Aplicações Móveis em Ferrovias: Aumento de Produtividade e Inclusão Social

Transcrição

1 Aplicações Móveis em Ferrovias: Aumento de Produtividade e Inclusão Social Apesar de todos os avanços implementados nos serviços e na rede ferroviária brasileira, podemos notar problemas que impedem a elevação de seus índices de produtividade aos níveis de países como os EUA ou boa parte da Europa. Entretanto, tecnologias como o GSM/WCDMA/HSPA podem garantir uma contínua evolução dos meios de comunicações utilizados nas ferrovias, possibilitando a universalização da telefonia móvel através do uso da infra-estrutura das operadoras móveis brasileiras e das redes das ferrovias. Uma abordagem positiva e criativa sobre este tema é apresentada neste tutorial. Marilson Duarte Soares Engenheiro de Telecomunicações com onze anos de experiência na área de rádio e sistemas móveis celulares. Categoria: Telefonia Celular Nível: Introdutório Enfoque: Técnico Duração: 15 minutos Publicado em: 12/02/2007 1

2 Aplicações Móveis em Ferrovias: Introdução A tecnologia GSM/WCDMA/HSPA garante uma contínua evolução dos meios de comunicações utilizados nas ferrovias. Além disso, pode possibilitar a universalização da telefonia móvel, pois, com a infra-estrutura das operadoras móveis brasileiras, atrelada às redes das ferrovias, pode-se utilizar parte do espectro disponível ao longo dessas ferrovias para o atendimento de pequenas comunidades, levando voz e dados aos locais mais distantes desse imenso Brasil, assim como aumentando a segurança e os serviços em nossa rede ferroviária. O sistema ferroviário brasileiro apresenta aproximadamente quilômetros, tendo os primeiros metros desta extensa malha, origem na Estrada de Ferro Mauá, em Todo esse empreendimento visa interligar vários estados do país, com um enfoque nas regiões próximas aos Portos de Parati, Angra dos Reis e Santos. Em 1996, observou-se a desestatização de boa parte das ferrovias, onde passamos a contar com quilômetros na iniciativa privada, investindo mais de R$ 3,1 bilhões nos últimos dez anos, alcançado um aumento da produção de transportes da ordem de 80% e uma contínua redução no índice de acidentes com valores atuais 50% menores que o período anterior. Apesar de todos esses avanços podemos notar problemas na infra-estrutura das redes ferroviárias que impedem elevar seus índices de produtividade aos níveis de países como os EUA ou boa parte da Europa, que possuem velocidades médias de 80 km/h e sistemas de comunicações avançados permitindo uma monitoração constante e adequação de rotas. Enquanto no Brasil observamos uma estrutura férrea do século 19 e início do século 20, com bitolas de trilhos diferentes para cada ferrovia, traçados 30% mais longos que as rodovias e estradas de ferro localizadas de forma dispersa, gerando velocidades médias de 23 km/h, além de sistemas de comunicações ultrapassados e sem possibilidades de evolução. Uma melhoria contínua no transporte ferroviário e na logística dos corredores estratégicos influencia diretamente a balança comercial brasileira, pois essas ferrovias transportam anualmente 390 milhões de toneladas, com minério de ferro e carvão respondendo por 66%, soja por 6%, produtos siderúrgicos, 4%, produtos agrícolas, que não a soja, 1%, e outros produtos, 23%. Desse total, 78% é oriunda de exportação ou importação e 22% refere-se ao mercado interno. Não podemos esquecer que ferrovias é a melhor resposta para a redução do Custo Brasil tornando possível melhorar o valor do produto brasileiro no exterior trazendo maiores recursos para o país com o aumento da competitividade em um cenário de globalização. Os dados da matriz de transporte de carga do Brasil registraram apenas 20% de participação do setor ferroviário, contra 60% do transporte rodoviário, gerando perdas para nossa cadeia produtiva, em decorrência do preço do frete e da baixa eficiência apresentada pela sua precariedade. Não se pode esquecer que um vagão de trem transporta a carga de três caminhões de 35 toneladas cada, operando em uma escala bem maior, os trens podem cobrar frete médio seis vezes mais barato que o das carretas para transportar 1 tonelada por mil quilômetros. Essa redução também será sentida na emissão de poluentes como o gás carbônico, maior agressor atmosférico no que tange ao fator estufa e no aumento da acidez nos oceanos. 2

3 Aplicações Móveis em Ferrovias: Malha Ferroviária O Brasil apresenta nove empresas privadas explorando as concessões federais de transporte ferroviário de cargas, sendo que o atual governo federal está voltando a atuar na administração de algumas delas. Destas, apenas duas, a CVRD e a Ferronorte, detêm os ativos ferroviários (as vias, oficinas, terminais e material rodante). As outras sete empresas têm a concessão para utilização, mas não são proprietárias dos ativos que foram arrendados pelo Governo por um período de 30 anos. Essas empresas são oriundas da desestatização da RFFSA (Rede Ferroviária Federal S/A) com uma cronologia apresentada na tabela 1. Tabela 1: Desestatização da RFFSA. Malhas Regionais Logotipo Data do Leilão Concessionárias Início da Operação Oeste 05/03/1996 Ferrovia Novoeste S.A. 01/07/1996 Centro-Leste 14/06/1996 Ferrovia Centro-Atlântica S.A. 01/09/1996 Sudeste 20/09/1996 MRS Logística S.A. 01/12/1996 Tereza Cristina 22/11/1996 Ferrovia Tereza Cristina S.A. 01/12/1997 Nordeste 18/07/1997 Cia. Ferroviária do Nordeste 01/01/1998 Sul 13/12/1998 Ferrovia Sul-Atlântico S.A. Atualmente - América Latina Logística S/A (ALL) 01/03/1997 Paulista 10/11/1998 Ferrovias Bandeirantes S.A. 01/01/1999 O mapa da figura 1 foi feito antes das mudanças do modelo de revitalização das ferrovias pelo governo que visa privilegiar a lógica de corredores até os Portos, possibilitando à troca de ativos entre as concessionárias privadas. Na realidade, quatro grandes corredores são disponibilizados, todos terminando no Porto de Santos. Porém, mesmo com o mapa sem contemplar corretamente essa idéia de corredor, pode-se observar a grandeza da malha brasileira. Vale destacar que outras alterações poderão ocorrer durante os próximos anos, tendo em vista toda necessidade de integração do modelo ferroviário no Mercosul. A ferrovia Ferronorte apresenta grande parte de seu percurso ainda em construção, sendo assim representada em pontilhado, da mesma forma temos a ferrovia Norte Sul ligando Goiânia até Belém. Outras ferrovias de menor porte não foram representadas no mapa, entre elas podemos rapidamente citar: 3

4 Estrada de Ferro Votorantim, Estrada de Ferro Corcovado, Estrada de Ferro Campos do Jordão, Estrada de Ferro do Amapá, Estrada de Ferro Jarí e Estrada de Ferro Trombetas. Porém, essas ferrovias também representam um meio importante para o escoamento da produção local ou para transporte entre regiões de difícil acesso. Figura 1: Principais ferrovias no território brasileiro. 4

5 Aplicações Móveis em Ferrovias: Sistemas de Comunicação As ferrovias possuem uma quantidade enorme de formas de comunicação, que são utilizadas para operação ou manutenção das redes ferroviárias. Essas soluções devem permitir comunicação de voz e dados, de preferência de forma integrada. Em grande parte do mundo, os sistemas de comunicação ainda são analógicos e estão em operação por mais de 20 anos, gerando uma demanda por equipamentos mais atualizados e integrados na atual evolução tecnológica. Figura 2: Evolução tecnológica das comunicações móveis nas ferrovias do Brasil. Modernas concessionárias de ferrovias estão se orientando pelo padrão de rádios digitais que cobrem todas as necessidades apresentadas até o momento. Conseguem oferecer redução de custos e qualidade de serviços como resultados dos seguintes aspectos: Conformidade com padrão mundial; Acesso à rede celular aos passageiros; Baixo custo de implementação e operação; Possibilidade de evolução tecnológica para agregar novos serviços; Integração de todos os serviços ferroviários dentro de uma única rede; Alta disponibilidade; e Garantia de qualidade da transmissão com altas taxas. O projeto inicial para esse sistema considerou a banda de 900 MHz, sendo levado em conta características de propagação e disponibilidade dos sistemas. Com base nesses princípios, a UIC União Internacional das Ferrovias criou uma força-tarefa denominada 5

6 EIRENE Ferrovias Integradas Européias com Redes Otimizadas via Rádio, que, ao analisar algumas tecnologias, selecionou o GSM/WCDMA/HSPA. Em 1995, o ETSI Instituto Europeu de Padronização de Telecomunicações, através da TR 25-09, reservou duas bandas de freqüência, de 876 e 880 MHz (up) e 921 e 925 MHz (down) para o sistema, que ficaram conhecidas como GSM para ferrovias. Dois anos mais tarde, a UIC introduziu um documento conhecido como MoU Memorando de Cooperação, que foi assinado por 30 membros e gerou as primeiras instalações de redes em Vale destacar que dependendo da ocupação da faixa de 900MHz em cada país, pode-se usar o sistema móvel no espaço que esteja livre. Atualmente estão em operação redes móveis em ferrovias na França, Alemanha, Itália, Hungria, Países Baixos, Espanha e Suíça. 6

7 Aplicações Móveis em Ferrovias: Rede Móvel Detalhes da Rede Móvel em Ferrovias Uma típica rede GSM/WCDMA é constituída de várias células ao longo da estrada de ferro ou dentro das estações. Cada célula é composta por um ou mais transceptores, dependendo da densidade e disponibilidade de comunicação, sendo esses transceptores espalhados por várias BTS estações radiobase, que são controladas por algumas BSC estações radiobase controladoras. Da mesma forma que em uma rede GSM convencional, pode-se observar uma MSC interconectada nas BSCs, disponibilizando também comunicação com outras redes. Com essa estrutura, é possível garantir o acesso móvel GSM às populações em áreas rurais e/ou áreas indígenas, diminuindo as carências de comunicação nas regiões atravessadas pelas ferrovias. Claro que pequenas alterações devem ser feitas para inserirmos o padrão WCDMA na mesma infra-estrutura apresentadas nas figura 3 e 4, ou seja, deve-se colocar RNCs nos locais das BSCs, não utilizar a TRAU e colocar BTS com capacidades para WCDMA. Várias arquiteturas podem ser aplicadas às redes móveis, como em boa parte das ferrovias. Como há grande preocupação com a segurança dos passageiros e das cargas dos vagões, é comum encontrar projetos com sistema de redundância. Podem-se observar, também, várias configurações nas disposições das BTS pela ferrovia, três exemplos práticos podem ser visualizados nas figuras 3 e 4. Figura 3: Três configurações práticas para BTS em redes GSM. Dependendo do projeto, as redundâncias podem alcançar todas as partes da rede móvel, disponibilizando uma estrutura semelhante à da figura 4. 7

8 Figura 4: Configuração com alta redundância. Facilidades Disponíveis As Redes GSM/WCDMA/HSPA para ferrovias dispõem das seguintes facilidades: Controle automático de trem por meio do envio de informações como posição e condições do trem, velocidade, número de vagões, etc; Serviço de broadcast de voz: utilizado para chamadas de emergência ou outras informações dentro de áreas predefinidas. O serviço pode ser acessado tanto do terminal fixo no vagão como pelos passageiros, onde uma pessoa fala e várias ouvem simultaneamente a mensagem; Serviço de chamada voz de grupo: será aplicado em vários grupos de comunicação em áreas predefinidas. Porém, a diferença para o serviço de broadcast de voz está na possibilidade de qualquer pessoa do grupo que está ouvindo a mensagem poder apertar um botão para falar, sendo nesse momento criada uma conexão duplex; Comunicação em túnel: com um projeto de cobertura bem feito, as pessoas e o próprio trem poderão usufruir de uma comunicação por toda a viagem. 8

9 Aplicações Móveis em Ferrovias: Considerações Finais O sistema móvel celular garante uma contínua evolução dos meios de comunicação utilizados nas ferrovias. Além disso, poderá possibilitar a universalização da telefonia móvel. Dessa forma, seriam minimizados os problemas tecnológicos das redes férreas no Brasil, aumentada a inclusão social e reduz a emissão de gás carbônico na atmosfera, minimizando o fator estufa e a acidez dos oceanos, sendo essas duas as maiores preocupações dos ecologistas em relação a vida na terra e na água do planeta Terra. Vale destacar que nos próximos dez anos o Brasil deverá alterar bastante sua matriz de transporte de cargas, com no mínimo 40% das cargas rodando através das ferrovias, sendo essa uma das formas de não tornar inviável as exportações brasileiras. Claro que esse aumento deverá ocorrer em produtos industrializados e não somente na concentração do transporte ferroviário em carvão e minério de ferro. Não se pode deixar de lado as grandes transformações que o mundo deverá enfrentar nas próximas duas ou três décadas, pois, observaremos uma alteração na matriz energética mundial, onde o petróleo passará por uma grande queda de produção e o mundo se voltará para novas fontes de energia e transporte. 9

10 Aplicações Móveis em Ferrovias: Teste seu Entendimento 1. Apesar da desestatização das ferrovias brasileira ocorrida a partir de 1996, quais problemas de infra-estrutura ainda impedem de elevar seus índices de produtividade? Bitolas de trilhos diferentes para cada ferrovia. Traçados 30% mais longos que os das rodovias. Velocidades médias de 23 km/h. Sistemas de comunicações ultrapassados. Todas as alternativas anteriores. 2. Modernas concessionárias de ferrovias têm implantado redes de comunicação baseadas em rádios digitais, que podem oferecer redução de custos e qualidade de serviço. Qual das afirmações abaixo não representa uma vantagem dessas implementações? Nenhuma das alternativas abaixo. Conformidade com padrão mundial e possibilidade de evolução tecnológica para agregar novos serviços. Acesso à rede celular para os passageiros. Baixo custo de implementação e operação, e integração de todos os serviços ferroviários dentro de uma única rede. Alta disponibilidade e garantia de qualidade da transmissão com altas taxas. 3. Qual ou quais tecnologias tem sido usadas para implementar as redes de comunicação nas concessionárias de ferrovias? TDMA/GSM. GSM/WCDMA/HSPA. CDMA/GSM. NGN/IP/GSM. 10