A Sysfer investiu na concepção e no desenvolvimento de uma ferramenta de software para simular a dinâmica operacional envolvendo a circulação de trens em via singela não sinalizada. O software foi projetado e estruturado através da linguagem de modelagem UML (Unified Modeling Language), e construído sobre o banco de dados MS SQL Server Express (freeware) em linguagem T-SQL. A estrutura do software está organizada em componentes distintos, os quais, por sua vez, agregam funções específicas para a geração dos insumos, da parametrização da própria simulação, e dos produtos finais, conforme apresentado na figura abaixo.
Figura 1 – Componentes do software
O componente Malha é o responsável pela persistência e manutenção dos objetos de via necessários à configuração de toda a malha ferroviária, ou seja: trechos, subtrechos, pátios de manobra/classificação, pátios e suas linhas de cruzamento, seções de via entre pátios, chaves, limites de pátios, dentre outros objetos.
A Geometria é o componente cuja principal função é registrar as características físicas da via permanente (curvas, rampas, obras de arte, passagens em nível, etc.), assim como, registrar as velocidades máximas autorizadas (VMA) variáveis em determinados segmentos de via, sejam por restrições de ordem operacional ou regulamentar (arbitrária).
A Lotação corresponde à definição da configuração e da frequência dos trens-tipos devidamente alinhada com as perspectivas de demandas em horizontes de tempo. Para cada trem-tipo registrado são calculadas as taxas de aceleração e de frenagem, as quais agregadas com as restrições de velocidade da via, possibilitam a criação de um itinerário detalhado compreendendo os tempos médios de percurso específicos tanto para os casos de parada para cruzamento como de passagem direta. Para o cálculo dos tempos são empregados métodos criados a partir de conceitos extraídos da cinemática (área de conhecimento da mecânica).
Os componentes supracitados constituem-se como pré-requisitos para a simulação da circulação de trens. Todavia, a execução deste processo prescinde ainda da definição de Parâmetros, cujo objetivo é controlar e restringir sua execução. Segue relação dos parâmetros de maior relevância:
- Iterações – número de repetições do processo de simulação
- Duração – tempo total de processamento a ser consumido por cada processo
- Warmup – tempo inicial necessário para a estabilização da simulação;
- Blackout – tempo médio diário de manutenção da via;
- Eficiência operacional – percentual de dias do ano efetivamente operacionais
- Intertravamento – indica o tipo de comportamento: estático ou dinâmico
- Headway – intervalo mínimo entre trens consecutivos
- VMA – velocidade máxima autorizada padrão
- Prioridade – indica a verificação de prioridade para o cruzamento de trens
- Transição – indica o modo de operação de um trem inter-subtrecho
O Gráfico de Horário de Trem – GHT, é um dos principais produtos gerados pelo processo de simulação, e está disponível em planilha eletrônica conectada diretamente ao banco de dados através de uma interface de dados. De acordo com a parametrização, este GHT pode refletir todo um trecho ou apenas um determinado subtrecho.
Figura 2 – Gráfico de Horário de Trem segmentado por subtrechos
Indicadores de desempenho são apurados com base em data marts gerados a partir a base de dados transacional resultante do processo de simulação. Os principais indicadores de desempenho de trens, atualmente, disponíveis são os seguintes:
- Trem hora total e parado
- Transit time e ciclo estradal
- Eficiência energética
- Capacidade nominal por trecho/subtrecho
O software possui, também, aplicabilidade em projeções de cruzamento a partir de uma visão instantânea da circulação de trens importada de um outro sistema, e mantem uma base histórica de dados transacionais, contra a qual podem ser executados futuros procedimentos de extração, transformação e carga de dados para novos data marts.