Per ovviare a tali inconvenienti sono state proposte soluzioni.

WO2010043967A1 descrive un sistema di trasporto ferroviario in cui una rete ferroviaria controllata da una unità di controllo centrale (1524 fig.15) prevede l’uso di un vagone intelligente (1550 fig. 15), equipaggiato con una unità di controllo computerizzata autonoma, che coordina il movimento del vagone, seguendo le indicazioni che vengono dal sistema centrale e almeno un elemento di binario controllabile (1508 e 1512, fig.15) . Il sistema descritto in WO2010043967A1 per funzionare ha bisogno di modificare le linee ferroviarie esistenti, introducendo nelle linee ferroviarie esistenti elementi di binari controllabili.

Il sistema descritto in WO2010043967A1 opera nel seguente modo: l’unità centrale 1524 conosce le posizioni geografiche (spaziali) di ciascuno dei vagoni ferroviari 155Oa-d a causa della ricezione di segnali di posizione di ogni vagone. Ogni vagone ha un identificativo univoco e trasmette periodicamente le informazioni percepiti e raccolte all’unità centrale 1524. L'interfaccia di controllo (1428 figura 14) riceve informazioni da ciascun emettitore di segnale per la sezione di rotaia successiva nella direzione di marcia. Come un vagone ferroviario si avvicina a un elemento di rotaia, la posizione fisica o spaziale del vagone à ̈ determinata dall’unità centrale 1524 e comandi adatti vengono inoltrati all'elemento di rotaia. Ad esempio, la impostazione di un interruttore viene modificata per dirigere i vagoni 1550a alla seconda o terza rotaia sezioni 1504b o c. In risposta a vari stimoli, come il tempo o le condizioni del traffico l’unità centrale 1524 à ̈ possibile inoltrare diversi insiemi di segnali o istruzioni agli emettitori di segnale da fornire al vagone.

Questo brevetto prevede la possibilità di una movimentazione autonoma del carro in un contesto di convogli tradizionali con il quale si integra in modo naturale potendo il carro agganciarsi a tutti i carri già esistenti.

La principale funzione à ̈ quella di traino. Si può paragonare il carro come un piccolo locomotore con la possibilità di essere manovrato a distanza.

I singoli carri con la somma dei motori montati sugli assi determinano la forza motrice massima applicabile dal carro e fungono da forza motrice autonoma o di sostegno per la movimentazione del convoglio, il quale resta comunque all’interno della classica ideologia di movimentazione e gestione del traffico ferroviario.

Nessun riferimento si fa a sistemi automatici di composizione di convogli con gestione remota delle operazioni di aggancio/sgancio dei carri, senza bisogno di intervento umano sul posto, non essendo menzionata in alcuna parte la presenza di dispositivi automatici che permettano, ad esempio, lo sgancio di un carro da un convoglio già esistente, il quale non può sicuramente essere effettuato anche in corsa in prossimità delle stazioni. Evidentemente à ̈ previsto che le operazioni di sgancio dei vagoni vengano eseguite con le classiche tecniche che richiedono addetti dedicati alle operazioni di sgancio e ed aggancio.

Non à ̈ neppure presente a bordo del locomotore un sistema di controllo dei vagoni e di interfacciamento con il Gestore di rete e quindi con i sistemi di gestione degli scambi.

Il sistema descritto in WO2010043967A1 ha grande difficoltà di essere applicato alle ferrovie esistenti perché prevede l’introduzione di elementi di rotaia controllabili a distanza da un’unità centrale . Tale soluzione à ̈ di difficile introduzione in una rete ferroviaria internazionale in cui le varie reti internazionali sono collegate tra loro. Tuttavia ogni rete ferroviaria nazionale ha un sistema di controllo proprio e l’introduzione di elementi controllati da un sistema centrale si scontrerebbe con la difficoltà di utilizzare un unico sistema di controllo degli elementi di rotaia.

US5828979A descrive il controllo della circolazione di una pluralità di treni attraverso una rete ferroviaria in un sistema ferroviario multiplo, e più particolarmente ad un metodo e sistema per controllare il movimento di un treno merci lungo in cui i movimenti del treno sono monitorati con precisione e orchestrati secondo un programma dinamico che viene determinato attraverso una valutazione, tra l'altro, di esigenze di pianificazione di consegna, di coordinamento tra tutti i treni, di limitazioni di velocità applicabili e di effetti della topografia del binario sul treno, consiste nella possibilità di frenare e di applicare potenza al treno.

Il sistema descritto in US5828979A consente solo l’implementazione di un programma ma non interviene sulla composizione effettiva del treno, esso si limita a gestire un convoglio formato o da formare, ma la formazione del convoglio rimane tradizionale e prevede l’intervento di manovratori manuali, lasciando inalterati i costi del trasporto ferroviario su merci. Inoltre esso à ̈ applicabile solo al trasporto merci.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

I limiti e le difficoltà presenti nei sistemi di trasporto ferroviario attualmente utilizzati sono superati dalla presente invenzione che si pone lo scopo di realizzare un sistema di trasporto ferroviario senza interventi manuali, gestito da un sistema informatizzato e utilizzante la rete ferroviaria esistente senza il bisogno di costosi interventi strutturali.

Il problema tecnico che la presente invenzione vuole risolvere può essere definito come un sistema di trasporto ferroviario che compone automaticamente i convogli sulla scorta della domanda di trasporto in qualsiasi stazione ferroviaria e utilizzando la rete ferroviaria esistente. La soluzione ideata ribalta il sistema e, anziché basarlo sull’offerta, lo basa sulla domanda. La richiesta di trasporto avviene in maniera flessibile tra stazioni diverse che non siano necessariamente quelle di arrivo o partenza del convoglio.

Si inverte il modo di concepire il trasposto, non legato al fornitore che mette a disposizione un convoglio, ma al cliente che con la sua domanda determina la formazione di un convoglio.

C'à ̈ inversione anche nel modo di gestire le linee ferroviarie, la cui utilizzazione non à ̈ più pianificata in base a convogli il cui movimento à ̈ determinato con largo anticipo con prefissati orari di partenza, di percorrenza e di arrivo, ma l'utilizzazione à ̈ "on-demand" con pianificazioni di viaggio che possono essere rimodulate in tempo reale in base alle esigenze di viaggio e di disponibilità/saturazione di linee.

Il sistema ideato ha inoltre bassi costi di gestione ed estrema flessibilità e non richiede una pesante infrastrutturazione e si inserisce in maniera naturale nei sistemi esistenti senza creare problemi alle modalità di traffico attuale e di utilizzo della rete.

Il sistema ideato, per poter essere attivato, non richiede alcun nuovo intervento sulla rete ferroviaria esistente. Richiede solo la realizzazione del carro merci “intelligente†e della piattaforma con il sistema di comunicazione fra i vari sistemi di controllo e gestione presenti a livello centrale, sul convoglio, sui carri e nelle stazioni.

L’elevato livello di automazione permette di non necessitare di interventi di personale addetto presso le singole stazioni, riducendo i costi di gestione del servizio.

Infrastrutturazioni per l’automazione del processo di carico/scarico dei container, potranno essere realizzate solo se ritenuto economicamente conveniente al crescere della domanda in specifiche stazioni di transito.

Funzionamento pratico e vantaggi del sistema di trasporto automatico all’interno delle attuali rete ferroviarie, con descrizione delle componenti gestionali e meccaniche per il suo sfruttamento ottimale

L’elemento (domanda) che determina la partenza di un carro à ̈ determinata dalla richiesta che viene effettuata dai diversi operatori in collegamento Web da un apposito portale, e dalla disponibilità fisica dello stesso carro.

I carri interessati alla partenza vengono formati in un nuovo convoglio che collega due stazioni terminali, e la stessa partenza sarà determinata con due modalità diverse:

• Partenze programmate in orari e giorni prefissati

• Partenze derivanti dalla presenza nelle stazioni (di partenza e di transito) di un numero di vagoni in attesa tale da richiedere la formazione di un nuovo convoglio.

L’autorizzazione alla partenza del convoglio e l’occupazione della linea in una determinata tratta, potrà essere gestita con la massima elasticità. Non avrà cioà ̈ alcun vincolo di orario da rispettare subordinando la percorrenza della tratta di partenza (e così di seguito per tutte le tratte successive fino alla stazione di arrivo) alla sua effettiva disponibilità, realizzando in maniera opportunistica la massima velocità possibile per il convoglio ed ottimizzando inoltre l’utilizzo delle tratte, che andrà ad occupare solo quando le stesse non sono occupate da altri convogli, con costi minori.

La marcia del convoglio con le soste necessarie sarà totalmente automatica. Riceverà ordini ed autorizzazioni da parte del “gestore della rete ferroviaria†procedendo di tratta in tratta in base alle esigenze e disponibilità della rete.

Inoltrerà al “gestore della rete ferroviaria†le sue esigenze di sosta presso le singole stazioni intermedie interessate ad operazioni di aggancio/sgancio di carri al convoglio.

A bordo del convoglio sarà presente solo un macchinista che gestirà il treno con modalità convenzionali d’uso e con funzioni di controllo per la sicurezza e la gestione di guasti o eventi imprevisti.

Modalità di composizione e marcia del convoglio

Sin dalla stazione di partenza il treno si formerà in apposito binario dove si accoderanno, in modo automatico tutti i vagoni interessati alla partenza, coordinati in ciò dalla Piattaforma Informatica. Per una ottimale gestione del viaggio, la sequenza con cui i carri sono accodati al convoglio diventa importante. Per avere una maggior efficienza, l’ordinamento dei carri nel convoglio deve tenere presente della destinazione dei carri accodati. I carri in testa al convoglio sono gli ultimi come stazioni di destinazione.

Questa sequenza sarà mantenuta automaticamente anche durante tutte le operazioni di sgancio/aggancio di carri che avviene durante il tragitto del convoglio.

Nelle stazioni di transito i carri in attesa saranno tenuti in ordine sin dal momento iniziale dello stazionamento. Nel caso in stazione sia già presente un carro da agganciare, il nuovo carro si posizionerà in testa o in coda rispetto alla direzione di marcia a seconda che la stazione di destinazione sia prima o dopo a quella del carro già in sosta. Nel caso siano presenti più carri con destinazioni diverse, occorrerà interfacciarsi con il sistema di stazione affinché si effettuino le manovre necessarie per inserirlo nella posizione corretta.

Questo modo di comporre i convogli non à ̈ vincolante ed una valutazione diversa potrebbe essere fatta in situazioni di necessità di composizione differente, ad esempio nel caso che i carri debbano essere agganciati a convogli differenti che transiteranno dalla stazione in successione diversa. Questa eventualità si verifica sicuramente nelle stazioni che siano nodi di più linee, allorquando i convogli devono proseguire su linee diverse.

Nelle stazioni terminali (di partenza/arrivo) ci sarà lo stoccaggio dei carri scarichi che si agganceranno in numero variabile al convoglio in partenza in sostituzione dei carri che di cui già si conosce la richiesta di viaggio, maggiorato di un numero ritenuto congruo per motivi estemporanei (richieste di viaggio pervenute al sistema dopo la partenza del convoglio ma prima della stazione di transito che richiede nel frattempo il passaggio).

Nelle stazioni intermedie, con le opportune manovre sempre coordinate dal sistema centrale, verranno agganciati i carri in attesa di trasferimento e sganciati i carri che hanno la stazione come punto di arrivo. Potranno essere sia carri che trasportano i container da consegnare, sia carri scarichi richiesti dall’utenza e che saranno caricati successivamente, pronti per la spedizione per un nuovo convoglio, sia altre tipologie di carri e vagoni anche passeggeri.

La gestione dei carri da lasciare in sosta (di servizio) dipenderà oltre che da una pianificazione statistica, anche da richieste estemporanee provenienti dalla domanda di mercato.

Le peculiarità del sistema permettono l’effettuazione di manovre non convenzionali come lo smistamento “in corsa†dei carri.

Durante la marcia del convoglio, all’approssimarsi della stazione di destinazione di un carro (ma la manovra à ̈ identica per più carri contigui che necessariamente saranno in coda al convoglio proprio per l’ordinamento dato) sarà ordinato il taglio del carro senza bloccare il convoglio.

Se nella stessa stazione non si devono agganciare carri in attesa di viaggio, il convoglio potrà proseguire la corsa sul binario principale senza alcuna sosta.

Prima che il carro sganciato raggiunga lo scambio di deviazione del binario di servizio (che à ̈ sempre presente in ogni stazione), questo sarà azionato per permettere il “parcheggio†del carro su questo binario per poi successivamente farlo posizionare in un’area apposita che non crei ostacolo alla normale gestione del traffico quale potrebbe essere una delle appendici finali di questo binario.

Se si devono agganciare carri al convoglio in transito, questi saranno già presenti nel binario di servizio con lo stesso ordinamento previsto per il convoglio.

Il convoglio durante il passaggio davanti alla stazione si sezionerà nel punto dove il carro in sosta dovrà inserirsi e la testa del convoglio proseguirà lentamente superando il punto dove si trova lo scambio di innesto del binario di servizio dove à ̈ parcheggiato il carro da agganciare, che a questo punto inizierà a muoversi in concomitanza con l’attivazione dello scambio che permette il suo ingresso nel binario di corsa ed andrà ad agganciarsi alla testa del convoglio. Lo scambio a questo punto si riposizionerà per permettere il passaggio della coda del convoglio che si aggancerà anch’esso e ricostituirà l’integrità dell’intero convoglio che potrà proseguire la marcia senza aver effettuato soste.

Questa operazione di taglio del convoglio davanti la stazione potrà essere eseguita in diversi punti successivi del convoglio, in dipendenza della presenza di n-carri in sosta con differenti destinazioni non contigue e le operazioni sullo scambio di innesto sul binario principale e di aggancio del carro in sosta alla testa del convoglio, si ripeterà automaticamente n-volte.

I punti ottimali della linea ferroviaria dove effettuare il taglio dei carri, la velocità con cui il convoglio si deve presentare in stazione, la velocità con cui proseguire dopo il taglio in attesa di essere agganciato dai carri in sosta e, nel caso di inserimento in parti centrali del convoglio, anche dalla coda del convoglio stesso precedentemente sezionato, ed altri elementi di gestione della corsa, dipendono da tanti fattori, trai i quali le caratteristiche degli scambi (maggiore o minore velocità di commutazione), velocità di interfacciamento al gestore di rete, caratteristiche di velocità del carro, ecc. e dovrà essere oggetto di specifica ricerca.

Altra possibilità offerta dalle caratteristiche intrinseche del carro, à ̈ la possibilità opportunistica di richiedere “passaggi†a qualunque convoglio in transito, come i treni locali passeggeri che possono essere utilizzati per piccoli spostamenti e che possono ottimizzare la gestione dei prelievi e delle consegne ad esempio facendo la funzione di treni di raccolta e concentrazione su particolari stazioni e consegne che partono dalle stesse.

Le caratteristiche del carro possono essere applicate non solo ai vagoni merci di qualsiasi tipologia, ma anche ai vagoni passeggeri, particolarmente efficiente allorquando necessiti una composizione dinamica dei convogli come possono essere le esigenze del trasporto locale nel quale singoli carri possono essere aggiunti/rilasciati in stazioni intermedie in corrispondenza delle necessità di capienza delle vetture.

Oggetto di apposite ulteriori ricerche sono:

• l’ottimizzazione della composizione del convoglio per far si che si riducano al minimo i tempi di sosta per agganciare/sganciare i carri nelle stazioni intermedie.

• l’ottimizzazione dei percorsi del convoglio in funzione non solo delle necessità di prelievo/consegna, ma anche delle condizioni operativa delle linee interagendo con il gestore della rete ferroviaria.

• l’ottimizzazione economica per la decisione di formare e far partire un nuovo convoglio in base alle richieste dell’utenza e della disponibilità delle strutture (mezzi e linee). Modalità di carico/scarico carri portacontainer

Le modalità di movimentazione dei container dipenderà dalla dimensione della stazione di transito.

Per le grandi stazioni (o quelle con elevata movimentazione) il carico/scarico dei container avverrà in modo automatico senza la necessità di operatori addetti.

L’attrezzatura necessaria sarà costituita da un carrello mobile su rotaie (o del tipo gommato utilizzato nei porti per la movimentazione dei container all’interno dell’area portuale ma opportunamente sensorizzato) con posizionato sulla parte superiore un dispositivo fisso motorizzato (con dispositivo a piano mobile su due dimensioni per la corretta presa automatica dei container) per il sollevamento/discesa dei container e di una sensoristica per l’invio di segnali di posizionamento ai carri ferroviari.

Servirà per il carico/scarico automatico dei container (vuoti/pieni) dal carro ed il suo stoccaggio in posizioni prefissate lungo una tratta predisposta . L’altezza dello stoccaggio in pile dipenderà dall’altezza del carrello. Effettuerà anche automaticamente il carico/scarico da altri mezzi di trasporto gommati che si posizioneranno al suo interno per questa operazione. La corretta centratura dei punti di presa sarà fatta automaticamente dalla parte mobile del dispositivo. Per le piccole stazioni la movimentazione potrà essere effettuata con un muletto messo a disposizione, la cui gestione per la movimentazione potrà anche essere delegata agli utenti destinatari del container che sicuramente disporranno delle risorse umane addette a operazioni similari presso il loro stabilimento.

Se presente una derivazione ferroviaria nel luogo di destinazione, lo stesso carro ferroviario potrà essere consegnato/ritirato manualmente o automaticamente.

Una gestione alternativa a quella attuale potrà essere attuata presso i porti che movimentano container. Anziché depositare in banchina i container in transito verso destinazioni che prevedano il trasbordo su treni per la destinazione finale, potranno essere immediatamente essere caricate dalle gru sui carri ferroviari in sosta accanto alla gru che si posizioneranno automaticamente in posizione predefinita rispetto alla stessa, guidati da apposita sensoristica e sistemi di controllo, spostandosi appena l’operazione di carico sarà terminata per dare posto ad un carro successivo per altro carico. I carri caricati sono immediatamente disponibili per le successive operazioni automatiche di accodamento a convogli in formazione nelle stazioni prossime allo scalo portuale.

La struttura hardware integrata dell’intero sistema à ̈ composta dai seguenti elementi:

E’ costituita da un sistema centrale e tre sistemi periferici.

1. Il sistema centrale à ̈ costituito da “server†che ospiteranno tutti i programmi di gestione delle informazioni.

Funzione: Raccogliere le esigenze di trasporto dell’utenza. Pianificare e coordinare tutte le esigenze di trasporto e la gestione dei convogli. Interagire sia con utenti autorizzati al controllo ed alla gestione, sia con i sistemi periferici.

2. Un primo sistema periferico sarà fisso in ogni stazione nella quale i singoli carri potranno essere parcheggiati.

Funzione: Scambiare informazioni con i Carri presenti in stazioni per la rilevazione del loro stato ed il coordinamento del movimento in stazione interagendo con il gestore della rete ferroviaria. Interagire con il sistema centrale per fornire informazioni in merito alla necessità di trasporto (spedizione/deposito) presente in stazione.

3. Un secondo sistema periferico sarà mobile ed ospitato su ogni singolo carro.

Funzione: Coordinare la movimentazione del carro, seguendo le indicazioni provenienti dal sistema di Stazione, tenendo presente anche dei segnali della sensoristica di bordo. Comunicare inoltre il suo stato per le necessità di trasporto e di carico/scarico.

4. Un terzo sistema periferico sarà mobile e situato sul locomotore del convoglio.

Funzione: Interagire con il sistema centrale per la definizione delle necessità di viaggio (Composizione convoglio, aggancio/sgancio vagoni nelle stazioni lungo la percorrenza). Interagire con il sistema fisso di stazione.

La figura 1 illustra le interazioni tra i diversi sistemi.

Diverse configurazioni per la gestione delle informazioni (ad esempio una gestione centralizzata che incorpori le funzioni dei sistemi di stazione) possono essere implementate senza costituire innovazione alla presente invenzione.

Il vagone “intelligenteâ€

Su un tradizionale carro (sia del tipo a pianale del tipo adatto al trasporto di container, sia di ogni altro genere compreso i vagoni passeggeri) si dovranno apportare modifiche per renderlo autonomo nelle fasi di manovra e aggancio ad altri carri, eseguendo ordini che vengono trasmessi dalla piattaforma informatica.

Partendo dalla struttura di base di un tradizionale carro, verrà realizzato un carro intelligente dotato di motori elettrici di manovra con alimentazione autonoma (batterie o altro dispositivo di accumulo di energia), un dispositivo di aggancio/sgancio tra carri con meccanismi automatici e sensoristica di controllo, un sistema automatico di connessione tra vagoni sia per la parte frenante (che deve essere funzionante anche autonomamente) sia per la parte elettrica, un sistema di controllo esterno per la sicurezza degli spostamenti autonomi e di posizionamento sulle linee.

In dettaglio:

I vagoni saranno dotati di una piattaforma hardware completa di microprocessore che sarà il “cervello†del vagone, tale processore gestirà l’intero carro e tutti i sistemi seguentemente descritti. I sistemi di sicurezza del carro (sensori di prossimità, radar, sensori termici, sistema frenate) potranno essere dotati di un secondo microprocessore che entrerà in funzione solo in caso di rivelazione pericolo e mancata risposta da parte del processore centrale, sarà così garantita un ulteriore ridondanza dei sistemi di sicurezza.

I motori presenti sul carro che agiranno direttamente sulle ruote, potranno anche essere adoperati oltre che per lo spunto di partenza iniziale del convoglio, anche in altre situazioni di necessità per la marcia del convoglio quali potrebbero essere la percorrenza di un tratto in pendenza tale da necessitare di una aggiunta di potenza di traino a quella espressa dal locomotore o per permettere la realizzazione di convogli molto più lunghi alleggerendo con la pressione di spinta esercitata dai motori la tensione sui giunti di connessione tra carri.

Un piccolo compressore alimentato dalle batterie del carro permetterà di agire sul sistema frenante durante le manovre autonome.

Il sistema di aggancio per il traino sarà costituito da un dispositivo meccanico che permetterà l’aggancio tra carri con la sola forza di spinta. L’aggancio provocherà l’inserimento vicendevole tra i due carri di due perni. Gli stessi perni, per permettere lo sgancio del carro, saranno estratti automaticamente da un dispositivo elettrico comandato dal “cervello†del carro. La struttura completa del sistema di aggancio à ̈ composta da due strutture, un blocco centrale fisso nel quale verranno inseriti i sistemi di blocco meccanici e connessione fra i vagoni. In questo blocco saranno inclusi i tubi dell’aria compressa, la connessione elettrica fra i vagoni(necessaria alla loro alimentazione). Questi “giunti fissi†saranno collegati al vagone attraverso dei giunti mobili, garantendo l’elasticità di movimento necessaria ai vagoni, i quali saranno liberi di muoversi di muoversi sia orizzontalmente(vagone in curva) che verticalmente(movimento delle sospensioni). Diversi o ulteriori meccanismi alternativi di aggancio/sgancio automatico avranno lo stesso meccanismo concettuale di gestione. La presenza simultanea di due perni (comandati autonomamente da ciascun carro) aumenterà la sicurezza per evitare uno sganciamento non desiderato.

L’aggancio del carro al convoglio permetterà la ricarica delle batterie che alimentano i motori per la movimentazione autonoma del carro e le restanti apparecchiature elettriche ed elettroniche. La ricarica delle batterie potrà inoltre essere assicurata, durante la marcia dalla presenza di dispositivi di recupero energia in frenata presenti a bordo, da punti di ricarica presenti nelle singole stazioni, ad esempio sulle aste terminali di binari di servizio, quando in sosta in attesa di viaggio.

Effettuato l’aggancio al convoglio la motrice avrà priorità di comando assoluta sui singoli carri intelligenti, essi saranno comandati dalla sistema presente a bordo della motrice, e non potranno eseguire operazioni autonome se non impartite da questo sistema salvo casi “speciali†. Sarà cioà ̈ presente sul convoglio un controllo generalizzato degli agganci con verifica di connessione prima che il convoglio si metta in movimento, permettendone lo sblocco, per consentire la movimentazione automatica dei carri, quando il convoglio à ̈ fermo in stazione o in prossimità della stessa per operazioni di smistamento. Il blocco automatico si attiverà automaticamente sempre, allorquando i carri sono in movimento agganciati al convoglio durante la marcia normale.

Essendo vagoni intelligenti e dotati di un proprio cervello, gli potrà essere permessa una gestione automatica di arresto e fuga in situazioni eccezionali (ad es. incidente ferroviario). Altri possibili casi in cui il vagone potrebbe decidere di operare autonomamente, o come convoglio parziale(più carri uniti), possono essere situazioni di disconnessione accidentale di un altro carro, comunicazione di emergenza della motrice, o altri casi di pericolo predeterminati dalla programmazione del carro e variabili, (ad es. a seconda del tipo di carico che si trasporta merce normale o merci pericolose), i carri intelligenti potranno in tali situazioni effettuare una disconnessione di emergenza e frenare autonomamente, inoltre nel caso della presenza di merci pericolose(Chimiche, gas, ecc..) possono autonomamente allontanarsi dalla zona dell’incidente, evitando un aggravarsi delle condizioni di pericolo dovute ad es. ad un incendio, e portando velocemente il carro in una situazione più sicura.

Prima dello sgancio del carro i dispositivi per il sistema frenante, il sistema elettrico saranno scollegati.

Il Sistema di comunicazione fra vagoni\stazione\locomotore avverrà per mezzo di sistemi ad onde radio su rete di collegamento presente nelle stazioni (quando in sosta presso le stesse) o da collegamenti “diretti†sul convoglio (quando collegato al altri vagoni). Il metodo di trasmissione non sarà affidato semplicemente ad un sistema di trasmettitore-ricevitore, ma per garantire un collegamento ridondante ed affidabile ogni struttura radio (vagone-stazionelocomotore) oltre a ricevere e trasmettere le proprie informazioni, avrà anche il ruolo di ripetitore della rete.

Per poter gestire il sistema ideato a prescindere dal “gestore di rete†, l’interfacciamento sarà gestito attraverso la definizione di standard di comandi e comunicazioni tra le componenti software dei due sistemi . Questi rimangono perciò sempre distinti ed autonomi. Per integrarsi nei sistemi attuali, senza richiedere modifiche ai modelli di funzionamento della gestione del traffico attuale, saranno necessari solo sistemi standard di comunicazione. Gli elementi presenti nel sistema di stazione si interfacceranno con i diversi “Gestori di rete†tramite appositi moduli (come i driver dei dispositivi dei computer), mentre avranno una gestione identica per quel che riguarda il nuovo sistema ideato, dovunque i carri/convogli si trovino. Il carro sarà dotato di un “cervello†che coordinerà la movimentazione dello stesso, interagendo con la piattaforma telematica, ricevendo segnali di dispositivi di controllo, sia per la posizione, sia per il movimento, sia per la rilevazione di ostacoli.

Per permettere il movimento in sicurezza, il carro sarà dotato di telecamere per il controllo esterno dello stesso e sensoristica per la rilevazione di ostacoli. Radar a lungo e corto raggio serviranno anche a tale scopo. Sensori perimetrali termici rileveranno la presenza in vicinanza di persone in situazione di pericolo per il movimento.

Il carro avrà anche una sensoristica predisposta per il carico e scarico automatico dei containers.

I carri saranno dotati di un pannello esterno manuale di comandi di marcia e di aggancio/sgancio, che by-passeranno il controllo automatico e potranno essere adoperati solo in situazioni di default del sistema di controllo automatico del carro, sia per la manovra in stazione sia per il trasferimento in binari di sosta, sia per la destinazione ad un particolare punto di consegna in cui il controllo della rete dei binari non ne permette la movimentazione autonoma.

Claims (7)

1. Rivendicazioni 1. Sistema di trasporto ferroviario con composizione automatica dei convogli in funzione della domanda caratterizzato dal fatto che esso à ̈ composto: a. Da un sistema centrale di elaborazione dati su cui sono ospitati tutti i programmi di gestione delle informazioni; b. Da un sistema periferico fisso di stazione composto da un unità di elaborazione; c. Da un sistema di controllo mobile posto sulla locomotiva del convoglio; d. Da un carro dotato di un†̃unità di elaborazione che interagisce con il sistema centrale, con il sistema periferico fisso di stazione e con il sistema mobile posto sulla locomotiva, di un sistema di propulsione, di un sistema automatico di aggancio e sgancio con gli altri carri e con il locomotore.
2. 2. Sistema di trasporto ferroviario con composizione automatica dei convogli secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il sistema centrale di elaborazione dati raccoglie le esigenze di trasporto dell’utenza interagisce sia con utenti autorizzati al controllo ed alla gestione che con i sistemi periferici.
3. 3. Sistema di trasporto ferroviario con composizione automatica dei convogli secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il sistema periferico fisso di stazione scambia informazione con i carri presenti nella stazione rilevandone il loro stato e coordinando il loro movimento in stazione e interagisce con il sistema centrale per fornire informazioni sulla necessità di trasporto presente in stazione in termini di spedizione e/o deposito. Interagisce con il gestore della rete ferroviaria per tutte le esigenze di instradamento dei convogli e dei carri per la composizione del convoglio.
4. 4. Sistema di trasporto ferroviario con composizione automatica dei convogli secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il sistema di controllo mobile situato sulla locomotiva del convoglio interagisce con il sistema centrale di elaborazione per le comunicazioni relative alle necessità di viaggio comunicandone lo stato, interagisce con il sistema fisso di stazione per l’aggancio e/o lo sgancio dei vagoni nelle stazioni lungo la percorrenza e per il coordinamento con il gestore della rete ferroviaria.
5. 5. Sistema di trasporto ferroviario con composizione automatica dei convogli secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le interazioni per l’interfacciamento con il gestore della rete ferroviaria sono effettuate con metodologie e protocolli di comunicazioni standardizzati indipendenti dallo stesso gestore.
6. 6. Sistema di trasporto ferroviario con composizione automatica dei convogli secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che presso le stazioni a grande traffico containers, sono automatizzate le movimentazioni di carico/scarico containers da/su treno e/o da/su mezzo gommato.
7. 7. Sistema di trasporto ferroviario con composizione automatica dei convogli secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il sistema di aggancio/sgancio dei carri à ̈ controllato à ̈ gestito dal sistema presente sul carro.