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TRANSPORT Alessandro Guerra 18/11/2009 Il nuovo sistema CBTC per metropolitane L'automazione della linea 1 della Metropolitana di Milano
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TRANSPORT
Alessandro Guerra18/11/2009
Il nuovo sistema CBTC per metropolitane
L'automazione della linea 1 della Metropolitana di Milano
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 2
Indice
Il progetto di rinnovo della Metropolitana di Milano Linea 1
Generalità sul sistema CBTC
Architettura e funzionalità
Fasi del progetto di rinnovo
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 3
MML1 – Il Progetto
• Cliente ATM SpA• Progetto Rinnovo L1 con sistema CBTC a trasmissione radio in
Blocco Mobile • Inizio Lavori 19 Dicembre 2006• Principali Obiettivi
• Incrementare la capacità massima della linea dagli attuali 36-38 treni/ora ad almeno 45-48 treni/ora
• Tempo di fuori servizio complessivo dell’impianto i nferiore a 4 ore su 10 anni
• Predisporre i treni alla futura marcia automatica• Retrocessione automatica ai capolinea• Garantire nessuna interruzione del servizio durante le fasi di
installazione e messa in servizio• equipaggiare 3 differenti tipi di treni :
− 27 Tradizionali (54 UDT)− 28 Rinnovati (56 UDT)
− 13 Nuovi treni MNG (Meneghino)
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 4
MML1 – Topologia della linea
• 26,8 Km di lunghezza totale della linea:
� 12,6 Km Sesto F.S. – Pagano
� 9,4 Km Pagano – Rho
� 4,7 Km Pagano – Bisceglie
• 38 Stazioni
MONTE ROSA Posto
Centrale
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fermate con apparecchiature per Blocco Automatico
Stazioni con ACEI
fermate con apparecchiature per Blocco Automatico collocate nella stazione limitrofa sede di ACEI
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MML1 – Caratteristiche del nuovo sistema CBTC
• Sistema di segnalamento ATC (Automatic Train Control) a blocco mobile basato su comunicazione continua radio-terra-treno (CBTC -Communication Based Train Control):
− distanziamento a blocco mobile: ogni treno mantiene nei confronti del treno che lo precede una distanza di sicurezza “elastica” costantemente aggiornata in funzione dei vincoli e del “punto meta” a valle
− velocità: la velocità del treno è regolata automaticamente tramite funzionalità ATO (Automatic Train Operation) di bordo
• I treni si localizzano via radio calcolando la propria posizione in linea in funzione della captazione di boe ATC collocate a terra.
• La posizione di ogni treno viene trasmessa via radio gli apparati e le logiche in sicurezza del Posto Centrale. Gli apparati ATC di terra elaborano i dati ricevuti da tutti i treni e , in funzione dello stato degli enti elaborato dagli apparati ACS, trasmettendo a ciascun treno il corrispondente “punto meta” utilizzato per il calcolo della curva di frenatura in sicurezza.
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MML1 – Vantaggi del nuovo CBTC URBALIS™ (1/3)
• Incremento della capacità massima della linea passand o dagli attuali 36-38 treni/ora a 45-48 treni/ora, assicurand o:− un distanziamento teorico di 70 s
− un distanziamento reale in esercizio di 90 s
− un tempo di inversione al capolinea di Sesto FS di 72 s
− una velocità commerciale di 30 km/h.
• Predisposizione treni alla futura marcia automatica s enza macchinista, implementando nel contesto del rinnova mento le seguenti funzioni:− Marcia Automatica su tutti i treni e Retrocessione Automatica ai
capilinea per i treni tipo rinnovato e nuovo
− l’arresto in banchina con una precisione di +/- 30 cm (treni tipo rinnovato e nuovo)
− la possibilità, in Marcia Automatica, di apertura automatica porte treno
− la gestione delle porte di banchina nella stazione di Sesto FS
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MML1 – Vantaggi del nuovo CBTC URBALIS™ (2/3)
• Ottimizzazione dei profili di velocità di linea grazie alla trasmissione continua via radio dei “punti meta” e all’aggiornamento a bordo delle curve di frenatura
• Tempo di fuori servizio e mancanza di disponibilità del sistema: 4 ore in 10 anni
• Introduzione di Circuiti di Binario digitali e segnali a Led (garanzia di minori costo di manutenzione)
• Gestione centralizzata e ottimizzata del traffico tramite sistema automatico di supervisione ATS (ICONIS ™)
• Introduzione di un sistema di supporto alla manutenzione centralizzato (MSS e SDM-GS) che consente di avvisare in modo automatico il team di manutenzione sul guasto accaduto
• Presenza di una “Sala di Controllo di riserva” (da utilizzare in caso di gravi accadimenti) per un ripristino dell’operatività (garantita la completa disponibilità di tutte le funzionalità della Sala di Controllo principale)
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 8
MML1 – Vantaggi del nuovo CBTC URBALIS™ (3/3)
GUADAGNO
Area di Protezione AutomaticaBlocco Mobile CBTC Punto di
Arresto
Curva di Frenatura
Limite Autor. Mov.
Circuito di BinarioCodice Velocità
Curva di frenatura
Circuito di BinarioCircuito di Binario
Punto d’Arresto
Tetto di velocità
Blocco Fisso
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 9
MML1 – Architettura Generale (1/2)
Architettura generale
Sistema PIS
pannelli informativi ai passeggeri
MSS
ZLC
Dispositivi diLinea
Boa
ATC
Boa
SDM-GSATC
ZC1, ZC2ATS
DCS (RAP)
DCS (RADIO)
Porte automatichedi banchina ATC
DCS (RAP) ZLC
DCS (RADIO)
ATCLC
NMS SDH NMS IPACS CLC
Sistema di supporto alla manutenzione
Boe Eurobalise di localizzazione odometroAntenna
captazione Eurobalise
Sistema radio di bordo (Data Communication System)
Sistema radio di terra (Data Communication System) punti di accesso radio
Automatic Train Supervision (postazioni operative di Posto
Centrale)
Apparato Centrale StaticoAutomatic Train Control
Controllore di linea
Controllori di zona
Attuatori elettronici per controlli e comandi da/verso gli enti di piazzale
Controllore di Bordo ATC
Interfaccia macchinista
Sistema di Diagnostica e Manutenzione –Grandi Stazioni
Network Management System – Sistema di gestione della rete
Dorsale dicomunicazione dati
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MML1 – Architettura Generale (2/2)
ATSACS
Sala Centrale Monterosa
Data Communication System (DCS)
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
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Sala di Riserva (Precotto)
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MML1 – Architettura: dorsale di comunicazione
• Rete SDH formata da 14 nodi STM4 (622 Mbps)
• La rete è ridondata ed è costituita da una doppia dorsale in fibra ottica su cui transitano informazioni vitali e non vitali tra il centro e la periferia del sistema
• La rete è progettata in modo da essere resiliente, evitando che una rottura interrompa la comunicazione
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IXLIXLIXLIXL
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MML1 – Architettura: apparati ACS
Sala di riserva (Precotto)Sala Centrale
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ACS
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ACS
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ACS
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SDM GS
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SDM GS
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MML1 – caratteristiche Apparati Centrali Statici
• La principale funzione di ACS è quella di consentire l’istradamento in sicurezza nelle reti ferroviarie e/o metropolitane (gestione in sicurezza di comandi e controlli)
• L’architettura è di tipo centralizzato. Tutte le elaborazioni vengono effettuate nel Controllore Logico Centrale le attuazioni dagli apparati di stazione ZLC Controllore Logico di Zona.
• L’architettura è analoga a quella multistazione realizzata in contesto ferroviario
• Tutti gli apparati sono duplicati per garantire elevata disponibilità
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 14
• Armadio− Dimensioni (2000x800x600)− Ogni armadio contiene uno o più
moduli
• Rack− Dimensioni 19” standard − Ogni rack contiene più schede
• Schede− Dedicate a specifiche funzioni
HW e/o SW
MML1 – Apparati Centrali Statici: Apparati
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MML1 – Architettura: sistema Automatic Train Control
Sala Centrale Monterosa
ATC
Sala di Riserva (Precotto)
ATC
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MML1 –Funzionalità ATC
I sistemi tradizionali in metropolitana � Solo funzione ATP
Il CBTC è dotato di un sistema ATC � funzioni ATP + ATO
• Gestione dell’Area di Protezione del treno E del limite all’autorizzazione al movimento (EOA, End Of Authority)
• Supervisione delle Porte di Banchina (Blocco Mobile)
• Gestione delle restrizioni temporanee di velocità (Blocco Mobile)
•Controllo del movimento del treno in modalità di Marcia Automatica e gestione corretto arresto in banchina
• Viaggio interstazionale ottimale rispettando i limiti di autorizzazione al movimento impostati da ATP e determinazione automatica profilo di velocità (rigido, normale, flessibile) da applicare in base all’orario di partenza e di arrivo
• Gestione corretto arresto in stazione (treni nuovi e revamping)
• Gestione della Retromarcia Automatica in stazione capolinea (dotate o meno di Porte di Banchina)
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MML1 – ATC Bordo
Struttura della apparecchiatura ATC di bordo
Rete treno ridondataControllore
di bordo
Antenna
Odometro
LPP + ADAP MMI +
MEMOTAC
Trasmissione verso la boa
Rete treno ridondataControllore
di bordo
OdometroTrasmissione verso la boa
RadioModem
RadioAntenna
Propagazione libera
Radio Antenna
Radio Modem
Radioantenna
Radioantenna
Antenna
CANT
Antenna Antenna
CANT
Propagazione libera
ADAP-PBILPP + ADAP
MMI + MEMOTAC
ADAP-PBI
Il bordo calcola in base all’autorizzazione al movimento ricevuta da terra la sua curva di frenatura
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Sala Centrale Monterosa Sala di Riserva (Precotto)
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MML1 – Architettura Generale: ATS
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MML1 – Funzionalità ATS (1/2)
• Supervisione e invio comandi agli enti di segnalamento e ai treni.
• Inseguimento marcia treno basato sui dispositivi di rilevazione primaria (ATC) e secondaria (occupazione CdB).
• Identificazione treni e loro destinazione in accordo con la tabella oraria.
• Automatismo di Automatic Route Setting (ARS) per tutti i treni in linea, sulla biforcazione e ai capolinea.
• Automatismo di Automatic Traffic Regulation (ATR) in accordo alla tabella oraria per fornire ai Controllori di Bordo dei treni i dati per la regolazione (sosta in banchina e tempo di corsa interstazionale).
• Invio informazioni al Sistema di Informazione al Passeggero
Supervisione Automatica Treni (ATS): generalità (Blocco Mobile)
Supporto nella gestione del traffico � Diminuzione del carico dell’operatore
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MML1 – Funzionalità ATS – (2/2)
Interfaccia operatore
Barra Allarmi
Barra Stazioni
Area interfaccia grafica
Barra di navigazione
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MML1 – Architettura: Rete Radio (1/2)
ATSACS
Sala Centrale Monterosa
Data Communication System (DCS)
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
DCSRadio
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Sala di Riserva (Precotto)
MSS
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QT8 BISCEGLIE GAMBARA PAGANO CAIROLII PALESTRO PASTEUR GORLA SESTO M.
SESTO FS
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MML1 – Architettura: Rete Radio (2/2)
• Il segnale radio viene distribuito ai treni attraverso 138 Radio Access Point (RAP) installati lungo linea mediamente ogni 250 - 300 m
• Il sistema di accesso radio è una personalizzazione dello standard WiFi IEEE 802.11ag (bi-banda) 5,7 GHz
• La rete è ridondata in ogni elemento (punto d’accesso radio, radio di bordo, nodo SDH, ecc.) e protetta rispetto al guasto singolo.
RadioAccess Point
(RAP)Cella radio(canale #1)
Rete di trasmissione ridondata
APAP
APAP
APAP
S S S S
Antenne
Fibra ottica
ATC ATC
Cella radio(canale #2)
Cella radio (canale #3)
Switch installati in corrispondenza dei nodi della dorsale
ATC Centrale - ACS Centrale ATS Centrale
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 23
MML1 – Fasi del Progetto – Piano Generale dell’Opera
Fase 1Fase 2
Installazione Terra Blocco Fisso
Installazione ATC -Treni Serie
Operazioni in Blocco Fisso Operazioni in Blocco Mobile
ATC
Tutti I Treni attrezzati con nuovo ATC
ATS in esecizio (comandi e controlli)
Pre-fitting Rotabili
ATS in monitoring
Fase 1aTest su Binario Prova Precotto
Fase 1bTest su Line Test Tracks
Operatività Mista
Dic2010
Mar2011
Apr2011
Dic2009
Genn. 2009
Luglio2008
Validazione Finale
Dismissione vecchi apparati
Blocco Mobile
Comp. Rinnovo Enti
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 24
MML1 – Treni della flotta di linea 1
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 25
MML1 – Installazioni di bordo
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MML1 – Installazioni di piazzale
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 27
MML1 – Locale apparati Sala Centrale
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MML1 – Laboratorio di Integrazione e Validazione
• Verifica in laboratorio delle prestazioni del sistema URBALIS®, con condivisione dei risultati verso il cliente
• Gestione delle attività d’integrazione e validazione nelle diverse fasi del progetto
• Notevole incremento della capacità di intercettazione delle problematiche in anticipo rispetto alla prove su campo (e quindimaggiore reattività nella risoluzione)
• Diminuzione dell’insieme di test che è necessario svolgere in linea per validare il sistema
• Miglioramento della capacità di gestione degli aggiornamenti software e hardware provenienti dalla piattaforma UEVOL durante le varie fasi del progetto
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 29
MML1 – Dove siamo oggi e prossimi passi
• Completata installazione e messa in servizio completa linea (anticipate installazioni di blocco mobile)
• Completata installazione e messa in servizio dei tre treni prototipo (tradizionale, rinnovato e nuovo Meneghino)
• Conseguita approvazione della Commissione di Sicurezza (ATM, MM e USTIF) del Ministero dei Traspo rti del progetto per esercizio misto in blocco fisso
• Esercizio commerciale in blocco fisso
• Completamento installazioni per esercizio in blocco mobile
• Commissioning e messa in servizio blocco mobile
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