Sistemi Innovativi per il Sistemi Innovativi per il Trasporto Ferroviario e Trasporto Ferroviario e

MetropolitanoMetropolitanoNadia Mazzino

Head of Innovation Project Office

Genova, 21 April 2023

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WMATA Silver Spring

PAAC North Shore Connector

New York Metro

Chambers Street

- NYCT

WMATA Silver Spring

PAAC North Shore Connector

New York Metro

Chambers Street

- NYCT

Los Angeles Metro

(Green Line)

Los Angeles Metro

(Green Line)

Manchester Node& Metrolink

Cambrian line

Manchester Node& Metrolink

Cambrian line

ACS Palermo

Railways

Rome Station C.B.I.

SCMT / ACS Installations

ACS Palermo

Railways

Rome Station C.B.I.

SCMT / ACS Installations

Conventional & Driverless Metros

Rome, Naples, Milan, Brescia, Genoa

Conventional & Driverless Metros

Rome, Naples, Milan, Brescia, Genoa

Madrid-LeridaHigh-Speed LineMadrid-LeridaHigh-Speed Line

Channel TunnelChannel Tunnel

Copenhagen Driverless Sweden Ester ERTMS

Lev. 2 O&M contracts

Copenhagen City ring

Copenhagen Driverless Sweden Ester ERTMS

Lev. 2 O&M contracts

Copenhagen City ring

Ghaziabad Kampur

Indian Railways

Ghaziabad Kampur

Indian Railways

Taipei Circular Line Phase 1

Kuala Lumpur LRT

North Ipoh ti Pedang Besar

Taipei Circular Line Phase 1

Kuala Lumpur LRT

North Ipoh ti Pedang Besar

Clearways 3

Hamersley Hope; Dows Segnalam. & Comun. – Rio Tinto

Clearways 3

Hamersley Hope; Dows Segnalam. & Comun. – Rio Tinto

France TGVFrance TGV

JacksonvilleCTCJacksonvilleCTC

China & Korea High-Speed

Binhai, Daegu Busan Shitai Line Shenyang Line 1 Shangai Metro

ERTMS Zhengxi Line

Hangzhou Metro line 1

China & Korea High-Speed

Binhai, Daegu Busan Shitai Line Shenyang Line 1 Shangai Metro

ERTMS Zhengxi Line

Hangzhou Metro line 1

Omaha OTPOmaha OTP

ATC Installation

Saarbrücken Mannhein ERTM Lev. 2

ATC Installation

Saarbrücken Mannhein ERTM Lev. 2

Thessaloniki Metro

ETCS Lev. 1 Terra - ERGA OSE

Thessaloniki Metro

ETCS Lev. 1 Terra - ERGA OSE

Turkey BegazkopruUlukisla Yenice and Mersin Toprakkale Metro Ankara

Electrification and Signalling Banlieu sud Tunis

Italian High-Speed

Mi-Bo & RM-NA,

FI-BO, TO-MI

Italian High-Speed

Mi-Bo & RM-NA,

FI-BO, TO-MI

Libya Ras Ajdir SirtiAl-Hisha Sadha & Sirth-Benghazi lineCPTM CAB

Riyad Metro Women’s UniversityRiyad Metro Women’s University

Korgas-Zhetygen line

-> Sede a Genova, Italia

-> 4.100 dipendenti

-> 28 paesi

-> 2,1+B€ ordini (2011)

-> 5,4+B€ backlog (2011)

-> 1,2+B€ profitti (2011)

Ansaldo STS Presenza Mondiale150 anni di esperienza e referenze in tutto il mondo

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Ownership:

30.2% Italian Govt

69.8% Stock Exchange

Ownership:

30.2% Italian Govt

69.8% Stock Exchange

Ownership:

30.2% Italian Govt

69.8% Stock Exchange

Ownership:

30.2% Italian Govt

69.8% Stock Exchange

Ansaldo STS – Profilo dell’azienda & Posizionamento nel Mercato

Ansaldo STS: Lead Contractor e System Integrator per Ferrovie e Metropolitane

ASTS può operare come General Contractor o Partner Leader Tecnologico

Fornitore di lavori di infrastruttura per Ferrovie e Metropolitane

Area di focus primaria della Transportation Solution BU

Power supply, Telecommunications, Supervisory Control Data Acquisition (SCADA), Ticketing, etc

Area di focus primaria della Signalling BU

Security: protezione degli assets, infrastruttura e viaggiatori contro atti criminali e vandalici

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L’Unità di Business I&C è nata da pochi anni con lo scopo di esplorare e sviluppare nuovi mercati concentrandosi sullo sviluppo di progetti ferroviari e metropolitani innovativi e di security.

Tra i progetti innovativi, Ansaldo STS ha sviluppato diversi sistemi di monitoraggio per le infrastrutture ferroviarie e metropolitane come ad esempio il Sistema di Rilevamento della Temperatura del Sottocassa dei Treni installato a Metrogenova.

Altri progetti innovativi di rilevante importanza sviluppati da Ansaldo STS sono il Portale Multifunzione, Sistema di Pesa Dinamica dei Rotabili ed il TramWave, un sistema di alimentazione elettrica al suolo per trams, senza catenaria e senza batterie.

ASTS - Innovation & Competitiveness Unit

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I sistemi di monitoraggio per le infrastrutture ferroviarie e metropolitane (sviluppati da Ansaldo STS e non), sono integrati in un’unica piattaforma software.

Questa piattaforma costituisce un centro di gestione che comanda e controlla tutti i sistemi di monitoraggio ad essa collegati.

Il centro di gestione presenta i seguenti vantaggi: Visualizzazione delle informazioni in un’unica Interfaccia Operatore,

Il centro di gestione raccoglie tutte le informazioni, allarmi, diagnostica proveniente da ogni sistema di monitoraggio,

Le informazioni dei sistemi di monitoraggio sono associate ad ogni singolo treno in transito,

Il centro di gestione provvede ad un accurato controllo degli allarmi provenienti da ogni sistema di monitoraggio,

Il centro di gestione è modulare, si può aggiungere un sistema di monitoraggio un passo alla volta.

Centro di gestione dei sistemi di monitoraggio

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Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno

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Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno costituisce un presidio di mitigazione del rischio che migliora in modo preventivo il livello di sicurezza della circolazione metropolitana.

Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocasa Treno è una applicazione che deriva dal sistema Portale Multifunzione.

La missione del sistema è quella di:

Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno

Rilevare eventuali anomalie termiche del convoglio in transito,

Allertare automaticamente gli operatori che eseguono una verifica del veicolo,

Fornire un significativo supporto alle attività di manutenzione.

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Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocasa Treno rileva situazioni anomale e potenzialmente pericolose con I seguenti vantaggi:

Non interferisce con la circolazione del treno,

Non interferisce con la manutenzione quotidiana delle infrastrutture ferroviarie,

I treni sotto analisi sono elaborati in tempo reale,

Gli allarmi sono comunicati al Centro di Controllo in tempo reale.

Vantaggi del Sistema

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Struttura del Sistema

Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocasa Treno è un sistema modulare composto dei seguenti sottosistemi:

Sottosistema analisi termografico,

Sottosistema di rilievo Riconoscimento Rotabili,

RFID Tag Reader,

Interfaccia Operatore .

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La principale funzione del sottosistema Analisi Termografico è rilevare una serie di anomalie che possono essere riconosciute attraverso il rilevamento della temperatura sulla superficie visibile del treno.

Sottosistema Analisi Termografico

Rilevare anomalie termiche del treno in transito in corrispondenza di punti critici.

Allertare automaticamente gli operatori fornendoli informazioni di dettaglio utili per controllare il treno.

Il sottosistema analisi termografico per le Metropolitane scannerizza il sottocassa di ogni veicolo del treno per:

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Elementi da Monitorare

Dischi freno;

Boccole (interne);

Riduttori;

Motori di trazione;

Il sottosistema analisi termografico controlla e monitora i seguenti componenti del sottocassa dei veicoli del treno:

Compressore aria;

Batterie;

Cassone chopper;

Convertitore statico.

Convertitore statico Cassone chopper

Batterie

Compressore aria Motore

Dischi freno Riduttore

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Analisi Termografico

L’immagine termografica acquisita da Scanner Infrarossi Lineari (IRS) , permette di analizzare ciascun elemento del sottocassa e ottenere informazioni sulla distribuzione termica del veicolo in transito.

Il sensore IRS è in grado di generare mappe termiche, l'analisi dell'immagine termografica acquisita viene effettuata tramite la verifica di regole configurabili.

La generazione di allarmi termici è basata sull'individuazione di macchie termiche in determinate zone del veicolo.

L'analisi avviene suddividendo l'immagine acquisita in zone di forma arbitraria (celle) e verificando all'interno di ogni cella il superamento dei vincoli imposti.

L'elevato grado di configurabilità permette di applicare una suddivisione compatibile con la costituzione funzionale dell'oggetto ripreso ovvero di identificare e trattare correttamente in modo differenziato i vari organi.

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Rilevamento del treno e misura della sua velocità di avvicinamento,

Sincronizzazione del sistema, Misura della distanza tra gli assi, Inseguimento in movimento del rotabile.

Identificazione del transito, Composizione del treno.

Sottosistema rilievo Riconoscimento Rotabili

Il sottosistema rilievo riconoscimento rotabili e composto per una serie di sensori di ruota installati sulla rotaia.

Le funzioni principali del sottosistema rilievo riconoscimento rotabili sono:

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Radio Frequency IDentification (RFID)

Il Sistema Rilevamento Temperatura Sottocassa Treno utilizza i RFID tag reader per abbinare l’informazione proveniente dal sottosistema termografo con ogni veicolo (car ID). Il RFID tag reader è installato per identificare ogni veicolo del treno in transito.

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Interfaccia Operatore

L’Interfaccia Operatore ha le seguenti funzioni:

Per ogni Treno: Composizione del treno (informazione del numero di carri di cui il treno è composto), Informazioni rilevanti (data/ora di transito, velocità, direzione), Visualizzazione delle immagini termiche associate, Evidenziazione degli allarmi provenienti dal sottosistema termografo, Visualizzazione dei dettagli del allarme, Registrazione della informazione del treno,

Inoltre:Visualizzazione dello stato di diagnostica del sistema (per ogni sottosistema),Statistica degli allarmi (per periodo, car ID, tipo di componente allarmata), Autenticazione del Operatore con Username/Password.

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Interfaccia Operatore

Dati ultimo transito

Storico lista transiti (è possibile selezionare un treno

e visualizzare i dettagli)

Icone Rotabili

Dettaglio transito

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Esempio allarme termico – zona dischi

Immagine CAD

sottocassa

Immagine termica

Zoom Immagine

termica

Legenda in falsi colori

Temperatura rilevata

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Analisi Statistica (1)

Per ogni transito il sistema rilevamento temperatura sottocassa treno registra l’informazione di dettaglio proveniente dalle mappe termiche.

L’informazione più rilevante di ogni transito è registrata in un Data Base on-line per al meno un mese, le quali sono utilizzate per analisi statistica.

Attraverso l’analisi statistica si può ottenere una ottimizzazione della manutenzione del treno, per esempio un miglioramento nella manutenzione dei componenti critici del sottocassa del treno.

Le principali informazioni registrate sono:

Informazioni del treno in transito (data, velocità, ecc) Composizione del treno (numero di carri, assi, ecc) Per ogni segnalazione di allerta/allarme:

Componente allarmata/allertata (dischi freno, boccole, ecc), Temperatura, Possibili note del operatore.

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Analisi Statistica (2)

Le informazioni vengono processate attraverso filtri di correlazione, questo processo permette, ad esempio, la visualizzazione delle seguenti informazioni:

Transiti Allarmati in un determinato periodo,Identificare i carri con un grande numero di allarmi,Identificare I tipi di allarmi più frequenti.

ALLARMI

DATA No Transiti No Allarmi

01/02/2012 23 1

10/02/2012 34 1

13/02/2012 131 1

17/02/2012 127 3

20/02/2012 118 1

21/02/2012 81 2

27/02/2012 130 4

Transiti Allarmati a Febbraio 2012

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Installazione del Sistema a Metrogenova

Sensori di Ruota

Termografo

TAG-Reader

Questo sistema è in esercizio a Metrogenova dal 2011

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Altri Progetti InnovativiAltri Progetti Innovativi

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Sottosistema rilievo Riconoscimento Rotabili,

Sottosistema Termografo,

Sottosistema Rilievo Sagoma,

Sottosistema Visibile con immagini ad alta risoluzione,

Interfaccia Operatore.

Portale Multifunzione

Il Portale multifunzione rileva automaticamente una serie di anomalie che possono causare incidenti e identificare la necessità di manutenzione del treno.

Il Portale Multifunzione ha una struttura modulare ed è composto dai seguenti sottosistemi:

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Fusione di immagini – sovrapposizione di una mappa termografica con “hot spots”, con una immagine bianco/nero ad alta risoluzione proveniente dal sottosistema visibile (Gennaio 2009 – treno in transito a 100 km/h con piastre riscaldate elettricamente).

Sottosistema Termografo - Esempio

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Tavole di legno fuori sagoma a causa della rottura di un tirante.

Sottosistema Rilievo Sagoma – Esempio di fuori sagoma

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Immagini ad scala di grigio con risoluzione verticale di 2048 pixel del rotabile in transito

Sottosistema Visibile – Esempio di rotabile in transito

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Sistema Pesa Dinamica Rotabili

Il Sistema Pesa Dinamica Rotabili ha l’obbiettivo di migliorare la sicurezza e l’efficienza nell’ambito del trasporto su rotaia.

Il Sistema Pesa Dinamica Rotabili monitora per:

Prevenire Incidenti Ridurre l’usura dei binari causati dai

problemi del materiale rotabile Fornire informazione per la

manutenzione preventiva del materiale rotabile

Fornire informazione per la manutenzione preventiva delle infrastrutture ferroviarie

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Il Sistema Pesa Dinamica Rotabili presenta importanti vantaggi:

Miglioramento della sicurezza del sistema ferroviario, Riduzione dei costi di Manutenzione, Costi di realizzazione contenuti.

Il Sistema Pesa Dinamica Rotabili utilizza opportuni sensori ed ha le seguenti caratteristiche:

è utilizzato per il monitoraggio continuo in tempo reale dei treni in transito,

calcola il peso per ogni ruota del treno in movimento, rilevando eventuali sovraccarichi ed sbilanciamenti,

rileva la presenza di eventuali difetti delle ruote del treno in movimento.

Caratteristiche del Sistema Pesa Dinamica Rotabili

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E’ in corso l’integrazione dei seguenti sistemi per garantire l’intero monitoraggio del rotabile in transito:

Altri sistemi di monitoraggio

Wheel Impact Load Detector: rileva sfaccettature delle ruote, poligonizzazione, ecc,

Hot Axle Bearing Detection/Hot Wheel Detection: rilevamento di ruote e boccole calde,

Pantograph defect detection: rilevamento dell’inclinazione del pantografo verso la catenaria, inclinazione catenaria, contatto pantografo - catenaria,

Wheel Measurement system: rileva le anomalie geometriche delle ruote,

Acoustic Bearing detectors: rileva i difetti delle boccole,

Wayside Long-stress Management system: rileva temperatura e dilatamento della rotaia.

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TramWave - Il Tram senza catenaria

TramWave è un nuovo sistema di alimentazione elettrica al suolo che alimenta le linee di tram in modo sicuro ed efficiente senza utilizzare catenaria o batteria e senza ostacolare il traffico. Con TramWave, l'alimentazione viene fornita tramite una linea di contatto che attivauna piccola sezione della linea solo quando il tram passa su di essa.

Tramwave: elimina completamente l'impatto visivo dei cavi sospesi;

consente un facile inserimento della linea elettrica tra i binari di una linea nuova o già esistente, posizionata allo stesso livello della rotaia;

garantisce la sicurezza e l'operabilità in qualsiasi condizioni;

usa la corrente di trazione di ritorno indipendente dalle rotaie evitando correnti vaganti;

è configurabile e utilizzabile per vari tipi di veicoli e soluzioni di costruzione di veicoli.

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Grazie per la vostra Grazie per la vostra attenzioneattenzione