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Advanced integrated obstacle and track intrusion detection system for smart automation of rail transport

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Migliorare i sistemi autonomi di rilevamento degli oggetti per i treni

Nonostante i buoni risultati in termini di sicurezza, i treni continuano a scontrarsi con ostacoli, come automobili, persone e animali, danneggiando le attrezzature e rischiando di causare lesioni o decessi. SMART2 ha progettato un sistema innovativo per migliorare il raggio di rilevamento degli ostacoli di un treno.

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Poiché l’unico modo per un treno di evitare una collisione è quello di fermarsi completamente, i sistemi che rilevano automaticamente gli ostacoli a una distanza superiore alla distanza di arresto del treno sono di grande interesse per gli operatori. Tuttavia, questi sono messi a dura prova da problemi di portata e di campo visivo, oltre che dall’enorme numero di variabili che determinano le distanze di arresto di sicurezza. In precedenza, il progetto SMART, nell’ambito dell’iniziativa Shift2Rail (ora Europe’s Rail), ha sviluppato un sistema multisensoriale di bordo in grado di rilevare gli ostacoli davanti ai treni a distanze comprese tra 80 e 200 metri (medio raggio) e fino a 1 000 metri (lungo raggio), in diverse condizioni ambientali. Il progetto SMART2, finanziato dall’UE, ha ora sviluppato due sottosistemi complementari per il rilevamento degli ostacoli lungo i binari e in volo, con tutti e tre i sottosistemi integrati tra loro e collegati a un sistema di supporto alle decisioni. «Questo approccio olistico espande l’area di rilevamento fino a 2 000 metri, consentendo di vedere al di là di elementi quali curve, pendenze o gallerie», afferma Danijela Ristic-Durrant, coordinatrice del progetto.

Ampliare il raggio di rilevamento

Attualmente, i macchinisti rilevano un pericolo troppo tardi per evitare una collisione. L’esatta distanza di arresto del treno dipende da una serie di fattori, quali la distribuzione della massa del treno, la velocità di frenata e le condizioni atmosferiche. Ad esempio, secondo le normative nazionali della maggior parte dei paesi dell’UE, la distanza di arresto di un treno merci che traina un carico di 2 000 tonnellate a una velocità di 80 chilometri all’ora è di circa 700 metri, il che rappresenta una sfida per i treni rispetto ai veicoli adibiti al trasporto su strada. «Attualmente si sta lavorando molto per sviluppare sistemi di rilevamento degli ostacoli migliori per i veicoli ferroviari, perché la maggior parte di quelli in uso si limita a circa 80 metri», aggiunge Ristic-Durrant. Nonostante alcuni sistemi di bordo per il rilevamento degli ostacoli siano in grado di fornire risultati accurati avvalendosi di telecamere e sensori per la misura della portata (come il lidar), la loro visuale rimane limitata. SMART2 integra i sensori di bordo dei treni con sistemi di rilevamento in volo (velivoli senza pilota) e lungo i binari. I dati registrati dai sensori di ciascun sottosistema vengono trasmessi a un sistema di supporto alle decisioni basato su cloud e interpretati da algoritmi per identificare potenziali pericoli.

Il prototipo

Un prototipo del sistema SMART2 è stato dimostrato presso i siti di prova del sistema ferroviario serbo, in condizioni di prova realistiche. I test sono stati condotti su un tratto di binario lungo 5 chilometri contenente ostacoli, quali una bicicletta su un passaggio a livello e un albero caduto. Il treno, dotato di un sistema di bordo per il rilevamento degli ostacoli, correva lungo il sito, mentre gli altri due sottosistemi erano posizionati in punti strategici lungo il binario. «Questo ha confermato che il nostro dimostratore, composto da tre sottosistemi complementari di rilevamento degli ostacoli, era in grado di rilevare questi ultimi a una distanza superiore ai due chilometri, il che costituiva uno degli obiettivi principali del progetto», osserva Ristic-Durrant. Durante le prove dinamiche, le prestazioni del sottosistema di bordo per il rilevamento degli ostacoli sono state testate con successo su un treno merci in servizio in partenza da Red Cross, una stazione della città di Niš, e diretto a Ristovac, vicino al confine con la Macedonia settentrionale, per una distanza di 120 km.

Vantaggi lungimiranti

La tecnologia di rilevamento degli ostacoli di SMART2 contribuisce a migliorare la sicurezza, la competitività, l’efficienza e l’affidabilità operativa della rete ferroviaria europea. Il progetto sostiene anche il Green Deal europeo, rendendo le ferrovie ancora più attraenti per i passeggeri e quindi incentivandone ulteriormente l’uso. «Sono in atto iniziative tali da garantire che i sistemi di rilevamento degli ostacoli come il nostro raggiungano il mercato e noi ci troviamo in una posizione ottimale per trarne vantaggio. I nostri partner stanno sviluppando sottosistemi della soluzione SMART2 attraverso diversi progetti finanziati dall’UE e continueranno le attività tramite il progetto faro Rail Flagship Project 2 R2DATO», conclude Ristic-Durrant.

Parole chiave

SMART2, ferrovia, treno, sicurezza, rilevamento degli ostacoli, sensori

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