Il nuovo sistema CBTC per metropolitane L'automazione della linea 1 della Metropolitana di Milano
Alessandro Guerra 18/11/2009
TRANSPORT 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 2 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 inferiore 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)
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano− 13 Nuovi - 18/11/2009 treni - P 3 MNG (Meneghino) MML1 – Topologia della linea
MONTE ROSA Posto Centrale O O MOLIN DORIN (-7022) I Y (-3719) (-6156) (-543) (-5381) (-4531) 9010) BONOLA Q.T.8 RHO (-RHO (-1045) PERO URUGUA (-1791) LOTTO (-2888) (-7725) LAMPUGNANO A. FIERA A. S. LEONARDO S. BUONARROT P.TA P.TA (0) (+11336) (+475) (+4379) (+2219) (+8759) (+12329) (+3775) (+9347) VENEZIA (+6310) (+6888) (+1235) (+2559) (+3247) LIMA (+1721) SESTO FS SESTO DUOMO (+5702) PAGANO CADORNA CORDUSIO CAIROLI VILLA S.G. VILLA PASTEUR PRECOTTO LORETO RONDO’ SESTO PALESTRO GORLA (+8115) (+7467) TURRO (+5081) S. BABILA S. ROVERETO CONCILIAZIONE SESTO SESTO (+10021) MARELLI E (-3423) (-453) (-4107) INGANNI DEPOSITO DEPOSITO PRECOTTO (-954) (-1492) WAGNER BISCEGLI (-2782) GAMBARA (-2107) DE ANGELI DE PRIMATICCIO BANDE NERE BANDE
• 26,8 Km di lunghezza totale della linea: Stazioni con ACEI 12,6 Km Sesto F.S. – Pagano 9,4 Km Pagano – Rho fermate con apparecchiature per Blocco 4,7 Km Pagano – Bisceglie Automatico • 38 Stazioni fermate con apparecchiature per Blocco Automatico collocate nella stazione limitrofa sede di ACEI
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 4 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 Il nuovofrenatura sistema di segnalamento in sicurezza. metropolitano - 18/11/2009 - P 5 MML1 – Vantaggi del nuovo CBTC URBALIS™ (1/3)
• Incremento della capacità massima della linea passando dagli attuali 36-38 treni/ora a 45-48 treni/ora, assicurando: − 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 senza macchinista, implementando nel contesto del rinnovamento 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
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 6 − la gestione delle porte di banchina nella stazione di Sesto FS 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 Il nuovocompleta sistema di segnalamento disponibilità metropolitano - 18/ di11/2009 tutte - P 7 le funzionalità della Sala di Controllo principale) MML1 – Vantaggi del nuovo CBTC URBALIS™ (3/3)
Blocco Fisso Curva di frenatura
Tetto di velocità
Punto d’Arresto
Codice VelocitàCircuito di Binario Circuito di Binario Circuito di Binario
Blocco Mobile Curva di Area di Protezione Automatica CBTC Frenatura Limite Autor. Punto di Mov. Arresto
GUADAGNO
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 8 MML1 – Architettura Generale (1/2)
Sistema di supporto alla Automatic Train Control Apparato Centrale Statico Network Management System – Sistema di manutenzione gestione della rete ATC ATC ACS SDM-GS MSS ATS NMS SDH NMS IP LC ZC1, ZC2 CLC Sistema di Automatic Train Supervision Controllore Controllori di Diagnostica e (postazioni operative di Posto di linea zona Manutenzione – Centrale) Grandi Stazioni
Dorsale di comunicazione dati
Sistema radio di terra (Data Communication System) punti di Attuatori elettronici accesso radio Sistema PIS per controlli e comandi da/verso gli enti di pannelli informativi ai piazzale passeggeri
ZLC ZLC DCS (RAP) DCS (RAP) Sistema radio di bordo (Data Communication System)
DCS (RADIO) DCS (RADIO) Porte automatiche Dispositivi di Linea ATC ATC Interfaccia di banchina macchinista
Boa Boa Controllore di Antenna Boe Eurobalise di localizzazione Bordo ATC odometro captazione Architettura generale Eurobalise
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 9 MML1 – Architettura Generale (2/2)
Sala Centrale Monterosa Sala di Riserva (Precotto)
MSS ACS ATC ATS MSS ACS ATC ATS
Data Communication System (DCS)
ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI
DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio
PS MOLINO PALESTRO PASTEUR GORLA SESTO M. RHO QT8 BISCEGLIE GAMBARA PAGANO CAIROLII D DORINO SESTO FS Y LEONARDO Q.T.8 URUGUA BONOLA RHO S. S. PERO LOTTO A. FIERA A. BUONARROTI 12 11 10 P.TA P.TA VENEZIA DUOMO LIMA PAGANO CADORNA CORDUSIO CAIROLI PASTEUR LORETO PALESTRO GORLA S. BABILA S. TURRO SESTO RONDO’ SESTO VILLA S.G. VILLA SESTO FS SESTO ROVERETO PRECOTTO SESTO MARELLI SESTO CONCILIAZIONE 07 06 05 04 03 02 01 09 08 MOLINO DORINO MOLINO E GAMBARA INGANNI BANDE NERE BANDE PRIMATICCIO DE ANGELI DE WAGNER BISCEGLI
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 10 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 Data Communication Network
12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 Y LEONARDO Q.T.8 URUGUA BONOLA RHO S. S. PERO LOTTO A. FIERA A. BUONARROTI 12 11 10 P.TA P.TA VENEZIA DUOMO LIMA PAGANO CADORNA CORDUSIO CAIROLI PASTEUR LORETO PALESTRO GORLA S. BABILA S. TURRO VILLA S.G. VILLA SESTO RONDO’ SESTO SESTO FS SESTO PRECOTTO ROVERETO SESTO MARELLI SESTO CONCILIAZIONE 07 06 05 04 03 02 01 09 08 MOLINO DORINO MOLINO E GAMBARA INGANNI BANDE NERE BANDE PRIMATICCIO DE ANGELI DE WAGNER BISCEGLI
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 11 MML1 – Architettura: apparati ACS
Sala Centrale Sala di riserva (Precotto)
ACS IXLIXLIXLACS CLC CLCCLC SDM GS SDMSDM GS
Data Communication Network
ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI
12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 Y LEONARDO Q.T.8 URUGUA BONOLA RHO S. S. PERO LOTTO A. FIERA A. BUONARROTI 12 11 10 P.TA P.TA VENEZIA DUOMO LIMA PAGANO CADORNA CORDUSIO CAIROLI PASTEUR LORETO PALESTRO GORLA S. BABILA S. TURRO VILLA S.G. VILLA SESTO RONDO’ SESTO SESTO FS SESTO PRECOTTO ROVERETO SESTO MARELLI SESTO CONCILIAZIONE 07 06 05 04 03 02 01 09 08 MOLINO DORINO MOLINO E GAMBARA INGANNI BANDE NERE BANDE PRIMATICCIO DE ANGELI DE WAGNER BISCEGLI
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 12 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 13 MML1 – Apparati Centrali Statici: Apparati
• 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
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 14 MML1 – Architettura: sistema Automatic Train Control
Sala Centrale Monterosa Sala di Riserva (Precotto)
ATC ATC
Data Communication Network
12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 Y LEONARDO Q.T.8 URUGUA BONOLA RHO S. S. PERO LOTTO A. FIERA A. BUONARROTI 12 11 10 P.TA P.TA VENEZIA DUOMO LIMA PAGANO CADORNA CORDUSIO CAIROLI PASTEUR LORETO PALESTRO GORLA S. BABILA S. TURRO VILLA S.G. VILLA SESTO RONDO’ SESTO SESTO FS SESTO PRECOTTO ROVERETO SESTO MARELLI SESTO CONCILIAZIONE 07 06 05 04 03 02 01 09 08 MOLINO DORINO MOLINO E GAMBARA INGANNI BANDE NERE BANDE PRIMATICCIO DE ANGELI DE WAGNER BISCEGLI
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 15 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 Il nuovo sistemameno di segnalamento di Porte metropolitano di Banchina) - 18/11/2009 - P 16 MML1 – ATC Bordo
Struttura della apparecchiatura ATC di bordo Propagazione libera Propagazione libera
Radio Radio Radio Radio Antenna Antenna antenna antenna
Radio Radio Modem Modem Rete treno ridondata Rete treno ridondata LPP + ADAP Controllore Controllore MMI + LPP + ADAP MEMOTAC di bordo di bordo CANT ADAP-PBI ADAP-PBI CANT MMI + MEMOTAC Antenna Antenna Antenna Antenna
Odometro Odometro Trasmissione Trasmissione verso la boa verso la boa
Il bordo calcola in base all’autorizzazione al movimento ricevuta da terra la sua curva di frenatura
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 17 MML1 – Architettura Generale: ATS
Sala Centrale Monterosa Sala di Riserva (Precotto)
ATS ATS
Data Communication Network Y LEONARDO Q.T.8 URUGUA BONOLA RHO S. S. PERO LOTTO A. FIERA A. BUONARROTI 12 11 10 P.TA P.TA VENEZIA DUOMO LIMA PAGANO CADORNA CORDUSIO CAIROLI PASTEUR LORETO PALESTRO GORLA S. BABILA S. TURRO VILLA S.G. VILLA SESTO RONDO’ SESTO SESTO FS SESTO PRECOTTO ROVERETO SESTO MARELLI SESTO CONCILIAZIONE 07 06 05 04 03 02 01 09 08 MOLINO DORINO MOLINO E GAMBARA INGANNI BANDE NERE BANDE PRIMATICCIO DE ANGELI DE WAGNER BISCEGLI
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 18 MML1 – Funzionalità ATS (1/2)
Supervisione Automatica Treni (ATS): generalità (Blocco Mobile)
• 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
Supporto nella gestione del traffico Diminuzione del carico dell’operatore
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 19 MML1 – Funzionalità ATS – (2/2)
Interfaccia operatore
Barra Allarmi
Barra Stazioni
Area interfaccia grafica
Barra di navigazione
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 20 MML1 – Architettura: Rete Radio (1/2)
Sala Centrale Monterosa Sala di Riserva (Precotto)
MSS ACS ATC ATS MSS ACS ATC ATS
Data Communication System (DCS)
ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ACS ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC ZLC VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI VMMI
DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS DCS Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio Radio
PS MOLINO PALESTRO PASTEUR GORLA SESTO M. RHO QT8 BISCEGLIE GAMBARA PAGANO CAIROLII D DORINO SESTO FS Y LEONARDO Q.T.8 URUGUA BONOLA RHO S. S. PERO LOTTO A. FIERA A. BUONARROTI 12 11 10 P.TA P.TA VENEZIA DUOMO LIMA PAGANO CADORNA CORDUSIO CAIROLI PASTEUR LORETO PALESTRO GORLA S. BABILA S. TURRO VILLA S.G. VILLA SESTO RONDO’ SESTO SESTO FS SESTO PRECOTTO ROVERETO SESTO MARELLI SESTO CONCILIAZIONE 07 06 05 04 03 02 01 09 08 MOLINO DORINO MOLINO E GAMBARA INGANNI BANDE NERE BANDE PRIMATICCIO DE ANGELI DE WAGNER BISCEGLI
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 21 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. Switch installati in corrispondenza ATC Centrale - ACS Centrale ATS Centrale dei nodi della dorsale
Rete di trasmissione ridondata
Fibra Radio AP AP AP ottica Access Point AP AP AP (RAP) Antenne Cella radio Cella radio Cella radio (canale #3) (canale #1) (canale #2) S ATC S S ATC S
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 22 MML1 – Fasi del Progetto – Piano Generale dell’Opera Luglio Genn. Dic Dic Mar Apr 2008 2009 2009 2010 2011 2011
Test su Binario Prova Precotto Blocco Mobile Fase 1a Operatività Mista Test su Line Test Tracks Fase 1b Installazione Terra Blocco Fisso Fase 1 Fase 2
ATC Validazione Finale
Pre-fitting Rotabili Comp. Rinnovo Enti
Installazione ATC -Treni Serie Dismissione vecchi apparati
Tutti I Treni attrezzati con nuovo ATC
Operazioni in Blocco Fisso Operazioni in Blocco Mobile
ATS in monitoring ATS in esecizio (comandi e controlli)
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 23 MML1 – Treni della flotta di linea 1
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 24 MML1 – Installazioni di bordo
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 25 MML1 – Installazioni di piazzale
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 26 MML1 – Locale apparati Sala Centrale
Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 27 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 quindi maggiore 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 28 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 Trasporti 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 Il nuovo sistema di segnalamento metropolitano - 18/11/2009 - P 29 www.alstom.com