Avviato il progetto svizzero per un treno merci interamente digitale

Digitalizzazione e automatizzazione rendono il traffico merci su rotaia intelligente.
Oggi, nel traffico merci su rotaia i processi sono prevalentemente manuali.
Questo vale per le operazioni più diverse: ad esempio, il personale deve controllare manualmente ogni singolo freno prima che ogni treno possa partire.
Anche l’accoppiamento dei treni richiede un notevole sforzo fisico, che il personale deve svolgere all’aperto, esposto a vento e intemperie.
In più, il personale di locomotiva viaggia parzialmente “alla cieca”: tra le altre cose, non c’è modo di verificare dalla cabina di guida se il treno è ancora completo.
Suddetti fattori contribuiscono all’attuale carenza di personale, poiché la figura professionale risulta da tempo obsoleta.
Inoltre, l’ammodernamento del traffico merci su rotaia è in notevole ritardo rispetto allo sviluppo del traffico su strada.
È quindi il momento di promuovere il traffico merci su rotaia e aumentarne l’attrattiva nel mercato.

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Digitalizzazione per un traffico commerciale su rotaia più invitante e un solo operatore

A tal fine, un anno fa un consorzio internazionale composto da FFS Cargo, Scuola Universitaria di Lucerna (HSLU) e dalle società PJM, plc-tec e Voith, con il sostegno dell’Ufficio Federale dei Trasporti (UFT), ha dato vita a un progetto pilota.
Attraverso questo progetto, le parti coinvolte intendono promuovere l’automazione e la digitalizzazione del traffico merci su rotaia e quindi, tra gli altri aspetti, l’esercizio con un solo operatore.
Il fulcro del progetto è il treno pilota “DAC+” recentemente messo in esercizio.
L’accoppiamento automatico CargoFlex di Voith con collegamento meccanico e pneumatico è già in uso commerciale presso FFS Cargo da oltre tre anni.
Ora l’attenzione si concentra sull’accoppiamento automatico digitale con un’ulteriore connessione di alimentazione e dati per l’intero convoglio.

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Un progetto nazionale nato nell’autunno 2021, però con risonanza di livello europeo

Lo sviluppo e l’introduzione dell’accoppiamento automatico digitale vengono portati avanti a livello europeo da diverse iniziative e progetti.
Tra questi, i capofila sono “Europe’s Rail Joint Undertaking” (ERJU), “European DAC Delivery Programme” (EDDP) e il consorzio “DAC4EU”.
Altrettanto centrali per il successo del progetto sono le iniziative nazionali.
Attualmente sono in corso progetti in vari Paesi per testare e sviluppare ulteriormente l’accoppiamento automatico digitale.
La decisione a favore della testata di accoppiamento uniforme è già stata presa dall’EDDP nell’autunno del 2021.
FFS Cargo ha svolto un lavoro pionieristico contribuendo in modo significativo a questo risultato: ha infatti testato e sviluppato ulteriormente la testata di accoppiamento Scharfenberg selezionata insieme a Voith negli anni precedenti ed è l’unico gestore ferroviario in Europa ad averla già messa in esercizio.
I primi carri sono stati convertiti nel 2019, a dimostrazione di come l’esperienza acquisita da FFS Cargo venga incorporata nelle specifiche, nelle norme e negli standard europei.
Ora il compito a livello europeo è quello di definire la tecnologia per la trasmissione dei dati.

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DAC+: c’è una trasmissione dati con linea elettrica e protocolli alternativi, PTB o SPE

Al momento esistono diverse tecnologie per l’accoppiamento di alimentazione e dati, finalizzati alla nascita di un vero treno merci digitale.
Le soluzioni, l’architettura di sistema del treno e i sottosistemi del progetto “DAC+” si basano sui risultati precedenti dell’EDDP e del consorzio DAC4EU, nonché sul lavoro preliminare di FFS Cargo sull’accoppiamento automatico e sulla sua implementazione.
Una di queste tecnologie è la connessione dati “Powerline PLUS Train Backbone” (PTB), che collega tutti i carri e “la” oppure “le” locomotiva o le locomotive attraverso il DAC.
Powerline PLUS è una tecnologia di comunicazione cablata sviluppata da plc-tec e dalla sua partner di ricerca HSLU.
Il vantaggio principale è che i dati vengono trasmessi attraverso i cavi di alimentazione e i connettori, quindi non sono necessari altri cavi dati, contatti elettrici o connettori.
La seconda tecnologia è la “Single-Pair-Ethernet” (SPE), che non trasmette i dati attraverso le linee di alimentazione ma attraverso linee dati separate e contatti elettrici aggiuntivi nel DAC.
Una soluzione SPE ottimizzata per il traffico merci è attualmente ancora in fase di sviluppo.
Non appena sarà disponibile, le due tecnologie saranno confrontate in un programma di test specifico in base a diversi criteri.

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La linea dati digitale del DAC consente di implementare diverse applicazioni automatiche in un treno merci.
Una volta stabilita la connessione digitale tra i carri e una volta dotati dell’elettronica appropriata, è possibile realizzare una serie di casi d’uso, meritevoli di essere puntualmente elencati:
rilevamento automatico della disposizione e della direzione dei singoli carri;
prova automatica dei freni;
vari servizi di dati e comunicazione sul treno che, tra l’altro, monitorano l’integrità del treno durante il viaggio;
sistema integrato di gestione dell’energia;
sistema elettropneumatico di frenatura;
sganciamento telecomandato dei carri dalla locomotiva;
manutenzione preventiva e basata sulle condizioni.
Tali funzioni del treno automatizzate o controllate a distanza contribuiscono in modo significativo all’ottimizzazione del processo e quindi al risparmio di tempo.
Allo stesso modo, consentono una maggiore efficienza nei processi di composizione e di esercizio dei treni.

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Sei carri container come vagoni di prova e una carrozza coperta a mo’ di locomotiva

Il programma di test con il treno pilota “DAC+” comprende prove con treno fermo, corse e operazioni di manovra.
Il treno pilota è composto da 6 carri container come carri di prova e da un carro coperto che simula la locomotiva per integrare l’alimentazione di corrente e gli strumenti di prova e di misurazione per gli altri carri.
Questo treno di prova viene utilizzato per testare le applicazioni automatiche di cui sopra, ad eccezione del sistema di frenatura elettropneumatico.
I test si svolgeranno in varie sedi e in viaggio in tutta la Svizzera fino alla fine del 2023.
I risultati del progetto confluiranno nell’ulteriore sviluppo del DAC a livello europeo.
In questo modo, il treno pilota fornisce un importante contributo al futuro del traffico merci su rotaia e all’introduzione a livello europeo dell’accoppiamento automatico digitale.
In linea di principio, infatti, il crescente volume di merci può essere gestito in modo sostenibile con la ferrovia, a condizione che il traffico merci su rotaia venga modernizzato.
È il momento di cogliere questa opportunità.

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