Project
NEMBO
Titolo
Studio e sperimentazione di sistemi iNnovativi “EMBedded” caratterizzati da elevata efficienza per applicazioni ferrOviarie
Nelle recenti strategie comunitarie ed europee lo spostamento modale verso sistemi di trasporto smart e green, quali quello su rotaia, è un presupposto fondamentale e grande enfasi viene data all’introduzione di componenti innovativi atti a realizzare un rinnovamento tecnologico nei sistemi attualmente utilizzati.
In generale i sistemi di trasporto ferroviari sono caratterizzati da un’elevata complessità strutturale e da componenti funzionali che devono garantire prestazioni sempre migliori, assicurando elevati standard di sicurezza ed affidabilità. Da ciò deriva una continua spinta all’introduzione di moderne tecnologie che possano potenziare ed incrementare l’efficienza e la sicurezza di tali sistemi.
In tale scenario il progetto “NEMBO” mira allo studio ed all’introduzione di sistemi embedded ad alte prestazioni ed affidabilità per conseguire il trend di rinnovamento tecnologico richiesto nel settore ferroviario. Tale studio sarà mirato ad intervenire in maniera trasversale ai diversi sottosistemi utilizzati per la gestione della circolazione ferroviaria e pertanto i temi di ricerca che saranno perseguiti ed affrontanti nel progetto sono:
Per quanto riguarda il primo punto, negli attuali sistemi ferroviari, soprattutto in ambito urbano, sono ancora diffuse tecnologie analogiche che non consentono elevate prestazioni, e che richiedono costanti interventi manutentivi ed elevati costi di gestione. E’ quindi necessaria una traslazione verso soluzioni innovative di tipo embedded ottimizzate in termini di hardware e software, in grado di incrementare la sicurezza, l’efficienza e nel contempo che consentano un abbattimento dei costi di gestione dell’impianto; a tal fine si propone lo studio di sistemi embedded innovativi per il comando e controllo degli enti ferroviari al fine di incrementarne l’efficienza.
Nell’ambito delle tecnologie embedded, inoltre, si intende studiare e definire un sistema di misura accelerometrico MEMS che consenta di ottenere migliori prestazioni in termini di accuratezza e affidabilità, di ridurre i costi e di superare il problema della pendenza non nota della linea e dei disturbi dovuti ad ulteriori contributi esterni, quali vibrazioni e accelerazioni laterali in curva, rispetto ai sensori accelerometrici utilizzati negli attuali sistemi di bordo di tipo Automatic Train Control/Protection (ATC/ATP). A tal fine, a valle della definizione degli opportuni modelli di studio, saranno definiti gli algoritmi di data-fusion per la compensazione dell’errore e per ottenere l’informazione accelerometrica nella direzione di interesse.
Per quanto riguarda il terzo punto, nell’ambito della proposta progettuale relativa alle tecnologie embedded, si intende studiare e definire una piattaforma innovativa basata su architetture multi-core commerciali da utilizzare in applicazioni safety-critical, che possa garantire maggiori performance in termini di sicurezza, affidabilità ed elaborazione dati dei sistemi di gestione della circolazione ferroviaria. La nuova architettura sarà caratterizzata da un sistema multi-core, in sostituzione delle attuali schede a monoprocessore utilizzate, che consentirà di concentrare sulla stessa scheda sia funzioni definite “vitali” che “non vitali”; il controllo dei core sarà gestito in maniera indipendente tramite opportuno “gestore di core” che garantirà la non intrusività del core “non vitale” sul core “vitale”. Saranno, inoltre, definite le caratteristiche strutturali, funzionali e i requisiti di operatività “real time di un’architettura di “Treno Full Ethernet” che utilizzi il bus ethernet”, con il vantaggio di avere un’unica rete integrata, con capacità di trasmissione delle informazioni notevolmente superiore al bus MVB attualmente utilizzato e caratterizzata da maggiore efficienza, accoppiata a sistemi di bordo più performanti grazie alla integrazione con la rete “full-ethernet” e all’utilizzo di nuove tecnologie, quali quella dei componenti elettronici a tecnologia SiC a basse perdite. La maggiore disponibilità di informazione consentirà l’integrazione dei principali sottosistemi del veicolo nella rete full-ethernet, al fine di migliorare le prestazioni e ridurre il consumo energetico. L’utilizzo di tecnologie innovative di tipo embedded, dunque, sarà applicabile nei diversi contesti del settore ferroviario analizzati; le innovative architetture strutturali e i nuovi componenti proposti garantiranno una gestione sicura della circolazione ferroviaria, caratterizzata da maggiori performance, nel rispetto dei vincoli di safety, consentendo l’utilizzo di componenti di tipo COTS (Commercial Off-The-Shelf), facilmente accessibili e acquistabili.
