Autores: Carlos A. de Freitas Timóteo Fábio Tadeu Alves Edivaldo W. Martins

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1 Melhorias no Sistema de Sinalização da Linha 3 Vermelha, visando: Aumentar a velocidade média dos trens em dias de chuva e Reduzir o consumo de energia elétrica de tração Autores: Carlos A. de Freitas Timóteo Fábio Tadeu Alves Edivaldo W. Martins

2 Rede Metropolitana de Transporte de São Paulo

3 Dados Operacionais da linha 3 Vermelha Extensão da Linha 3 - Vermelha 22 km, sendo 16 km em superfície/elevado Passageiros Transportados/dia útil 1,2 milhões de passageiros Intervalo entre Trens - Headway Pico da Manhã 109 segundos Pico da Tarde 111 segundos 0 Tempo Médio de Viagem Pico da Manhã 38 minutos Pico da Tarde 36 minutos

aumento médio de 11 s Tempo Médio de Viagem Pico da Manhã de 38 min 48 min,

4 Dados do Sistema em Dias de Chuva Intervalo entre Trens - Headway Pico da Manhã de 109 s 124 s, aumento médio de 15 s Pico da Tarde de 111 s 122 s, aumento médio de 11 s Tempo Médio de Viagem Pico da Manhã de 38 min 48 min, aumento médio de 10 min Pico da Tarde de 36 min 39 min, aumento médio de 3 min

5 Aumentar a Velocidade Média dos Trens em Dias de Chuva

6 Perfil de Parada para as Condições: Via Seca x Chuva 62 km/h Velocidade Máxima de Via Tx. de Frenagem 1,00 m/s 2 Condição de Via Seca 30 km/h 0 km/h 20 m Velocidade Máxima de Via Condição de Chuva 62 km/h Tx. de Frenagem 0,8 m/s2 30 km/h 0 km/h

Características de Desempenho em Dias de Chuva Sob condições de chuva há uma redução do coeficiente de aderência roda trilho (Baixa Aderência) Restrições impostas em condições de Baixa

7 Características de Desempenho em Dias de Chuva Sob condições de chuva há uma redução do coeficiente de aderência roda trilho (Baixa Aderência) Restrições impostas em condições de Baixa Aderência: - Velocidade do trem é limitada a 71% do valor máximo permitido - Taxa de Aceleração é reduzida de 1,12 m/s 2 para 0,80 m/s 2 - Taxa de Frenagem é reduzida de 1,092 m/s 2 para 0,80 m/s 2

8 Perfil de Parada Segura em Condição de Chuva Condição de Chuva 44 km/h 62 km/h 21 km/h 30 km/h Tx. de Frenagem = 0,8 m/s 2 0 km/h 20 m

9 Etapas Desenvolvidas no Projeto 1. Avaliação das condições de projeto, observando: - Velocidades Máximas utilizadas no projeto - Folgas existentes nos perfis de parada segura dos trens - Níveis de Desempenho (ND) entre estações utilizados 2. Simulações de Desempenho e Segurança para as novas condições de projeto 3. Alterações nos Equipamentos de Intertravamento e de Operação Automática de Estação (ATO) 4. Testes de Validação

Premissas Adotadas no Projeto - Os trens devem trafegar nas máximas velocidades permitidas pelo traçado da via - Nos trechos entre estações os trens devem utilizar perfil de velocidade

10 Premissas Adotadas no Projeto - Os trens devem trafegar nas máximas velocidades permitidas pelo traçado da via - Nos trechos entre estações os trens devem utilizar perfil de velocidade contínuo Aceleração Manutenção de Velocidade Frenagem - Utilizar parâmetros de velocidade, aceleração e frenagem que permitam melhorar o desempenho na situação de chuva e reduzir o consumo de energia

11 Perfil de Velocidade Antes da Modificação Trecho Bresser Belém Limite Civil de Velocidade 100 km/h BRE B X23 A BEL BRE C D BEL Limite Civil de Velocidade 100 km/h

12 Perfil de Velocidade Existente Perfis de Velocidade entre Bresser e Belém Veloc. Condição de Chuva Veloc. Via Seca BRE Interferência BEL Movimento Trem - Via Seca Movimento Trem - Chuva

13 Perfil de Velocidade Após a Modificação Trecho Bresser Belém BRE B X23 A BEL BRE BEL C D

14 Perfil de Velocidade Modificado Perfis de Velocidade entre Bresser e Belém Veloc. Via Seca BRE Movimento Uniforme Sem Interferência Veloc. Condição Chuva BEL Movimento Trem - Via Seca Movimento Trem - Chuva

15 Ganhos Obtidos no Tempo de Percurso Trecho Via 1 Original Tempo (s) Modificado Ganho Trecho Via 2 Original Tempo (s) Modificado Ganho ITQ ART 117,50 113,00 4,50 GBU PSE 70,50 68,50 2,00 ART PCA 168,00 162,00 6,00 PSE PDS s/ MOD s/ MOD 0,00 PCA VPA s/ MOD s/ MOD 0,00 PDS BAS 83,00 81,00 2,00 VPA VTD 111,50 110,00 1,50 BAS BRE 76,50 72,50 4,00 VTD PEN 103,50 95,50 8,00 BRE BEL 137,00 127,50 9,50 PEN CAR s/ MOD s/ MOD 0,00 BEL TAT 105,00 104,50 0,50 CAR TAT 101,50 95,50 6,00 TAT CAR 102,00 93,50 8,50 TAT BEL 106,50 104,50 2,00 CAR PEN 151,50 150,00 1,50 BEL BRE 135,00 125,00 10,00 PEN VTD 96,00 92,00 4,00 BRE BAS 77,00 75,50 1,50 VTD VPA s/ MOD s/ MOD 0,00 BAS PDS 86,50 83,00 3,50 VPA PCA 125,00 123,00 2,00 PDS PSE 70,00 68,00 2,00 PCA ART 170,50 161,50 9,00 PSE GBU s/ MOD s/ MOD 0,00 ART ITQ 109,00 106,50 2,50 TOTAL 45,00 TOTAL 45,50

16 Reduzir o Consumo de Energia Elétrica de Tração

Funções do Equipamento de Operação Automática 15 s 1E04T 1E03T 1E02T 1E01T TATUAPÉ 2E04T 2E03T 2E02T 2E01T Comanda a abertura e o fechamento automático das

17 Funções do Equipamento de Operação Automática 15 s 1E04T 1E03T 1E02T 1E01T TATUAPÉ 2E04T 2E03T 2E02T 2E01T Comanda a abertura e o fechamento automático das portas do trem Controle do tempo de parada do trem na estação Envio do Nível de Desempenho (ND) a ser seguido até a próxima estação Controle de Destino do trem

18 Controle de Nível de Desempenho - ND Níveis de Desempenhos (ND) Taxa de Aceleração 00 = 0,55 m/s2 01 = 0,75 m/s2 10 = 1,11 m/s2 11 = Power limit Velocidade Limite 0000 = 47,5 km/h 0001 = 51,0 km/h 0010 = 54,5 km/h 0011 = 58,0 km/h 0100 = 61,5 km/h 0101 = 65,0 km/h 0110 = 68,5 km/h 0111 = 72,0 km/h Taxa de Parada Programada 00 = 0,67 m/s2 01 = 0,75 m/s2 10 = 0,85 m/s2 11 = vago 1000 = 75,5 km/h 1001 = 79,0 km/h 1010 = 82,5 km/h 1011 = 86,0 km/h 1100 = 89,5 km/h 1101 = 93,0 km/h 1110 = 96,5 km/h 1111 = 100 km/h ND = 0... Desempenho máximo ND = 3... Atraso de 03 segundos ND = 6... Atraso de 06 segundos ND = 9... Atraso de 09 segundos ND = Atraso de 12 segundos ND = Atraso de 15 segundos ND = Atraso de 18 segundos ND = Atraso de 21 segundos

19 Combinações do Nível de Desempenho Exemplo de Controle de Nível de Desempenho Veloc. ATP Seco ,5 68,5 68,5 68,5 68, BRE Aceleração 1,11 m/s 2 Aceleração 0,75 m/s 2 Aceleração 0,55 m/s 2 Frenagem 0,85 m/s 2 Frenagem 0,75 m/s 2 Aceleração 0,67 m/s 2 BEL

20 Determinação do Nível de Desempenho Determinação do ND Veloc. ATP ,5 82,5 82, BRE Aceleração 1,11 m/s 2 BEL Aceleração 0,55 m/s 2 Frenagem 0,75 m/s 2 Tempo de Percurso 116,2 segundos Tempo de Percurso 116,0 segundos

21 Gráfico do Consumo de Energia em função do ND ND Velocidade Mais Baixa ND Velocidade Mais Alta

22 Gráfico do Consumo de Energia x Velocidade

23 Gráfico do Consumo de Energia em função do ND ND Velocidade Mais Baixa ND Velocidade Mais Alta

24 Resultados Obtidos em Testes Práticos Data Trecho ND Tempo Pot. Acc PP Vel. % Percurso (s) kwh (m/s2) (m/s) (km/h) 13/05/07 PEN2 VTD ,8 2,31 21, /05/07 PEN2 VTD ,0 2, /03/07 CAR2 PEN2 A4 143,1 2, /03/07 CAR2 PEN ,5 2,51 2,

25 Resultados

26 Dados Operacionais 140,0 00:57:36 135,0 00:50:24 130,0 00:43:12 125,0 00:36:00 120,0 00:28:48 Headway TP Realizado 115,0 00:21:36 110,0 00:14:24 105,0 00:07:12 100,0 12/06/06 29/08/06 10/07/06 30/08/06 16/07/07 18/07/07 24/07/07 25/07/07 00:00:00 12/06/06 29/08/06 10/07/06 30/08/06 16/07/07 18/07/07 24/07/07 25/07/07 HEADWAY 129,0 127,0 120,0 116,0 122,0 115,0 125,0 137,0 Tempo Percurso Realizado 00:52:54 00:50:04 00:45:29 00:43:41 00:44:50 00:42:48 00:44:46 00:43:56 Média 00:48:02 00:44:05 Ganho 00:03:57

27 Dados Operacionais Passageiros Transportados / km de Linha (milhões) kwh Tração / Carro. km 1,6 1,4 1,2 3,4 3,35 1 0,8 0, ,3 3, ,4 0,2 3,2 0 MAR ABR MAI JUN JUL 3,15 MAR ABR MAI JUN JUL Fonte: OPC/CTE Fonte: OPC/CTE MAR ABR MAI JUN JUL % Passageiros Transportados / km de Linha (milhões) ,3 1,47 1,17 1,34 1,32 1,46 1,25 1,33 1,26 1,34 6,35 kwh Tração / Carro. km ,29 3,33 3,36 3,22 3,29 1, ,25 3,25 3,32 3,28 3,22

28 Dados Operacionais Maio 2007 Outubro 2007 DATA Viagens Consumo de Consumo de Energia / Realizadas Energia KWh Viagem Realizada 1/5/ ,68 769,41 2/5/ ,52 604,78 3/5/ ,40 610,32 4/5/ ,28 609,09 7/5/ ,52 603,38 8/5/ ,72 596,53 9/5/ ,28 605,85 10/5/ ,76 558,26 11/5/ ,20 581,98 14/5/ ,76 583,85 15/5/ ,68 599,32 16/5/ ,52 598,78 17/5/ ,12 596,40 18/5/ ,28 601,05 21/5/ ,88 605,84 22/5/ ,08 583,05 23/5/ ,76 605,47 24/5/ ,04 616,01 25/5/ ,36 615,11 28/5/ ,40 607,14 29/5/ ,20 603,27 30/5/ ,20 602,56 31/5/ ,80 595,15 Média mai/07 out/07 599,24 574,96 Redução 4,22% DATA Viagens Consumo de Consumo de Energia/ Realizadas Energia KWh Viagem Realizada 1/10/ ,24 589,27 2/10/ ,44 580,23 3/10/ ,20 571,85 4/10/ ,24 570,34 5/10/ ,64 576,25 8/10/ ,68 576,10 9/10/ ,24 577,77 10/10/ ,72 577,70 11/10/ ,20 579,45 15/10/ ,56 577,68 16/10/ ,52 576,98 17/10/ ,96 576,21 18/10/ ,20 573,72 19/10/ ,88 566,88 22/10/ ,00 566,71 23/10/ ,76 562,26

29 Dúvidas? metrosp.com.br falves@metrosp.com.br

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