Historia de Sistemas de Comunicacao Ferroviaria.pdf

Prévia do material em texto

INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES 
 
LICENCIATURA EM ENGENHARIA FERROVIÁRIA 
 
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIAS DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÕES 
 
SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO FERROVIÁRIA 
 
F41 
 
História dos Sistemas de Comunicação Ferroviária 
Discentes: 
Benildo Zunguze 
 
 
 Docente: 
Eng.º Inocêncio Zunguze 
 
 
 
Maputo, Agosto de 2020 
Índice 
1. Introdução .......................................................................................................... 2 
1.1. Objectivos....................................................................................................... 2 
1.1.1. Geral ........................................................................................................... 2 
1.1.2. Específicos .................................................................................................. 2 
1.2. Metodologia .................................................................................................... 2 
2. Início de comunicações ferroviárias .................................................................... 3 
2.1. Staff Eléctrico ................................................................................................. 4 
2.2. Incorporação das Novas Tecnologias na Comunicação Ferroviária.................. 4 
2.3. Surgimento do CTC ........................................................................................ 5 
2.4. Telefones Portáteis .......................................................................................... 6 
2.5. Rádio Solo Comboio ....................................................................................... 6 
2.6. Integração de GSM ......................................................................................... 7 
2.7. Comunicação ferroviária moderna .................................................................. 9 
2.8. Tecnologia sem Fio e Ferrovia ........................................................................ 9 
3. Conclusão ........................................................................................................ 10 
4. Referências Bibliográficas ................................................................................ 11 
 
 
 Página 2 
 
1. Introdução 
 
As ferrovias apareceram pela primeira vez, nos primeiros anos do século XIX, tendo 
sofridos inúmeras mudanças com o passar de tempo. Algumas mudanças significativas 
foram a passagem da tracção a vapor para tracção eléctrica ou a diesel; surgimento dos 
comboios de alta velocidade, (Soure, 2013). 
Porem, desde o surgimento das ferrovias até os dias actuais, elas sempre foram 
acompanhadas pelos sistemas de comunicação, que tiveram uma evolução directamente 
proporcional a evolução das ferrovias, desde os primeiros tempos, os sistemas de 
sinalização ferroviária iniciaram-se com o uso das bandeiras, sistemas telégrafos e de 
staff com forte presença humana, evoluíram para sistemas de sinalização semi-
automáticos e depois se tornaram totalmente automatizados, mas sempre tiveram em sua 
retaguarda um sistema de comunicações. Estes sistemas têm que se mostrar sempre 
confiáveis, disponíveis e seguros. 
1.1. Objectivos 
1.1.1. Geral 
 
 Falar da Historiados Sistemas de Comunicação Ferroviária. 
1.1.2. Específicos 
 
 Descrever o início de Sistemas de Comunicação Ferroviária; 
 Identificar as principais evoluções dos Sistemas de Comunicação Ferroviária; 
 Mencionar os principais motivos que conduziram a evolução dos Sistemas de 
Comunicação Ferroviária. 
1.2. Metodologia 
 
Para a realização deste trabalho utilizou-se diversos manuais relacionados com o 
conteúdo dos Sistemas de Comunicação nas Ferrovias. 
 
 Página 3 
 
2. Início de Comunicações Ferroviárias 
 
Estima-se que as comunicações nas ferrovias deram seu início desde o surgimento de 
um novo sistema telégrafo, laçado por Samuel Morse em 1844. A telegrafia eléctrica 
começou a dar seus primeiros passos em vários países, apesar do facto de que dez anos 
depois ainda era um sistema controverso, (Hernández, 2011). 
De outro lado, o transporte ferroviário vinha ganhando espaço a ponto de ser vista como 
meio de transporte de futuro e no Reino Unido, com essa expansão do transporte 
ferroviário, surgiu a necessidade de sinais de serviço não fossem exclusivamente 
ópticos, mas que fossem independentes de fenómenos atmosféricos que pudessem 
reduzir a visibilidade, e que fossem rápidos, quase instantâneos, dada a importância da 
rede e do tráfego das ferrovias existentes. Este telégrafo, já era eléctrico e 
exclusivamente para aplicações ferroviárias, porem se espalhou para o uso público 
ficando assim como um subproduto do sistema de sinalização e segurança ferroviária, 
(Neto, 2016). 
 
Figura 1: Telegrafo ferroviário. 
Fonte: Neto, 2016. 
A comunicação telegráfica utilizava o sistema Morse, era o único meio eficaz de 
estabelecer o bloqueio seguro da via entre os estacões, e este sistema de comunicação 
foi o indispensável e insubstituível “bloqueio telegráfico escalonado” que se estabelecia 
entre estacões vizinhas, (Hernández, 2011). 
 
 Página 4 
 
2.1. Staff Eléctrico 
 
Segundo Neto (2016), Staff (bastão) eléctrico é um aparelho electromecânica, 
controlado remotamente para licenciar o trem, necessitando para tal uma estação ou 
posto de licenciamento em cada extremidade do trecho, cada um equipado com porta-
bastões interligados entre si. O bastão em si é um cilindro de aço, apresentando 
saliências e tem gravado, em uma de suas extremidades, os nomes das duas estações 
delimitadoras do trecho em que será usado. 
 
Figura 2: Staff eléctrico. 
Fonte: Neto, 2016. 
2.2. Incorporação das Novas Tecnologias na Comunicação 
Ferroviária 
 
Segundo Hernández (2011), o inicio do século XX (período entre 1900-1960), as 
diferentes empresas ferroviárias europeias agregaram os novos meios de comunicação 
que iam surgindo, logo a telefonia foi agregada à já tradicional telegrafia, embora os 
equipamentos de telecomunicações encontrados nas estações ainda fossem escassos e 
primitivos, podendo ser encontrados desde manipuladores telegráficos até telefones 
magnéticos, também conhecidos como "escalonados", que vinham sendo utilizados 
desde 1900 para comunicações de segurança entre estações vizinhas. Em todas as 
estações existia um gabinete telegráfico. 
 Página 5 
 
Em 1900 começou a aplicação de sistema primitivo de comunicação telefónica 
escalonada, tendo sido complementado a partir de 1922 com a telefonia selectiva, 
(Hernández, 2011). 
Segundo Hernández (2011), à medida que o século XX avançava, as comunicações 
telefónicas não exclusivas de "segurança ou bloqueio" diversificaram-se e 
multiplicaram-se, pelo que foi necessário implementar um novo circuito bifilar 
denominado “troço”, que se estabelecia ao longo de toda a extensão da linha, mas que 
apenas “entrava”, ou tinha ligação, em estações importantes. Era um sistema "aberto" 
onde "todos" podiam se comunicar com "todos" e a ligação era feita por meio de um 
telefone magneto, usando códigos de toque longos e curtos. 
2.3. Surgimento do CTC 
 
 Quando em determinadas circunstâncias o pessoal era dispensado nas estações, os 
bloqueios de segurança e bloqueio de vias foram integrados numa única mesa, dando 
origem ao Controlo Centralizado de Tráfego ou CTC, (Neto, 2016). 
Segundo Hernández (2011), quando a densidade do tráfego ferroviário em uma linha 
passou a ser importante, surgiu a necessidade de implantar uma Central Reguladora que 
estabelecesse prioridades e “ordenasse” o tráfego, principalmente quando os incidentes 
não pudessem ser rigorosamente respeitados horários pré-estabelecidos, porem, este 
Centro Regulador ou Posto de Comando da linha não tinha responsabilidades na 
"segurança" da circulação, que continuava no pessoal das estações, e posteriormente nos 
diferentes sistemas de bloqueio e intertravamentoautomáticos. Sua função era 
coordenar e supervisionar a exploração. Para isso, foi disponibilizado um circuito 
adicional de cobre bifilar de 3 mm de diâmetro e um dispositivo popularmente 
conhecido como Western, fabricado pela Standard Eléctrica, empresa pertencente ao 
grupo ITT (International Telephone and Telegraph Co.). Por meio desse sistema, todas 
as estações da linha eram acessadas por meio de uma chamada selectiva 
individualizada, ou uma chamada geral feita por um código de pulsos codificados que 
era detectado pelo selector de cada estação. O sistema também era "aberto" e foi 
denominado "envio centralizado" ou "despacho atenuado" selectivo. 
 Página 6 
 
 
Figura 3: Paineis de Controle Centralizado de Trafego. 
Fonte: Neto, 2016. 
2.4. Telefones Portáteis 
 
 Começaram a ser usados na década de 1940, eram essenciais para os maquinistas e para 
o pessoal de manutenção das vias e instalações, pois permitiam a comunicação directa 
com o Posto de Comando e com as estações, (Soure, 2013). 
Em 19960 projectou se uma rede de rádio de ondas curtas e posteriormente instalada em 
estacões. O mau estado das linhas que dificultava, se não impedia, as ligações de longa 
distância, foi motivo pelo qual houve necessidade de rede de rádio de ondas curtas, 
(Soure, 2013). 
Segundo Hernández (2011), Nessa época a tecnologia mais recente baseava-se em 
válvulas electrónicas, capacitores, resistores, relés electromecânicos e cabos de cobre 
com isolamento de pasta de papel e revestimento de chumbo. As comunicações para o 
serviço geral não exigiam apenas a transmissão de voz, mas em muitos casos exigia que 
fossem escritas, razão pela qual o telégrafo clássico veio substituir, nos anos 50, uma 
nova forma de telegrafia: o teleimpressor. 
2.5. Rádio Solo Comboio 
 
Segundo Soure (2013), o sistema de comunicações Rádio Solo Comboio, é um sistema 
centralizado e devido a isso, qualquer comunicação em fonia carece de autorização 
prévia do Posto Regulador. As linhas ferroviárias estão divididas, sob o ponto de vista 
de regulação, em um ou mais sectores. Assim cada Sector de Regulação é responsável 
pela regulação de um troço de via. 
 Página 7 
 
As comunicações entre as Estações Base (EB – equipamento que faz a comunicação 
entre o comboio e regulador) e os Postos Móveis (PM – equipamento que se encontra 
no comboio para estabelecer a comunicação com o regulador), são feitas através de um 
grupo de frequências na banda dos 450 MHz, e cada sector possui 3 frequências de 
emissão e uma de recepção, (Soure, 2013). 
 
Figura 4: Radio Solo Comboio. 
Fonte: Soure, 2013. 
 
2.6. Integração de GSM 
 
A integração do GSM surge para tentar resolver a falta de comunicação entre os Postos 
de Comando Locais/Centros de Tráfego Centralizados com os Postos Móveis, nas 
linhas onde não existe cobertura de Rádio Solo Comboio. Assim, surgiu a ideia de 
integrar o GSM no Rádio Solo Comboio, utilizando uma das operadoras existentes da 
rede GSM (Figura 16). Com esta integração, a transmissão de dados passa de 1200 
bits/s para 9600 bits/s. Esta alteração é feita ao nível dos componentes do bastidor do 
Posto Móvel e na mudança para uma antena dual mode. Sendo assim, usa-se a mesma 
consola de fonia, e não é necessário efectuar novas furações, nem passar nova cablagem 
para o efeito. Em resumo, este desenvolvimento visou: 
 Dar ao PM acesso à rede pública de GSM, possibilitando a comunicação directa, 
em fonia, entre o Permanente de Tracção e Maquinista. 
 Aumentar a capacidade de transmissão de dados (SMS), passando a velocidade 
de transmissão de 1200 para 9600 bits. 
 Página 8 
 
 
Figura 5: Rádio Comboio com GSM integrado. 
Fonte: Soure, 2013. 
Esta capacidade adicional de transmissão de dados a 9600 bps, pode ser usada no Depot 
Management, que apresenta algumas vantagens relativamente à solução preconizada 
para o Rádio Solo Comboio, pois dispensa infra-estruturas e a velocidade de 
transmissão é oito vezes superior. Para se implantar estas novas facilidades é necessário 
reconfigurar o hardware e o algoritmo do Posto Móvel, como mostra a figura acima, 
(Soure, 2013). 
Segundo Soure (2013), em 1966 a UIC recomendou fortemente que as companhias 
ferroviárias tivessem sua própria rede de telecomunicações, independente das redes 
públicas comerciais (Reunião de Paris 1966). Nesse momento, a importância dos 
intertravamentos electrónicos deve ser destacada. Até a década de 1980, esse campo 
estava limitado ao campo dos intertravamentos de relé. 
Segundo Soure (2013), os intertravamentos são dispositivos, baseados em regras e 
procedimentos, que permitem a circulação ou estacionamento de trens em estações ou 
em rotas com condições de “segurança intrínseca” ou “fail safe”. No caso de alguma 
falha, a segurança foi aumentada através de técnicas mecânicas, eléctricas, electrónicas 
ou de engenharia da computação. Os "intertravamentos" eram considerados um tabu 
reservado aos especialistas da "segurança intrínseca", ou "fail Safe", e eram defendidos 
com unhas e dentes como reduto inexpugnável por esta guilda. 
 Página 9 
 
2.7. Comunicação Ferroviária Moderna 
 
Actualmente os sistemas de comunicação ferroviária encontram-se no estágio avançado, 
a expansão de comboio de alta velocidade, sendo o primeiro comboio de alta velocidade 
começado a operar no Japão em 1964, impulsionou na automação de sistemas de 
comunicação ferroviária, além da necessidade de aumento da capacidade de tráfego, 
(Neto, 2016). 
Segundo Neto (2016), os sistemas de comunicação modernos tiveram seu marco com a 
implantação do CTC – Controle de Tráfego Centralizado, depois com o ATC (Controle 
de Tráfego Automático) / ATS (Sistema de Tráfego Automático) e a seguir com o ATO 
– Operação de Tráfego Automático houve aumentos tanto da segurança quanto da 
capacidade de tráfego permitida para a via. Os sistemas de sinalização e controle de 
tráfego mais modernos, tais como as classes ATC (ATS) e ATO, são utilizados em 
ferrovias com maior volume de tráfego, como em linhas de metrôs e trens 
metropolitanos, pois permitem intervalos muito pequenos para transportar grandes 
volumes de passageiros. 
2.8. Tecnologia sem Fio e Ferrovia 
 
 As estradas de ferro que tem na carga sua principal actividade estão optando por 
sistemas de sinalização baseado em tecnologia sem fio, através do emprego de rádio ou 
GPS, já que o roubo de fios e equipamentos e como consequência, as frequentes 
interrupções de tráfego têm sido direccionadas a ferrovias para sistemas menos 
vulneráveis, (Neto, 2016). 
Segundo Hernández, (2011), enquanto a sinalização clássica controla os trens nos 
espaços entre sinais, a telemática utiliza o conceito CBTC, que é o Controlo de Trem 
Baseado em Comunicação. Este sistema de códigos e procedimentos padrões está 
baseado basicamente na obediência do maquinista às determinações da central de 
controlo operacional e no caso do desrespeito às regras dispositivos permitem acções 
como o bloqueio de combustível. 
 
 Página 10 
 
3. Conclusão 
 
Os sistemas de comunicações sempre estiveram a acompanhar a operação ferroviária 
desde seu surgimento, embora no princípio a comunicação era muito precária e se 
resumia em sinais feito pelos homens até o estágio em que se desenvolveu o telégrafo. 
A necessidade de garantir maior segurança de circulação, aumento de capacidade de 
tráfego ferroviário e surgimento das composições de alta velocidade, são os principais 
motivos que levaram á automatização dos sistemas de comunicações. 
O século XIX, foi marcado lançamento de telégrafo em 1844 e logo depois lançou-se o 
Staff eléctrico. Esses equipamentos foram tidos como indispensável, sendo chegou-se a 
mudar a estrutura inicial do telégrafo para um modelo que agregassem mais itens 
ligados a facilidade de comunicação ferroviária. 
O século XX, para a comunicação ferroviária, foi marcado pela integração de novas 
tecnologias,incluindo a comunicação sem fios. Telefones portáteis e rádio comboio 
começaram a serem usados como forma de preencher as lacunas que os sistemas de 
comunicação já existentes apresentavam. Nesse estágio já existia o Centro de Controlo 
Centralizado. 
Actualmente, as ferrovias adoptam Sistemas de Comunicação Ferroviária sem Fios e 
parcial ou totalmente automatizados. A automatização da Comunicação Ferroviária 
inclui a aplicação de ATCs, CTCs, ATOs que se aliam a CBTC para facilitar e a 
comunicação. 
 
 Página 11 
 
4. Referências Bibliográficas 
 
Hernández, J. M. (2011). Las Telecomunicaciones y el Ferrocarril. Madrid: Fundación 
de los Ferrocarriles Españoles. 
Neto, J. P. (2016). Apostila de Ferrovias. UNIOESTE. 
Soure, J. A. (2013). Implementação do Sistema GSM-R na Rede Ferroviária Nacional-
Projecto Piloto. Coimbra.