ITUB20153050A1 - Sistema per il controllo di un convoglio ferroviario per il trasporto di merci comprendente una pluralita di locomotive. - Google Patents
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Description
"Sistema per il controllo di un convoglio ferroviario per il trasporto di merci comprendente una pluralità di locomotive"
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un sistema per il controllo di un convoglio ferroviario per il trasporto di merci, comprendente una pluralità di locomotive.
Più specificamente l'invenzione ha per oggetto un sistema di controllo del tipo definito nel preambolo dell'annessa rivendicazione 1.
In ambito europeo un convoglio ferroviario per il trasporto di merci comprende tipicamente una locomotiva che traina una pluralità di vagoni. La lunghezza massima di un tale convoglio è prescritta dall'ente normativo europeo UIC (Union Internationale des Chemins de Fer) ed è legata alle caratteristiche funzionali dell'impianto frenante, anch'esse normate da tale ente.
Si richiameranno ora alcuni elementi fondamentali della tecnica della frenatura ferroviaria, appartenenti all'arte nota, per una successiva miglior comprensione della presente invenzione.
Una locomotiva è tipicamente dotata di un dispositivo, la valvola o rubinetto del freno, azionabile dal macchinista, per regolare la pressione pneumatica nella condotta di frenatura (brake pipe) che partendo dalla locomotiva si estende attraverso l'intero convoglio, sino all'ultimo vagone.
La condotta di frenatura ha la funzione di alimentare e controllare tutti gli apparanti frenanti locali in ogni veicolo componente il convoglio. Secondo la normativa UIC, tale condotta di frenatura, come è mostrato nel grafico presentato nella figura 1, che correla il valore della pressione di frenatura pCF ai cilindri frenanti con la pressione pCG nella condotta di frenatura, la pressione in tale condotta può assumere valori di esercizio nominali compresi fra 3,5 bar e 5 bar; al valore 3.5 bar corrisponde una condizione di completa frenatura del convoglio, mentre a 5 bar corrisponde una condizione di frenatura nulla del convoglio, e a valori di pressione intermedi, crescenti da 3.5 a 5 bar, corrispondono forze di frenatura del convoglio proporzionalmente calanti, da frenatura completa a frenatura nulla.
In fase di inizio di applicazione della frenatura, la riduzione di pressione di frenatura viene normalmente applicata mediante un primo "gradino" negativo di pressione, pari a 0.5 bar, con un valore di incremento temporale Ap/At piuttosto elevato, se confrontato con la successiva variazione di detta pressione. Tale gradino di pressione si propaga come un'onda sonora all'interno della condotta di frenatura, ad una velocità prossima alla velocità del suono nell'aria. Durante la propagazione nella condotta, l'ampiezza di detto gradino negativo di pressione si attenua, a causa di interferenze da attrito fra l'aria e le pareti e i gomiti della condotta.
Un'ulteriore riduzione della pressione nella condotta da 3.5 bar a 0 bar corrisponde allo svuotamento completo di tale condotta, che si attua nella frenatura di emergenza: tale condizione favorisce lo svuotamento il più rapido possibile della condotta, cui corrisponde l'applicazione più rapida possibile della frenatura.
Ciascun veicolo di un convoglio ferroviario è dotato di un dispositivo frenante, noto come valvola-distributore (distributor valve), predisposto per attuare alcune funzioni che si descriveranno in appresso.
Nella figura 2 è illustrato uno schema pneumatico del sistema frenante di un generico veicolo del convoglio: una valvola-distributore DV, collegata alla condotta frenante BP, e ad un serbatoio di comando CR invia una pressione di frenatura a cilindri di freno BC, trasferendo aria che è immagazzinata a 5 bar in un serbatoio ausiliario AR, in conformità con il diagramma della figura 1.
La valvola-distributore DV svolge le seguenti tre funzioni principali:
applicazione e rilascio di forza frenante al veicolo in accordo alle variazioni della pressione nella condotta frenante BP, secondo la funzione di trasferimento della figura 1;
rialimentazione di aria al serbatoio ausiliario AR: quando a seguito di un'applicazione di frenatura la pressione all'interno di tale serbatoio è inferiore alla pressione nella condotta di frenatura BP, la valvola distributore DV provvede a trasferire aria dalla condotta BP al serbatoio ausiliario AR fintantoché le loro pressioni divengono uguali; ne consegue che, quando la locomotiva di testa del convoglio comanda il rilascio completo dei freni del convoglio mediante la valvola distributore DV, essa riporta la pressione nella condotta BP a 5 bar, e conseguentemente le valvole-distributore dei vagoni incrementano la pressione dei rispettivi serbatoi ausiliari AR a 5 bar eguagliando la pressione nella condotta BP; pertanto il tempo di rilascio completo dei freni del convoglio corrisponde sostanzialmente al tempo di completo riempimento di tutti i serbatoi ausiliari AR a 5 bar;
rigenerazione e propagazione del primo "gradino" di pressione di 0.5 bar; la valvola distributore DV è in grado di rilevare la presenza nella condotta BP del gradiente Ap/At caratteristico del primo "gradino" di frenatura, anche nel caso in cui la sua ampiezza iniziale di 0.5 bar venga parzialmente attenuata per effetto della propagazione all'interno della condotta di frenatura BP; rilevata la presenza di tale gradiente Δρ/At, la valvola-distributore DV preleva istantaneamente dalla condotta BP una quantità d'aria prefissata, tale da riportare immediatamente il valore del "gradino" di pressione agli 0.5 bar nominali; in tal modo il "gradino" di pressione viene "rigenerato" e propagato verso la valvoladistributore del veicolo successivo nel convoglio; tale sequenza di eventi avviene in tempi rapidi, tali da non ritardare globalmente la propagazione del suddetto gradino di pressione lungo la condotta di frenatura BP.
Nella locomotiva del convoglio è presente una valvola di frenatura del macchinista DBV (Driver's Brake Valve), che è un dispositivo elettropneumatico, uno schema di principio del quale è illustrato nella figura 3. Tale dispositivo comprende tipicamente una valvola relè RV, la cui pressione di riferimento nella camera di pilotaggio, d'ora in poi definita come "set point", è controllata da un'elettrovalvola di carico LV e da un'elettrovalvola di scarico DV, gestite da un'unità elettronica ECU che si interfaccia con il manipolatore di frenatura BM del macchinista. In caso di richiesta di rilascio parziale o totale dei freni del convoglio, l'unità ECU predispone un set point di pressione maggiore di 3.5 bar, conformemente alla richiesta del macchinista, e pari a 5 bar nel caso di richiesta di rilascio totale. A seguito di ciò la valvola relè RV inizia ad alimentare aria alla condotta di frenatura BP, prelevando aria da un serbatoio principale MR alimentato da un compressore (non illustrato) a pressioni superiori a 5 bar, tipicamente comprese ad esempio fra 8 bar e 10 bar, interrompendo l'alimentazione di aria alla condotta BP solamente quando la pressione in essa ha nominalmente uguagliato il valore di set point a meno delle tolleranze della valvola relè stessa.
Come descritto in precedenza, durante tale fase di riempimento della condotta di frenatura BP l'aria alimentata a tale condotta dal serbatoio principale MR attraverso la valvola relè RV contribuisce a riempire anche il serbatoio ausiliario AR a bordo di ciascun veicolo del convoglio.
In caso di richiesta di applicazione parziale o totale della frenatura al convoglio, l'unità di controllo ECU predispone una pressione di set point inferiore a 5 bar, conformemente alla richiesta di frenatura da parte del macchinista, scendendo fino a 3.5 bar nel caso di frenatura massima. A seguito di questa azione la valvola relè RV inizia a "svuotare" la condotta di frenatura BP scaricando aria in atmosfera, e interrompe lo svuotamento di tale condotta BP solamente quando la pressione in essa ha nominalmente uguagliato il valore di set point, a meno delle tolleranze della valvola relè stessa.
Quando sopravviene una richiesta di frenatura di emergenza, il set point di pressione nella condotta BP viene portato a 0 bar e la valvola relè RV attua il completo svuotamento della condotta BP. Allo stesso tempo una valvola di emergenza, di grande portata, collegata fra la valvola relè RV e la condotta BP (e non illustrata nella figura 3) viene immediatamente aperta allo scopo di azzerare sicuramente la pressione nella condotta BP accelerandone il processo di svuotamento.
La lunghezza del convoglio influenza evidentemente, in modo sostanzialmente proporzionale, i tempi di riempimento e di svuotamento della condotta BP in quanto all'aumentare della lunghezza del convoglio aumenta la quantità di aria che deve essere immessa dalla o rimossa dalla condotta BP attraverso la valvola relè RV e la valvola di emergenza, ed aumenta l'effetto ritardante dovuto agli attriti dell'aria contro le pareti della condotta BP.
In particolare, a causa di tali attriti, durante la fase dinamica dei fenomeni di applicazione o di rilascio della frenatura, la pressione nella condotta BP lungo il convoglio non risulta omogenea per tempi relativamente lunghi.
Il grafico della figura 4 illustra l'andamento nel tempo delle pressioni nella condotta di frenatura BP di un convoglio lungo 1.200 m, composto da 50 veicoli, in conseguenza dell'applicazione di una frenatura di emergenza, tali pressioni essendo misurate in corrispondenza di ciascun veicolo: la curva inferiore nella figura 4 corrisponde all'andamento della pressione in corrispondenza del veicolo successivo alla locomotiva, la curva superiore corrisponde all'andamento della pressione in corrispondenza dell'ultimo veicolo. Si osserva come la pressione nel primo veicolo raggiunge il valore 3.5 bar corrispondente al valore massimo di frenatura in circa 3 s, mentre la pressione nell'ultimo veicolo raggiunge il valore 3.5 bar in circa 37 s.
Di conseguenza, come è illustrato dai grafici della figura 5, la pressione frenante ai cilindri di freno dell'ultimo veicolo del convoglio, ivi rappresentata dalla curva più a destra, raggiunge il valore massimo con oltre 30 s di ritardo rispetto al primo veicolo, cui corrisponde la curva più a sinistra.
In modo analogo, in fase di rilascio della frenatura la pressione nella condotta BP in testa al convoglio si adegua immediatamente al valore di set point, mentre la pressione in coda al convoglio aumenta lentamente il suo valore sino a che la quantità d'aria necessaria a riequilibrare le pressioni fra testa e coda ed a riempire tutti i serbatoi ausiliari (AR) non sia completamente transitata dal serbatoio principale MR alla condotta BP attraverso la valvola relè RV. Un aumento della portata della valvola relè RV non risolve tali problemi, poiché i limiti di portata del sistema valvola/condotta di frenatura sono, per tali lunghezze, determinati quasi esclusivamente dagli attriti fluidodinamici dell'aria all'interno della condotta BP.
I fenomeni di disomogeneità transitoria della pressione lungo la condotta BP descritta in precedenza hanno un impatto diretto sul comportamento dinamico del convoglio in movimento, creando forze di compressione longitudinali lungo il convoglio, tali da creare condizioni favorevoli al deragliamento. La normativa UIC tiene conto di tali fenomeni e, in funzione dei parametri europei concernenti i massimi limiti di massa per assile, e delle forze raggiungibili dai sistemi frenanti necessarie per ottenere le distanze di arresto stabilite in ambito europeo, prescrive per i convogli circolanti una lunghezza massima di sicurezza di 750 m.
Una lunghezza di 750 m per i convogli merci costituisce oggigiorno un limite che riduce l'efficienza del traffico merci: l'esigenza degli operatori ferroviari europei è di poter operare con convogli di lunghezza superiore, fino a raggiunger 1.500 m, ovvero il doppio dell'attuale limite di sicurezza imposto dalla norme UIC.
A tale scopo bisogna limitare le disomogeneità ed i ritardi di equalizzazione della pressione lungo la condotta BP durante il transitorio nella fase di frenatura, riducendo entro limiti di sicurezza le sollecitazioni di compressione longitudinale e i connessi rischi di deragliamento. Va inoltre tenuto presente che convogli di tali lunghezze, qualora formati con veicoli particolarmente pesanti, possono richiedere forze di trazione ben superiori a quanto una moderna locomotiva europea è in grado di sviluppare.
E' noto che nel "mondo" UIC esiste una soluzione per incrementare la capacità di trazione: essa consiste nell'accoppiare alla locomotiva di testa almeno una seconda locomotiva, controllata dalla locomotiva di testa attraverso un cablaggio di interconnessione. Tale soluzione ha comunque delle limitazioni, legate sia al fatto che la massima forza di trazione che le due locomotive possono applicare al convoglio corrisponde al limite di rottura dell'accoppiatore tra la seconda locomotiva ed il resto del convoglio, sia per il fatto che comunque non viene risolto il problema di meglio equalizzare le pressioni nella condotta BP durante i transitori di frenatura.
Nel "mondo" ferroviario americano, regolato dalle disposizioni dell'AAR (Association of American Railroads) è nota una soluzione che meglio affronta il problema, tale soluzione consistendo nell'utilizzo di una tecnica definita "Distributed Power", schematicamente illustrata nella figura 6, ove in un convoglio ferroviario TC sono utilizzate due o più locomotive: una locomotiva master ML ubicata in testa al convoglio TC ed una o più locomotive slave SL, disposte all'interno de convoglio, fra i vagoni W dello stesso. A un tale convoglio è associato un sistema di controllo noto con la denominazione LOCOTROL (marchio registrato), del quale si da qui appresso una sommaria descrizione delle caratteristiche principali per permettere una migliore successiva comprensione della presente invenzione.
Come schematizzato nella figura 7, tale sistema di controllo comprende un sistema master MS, posto sulla locomotiva master ML, e uno o più sistemi slave SS posti ciascuno su una locomotiva slave SL. Il sistema master MS comunica con il o sistemi slave SS tramite un canale radio dedicato, operante su frequenze nell'intorno di 450 MHz, supportato da un predefinito protocollo di comunicazione. Il sistema master MS rileva in tempo reale le azioni del macchinista su dispositivi di comando della trazione TRC e della frenatura BRC, e trasmette corrispondenti informazioni al o ai sistemi slave SS i quali sono incaricati di "replicare" localmente verso gli apparati di trazione e di frenatura delle locomotive slave SL i comandi impartiti dal macchinista.
In fase di trazione, l'avere una pluralità di locomotive distribuite lungo il convoglio, con comandi di trazione sincronizzati, permette di meglio utilizzare la forza di trazione disponibile in quanto il picco della sollecitazione di trazione non risulta concentrato sull'accoppiatore a valle della o delle locomotive di testa, come nelle soluzioni europee a doppia locomotiva di testa, ma viene ripartito fra tutti gli accoppiatori a valle delle varie locomotive distribuite lungo il convoglio. Il risultato è equivalente ad avere il convoglio suddiviso in due o più sottoconvogli, individualmente trainati dalle locomotive distribuite.
In fase di applicazione della frenatura, l'avere più locomotive distribuite lungo il convoglio, con comandi di frenatura sincronizzati significa avere punti di svuotamento della condotta di frenatura BP ripartiti lungo il convoglio. Il risultato equivale ad avere il convoglio suddiviso in sottoconvogli definiti dalla posizione della o delle locomotive slave, ove ciascun segmento di condotta di frenatura BP relativo a ciascun sottoconvoglio viene individualmente svuotato alle sue estremità. Ciò si traduce in una sensibile riduzione della disomogeneità della pressione nella condotta BP, nonché dei picchi delle sollecitazioni longitudinali lungo il convoglio, durante il transitorio di frenatura. Inoltre, la frenatura avviene in tempi molto più brevi, corrispondentemente alla riduzione del tempo di svuotamento della condotta BP.
Analogamente, in fase di rilascio della frenatura l'avere più locomotive distribuite lungo il convoglio, con comandi di sfrenatura sincronizzati, corrisponde ad avere punti di riempimento della condotta BP ripartiti lungo il convoglio. Anche in questo caso il risultato equivale ad avere il convoglio suddiviso in sottoconvogli definiti dalla posizione delle locomotive slave, ove ciascun segmento della condotta BP relativo a ciascun sottoconvoglio viene individualmente "riempito" alle sue estremità, con una sensibile riduzione dei tempi di sfrenatura.
Il sistema reagisce alla perdita della comunicazione radio tra il sistema master MS e i sistemi slave SS secondo una procedura nota come "Comm Loss Idle Down", una cui descrizione è facilmente reperibile nella letteratura ferroviaria, disponibile anche su Internet. Secondo tale procedura i sistemi slave SS iniziano a ridurre progressivamente lo sforzo di trazione eventualmente in atto sulle locomotive slave SL fino al valore nullo e contemporaneamente isolano il controllo della condotta BP sulle locomotive slave SL, lasciando alla sola locomotiva master ML l'incarico di svuotare la condotta di frenatura BP in caso di richiesta di frenatura da parte del macchinista. Tale modo "degradato" non rappresenta comunque una situazione ritenuta pericolosa nel "mondo" AAR in quanto i requisiti concernenti i sistemi frenanti e le distanze di arresto secondo l'AAR sono di gran lunga inferiori agli equivalenti requisiti UIC, e rendono accettabili i ritardi di svuotamento e le disomogeneità della pressione nella condotta di frenatura BP durante i transitori di frenatura.
Inoltre, l'accoppiamento a compressione tra veicoli mediante gli accoppiatori AAR assicura al convoglio una migliore stabilità e una maggior tolleranza alle sollecitazioni longitudinali, rispetto ai dispositivi di accoppiamento a compressione mediante respingenti secondo UIC, soprattutto quanto un convoglio si trova a percorrere una curva. Globalmente, la frenatura di un convoglio ferroviario AAR avente lunghezza doppia o tripla rispetto ad un convoglio UIC, eseguita svuotando la condotta BP esclusivamente dalla locomotiva master ML, non comporta pericoli di deragliamento.
Gli operatori ferroviari nel mondo AAR sono sostanzialmente divisi fra operatori passeggeri e operatori merci. Corrispondentemente si ha una netta separazione fra le reti ferroviarie adibite al traffico passeggeri e le reti adibite al trasporto merci, senza necessità di uniformare i requisiti operazionali per i due tipi di traffico.
Nel mondo AAR la potenza del segnale radio fra il sistema master MS e i sistemi slave SS ha valori prossimi 30 W.
Per contro, in ambito europeo (mondo UIC) il traffico passeggeri è obbligato a condividere la rete ferroviaria con il traffico merci, e i due tipi di convogli debbono sottostare alle medesime normative e rispettare le medesime distanze di arresto.
La massima potenza di trasmissione radio ammessa dalle normative ETSI (European Telecommunication Standards Institute) nelle frequenze intorno a 450 MHz è attualmente di 500 mW e non è ipotizzabile che in futuro per le applicazioni ferroviarie si possa ottenere l'autorizzazione ad incrementare la potenza di trasmissione a valori superiori ad 1 W che è comunque è di gran lunga inferiore rispetto alla potenza ammessa dalle normative AAR.
Inoltre, le reti ferroviarie europee presentano un maggior numero di tunnel rispetto alle reti americane per il traffico merci. E' noto dalla teoria della propagazione che frequenze nell'intorno di 450 Mhz subiscono forti attenuazioni all'interno dei tunnel e, in una situazione in cui il sistema trasmittente ed il sistema ricevente siano posizionati all'esterno degli estremi opposti di un tunnel, la comunicazione può risultare completamente impedita. Ciò rende la probabilità di una perdita di comunicazione radio nelle applicazioni UIC notevolmente superiore rispetto al caso delle applicazioni AAR.
Quanto sopra descritto evidenzia come un sistema "Distributed Power" secondo le specifiche AAR, se operato in conformità con le norme e le condizioni europee, presenta un livello di disponibilità sensibilmente ridotto, e comporta un più elevato rischio di intralcio al traffico passeggeri. Inoltre, la procedura "Comm Loss Idie Down", così come definita per il mondo AAR, non può essere applicata ad un convoglio UIC di lunghezza superiore a 750 m.
US 8190 311 B2 descrive una soluzione, in parte già anticipata in EP 0983 920, attuabile ad esempio tramite il sistema LOCOTROL (marchio registrato) e tale per cui, contrariamente a quanto prescritto dalla procedura "Comm Loss Idle Down", in caso di assenza di comunicazione radio, e in presenza di una riduzione di pressione nella condotta di frenatura BP, generata dal sistema master MS e rilevata da parte dei sistemi slave SS a bordo delle locomotive slave SL, ove tale riduzione di pressione sia superiore ad un valore prestabilito, ad esempio pari a 0.5 bar (circa 7 psi), i sistemi slave SS a bordo delle locomotive slave SL applicano a loro volta una riduzione permanente di pressione equivalente a 0.7 bar (circa 12 psi) o superiore, contribuendo a svuotare ulteriormente la condotta di frenatura BP nei punti lungo il convoglio ove le locomotive SL sono posizionate, abbreviando così i tempi di frenatura e, soprattutto, limitando le sollecitazioni longitudinali. La rimozione della riduzione della pressione applicata dalle locomotive slave SL avviene solamente in presenza del ripristino della comunicazione radio.
Tale soluzione risolve tuttavia solo parzialmente i problemi di applicabilità di tecniche "Distributed Power" così come utilizzate nel mondo AAR. Infatti, per quanto la procedura secondo US 8 190 311 B2 riduca parzialmente le sollecitazioni longitudinali ed i rischi di deragliamento, essa non da risposta alla necessità di poter continuare a manovrare il convoglio, anche in modo degradato, al permanere dell'assenza della comunicazione radio.
E' dunque uno scopo della presente invenzione di proporre un sistema migliorato per il controllo di un convoglio ferroviario per il trasporto di merci, con composizione di tipo "Distributed Power", ed in particolare per il controllo della o delle locomotive slave che, in caso di perdita di comunicazione radio, consenta al macchinista di operare, senza limitazioni temporali, il convoglio in trazione ed in frenatura, eventualmente in condizioni operazionali limitate, ad esempio a velocità ridotta.
Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con un sistema del tipo inizialmente definito, le caratteristiche principali del quale sono definite nell'annessa rivendicazione 1.
Le rivendicazioni dipendenti definiscono modi di attuazione convenienti di un sistema di controllo secondo la presente invenzione.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
la figura 1 (già descritta) è un grafico che illustra la correlazione fra la pressione applicata a cilindri frenanti e la pressione nella condotta di frenatura, nell'applicazione e nel rilascio della forza frenante ad un veicolo di un convoglio;
la figura 2 (già descritta) illustra lo schema pneumatico di un sistema frenante di un generico veicolo di un convoglio;
la figura 3 illustra lo schema elettropneumatico di principio di una valvola di frenatura del macchinista (Driver's Brake Valve); la figura 4 (già descritta) è una serie di grafici che illustrano la distribuzione della pressione nella condotta di frenatura in corrispondenza dei vari veicoli di un convoglio lungo 1.200 m;
la figura 5 (già descritta) è una serie di grafici che illustrano il ritardo dell'applicazione della pressione frenante ai cilindri di freno nei vari veicoli di un convoglio;
la figura 6 (già descritta) è una rappresentazione schematica di un convoglio ferroviario comprendente una locomotiva master ed almeno una locomotiva slave;
la figura 7 (già descritta) è una rappresentazione schematica di un sistema master e di un sistema slave per 1'impiego in un convoglio comprendente una locomotiva master ed almeno una locomotiva slave;
la figura 8 è uno schema a blocchi di principio di un sistema slave SS per l'attuazione della presente invenzione; e
le figure 9 e 10 sono diagrammi di flusso che illustrano processi di frenatura e, rispettivamente, di trazione eseguiti da un sistema slave in un sistema di controllo secondo la presente invenzione.
La presente invenzione propone un sistema di controllo di un convoglio comprendente una locomotiva master ed almeno una locomotiva slave inframmezzata nel convoglio, ovvero del tipo schematicamente rappresentato nella figura 6. Il sistema riguarda in particolare la modalità di controllo della o delle locomotive slave nel caso di perdita di comunicazione radio con la locomotiva master.
A tale scopo, per quanto riguarda il controllo della pressione nella condotta di frenatura BP, diversamente dal sistema dal sistema LOCOTROL (marchio registrato) e da quanto prescritto nella procedura "Comm Loss Idle Down", vengono applicati i seguenti principi;
quando la locomotiva master ML opera una frenatura riducendo la pressione nella condotta BP, i sistemi slave SS a bordo delle locomotive slave SL, osservando la pressione nella condotta BP, debbono essere in grado di identificare l'evento e contribuire a detta riduzione di pressione seguendo nel modo più fedele possibile il comando di frenatura impartito dalla locomotiva master ML contribuendo comunque a ridurre le distanze di arresto e a rendere il più possibile omogeneo il processo di frenatura lungo il convoglio, evitando l'insorgere di sollecitazioni longitudinali eccessive; ciò è realizzato, come sarà descritto più chiaramente nel seguito, attuando localmente più "gradini" negativi di pressione, secondo l'algoritmo descritto più avanti; sperimentazioni pratiche hanno dimostrato che due o tre gradini di riduzione della pressione nell'intervallo fra 5 bar e 3.5 bar sono sufficienti per una corretta gestione della pressione nella condotta BP;
qualora la locomotiva master ML, dopo una riduzione della pressione nella condotta BP ad un valore determinato, rilevi una stabilizzazione della pressione nella condotta BP a tale valore determinato, i sistemi slave SS a bordo delle locomotive slave SL debbono poter riconoscere l'avvenuta stabilizzazione di pressione e, di conseguenza, debbono isolare i propri dispositivi DBV di controllo della condotta BP dalla condotta BP stessa, permettendo la completa stabilizzazione di tale condotta ad un determinato valore di pressione, la condotta BP essendo pilotata unicamente dalla locomotiva master ML; tale procedura permette una completa e coerente equalizzazione di tutte le valvole-distributore DV lungo l'intero convoglio;
qualora la locomotiva master ML dia inizio ad un processo inverso di re-incremento della pressione nella condotta BP per ridurre la frenatura del convoglio, i sistemi slave SS a bordo delle locomotive slave SL debbono essere in grado di riconoscere tale evento e, qualora i propri dispositivi di controllo della pressione nella condotta BP non fossero ancora isolati, debbono immediatamente o provvedere ad attuare l'isolamento dalla condotta BP, permettendo che il riempimento di tale condotta avvenga a partire dalla sola locomotiva master ML; tale procedura permette alla locomotiva master ML di continuare a mantenere una completa e coerente equalizzazione di tutte le valvole-distributore DV lungo l'intero convoglio.
Al contempo, sempre in condizioni di assenza di comunicazione radio, per il controllo della trazione, a differenza del sistema LOCOTROL (marchio registrato) e da quanto prescritto nella procedura "Comm Loss Idle Down", vengono applicati i seguenti principi:
al rilevamento di una condizione di interruzione della comunicazione radio, nel caso in cui il convoglio sia completamente sfrenato ovvero la condotta BP sia nominalmente a 5 bar (in un sistema UIC), i sistemi slave SS a bordo delle locomotive slave SL devono iniziare una procedura di riduzione graduale della trazione fino al raggiungimento di un valore prestabilito di forza di trazione y, con un gradiente yl predeterminato, il valore y potendo essere anche nullo; il raggiungimento della stabilizzazione dello sforzo di trazione ad un valore y diverso da zero permette alla locomotiva master ML di continuare a trainare il convoglio con un contributo da parte delle locomotive slave SL. A titolo di esempio, il contributo y può essere calibrato in modo tale da permettere alla locomotiva master ML di trainare, in condizioni di velocità limitata, il convoglio alla massima pendenza prevista nel percorso: infatti, qualora il contributo y fosse nullo, nel caso di pendenza massima si rischierebbe di non avere sufficiente forza di trazione disponibile dalla sola locomotiva master ML per trainare il convoglio, e il convoglio rimarrebbe irrimediabilmente bloccato in linea; i suddetti valori y e yl possono essere preventivamente inizializzati da un operatore prima dell'inizio di una missione, in funzione delle esigenze del percorso associato alla missione stessa; in alternativa, una mappa di valori di γ e γΐ può essere caricata in una memoria di ciascun sistema slave SS, e un sistema di localizzazione connesso a ciascun sistema slave SS, ad esempio il sistema GPS, può consentire di modificare i valori di y e yl in funzione della posizione geografica del convoglio;
qualora i sistemi slave SS rilevino una riduzione di pressione nella condotta BP essi debbono annullare immediatamente le forze di trazione; tale azione viene eseguita in modo automatico da dispositivi, indipendenti dai sistemi slave SS, noti agli esperti del settore come dispositivi di "stacco della trazione", qualora la locomotiva master ML avvìi una procedura di frenatura attraverso una riduzione della pressione nella condotta BP;
qualora la condotta BP venga riportata a 5 bar nominali (UIC) per effetto una procedura di sfrenatura come descritta più sopra, i sistemi slave SS a bordo delle locomotive SL iniziano una procedura di incremento graduale della trazione fino al raggiungimento del suddetto valore prestabilito y, secondo un gradiente y2 non necessariamente uguale a yl; anche il gradiente y2 può essere preventivamente inizializzato da un operatore prima dell'inizio della missione, oppure essere mappato in una memoria dei sistemi slave SS e selezionato in base alla posizione geografica del convoglio indicata da un sistema di localizzazione.
La figura 8 mostra uno schema a blocchi di principio che illustra un'architettura di un sistema slave SS.
In tale figura, le linee a tratto sottile indicano collegamenti elettrici e le linee a tratto spesso indicano collegamenti pneumatici.
Un'unità elettronica di controllo 601 è connessa ad un gruppo radio/modem 602 utilizzato per comunicare con altri sistemi master MS o slave SS dello stesso convoglio.
L'unità di controllo 601 è inoltre collegata ad un modulo elettropneumatico 603 incaricato di produrre una pressione pneumatica di comando 604 corrispondente ad un set point 605, detto set point 605 essendo generato dall'unità di controllo 601. La pressione pneumatica di comando 604 viene alimentata alla camera pilota di una valvola relè pneumatica di grande portata 606, la cui porta di ingresso 617 è connessa alla condotta BP attraverso una valvola d'isolamento Cut Out Valve 607 ed un rubinetto di isolamento 608. La valvola relè 606 impone la pressione nella condotta BP, allo stesso valore presente nella sua camera pilota. Nel caso la pressione nella condotta BP sia inferiore al valore di pressione presente nella camera pilota, la valvola relè 606 aumenterà la pressione nella condotta BP prelevando aria compressa da dispositivi di alimentazione 611, i quali sono normalmente a pressioni superiori al valore di pressione operativa massima ammessa nella condotta BP, detti valori essendo tipicamente compresi tra 8bar e lObar.
Durante l'alimentazione di pressione alla condotta BP il flusso di aria alimentato viene misurato dal sensore di flusso 612 interposto tra i dispositivi di alimentazione 611 e la valvola relè 606, ed il valore di tale flusso viene fornito con continuità all'unità di controllo 601. Quando la pressione nella condotta BP eguaglia la pressione impostata nella camera pilota della valvola relè 606, tale valvola relè 606 interrompe l'alimentazione di pressione verso la condotta BP.
Nel caso la pressione nella condotta BP divenga superiore al valore di pressione presente nella camera pilota, la valvola relè 606 riduce la pressione nella condotta BP prelevando aria compressa da tale condotta e scaricandola in atmosfera attraverso la sua porta di scarico 610. Durante lo svuotamento della condotta BP il misuratore di flusso 612 misurerà sempre flusso nullo. Quando la pressione nella condotta BP eguaglia la pressione impostata nella camera pilota della valvola relè 606, detta valvola relè 606 interrompe 1'azione di svuotamento di detta condotta.
La valvola d'isolamento 607, comandata dall'unità di controllo 601, è destinata ad impedire alla valvola relè 606 il riempimento o lo svuotamento della pressione nella condotta BP.
Un sensore di pressione 613 misura la pressione nella condotta BP e tale misura viene acquisita in tempo reale dall'unità di controllo 601. Poiché il sensore di pressione 613 è collocato ad una certa distanza dalla valvola relè 606, e comunque a valle della valvola di isolamento 607 e del rubinetto di isolamento 608, qualora il flusso d'aria vada dalla condotta BP all'atmosfera attraverso la porta di scarico 610 della valvola relè 606, si verrà a creare una caduta di pressione tra la posizione in cui il sensore di pressione 613 effettua la sua misura e la porta 617 della valvola relè 606. Di conseguenza l'unità di controllo 601 può dedurre la presenza o assenza di un flusso d'aria transitante dalla condotta BP alla porta di scarico 610 valutando la differenza tra la pressione misurata dal sensore di pressione 613 ed il valore di pressione 604 impostato da un modulo elettropneumatico 603 per la camera pilota della valvola relè 606.
Una soluzione alternativa consiste nell'inserire un ulteriore sensore di pressione 618 la cui porta pneumatica è connessa in prossimità della porta 617 della valvola relè 606, ed il cui segnale elettrico viene inviato all'unità di controllo 601. In tal modo l'unità di controllo 601 può verificare la presenza di un flusso di aria attraverso una misura differenziale di pressione mediante i valori rilevati dai sensori di pressione 613 e 618.
Un'unità di controllo della trazione 614, predisposta per attuare un controllo di velocità e coppia dei sistemi di trazione, riceve un set point di forza di trazione 616 dall'unità di controllo 601.
Un dispositivo 615, tipicamente uno switch a pressione, per rilevare la pressione nella condotta BP, è connesso all'unità di controllo della trazione 614 ed è destinato a consentire 1'inibizione delle coppie di trazione qualora la pressione nella condotta BP inizi a diminuire rispetto al valore nominale di 5bar.
Il diagramma di flusso della figura 9 descrive un processo di frenatura in un sistema slave SS. Tale diagramma descrive in particolare un "task" che viene schedulato periodicamente, ad esempio ma non esclusivamente, ogni 100 ms.
Un esperto del settore sa che detto diagramma di flusso può essere altresì eseguito all'interno di un loop infinito tale comunque da garantire una periodicità stabile di esecuzione, ad esempio ogni 100 ms.
Nel diagramma della figura 9 viene utilizzata la definizione "5bar nominali" con riferimento ad un valore di pressione memorizzato nell'unità di controllo 601, tale valore rappresentando il valore locale della pressione nella condotta BP in condizione di convoglio TC sfrenato, memorizzato durante una fase di inizializzazione del convoglio.
Un esperto di sistemi frenanti ferroviari sa che è necessario utilizzare tale valore, e non il valore assoluto 5 bar, in quanto in un convoglio di grandi lunghezze la pressione nella condotta BP in punti distanti dalla locomotiva master ML può assumere valori leggermente inferiori a causa di perdite presenti lungo la condotta BP stessa, nel qual caso il valore assoluto 5bar potrebbe portare l'algoritmo ad un non corretto funzionamento.
Con riferimento al diagramma di flusso della figura 9:
• qualora il passo 701 indichi che la comunicazione radio è disponibile, si procede al passo 702 ove il sistema slave SS esegue gli eventuali comandi di applicazione o rilascio del freno ricevuti dal sistema master MS, per poi uscire dal task;
• qualora al passo 702 risulti che la comunicazione radio è assente, si procede al passo 703, ove l'unità di controllo 601 verifica, attraverso la lettura del segnale del sensore di pressione 613, se la pressione nella condotta BP è circa uguale a 5 bar nominali ovvero se si è in condizioni di freno rilasciato, e quindi con il convoglio in condizioni di poter continuare la corsa, oppure inferiore a 5 bar nominali, ovvero in condizione di freno parzialmente o totalmente applicato; nel caso in cui la pressione nella condotto BP sia circa uguale a 5 bar nominali, si procede al passo 704, altrimenti si procede al passo 710; l'indicazione ''circa uguale" significa che il test eseguito al passo 703 considera una fascia di tolleranza che tiene conto del rumore di misura e di microfluttuazioni di pressione;
• al passo 704 si conferma il valore di set point utilizzato dall'unità di controllo a 5 bar nominali: l'unità di controllo 601 attiva una valvola di cut out 607 (figura 8) isolando la valvola relè 606 dalla condotta BP, impedendo a tale valvola relè 606 di influenzare la pressione nella condotto BP; in tal modo 1'unità di controllo del sistema slave SS lascia il controllo di pressione alla condotta BP esclusivamente al sistema master MS.
• si procede quindi al passo 705 ove l'unità di controllo 601 verifica, attraverso la lettura del segnale del sensore di pressione 613, se uno step negativo di 0.5 bar nominali sta transitando nella condotta BP, ovvero se il sistema master MS ha iniziato un ciclo di frenatura;
• al passo 706 si decide in base al risultato della verifica effettuata al passo 705: se nessuno step negativo di pressione è stato individuato, indice che la condotta BP è stabile in condizione di freno rilasciato, non vi sono altri passi da eseguire e si esce dal task; se invece uno step negativo viene identificato, indice di un inizio di applicazione di frenatura da parte del sistema master MS, si procede al passo 707 ove l'unità di controllo 601 disattiva la valvola di cut out 607 permettendo al sistema slave SS di influenzare la pressione nella condotta BP attraverso un opportuno pilotaggio della valvola relè 606; si procede quindi al passo 708 ove il set point di pressione è decrementato di una quantità a > 0,5 bar, ad esempio 1 bar; in conseguenza di quest'azione il gruppo o modulo elettropneumatico 603 (figura 8) regola la pressione nella camera pilota della valvola relè 606 al valore nominale (5 bar-α), ovvero nel caso dell'esempio a 4 bar; in tal modo la valvola relè 606 provvede a scaricare localmente la condotta BP accelerandone lo svuotamento fino a 4 bar, aiutando il sistema master MS nella frenatura del convoglio, in modo più omogeneo lungo il convoglio;
• al passo 709 viene caricato ad un valore predefinito ed avviato un "timeout"; questo timeout verrà decrementato in passi descritti successivamente; il suo scopo è di indicare al sistema slave SS quando interrompere lo svuotamento della condotta BP, come spiegato in seguito; dopo l'avviamento del timeout si esce dal task;
• qualora al passo 703 si rilevi una pressione nella condotta BP inferiore a 5 bar nominali ovvero una condizione di freno parzialmente o totalmente applicato, viene eseguito il passo 710, nel quale si verifica se il sistema slave SS è in condizione di "cut-in" o di "cut-out", ovvero se tale sistema è in fase di pilotaggio della condotta BP o è da essa isolato;
• qualora il passo 710 indichi che il sistema slave SS è in condizione di "cut-out", ovvero la valvola relè 606 non sta influenzando la pressione nella condotto BP, si procede al passo 711, ove si verifica se la pressione nella condotta BP sta avendo variazioni negative, sintomatiche di una possibile continuazione di richiesta di frenatura da parte del sistema master MS;
• se al passo 711 la pressione nella condotta BP risulta avere variazioni nulle o positive, si procede al passo 712 ove l'unità di controllo 601 aggiorna il proprio set point al valore attuale della pressione nella condotta BP, per eseguire un'accurata misura qualora, alla successiva esecuzione del task, si ripercorra il passo 711; il flusso 711-712 è importante per la presente invenzione, poiché si può osservare come in tale fase il sistema slave SS permetta al sistema master MS di riempire la condotta BP e quindi di rilasciare il freno anche in assenza di segnale radio, per quanto molto più lentamente di non quanto accadrebbe con il contributo del sistema slave SS stesso in presenza di comunicazione radio; in questo modo si permette al convoglio di continuare a muoversi, seppure con tempi di reazione maggiori ed eventualmente a velocità ridotta; visto sotto un'altra luce, un sistema slave SS operante secondo la presente invenzione continua ad agire in condizione di sicurezza, ovvero mai rilasciando il freno in autonomia in caso di assenza di comunicazione radio, ma comunque permettendo un lento rilascio del freno attraverso il sistema master MS su eventuale richiesta del macchinista;
• se al passo 711 la pressione nella condotta BP risulta avere variazioni negative, indice del fatto che un'ulteriore richiesta di riduzione di pressione nella condotta BP è in corso da parte del sistema master MS, si procede al passo 713 ove l'unità di controllo 601, agendo attraverso la valvola di cut-out 607, riconnette la valvola relè 606 alla condotta BP; immediatamente dopo, al passo 714, uno step negativo di pressione β, non necessariamente uguale ad a, viene sottratto al valore attuale di set point; tale nuovo valore diventa la pressione di riferimento in camera pilota della valvola relè 606, la quale provvede a portare la condotta BP a detto nuovo valore di set point; al passo 715, lo stesso timeout descritto in relazione al passo 709 viene caricato ad un valore predefinito e quindi avviato;
• se al passo 710 viene verificato che la valvola relè 606 è connessa alla condotta BP, ovvero detta valvola relè è in condizioni di influenzarne il valore di pressione, si procede al passo 716 ove l'unità di controllo 601, osservando il segnale proveniente dal misuratore di flusso 612, verifica se la valvola relè 606 sta eventualmente trasferendo aria dai dispositivi di alimentazione 611 alla condotta BP; iln caso affermativo, indice che la pressione nella condotta BP è inferiore al set point attuale, ovvero che il sistema master MS sta comandando una pressione inferiore all'attuale set point del sistema slave SS, si procede al passo 717 ove l'unità di controllo 601 isola immediatamente la valvola relè dalla condotta BP impedendo la riammissione d'aria; questo aspetto è importante nella presente invenzione, poiché evidenzia come in assenza di comunicazione radio il sistema slave SS eviti sistematicamente di ammettere aria nella condotta BP, ovvero di opporsi ad uno svuotamento in corso da parte del sistema master MS, detto svuotamento essendo indice di una decisione di aumentare il livello di frenatura ad un valore superiore a quello corrispondente al valore attuale di set point presente nel sistema master MS; in seguito si procede al passo 711, già in precedenza descritto: in pratica, provenendo dal passo 717, avverrà una riduzione di pressione nella condotta BP che riporterà la valvola relè a lavorare ad un valore di β bar più basso, ricominciando a svuotare la condotta BP, agendo nella stessa direzione in cui sta agendo il sistema master MS;
• se al passo 716 l'unità di controllo 601 verifica, attraverso la lettura del segnale del misuratore di flusso 612, che non vi è flusso d'aria dai dispositivi di alimentazione 611 alla condotta BP 609, allora la valvola relè 606 ha raggiunto lo stesso valore di pressione comandato dal sistema master MS, o sta ancora svuotando la condotta BP: questo secondo caso può essere dovuto a due differenti situazioni: la prima, che chiameremo SI, in cui è ancora in corso uno svuotamento della condotta BP da parte di entrambi i sistemi Master MS e slave SS, la seconda, che chiameremo S2, in cui il decremento negativo applicato al set point di pressione (sia esso a o il successivo ulteriore decremento β, o ulteriori η*β derivati da ulteriori iterazioni nel diagramma di flusso) ha portato il set point del sistema slave SS ad un valore inferiore a quello impostato nel sistema master MS; in questa seconda situazione (S2) i due set point sono in una condizione conflittuale poiché la valvola relè del sistema master MS continua a riempire la condotta BP cercando di contrastare la valvola relè del sistema slave SS, la quale sta cercando di contrastare a sua volta la valvola relè del sistema master MS svuotando dal suo lato la condotto BP; in tale situazione interviene l'utilizzo del timeout descritto ai passi 709 e 715: al passo 718 si decrementa il timeout ed al passo 719 si verifica se tale timeout è azzerato, ed in caso negativo si esce dal task; qualora il timeout abbia raggiunto il valore nullo si procede al passo 717 precedentemente descritto; in questo caso, se il passo 711 riscontra un gradiente positivo (o nullo) di pressione nella condotta BP, ciò significa che il sistema si trova nella situazione S2, e quindi permetterà al sistema master MS di riempire la condotta BP fino ad uniformarne il valore lungo tutta la sua lunghezza; se invece il passo 711 riscontra un gradiente negativo, ciò significa che il sistema si trova nella situazione SI e quindi, procedendo al passo 713, il sistema slave SS ricomincerà a svuotare la condotta BP in aiuto al sistema master.
Ulteriormente, e contrariamente a quanto previsto in US 8190 311 B2, la presente invenzione tiene conto di una perdita del canale di comunicazione radio durante una fase di frenatura già iniziata. La situazione più complicata si manifesta infatti quando una frenatura sia stata avviata ed eseguita dal sistema attraverso un comando radio, ovvero durante il transito nel percorso dei passi 701, 702, e la condotta BP abbia già raggiunto un valore stabile: qualora in questa fase venga a mancare la comunicazione, il sistema non può più beneficiare dell'informazione rappresentata dal gradino negativo di 0.5 bar; nel diagramma questa condizione è rappresentata dalla sequenza dei passi 701, 703, 710, 711, ove al passo 711 il sistema slave SS verifica se si manifestano ulteriori variazioni negative, indice di ulteriore svuotamento della condotta BP da parte del sistema master MS; a causa della lunghezza della condotta BP tra le locomotive master e slave, qualora l'unità di controllo 601 mantenesse la valvola relè 606 in accoppiamento alla condotta BP mediante attivazione permanente della valvola di isolamento 607, la valvola relè 606 imporrebbe attivamente il valore di pressione corrispondente al valore di set point 605 (figura 8): in tale condizione, localmente, il valore di pressione nella condotta BP sarebbe solo minimamente influenzato da variazioni, anche ampie, imposte dal sistema master MS: sarebbe quindi impossibile per l'unità di controllo 601 del sistema slave SS rilevare, attraverso la misura continua eseguita mediante il sensore 613, le variazioni di pressione nella condotta BP sintomatiche di un cambiamento di pressione comandato dal sistema master MS, perlomeno in tempi sufficienti a prevenire un'eccessiva disomogeneità del valore di pressione nella condotta BP; per ovviare a tale inconveniente, anche in condizione di comunicazione radio presente, l'unità di controllo 601 mantiene eccitata la valvola di isolamento 607, e quindi la valvola relè 606 accoppiata alla condotta BP, solamente durante i transitori di pressione, ovvero solamente quando sia necessario duplicare le azioni dinamiche attuate dal sistema master MS; quando l'unità di controllo 601 avrà verificato, mediante processi equivalenti a quanto descritto con riferimento al diagramma di flusso della figura 9, che la condotta BP si è stabilizzata al valore imposto dal sistema master MS, detta unità di controllo 601 provvederà a diseccitare la valvola di isolamento 607, isolando la valvola relè 60 dalla condotta BP, e quindi permettendo localmente alla pressione nella condotta BP di variare nei tempi più brevi possibili in accordo alle variazioni di pressione imposte dal sistema master MS.
Il diagramma di flusso della figura 10 descrive un processo di controllo della trazione eseguito da un sistema slave SS. Analogamente al diagramma della figura 9, il diagramma della figura 10 illustra in particolare un task che viene schedulato periodicamente, ad esempio ogni 100 ms. Un esperto del settore sa che tale diagramma di flusso può essere altresì eseguito all'interno di un loop infinito, tale comunque da garantire una periodicità stabile di esecuzione, ad esempio ogni 100 ms.
Con riferimento dunque al diagramma della figura 10:
• qualora al passo 801 si riceva che la comunicazione radio è presente, viene eseguito il passo 802 ove il sistema slave SS attua gli eventuali comandi di applicazione o rilascio della trazione provenienti dal sistema master MS, per poi uscire dal task;
• qualora il passo 801 indichi che la comunicazione radio è assente, si procede al passo 803 ove si verifica se la pressione nella condotta BP è superiore al valore (5 bar nominali - ε) dove ε può assumere, ad esempio, il valore di 0.5 bar: se tale pressione è inferiore a (5 bar nominali -ε), si procede al passo 804 ove l'unità di controllo 601 azzera la richiesta di trazione per l'unità di controllo della trazione 614; la stessa azione viene eseguita comunque dal dispositivo 615, assicurando che in presenza di richiesta di frenatura il sistema di trazione cessi immediatamente di generare forza traente; • se al passo 803 la pressione nella condotta BP è superiore al valore (5 bar nominali - ε) si procede al passo 805, ove si verifica se il valore di richiesta di trazione è superiore al valore y al quale la richiesta di trazione dovrebbe assestarsi in caso di perdita del segnale radio, qualora non sia richiesta un'applicazione del freno: in caso affermativo si procede al passo 806, ove il valore di richiesta di trazione da inviare all'unità di controllo della trazione 614 viene decrementato di un valore tale da creare il gradiente 61, dopodiché si esce dal task;
• se al passo 805 il valore di richiesta di trazione non risulta superiore al valore y, si procede al passo 807 ove si verifica se il valore di richiesta di trazione è inferiore al valore y: in caso affermativo si procede al passo 808 ove il valore di richiesta di trazione da inviare all'unità di controllo di trazione viene incrementato di un'entità tale da creare il gradiente 62, dopodiché si esce dal task;
• se al passo 807 il valore di richiesta di trazione non risulta inferiore al valore y, ciò significa che il valore di richiesta di trazione è uguale a y, ovvero la locomotiva slave SL sta attuando una trazione al valore prefissato in caso di perdita di segnale radio.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema per il controllo di un convoglio ferroviario (TC) per il trasporto di merci, comprendente una pluralità di vagoni (W), una locomotiva master (ML) posta alla testa del convoglio (TC) e una o più locomotive slave (SL) distribuite nel convoglio (TC), il convoglio (TC) essendo provvisto di una condotta pneumatica di frenatura (BP) che si estende lungo tutto il convoglio (TC), la locomotiva master (ML) essendo provvista di un sistema di controllo master (MS) per il controllo del convoglio (TC), 1'almeno una locomotiva slave (SL) essendo provvista di un sistema di controllo slave (SS) asservito al sistema di controllo master (MS) per il controllo del convoglio (TC), detti sistemi master e slave (MS, SS) essendo atti a comunicare tra di loro mediante un canale radio, il o ciascun sistema slave (SS) essendo predisposto per controllare apparati di trazione (614), apparati di controllo (606-608) della pressione nella condotta di frenatura (BP) e apparati di applicazione del freno di emergenza della corrispondente locomotiva slave (SL), e per ritrasmettere segnali indicanti lo stato di detti apparati della locomotiva slave (SL) al sistema master (MS), il sistema master (MS) essendo atto ad interpretare comandi di trazione e comandi di frenatura impartiti dal macchinista della locomotiva master (ML) e a trasmettere corrispondenti comandi ai sistemi slave (SS) sotto forma di valori di set point di trazione e valori di set point di pressione nella condotta di frenatura (BP) da attuarsi localmente, detto sistema master (MS) essendo inoltre atto ad interpretare comandi di frenatura di emergenza impartiti dal macchinista dalla locomotiva master (ML) o da sistemi di bordo della locomotiva master (ML) ed a trasmettere corrispondenti comandi di applicazione di frenatura di emergenza ai sistemi slave (SS) da attuarsi localmente; il sistema di controllo essendo caratterizzato dal fatto che in caso di perdita della comunicazione radio tra il sistema master (MS) ed il o i sistemi slave (SS) il o ciascun sistema di controllo slave (SS) è predisposto per; analizzare le variazioni della pressione nella condotta di frenatura (BP) e del flusso d'aria alimentato a detta condotta di frenatura (BP); in presenza di un gradiente negativo della pressione nella condotta di frenatura (BP), connettere alla condotta di frenatura (BP) un dispositivo controllore (606) atto a controllare attivamente la pressione in detta condotta (BP), e comandare detto dispositivo controllore (606) in modo tale da realizzare uno o più gradini negativi successivi di valore di set point della pressione nella condotta di frenatura (BP); al termine dell'applicazione del o di ciascun gradino negativo di valore di set point di pressione nella condotta di frenatura (BP), monitorare il flusso d'aria alimentato alla condotta di frenatura (BP) ed isolare detto dispositivo controllore (606) da detta condotta (BP) quando viene rilevata l'alimentazione locale di aria a detta condotta (BP) da parte di detto dispositivo controllore (606); attuato il o ciascun gradino negativo del valore di set point della pressione di frenatura, in assenza del rilevamento di alimentazione locale di aria alla condotta di frenatura (BP) da parte di detto dispositivo controllore (606), isolare detto dispositivo controllore (606) dalla condotta di frenatura (BP) quando si esaurisce un time-out avviato alla connessione del dispositivo controllore (60) alla condotta di frenatura (BP), e in presenza di un gradiente positivo della pressione nella condotta di frenatura (BP) mantenere isolato detto dispositivo controllore, dalla condotta di frenatura (BP), 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui le ampiezze dei gradini negativi di valore di set point di pressione nella condotta di frenatura dipendono dal valore assoluto e dal gradiente di detta pressione nella condotta di frenatura (BP), i valori di dette ampiezze essendo preventivamente memorizzati nell'associato sistema slave (SS). 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui un valore di riferimento di pressione nella condotta di frenatura (BP) corrispondente alla condizione di freni rilasciati viene inizializzato preventivamente ed aggiornato successivamente. 4. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il o ciascun sottosistema slave (SS) è predisposto per connettere il suddetto dispositivo controllore (606) alla condotta di frenatura (BP) anche in condizioni di presenza della comunicazione radio fra il sistema master (MS) e il sistema slave (SS) e in presenza di una richiesta di variazione della pressione ricevuta dal sistema master (MS); il sistema slave (SS) attuando la variazione di pressione mediante una corrispondente variazione del valore di set point della pressione nella condotta di frenatura, verificando l'esaurimento dell'azione conseguente alla variazione del valore di set point della pressione nella condotta di frenatura, e isolando il dispositivo controllore (606) dalla condotta di frenatura (BP). 5. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui quando un valore di set point di trazione è superiore ad un valore prefissato (γ), compreso fra zero e un valore massimo ammissibile predeterminato, il o ciascun sistema slave (SS) riduce detto valore di set point di trazione fino a detto valore prefissato (γ) con un gradiente prestabilito (Δ1); in cui quando il valore di set point di trazione è inferiore a detto valore prefissato (y) il o ciascun sistema slave (SS) incrementa il valore di set point di trazione fino a detto valore prefissato (γ) con un secondo gradiente prefissato (Δ2); e in cui qualora il o un sistema slave (SS) rilevi una situazione di frenatura del convoglio (TC), detto sottosistema slave (SS) azzera e mantiene azzerato detto valore di set point di trazione sino a quando cessa l'intervento di frenatura. 6. Sistema secondo la rivendicazione 5, in cui il valore prefissato (γ) del set point di trazione, e i valori di detto primo e secondo gradiente (Δΐ, Δ2) sono immagazzinati in una memoria del o di ciascun sistema slave (SS). 7. Sistema secondo la rivendicazione 5 o 6, ove il valore prefissato (y) del set point di trazione e i valori di detto primo e secondo gradiente (Δΐ, Δ2) sono mappati nel o in ciascun sistema slave (SS) in funzione delle caratteristiche di profili di missione, e sono selezionabili in base alla posizione geografica del convoglio (TC) indicata da un sistema di localizzazione. 8. Sistema per il controllo di un convoglio ferroviario per il trasporto di merci, sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.
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