Menção Honrosa no II Prêmio Amsted Maxion de Tecnologia Metro-Ferroviária; trabalho apresentado no Seminário Técnico da Feira Negócios nos Trilhos, outubro de 2004, São Paulo
Autor: Rubens Sergio Brandi, Especialista III da MRS Logística S/A.
E-mail: ace@mrs.com.br
Resumo
Consite na utilização dos trilhos como meio de transmissão de informações de bloqueio de sinais através de circuitos de via de corrente contínua polarizados sem prejuízo da segurança operacional.
Desenvolvimento e aplicação de projeto de sinalização que possibilite a transmissão vital de dados utilizados no bloqueio de sinais entre pátios de cruzamento através dos trilhos.
O projeto é baseado em circuitos de via de corrente contínua polarizados e tem o objetivo de substituir os cabos de controle metálicos, aéreos ou subterrâneos, lançados ao longo da ferrovia.
1. MOTIVAÇÕES:
O desenvolvimento do projeto de BLOQUEIO POR TRILHO baseado em circuitos de via de corrente contínua polarizados foi motivado pelos seguintes agentes:
1.1. Vandalismo e furto de cabos aéreos:
Nos dias atuais a freqüência de ocorrências de furtos e/ou vandalismos em cabos de cobre lançados ao longo da ferrovia suspensos na posteação é extremamente elevada determinando custos operacionais (perda de tempo de composições circulando em ordens de avanço) e de manutenção (reposição dos cabos furtados) cada vez maiores.
A indisponibilidade dos sinais por falhas nos cabos de interligação (cabos de bloqueio) representa, ainda, riscos operacionais devido a necessidade de licenciamento de trens “no escuro”.
1.2. Elevado custo para lançamento de cabos subterrâneos:
O custo de lançamento de cabos subterrâneos, estes menos sujeitos a vandalismos e intempéries, em muitas das vezes é extremamente elevado visto que as condições de terreno ao longo da ferrovia, que são fator preponderante na composição dos custos, são bastante heterogêneas com muita incidência de condições adversas, tais como, pedras, canaletas, pontes, viadutos, túneis, etc.
1.3. Elevado nível de falhas em cabos de bloqueio em final de vida útil:
Muitos dos cabos metálicos existentes, normalmente com lançamentos aéreos, apresentam-se em final de vida útil determinando número excessivo de falhas com as respectivas conseqüências operacionais.
2. PREMISSAS OPERACIONAIS:
Para o desenvolvimento do projeto foram consideradas as seguintes premissas operacionais:
2.1. O projeto utilizado para licenciamento de trens em linha singela entre pátios de cruzamento;
2.2. Utilização de um sinal automático em cada direção na aproximação dos pátios;
2.3. Não permissão de acumulação de trens no trecho entre pátios;
2.4. Sinais de partida licenciam unicamente com aspecto verde;
2.5. Sinais automáticos licenciam com aspecto amarelo ou verde;
2.6. Uma única indicação de ocupação entre pátios;
2.7. Plano de Vias e Sinais básico:
3. PREMISSAS TÉCNICAS:
Foram consideradas as seguintes premissas técnicas para o desenvolvimento do projeto:
3.1. Projeto aplicado a trecho de CTC com intertravamento distribuído a relé da Union Switch & Signal, interligação de pátios via cabos metálicos aéreos, sistema de transmissão de dados baseado em remotas eletrônicas interligadas ao centro de controle por fibra óptica;
3.2. Utilização de circuitos de via de corrente contínua polarizados em cascata para ambos os lados, dependendo da última rota pedida;
3.3. O sistema de transmissão de dados é responsável pela alternância de rotas à esquerda e à direita através da duplicação de comandos de abertura de sinais no pátio oposto.
3.4. Os aspectos dos sinais automáticos são definidos pelas polaridades dos circuitos de via, ou seja:
- Polaridade direta (trilho esquerdo positivo e trilho direito negativo, por exemplo): aspecto amarelo
- Polaridade inversa ( trilho esquerdo negativo e trilho direito positivo, por exemplo): aspecto verde
- Ausência de tensão: aspecto vermelho.
4. DESCRIÇÃO DOS CIRCUITOS:
O projeto se baseia na utilização de circuitos de via em cascata para transmissão de informação entre cabeceiras de pátios. Parte-se da premissa de que, se o último relé de circuito de via da cascata estiver operado (energizado), então não existe nenhum impedimento à abertura de sinal que licencia em direção aos circuitos de via em questão. Observe o desenho abaixo:
Suponha que o relé EBL resume todas as condições de bloqueio do sinal 2E e que, uma vez este relé estando energizado é certo que o intertravamento do pátio permite a circulação de um trem partindo do sinal 2E. O relé EBL operado alimenta o primeiro circuito de via que ao operar irá alimentar o segundo e assim por diante até que o relé do último circuito de via da cascata (relé R) seja operado. O relé R estando energizado informa então que todas as condições de bloqueio do sinal 2E estão satisfeitas e que não existe nenhum trem entre o sinal 2E e a entrada do pátio seguinte sendo segura abertura do mesmo.
Suponha agora o desenho a seguir:
Suponha que o relé 1ER verifica a abertura do sinal 1E, ou seja, quando o sinal 1E estiver aberto, o relé 1ER estará energizado. Verifique que os contatos deste relé irão alternar a polaridade da alimentação do circuito de via (sinal aberto alimenta o trilho esquerdo com positivo, sinal fechado alimenta o trilho esquerdo com negativo). Suponha, ainda, que cada cascata de circuito de via acompanha a alternância de polaridade de forma que o último circuito de via poderá assumir 3 condições, quais seja,: relé R1 energizado e R2 desernegizado, relé R1 desenergizado e relé R2 energizado ou, ainda, ambos os relé desenergizados. Dessa forma, podemos definir 3 aspectos para o sinal 2E, ou seja, amarelo, verde ou vermelho.
Logicamente, o esquema mostrado acima é valido para somente para circuitos unidirecionais (no caso sentido E). Para realização de sinais em ambas as direções é preciso que o mesmo circuito seja feito para sinais no sentido D.
O desenho abaixo mostra um primeiro esquema desenvolvido para o projeto. Este esquema mostra de forma resumida em relação ao intertravamento mas detalhadamente quanto aos circuitos das cascatas como se comporta o projeto para licenciamento bi-direcional
No desenho, os relés DBL e EBL resumem as condições de bloqueio para os sinais 2E e 2D respectivamente. Os relés 2DHSR e 2EHSR representam os pedidos de sinais 2D e 2E respectivamente. Os relés 2DHSPR e 2EHSPR representam a repetição dos pedidos dos sinais 2D e 2E respectivamente. Observe que o pedido do sinal 2D é repetido no pátio adjacente de forma a garantir a inversão da cascata e vice-versa. Neste esquema a condição de repouso é dada pela possibilidade de abrir o sinal 2E.
5. CONCLUSÃO:
O projeto foi desenvolvido e implementado em 2 trechos entre 2002 e 2003 tendo apresentado as principais características a serem consideradas:
5.1. Dependendo do comprimento do circuito de via e das condições de lastro houve necessidade da utilização de 2 elementos de bateria alcalina ao invés de um único elemento;
5.2. Aconteceram, inicialmente, algumas falhas que verificou-se serem conseqüência de alta resistência de contatos de relés que ficam na linha dos circuitos de alimentação dos CDV´s. Portanto, verificou-se a necessidade de utilização de relés em boas condições de conservação com relação à limpeza de contatos;
5.3. São necessárias algumas modificações nos softwares de Centro de Controle em relação aos sistemas tradicionais uma vez que é necessária a repetição dos pedidos de sinais no pátio adjacente e a exibição de ocupação de em painel somente deve ser feita quando os relés das duas cabeceiras estiverem desoperados.
5.4. É interessante a inclusão de uma temporização nas indicações de ocupação para que, ao inverter as cascatas, não seja apresentada a ocupação temporária do trecho;
5.5. Nos trechos em que foi implementado o projeto as condições para lançamento de cabos subterrâneos são bastante ruins. Somando-se a isto o fato de que os equipamentos (fontes e relés) usados tinham preço de estoque defasados em relação aos preços de mercado, a utilização deste tipo de circuito foi extremamente vantajosa financeiramente.
6. OBSERVAÇÕES:
Não incluímos aqui os desenhos do projeto final uma vez que os mesmo fazem referência a locais e condições que, de alguma forma, poderiam indicar Operadora. Em caso de aprovação, teremos prazer em incluir o projeto detalhado na apresentação.