Poli desenvolve simulador de trem para a Vale

12th June 2017
Posted By : Enaie Azambuja
Poli desenvolve simulador de trem para a Vale

A Escola Politécnica da USP desenvolveu um novo simulador de trem para escoamento da produção da empresa brasileira Vale, uma das maiores mineradoras do País. O sistema, que é único do gênero no Brasil, será utilizado no treinamento de operadores de trem que transportam produtos das minas para portos nacionais.

Segundo o coordenador do projeto, Roberto Spinola Barbosa, do Laboratório de Dinâmica e Simulação Veicular (LDSV), o sistema utiliza modelos computacionais que simulam os movimentos dinâmicos de um trem – indica a posição espacial e fornece dados topográficos da região por onde passa.

O projeto do simulador teve início em 2008 e a terceira geração deverá ser entregue este ano com aperfeiçoamentos gráficos. O investimento foi da ordem de R$ 4 milhões. “A terceira versão do simulador está mais completa e com mais funcionalidades.

Toda a parte gráfica está sendo revista de forma a obter imagens com maior resolução para passar mais sensação de realidade aos maquinistas em treinamento”, disse o pesquisador.

Uma das principais inovações do simulador está na implementação do modo multiplayer ou multiusuário. “Agora, em vez do instrutor treinar os operadores ao longo de uma linha específica, é possível treinar o maquinista em uma malha ferroviária completa, com a presença de sinalização e de outros trens em várias linhas que se interconectam e que são operados por outros maquinistas em treinamento, simulando de forma integral o tráfego”, explica Barbosa.

Outra novidade é a conexão com a internet. Um instrutor de São Paulo pode treinar um maquinista que está em Vitória (ES) ou um profissional que está em Belo Horizonte (MG) pode programar e acompanhar uma simulação com um operador que está em Moçambique.

Três laboratórios da Poli atuam no projeto de desenvolvimento e aprimoramento do simulador: o Laboratório de Dinâmica e Simulação Veicular (coordenação), o Laboratório de Automação e Controle (LAC) e o Tanque Numérico de Provas (TPN). Os simuladores foram desenvolvidos com recursos da Vale e a propriedade intelectual é compartilhada – 50% da empresa e 50% da Poli.

São mais de mil quilômetros de linhas ferroviárias simulando as redes da Vale Carajás – que liga as minas de Carajás (PA) ao Terminal Marítimo de Ponta da Madeira, no Maranhão, e pelas quais são transportados minério de ferro, ferro-gusa, manganês, cobre, combustíveis e carvão; a linha férrea de Vitória (ES) à Minas – por onde é transportada a produção de minério de ferro do interior de Minas Gerais até o porto de Tubarão, no Espírito Santo, e também cargas para terceiros (carvão e produtos agrícolas); e uma linha em Moçambique, na África. A Vale tem simuladores em operação nas suas instalações em Vitória, Belo Horizonte, Carajás, São Luís (MA) e Moçambique.

Um conjunto de computadores funciona como central de comando. Nela, os instrutores da Vale fazem as configurações que desejam aplicar nas simulações a serem feitas pelos maquinistas, como conta Barbosa:

O instrutor programa os circuitos de treinamento, se haverá desvios para mudar de via, semáforos, animais na linha, escolhe o tamanho do trem, decide se haverá operações de encaixe para formação dos trens, que carga será transportada, sua quantidade, situações de emergência como a falha de um freio em trecho de descida, entre outras coisas.”

O simulador em si é uma cópia exata da parte interna de uma cabine da locomotiva: tem o painel e todos os comandos existentes em uma locomotiva, como acelerador e freio. Telas no que seriam as janelas mostram o cenário em 3D percorrido pelo maquinista no treinamento.

Há telas na frente, lateral e na parte traseira, cada uma mostrando as imagens de acordo com a perspectiva real que um maquinista teria numa cabine de verdade, permitindo uma visão 360 graus da imagem.

A topografia do cenário exibida é a que existe, de fato, nas regiões por onde passam as linhas férreas, e totalmente georreferenciada. As fotos para constituir as imagens que se veem nas telas foram tiradas de imagens de satélite similares às utilizadas no Google Earth.

É possível usar óculos especiais para ampliar a sensação da tridimensionalidade. Dessa forma, o operador pilota o trem em uma rede férrea que realmente existe, em condições de relevo plano ou montanhoso, como no mundo real.

Os sons do motor e até mesmo da buzina são iguais aos de um trem de verdade. Túneis, pátios de estacionamento e abastecimento, os terminais de chegada e saída dos portos: tudo está presente e é uma cópia digital do que se encontra no mundo físico.

É também possível sobrevoar o cenário e ver o trem se deslocando como se estivesse em um helicóptero. O maquinista pode estar parado no posto de abastecimento, por exemplo, e ver passar o trem que está sendo pilotado em treinamento”, afirma o pesquisador.

O instrutor possui o registro completo de todo o treinamento feito pelo maquinista no simulador: velocidade empregada e uso de freio e buzina. “O sistema de avaliação automática tira pontos na medida em que o maquinista em treinamento deixa de fazer algo.

Ele sabe as regras básicas de operação e verá o que deixou de cumprir, podendo aprimorar seu desempenho”, destaca. Como as simulações de cada operador de trem ficam armazenadas, é possível comparar a performance do maquinista de um ano para outro.

Além disso, o instrutor pode otimizar a operação a partir dos dados recolhidos na simulação e, por exemplo, sugerir ao maquinista menos uso de freio para economizar combustível. Outra grande vantagem, afirma o pesquisador, é a simulação de situações de risco ou emergência.

Segundo Barbosa, por enquanto, o simulador está sendo utilizado para as operações da Vale, mas poderá ter outras aplicações. “Podemos desenvolver um simulador para trem de passageiros ou para metrô. Precisamos de aporte financeiro para custear um projeto desse tipo”, finaliza.


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