PTC 2.0: Wabtec lidera avanços revolucionários em software essencial de segurança ferroviária
Introdução
O Positive Train Control, ou PTC, marcou recentemente o aniversário de quatro anos de seu lançamento bem-sucedido nos EUA. No entanto, essa conquista e o esforço de desenvolvimento de mais de uma década por trás dela estão enraizados em uma tragédia que remonta a 12 de setembro de 2008, quando um trem de passageiros e um trem de carga colidiram no bairro de Chatsworth, em Los Angeles.
Após esse terrível acidente, o Congresso aprovou uma legislação exigindo que as ferrovias implementassem um sistema nacional de segurança que monitoraria o movimento de todos os trens nos EUA, em quase 60.000 milhas de trilhos, aconselhando as tripulações e parando automaticamente um trem conforme necessário.
A operacionalização desse mandato levou 12 anos e exigiu grandes investimentos e inovações entre ferrovias de Classe I, operadoras menores e fornecedores líderes de tecnologia, incluindo a Wabtec. Para ter uma ideia da escala desse empreendimento, considere o que uma transportadora Classe I disse ao repórter do Los Angeles Times David Lauter sobre a conformidade: “A BNSF teve que construir cerca de 6.000 torres à beira da estrada para transmitir sinais ao longo de 11.500 milhas de trilhos e instalar computadores de bordo em 5.000 locomotivas”. (Fonte: Los Angeles Times, “Os EUA finalmente têm um sistema para evitar acidentes ferroviários mortais”, 2 de janeiro de 2021.)
Lauter também observou outro requisito fundamental — e exigente — da PTC: “Como os motores de uma ferrovia frequentemente viajam por trilhos de propriedade de outra, os sistemas usados por cada uma das sete principais ferrovias de carga do país e por mais de duas dúzias de linhas menores de carga e transporte urbano precisavam ser totalmente interoperáveis”.
O que ele não sabia na época é que o software PTC nos 5.000 computadores de bordo da BNSF (e nos mais de 22.000 computadores de bordo do setor ferroviário em geral) seria desenvolvido pela Wabtec e que a solução PTC da Wabtec se tornaria um padrão do setor, fornecendo mais de 1 milhão de milhas de proteção ativa de trens no serviço de receita todos os dias, para 97 operadoras ferroviárias globais.
Um começo rápido na PTC
Nem o setor ferroviário nem a Wabtec foram surpreendidos pela legislação histórica da PTC. A Wabtec já estava desenvolvendo um produto de segurança baseado em GPS e um banco de dados a bordo repleto de recursos essenciais para a rota — e tinha vários clientes-piloto entre as companhias aéreas Classe I.
As soluções da PTC são construídas em quatro pilares. Eles são projetados para proteger os trens de ultrapassar os limites de autoridade; descarrilamentos devido à velocidade excessiva; passar por um interruptor que não está alinhado para aquele trem; e invadir zonas de trabalho onde trabalhadores e equipamentos possam estar operando.
No entanto, aumentar a escala de todos esses recursos representaria um desafio assustador. A solução piloto PTC da Wabtec funcionou apenas em trechos selecionados de trilhos, não em toda a rede ferroviária norte-americana. Muito mais “construção” da infraestrutura de sinalização à beira da estrada e das redes de comunicação precisava ser feita, sem falar na abordagem de toda a questão da interoperabilidade.
PTC como 'sobreposição'
Com a segurança como sua “estrela norte” e os quatro pilares de proteção como seus primeiros destinos, a Wabtec foi pioneira na inovação de software da PTC para o setor, conquistando várias patentes. No entanto, o fez dentro dos parâmetros práticos do que a indústria realmente queria.
“É importante entender que a implantação da PTC foi moldada pelo desejo do setor ferroviário de melhorar seu manual operacional, não substituí-lo”, afirma Jeff Kernwein, vice-presidente do grupo de inteligência digital da Wabtec. “Para esse fim, projetamos nosso software PTC original para 'cuidar do ombro' do engenheiro e evitar erros, preservando sua autonomia para operar com segurança e cumprir suas responsabilidades diárias.”
Essa capacidade de aumentar os níveis de segurança respeitando as tradições rendeu ao software Wabtec PTC um lar na cabine de locomotiva de todas as transportadoras Classe I.
Um novo caminho para o resto do mundo
A Wabtec está ocupada testando os limites do software PTC, com sua versão mais recente pronta para reescrever as premissas convencionais de segurança, capacidade e investimento em infraestrutura.
“Há dez anos, quando nós e as operadoras de Classe I estávamos desenvolvendo a primeira geração de soluções PTC, fomos guiados pela ideia de o software PTC atuar como uma sobreposição”, lembra Kernwein. “Hoje, estamos ouvindo clientes interessados em explorar um novo paradigma de segurança e capacidade que exige menos infraestrutura secundária.”
Por exemplo, em vez de confiar em uma autoridade baseada no aspecto do sinal ou baseada em formulários, e se a autoridade pudesse simplesmente ser transmitida ao sistema PTC de bordo da ferrovia sem exigir nenhuma sinalização à beira do caminho?
Essa mudança poderia fornecer uma alternativa atraente e de baixo custo às redes ferroviárias emergentes em todo o mundo. Em outras palavras, as ferrovias na América do Sul, África, Sudeste Asiático e Austrália poderiam abrir mão de construções caras de sinalização e passar diretamente para a PTC 2.0, dando vida a seus projetos ferroviários de forma mais rápida e econômica, sem sacrificar a segurança.
PTC 2.0: O melhor cenário para segurança e capacidade
Para chegar a um mundo em que os sinais à beira da estrada não sejam mais necessários e as soluções a bordo forneçam autoridade independente para a movimentação dos trens, os recursos de segurança dos novos sistemas PTC devem ser ainda mais turbinados.
A Wabtec está fornecendo um vislumbre desse futuro em sua oferta PTC 2.0, que contém o novo software “Independent Validation Office Controller” (IVOC) que vigia toda a ferrovia. O IVOC conhece a localização e as características de cada trem, bem como para onde cada trem pode ir, aprimorado pela navegação de precisão.
“A combinação de informações de autoridade baseadas em regras e telemetria de precisão no PTC 2.0 oferece uma melhoria radical na segurança e, ao mesmo tempo, transforma a função de planejamento de capacidade, permitindo que os operadores instalem mais trens em seus trilhos com segurança, sem precisar usar o espaçamento do 'pior trens'”, conclui Craig Green, diretor sênior da Wabtec que supervisiona o desenvolvimento do IVOC.
O planejamento do cenário do “pior trem” aumenta a segurança da linha, garantindo que o tráfego dos trilhos seja adequadamente espaçado para acomodar os piores cenários, como um trem pesado carregado de carvão viajando em alta velocidade. Esse sistema protege os trens fornecendo um grande buffer “por precaução” entre eles.
No entanto, com a solução PTC 2.0 da Wabtec, as ferrovias podem começar a ir além do planejamento do “pior cenário” para um novo paradigma que maximiza com segurança a capacidade e a lucratividade — tudo baseado nas localizações e características “reais” de cada trem no quarteirão.