Perché certificare i sistemi relativi alla sicurezza nei treni?

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Regioflexx, il sistema integrato di controllo dei freni di ultima generazione di Wabtec per applicazioni di linea principale, ha ricevuto l'approvazione del concetto di sicurezza da TÜV SÜD ed è risultato conforme al 100% in fase di progettazione a tutti gli standard EN pertinenti da DB Systemtechnik. Scegliendo di utilizzare componenti certificati, i costruttori e gli operatori di automobili facilitano la certificazione dell'intero sistema, in particolare quando si tratta di elementi critici per la sicurezza come i freni. Con Regioflexx, una soluzione all'avanguardia completamente certificata, Wabtec supporta il settore ferroviario sia aumentando la sicurezza sia rendendo il processo di certificazione dell'intero treno più semplice ed efficiente.

Alcuni decenni fa, un nuovo treno era un esercizio di co-progettazione tra un'amministrazione ferroviaria, un costruttore di automobili e vari fornitori di attrezzature. Fortunatamente, le cose sono cambiate da quando sono entrate in vigore le specifiche tecniche di interoperabilità (TSI) e le relative norme EN armonizzate.

Dall'introduzione della STI, gli operatori devono implementare treni conformi alla STI e i nuovi treni consegnati dai costruttori di automobili devono dimostrare la conformità alla STI. Ciò implica la certificazione completa dei treni, che ovviamente è resa molto più semplice quando tutti gli elementi costitutivi sono già stati certificati, in particolare i componenti di sicurezza come i freni.

In Wabtec, abbiamo fatto un grande passo avanti anni fa quando abbiamo introdotto Metroflexx, una nuova generazione di controllo integrato dei freni per il trasporto di massa. Metroflexx fa ora parte del nostro catalogo di prodotti standard ed è in servizio in diverse regioni del mondo. La certificazione di sicurezza Metroflexx è stata eseguita con successo da TÜV SÜD.

Il naturale passo successivo è stato quello di estendere questo concetto di controllo dei freni alle principali applicazioni di linea; così nel 2018 abbiamo iniziato a sviluppare Regioflexx. Fin dalle prime fasi, ci era chiaro che Regioflexx avrebbe richiesto un solido processo di certificazione sin dalla fase di progettazione, sia per la sicurezza che per la conformità alle TSI. Abbiamo collaborato con TÜV SÜD per la certificazione di sicurezza e DB Systemtechnik per la verifica della conformità agli standard TSI e EN.

Regioflexx: un concetto di design innovativo

Regioflexx è un dispositivo completamente integrato in cui elettronica e pneumatica sono entrambe collocate in una scatola piccola, leggera e versatile. Include tutte le consuete funzioni di controllo dei freni, monitoraggio e comunicazione con il treno.

Regioflexx è dotato di due unità elettroniche completamente indipendenti, una SIL 2 che svolge la normale funzione di controllo della Brake Control Unit (BCU) e una SIL4 che fornisce il monitoraggio dell'unità SIL2, oltre a funzioni avanzate. Il SIL2 BCU controlla il freno di servizio e la Wheel Slide Protection (WSP) con due canali indipendenti dell'unità EP. Il vantaggio di questo design è che, in caso di guasto singolo, è comunque garantita almeno la metà dello sforzo frenante. Ciò contribuisce al tasso di frenata di emergenza garantito (GEBR) più elevato del treno.

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AR: serbatoio ausiliario; BC1 e BC2: pressione del cilindro del freno 1 e 2

L'unità di sicurezza (SIL4) garantisce l'immagazzinamento continuo di una pressione pilota proporzionale al carico del veicolo. Questa pressione pilota è sempre disponibile per eseguire una frenata di emergenza ponderata. Inoltre, Regioflexx implementa innovative funzioni SIL4, tra cui la gestione intelligente del timer di sicurezza WSP e l'emulazione tradizionale delle valvole pneumatiche (ad esempio valvole di distribuzione, valvole a carico medio e valvole multistadio). Utilizza anche la compensazione della decelerazione del veicolo, il monitoraggio della rotazione delle ruote e il freno di stazionamento.

Una solida metodologia di certificazione e convalida

Wabtec ha implementato un solido processo per ottenere la certificazione. Abbiamo iniziato identificando i limiti del mercato ferroviario, le tolleranze e i doveri dei componenti pneumatici derivanti dalle loro attività di manutenzione, prima di concentrarci sui miglioramenti per ridurre o rimuovere tali limitazioni. Le fasi successive sono state la definizione del concetto e l'approvazione del concetto di sicurezza da parte del valutatore della sicurezza (TÜV SÜD). Il concetto è stato inoltre approvato da un valutatore indipendente (DB Systemtechnik) per quanto riguarda la conformità agli standard applicabili. Abbiamo quindi proceduto alla progettazione e alla validazione del prototipo, quindi alla pre-serie, prima di effettuare le valutazioni finali, i test sui treni e l'assistenza alle entrate.

TÜV SÜD ha analizzato a fondo il sistema e ha valutato la conformità del livello di sicurezza in linea con gli standard della serie EN 50126. La conformità è stata confermata e l'approvazione del concetto di sicurezza Regioflexx è stata concessa da TÜV SÜD.

DB Systemtechnik ha valutato la conformità di Regioflexx ai seguenti standard di sistema:

• TSI Loc & Pass
• EN 16185-1 (sistema frenante XMU)
• EN 15595 (WSP)
• EN 15734-1 (sistema frenante per treni ad alta velocità)
• EN 14198

Inoltre, è stata verificata la conformità ai seguenti standard di prodotto:

• EN 15611 (valvole a relè)
• EN 15355 (valvola di distribuzione)

Sono state esaminate 3.782 diverse clausole e non è stato identificato un solo problema di non conformità. Stiamo ora iniziando una revisione delle Norme tecniche nazionali notificate (NNTR) per alcuni importanti paesi europei con DB Systemtechnik.

Conclusione della valutazione del Dr. Stefan Dörsch (DB ST)

Sulla base delle indagini effettuate finora e in fase di realizzazione delle aggiunte concordate (integrazione nella documentazione), DB Systemtechnik GmbH afferma come conclusione preliminare che il progetto del sistema frenante RegioFlexx è stato creato in conformità ai requisiti delle suddette normative (TSI LOC&PAS:2014, EN 16185-1:2015, EN 15595:2019, EN 15734:2013 e EN 14198:2019).

La valutazione della sicurezza funzionale, in particolare i livelli di sicurezza specificati delle varie funzioni di RegioFlexx non è inclusa nella revisione di DB Systemtechnik GmbH. Fa parte di un'ispezione indipendente di TÜV SÜD Rail GmbH.