Analisi di affidabilità del sistema di segnalamento della stazione ferroviaria di Bologna

SERVIZIO MERCATO CLIENTE AZIENDA LEADER NEL SETTORE FERROVIARIO ANNO 2008-2009

Brief cliente

Valutazione delle caratteristiche di affidabilità, disponibilità e manutenibilità (RAM) del sistema di segnalamento della stazione di Bologna, inclusi gli impianti ausiliari (per la comunicazione dati, l’alimentazione elettrica degli apparati ed il condizionamento di armadi e ambienti), al fine di identificare eventuali criticità, proporre soluzioni migliorative, e verificare in modo previsionale il raggiungimento dei requisiti contrattuali.

Verifica della adeguatezza della ingegnerizzazione, configurazione e installazione del sistema, anche mediante l’esecuzione di prove in campo.

RAM: Reliability, Availability, Maintainability

Sfide di progetto

Analisi RAM di un sistema complesso, in termini di apparti fisici e logiche di funzionamento.

Analisi RAM di impianti ausiliari (comunicazione dati, alimentazione elettrica e condizionamento) e loro integrazione nel modello di affidabilità del sistema.

Esecuzione di prove in campo per la verifica della corretta installazione e configurazione del sistema.

Soluzione

L’adeguatezza della architettura del sistema di segnalamento e degli impianti ausiliari è stata verificata mediante l’analisi (qualitativa) delle condizioni di guasto degli apparati e la stima delle prestazioni (quantitative) di affidabilità e disponibilità riferite alle singole funzionalità implementate.

L’analisi delle condizioni di guasto degli apparati e dei relativi effetti sulle funzionalità del sistema è stata realizzata mediante metodologia FMEA.

Le caratteristiche di affidabilità degli apparati (Failure rates) sono state stimate a partire dalle registrazioni di guasti occorsi durante l’esercizio di sistemi simili, in condizioni operative e ambientali confrontabili. Le caratteristiche di manutenibilità degli apparati sono state valute con riferimento alle caratteristiche di ingegnerizzazione previste per la specifica applicazione alla stazione di Bologna.

Le prestazioni di affidabilità e disponibilità del sistema di segnalamento e degli impianti ausiliari sono state valutate mediante diagrammi a blocchi di affidabilità, alberi di guasto, alberi degli eventi, catene di Markov, simulazioni Monte Carlo con riduzione di varianza di automi cellulari. I risultati avuti hanno permesso la verifica (predittiva) del soddisfacimento dei requisiti RAM contrattuali.

L’adeguata ingegnerizzazione del sistema è stata verificata tenendo conto della reale allocazione delle schede (nei cestelli e dei cestelli) negli armadi, dei reali collegamenti tra apparati di controllo ed enti di piazzale e della posizione di quart’ultimi rispetto alle linee di ingresso e uscita della stazione. A tal fine è stata realizzata una specifica analisi dei guasti dipendenti (per l’identificazione dei punti singoli di guasto e delle cause comuni di guasto) ed una valutazione qualitativa dell’affidabilità umana (per l’identificazione delle modalità di errore). Sulla base dei risultati avuti sono stati definiti gli scenari di indisponibilità dell’infrastruttura; la probabilità di accadimento di ciascuno scenario è stata valutata a partire dalle caratteristiche di affidabilità e manutenibilità stimate per i singoli apparati e per gli impianti ausiliari (a completamento delle valutazioni strettamente necessarie per verificare la conformità ai requisiti).

L’adeguata configurazione e installazione degli apparti è stata verificata con riferimento alle modalità operative degradate del sistema. In particolare sono state realizzate prove in campo per verificare l’appropriata gestione delle condizioni di guasto (singolo) degli apparati (installati in configurazione ridondata).

Fasi di esecuzione

FASE 1

Analisi delle condizioni di guasto (singolo) del sistema di segnalamento e degli impianti ausiliari.

FASE 2

Modellazione probabilistica degli apparati.

FASE 3

Stima delle prestazioni di affidabilità e disponibilità del sistema e verifica del soddisfacimento dei requisiti applicabili.

FASE 4

Identificazione degli scenari di indisponibilità dell’infrastruttura, mediante analisi dei guasti dipendenti e valutazione qualitativa dell’affidabilità umana.

FASE 5

Realizzazione di prove in campo per la verifica funzionale delle modalità operative degradate.

Risultati ottenuti

 

 

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