Analisi delle poco note caratteristiche di unicità ed innovatività presenti nel sistema di trasporto realizzato per la linea Verde della città di Roma

Riteniamo necessaria una premessa: la linea C della metropolitana di Roma è stata ed è tutt’ora al centro di opinioni e critiche diversissime ed in forte contrasto tra  loro. Proprio per non entrare nel merito di questa diatriba, quello che ci proponiamo in questa sede è di analizzare, con la maggiore obiettività possibile e solo da un punto di vista tecnico, alcune tra le poco pubblicizzate caratteristiche di unicità ed innovatività presenti in questa opera e che, viceversa, ne rappresentano l’aspetto sicuramente più interessante.

Il sistema realizzato appare da quanto ci mostra il suo esercizio sino ad oggi molto promettente: ricordiamo ad esempio quanto riportato nel giornale Leggo/edizione romana già il 14 gennaio 2016, quando veniva effettuato un primo consuntivo delle “performance” della nuovissima linea dopo poco più di un anno d’esercizio (il 9 novembre 2014 infatti è stata aperta al pubblico la prima tratta Montecompatri – Centocelle).

Nell’articolo – Il “miracolo” della metro C: la terza linea della capitale è un’eccellenza europea – vengono riportati infatti dati molto interessanti, quali i 50.000 passeggeri/giorno sulle 326 corse, l’evasione dal biglietto quasi inesistente, la regolarità pari al 99,16%. L’articolista proprio in merito a questa scrive addirittura: “questo ultimo dato che porta Roma sulla vetta d’Europa: mai nessuna infrastruttura su rotaia ha avuto un avvio così perfetto”.

Il sopra citato soddisfacente comportamento della linea è certamente permesso anche dagli elementi innovativi dei quali parleremo di seguito; in questa sede viceversa non analizzeremo invece gli analoghi, noti e tipici aspetti tecnici comuni con i molti sistemi “Driverless” moderni realizzati nel mondo.

DA UNMANNED AD UNATTENDED
Le moderne linee Metro si dividono, secondo il grado di automazione in:

  • Grado Automazione GoA 0 : veicolo guidato da un operatore come per es. in un tram
  • Grado Automazione 1: il guidatore controlla partenza/arresto, apertura/chiusura porte, individuazione ostacoli e stati d’emergenza
  • Grado Automazione 2: i convogli viaggiano in modo automatico tra stazione e stazione mentre apertura/chiusura porte, individuazione ostacoli e stati d’emergenza vengono gestiti da un operatore a bordo convoglio
  • Grado Automazione 3 “Driverless”: i convogli viaggiano in modo automatico tra stazione e stazione mentre apertura/chiusura porte e stati d’emergenza vengono gestiti da un operatore a bordo convoglio
  • Grado Automazione 4 UTO “Unattended” train: il sistema prevede la gestione in modo automatico di apertura/chiusura porte, individuazione ostacoli, stati d’emergenza.

La Metro C supera il concetto di “Driverless Unattended”/ GoA 4 (veicolo senza guidatore ma “passivo”) attraverso l’implementazione di un sistema ATC (Automatic Train Control) che è definibile come “Unmanned”: Il sistema cioè ha la “conoscenza di sé” ed è in grado di svolgere così molte attività in modo del tutto autonomo. Il veicolo inoltre ha la capacità di comunicare in tempo reale in ingresso/uscita con un centro di controllo ove la gestione dell’esercizio della linea viene poi svolta in modo automatico,  lasciando che solo le principali decisioni/anomalie gravi vengano gestite dal personale del Posto Centrale.

MATERIALE ROTABILE
I vagoni realizzati da HITACHI Rail (già AnsaldoBreda) per la linea C, operanti ora sui primi 18,5 m di linea, da Lodi a Pantano, sono lunghi 109 m risultando così i più grandi convogli ad alta automazione Driverless in Europa: in Spagna infatti i convogli della linea L9/10 della metropolitana di Barcellona sono lunghi circa 86m ed operano su una tratta di soli 11 km  (l’intera linea – 47,8 km –  avrebbe dovuto essere inaugurata nel 2008 ma ad oggi  non ci risulta ancora aperta). In Francia i convogli della linea 14 Meteor  di Parigi sono  lunghi invece circa 90 m per una tratta di soli 9,2 km.

Ogni convoglio ha 52 punti di accesso a disposizione dei passeggeri: messaggi/immagini possono essere così scambiati in tempo reale da tutti i veicoli in esercizio con il Posto Centrale. Anche la diagnostica viene effettuata / scambiata dal veicolo in modo “on line” con il Posto Centrale. Particolare attenzione infine è stata posta a tutte le problematiche relative alla sicurezza: tutti i convogli sono tutti dotati di Emergency Call Points che permettono di chiamare gli operatori al PC – Posto Centrale in caso di richiesta di aiuto/informazioni.

SCADA
Il sistema SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition – è in grado di gestire un flusso enorme di informazioni proveniente sia degli impianti ausiliari (Building Automation) che dagli impianti di trazione elettrica (Power Supply), con capacità molto maggiore rispetto a  tutti gli altri analoghi sistemi di trasporto.

Proviamo a fare un calcolo approssimato: considerando che con l’apertura della linea tra Monte Compatri/Pantano  – Lodi sono operative 21 stazioni e che per ogni stazione sono in media presenti circa 7.500 punti di comunicazione (per es. pompe, allarmi, etc.), vengono inviati al centro di controllo per la loro gestione da ciascun punto una serie di messaggi informativi dello stato (per es. acceso/spento, galleggiante alto/basso, etc.). Questo porta ad un totale (certamente approssimato per difetto) di oltre un milione di informazioni che vengono scambiate praticamente in tempo reale.

Il sistema SCADA gestisce anche gli impianti di ventilazione in galleria così da evitare che in caso di incendio fuoco e fumo si propaghino: tutto ciò avviene anche tramite il costante dialogo con l’ATC-Automatic Train Control  (cervello ATS Automatic Train Supervision) che se del caso prende in carico e si attiva, avendo ricevuto in tempo reale sia la posizione del treno incendiato che quella dell’incendio a bordo del treno.

INFRASTRUTTURA
La Linea C è la più importante tra le Infrastrutture Strategiche definite in Italia dalla “Legge Obiettivo” nonché la prima ad essere passata alla fase di realizzazione. E’ il più grande cantiere italiano in attività e tra i maggiori in Europa. Dopo la Dubai Metro (23 km) la Metro C sarà la più lunga metropolitana GoA 4 al mondo: la parte in esercizio tra Monte Compatri /Pantano e Lodi copre già oltre 18 km mentre con la linea rimanente sino a Fori Imperiali si arriva ad oltre 20 km.

ANTINCENDIO
Il veicolo realizzato non solo risulta conforme ma spesso supera le più recenti normative europee per la prevenzione degli incendi. Per poter infatti determinare la curva di potenza termica, il comportamento dei materiali ed il corretto dimensionamento dei sistemi di sicurezza, è stata sacrificata, in un costosissimo esperimento unico al mondo, una intera cassa/convoglio identica in tutto alle altre in fornitura. Sono stati così acquisiti dati inconfutabili che, oltre a confermare la bontà costruttiva del convoglio, hanno anche permesso all’intera comunità scientifica internazionale di acquisire dati reali insostituibili per la migliore definizione delle strategie di  controllo degli incendi e di gestione dell’esodo  viaggiatori in galleria.

TVCC
In galleria sono installate  t elecamere ogni 200 metri mentre numerosissime altre, collocate in funzione dello specifico ambiente,  sono collocate in banchina ed all’aperto . Sistemi con un tale accurato monitoraggio in estese linee metropolitane sono rarissimi al mondo. Una imponente rete di trasmissione basata su Ethernet – Fibra Ottica – WIFI permette il dialogo/scambio di informazioni tra tutta la linea nonchè la trasmissione su centinaia di schermi ad alta risoluzione (distribuiti lungo tutto il sistema ed  al Posto Centrale) di una visione accurata di tutta la linea.

ARCHEOLOGIA
Per la Metro C è stata effettuata la più grande campagna di indagini archeologiche mai realizzata  a Roma ed in Italia. Le modernissime tecniche di scavo insieme alle scelte progettuali di realizzazione di gallerie e stazioni profondità (30 m e più, l’equivalente di un palazzo di 10 piani) permettono di salvaguardare il patrimonio archeologico di Roma.

Nelle tratte T4, T5 e T6A (da Torrenova/Giardinetti  a San Giovanni) i circa 19 km di scavo sono realizzati ad una distanza (tra le gallerie)  tra i 18 e i 25 m creando delle gallerie con un diametro interno di 5,80 m

Nelle tratte successive, quelle attraversanti il Centro Storico,  la distanza corrente delle due gallerie sarà compresa tra i 30 e i 40 m, mentre il diametro utile interno sarà di 8,80 m. Il diametro maggiorato consentirà di contenere nelle gallerie anche le banchine delle stazioni (che così non dovranno quindi essere scavate dalla superficie) riducendo  l’impatto degli scavi sul traffico e sullo strato archeologico.

Tale speciale soluzione, chiamata “Modello Roma”, prevede la realizzazione delle discenderie nelle le banchine realizzate all’interno delle gallerie con diametro maggiorato tramite scavo semi-meccanizzato a foro cieco; il sottoattraversamento del corpo stazione della Linea A è invece realizzato per le due gallerie Linea C con scavo in tradizionale.

SISTEMI AUSILIO GESTIONE
Per la metro C sono stati sviluppati originali e specifici sistemi di ausilio agli operatori per rendere più controllabile e sicura la gestione di una linea altamente complessa.

ODSS
Il Sistema Di Supporto Alle Decisioni (ODSS) sviluppato per la metro C permette di aiutare gli operatori di un sistema driverless nella gestione di condizioni di esercizio sia durante la normale operatività sia durante le condizioni di anomalia o di degrado. Tale sistema fornisce sia indicazioni sulle corrette azioni da attuare, sia il supporto per attuarle nel modo più efficace possibile.

La capacità di supporto dell’ODSS si fonda sull’utilizzo di una base di conoscenza costituita dalla configurazione dell’impianto, dalle procedure operative formalizzate, e dalle cosiddette “Action Cards”, che rappresentano in modo sintetico le procedure operative già formalizzate.

È possibile suddividere logicamente ODSS in tre macro-ambienti, in base alle funzionalità messe a disposizione dell’utente:

  • Ambiente di Supporto alla Decisione;
  • Ambiente di Manutenzione;
  • Ambiente di Training.

Per ciascuna delle tre problematiche vengono presentate agli operatori le corrette procedure da implementare.

 

DIAG
Il Sistema di Diagnostica Integrata (nel seguto referenziato come DIAG) è un Sistema di Ausilio all’esercizio dedicato alla gestione  specifico della Metropolitana di Roma Linea C.

Il DIAG sviluppa la funzione di una analisi degli eventi che viene finalizzata però alla diagnostica del sistema ed opera, in prima istanza, sulla base delle informazioni raccolte e rese disponibili tramite uno strumento (DAS) che normalizza le informazioni ricevute. Viene così permessa l’integrazione e l’opportuna elaborazione (mediante filtraggi/correlazioni). Questo consente di individuare in maniera efficace i malfunzionamenti di apparati, le cause di guasto ed i componenti “in fault”. Le correlazioni devono tener conto della dimensione temporale per poter efficacemente realizzare tali obiettivi.

Per svolgere la sua funzione DIAG è dotato di strumenti per:

  • la definizione delle correlazioni
  • l’esecuzione delle correlazioni
  • la presentazione della diagnosi

SGM
Il sistema di gestione della manutenzione SGM, basato sul prodotto Carl Source (della Carl Software) ma dotato poi di alcuni specifici add-on, è corredato di una reportistica ad hoc e dotato di un modulo di interfaccia verso il Layer di Normalizzazione. Tale Sistema  analizza come la soluzione fornita possa soddisfare la matrice dei requisiti elaborata specificatamente per la metro C. La relazione tecnica, sviluppata  congiuntamente con i documenti tecnici relativi all’implementazione della soluzione, è la base su cui vengono effettuati poi anche i test di accettazione.

PIC
Tale sistema di calcolo dell’indice delle prestazioni della metropolitana (Performance Index Calculator System), è chiamato per semplicità PIC e gestisce in modo integrato i dati provenienti dal campo attraverso un interfaccia al DAS e fornisce i valori dei parametri di Disponibilità del sistema (D) e di Aderenza all’orario (A).

Nello sviluppo di PIC è stato trattato il tema della sicurezza e della privacy. Si accede all’applicazione solo dopo la richiesta e verifica di credenziali; sono previsti inoltre differenti profili utente, in modo da garantire l’accesso esclusivo alle diverse funzionalità del prodotto. PIC è stato progettato e sviluppato con l’obiettivo di facilitare il processo d’interazione tra sistema e utente; l’interfaccia grafica risulta user-friendly consentendo l’utilizzo del prodotto anche alla fascia di utenza priva di specifiche conoscenze informatiche

Il sistema implementato per il “Calcolo degli Indici Prestazionali” ha il compito di fornire le informazioni necessarie a capire se il funzionamento della Linea C della Metropolitana di Roma avviene secondo quando stabilito.

Per svolgere tale compito il sistema PIC calcola i seguenti indicatori:

  • Disponibilità del sistema che si caratterizza in:
    • Disponibiltità Overall (DO), è il parametro che misura il rapporto tra il tempo di funzionamento effettivo, durante il quale viene assicurato correttamente l’esercizio, ed il tempo di funzionamento dell’esercizio programmato;
    • Disponibiltità Tecnica (DT), come DO ma in cui si tiene conto degli intervalli di indisponibilità effettivamente necessari per ripristinare il guasto;
    • Aderenza (A) all’orario di esercizio.

Il sistema PIC ha due modalità di calcolo degli indicatori:

  • On-Line: gli indicatori di Disponibilità Overall (DO) e di Aderenza (A) vengono calcolati in modo automatico durante l’orario di esercizio. Tali valori non sono definitivi in quanto si basano sul calcolo di una parte dei dati di campo (ossia quelli disponibili fino al momento del calcolo);
  • Off-Line: gli indicatori vengono calcolati alla fine dell’orario di esercizio giornaliero su tutti i dati di campo raccolti durante l’esercizio.

Durante il calcolo on-line gli indicatori di Disponibilità Overall (DO) e Aderenza all’Orario di esercizio (A) vengono elaborati ad intervalli regolari (ad esempio 5 min.).

Il calcolo dell’indicatore di Disponibilità Tecnica (DT) invece può avvenire sia  in modalità manuale ovvero solo dopo che l’operatore avrà impartito l’apposito comando.

CONCLUSIONI

Quanto sopra riportato elenca solo alcuni degli innovativi studi specifici e soluzioni tecniche intraprese: cionondimeno riteniamo che sia gli impianti che il sistema  driverless ANSALDO STS della “Linea Verde” della metropolitana di Roma rappresentino un vero esempio della capacità tecnologica italiana a dare prodotti che nel mondo risultano veramente unici per originalità, modernità ed affidabilità.

A cura di: Ing. G. Marchiori
Commissione: Sistemi di trasporto
Revisione testi: Ing. A. Fuschiotto

 

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