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.
Digitalizzazione per un traffico merci su rotaia più invitante
A tal fine, un anno fa un consorzio internazionale composto da FFS Cargo, Scuola universitaria di Lucerna (HSLU), le 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.
Progetto nazionale con risonanza a 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.
DAC+: trasmissione dati con linea elettrica
Al momento esistono diverse tecnologie per l’accoppiamento di alimentazione e dati.
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/e locomotiva/e 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.
Il treno merci automatizzato
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, quali:
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rilevamento automatico della disposizione e della direzione dei singoli carri
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prova automatica dei freni
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vari servizi di dati e comunicazione sul treno che, tra l’altro, monitorano l’integrità del treno durante il viaggio
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sistema integrato di gestione dell’energia
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sistema elettropneumatico di frenatura
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sganciamento telecomandato dei carri dalla locomotiva
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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.
Programma di test: le funzioni del treno sul banco di prova
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 / 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.