La ricerca di Ansaldo STS sull’efficienza energetica si articola nelle seguenti macro-aree:

  • Supporto alla progettazione di sistemi turn-key”, attraverso simulatori olistici di tipo hardware in- the-loop finalizzati a fornire un sistema di trasporto che utilizza l’energia in modo efficiente.
  • Operation – rail & driverless”, il cui focus e la ricerca del profilo ottimo di velocità, tenendo contro dello scheduling e della condotta di guida.
  • Tecnologie per il risparmio energetico”, con focus sui sistemi per il recupero a terra, le pompe di calore geotermiche, e simulatori per il dimensionamento ottimale di sistemi di accumulo a supercondensatori.

Tali aree sono state sviluppate nei recenti progetti di ricerca MERLIN (Management of Energy in Railway Systems), OSIRIS (Optimal Strategy to Innovate and Reduce energy consumption In urban rail Systems) e SFERE (Sistemi FERroviari: ecosostenibilità e risparmio Energetico).

Due importanti innovazioni introdotte da Ansaldo STS sui sistemi di segnalamento per il controllo dei treni riguardano l’utilizzo della rete di telecomunicazione pubblica e della tecnologia GPS - Global Positioning Satellite. L'adozione dei nuovi sistemi di controllo sostituirà l’equipaggiamento lungo i binari, che comporta un maggior consumo energetico.

L’applicazione di tali sistemi e prevista soprattutto per le linee a basso traffico che in Europa rappresentano circa il 50% della lunghezza totale della rete.

È in corso un’attività di standardizzazione delle nuove piattaforme hardware di tipo COTS (Commercial Off The Shelf) basate su CPU con tecnologia Atom (single o dual core), che consentono una riduzione dei consumi da circa 250 W a circa 30 W per unità di elaborazione, quindi di quasi il 90%. Ad esempio nel caso dell’impianto Direttrice Nord, essendo il numero di CPU superiore a 250, il risparmio energetico stimato è di circa 1.320 KW al giorno.

Azioni di Ansaldo STS volte al miglioramemto della sostenibilità dei propri prodotti e soluzioni

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I sistemi di distanziamento sono basati sui principi del Blocco Fisso e Blocco Mobile. Il Blocco Mobile consente un migliore sfruttamento della linea ottimizzando il cadenzamento e la velocità commerciale e riducendo la necessità di installare enti lungo linea (segnali, circuiti di binario, conta assi).

Glossario

Il sistema TMS realizza il controllo e la regolazione del traffico e la gestione degli orari. Inoltre fornisce al sistema di bordo ATO la strategia per consentire la guida ottimizzata al fine di migliorare le prestazioni di marcia e ridurre il consumo di energia.

Glossario

Track Circuit

Il sistema di distanziamento basato sul Blocco Mobile e l’ATC di bordo consentono la realizzazione di un elevato Grado di Automazione (GOA) e la riduzione del numero di dispositivi lungo la linea (circuiti di binario, segnali, conta assi). Meno componenti significa meno costi di manutenzione e ridotto impatto ambientale.

Glossario

Balises

La necessità di installazione in linea di Balise è ridotta o del tutto azzerata grazie ai sistemi satellitari di localizzazione (Location Determination System - LDS). Meno dispositivi, meno costi, meno manutenzione e ridotto impatto ambientale.

Glossario

Il sistema di bordo satellitare di localizzazione (LDS) consente la Train Location e fornisce al sistema ATP (EVC) le balise virtuali (BTM virtuale). Il sistema ATP garantisce il controllo in sicurezza della marcia dei treni. Il sistema ATO realizza la guida automatica secondo i vincoli imposti dall’orario e dal percorso definito (missione). Inoltre realizza le strategie di guida, basate su specifici algoritmi, al fine di ridurre il consumo di energia.

Glossario

Riduzione del consumo di materie prime

L’utilizzo di potenti piattaforme tecnologiche che integrano più funzioni nello stesso sottosistema, permettono ad Ansaldo STS di ridurre le dimensioni delle apparecchiature e dei loro connettori, utilizzando semplici ed efficaci sistemi di programmazione, verifica e messa in servizio. Inoltre, la ricerca di una sempre più spinta standardizzazione nel design associa innovazione e riduzione dell’utilizzo della componentistica.

In particolare, negli scorsi anni, sono stati introdotti e affinati approcci per compattare l’hardware dei posti centrali e di quelli periferici nei sistemi di controllo ferroviari prodotti da Ansaldo STS. Tali approcci, basati su soluzioni sia “meccaniche” che “tecnologiche”, consentono la riduzione di volumi, ingombri, dissipazioni termiche e rifiuti da smaltire di circa il 35-40%.

Eco-design

Ansaldo STS, anche in funzione di alcune recenti commesse (es. progetto Montreal MPM-10 TRAIN CONTROL SYSTEM), sta prestando maggiore attenzione allo studio di aspetti di eco-design, anche in relazione ai requisiti ambientali richiesti dal cliente, riguardanti ad esempio:

  • Analisi di conformita al regolamento REACH – Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals (un sistema integrato di registrazione, di valutazione, di autorizzazione e di restrizione delle sostanze chimiche istituito dall’Unione Europea);
  • Analisi di riutilizzo e riciclabilita dei materiali;
  • Life Cycle Assessment (LCA)13.

L’approccio metodologico prevede un confronto per processi, materiali e prodotti in modo da poter valutare le scelte più eco-compatibili. La fase di progettazione unita a un'analisi dei costi e del livello di qualità prevede poi la possibilità di identificare i punti critici del ciclo di vita del prodotto. Il processo di analisi è effettuato con l’ausilio di software e in considerazione dei requisiti normativi applicabili e delle norme UNI ISO 1404014.

Vi e inoltre una crescente attenzione nella scelta di materiali più ecocompatibili, sin dalla fase di design dei prodotti (resine e vernici delle schede tropicalizzate, ad esempio).

Nuovi approcci consentono il collaudo di migliaia di apparati hardware contemporaneamente, mentre in precedenza si era costretti ad effettuare le operazioni di collaudo un “cassetto”, ovvero un controllore di ente, alla volta. La soluzione, denominata SimWSP, e stata già sperimentata nell’impianto di Pisa (Direttrice Nord).

Per alcuni progetti in corso (es. Copenaghen Cityringen), esiste una specifica di Environmental Management che definisce una policy ambientale da applicarsi a tutte le fasi di implementazione del sistema e che richiede la redazione di Environment Impact Plan, Environmental Action Plan, ecc. Riguardo l’Eco-design, la specifica richiede che le considerazioni di impatto ambientale siano integrate nel flusso di progetto in funzione della politica ambientale. 

13. Life Cycle Assessment (in italiano "valutazione del ciclo di vita", conosciuto anche con l'acronimo LCA) e una metodologia che valuta un insieme di interazioni che un prodotto o un servizio ha con l'ambiente, considerando il suo intero ciclo di vita che include le fasi di preproduzione (quindi anche estrazione e produzione dei materiali), produzione, distribuzione, uso (quindi anche riuso e manutenzione), riciclaggio e dismissione finale. La procedura LCA e standardizzata a livello internazionale dalle norme ISO 14040 e 14044 (International Organization for Standardization).

14. La norma descrive i principi ed il quadro di riferimento per la valutazione del ciclo di vita.

Tecnologia led

Ansaldo STS, già da qualche anno, ha iniziato a produrre negli stabilimenti di Tito Scalo e Batesburg, segnali semaforici di sicurezza con sistema a Led. Questa innovazione ha un impatto positivo sui consumi energetici, sulla gestione delle manutenzione e sullo smaltimento di materiale derivante dalle manutenzioni. Basti pensare che il cambio lampade avveniva mediamente ogni 4 mesi, mentre i led hanno operatività continua di 10 anni almeno.

In particolare, nella sola Italia sono stati sviluppati, fabbricati e installati (es. linea Torino-Padova), i seguenti prodotti:

  • SALACC (Segnale a Led per impianti ACC - Apparato Centrale a Calcolatore)
  • Blu Led Signal per impianti ACC
  • Blu Led Signal per impianti tipo ACEI
  • Shunting Signal Led for ACC
  • Shunting Signal Led for ACEI (attività di omologazione con RFI in corso).

Traffico orario affidabile ed efficiente

Gli strumenti ideati e prodotti da Ansaldo STS consentono di stabilire l’orario più efficiente per i treni che utilizzano l'infrastruttura ferroviaria, stabilendo in particolare quali sono i migliori punti di fermata, incrocio, sorpasso e tempi di percorrenza per ridurre al minimo i tempi di attesa e i consumi.

Tali strumenti consentono quindi di prevenire e fornire misure proattive per contrastare i congestionamenti del traffico causati da ritardo dei treni, attività di manutenzione programmata e non, calamità naturali, nonché i turni del personale sul treno. L’utilizzo di tale tecnologia di supporto permette inoltre un significativo risparmio di carburante aumentando la velocità media dei treni e riducendo al contempo lo spreco di combustibile in accelerazioni seguite a breve da frenate a causa di rallentamenti temporanei o segnali di stop.