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Treni e vetture sotto controllo con l’IoT

Dalla testimonianza di Emanuela Casalini, Barcode specialist di GS1 Italy, l’importanza degli standard nel progetto realizzato dalle ferrovie finlandesi che permette di controllare e monitorare il trasporto su rotaia. Case history presentata in occasione del workshop sull'Industrial IOT dell’Osservatorio IOT del Politecnico di Milano

Emanuela Casalini, Barcode Specialist, GS1 ItalyTutti noi abbiamo a che fare quotidianamente con i codici a barre, ma magari non tutti sappiamo che queste “etichette intelligenti” fanno riferimento a GS1 così come forse non tutti abbiamo idea di quanto sono importanti e soprattutto numerosi i campi di applicazione degli standard GS1, oltre a quelli ben noti, collegati al mondo retail.

Un esempio significativo al riguardo arriva dal mondo delle ferrovie e in particolare dalla Finlandia dove è stato sviluppato un progetto di monitoraggio e di manutenzione programmata sulla rete ferroviaria e sul materiale rotabile strutturato su apparati che si rifanno ai parametri GS1. Un progetto molto importante che aveva l’obiettivo di rilevare lo stato di salute del materiale rotabile con la identificazione automatica della vettura e del treno.

Per affrontare la natura e la logica di questo progetto è necessario premettere che il grande tema della comunicazione tra gli oggetti che sta alla base delle applicazioni IoT è quello degli standard. Per questa ragione Emanuela Casalini, Barcode specialist di GS1 Italy sottolinea, in occasione del workshop dedicato all'Industrial IoT organizzato dall’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano,  l’importanza centrale degli standard internazionali e sottolinea il ruolo di GS1 nella loro definizione, impostazione e implementazione a livello internazionale e così come anche l’importanza del processo di impostazione delle attività di lettura e codifica dei dati. Ed è proprio il rispetto degli standard che sta alla base di qualsiasi processo di tracciabilità, ovvero di relazione con tutte le componenti che attengono a un rilevamento.

GS1 GIAI

Casalini precisa innanzitutto che la logica di base per gestire la comunicazione tra “oggetti” sta nel rispetto di tre passaggi fondamentali: identify, capture e share. La fase della identificazione deve fare riferimento in modo univoco a varie tipologie di unità per cui esistono chiavi numeriche costruite secondo regole standard ben definite e utilizzabili internazionalmente. C’è poi il tema della “rilevazione” o capture, ovvero delle soluzioni di lettura dei dati che fanno riferimento a strumenti di lettura come barcodes,  Epc-Rfid (anche questi generati nelle logiche dello standard). E infine il tema della adesione agli standard diventa assolutamente centrale nella terza fase, quella della share o condivisione delle informazioni tra attori diversi.

Nel progetto delle ferrovie finlandesi presentato da Emanuela Casalini ciascun veicolo è identificato da un codice definito come Giai (chiave numerica GS1 per l’identificazione degli asset individuali), ovvero da una serie numerica che identifica sia l’azienda sia l’asset specifico, ad esempio una vettura o la motrice. Questo codice Giai viene poi veicolato tramite tag RFID. Nel progetto specifico due di questi tag sono posizionati su ogni vettura.

Lungo il percorso sono stati collocati dei punti di lettura e delle business location. Il punto di lettura è il luogo in cui avviene fisicamente la lettura dei dati e sono costituiti da lettori RFID lungo i binari. Ciascuno di questi punti dispone di un identificativo sGln, vale a dire un’altra chiave numerica che ha lo scopo di identificare il luogo fisico. In questo modo l’sGln identifica chiaramente sia la posizione del punto di lettura sia la linea o il binario. Infine la business location rappresenta il luogo in cui si prevede si trovi il treno dopo che è stata effettuata la rilevazione.

Su questa struttura logica per la raccolta dei dati si innesta la problematica legata al ruolo di GS1 per la definizione di un linguaggio di comunicazione che rispetti gli standard.

Il dialogo tra gli standard

Il posizionamento di un RFID Detector relativo al progetto di monitoraggio delle ferrovie Finlandesi

Il tema nasce dal fatto che in Finlandia questo tipo di rilevazioni fanno riferimento allo standard Wtms (Wayside Train Monitoring System) specifico per la misurazione dei parametri relativi al poisizionamento e al controllo del  materiale rotabile e per una serie di variabili come la misurazione della temperatura, della forza di compressione, dell’acustica oltre ai guasti veri e propri, attraverso telecamere e sensori tarati per individuare e segnalare eventuali fattori di criticità, .

I sistemi Wmts tradizionali non consentivano di salvare i dati rilevati e permettevano solo alcuni tipi di intervento. Ad esempio a fronte di un allarme critico il treno veniva “semplicemente” fermato per un intervento umano che doveva individuare il problema e provvedere alla riparazione. Con l’intervento degli standard GS1 e con le applicazioni di lettori RFID si è aperta una forma di comunicazione più “interattiva”. Con questa soluzione innanzitutto i dati sono immediatamente associati a ciascun veicolo o a ciascuna vettura, si attiva uno scambio dati tra sistemi e tra operatori, i dati generano un flusso che può essere impiegato per analisi statistiche  che forniscono preziose informazioni per la manutenzione preventiva.

Non ultimo la soluzione RFID – GS1 permette anche la identificazione automatica dei veicoli stessi e in funzione dei tag presenti sui mezzi consente di disporre di una visione dell’ordine dei veicoli oltre alla rilevazione di eventuali verifiche per tag rotti o mancanti.

Il ruolo di EPCS

Per la condivisione dei dati si fa poi riferimento allo standard EPCIS che permette di dare vita a una tracciabilità completa su tutte le componenti della filiera. In particolare EPCIS permette di mappare le 4 informazioni basilari per ciascun passaggio vale a dire: what, where, when, why sulla base di una logica sequenziale. Nella rappresentazione di questo processo What identifica l’oggetto considerato nell’evento, sostanzialmente il veicolo che viene letto dal codice Giai; When: il momento preciso dell’evento, che può corrispondere al momento esatto in cui il veicolo viene rilevato e ne viene registrato il passaggio; Where: ovviamente il luogo in cui si trova il treno nel momento in cui viene rilevato: il punto di lettura e la business location, identificati attraverso i codici sGLN; e infine Why: il contesto in cui avviene l’evento (il treno sta partendo da un luogo, o vi sta arrivando o ne è stato registrato il passaggio), la disponibilità del mezzo, o altre informazioni (come l’origine e la destinazione del treno e i veicoli che compongono il treno stesso)

Con questa soluzione, si ottiene la garanzia di una corretta composizione del treno, la lettura automatica dei mezzi che lo compongono, un flusso di informazioni per la gestione degli interventi di manutenzione con vantaggi legati alla riduzione degli incidenti, alla riduzione dei costi di manutenzione e all’aumento della sicurezza e della durata del materiale rotabile

Il valore dello standard GS1 è quello di rendere questa soluzione interoperabile tra diversi paesi aprendo una serie di opportunità in termini di verifica e valutazione dei dati stessi.

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