Imagem
Potencializando o transporte ferroviário sustentável: uma visão privilegiada da evolução do Trip Optimizer™
Por William Schoonmaker e Kiron Viegas
Introdução: A história por trás
À medida que o Trip Optimizer alcança um novo marco na otimização de combustível, economizando nas ferrovias mais de um milhão de galões de combustível a cada cinco dias, é uma ótima oportunidade para fazer uma retrospectiva. É uma história que mostra que o caminho para a inovação não é linear e que nada de bom é alcançado sem o envolvimento ativo dos clientes.
Imagem
Tudo começou em 2005. Uma equipe de pesquisa e desenvolvimento estava trabalhando no conceito de uma locomotiva elétrica a bateria. Para apoiar esse esforço, um grupo de engenheiros estava estudando os padrões de direção dos operadores de trens para entender o que seria necessário para carregar e descarregar uma locomotiva operada por bateria. Ao fazer isso, eles descobriram que havia uma enorme variação entre um operador e o próximo. O reconhecimento dessa variação nos padrões de direção teve dois impactos: primeiro, tornou os modelos de frenagem regenerativa impossíveis de prever. E dois: demonstrou que havia uma ineficiência significativa na forma como os trens estavam sendo operados, resultando em maior uso de combustível e desgaste. Então, a equipe de tecnologia desenvolveu um algoritmo de condução de trem que seguiu todas as regras corretas para conduzir o trem de forma consistente e sensata. E quando terminaram, perceberam que tinham uma oportunidade imediata de usar esse novo algoritmo, integrado à automação, em trens a diesel regulares. Essa foi a inspiração para o Trip Optimizer.
Evolução do produto
Imagem
O Trip Optimizer começou como um sistema inteligente de controle de cruzeiro para trens que leva em consideração o terreno, a composição do trem, as restrições de velocidade e as condições operacionais para calcular um perfil de velocidade e um plano de viagem ideais. Inicialmente, o Trip Optimizer controlava apenas um elemento do trem: o acelerador. Com o tempo, isso se expandiu para o controle dos freios dinâmicos e, posteriormente, para o aconselhamento sobre freios pneumáticos. O Trip Optimizer foi então integrado à energia distribuída para criar um recurso de energia distribuída autoindependente que permite controlar trens mais longos com controles remotos funcionando de forma assíncrona. Devido a esse recurso de manuseio de trens, as tripulações conseguiram controlar trens mais longos e pesados automaticamente. Isso foi seguido pela introdução de mais recursos de economia de combustível, incluindo o Smart HPT, que otimiza o desempenho do trem reduzindo automaticamente a potência por tonelada do trem sem afetar a velocidade, e o Pacing, que redistribui e otimiza o tempo de folga de atendimento na rede. Mais recentemente, foi adicionado o Auto Air Brake Control, que aumenta o envelope durante o qual o Trip Optimizer opera, para uma economia de combustível ainda maior.
Outro acontecimento interessante ao longo do caminho foi que os trens ficaram maiores. Quando a ideia do Trip Optimizer foi originalmente concebida, um grande trem pesava de 10 ou 12 mil toneladas. Hoje, 32 mil toneladas são um grande trem. Esse é um grande aumento no tamanho dos trens que as locomotivas estão puxando. No entanto, o Trip Optimizer está constantemente se adaptando para acompanhar essa mudança, otimizando a economia de combustível e melhorando o manuseio do trem.
Moldando a solução: feedback do cliente
Durante o desenvolvimento do Trip Optimizer, nossos clientes — ferrovias de carga líderes do setor em todo o mundo — moldaram a solução. Começando com a primeira Conferência de Usuários, na qual uma maquete de uma tela do Trip Optimizer foi compartilhada e recebemos muitos comentários, o Trip Optimizer foi projetado em colaboração com a opinião do cliente. Na verdade, a opinião do cliente impulsionou ou inspirou o desenvolvimento do Trip Optimizer e essa contribuição foi vital para seu design e conjunto de recursos. Muitas vezes, eram os clientes que observavam como seus trens funcionavam e diziam: se o Trip Optimizer vai funcionar na minha ferrovia, ele tem que ser capaz de fazer a mesma coisa que as pessoas fazem. Por isso, trabalhamos em estreita colaboração com os clientes para garantir que a solução atendesse às necessidades de suas ferrovias.
Arquitetura da plataforma
Desde a sua criação, o Trip Optimizer foi projetado para controlar uma locomotiva em tempo real. Originalmente, a maneira mais rápida de fazer isso era co-localizar o código do Trip Optimizer com o código do sistema de controle, para que ele tivesse acesso direto ao controle do acelerador e da frenagem. E, embora tenha sido comercializado rapidamente, acabamos com uma plataforma que estava entrelaçada com o código do sistema de controle de locomotivas. Então, embora tenha sido bem-sucedido e tenha funcionado bem, tornou-se oneroso mantê-lo.
Como resultado, com o tempo, o código do Trip Optimizer foi separado do software do sistema de controle. Hoje, o Trip Optimizer vive em seu próprio ambiente de alto desempenho em duas opções de plataforma: 1) GoLinc™, uma plataforma comprovada pelo setor de gerenciamento de redes, comunicações e aplicativos para o setor ferroviário, com HPEAP. E 2) Computador de gerenciamento de trens com CPU 1900. Ele usa uma interface baseada em mensagens compatível com AAR para se comunicar, permitindo que o Trip Optimizer se integre a qualquer sistema de locomotiva que fale esse idioma. Além disso, essa arquitetura de plataforma permite lançamentos mais rápidos de produtos para fornecer aos operadores aprimoramentos rápidos e pequenas correções para a melhor experiência do Trip Optimizer. Resumindo: a arquitetura da plataforma independente é um grande benefício para nossos clientes, que agora podem aproveitar todos os benefícios de uma interface de usuário comum e da economia de combustível escalável em toda a frota de locomotivas.
Imagem
Benefícios:
O Trip Optimizer ajuda as ferrovias de carga de quatro maneiras fundamentais:
- Economiza combustível e reduz as emissões: Dirigir o trem economiza combustível de forma ideal. A arquitetura do sistema modular do Trip Optimizer permite a integração gradual de recursos aprimorados de economia de combustível. Isso permite que os clientes adicionem e aumentem gradualmente a economia de combustível para melhor atender às suas metas ambientais operacionais e de sustentabilidade, incluindo um caminho para 30% de economia de combustível.
- Melhora o manuseio do trem: o Trip Optimizer permite que os clientes construam o trem que quiserem e permita que a física e a automação forneçam o manuseio do trem usando algoritmos. É uma ferramenta para operadores que facilita o manuseio de trens.
- Reduz o desgaste da locomotiva: com o Trip Optimizer, as forças no trem são reduzidas, o que resulta na redução do desgaste das locomotivas.
- Aumenta a percepção situacional: por meio do fornecimento de um mapa contínuo, os operadores podem obter informações avançadas sobre as condições futuras da pista.
Sobre os autores:
Imagem
William Schoonmaker é gerente de produto na Wabtec. William tem mais de 25 anos de experiência no desenvolvimento e implementação de produtos para o controle de trens de carga, incluindo mais de 10 anos trabalhando no Trip Optimizer.
Imagem
Kiron Viegas é gerente de produto na Wabtec. Kiron passou mais de 25 anos em funções de engenharia e gerenciamento de produtos no setor de tecnologia e é apaixonado por resolver os desafios de sustentabilidade e automação nas operações ferroviárias de carga.