Il digitale sta rivoluzionando (migliorando) praticamente la vita di ogni giorno e di tutti noi. Una delle applicazioni più immediate e lampanti di questo miglioramento è rappresentata dal mondo delle ferrovie, dalla gestione intelligente del traffico e del trasporto su rotaia, fino alla manutenzione dei treni stessi.
Un sistema obsoleto che offre margini di grande crescita e sviluppo
Oggi tutti i sistemi ferroviari, al netto di esempi parecchio evoluti in alcune aree mondiali, sono in generale fermi ad impostazioni piuttosto antiche. Basta vedere anche la carenza di digitalizzazione delle stazioni ferroviarie e dai biglietti praticamente quasi sempre cartacei.
Questa struttura particolarmente arretrata è comunque un terreno floridissimo su cui poter applicare sensori connessi, soluzioni IoT o di Intelligenza Artificiale (AI), tramite cui poter applicare analisi di smart data e ottimizzare i flussi di trasporto e la gestione dei mezzi su rotaia.
Il miglioramento dei trasporti ferroviari, che sia per le merci o anche passeggeri, infatti, diventa la soluzione anche a problemi di carattere sociale. Si pensi ad esempio ai sistemi di segnaletica ferroviaria, o ai centri di controllo, così come alla manutenzione dei treni e alle infrastrutture ferroviarie: l’applicazione di modelli digitali interconnessi migliorerebbe la qualità di vita di operatori e fruitori privati dei treni.
I miglioramenti per la segnaletica ferroviaria e il trasporto
Ad oggi la segnaletica ferroviaria è gestita tramite operatori e personale dedicato che supervisiona il traffico gestito sui binari.
In questo scenario quindi si inscrive esattamente il supporto dei sistemi intelligenti, con la possibilità di dotare le infrastrutture ferroviarie di apparati, sensori e soluzioni in grado di far veicolare le informazioni necessarie trasmette e che permettono al treno interconnesso di dialogare con binari e centrali di controllo.
In questa maniera è possibile gestire il viaggio in modo assolutamente integrata e smart, migliorando la gestione del traffico sulla rete e aumentando l’efficienza.
Ma non solo. A risentire di effetti benefici tutto il sistema di trasporto e i suoi utilizzatori, che siano passeggeri o che siano macchinisti, controllori, conducenti e operatori tutti.
Il treno connesso ai sistemi IoT, infatti, “diventa intelligente” e le informazioni ricevute e trasmesse permettono di:
- elaborare percorsi,
- organizzare fermate, senza bisogno di semafori lungo la linea
- conoscere i ritardi,
- regolare automaticamente la velocità per ammortizzare lo spreco di carburante,
- migliorare la qualità del viaggio fornendo informazioni su ritardi ed eventi atmosferici avversi.
L’interconnessione per altro permetterà di far beneficiare anche l’analisi predittiva e quella dei Big Data raccolti durante i tragitti sulle rotaie. Informazioni di questo tipo, se bene analizzate tramite software robusti, permetteranno di fornire dati a supporto di una esperienza di viaggio sempre migliore e più performante.
Molti dati infatti, se canalizzati attraverso una raccolta puntuale, saranno in grado di dare risposte real time e fornire informazioni sulle quali poter rispondere a bisogni di gestione orari e relativi ritardi, così da garantire sempre e comunque il trasporto in orario, ripristinando un normale servizio.
I Sistemi Intelligenti a vantaggio della qualità nei servizi
I servizi relativi alla gestione del trasporto su rotaie sono in massima parte affidati a risorse umane, spesso anche impiegate fisicamente sul luogo del trasporto. La cosa comporta chiaramente non pochi disagi. Basti pensare a giornate con condizioni meteo parecchie avverse, senza contare aspetti legati ai tempi necessari di alcune attività, se svolte da operatori fisici, o anche all’errore umano sull’acquisizione e gestione dei dati.
Impiegare risorse, inoltre, è faticoso e dispendioso economicamente, nonché oneroso sulle tempistiche.
Tutto questo, si comprende bene, a discapito della qualità del servizio.
Le persone, tra l’altro, sono principalmente strutturate per una gestione ordinaria delle quotidianità. Ma esistono anche gli imprevisti.
Si pensi ad esempio a cosa accade quando si rompe un treno.
Ci vuole parecchio tempo, se a fare le diagnosi di funzionamento sono le persone. E ci vorrà altrettanto tanto tempo, per procedere alla riparazione del mezzo. Cosa che si traduce, sul piano pratico, in rallentamenti del servizio, se non addirittura nella sua sospensione.
Con l’applicazione di sistemi digitali intelligenti, invece, l’operazione di diagnosi per il funzionamento del treno, e dunque l’intercettazione del guasto, diventa semplice e veloce.
Cosa che ha certamente vantaggi nelle tempistiche di risoluzione del problema, nel sollevare gli operatori da faticose responsabilità e impegni lavorativi onerosi, e nella percezione positiva dei passeggeri sulla qualità del servizio.
In un’unica espressione questo vorrà dire: treni migliori e viaggi più veloci e sicuri.
Verso il futuro dell’automazione su rotaia
L’utilizzo di sensori integrati ai sistemi intelligenti IoT e all’intelligenza artificiale permetteranno una crescita esponenziale della qualità del servizio di trasporto su rotaie, che culminerà con la digitalizzazione di ogni aspetto o momento del viaggio.
In un futuro, che è già per certi versi presente, si potrà pensare di avere stazioni totalmente digitali e interconnesse con centrali di controllo, dove ogni operazione, fino a ieri fatta fisicamente e tramite l’impiego e il supporto di risorse umane verrà invece sostituita interamente dall’intelligenza artificiale. Dai display con gli orari dei treni ed eventuali informazioni sui servizi sostitutivi in caso di rallentamenti, ritardi o problemi, fino a biglietti digitalizzati anch’essi, per culminare con treni automatici, in grado di essere guidati autonomamente da macchine e non più da conducenti in carne e ossa, e di poter calcolare e bilanciare l’utilizzo del carburante, evitando sprechi di risorse e tutelando per l’altro l’ambiente.
La digitalizzazione riuscirà anche a sopperire allo stato di massima congestione delle stazioni ferroviarie consentendo, grazie anche a dispositivi wireless e ad analisi tempestive di dati e alla trasmissione di questi risultati in centrale, così da poter prevedere corse aggiuntive o orari reattivi alternativi. Questo soprattutto, ad esempio, per eventi particolari o quando si necessitano integrazioni al bisogno e che non si potrebbero mai gestire in maniera tradizionale.
La ferrovia digitale come strategia preventiva dei treni danneggiati
Con l’avvento di una ferrovia digitale a beneficiarne sarà anche lo stato di funzionalità dei treni, così da garantire percorrenze più lunghe e più sicure ed evitare fermi per treni guasti anche improvvisamente.
Tramite i sensori digitali connessi e l’Internet of Things è possibile monitorare lo stato di vita del treno e dei binari stessi, così da poter prevenire condizioni di usura per entrambi ed essere sempre e tempestivamente pronti ad apportare correttivi e a gestire situazioni critiche prima che si verifichino guasti.
In questa maniera la smart railway station non è preziosa solo per migliorare la qualità dei tragitti e l’esperienza del viaggio, ma può supportare così il lavoro di manutenzione che rappresenta, peraltro uno dei più onerosi tra costi per le riparazioni e fermi di servizio oltre a molto personale impiegato per risolvere il problema.
Tramite i sensori, ad esempio, è possibile indicare le temperature massime registrate sui cuscinetti delle ruote, per evitare che queste possano andare oltre i livelli consentiti.
Sensori Internet of Things e Intelligenza Artificiale per le reti ferroviarie
Oggi i trasporti ferroviari sono più importanti che mai, tra necessità specifiche di transito e spostamenti territoriali, dati anche da enormi nuovi flussi di utenza e da un attento rinnovato interesse sugli aspetti ecologici dei trasporti.
Integrare i sistemi intelligenti nelle infrastrutture dei trasporti sulle rotaie non solo accresce la qualità dei trasporti merce o dei passeggeri, ma servirà a realizzare una vera e propria rivoluzione sociale, che consentirà in generale una migliore esperienza del viaggio.
Ci sono molti tipi di dispositivi intelligenti che consentono l’IoT nelle strutture ferroviarie: sensori di vibrazione e temperatura e rilevamento ostacoli, telecamere di veicoli e stazioni, segnaletica digitale dinamica, librerie di machine learning, sistemi di sicurezza, edge computing, monitoraggio di flusso dati e tanto altro ancora.
Moxa ad oggi vanta oltre 1.000 implementazioni riuscite da parte delle principali compagnie ferroviarie in uvariena tà di sistemi a cui ha fornito fornisce una varietà di prodotti basati sullo standard EN 50155, inclusi dispositivi cablati e wireless, apparecchiature informatiche e controller I/O che soddisfano i requisiti per diversi sistemi di bordo e per la comunicazione di dati e la loro analisi.
Tra questi sistemi ricordiamo ad esempio i router della serie TN da parete EN50155 di ultima generazione con 16 porte Fast Ethernet M12, 4 bypass relè, temperatura di esercizio da -40 a 75°C e sistemi wireless per il controllo nelle infrastrutture di rete ferroviaria quali i controller di accesso wireless.
