Observatório Metro-Ferroviário

Imagem: Novo modelo de roda

(1) Pneu Elástico; (2) Pista de Rolamento; (3) Disco Flange; (4) Porca de Fixação Axial; (5) Disco de Roda; (6) Caixa do Munhão; (7) Tampa do Munhão; (8) Eixo; (9) Rolamento do Munhão; (10) Anel de Vedação; (11) Junta Elástica; (12) Parafusos da Tampa; (13) Rolamentos da Roda.

A interação das rodas com os trilhos é um dos principais alvos de pesquisas no setor ferroviário, isso porque reduzir o impacto dinâmico da interação roda-trilho e garantir a estabilidade dos trens são fundamentais para melhorar a eficiência e segurança do transporte ferroviário. Para satisfazer essas necessidades, pesquisadores russos desenvolveram um novo par de rodas com uma capa flexível de superfície cilíndrica, sendo o centro da roda estabelecido por rolamentos próprios, independente da roda.

O novo par de rodas leva em conta as vantagens e desvantagens de outros modelos já criados. Foi projetado para o uso em estradas de ferro com 1520 mm de bitola e velocidade inferior a 200 km/h. Estruturalmente o novo par de rodas consiste em um eixo (8) com dois discos flange (3) unidos sob pressão, e duas rodas (5), que estão em contato com o eixo (8) por meio dos seus próprios conjuntos de rolamentos (13). A roda tem um pneu flexível (1) sobre uma base elástica (11). A distorção do pneu devida a carga radial aumenta a área de contato com a ferrovia e o pneu é capaz de absorver o impacto dinâmico da via. Assim, a tensão é reduzida na área de contato, a transmissão de força de travagem é melhorada e o impacto dinâmico entre os trilhos e o trem é atenuado.

Os discos de flange são responsáveis apenas por orientar forças transversais e são capazes de rodar independentemente das rodas em conjunto com o eixo nos mancais. As rodas destinam-se principalmente para a transmissão de forças radiais e o torque de frenagem. Esta tecnologia permitiu evitar deslizamentos das superfícies de contato no trilho ao dirigir com o contato de dois pontos, se livrar do movimento sinuoso, e reduzir a resistência ao movimento do par de rodas, melhorando desse modo a segurança movimento.

Para os trabalhos futuros, os pesquisadores pretendem realizar um estudo sobre a junta elástica do disco de roda, prototipar os pares de rodas, e realizar os testes de desempenho.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705815005743#

Imagem: Alerta de cruzamento próximo. Print Screen. Fonte

Acidentes nos cruzamentos entre rodovias e ferrovias causam muitos prejuízos e, geralmente, são fatais. Aumentar a segurança nesses cruzamentos é uma questão importante para o sistema de transporte, principalmente na Austrália, onde, segundo a Australian Transport Safety Bureau,  643 colisões aconteceram nos cruzamentos de 1º de Janeiro de 2001 até 30 de Junho de 2010. Por conta disso, a indústria ferroviária local está considerando instalar três STI’s de intervenção que mudarão o comportamento dos motoristas ao se aproximarem de um cruzamento e, assim, melhorar essa atual situação do país.

Com o desenvolvimento tecnológico, inovadoras intervenções nos cruzamentos foram criadas, como sinais de luzes quando um trem se aproxima, sinais na rodovia, cancelas e placas. Os STI’s que a indústria ferroviária australiana estão propondo buscam chamar a atenção de vários sentidos humanos, pois a não percepção do trem chegando e a imprudência dos motoristas são as principais causas dos acidentes nos cruzamentos. Para atingir a percepção dos motoristas, os STI’s implantados foram: um visual e um audível dentro do veículo, além das visuais na rodovia e no cruzamento.

O visual e audível dentro do veículo consistem em mensagens nos dispositivos com GPS dos motoristas. Quando um trem se aproxima do cruzamento, uma imagem e um áudio são emitidos pelos dispositivos pelo menos 20 segundos antes do trem passar para alertar o motorista. Já o STI de intervenção fora do veículo é formado por sinais luminosos de quando o trem está próximo, sinais na rodovia que localizam a distância segura que o motorista deve parar o carro, além de placas a alguns metros antes do cruzamento para reduzir a velocidade e aumentar a atenção.

Pesquisadores australianos da Universidade de Queensland realizaram  uma avaliação desses sistemas por meio de uma simulação com 20 participantes dirigindo em diversas condições de clima, tipos de sinalizações e cruzamentos. Os resultados mostraram que os sinais sonoros são os mais eficazes para chamar a atenção e chega até a mudar o comportamento dos motoristas. Isso se explica na seguinte situação: quando um trem está próximo e há apenas um sinal visual, os motoristas tendem a tentar atravessar mais o cruzamento do que quando há um sinal sonoro. Os resultados também mostraram que quando um sinal sonoro é emitido, os motoristas reduzem mais a velocidade do carro e chegam a parar alguns metros antes do cruzamento. Destaca-se que os áudios emitidos dentro dos veículos ainda tiveram um melhor aproveitamento se comparados aos emitidos em fontes externas.

Desta forma, a simulação realizada pelos pesquisadores australianos mostrou que o STI de intervenção adotado pela indústria ferroviária australiana terá  boa eficácia e contribuirá para reduzir o número de acidentes nos cruzamentos.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0001457515001633

Imagem: Estação de coleta de dados. Fonte

Nos registros recentes, há vários casos de descarrilamentos no mundo causados por fortes ventos cruzados. Japão, China e Canadá são países que se destacam no número de acidentes. Para reduzir essas ocorrências, tem-se investido muito na aerodinâmica dos trens e simulações para analisar os efeitos dos ventos cruzados. Além disso, outros cientistas tem desenvolvido sistemas de alerta de ventos fortes e os resultados são positivos para o transporte feroviário. Porém, para proteger a circulação de trens ao longo da ferrovia Qinghai – Tibete, um novo sistema de alerta foi desenvolvido com um método de previsão da velocidade do vento a curto prazo, utilizando Decomposição do Modo Empírico (EMD) e o algoritmo Recursive Autoregressive Integrated Moving Average (RARIMA).

A ferrovia Qinghai – Tibete é mais alta do mundo, são 5072 km de altitude e 1142 km de extensão. Devido a elevada altitude, o fenômeno de vento cruzado forte acontece com frequência ao longo da ferrovia, desta forma, é necessário um sistema de alerta inteligente e em tempo real para garantir a segurança dos trens. O método proposto para o novo sistema consiste em três etapas computacionais: (1) usar o método EMD para decompor os dados de velocidade do vento em sub-camadas; (2) construir modelos de previsão para todas as sub-camadas de velocidade com o RARIMA; (3) empregar os modelos construídos no RARIMA para prever a velocidade.

Para medir a velocidade do vento ao longo da ferrovia Qinghai-Tibete, 52 estações de coleta de dados de velocidade do vento foram instaladas, incluindo dois tipos: as estações sem fio e as estações cabeadas. Além disso, todas as informações em tempo real dos trens e da linha férrea são recolhidas pela companhia da Qinghai – Tibete e passadas para o banco de dados do sistema de alarme. Com isso, emprega-se os modelos de previsão e uma mensagem é gerada para os trens e para o sistema de monitoramento da ferrovia.

Os experimentos mostram que o novo método possui um desempenho satisfatório de precisão e tempo, além disso se apresentou melhor do que o modelo tradicional Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA). A nova etapa do projeto é acrescentar a direção do vento nos calculos e, assim, otimizar o sistema.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167610515000471?np=y

Imagem: TorqStor usado no projeto DDFly

Ricardo, Consultoria Global em áreas estratégicas, envolvendo tecnologias e meio-ambiente, junto com Artemis Intelligent Power, especializada em desenvolvimento de tecnologias associadas à hidráulica, estão conduzindo um projeto chamado DDFly Train, mostrando que um sistema de recuperação de energia gerada na frenagem, baseado em Flywheel ( um rotor girando a alta velocidade dentro de uma câmara), poderia reduzir o consumo de combustível das Unidades Múltiplas à Diesel ( sigla em inglês DMU) em mais de 10%, esse sistema de reaproveitamento de energia está sendo desenvolvida para as DMUs em operação.

Esta tecnologia híbrida é composta por um sistema de armazenamento de energia TorqStor® flywheel de alta velocidade desenvolvido pela Ricardo e  motor-bomba de transmissão hidráulica Digital Displacement® projetado pela Artemis, uma configuração ideal para as DMUs em serviço foi de duas unidades TorqStor® com capacidade para 4,5 mJ com velocidade máxima de 45.000 rpm.

Imagem: Teste em TorqStor 220 kJ. Fonte

O vice-presidente de inovação da Ricardo, David Rollafson disse: “TorqStor em conjunto com a transmissão de alta eficiência Digital Displacement, permite um meio tecnicamente viável e comercialmente atraente de permitir a travagem regenerativa para as DMUs, provendo um caminho para reduzir a pegada ecológica em uma viagem de trem”.

Os dois dígitos percentuais de economia de combustível e o retorno comercial demonstrado por esta tecnologia tornam atrativos tanto a adaptação da frota em uso quanto à inclusão em série nos novos que ainda serão fabricados.

Para mais informações:

http://www.railway-technology.com/news/newshigh-speed-flywheel-brake-energy-recovery-system-generates-dmu-fuel-savings-4605130

http://www.artemisip.com

http://www.ricardo.com/en-GB/News–Media/Press-releases/News-releases1/2014/Ricardo-to-showcase-TorqStor-high-efficiency-flywheel-energy-storage-at-CONEXPO/

Imagem: Sistema de limpeza de ferrovias Hughes Pumps. Fonte

A Hughes Pumps Limited, fabricante inglesa de bombas de alta pressão e equipamentos de limpeza, projetou um sistema para amenizar um problema das ferrovias do Reino Unido: o cobrimento das linhas férreas por folhas e outras sujeiras. O novo sistema de limpeza conta com potentes lava jatos instalados em um trem e um planejamento para percorrer toda a rede ferroviária.
O novo sistema de limpeza da Hughes Pumps possui um conjunto de bombas do modelo HPS2200DC, capaz de fornecer 85 litros por minuto a 1000 bar, e é alimentado por um motor diesel Deutz TDC6.1L6 Tier 4. Há bocais de jato d’água posicionados na parte da frente e de trás da locomotiva. Além disso, pode-se controlar a pressão da água em cada parte através de uma válvula controlada pelo maquinista na cabine do trem. Desta forma, pode-se otimizar o equipamento para cada trajeto.
Já em uso nas ferrovias da região de Newcastle, nordeste da Inglaterra, o novo sistema tem tido sucesso na limpeza das linhas férreas durante o outono e inverno. Para isso, o sistema foi instalado em uma locomotiva capaz de percorrer toda a rede ferroviária e operar 24 horas por dia.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026217621530081X#

Cabine de trem-bala japonês. Fonte

Vários sistemas de comunicação via rádio são utilizados para controle no setor ferroviário, assim como sensores sem fio e serviços para obter informações dos passageiros. Projetar, avaliar e construir esses sistemas são trabalhos lentos, além de custosos. Para reduzir esses problemas, pesquisadores japoneses desenvolveram um método de simulação para calcular características dos sistemas de transmissão, como taxas de erros, taxas interferências, delays e consumo de energia, tudo isso considerando o ambiente e a aplicação da ferrovia. O simulador recebeu o nome de RADTRACE.

Para desenvolver um sistema de comunicação operacional ferroviário, deve-se tomar alguns cuidados durante o projeto e a construção para assegurar estabilidade e segurança. Em especial, deve-se conhecer as características de propagação das ondas de rádio no ambiente e as aplicações da ferrovia. Para otimizar esses serviços, os pesquisadores japoneses Seki e Kawasaki programaram o RADTRACE para encontrar a melhor configuração de construção e operação do sistema de comunicação. O usuário passa informações da ferrovia e do trem, como velocidade, posição, direção, mensagens enviadas, mensagens recebidas e detalhes de operação, e através de métodos numéricos, o RADTRACE calcula a eficiência do sistema de comunicação e exporta os dados para um arquivo de texto. Desta forma, é possível avaliar todo o projeto.

Os testes do RADTRACE mostraram um grande potencial para o novo simulador. Desta forma, as pesquisas continuarão e os resultados obtidos servirão para melhorar e ampliar as aplicações do simulador.

Para mais informações, acesse:

https://www.jstage.jst.go.jp/article/rtriqr/56/1/56_33/_pdf

Fonte: Imagem

Nomad Digital recebeu um contrato do Metro da Austrália, Trens Melbourne (MTM) para equipar seu monitoramento de condição remota (RCM) em seu Alstom X’Trapolis EMU,modelo de trem que opera em Melbourne.

A proposta do Nomad foi apoiada pela compreensão dos objetivos do MTM em melhorar ainda mais os seus regimes de manutenção operacionais, bem como redução de custos através da utilização de dados operacionais detalhados.

A tecnologia RCM será inicialmente instalada em quatro unidades de trem Alstom X’trapolis, com margem de manobra para implementar a tecnologia em toda a frota, em um total de mais de 400 unidades.

O teste de conceito será criado e implantado por Nomad Tech. A tecnologia RCM é uma combinação de uma plataforma de comunicações adaptável que permitirá sistemas de informação dos passageiros e funções de entretenimento a ser suportados no futuro.

A equipe da Nomad vai trabalhar com a MTM para implementar uma metodologia RCM que atinja metas operacionais a longo prazo , fornecendo dados valiosos e ferramentas de análise destinados a melhorar a gestão, a disponibilidade e confiabilidade de sua frota, bem como em seus equipamentos e componentes do trem de bordo.

As vantagens são inúmeras aos clientes que optam por estes serviços:

• Segurança da informação
• Redução do tempo de resposta
• Redução do tempo de soluções
• Agilidade e maior precisão nos diagnósticos
• Otimização dos custos de manutenção
• Redução dos custos de paradas

Para mais informações:

http://www.railway-technology.com/news/newsmelbourne-metro-to-trial-nomads-remote-condition-monitoring-system-4582452

http://w3.siemens.com.br/home/br/pt/ind-services/portfolio-industry-services/acesso-remoto/pages/default.aspx

Imagem: Teste do sistema LSM.

Os rodeios ferroviários existentes para operar em altas velocidades com um motor rotativo possuem um limite de 600 km/h. Para alcançar esse limite, a condução eletromagnética normal apresenta alguns problemas, como o aumento do tamanho e do peso. Além disso, a eficiência elétrica diminui para gerar o grande campo magnético necessário. A fim de reduzir esses problemas, pesquisadores coreanos apresentaram um protótipo de sistema de propulsão com eletroímãs supercondutores e um Motor Linear Síncrono Supercondutor (LSM – Linear Synchronous Motor).

Os eletroímãs supercondutores foram feitos com fios supercondutores de segunda geração (2G HTS – Second Generation High Temperature Superconducting) que podem operar em temperaturas altas,  se comparados aos sistemas usuais. Por isso, as duas bobinas duplas em forma de panqueca, que constituem os polos norte e sul do eletroímã, são chamadas de HTS. Esta composição garante um melhor desempenho do campo magnético e melhores propriedades mecânicas, tudo a um menor preço.

Imagem: Eletroímãs duplos em forma de panqueca.

A propulsão de um trem utilizando o sistema motor LSM se dá através da força eletromagnética entre a bobina da pista e o eletroímã do trem. Portanto, é possível reduzir o peso do veículo e produzir um maior campo eletromagnético utilizando o ímã HTS LMS, em comparação com os sistemas eletromagnéticos usuais. Devido a isso, a distância entre o solo e o trem pode aumentar  e minimizar os problemas de construção das ferrovias de altas velocidades.

Características térmicas e eletromagnéticas foram avaliadas durante o teste do protótipo e os resultados mostraram um funcionamento estável do eletroímã HTS. Os resultados deste estudo servirão para os pesquisadores desenvolverem um sistema real.

Este estudo foi apresentado no 27º Simpósio Internacional sobre Supercondutividade, realizado na cidade de Tóquio – Japão, em 2014. Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1875389215002953

Imagem: Painel PC DC15. Fonte

A MEN (Mikro Elektronik), desenvolvedora de soluções computacionais e sistemas de controle para vários setores da indústria com sede em Nuremberga – Alemanha, desenvolveu um novo painel PC robusto para o setor ferroviário, o DC15. O novo equipamento foi projetado para operar em condições adversas e apresentar maior facilidade de uso, além de flexibilidade e confiabilidade para o mercado.

O DC15 possui proteção IP65, é compacto (310/210/60), apresenta uma confiável parte eletrônica – projetada para operar na faixa de -40 ºC a 70 ºC – e está disponível com display 32 teclas, tela multi-toque 10.4 polegas resistente a impactos com retroiluminação LED e resolução 1024 x 768 pixels . Além disso, está em conformidade com a norma UCI 612 e possui certificação EN 50155 para o setor ferroviário, o que garante confiabilidade para o equipamento.

A interface homem-máquina (HMI) para o setor ferroviário do novo painel PC se destaca. O equipamento possibilita monitorar e exibir funções do trem, para otimização de velocidade ou gestão de frotas. Além disso, a conexão com a rede ferroviária é flexível, pode ser feita por exemplo através de um CAN (Controller Area Network) ou interface MVB (Multifunction Vehicle Bus).

Compacto, robusto e adaptado às necessidades do mercado, o painel PC DC15 é o dispositivo adequado para as mais exigentes aplicações.

Para mais informações, acesse:

https://www.men.de/news-media/product-news/robust-panel-pc-according-to-uic-612/

Imagem: Fonte

A Ruckus Wireless, empresa fornecedora de soluções para empresas e operadoras de serviços para o mercado de internet móvel, está trabalhando com a Smartac Group China, provedora de internet móvel no país, para construir redes Smart Wi-Fi Ruckus que irão melhorar o funcionamento de mais de 300 estações para os três principais sistemas de estradas de ferro na China, incluindo as cidades de Pequim, Cantão e Lanzhou.

A implantação das Estações Inteligentes faz parte do projeto de atualização das redes sem fio no sistema ferroviário chinês. As redes Smart da Ruckus irão fornecer acesso à internet sem fio para os passageiros e também dados em tempo real sobre os passageiros para os operadores das estações. O sistema Smart Wi-Fi da Ruckus fornecem desempenho confiável e previsível, essencial para oferecer suporte às mais difíceis aplicações.

O objetivo da implantação dessas estações é criar cidades inteligentes, com melhores sistemas de comunicação e mais agilidade nos serviços municipais para melhorar a vida dos grandes centros urbanos.

O diretor-executivo da Smartac, Jason Kwan disse: “Pontos de acesso da Ruckus tem um histórico comprovado de lidar com sucesso elevados níveis de tráfego de frequências simultâneas de rádio em ambientes com forte interferência, como nas estações ferroviárias da China”.

Os planos também incluem a adição do controlador virtual SmartZone (VSZ) Ruckus que possibilitará o gerenciamento das redes na nuvem.

Para mais informações, acesse:

http://money.cnn.com/news/newsfeeds/articles/prnewswire/SF21361.htm

http://pt.ruckuswireless.com/Technology