Qualidade Total VALEC Ferrovia de Integração Oeste - Leste ... · • Sentido do trem...

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"Desenvolvimento Sustentvel do Brasil"

VALEC Ferrovia de Integrao Oeste - Leste Ttulo:

VOLUME II SIMULAES DE DESEMPENHO OPERACIONAIS E SISTEMAS DE SINALIZAO E LICENCIAMENTO

N VALEC Fl.

80-RL-000G-00-002 1 N PROJETISTA Rev.

RT-CO-17-EO-02 0

Indicar neste quadro em que reviso est cada folha

Fl. 0 1 2 3 4 Fl. 0 1 2 3 4 Fl. 0 1 2 3 4 Fl. 0 1 2 3 4

1 X 26 X 51 X 76 2 X 27 X 52 X 77 3 X 28 X 53 X 78 4 X 29 X 54 79 5 X 30 X 55 80 6 X 31 X 56 81 7 X 32 X 57 82 8 X 33 X 58 83 9 X 34 X 59 84

10 X 35 X 60 85 11 X 36 X 61 86 12 X 37 X 62 87 13 X 38 X 63 88 14 X 39 X 64 89 15 X 40 X 65 90 16 X 41 X 66 91 17 X 42 X 67 92 18 X 43 X 68 93 19 X 44 X 69 94 20 X 45 X 70 95 21 X 46 X 71 96 22 X 47 X 72 97 23 X 48 X 73 98 24 X 49 X 74 99 25 X 50 X 75 100

Rev. Data ELABORADO POR

TE APROVAO

Descrio da reviso Nome Rubrica Nome Rubrica

0 30/04/10 Alberto Hugo D.

Nascimnto C

Tipo de emisso (T.E.) Distribuio Palavra-chave

(A) PRELIMINAR (E) P/ CONSTRUO

(B) P/ APROVAO (F) CONFORME COMPRADO

(C) P/ CONHECIMENTO (G) CONFORME CONSTRUDO

(D) P/ COTAO (H) CANCELADO

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N D I C E

APRESENTAO

1. PARTE I - DESEMPENHO DE TRENS / CAPACIDADE / CICLO

1.1 SIMULAES DE DESEMPENHO OPERACIONAL DE TRENS

1.1.1 Simulador de Desempenho de Trens

1.1.2 Dados de Entrada

1.1.3 Premissas de Clculo

1.1.4 Resultados

1.2. CAPACIDADE DE TRFEGO DA FIOL

1.2.1 Metodologia de Clculo de Capacidade do Plano de Vias

1.2.2 Resultados

1.2.3 Sees Crticas de Capacidade

1.3. CICLO ESTRADAL

1.3.1 - Definies Bsicas

1.3.2- Teoria das Filas

1.3.3 - Resultado dos Clculos

2. PARTE II SISTEMAS DE SINALIZAO E LICENCIAMENTO

2.1 APRESENTAO 2.2 PREMISSAS DE PROJETO

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2.2.1 Bloqueio Fixo

2.2.2 Disponibilidade, Confiabilidade e Segurana

2.2.3 Licenciamento Centrado no Maquinista

2.2.4 Recursos de Planejamento

2.2.5 Ampla Utilizao de TI

2.2.6 Horizonte Contemplado

2.2.7 Nvel de Segurana

2.2.8 Utilizao de Locomotivas de Auxilio

2.3 CARACTERISTICAS GERAIS DO PROJETO

2.3.1 Trechos Controlados

2.3.2 Consideraes Gerais

2.3.3 Configurao dos Equipamentos de Via

2.3.4 Sistemas Empregados no Licenciamento de Trens

2.4 SISTEMA DE TELECOMUNICAES

2.5 SISTEMA DE EQUIPAMENTOS DE VIA- SEV

2.6 SISTEMA DE CONTROLE DE BORDO- SCB

2.7 SISTEMA DE CONTROLE CENTRALIZADO-SCC

2.7.1 Configurao geral

2.7.2 Principais Funes

2.7.3 Rede de Processadores

2.7.4 Consoles Operacionais

2.7.4.1 Consoles de Despacho

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2.7.4.2 Console de Superviso 2.7.4.3 Console de Manuteno 2.7.4.4 Console de Engenharia

2.8 SINALIZAO PATIOS POLOS

2.8.1 Sinais Externos 2.8.2 Mquina de Chave Eltrica 2.8.3 Circuito de Via 2.8.4 Intertravamento 2.8.5 Console de Controle Local 2.8.6 Caixa de Comando Local

ANEXOS DA PARTE I

ANEXOS DA PARTE II

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APRESENTAO

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APRESENTAO

Este volume que compe os estudos desenvolvidos para a Ferrovia de Integrao

Oeste-Leste FIOL, composto de duas partes conforme descrito a seguir:

PARTE I DESEMPENHO DE TRENS / CAPACIDADE / CICLO

A determinao do desempenho operacional dos trens previstos na FIOL, foi obtida

com a utilizao de simulador de desempenho de trens obtendo os dados de tempos

de percurso, velocidades mnimas em rampas crticas e consumo de combustvel.

A partir dos tempos de percurso obtidos das simulaes foram calculadas as

capacidades de trfego entre as sees entre ptios, comparando com a previso

de quantidade de trens, verificando a adequao do Plano de Vias.

Ainda com os tempos de percurso e as quantidades de trens previstas em cada

horizonte foram determinados os ciclos de viagens de trens necessrio ao clculo da

frota de locomotivas e vages.

PARTE II SISTEMAS DE SINALIZAO E LICENCIAMENTO

Nesta parte apresentada a concepo dos diversos sistemas integrados, previstos

para o licenciamento de trens na FIOL. So abordados os sistemas de

telecomunicaes por satlite, o de controle centralizado, o de controle de bordo, o

de equipamentos de via e o de sinalizao de manobras para os ptios plos.

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VOLUME II

PARTE I

- SIMULAES DE DESEMPENHO OPERACIONAL DE TRENS / CAPACIDADE / CICLO

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1. PARTE I

DESEMPENHO DE TRENS / CAPACIDADE / CICLO

1.1 DESEMPENHO OPERACIONAL DE TRENS

O desempenho dos trens foi obtido atravs da utilizao de Simulador de

Desempenho de Trem (TPC), obtendo-se os tempos de percurso, necessrios para

os clculos de capacidade da via e tambm dos ciclos de viagens, utilizado para o

dimensionamento da frota de material rodante, bem como do consumo de

combustvel.

1.1.1 Simulador de Desempenho de Trens

As simulaes de desempenho de trens foram desenvolvidas com a utilizao de

programa em computador com sadas a cada 200 m, ou em pontos especficos pr-

determinados, gerando as seguintes informaes:

Posio quilomtrica (Km);

Local (somente pontos especficos pr-definidos);

Tempo acumulado (hora, minuto,segundo);

Velocidade (km/h);

Consumo diesel acumulado (litros);

Resistncia de rampa especfica (kgf/t);

Resistncia de curva especfica (kgf/t);

Resistncia normal especfica (kgf/t);

Resistncia total (tf);

Esforo trator total (tf);

Acelerao (m/s2);

Potncia por locomotiva (HP)

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1.1.2 Dados de Entrada

Para a elaborao das simulaes so necessrios os seguintes dados de entrada:

a) Geometria da via em perfil com a posio quilomtrica e extenso de cada

rampa;

b) Geometria da via em planta com a posio quilomtrica de incio e fim de

cada curva e seu raio;

c) Plano de vias com a quilometragem de cada AMV dos ptios de

cruzamento, bem como os respectivos marcos (Quadro 4.1.1.2.A,

apresentado no item Anexos da Parte I);

d) Localizao e extenso de obras de arte especiais (pontes, viadutos e

Tneis) que impe restries de velocidade aos trens;

e) Posies quilomtricas das passagens de nvel (PN), tambm com

restries de velocidade;

f) Caracterstica da locomotiva:

Peso aderente, quantidade de eixos e aderncia;

Dimenses: rea frontal, comprimento;

Curva de esforo trator x velocidade, velocidade mnima em regime

contnuo, velocidade mxima e potncia;

Curva de consumo de combustvel (leo diesel);

Curva de aderncia limitando o esforo trator a partir da inrcia at cerca

de 20 km/h.

g) Caracterstica de cada tipo de vago:

Tara e lotao efetiva para cada tipo de mercadoria;

Dimenses: rea frontal, comprimento;

Nmero de eixos (4);

h) Trens-tipo para cada tipo de trem com definio de:

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Sentido do trem (exportao ou importao)

Quantidade de locomotivas (total e em trao);

Quantidade de vages por trem e suas caractersticas (tipo, tara, lotao

e comprimento)

Origem e destino do trem (Km inicial e Km final);

i) Velocidade mxima autorizada por trecho (VMA), levando em conta as

restries da via permanente, velocidade de passagem nos AMVs,

restries devido as frenagens, passagens de nvel, pontes e viadutos

ferrovirios

j) Pontos de parada dos trens, basicamente os marcos dos ptios no sentido

de exportao e de importao definido pelo Plano de Vias;

k) Sadas especiais, com pontos tais como marcos de ptios, os quais tm

quilometragem aleatria, no mltiplo do passo de sada, que de 200m;

l) Coeficientes da frmula de Davis

m) Taxa de frenagem dos trens (m/s2) adotado como -0,100 m/s2;

n) Fator de inrcia rotacional.(fir) adotado como 1,02

1.1.3 Premissas de Clculo

Os clculos que o simulador executa levam em considerao a conjugao dos

seguintes esforos atuando sobre o trem:

a) Esforo trator das locomotivas, sendo no mximo o disponvel para aquela

velocidade ou igual resistncia do trem no caso do trem estar na velocidade

mxima autorizada, podendo ainda ser negativo em caso de descidas

(frenagem):

Et = nl x Etd

(valor mximo de Et sendo nl = n de locos e Etd= esforo trator disponvel)

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b) Resistncia de rampa, em funo da declividade mdia do trem, contra o

movimento nas subidas e a favor nas descidas, sendo seu valor:

Rr = Pt x (10 x i), onde:

Rr : Resistncia de Rampa (kgf)

Pt: Peso do Trem (t)

i: rampa em % (na simulao o trem considerado com parcelas em cada trecho

de rampa)

c) Resistncia de curva em funo dos trechos do trem em curvas, com o uso da

expresso:

rc= 0,6 x G onde

G : grau de curva = 1146 / R, onde R = raio da curva.

d) Resistncia normal com as frmulas a seguir

Locomotivas: rnl = 0,65+13,16.PE+0,0094.V+0,0046.A.V 2/PR

Vages: rnv = 0,75+8,23.PE+0,0047.V+0,00115.A.V 2/PR

onde:

rn =resistncia normal especfica (kgf/t)

PE= peso por eixo (t)

PR=peso real (t) (locos com meio tanque e rodas na meia vida)

A=rea frontal (m2)

V=velocidade (km/h)

Sendo a resistncia normal total obtida com a expresso:

Rn = Nl x Prl x rnl + (nv x Prv x rnv )

Onde:

Rn: resistncia normal (kgf)

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Nl: nmero de locomotivas;

Prl : peso real da locomotiva e Prv: peso real do vago

rnl e rnv : resistncia normal especfica das locomotivas e dos vages (kgf/t).

e) Portanto, a resultante ser obtida da seguinte maneira:

R = Et - Rr - Rc --Rn (kgf) e a acelerao resultante:

a = (R x 9,81) / (Mt x fir) onde:

a: acelerao (m/s2)

Mt: massa do trem em kg (locos + vages), numericamente igual a (1000 x peso

do trem em t);

fir: fator de inrcia rotacional

O consumo de combustvel foi obtido atravs da integrao dos consumos em cada

intervalo de clculo, no caso de 200 m entre sadas, em funo da potncia

desenvolvida.

Para as simulaes do presente trabalho foram estabelecidas as seguintes

premissas e dados:

Locomotiva tipo GE DASH 9, com 180 t, comprimento de 21,548 m, potncia

liquida de 4.253 HP e velocidade mxima de 112,5 km/h;

Adotou-se a aderncia inicial de 30,5% na frmula de aderncia utilizada,

resultando em aderncia disponvel de 25% a 22 km/h na curva de potncia

mxima (45 tf). A velocidade mnima em regime contnuo de 19,5 km/h,

portanto compatvel com o valor de aderncia adotado.

= 0 x [1/(1+0,01 x V)] onde:

= aderncia

0 = aderncia inicial

V = velocidade (km/h)

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Vages tipo GDT para minrio de ferro, com tara de 19 t e lotao efetiva de

111 t, totalizando 130 t brutas, e comprimento de 10,5 m;

Vages tipo HFT para gros (soja e milho) e farelo de soja, com tara de 30 t e

lotao efetiva de 90 t, totalizando 130 t brutas, e comprimento de 17,4 m;

Velocidade Mxima Autorizada (VMA) por trecho, restries de velocidade de

45 km/;

a) VMA de 60 km/h para os trens carregados e de 70 km/h para os

trens vazios;

b) VMA de 45 km/h para o trem carregado e de 50 km/h para trens

vazios, em descidas mais acentuadas que 1,0% com extenso

acima de 5 km;

c) VMA de 60 km/h nas passagens nos AMVs 1:14;

d) VMA de 45 km/h nas pontes, viadutos ferrovirios e passagens de

nvel;

Tendo em vista a lacuna de informaes sobre as quantidades e

posicionamento das passagens de nvel os atrasos devido reduo de

velocidade nesses pontos sero estimados como sendo 10% dos tempos de

percurso,no sentido de exportao e de 20% no sentido de importao.

Plano de Vias

O Plano de Vias considerado para a FIOL, fornecido pela VALEC, o constante

do Quadro 4.1.1.3.A, em anexo. Entretanto o posicionamento dos ptios no

trecho entre Figueirpolis e o Plo Intermodal do Sudeste do Tocantins

(Combinado) ainda no o definitivo, devido s variantes que esto sendo

introduzidos no traado em razo dos projetos de futuras PCHs (Pequenas

Centrais Hidreltricas).

Os principais plos de carregamento da FIOL e Ptios de Intercmbio so os

apresentados a seguir:

a) Ptio de Figueirpolis P 01 fazendo o intercmbio operacional

com a FNS;

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b) Plo Intermodal do Sudeste do Tocantins P 07 (Combinado),

carregando principalmente gros e lcool;

c) Plo Intermodal do Oeste da Bahia P 12 (Barreiras) carregando

principalmente gros (soja e farelo);

d) Plo Intermodal do Sudoeste da Bahia P 16 (Correntina), fazendo

principalmente carregamento de gros (soja);

e) Ptio de Caetit P 26, fazendo a ligao com o ramal da Bahia

Minerao, para transporte de minrio de ferro;

f) Ptio de Brumado P 34, conexo com as minas de minrio de

ferro da regio;

g) Ptio de Ilhus P 60; para intercmbio com o Porto de Ilhus.

Trens Caractersticos e Trechos de Trao

Os trechos de trao e seus trens caractersticos esto apresentados a seguir:

Trecho de Figueirpolis (TO) a Caetit (BA) - Gros + Farelo;

Trem com vages carregados no sentido de exportao

Trem com vages vazios no sentido de importao

a) Figueirpolis a Combinado:

Rampas mximas de 0,6% exportao e 1,45% importao

2 locos DASH 9 + 92 vages HFD, 8.280 TU, 11.040 TB e 1.643 m de

comprimento (exportao);

2 locos DASH 9 + 92 vages HFD, 0 TU, 2.760 TB e 1.643 m de

comprimento (importao);

b) Combinado ao P 11




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c) Ptio P 11 ao P 23






d) Ptio P 23 a Caetit






Trecho de Caetit (BA) de Ilhus (BA) - Minrio de ferro e Gros + Farelo

Trem com vages carregados no sentido de exportao

Trem com vages vazios no sentido de importao


a) Trem de minrio de ferro

4 locos DASH 9 + 170 vages GDT, 18.870 TU, 22.100 TB e 1.871 m de


4 locos DASH 9 + 170 vages GDT, 0 TU, 3.230 TB e 1.871 m de


b) Trem de Gros + Farelo

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Simulaes Realizadas

Para as finalidades do estudo, quais sejam, verificao da Capacidade do Plano

de Vias e de Clculo de Ciclo Estradal (Transit Time), foram simulados:

a) trens de Gros e de Vazios de Gros entre Combinado e Caetit,

levando em conta os trechos de auxlio que exigem trao

qudrupla, com simulaes com e sem paradas;

b) trens de Minrio de Ferro e Vazios de Minrio entre Caetit e Ilhus,

com simulaes com e sem paradas.

O Quadro 4.1.1.3.A apresenta a relao dos trens simulados com suas

respectivas caractersticas.

Trecho Figueirpolis Combinado

Tendo em vista a indisponibilidade de dados da geometria da linha neste trecho

adotou-se velocidade mdia de 45 km/h, exportao, e 60 km/h, importao, em

conformidade com as velocidades mdias simuladas, para o clculo dos tempos

de percurso empregados para o clculo da capacidade do trecho e do ciclo

estradal.

1.1.4 Resultados

As simulaes relacionadas a seguir, cuja quantidade de folhas seria extremamente

elevado, necessitaria alguns volumes para ser impresso e desta forma, est

apresentado em meio magntico, atravs de CD em anexo.

A ttulo de ilustrao anexada uma simulao de um trem como exemplo no final

dos anexos da Parte I, sendo que a relao das simulaes realizadas a

apresentada no Quadro 4.1.1.3.A.

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As informaes obtidas a partir das simulaes esto descritas a seguir:

Tempos de Percurso e Tempos de Liberao

Os tempos de percurso entre marcos no mesmo sentido (exportao ou importao)

foram obtidas das simulaes com paradas e sem paradas, conforme os Quadros

4.1.1.4.A e 4.1.1.4.B apresentados no anexo.

Os tempos com paradas foram usualmente utilizadas para clculo de capacidade,

exceto nos casos de ptios mais extensos, onde foram considerados os tempos de

liberao, isto entre os instantes em que o trem parte do marco de um ptio at o

momento em que a cauda do trem passa pelo marco de entrada do ptio seguinte

que longo.

Consumo de Combustvel

O Quadro 4.1.1.4.C apresenta o consumo total de leo diesel por trecho, por tipo de

trem mais representativo (exportao e importao), bem como o consumo

especfico em litros por mil TKB (toneladas.km brutas), l /1000TKB e o consumo em

litros por quilmetro, l /km para as simulaes de trens com e sem paradas.

Observe-se que o consumo efetivo na prtica deve ser maior que o obtido das

simulaes uma vez que no so contabilizados os consumos das locomotivas em

vazio (cerca de 20 l/hora por loco) nas esperas para licenciamento e atrasos

aguardando cruzamentos, cujos tempos so crescentes com a quantidade de trens

em circulao.

Os Quadros 4.1.1.4.D a 4.1.1.4.I apresentam os consumos de combustveis para as

viagens completas de trens de gros de Figueirpolis, Combinado, Barreiras e

Correntina at o porto, em Ilhus, com retorno vazio at a origem, bem como trens

de minrio com origem em Caetit e Brumado para Ilhus e respectivos retornos.

Anlise do Desempenho do Trem

A verificao da velocidade mnima nas rampas crticas indicou valor de 21,5 km/h

no Km 959,2, entre o Ptio P 23 e Caetit, compatvel com a velocidade mnima em

regime contnuo que de 19.5 km/h e com a premissa inicial de utilizao de

aderncia de 25% a 22 km/h.

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Nos trens de vages vazios a velocidade mnima observada da ordem de 45 km/h.

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1.2 CAPACIDADE

1.2.1 Metodologia de Clculo de Capacidade do Plano de Vias

A capacidade de trfego da via foi calculada para as sees entre sucessivos

desvios de cruzamento de acordo com a metodologia descrita a seguir.

Foram considerados os tempos de percurso dos trens nos dois sentidos, obtidos das

simulaes com paradas, exceto nos casos de ptios mais extensos, onde foram

considerados os tempos de percurso nos ptios normais ou de liberao nos ptios

longos.

Para os clculos de capacidade os tempos entre ptios, percurso ou liberao,

foram acrscidos de 10% no sentido de exportao e de 20% no sentido de

importao para considerar os atrasos nas passagens de nvel e perdas devido

eficincia de conduo, uma vez que o maquinista no consegue ter aproveitamento

de 100%.

Para o clculo da capacidade da via foram estabelecidas as seguintes premissas:

tempo dirio para manuteno da via (Tm): 120 minutos;

tempo de licenciamento (): 5 minutos;

eficincia da ferrovia (Ef): 85%

A capacidade de cada seo entre ptios de cruzamento foi obtida com a aplicao

da frmula de clculo apresentada a seguir:

Efteti

TmCAP .

)2(

)1440(

onde:

CAP = capacidade da via em pares de trens por dia;

ti = tempo mdio de percurso no sentido de importao (min.);

te = tempo mdio de percurso no sentido de exportao (min)

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1.2.2 Resultados

Adotando a metodologia apresentada foi elaborado o Quadro 4.1.2.2.A contendo a

capacidade da via, em pares de trens por dia, entre Figueirpolis e Ilhus,

comparando com as quantidades de trens previstas para 2.014 e 2.045, definindo a

etapa de implantao.

As quantidades de trens previstos nos trechos, para o perodo de 2014 a 2045 so

apresentados a seguir:

Pares de Trens por Dia e por Trecho

Trecho Horizonte

2014 2019 2025 2035 2045

Figueirpolis / P. Sudeste Tocantins 0,1 0,5 0,8 0,9 1,0

P. Sudeste Tocantins / P. Oeste Bahia 0,2 1,4 2,8 3,2 3,5

P. Oeste Bahia / P. Sudoeste Bahia 0,9 2,8,0 4,6 5,4 5,9

P. Sudoeste Bahia / Plo de Caetit 1,2 3,6 5,7 6,6 7,3

Plo de Caetit / Plo de Tanhau 2,8 6,8 8,9 9,9 11,0

Plo de Tanhau / Terminal de Ilhus 4,8 10,7 12,7 14,0 15,4

Ptio Intermodal do Sudeste do Tocantins = Combinado

Ptio Intermodal do Oeste da Bahia = Barreiras

Ptio Intermodal do Sudoeste da Bahia = Correntina

Conforme mencionado anteriormente, entre Figueirpolis e o Plo do Sudeste do

Tocantins (Combinado), trecho de menor utilizao, os dados do trecho no ficaram

disponveis para a realizao de simulaes. Assim, a partir de informaes de

traado desse trecho, foram estabelecidas velocidades medias e calculadas as

capacidades das sees entre ptios. Justifica-se o procedimento uma vez que a

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fixao do distanciamento entre desvios foi definida preliminarmente em funo de

distncia mnima par manuteno da via, obtendo-se distancias menores que as

necessrias para a operao.

1.2.3 Sees Crticas de Capacidade

A avaliao dos resultados do quadro a seguir mostra as sees crticas de

capacidade, entre trechos sucessivos ptios de carga/descarga, bem como a folga

para a quantidade de trens prevista para 2045.

TRECHO SEO CRTICA PARES DE TRENS POR DIA

CAPACID. UTILIZ. FOLGA

Figueirpolis - Combinado P 02 P 03 6,6 1,0 5,6

Combinado - Barreiras P 11 - Barreiras 8,9 3,5 5,4

Barreiras - Correntina P 15 - Correntina 8,4 5,9 2,5

Correntina Caetit Correntina P 17 10,2 7,3 2,9

Caetit - Brumado P 27 P 28 14,7 11,0 3,7

Brumado - Ilhus P 50 P 51 17,9 15,4 2,5

A anlise da capacidade dos trecho indica que a configurao projetada atende at

o horizonte de 2045, tendo folga suficiente para a circulao de trens de passageiros

e de servio totalizando at 2,5 pares de trens.

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1.3 CICLO ESTRADAL

1.3.1 - Definies Bsicas

O ciclo estradal (transit time) corresponde ao tempo de uma viagem de ida e volta

dos trens de determinado programa de transportes considerando os atrasos e

esperas para cruzamento.

Para a operao em linha singela so levados em conta os tempos relacionados a

seguir:

- tempos de percurso entre ptios no sentido ida (ti) e no sentido volta (tv);

- esperas de cruzamento, aguardando que o outro trem libere a seo (E);

- atrasos de cruzamento devido aos tempos de licenciamento (Ac);

- tempo necessrio para manuteno da via (tM)

- outros tempos operacionais do trem (abastecimento de locos, revista de

vages, tempos para deixar e pegar vages ao longo da viagem);

Outro fator essencial para se avaliar os tempos de espera a quantidade de trens

que opera na linha porque essa espera aumenta exponencialmente com o nmero

de trens at atingir um limite de capacidade.

1.3.2- Teoria das Filas

Cada seo entre ptios de cruzamento entendida como um guich de

atendimento, os clientes so os trens os quais demandam o servio que a

utilizao da linha, tendo um tempo mdio de atendimento (tA), com chegada dos

trens numa distribuio de chegada dentro de um modelo Erlanguiano, produzindo

uma fila e conseqente espera para ser atendido.

As esperas em cada seo entre ptios de cruzamento podem ser obtidas pela

frmula a seguir:

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E = c

Tant

Tm

Ta.

1440

2

Onde:

E: espera (minutos);

Ta: tempo mdio de atendimento na seo (minutos);

1440: nmero de minutos por dia;

Tm: tempo para manuteno da via permanente (minutos);

nt: nmero de trens/dia na seo

c: constante (0,2 a 0,3)

Para a determinao do ciclo estradal:

Ciclo (h) = .60

1

1440.2

.1

.2

Acnt

Etvti vi

Onde:

Ciclo : ciclo estradal (em horas);

ti: soma dos temos de percurso de ida (minutos);

tv: soma dos temos de percurso de volta (minutos);

E: soma das esperas em cada ptio (minutos);

nt: nmero de trens por dia na linha;

Ac: atraso em cada cruzamento

O nmero de cruzamentos definido por:

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Nc = Ac

EtvtihCiclo )(60).(

Sendo:

Nc: nmero total de cruzamento na viagem de ida e volta

O ciclo estradal a base para o clculo da frota de locomotivas e vages bem como

a questo de congestionamentos definidos por excessivo tempo de espera indicando

a necessidade de implantao de novos ptios ou duplicao da via.

1.3.3 - Resultado dos Clculos

O Quadro 4.1.3.3.A apresenta os clculos dos ciclos de viagem para cada trecho

uniforme em termos de quantidade de trens, ou seja, entre os plos intermodais,

para os horizontes de 2014, 2019, 2025, 2035 e 2045, calculado para o Plano de

Vias final.

Abaixo mostrado quadro-resumo dos ciclos estradais e velocidade mdia (ida e

volta) para os diversos horizontes:

TRECHO FIGUEIRPOLIS ILHUS (ida e volta = 3.041 km)

ANO CICLO ESTRADAL (h) VEL. MDIA (km/h)

2014 68,9 44,1

2019 70,8 42,9

2025 72,2 42,1

2035 72,9 41,7

2045 73,6 41,3

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(QUADROS E EX. SIMULAO)

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VOLUME II

PARTE II

- SISTEMA DE SINALIZAO / LICENCIAMENTO

FIOL

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2. SISTEMAS DE SINALIZAO E LICENCIAMENTO

2.1 APRESENTAO Este relatrio tem por objetivo apresentar o Projeto Conceitual dos Sistemas de Licenciamento de Trens para a Ferrovia de Integrao Oeste Leste - FIOL entre Figueirpolis no Estado do Tocantins e o Porto de Ilhus na Bahia. Esta ferrovia se conectar a Ferrovia Norte Sul Tramo Sul em uma ala localizada entre as estaes Gurupi e Parangatu na linha da FNSTS Nos itens seguintes so apresentadas as premissas de projeto, caractersticas gerais do projeto, uma descrio geral de cada sistema em particular e do sistema de sinalizao para ptios polos e para os desvios de cruzamento previstos.

2.2 PREMISSAS DE PROJETO

A conceituao dos sistemas de licenciamento de trens da FIOL levou em

considerao as premissas de projeto descritas a seguir:

2.2.1 Bloqueio Fixo Para efeito de Licenciamento de trens, considerou-se a adoo do conceito de bloqueio fixo, de forma a simplificar os requisitos dos sistemas operacionais em termos de desempenho e consequentemente se obter uma melhor relao custo benefcio, principalmente no tocante ao sistema de comunicao. Embora considerando esta premissa, os sistemas devero permitir sua evoluo futura para bloqueio mvel, assim que se configure no futuro, volume de trfego que venha justificar.

2.2.2 Disponibilidade, Confiabilidade e Segurana Os sistemas como um todo, foram concebidos de forma a proporcionar uma operao de trens segura, confivel e com uma alta disponibilidade, permitindo operar 24 horas/dia e 365 dias no ano. Foram previstas tambm situaes onde se poder requerer uma operao degradada com segurana, em caso de falha de equipamentos dos sistemas, sem que se necessite paralisar a operao de trens. Os sistemas que afetam diretamente o licenciamento de trens devero possuir caractersticas de segurana do tipo fail-safe ou atender aos requisitos SIL-3 (Safety Integrity Level 3) previsto na norma IEC 61508 de modo que uma falha de equipamento no resulte numa condio operacional menos segura que a permitida pelo sistema, no instante anterior ao da mesma.

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2.2.3 Licenciamento Centrado no Maquinista Em condies normais de operao, o despachador do CCO, atuando sobre o Sistema de Controle Centralizado o responsvel pela emisso das licenas. Caber aos maquinistas conduzir os trens, obedecendo as instrues contidas nas licenas apresentadas a bordo e pela sinalizao externa dos aspectos dos sinais e placas de sinalizao grfica auxiliar. O maquinista tambm ser responsvel pela verificao da integridade do trem completo, atravs da monitorao contnua na cabine, dos equipamentos (EOT) dedicados a essa finalidade . Desta forma as principais operaes e funes dos sistemas ficam concentradas no CCO e a bordo das locomotivas, minimizando a necessidade de equipamentos instalados no campo. As principais funes de segurana no licenciamento so de responsabilidade do sistema de Comando Centralizado, que possui a capacidade de realizar o intertravamento vital das operaes de despacho, de modo a se evitar situaes inseguras. A outra ponta da segurana feita pelo computador de bordo OBC, que decodifica, interpreta, apresenta ao maquinista essa informao e ainda supervisiona a conduo do mesmo de forma segura. Os sistemas que afetam diretamente o licenciamento de trens devero possuir caractersticas de segurana do tipo fail-safe ou atender aos requisitos SIL-3 (Safety Integrity Level 3) previsto na norma IEC 61508 de modo que uma falha de equipamento no resulte numa condio operacional menos segura que a permitida pelo sistema, no instante anterior ao da mesma.

2.2.4 Recursos de Planejamento Devido ao largo emprego de TI na implantao deste projeto, considerou-se que essa tecnologia poder fornecer recursos adicionais ao CCO, disponibilizando ferramentas para planejamento de trens, algoritmos para otimizao de cruzamentos, superviso em tempo real do desempenho dos trens, elaborao automtica de grficos e relatrios sobre o trfego, manuteno da via , das locomotivas, dos vages e dos prprios sistemas operacionais.

2.2.5 Ampla Utilizao de TI Sero largamente empregados os recursos de Tecnologia da Informao no que tange a equipamentos processadores, redes de computadores e softwares, de modo a constiturem sistemas abertos, proporcionando migraes de hardware e interligaes compatveis com outros sistemas institucionais que venham a se mostrar conveniente no futuro.

2.2.6 Horizonte Contemplado

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Embora os estudos operacionais tenham contemplado horizontes com 5 etapas (2013, 2018, 2025, 2035 e 2045), para efeito de sistemas de licenciamento de trens contemplaremos apenas 3 etapas. Esta deciso se deve ao fato de se permitir alteraes futuras ou troca de sistemas,em funo do rpido desenvolvimento tecnolgico na rea de sistemas de informaes e telecomunicaes, de modo a no engessar uma operao com sistemas e equipamentos obsoletos cuja transio tecnolgica poder causar impactos tanto nos custos quanto na operao propriamente ditas. Portanto julgamos adequado o horizonte de 15 anos.

2.2.7 Nvel de Segurana Com relao aos nveis de segurana preconizados para o sistema de licenciamento de trens,os trechos Caetit Brumado e Brumado Ilhus j possuem volume de trfego suficiente para se dotar, na j primeira etapa (2013), de um sistema com segurana do tipo Fail-Safe e AMVs equipados com mquinas de chave eltricas. Para os trechos Polo I.O. Bahia- Polo Sud. Bahia e Polo Sud. Bahia Caetite s sero necessrios na segunda etapa (2018) e para Figueiropolis- Polo I. Tocantins e Polo I Tocantins Polo I. O. Bahia apenas na terceira etapa (2025) . Portanto, a implantao dos sistemas de licenciamento de trens dever se dar no sentido importao (Ilhus Figueirpolis)

2.2.8 Utilizao de Locomotivas de Auxlio Os ptios onde esto previstas as operaes de acoplamento /desacoplamento de locomotiva de auxlio, possuiro uma haste de manobras com AMV equipado com mquina de chave eltrica com automatizao no circuito de comando, de modo a permitir uma rpida operao de acoplamento/desacoplamento de locomotiva. O acionamento desse comando ser feito pelo despachador do CCO.

2.3 CARACTERSTICAS GERAIS DO PROJETO

2.3.1 Trechos Controlados Os trechos objetos deste estudo correspondem a 1.523 Km de vias singelas com um total de 60 ptios. A seguir so apresentados os ptios correspondentes de cada trecho, com a posio kilomtrica do eixo dos mesmos:

Trecho Figueiropolis(P01) Polo Intermodal Sud. Tocantins(P07)

Figueirpolis- (P01) Km 2,500

P02 km 58,397

P03 Km 118,464

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P04 - Km 177,464

P05 km 235,850

P06 Km 292,185

Trecho Polo Intermodal Sud. Tocantins (P07)- Polo Intermodal 0. da

Bahia(P12)

Polo Intermodal Sud Tocantins (P07) Km 347,532

P08 Km 374,525

P09 Km 395,791

P10 Km 421,936 (*)

P11 - Km 469,936

Trecho Polo Intermodal O. Da Bahia(P12) Ptio Intermodal S O da Bahia

(P16)

Polo Intermodal O. Da Bahia (P12) Km 518,336 (*)

P13 Km 561,393

P14 Km 605,273 (*)

P15 Km 651,933

Trecho Ptio Intermodal S O da Bahia (P16) - Trecho Ptio de Caetit (P26)

Patio Intermodal SO da Bahia (P16) Km 702,203 (*)

P17 Km 740,453

P18 Km 777,393 (*)

P19 Km 814,593

P20 - Km 836,782 (*)

P21 Km 864,973

P22 Km 891,982 (*)

P23 Km 917,882

P24 Km 950,030 (*)

P25 Km 971,087

Trecho Ptio de Caetit (P26) Ptio de Brumado(P34)

Ptio de Caetit (P26) Km988,930 (*)

P27 Km 1007,431

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P28 Km 1032,337 (*)

P29 Km 1048,280

P30 Km 1070,182 (*)

P31 Km 1089,842

P32 Km 1107,061 (*)

P33 Km 1126,773

Trecho Ptio de Brumado (P34) Ptio de Ilhus (P60)

Ptio de Brumado (P34) Km 1144,070 (*)

P35 Km 1161,392

P36 Km 1175,263 (*)

P37 km 1189,546

P38 Km 1200,421

P39 Km 1214,471 (*)

P40 Km 1228,556

P41 Km 1240,926 (*)

P42 km 1256,357

P43 Km 1271,241 (*)

P44 Km 1287,556

P45 Km 1302,671 (*)

P46 Km 1317,921

P47 Km 1332,756 (*)

P48 Km 1348,021

P49 Km 1363, 491 (*)

P50 Km 1379,511

P51 Km 1396,921 (*)

P52 - Km 1412,571

P53 Km 1427,171 (*)

P54 Km 1441,721

P55 Km 1456,021

P56 Km 1469,021

P57 Km 1485,171 (*)

P58 Km 1500,381

P59 - km 1507,151 (*)

Ptio de Ilhus P60 Km 1519,914

Nota (*) Ptio com implantao prevista para a segunda etapa (2018)

2.3.2 Consideraes Gerais

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Considerando a similaridade entre os dois trechos, optou-se por razes econmicas, operacionais e de padronizao de equipamentos, adotar o mesmo sistema de licenciamento de trens, comandados a partir de um mesmo Centro de Controle Operacional (CCO), porm cada um com sua console de despacho independente. Optou-se tambm, pelas mesmas razes, por um sistema de transmisso de dados por satlite. Desta forma, utilizando-se de AMVs equipados com chaves de mola e controladores de circuitos, balizas passivas (transponders tags) e sinais anes para proteo das chaves se obtm um sistema de licenciamento econmico, eficaz e seguro para o tipo de operao pretendida nos horizontes visualizados pelos estudos operacionais. Este sistema dispensa infra-estrutura de comunicaes e de energia eltrica nos ptios, podendo os sinais anes ser alimentados por baterias, ligadas a painis fotovoltaicos. Os Ptios Polo possuiro um sistema de sinalizao local de modo a permitir manobras de trens sob controle da estao.

2.3.3 Configurao dos Equipamentos de Via O desenho esquemtico da Figura II-4.2-01, em anexo, apresenta a configurao de equipamentos de campo. Os ptios, com exceo dos Ptios Polos , no possuiro intertravamentos locais, de modo que a velocidade dos trens em sua aproximao dever ser reduzida at o limite permitido para a parada antes do sinal de proteo da chave (Velocidade Limitada - VL). O computador de bordo no intervir sobre o trem, caso o mesmo se encontre com a velocidade igual ou inferior a velocidade limitada para a parada antes do sinal, na distancia de visibilidade do maquinista. Neste caso a segurana da conduo do trem sobre a chave de inteira responsabilidade do maquinista. Portanto, a informao sobre o aspecto do sinal de proteo da chave no levada em conta pelo sistema de bordo. O maquinista o responsvel direto por essa operao. O computador s intervm com aplicao dos freios de servio, no caso do maquinista imprimir ao trem uma velocidade superior velocidade limitada, a qual supervisionada pelo computador de bordo (OBC) na aproximao da chave. O desenho esquemtico da Figura 3 mostra o perfil de velocidades nas situaes de parada e de passagem direta de um trem em um ptio de cruzamento

2.3.4 Sistemas Empregados no Licenciamento de Trens As operaes de licenciamento de trens previstas para os trechos da FIOL abrangero o funcionamento de diversos sistemas e subsistemas, com atribuies especificas, porm interconectados, trabalhando cooperativamente de forma a

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implementar com confiabilidade e segurana todas as aes inerentes movimentao dos trens. Essas aes so originadas pelo despachador do CCO e finalizadas pelos maquinistas, que se constituem nos elos terminais dessa cadeia operacional. Esses sistemas so os seguintes: (a) Sistema de Telecomunicaes ST (b) Sistema de Equipamentos de Via - SEV (c) Sistema de Controle de Bordo SCB (d) Sistema de Controle Centralizado SCC (e) Sistemas de Sinalizao Local SSL

2.4 SISTEMA DE TELECOMUNICAES O Sistema de Telecomunicaes fornecer os meios para transmisso de dados entre os sistemas de Controle Centralizado no CCO e os Computadores de Bordo dos Trens, de forma a proporcionar o licenciamento dos trens atravs de telegramas codificados e tambm permitir a troca de mensagens livres entre despachador e maquinista. Essas mensagens podem ser digitadas pelo maquinista no teclado do computador de bordo. Esse sistema serve tambm para a transmisso de dados entre o CCO e o Controle Local da sinalizao dos ptios polo. Devido a seu baixo retardo ( latncia) na transmisso das mensagens, foi escolhido o sistema IRIDIUM que fornece uma cobertura global de plo a plo, 24 horas por dia, atravs de uma diversidade de satlites de baixa altitude em uma constelao de 66 satlites operacionais e 9 reservas, j em rbita. Esse sistema permite uma latncia de 40 segundos para 99% das mensagens. Para efeito de dimensionamento considerou-se uma transmisso de 30bytes por mensagens codificadas de ocupao e liberao de SB e 100 Bytes por mensagem de licenciamento.

2.5 SISTEMA DE EQUIPAMENTOS DE VIA - SEV Esse sistema permite a monitorao dos trens nas Sees de Bloqueio e a proteo dos AMVs, o desenho esquemtico apresentado na figura II-4.2-01, em anexo, mostra a configurao dos equipamentos para os ptios utilizados apenas para cruzamento de trens. Os ptios de cruzamentos equipados com chaves de mola no possuem nenhum intertravamento de campo. As chaves de mola sero protegidas por sinais anes com dois focos (amarelo e vermelho) em cujo circuito de acionamento encontram-se

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os contatos do controlador de circuitos correspondente. Caso a folga entre a lana e a ponta de agulhas seja igual ou superior a 3mm, o sinal apresentar aspecto vermelho ou apagado, indicando que a chave no pode ser ultrapassada pelo trem. Caso apresente aspecto amarelo o trem poder ultrapassar a chave em direo via principal ou em amarelo pela via desviada. A ultrapassagem de um AMV equipado com chave de mola sempre ocorrer em Velocidade Limitada (VL). O desenho esquemtico mostrado na figura II-4.2-02, em anexo apresenta o perfil de velocidades para trens com destino a um ptio de cruzamento. Toda vez que um trem passar sobre uma baliza (tag), inicia-se uma comunicao com o CCO, onde os dados contidos nesta baliza so repassados ao banco de dados do CCO, atualizando o mesmo de forma segura. Essa comunicao feita de forma hand shaking, vital, onde ambas as partes ficam ciente da atualizao da informao. Desta forma, so obtidas pelo CCO as informaes de ocupao e liberao das Sees de Bloqueio ao longo da ferrovia. Para esses ptios, o intertravamento e efetuado de forma central, a partir dos processadores vitais do CCO (servidores de segurana). Caber aos computadores de bordo a superviso dos comandos recebidos do CCO, de modo a resguardar a segurana das operaes com os trens. A unica funo de segurana delegada ao maquinista consiste na observao do sinal de proteo da chave na entrada de cada patio, conduzindo o trem de maneira apropriada, ou seja, parar antes do sinal com aspecto vermelho ou ultrapassa-lo com velocidade inferior a velocidade limitada VL, caso o mesmo apresente o aspecto amarelo. Mesmo neste caso, o computador de bordo fornecera ao maquinista o perfil de velocidade compatvel, indicando a aproximao do sinal, cabendo ao maquinista a identificao do aspecto do mesmo, conduzindo o trem conforme o perfil autorizado pelo aspecto (Parar ou ultrapassar com velocidade igual ou inferior a VL).

2.6 SISTEMA DE CONTROLE DE BORDO SCB O Sistema de Controle de Bordo SCB o responsvel pela apresentao na cabine da locomotiva, das instrues referentes s licenas do trem, bem como das informaes de auxlio conduo do mesmo. Esse sistema supervisionar o modo de conduo do maquinista, no que diz respeito obedincia s instrues contidas em cada licena, evitando-se situaes de sobrevelocidade e avano do trem alm do ponto de parada determinado. Os desenhos esquemticos da Figura II-4.2-03 e Figura II -4.2-04 em anexo, apresentam a configurao do sistema de controle de bordo e a dos equipamentos de bordo Os equipamentos que compem esse sistema so os seguintes :

Computador de Bordo OBC (on board computer)

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Console de Bordo com display

Geradores Tacomtricos

Leitor de Tags (Reader do Transponder)

Interface de Dados com o Rdio Mvel

Interface com o Sistema de Freios da Locomotiva

Equipamento EOT de cabine As balizas (tags) convenientemente posicionadas ao longo da via so lidas pelo Interrogador do trem (leitor), quando do acoplamento eletromagntico, obtido com a passagem do leitor, montado na parte inferior da locomotiva, sobre a mesma. Cada baliza fornece informaes sobre sua posio kilomtrica, permitindo ao SCB do trem reconhecer, de forma intermitente, sua posio na via. De posse dessa informao o SCB, atravs da integrao da velocidade instantnea, fornecida pelo gerador tacomtrico, pode continuamente e com boa preciso, determinar a posio kilomtrica do trem na via, a cada instante. A informao recebida pelo leitor processada pelo OBC e imediatamente repassada aos processadores do SCC pelo sistema de transmisso de dados. Dessa forma, so atualizadas no SCC a posio dos trens na malha. Os dados trocados entre o SCC e o SCB devero ser tratados em segurana, de modo que o dado recebido por um sistema seja efetivamente o mesmo que foi transmitido pelo outro, evitando-se qualquer possibilidade de se processar uma mensagem corrompida por rudos durante a sua transmisso. A cada incio de viagem, o computador de bordo do SCB deve ser carregado com os dados sobre a geometria da via (curvas, rampas e posies dos AMVs ) do trecho em que ir circular bem como dos dados sobre o trem ( Esforo trator, peso rebocado e condies dos freios). Esses dados sero tratados pelo software embarcado de simulao, permitindo ao SCB fornecer ao maquinista a cada instante o perfil de conduo adequado a cada trecho e situao. Esses dados devem ser carregados atravs de pen-drive, sendo um correspondente aos dados do trecho e outro ao do trem. A licena transmitida pelo CCO para o trem devera conter pelo menos as seguintes informaes:

Nmero da SB de origem da licena

Nmero da SB de destino

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Hora estimada para atingir o destino

Restrio de velocidade no percurso com indicao kilomtrica do

incio e fim ( Caso exista alguma restrio prevista no trecho) Uma vez recebida a licena, o SCB ir identificar o melhor perfil de velocidades ao longo do trecho autorizado e o apresentar ao maquinista de forma grfica e dinmica no display do painel de operaes. O OBC supervisionar a velocidade mxima permitida para o trecho bem como a frenagem do trem no final de validade da licena, ou em situaes de risco. A superviso de velocidades e de frenagem de um trem baseia-se no conceito do Alvo-limite, que vem a ser a velocidade limite que eventualmente pode ser excedida mas que deve ser satisfeita quando o trem alcana algum ponto especifico na via frente. No nosso caso especfico os Alvos limites so as posies das SBs e dos AMV na via. Tambm, sees de via com restries de velocidades so considerados Alvo-limite. A superviso de velocidade de um trem envolve a comparao entre a posio da coordenada velocidade x distncia do trem e a posio de vrias curvas velocidade x distncia que representam diferentes trajetrias de frenagem para o mais restritivo alvo limite. O desenho da Figura II-4.2-05, em anexo, mostra a situao de um trem frente de um sinal de bloqueio e outro trem atingindo o sinal de aproximao com aspecto amarelo. So apresentadas trs curvas de frenagem, sendo uma correspondente parada normal do maquinista , a outra se refere superviso do sistema de bordo ATP e a ltima frenagem compulsria, realizada pelo SCB, no caso da inobservncia do maquinista ao limite de velocidade autorizada . Por questo de simplificao, considera-se uma frenagem com a aplicao de uma fora constante no trem , de forma a provoca uma desacelerao uniforme . A curva bsica a seguinte:

PDF = (V**2 Vt**2)/2(Af +I) - Onde

PDF a distancia de frenagem requerida para trazer a velocidade

atual V do trem para o valor alvo-limite Vt

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Af- a taxa de desacelerao do trem em nvel, para frenagem

plena de servio

I a contribuio da inclinao da via para a desacelerao do

trem, que por simplificao considera-se constante durante o

processo de frenagem. I pode ser positivo ou negativo,

dependendo se for descendente ou ascendente. A equao utilizada como base para se determinar quando o sistema ATP deve intervir. Entretanto deve-se considerar outros fatores. Um dos fatores relativo ao crescimento gradual da fora de frenagem quando so inicialmente aplicados. Este fator levado em conta no Perfil de Interveno, que uma verso deslocada da curva bsica. Este deslocamento representa a distancia trafegada pelo trem velocidade constante durante o tempo em que a fora de frenagem est crescendo. A distancia de frenagem requerida para a interveno Div, definida por;

Div = Df + V. Td

Onde

Df definido na equao , e Td o atraso no crescimento da

fora de freio desde o seu incio at a taxa plena de servio.

Desta forma , a posio da curva de interveno varia, movendo-se prxima ao alvo-limite com retardo devido ao crescimento da frenagem. Isto possui o efeito desejado da reduo do risco de uma interveno quando o maquinista j tomou a ao necessria. Outra curva similar, denominado Perfil de Alerta definida para Dal, ou seja, a distncia do alvo-limite para o qual um alarme gerado. Considera-se que ao maquinista permitido um tempo de alerta constante Tal, no qual o mesmo pode fazer uma aplicao plena de frenagem de servio, evitando-se assim uma interveno do sistema ATP. Assim como os freios levam um tempo Td para tornarem-se totalmente eficazes, existe um deslocamento em tempo entre as curvas do perfil de interveno e do perfil de alerta correspondente a Td + Tal. Desta forma a curva de alerta definida por:

Dal =Df + V( 2Td + Tal)

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Uma curva adicional, denominada de Perfil de Indicao , definida por Did, ou seja, a distancia a partir do alvo-limite na qual o valor da velocidade alvo indicada na lmpada verde Velocidade Permitida, na console do maquinista. Considera-se que ao maquinista concedido um tempo de indicao constante Tid, findo o qual , se no tiver feito nenhuma aplicao de freio, ser gerado um alerta do sistema ATP. A curva de indicao definida por:

Did = Df + ( 2Td +Tal + Tid ) A curva de indicao possui um limite inferior, determinado pelo valor da velocidade quando atingir o alvo - limite. As curvas de alerta e interveno possuem tambm limites inferiores similares ao do alvo limite. Esses patamares inferiores asseguram consistncia entre o alerta e o critrio de interveno utilizado na superviso de frenagem do trem e aquele utilizado na superviso de velocidade do trem. A forma das curvas dos perfis de indicao, alerta e interveno mostrada no desenho da figura n

2.7 SISTEMA DE CONTROLE CENTRALIZADO SCC 2.7.1 Configurao Geral O SCC possuir recursos e funcionalidades para o controle da circulao dos trens, atuando de forma segura (fail-safe) e em conjunto com os demais sistemas operacionais ,de forma a controlar e supervisionar todo o processo de licenciamento de trens. Permitir tambm otimizar em tempo real o trfego, gerar automaticamente registros grficos e relatrios sobre desempenho dos trens e apoio gesto de manuteno da via , das locomotivas e dos vages. O Intertravamento Central ser do tipo vital, fornecendo a garantia de um sistema fail-safe conforme normalizao ferroviria ou o atendimento ao nvel de segurana SIL-3 da norma IEC 61508 (Functional Safety of E/E/PE Safety-ralated systems). A atuao sobre o SCC se far atravs das consoles operacionais, disponibilizadas para as atividades especficas do CCO, a saber:

Consoles de Despacho de Trens operadas pelos respectivos

despachadores, nos licenciamento de trens

Console de Superviso operada pelo supervisor de trfego do CCO

Console de Engenharia operada pelo responsvel pela configurao e

integridade do sistema

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Console de Manuteno operada pelo controlador de interveno da

manuteno O diagrama em blocos da Figura II-4.2-06 apresentado no Anexo, mostra a configurao proposta para a rede de processadores prevista para o SCC. Alm das consoles operacionais so mostrados os servidores de Banco de Dados, de Lgica, servidor de Segurana de Trfego e Interface de Transmisso de Dados. O CCO ficar localizado no Ptio de Ilhus. 2.7.2 Principais Funes As principais funes previstas para o SCC so as seguintes: (a) Atualizao em Tempo Real das indicaes dos estados dos posicionamentos

dos trens nos bloqueios fixos

(b) Permitir a denominao e identificao dos trens pelo seu prefixo operacional

(c) Rastrear os trens nos bloqueios fixos da malha;

(d) Permitir aos operadores das consoles, atravs de uma Interface Grfica de Usurio IGU, visualizar e interagir com o sistema de maneira amigvel;

(e) Traar o Grfico Automtico de trens;

(f) Processar as requisies de licenas, verificando sua integridade com respeito segurana e enviando para os maquinistas;

(g) Baseado na ferramenta de Grfico Horrio de Trens, estabelecer e ajustar plano de circulao dos trens ;

(h) Monitorar os desvios relativos circulao real dos trens com o programado

(i) Permitir a qualquer tempo, otimizar a movimentao dos trens, a partir de uma nova situao operacional apresentada , atravs de um algortmo apropriado,

(j) Permitir apoio s intervenes de manuteno de via, trens e sistemas operacionais de forma integrada, utilizando-se dos recursos de processamento de alarmes on-line e da interao entre sistemas;

2.7.3 Rede de Processadores Foi previsto uma rede local (LAN) Ethernet 10/100Mbits com utilizao de protocolo TCP/IP para interconexo entre os processadores do SCC.

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Essa rede possuir redundncia de modo a apresentar elevado nvel de confiabilidade e disponibilidade, adequado para este tipo aplicao. Assim como a rede, os servidores e demais processadores possuiro redundncia em hardware. O servidor de Base de Dados ser responsvel pela gerncia e integridade do banco de dados do SCC. O Interface de Transmisso de Dados ser responsvel pelo gerenciamento da distribuio das mensagens trocadas entre o SCC e os trens O servidor de Lgica efetuar o processamento das funes do SCC consideradas No Vitais. O servidor de Segurana ser o responsvel pelas verificaes de consistncia e segurana no processamento de funes vitais do sistema.

2.7.4 Consoles Operacionais As consoles operacionais permitiro aos seus operadores atuar sobre o SCC, conforme as funes designadas para cada tipo de console. Essas consoles sero dotadas de processadores, terminais de vdeo , mouse ou track-ball, teclado alfanumrico e recursos de telefonia para comunicao com, estaes e as outras consoles. A seguir so descritas as caractersticas dos diferentes tipos de consoles . As consoles possuiro controle de acesso por senhas ,atravs de recursos de log-in e log-out, de modo a permitir sua operao, somente por pessoal autorizado. Dever se efetuado um estudo ergonmico que contemple o mobilirio das consoles, o ambiente de trabalho no CCO, bem como as telas grficas, apresentadas pelos monitores de vdeos. 2.7.4.1 Consoles de Despacho Sero inicialmente em nmero de tres ( 2 em operao e uma reserva), e disponibilizaro recursos e funcionalidades aos despachadores de trfego para efetuarem as operaes de licenciamento de trens nos trechos As consoles de despacho podero abranger individualmente, cada uma, toda a ferrovia ou trechos especficos da mesma. Desta forma , seja por falha em uma das

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consoles ou em horrios com baixo volume de trfego, uma s console poder controlar toda a ferrovia, sem nenhuma perda de funo operacional. As funes disponibilizadas pelas consoles de despacho so as seguintes:

Inserir trens no sistema

Prefixar ou alterar prefixo de trens

Bloquear/Desbloquear trechos de via

Solicitar emisso de licenas para trens

Inserir no sistema informaes sobre ocorrncias na via e de trens As interfaces grficas dessas consoles sero implementadas em cada uma, por dois terminais de vdeo LED com tela de 50. Um terminal de vdeo ser destinado s funes relativas ao Grfico Horrio de Trens GHT e o outro visualizao dos equipamentos e trens na via, atravs do Diagrama Mmico da Via - DMV . As telas relativas ao GHT e ao DDV podero ser apresentadas em qualquer um dos monitores de vdeo, dependendo apenas da seleo efetuada pelo operador, que pode ser feita em qualquer momento operacional de sua convenincia. Cada console apresentar continuamente ao despachador, o GHT do seu territrio controlado. Permitir apresentar, quando solicitado pelo despachador o Grfico de trens previsto, de modo que possa comparar a movimentao real com a planejada, em passado recente, e tambm possa visualizar o grfico de trens planejado no futuro. O despachador poder atuar sobre o GHT real, identificando pontos especficos no mesmo, de modo a fazer uma associao com uma mensagem digitada na console. Desta forma, o GHT conter tambm referncias indexadas informaes adicionais sobre a operao de trens, tais como paralisaes na via, acidentes, restries de velocidades e outros eventos relativos a trens ou via, que venham a se mostrar relevantes operao e tenham os seus registros documentados e memorizados de forma organizadas no sistema. O outro terminal de vdeo apresentar ao despachador uma tela com a configurao mmica da via, dispostas em unidades de sees de bloqueio fixas e as chaves. Os trens sero representados pelos seus prefixos, indicados acima da representao grfica da seo de bloqueio em que est ocupando naquele momento.

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Os estados das sees de bloqueio tambm sero mostradas por codificaes de cores na tela permitindo as seguintes indicaes:

Bloqueio Livre

Bloqueio ocupado por trem ( vermelho)

Bloqueio Interditado para Manuteno

Bloqueio em seo de rota solicitada

Bloqueio em seo de rota concedida, porm no ocupada por trem O despachador atuar sobre o sistema atravs de botes apropriados , dispostos convenientemente na tela , e auxiliado por caixas de mensagem , quando necessitar, ou cometer algum engano durante sua operao. Todas as operaes devero ser confirmadas antes de sua execuo. 2.7.4.2 Console de Superviso Ser similar console de despacho porm com apenas um monitor de cristal lquido LED de 50, sendo o outro monitor LED colorido de 21. Esta console permitir ao seu operador efetuar toda as funes inerentes superviso do trfego, bem como monitorar as operaes efetuadas pelas consoles de despacho. O supervisor poder acessar, porm sem comandar, todas as telas das consoles de despacho. As funes disponibilizadas para essa console so as seguintes:

Inserir o Plano de Trens no Sistema

Inserir restries de velocidades em trechos da via

Simular com recursos de um otimizador, novos planos de trens ao

longo da jornada

Alterar o plano de trens em vigor, em funo de desvios no mesmo

provocados pelo desempenho dos trens ou outros motivos;

Autorizar e supervisionar operaes em regime degradado, quando da

ocorrncia de falhas em equipamentos dos sistemas operacionais

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2.7.4.3 Console de Manuteno Esta console ter como atribuio o tratamento dos alarmes dos sistemas operacionais, bem como a gesto das intervenes para manuteno da via e do material rodante. Esta console ser dotada de apenas um monitor LED colorido de 21, onde so disponibilizados na tela os alarmes on line dos diversos sistemas operacionais . O operador desta console ser o responsvel pela coordenao no CCO das diversas equipes de manuteno, atuando no campo, de modo a se minimizar os tempos de paralisaes garantindo a segurana dessas equipes durante os perodos alocados aos trabalhos das mesmas. O operador poder solicitar ao supervisor de trfego o bloqueio de trecho para manuteno. Ser responsvel por informar ao supervisor situaes de falhas, restries de velocidade em trechos da via, paralisaes de trens em ptios e demais desvios operacionais que tenham como causa defeitos ou falhas nos sistemas , na via ou no material rodante. Caber ao operador de manuteno a liberao de trechos de via , bem como de material rodante e equipamentos dos sistemas operacionais que sofreram interveno da manuteno. 2.7.4.4 Console de Engenharia O responsvel pela operao dessa console responder pela integridade da configurao operacional do sistema SCC e possuir recursos e funcionalidades para realizar auditorias no sistema. Esta a nica console que permitir realizar alteraes no software do SCC, desde que restritas mudanas de configurao operacional. O operador dessa console possuir recursos para acessar os aplicativos de modo a realizar essas mudanas. Ser permitido a esse operador realizar alteraes que afetem apenas parmetros previamente disponibilizados , sem contudo permitir modificaes nas lgicas implementadas pelos aplicativos do sistema, sobretudo nas lgicas relativas segurana. O operador tambm ser responsvel pelo controle de verses dos softwares correspondentes s alteraes introduzidas no sistema.

2.8 SINALIZAO PTIOS POLO Os Ptios Polo necessitaro realizar operaes de manobras de trens em seu interior com a finalidade de carregar e descarregar vages e formar trens novos.

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Para viabilizar essas operaes de manobras necessrio que as mesmas sejam controladas pela prpria estao, de modo que o recebimento de trens no ptio seja feito com autorizao do agente da estao e a sada de trens autorizados pelos despachadores do CCO atravs da licena apropriada, conforme descrito nos captulos anteriores. Para viabilizar com segurana as manobras nos ptios, necessrio dot-los de um sistema de sinalizao com controle local, que dever ser equipado com sinais anes externos, circuitos de via, mquinas de chave eltricas, intertravamento eltrico/eletrnico e console de operao local com um display em LED de 50. Esse sistema dever ser fail-safe ou ter segurana compatvel com o nvel SIL-3 (Safety Integrity Level 3) previsto na norma IEC 61508. Os desenhos esquemticos correspondentes aos planos de vias sinalizadas dos ptios plos so apresentados no Anexo, conforme a seguinte numerao

Figueirpolis Fig. II- 4.2-07

Polo Intermodal do Sudeste do Tocantins - Fig. II- 4.2-08

Polo Intermodal Oeste da Bahia Barreiras - Fig. II- 4.2-09

Polo Intermodal Sudeste da Bahia Correntina - Fig. II- 4.2-10

Polo de Caetit - Fig. II- 4.2-11

Polo de Brumado - Fig. II- 4.2-12

Polo de Ilheus - Fig. II- 4.2-13 O sistema de sinalizao deve proporcionar e garantir a segurana para operaes de movimentao de mquinas de chave, abertura de sinais, alinhamento de rotas e superviso dos estados dos equipamentos e posio dos trens nos circuitos de via. Os ptios de Brumado e Caetit, devido ao pequeno numero de manobras inicialmente previsto, tero o controle de suas linhas comandados e supervisionados pelo CCO, no sendo disponibilizado um painel de controle local para o agente da estao. Existira apenas um painel simplificado, instalado na sala de equipamentos da sinalizao, apenas para facilitar os testes e a manuteno. 2.8.1 Sinais Externos Os sinais luminosos externos do ptio sero do tipo ano, color light (um foco por cor). O significado dos aspectos dos sinais so os seguintes: Aspecto Verde (G) permite prosseguir com velocidade limitada sobre chaves ou grupo de chave e aps retomar a velocidade mxima autorizada (VMA) , resguardada as instrues contidas na licena

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Aspecto Amarelo (y) permite prosseguir com Velocidade Limitada (VL) sobre chaves ou grupo de chave preparado para parar junto ao prximo sinal, resguardada as instrues contidas na licena Aspecto Manobra (vermelho sobre amarelo R/Y)- Permite prosseguir com velocidade de manobra e preparado para parar junto ao prximo sinal ou placa limite de manobra PLM Aspecto Chamada ( vermelho piscante- RF) permite prosseguir sobre linha ocupada preparado para parar junto a uma obstruo ou qualquer impedimento de linha Aspecto Pare (Vermelho- R) Pare Sero empregados sinais alto apenas na via principal, sendo os demais sinais do tipo ano. 2.8.2 Mquina de Chave Eltrica Os ptios polos sero dotados de mquinas de chave eltricas do tipo talonvel. Essas mquinas fornecero eletricamente a posio de suas indicaes (Normal ou Reversa) para os circuitos de controle e indicao do intertravamento. Ser tambm caracterizada pelos circuitos de controle e intertravamento a situao de no correspondncia das agulhas.Os circuitos de acionamento das chaves sero implementados de forma fail-safe. 2.8.3 Circuitos de Via Sero empregados circuitos de via de corrente contnua para deteco de trens nos ptios polos. A linha principal, as sees detectora das chaves, as aproximaes de entrada do ptio e as linhas desviadas localizadas no interior dos ptios e utilizadas nas manobras, sero equipadas com circuitos de via. Esses circuitos de via sero normalmente fechados (NF) do tipo fail safe. 2.8.4 Intertravamento Os ptios possuiro intertravamento fail safe que possibilitar as operaes de movimentao das chaves, abertura de sinais e alinhamento de rotas. As seguintes operaes de travamento sero implementadas:

Travamento da Seo detectora da chave

Travamento de rotas conflitantes e convergentes

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Travamento de Aproximao

Travamento de Tempo O intertravamento receber informaes das posies das agulhas e dos circuitos de via, de forma a s liberar as operaes que reconhecidamente sejam seguras. O intertravamento dever ser do tipo vital, (fail-safe) e poder ser implementado com tecnologia de processadores com segurana nvel SIL-3, ou por rels vitais de sinalizao. 2.8.5 Console de Controle Local A console de controle permitir ao agente da estao efetuar os comandos sobre o sistema de sinalizao. A console ficar abrigada na estao em mobilirio adequado e possuir teclado com botes para efetuar os controles e terminal de vdeo LED de 50 para a visualizao dos estados dos circuitos de via, sinais, chaves e alarmes do sistema.. 2.8.6 Caixas de Comando Local Com a finalidade de facilitar as manobras de aproximao de trens durante o carregamento de vages nos silos, foi previsto a utilizao de Caixas de Comando Local -CCL, prximos aos mesmos, nos ptios Polos Intermodais do Sudeste da Bahia (Correntina), do Oeste da Bahia (Barreiras) e do Sudeste de Tocantins (Lavandeira). Atravs dessas caixas o manobrador, autorizado pelo agente da estao comandara a movimentao das maquinas de chave eltricas (mquinas de chave operadas localmente) e a abertura das rotas de manobras sobre as mesmas. A CCL possuir uma tampa lacrada com cadeado ou chave de modo a no permitir sua operao por pessoas no autorizadas. Sempre que a porta da CCL for aberta, ser dada uma indicao (alarme) no Painel de Controle Local do agente, alertando o mesmo que existe uma solicitao para comando local. Essa solicitao ser processada pelo intertravamento, que efetuara os travamentos necessrios, inclusive a contagem de tempo (travamento por tempo), impedindo durante um intervalo de tempo previamente determinado, o estabelecimento de qualquer rota ou movimentao de mquina de chave na rea controlada pela CCL. Aps a concesso do comando local e a contagem de tempo de travamento, o manobreiro estar habilitado a movimentar as chaves e abrir os sinais para as rotas de manobras na area sob controle da CCL. A devoluo do comando local da CCL ser feita aps o fechamento da portinhola da CCL. A CCL possuir um pequeno painel mmico com chaves, botes e lmpadas de forma a solicitar os comandos e indicar o estado das maquinas de chave operadas localmente e dos sinais de manobras correspondentes. Existir neste painel uma lmpada sinalizadora para indicar que a

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CCL se encontra em modo local. Essa lmpada s se acendera, aps a autorizao do agente e a contagem de tempo de travamento. Os comando via painel do CCL s sero processados pelo intertravamento aps a indicao dessa lmpada.

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ANEXOS DA PARTE I

Neste captulo so apresentados os quadros mencionados nos itens anteriores,

conforme relao apresentada abaixo.

As simulaes que deram origem aos dados esto apresentadas em meio

magntico devido enorme quantidade de folhas que seriam necessrias para sua

impresso.

Em caso de necessidade esses relatrios podero ser editados partir do relatrio

em meio magntico.

RELAO DE QUADROS QUE COMPE O ANEXO:

QUADRO 4.1.1.3.A PLANO DE VIAS DA FIOL

QUADRO 4.1.1.4.A - TRENS-TIPO SIMULADOS

QUADRO 4.1.1.5.A - TEMPOS DE PERCURSO ENTRE PTIOS -

EXPORTAO

QUADRO 4.1.1.5.B - TEMPOS DE PERCURSO ENTRE PTIOS -

IMPORTAO

QUADRO 4.1.1.5.C - CONSUMO DE COMBUSTVEL

QUADRO 4.1.1.5.D/E/F/G/H/I- CONSUMO DE COMBUSTVEL POR O/D

QUADRO 4.1.1.5.J - CONSUMO DE COMBUSTVEL POR O/D (RESUMO)

QUADRO 4.1.2.2.A - CLCULO DE CAPACIDADE DE TRFEGO

QUADRO 4.1.3.3.A - CLCULO DO TEMPO DE VIAGEM (CICLO DE IDA E

VOLTA)

SIMULAO DO TREM DE GROS ENTRE COMBINADO E PTIO P 11

(COM PARADAS)

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