Tecnologie Degli is e Della Gestione Del Traffico Ferroviario

Appunti di

“Tecnologie degli impianti di sicurezza e della

gestione del traffico ferroviario”

A cura di

Francesco Murolo

Sebastiano D’Avanzo

Indice

1. Principi generali di sicurezza ferroviaria ....................................................................................2

2. Tecnica della circolazione su rotaia................................................................................................4

2.1. Distanziamento dei treni ..................................................................................................................4

2.2. Segnalamento ....................................................................................................................................13

2.3. Apparati Centrali..............................................................................................................................14

2.4. Sistemi per la protezione della marcia del treno...................................................................18

2.5. La guida automatica dei treni .....................................................................................................19

2.6. Gestione della circolazione............................................................................................................20

3. Ulteriori obiettivi per la sicurezza ................................................................................................22

4. Bibliografia ................................................................................................................................................24

Tecnologie degli impianti di sicurezza e della gestione del traffico ferroviario

Tecnologie dei sistemi di trasporto 2

1. Principi generali di sicurezza ferroviaria

Si può affermare che le ferrovie abbiano rappresentato il primo sistema di trasporto che abbia

raggiunto velocità ed affollamenti tali da rendere indispensabile che venissero stabilite e

rispettate rigorose norme di Sicurezza.

Oggi molti concetti che siamo abituati a considerare come ferroviari, quali quelli relativi al

segnalamento ed al blocco, sono riscontrabili anche nella circolazione stradale od addirittura in

quella aerea

La caratteristica fondamentale del trasporto ferroviario risiede nel vincolo della traiettoria che

la via impone al veicolo: il trasporto ferroviario è infatti un trasporto a guida vincolata. La

funzione di guida non viene svolta dal conducente, come nei veicoli a guida libera, ma dalla via.

La velocità elevata ed il vincolo della traiettoria impongono una regolazione della marcia non

basata sulla visibilità dello spazio da percorrere ma su sistemi di segnalamento che forniscono le

informazioni sullo stato della via e sulla velocità da tenere per garantire una marcia in sicurezza.

La marcia del veicolo deve essere basata su informazioni che vengono trasmesse da terra a

bordo indipendentemente dalla percezione diretta degli ostacoli da parte del conducente. Gli

impianti di sicurezza e segnalamento sono preposti a questa funzione di trasmissione.

Il binario è quindi attrezzato con impianti tecnologici che svolgono le funzioni di

trasferimento di informazioni per il comando, il controllo e la regolazione della marcia.

In ogni sistema di trasporto si riconoscono due distinti gruppi di condizioni di sicurezza:

1. quelle riguardanti la sicurezza del moto di ogni singolo convoglio (affidabilità del

dispositivo);

2. quelle relative alla sicurezza del moto di ciascun convoglio posto in relazione alla

contemporanea circolazione sulla stessa sede di altri convogli dello stesso tipo o anche di

tipo diverso (sicurezza e regolarità della circolazione).

La sicurezza del singolo convoglio è ovviamente funzione della sicurezza della via e della

sicurezza dei veicoli costituenti il convoglio.

La sicurezza relativa alla circolazione di più convogli è regolata da un complesso di norme e

procedure atte a garantire che un convoglio si inoltri su di un determinato tratto di binario solo

quando il tracciato da percorrere sia libero da altri treni, o manovre, ed a garantire altresì che,

mentre il treno considerato lo percorre, il tratto stesso di binario non possa insidiato dal moto di

altri treni o anche solo di manovre.

I tre fattori fondamentali che concorrono alla Sicurezza della circolazione sono



sostanzialmente:

1. Le attrezzature tecnologiche.

2. Le regole e le procedure da osservare.

3. Il fattore umano.

Attitudini e competenze sono il patrimonio fondamentale del fattore umano, che concorre, in

sinergia col fattore tecnologico e il fattore normativo, al rispetto dei vincoli di sicurezza

dell’esercizio ferroviario.

Il raggiungimento di elevati standard di sicurezza nel trasporto ferroviario è stato da sempre

obiettivo primario di ogni Impresa ferroviaria,sia in termini di salvaguardia di vite umane sia di

immagine nei confronti dell’opinione pubblica, sempre profondamente scossa dai fortunatamente

rari incidenti che assumono connotazioni catastrofiche. Lo standard elevato è

contestualmente:affidato :

- alla sempre migliore qualità delle apparecchiature impiegate;

- allo scrupoloso rispetto di norme e regolamenti;

- alla corretta osservanza di procedure e comportamenti;

- alla preparazione e al costante aggiornamento professionale del personale;

- ad una efficiente programmazione dei cicli manutentivi.

Nel campo degli impianti ferroviari di sicurezza e segnalamento è antica tradizione il non

accontentarsi di una sicurezza probabilistica, legata all’affidabilità del dispositivo, anche se

molto elevata.

Ciò è conseguenza del fatto che esiste in ferrovia la possibilità, non esistente in altri sistemi di

trasporto, di ripiegare su di una condizione di sicurezza assoluta: quella di tutti i treni fermi.

L’esistenza di una tale possibilità consente di non attardarsi a conoscere quali siano le

probabilità che un organo qualsiasi del complesso realizzato possa guastarsi ma di cercare

piuttosto di essere sicuri che un qualsiasi guasto non possa che provocare il passaggio ad una

situazione di maggiore sicurezza, in quanto più limitativa per la circolazione, fino a raggiungere,

al limite, il completo fermo di tutti i treni circolanti nella tratta interessata dal guasto.

Con l’utilizzo sempre più spinto di tecnologie innovative è completamente cambiato

l’approccio al problema Sicurezza. Fino a una decina di anni fa, si avevano molti uomini, poche

tecnologie e complesse regole.

Elevare gli standard tecnologici consente di migliorare le prestazioni degli apparati di

Sicurezza e di eliminare o almeno minimizzare gli effetti di ogni possibile errore umano.



L’uomo però è sempre al centro del sistema della sicurezza ferroviaria, sia se gli standard

tecnologici sono bassi (l’uomo li integra con il suo operato), sia se essi sono elevati (l’uomo li

controlla o vi supplisce in caso di guasto).

Tecnologiche

Regole

Uomo

Sicurezza

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

anni20001900 1950 1970

Fig 1. – Evoluzione dei fattori della sicurezza nel tempo.

Oggi la situazione e completamente ribaltata: esistono tecnologie complesse, pochi uomini e

regole sempre più semplici.

D’altro canto vi è la consapevolezza che quando più la tecnologia supporta l’uomo tanto

meno l’uomo è capace di far funzionare la macchina quando i dispositivi tecnologici vengono

meno.

Deve essere, perciò, previsto un momento di riflessione e ripensamento della organizzazione

del lavoro in funzione dell’impatto sull’azienda sia in termini di modifiche delle attività sia in

termini di ruoli e profili professionali che sono richiesti per le operazioni di gestione

dell’Esercizio e dell’ ordinaria manutenzione predittiva e correttiva.

2. Tecnica della circolazione su rotaia.

La tecnica della circolazione su rotaia tende a disciplinare il movimento dei treni in linea

(distanziamento, precedenze, regolazione degli incroci) e nelle stazioni (itinerari di ingresso, di

partenza, manovre ed istradamenti) con l’utilizzo di impianti e di norme (precise e chiare) atti a

far sì che ciascun convoglio circoli regolarmente sul binario assegnatogli e non incontri altro

convoglio fermo o in movimento sullo stesso binario o su binario intersecante.

Nel seguito saranno trattati il distanziamento dei treni, il segnalamento, gli apparati centrali, la

gestione della circolazione ed i nuovi sistemi tecnologici per il controllo della marcia dei treni.

2.1. Distanziamento dei treni

La marcia in sicurezza dei convogli ferroviari si realizza quando gli stessi sono tra loro

opportunamente “distanziati”, e cioè quando due o più treni in marcia sono distanziati da un

intervallo di tempo o di spazio tale che, in relazione alla velocità e alla direzione di marcia, non



si determini il pericolo di interferenza tra i relativi movimenti.

Il distanziamento dei treni è stato attuato con i regimi del bastone pilota, dell’intervallo di

tempo, ed a spazio.

A P A P

Fig 2. – Movimenti di treno in linea.

A: movimenti da segnale di protezione fino a segnale di partenza, che si

svolgono interamente nell’ambito di ciascuna stazione.

P: movimenti da segnale di partenza di ciascuna stazione fino a segnale di

protezione della successiva, che si svolgono in parte nell’ambito della

stazione e in parte in piena linea.

A P

s l

Fig 3. – Movimenti di arrivo (A) e di partenza (P).

– per i movimenti A, al percorso del treno dal segnale di protezione al

segnale di partenza, sull’itinerario di stazione.

– e per i movimenti P, al percorso del treno dal segnale di partenza della

stazione fino al segnale di protezione della successiva, sull’itinerario di

stazione (s) e sulla piena linea (l).

Il primo sistema utilizzato per licenziare i treni fu quello del distanziamento a tempo: un

secondo treno veniva inoltrato solo dopo trascorso un certo tempo dalla partenza del treno

precedente.

Il sistema era completato da norme di sicurezza per i treni accidentalmente fermi in linea o

all’ingresso delle stazioni.

La sicurezza rimaneva quindi fondata sulla presunzione che venisse rispettata la regolarità

dell’esercizio ferroviario.

Il distanziamento a tempo fu abolito nel 1923.

I sistemi di distanziamento a spazio fondati sul criterio che, a mezzo di scambio di



comunicazioni tra posti distanziatori, sia garantito che tra due punti di distanziamento successivi

non si trovi mai più di un treno per volta.

AB

BC

CD

DE

AB

CD

BC

ABAB

AB

BCBC

CD

CD

DE

DE

A

B

C

D

E

AB

AB Consegna del

bastone

Presentazione del bastone

Fig 4. – Circolazione con bastone pilota.

2

B

C

D

E

4 6

15' 10' 15'

A

Fig 5. – Circolazione con distanziamento a intervallo di tempo.

A

B

2 4

Fig 6. – Distanziamento a intervallo di spazio.

È il sistema attualmente più utilizzato su tutte le reti ferroviarie.

Un tratto di binario o sezione di blocco non può essere percorso da un treno se il treno che lo

ha preceduto non lo ha abbandonato completamente.

Se tra due stazioni successive vengono individuate più sezioni di blocco, su ciascuna di essa,

simultaneamente, può circolare un solo treno per volta.

Si determina allora il “sistema” in base al quale al termine di ciascuna sezione può essere

arrestato (bloccato) un treno, in attesa che si liberi la sezione successiva impegnata da un

precedente convoglio.

Ogni sezione svolge, pertanto, la funzione elementare del “distanziamento a spazio”



mediante il “sistema di blocco” in cui è inserita.

Due regimi sono alla base del distanziamento a spazio: il regime del giunto e del consenso.

Il regime del giunto è utilizzato in caso di guasto di alcuni sistemi di blocco elettrico. Serve

per accertare se la tratta fra la propria stazione e quella successiva (anche non abilitata ovvero

presenziata da agente con funzioni di “Guardablocco” o “Agente di Guardia”) è libera da treni.

L’agente chiede al quello della stazione successiva se il treno precedente è giunto nel proprio

impianto. La richiesta, a seconda dei casi, viene fatta verbalmente o con apposito dispaccio.

Qualora il treno sia giunto completo, l’agente della stazione successiva risponde con il

dispaccio: “ … TRENO … GIUNTO”.

Tale sistema è utilizzato anche dal DCO (Dirigente Centrale Operativo) o dal DPC (Dirigente

Posto Centrale) nelle linee o tratti di linea telecomandati per accertare la libertà della tratta in

caso di blocco guasto o movimenti a via impedita nei posti satellite.

Il sistema di segnalamento fornisce l’indicazione dello stato di libertà o di occupazione di

ciascuna sezione di blocco.

Quindi i segnali (principali) proteggono le sezioni di blocco e sono disposti all’inizio di

ciascuna di esse. I sistemi di segnalamento possono essere a due o a tre aspetti.

Nei Sistemi di segnalamento a due aspetti ciascun segnale principale può assumere due aspetti

(verde e rosso) corrispondenti allo stato di libertà o di occupazione della sezione a valle. Prima

del segnale, a distanza sufficiente per la frenatura vengono disposti i segnali di avviso. Essi

possono assumere l’aspetto verde o giallo in funzione dell’aspetto del segnale successivo:

assumono l’aspetto verde se il successivo segnale è verde, l’aspetto giallo se il successivo

segnale è rosso.

RGVV

Segnale Principale

(I° Cat.)

Segnale

Avviso

Segnale

Avviso

Segnale Principale

(I° Cat.)

R

Segnale Principale

(I° Cat.) + Avviso

a)

b)Segnale

Principale

(I° Cat.) + Avviso

V

Segnale Principale

(I° Cat.) + Avviso

G

Fig 7. – Sistemi di segnalamento.

Riducendo la lunghezza della sezione di blocco aumenta la densità di segnali lungo la linea e



si riduce la distanza tra il segnale di avviso ed il segnale principale della sezione precedente. Una

soluzione più conveniente si ottiene eliminando il segnale di avviso e trasferendo questa

funzione al segnale principale (sistemi di segnalamento a tre aspetti: rosso, giallo e verde).

Questi svolge sia la funzione di protezione della sezione a valle del segnale stesso, sia la

funzione di avviso dell’aspetto del successivo segnale di I categoria. Ogni segnale assume tre

aspetti.

Alla fine della Guerra Mondiale 1939-1945, con la ripresa della circolazione ferroviaria, i

vecchi sistemi, previsti per garantire il corretto distanziamento dei treni, erano già stati superati.

Non si usava più né bastone pilota, né distanziamento ad intervallo di tempo. Tramite dispacci

registrati (telegrafici o telefonici), in ciascun binario di ogni tratta fra stazioni o posti di

movimento era ammessa la circolazione di un solo treno. Inoltre il regime di distanziamento non

era più l’antico sistema del giunto, ma quello del consenso.

In altre parole l’avvio di un treno in una tratta era ammesso solo dopo la richiesta e la

conferma della liberazione della tratta da parte del treno precedente.

Per rendere tale regime più rapido e meno legato all’attenzione e alla diligenza del personale

addetto furono installati appositi strumenti di blocco forniti di maniglie, pulsanti e avvisatori

ottici e acustici. Tali strumenti, ubicati agli estremi di ogni tratta, tramite le linee telefoniche

esistenti, venivano tra loro collegati e alimentati con batterie di pile o di accumulatori.

Essi, a funzionamento manuale, furono inizialmente di tipo Cardani. Se, per esempio, nella

tratta tra A e B un treno doveva partire da A verso B, il guardia blocco di A doveva chiedere il

consenso a quello di B. Quest’ultimo lo poteva concedere ad A solo con la sezione di blocco

libera, cioè con il treno precedente ormai giunto in A. Per rendere sicuro il sistema furono

installati dispositivi (circuiti di binario o pedali) azionati dal treno stesso.

La successiva evoluzione tecnologica degli anni ‘60 consistette nella sostituzione degli

strumenti Cardani con gli strumenti tipo FS. I primi funzionavano mediante elettromagneti, i

secondi con veri e propri relè del tipo a piastra e contropiastra.

Non trascorsero molti anni che nelle linee elettrificate e a maggior traffico furono introdotti il

sistemi di blocco automatico (BA), nei quali ciascuna tratta, suddivisa con una successione di

circuiti di binario, coincide con sezioni di blocco, ciascuna di 1.000-1.500 metri di lunghezza.

I circuiti di binario sono dispositivi che segnalano la presenza di un rotabile su di un tratto di

binario: consentono agli apparati di valutare se un tratto di binario è libero od occupato.

Nella logica costruttiva degli apparati di sicurezza e segnalamento, consentono:



- bloccamento dei deviatoi

- l’accertamento della libertà della via

- il bloccamento e la liberazione degli itinerari

- l’occupazione dei segnali, ecc..

Il circuito è realizzato utilizzando come conduttori le rotaie.

Collegando le due rotaie del binario ad una sorgente di forza elettromotrice e chiudendo il

circuito su uno strumento di misura si ottiene la circolazione di una corrente elettrica attraverso

le due rotaie.

Relè

TA TR

Relè

TA TR

CdB libero CdB occupato

Fig 8. – Cdb.

Il transito di un veicolo sul binario mette in contatto elettrico le due rotaie e interrompe la

corrente nel tratto di circuito su cui è inserito lo strumento di misura. Lo strumento di misura

rileva pertanto la presenza del veicolo sul binario.

COD 75

COD 120

COD 180

COD 270

50 Hz

0,8 s

0,5 s

0,3 s

0,2 s

50 Hz

50 Hz

50 Hz

Fig 9. – Codici.

Di norma i circuiti di binario (cdb) sono circuiti in corrente alternata. In questa tipologia

troviamo due tipi:

- I cdb a correnti fisse: la corrente viene fatta circolare senza interruzione.

- I cdb a correnti codificate: la corrente viene interrotta più volte al minuto a seconda

dello stato di occupazione e delle informazioni da trasmettere a circuito libero. La

corrente viene interrotta 75, 120, 180 o 270 volte al minuto, generando così quattro



diversi codici, appunto chiamati COD 75, COD 120, COD 180 e COD 270.

Per la separazione elettrica fra circuiti di binario limitrofi e per garantire la continuità del

circuito di ritorno della TE fu necessario installare rispettivamente giunti isolanti e connessioni

induttive.

parte logica

xx

x

tachimetro

freno

ripetizioni

ottichee

acustiche

rotaia

rotaia

Fig 10. – Rappresentazione schematica di un complesso di

ripetizione dei segnali in macchina e di regolazione della marcia

Nella rete ferroviaria delle FS il primo sistema di BA è stato quello eletto a correnti fisse, cioè

alimentato a corrente alternata a 50 Hz, successivamente si passò ai sistemi a correnti codificate

con interruzioni cadenzate della stessa corrente, secondo i codici 75-120-180-270. Pertanto,

tramite captatori, veniva data la possibilità di ottenere, nella cabina di guida del mezzo di

trazione, la ripetizione dell’aspetto del prossimo segnale.

Infine il sistema di BA a correnti codificate rese possibile la frenatura automatica del treno nel

caso di mancato riconoscimento da parte del macchinista di un codice più restrittivo e nel caso di

supero di un segnale al rosso.

Nelle nuove linee attrezzate per la circolazione dei treni ad Alta Velocità AV ovviamente si

resero necessarie varianti tecnologiche legate a più elevati spazi di frenatura e alla necessità di un

maggiore distanziamento dei treni. In pratica fu aumentato il numero dei codici utilizzando due

distinte frequenze portanti; cioè a 178 Hz oltre che a 50 Hz, ottenendo di elevare il numero degli

stessi codici da 4 a 9.

Quanto ai sistemi di codificazione e di riconoscimento dei codici, si è passati dai sistemi a relè

all’adozione di circuiti elettronici.

Intorno agli anni ‘80, nelle linee a scarso traffico, principalmente a semplice binario, inserite

nei sistemi di telecomando CTC, fu anche introdotto il Blocco conta assi Bca; esso rispondeva a

criteri di maggiore economicità in quanto non richiedeva circuiti di binario in linea.

Il principio di funzionamento è il seguente:



- 2 Punti di conteggio costituiti ciascuno da 2 pedali elettronici ad alta frequenza.

- Tali pedali inviano informazioni di occupazione, di passaggio di ciascun asse e di

direzione del treno ad un Apparato di conteggio (per alcuni tipi sono 2), situato in

stazione che paragona il numero degli assi entrati ed usciti; in tal modo determina la

condizione di blocco occupato o libero materializzata nel pilotaggio di 2 relè di blocco

e 1 relè di controllo.

I vantaggi di tale regime consistono in:

- assenza di sezionamenti della rotaia;

- economicità, basso numero di apparecchiature.

Gli svantaggi consistono in :

- assenza di controllo della continuità della rotaia;

- impossibilità della ripetizione a bordo dei segnali.

Capostipite dei sistemi di comando a distanza della circolazione, il sistema di Comando

Centralizzato del Traffico (Centralized Traffic Control: CTC) consente di realizzare da un Posto

Centrale il telecomando e la supervisione di un elevato numero di stazioni e fermate non

presenziate.

A B C D

POSTO CENTRALE

DI COMANDO

COD. DECO.

INVIO

COMANDI

ARRIVO

COMANDI

BLOCCO AUTOMATICO

BLOCCO AUTOMATICO

BLOCCO AUTOMATICO

APPARATO CENTRALE

COD. DECO.

APPARATO CENTRALE

COD. DECO.

APPARATO CENTRALE

COD. DECO.

APPARATO CENTRALE

COD. DECO.

Fig 11. – Schema di un impianto di CTC.

Posto centrale

Sistema di Trasmissione

Posto Periferico 1

Posto Periferico 2

Posto Periferico n

Fig 12. – Schema di principio di un impianto di CTC.

Il CTC consente di:



- ridurre i costi di esercizio non presenziando in modo temporaneo oppure permanente

le stazioni;

- migliorare la regolarità dell’esercizio ferroviario regolando in modo tempestivo la

circolazione dei treni in ampie tratte, mediante telecomando impartito da un singolo

posto operativo facente capo al Dirigente Centrale oppure ad un Dirigente Centrale

Operativo.

Il sistema CTC può essere schematicamente rappresentato come tre sottosistemi principali:

- Il Posto Centrale: è il fulcro del sistema ed è il luogo dove risiedono tutte le

apparecchiature per l’elaborazione dei dati, Server di elaborazione, Postazioni

operatore e quanto necessario per la gestione dei dati di circolazione e per fornire tutte

le funzionalità necessarie per la supervisione del traffico ferroviario.

- Il Sistema Trasmissivo: consente la comunicazione tra Posto Centrale e Posti Periferici

ed è costituito dai mezzi trasmissivi e dai front end di comunicazione.

- I Posti Periferici: consentono l’interfacciamento con gli apparati ACEI o ACC

dislocati nelle stazioni controllate.

L’impianto è stato adottato sulle linee delle ferrovie locali prima in concessione da parte dello

Stato ed oggi affidate alla Amministrazioni regionali.

Il sistema richiede di attrezzare la linea con un impianto di blocco a funzionamento

automatico: la sicurezza dell’esercizio è garantita dagli apparati centrali e dal blocco automatico

BA.

L’ultimo in ordine di tempo dei sistemi di blocco o di distanziamento a spazio è il blocco

radio.

La funzione del blocco radio è espletata dal sistema ETCS L2 (European Traffic Control

Sistem Livello 2) in maniera integrata con le altre funzioni del sistema stesso (segnalamento in

cabina di guida e controllo della marcia del treno).

Il distanziamento dei treni avviene per mezzo di Autorizzazioni al Movimento MA trasmesse

via radio al treno dal Radio Block Center RBC.

La MA è relativa ad una tratta costituita da una o più sezioni e sostituisce le informazioni

trasmesse a mezzo dei segnali luminosi di I categoria, non previsti in genere sulle linee esercitate

con tale regime ed è sempre assegnata dal RBC univocamente ad un treno.

In assenza di treno non è assegnata alcuna MA.

I componenti del blocco radio sono i seguenti :



- Posto Centrale del Blocco Radio

- Sezioni di blocco radio

- Punti Informativi

- Sottosistema di trasmissione

2.2. Segnalamento

Nel dopoguerra fu necessario ripristinare, specialmente nel Nord dei Paese, i precedenti

sistemi di segnalamento esistenti in linea. Essi erano allo scoperto di tipo semaforico ad ala o

addirittura, a disco e in galleria a fuoco di colore. Quanto all’illuminazione, nelle ore notturne o

in galleria, era ottenuta in larga misura con lanterne a petrolio. L’azionamento delle ali si

effettuava dai Posti di Movimento con leve e trasmissioni rigide oppure con arganelli e

trasmissioni a filo (semplice o doppio).

Negli anni ‘60 si poteva considerare conclusa la fase di ripristino degli impianti ed ebbe inizio

una successiva serie di interventi tecnologici per garantire maggiore efficienza e affidabilità nella

manovra e nel controllo degli aspetti dei segnali previsti dall’apposito Regolamento sui Segnali.

Le innovazioni iniziarono con l’adottare la manovra elettrica delle ali dei segnali e

l’illuminazione elettrica (nelle ore notturne e in galleria), con l’ottenere nei Posti di Movimento

il costante controllo di posizione dell’aspetto dei segnali, con la ripetizione sui Quadri Luminosi

QL anziché con gli appositi relè (Lamma o Castelli). Ovviamente per tale fase innovativa fu

necessaria la posa lungo linea di cavi elettrici con conduttori multipli e guaine particolari, per

l’isolamento rispetto terra.

Nel frattempo fu conclusa la sperimentazione di segnali permanentemente luminosi di

concezione americana e se ne iniziò l’adozione con un tipo unificato FS che richiese la graduale

soppressione dei segnali semaforici ad ala e di quelli a fuoco di colore impiegati in galleria. Ne

conseguì quindi una più complessa ed esauriente possibilità di impiego, conformemente a quanto

previsto dall’adeguamento del Regolamento sui Segnali.

Essi, semplici o multipli (a luci abbinate o a tre luci e a candeliere), vennero adottati

gradualmente previe laboriose modifiche circuitali negli impianti dei Posti di Movimento, sicché

fu possibile aumentare la potenzialità delle stazioni e degli scali.

Anche tali segnali permanentemente luminosi subirono, nel tempo, successive modifiche per

eliminare accurati e ripetuti interventi manutentivi e per passare dal tipo a ventola centrata a

quello a ventola non centrata.

Attualmente si sta estendendo l’adozione, al posto dei precedenti, ma con l’utilizzo della



stessa cuffia, di segnali detti a diodi dicroici, senza più organi in movimento, che utilizzano tre

distinte lampade ad alta efficienza e durata e accorgimenti ottici per poter proiettare

separatamente solo uno dei tre fasci luminosi a luce Rossa, Gialla o Verde. Naturalmente

variano, rispetto ai precedenti segnali, i dispositivi di alimentazione e di controllo e le

circuitazioni di funzionamento.

Quanto sopra, a prescindere da tanti altri segnali sussidiati, accessori o per le manovre dai

Regolamenti sui Segnali.

Infine, nella nuova rete ad Alta Velocità, ormai non è più necessaria l’istallazione dei

tradizionali segnali luminosi in quanto vengono realizzati nuovi sistemi tecnologici di maggiore

affidamento per la sicurezza della circolazione.

2.3. Apparati Centrali

È laborioso riferire dell’evoluzione tecnologica di tali apparati, installati nelle stazioni e nei

posti di movimento per rendere più sicuro e agevole l’intervento del personale preposto alla

circolazione dei treni e più precisamente alla manovra degli “enti di campagna” (deviatoi, segnali

per i treni e per le manovre, passaggi a livello, blocco, ecc.).

Tali apparati via via più perfezionati e facenti capo a banchi di manovra e controllo furono

definiti centrali in quanto, installali in cabine delle stazioni o dei posti di movimento,

centralizzarono i comandi di tutti gli enti di pertinenza (e in particolare deviatoi, segnali e

passaggi a livello) con trasmissioni di vario tipo. Un tempo erano a filo flessibile, semplice o

doppio, oppure con collegamenti rigidi o realizzati negli impianti idrodinamici con tubi

contenenti acqua (o miscela anticongelante) sotto pressione. In cabina i comandi venivano

impartiti con arganelli, banchi a chiavi o a leve singole. Le condizioni di incompatibilità fra i

singoli comandi erano realizzate con serrature meccaniche del tipo Steevens con collegamenti fra

chiavi (di serratura o di fermascambi).

Negli anni ‘30 i vecchi impianti erano stati soppiantali da un tipo unificato di Apparato

Centrale Elettrico (ACE) con un banco di manovra a leve singole e serratura meccanica di sicu-

rezza, più perfezionato rispetto a quello degli impianti idrodinamici preesistenti. Tali apparati

erano muniti di tasti di soccorso e utilizzavano schemi elettrici di principio ormai standardizzati.

I controlli di posizione degli enti comandati venivano ripetuti sui Quadri Luminosi ubicati di

fronte ai banchi a leve e realizzati artigianalmente su lastre di cristallo decorate con piani

sinottici e con retrostanti porta lampade tipo mignon.

Va aggiunto che negli ACE la manovra dei deviatoi era ottenuta con casse di manovra



(contenenti, fra l’altro, motore elettrico a corrente continua) fissate agli zatteroni, montati

lateralmente al binario in corrispondenza dello scambio.

BANCO DI MANOVRA

ATTUATORI MECCANICI

APPARECCHIATURE DI PIAZZALE

ComandiCABINA

PIAZZALE Segnali

Deviatoi

Circuiti di binarioPL

ecc.

Fig 13. – Schema a blocchi di un Apparato Centrale a filo.

QUADRO LUMINOSO

BANCO DI MANOVRA

LOGICACENTRALINA DI ALIMENTAZIONE

APPARECCHIATURE DI PIAZZALE

ComandiControlliCABINA

PIAZZALE Segnali

Deviatoi

Circuiti di binario

PLecc.

Fig 14. – Schema a blocchi di un ACE.

Naturalmente appositi locali dovevano contenere le robuste intelaiature per i relè che

realizzavano le logiche di sicurezza, l’attestamento dei cavi e dei cablaggi, inoltre la centralina di

alimentazione e di riserva di ogni impianto e la relativa batteria di accumulatori. Durante la

guerra, il rinnovo degli apparati centrali subì una sosta e fu necessario attendere la fine degli

interventi di ricostruzione per poter estendere su vasta scala l’adozione degli ACE di tipo FS

(secondo “scherni unificati”).

Fu poi necessario attendere gli anni ‘70 per iniziare un piano di realizzazione di apparati di

nuova concezione tecnologica cioè di ACEI (Apparati Centrali Elettrici a Pulsanti di Itinerario),

con essi sparì la serratura meccanica sostituita con logiche a relè.

Tali aghi nel corso degli anni subirono alcune varianti rispetto gli schemi circuitali di

principio I/014-I/016 (“i zero quattordici” – “i zero sedici”) dando origine ad apparati



semplificati per impianti telecomandati come lo I/019 (“i zero diciannove”). Comunque i banchi

di manovra rispetto a quelli ACE comportarono minor ingombro in quanto, al posto delle leve,

furono previsti pulsanti e levette di minime dimensioni e QL realizzati ad elementi componibili,

con piccole spie luminose per rappresentare binari, aspetto dei segnali e posizione dei deviatoi.

La circuitazione ben più complessa che negli ACE, per poter predisporre gli itinerari con un

unico pulsante e poi consentire la liberazione elastica, richiese un maggior numero di relè

nonostante che le apparecchiature di piazzale non comportassero varianti.

Pressoché ultimata la sostituzione dei vecchi apparati con gli ACEI, negli anni ‘80 iniziò la

sperimentazione in Liguria degli ACS (Apparati Centrali Statici) chiamati poi ACC (Apparati

Centrali a Calcolatore). Essi hanno la caratteristica di funzionare secondo logica programmata

(nei calcolatori) anziché cablata (con i relè). In ogni impianto l’interfaccia operatore è prevista

con semplice tastiera, mentre il QL viene rappresentato su monitor. Altre apparecchiature

trovano posto in distinti armadietti contenenti i moduli di funzionamento e controllo; essi

realizzano l’interfacciamento con gli enti dì campagna quali circuiti di binario, deviatoi, segnali

ecc.

In definitiva con l’ACC si raggiungono livelli di sicurezza e dì affidabilità uguali se non

superiori a quelli degli ACEI. Si conseguono inoltre nuove funzioni per facilitare gli interventi

manutentivi e operativi del personale addetto.

Il sistema ACC in linea di principio è composto da tre sottosistemi funzionali:

- Interfaccia Operatore (UIO) e funzioni di supporto, in grado di coadiuvare le attività

degli addetti ai movimenti e degli addetti alla manutenzione.

- Elaborazione delle logiche di movimento (UEL). Nella UEL ha sede l’elaborazione

dei dati rilevanti ai fini della sicurezza. L’elaborazione delle logiche di movimento a

garantita da un sistema avente grado di sicurezza SIL 4 (CENELEC 50128) con

architettura 3 su 2 oppure 2 su 2.

- Interfaccia con gli enti di piazzale.

Essa si articola in due livelli funzionali:

o il primo dei quali devoluto alla gestione delle comunicazioni tra la UEL e le

interfacce degli enti di piazzale. Le funzionalità del primo livello sono

realizzate mediante apparecchiature dette Concentratori (CCU).

o il secondo, all’interfacciamento vero e proprio degli enti di piazzale stessi. Le

funzionalità del secondo livello sono realizzate mediante apparecchiature dette



Controllori di Ente (OC).

TCP/IP Switch

IPU2

TCP/IP SwitchTCP/IP Switch

OC OC OC OC

CCU

L’Unità Interfaccia Operatore (UIO)

- Vital Man Machine Interface (VMMI)

- Controllo Traffico Centralizzato (CTC)

UEL

- Unità di Elaborazione delle Logiche Ebilock 950 R4

Transmission sub-system

Object Controller sub-system

- OCS950

Il concentratore CCU gestisce 3.000 enti

di piazzale per un raggio di giurisdizione

di 5.000m.

OC OC OC OC

CCU

OC OC OC OC

CCU

Fig 15. – Schema a blocchi di un ACC.

TCP/IP Switch

IPU2

TCP/IP SwitchTCP/IP Switch

CCU

(UIO)

UEL

Transmission sub-system

Object Controller sub-system

OC OC

OC OC

OC OC

OC OC

Posto Centrale

Postazione

Periferica

Postazione

Periferica

Postazione

Periferica

Postazione

Periferica

Fig 16. – Schema a blocchi di un ACCM.

Attualmente sono in funzione molti apparati di questo tipo sia in grossi centri ferroviari che in

piccoli. Basta citare il grande ACC della stazione di Roma Termini e decine di altri apparati in

stazioni di minore importanza. Altra novità è quella del corredo in linea degli impianti di

dettagliati manuali per il personale, elaborati dalle ditte specializzate incaricate degli appalti.

Il sistema ACCM, evoluzione del sistema ACC, permette di controllare non solo una singola

stazione come il precedente, ma un’intera linea da un unico Posto Centrale mediante interfaccia

sicura.

Questa ultima riproduce fedelmente sul quadro luminoso del posto centrale tutte le condizioni

dei piazzali delle stazioni da esso gestite. Questa particolarità, unite alla capacità del sistema di



impartire “comandi sicuri” anche da remoto, permette la complete e sicura gestione di tutte le

stazioni telecomandate anche in situazioni di degrado e anormalità.

2.4. Sistemi per la protezione della marcia del treno

Il sistema SCMT (Sistema Controllo Marcia Treno) attua la protezione della marcia del treno,

istante per istante, rispetto alle condizioni imposte dai segnali, alla velocità massima consentita

dalla linea in condizioni normali e di degrado, alla velocità massima ammessa dal materiale

rotabile attivando la frenatura d’emergenza, in caso di superamento dei limiti di controllo.

Il sistema è “trasparente” per il macchinista che dovrà continuare a guidare con le attuali

modalità di condotta.

Il Sistema, costituito da un Sotto Sistema di Terra e da un Sotto Sistema di Bordo strettamente

integrati tra di loro, è un progetto a tecnologia innovativa armonizzato con il nuovo standard

europeo di interoperabilità tra le reti ferroviarie (ERTMS- European Rail Traffic Management

System) ed ha richiesto una complessa fase di sviluppo ed omologazione secondo la severe

regole di Verifica e Validazione recentemente introdotte in campo europeo (CENELEC - Enti

Europei di normazione nel campo elettrico ed elettronico) e fatte proprie da RFI.

Il Progetto SCMT risponde agli obiettivi strategici di incremento della sicurezza ed

adempimento agli obblighi di legge del Piano di Priorità degli Investimenti . Il Progetto

comprende:

- L’attrezzaggio di tutte le linee principali della Rete con il Sistema SCMT di Terra

(SST – Sotto Sistema di Terra);

- L’attrezzaggio dei treni che circolano sulla Rete con equipaggiamenti di Bordo

integrati (SSB- Sotto Sistema di Bordo) che interagiscono con il Sottosistema di Terra

delle linee;

- La realizzazione degli interventi necessari a rendere omogeneo l’attuale attrezzaggio

tecnologico per la ripetizione continua dei segnali a bordo presente sui collegamenti

più importanti.

L’SST, attraverso l’utilizzo di apparecchiature installate lungo le linee ferroviarie

(transponder chiamate “Boe”) che si attivano al passaggio di un treno, invia informazioni al SSB

che, effettuate le conseguenti elaborazioni anche sulla base dei parametri del treno introdotti

all’origine della corsa, determina i tetti e le curve di velocità che consentono la protezione della

marcia del treno.

Il sistema SSC è un ausilio alla condotta, semplice ed efficace, che effettua il controllo del



riconoscimento e del modo di guida da parte del macchinista rispetto all’aspetto restrittivo dei

segnali incontrati lungo la linea e l’effettivo stato del segnale stesso trasmesso a bordo.

Il Sistema fornisce il controllo dei segnali luminosi fissi, della velocità della linea e dei

rallentamenti utilizzando una tecnologia trasmissiva con transponder a microonde (di tipo

“Telepass”).

Il sistema risulta applicabile su linee la cui velocità massima è di 150 km/h, a semplice o

doppio binario, con segnali disposti sia a destra che sinistra rispetto al senso di marcia del treno,

su linee attrezzate sia con Blocco automatico a correnti codificate che SCMT ed è

complementare a SCMT, pur su livelli funzionali differenti.

Verrà installato, quindi, su tutte le linee ferroviarie di RFI ove non è prevista l’installazione di

SCMT ovvero su circa 4.954 km di rete ferroviaria.

Il sistema SSC è composto da due sottosistemi: Sotto Sistema di Bordo e Sotto Sistema di

Terra:

- Il Sottosistema di Terra è costituito da transponder collegati o meno ad encoder:

o I transponder non collegati ad encoder vengono installati 100 m a monte di tutti i

segnali di avviso puro e forniscono informazioni di diagnostica;

o i transponder collegati ad encoder vengono installati su tutti i segnali ed hanno il

compito di trasferire a bordo del locomotore l’aspetto del segnale. Vengono inoltre

utilizzati per la gestione della velocità della linea e dei rallentamenti. Gli encoder

dovendosi interfacciare con i segnali sono stati progettati con requisiti di sicurezza

SIL 4.

- Il Sottosistema di Bordo è composto da:

o un elaboratore che ha il compito di elaborare le informazioni acquisite dai

transponder tramite dei receiver e dagli input provenienti dalle operazioni del

personale di Macchina.

o MMI per interfaccia con le operazioni del personale di Macchina.

L’apparecchiatura da installare a bordo del treno è molto semplice e richiede un tempo di

installazione di pochi giorni.

2.5. La guida automatica dei treni

La guida automatica dei treni ATC (Automatic Train Control) è forse l’operazione può

appariscente e suggestiva nel campo dell’automazione ferroviaria. Essa però deve essere inserita

nel quadro più generale dell’automazione stessa, che invece opera in diversi settori attraverso i



quali si tende in definitiva a realizzare la gestione automatica del traffico sulle linee e nei nodi

ferroviari.

In pratica l’automazione di un sistema ferroviario è resa complicata dal grandissimo numero

dei movimenti distinti, che devono essere regolati in maniera che non si intralcino

vicendevolmente. Inoltre, il sistema deve comprendere non solo il comando dei movimenti

secondo un programma prestabilito, ma anche il controllo dei movimenti stessi, in maniera che il

traffico si svolga in maniera sicura.

ATC

ATP ATSATO

Fig 17. – ATP.

Il sistema ATC è diviso in tre sotto-sistemi:

- ATP Automatic Train Protection

- ATO Automatic Train Operation

- ATS Automatic Train Supervisory

Il sistema ATP (Automatic Train Protection, Protezione Automatica del Treno) è atta alla

protezione dei passeggeri e del personale. Assicura che gli incroci siano gestiti in modo corretto

e che i treni viaggino il più possibile alla massima velocità, per evitare ritardi e deragliamenti.

Siccome le linee sono suddivise in sezioni, il sistema assicura anche che in ogni sezione vi sia un

solo treno, e che i treni non possano procedere in caso di presenza di oggetti (o persone) sui

binari.

Il sistema ATO (Automatic Train Operation, Comando Automatico del Treno) è la funzione

che sostituisce il macchinista. Il sistema assicura che il treno si fermi correttamente in stazione,

apra le porte, aspetti che i passeggeri siano saliti e scesi e riprenda la corsa. Il sistema ATO non

può modificare le funzioni come il cambiamento degli scambi.

Il sistema ATS (Automatic Train Supervisory, Supervisione Automatica del Treno) controlla i

percorsi e le destinazioni dei treni. Il sistema può gestire la rete in differenti situazioni: servizio

normale, servizio su unico binario, oppure servizio in caso di lavori. Viene mantenuta sotto

controllo.

2.6. Gestione della circolazione

A partire dagli anni ‘70 gli impianti di sicurezza iniziarono ad adottare sistemi di



telecomando, nei quali da un Posto Centrale (PC) era possibile inviare comandi e ricevere

controlli con Posti Periferici (PP) non presenziati da personale dirigente di Movimento. In un

primo tempo si trattò di comuni comandi e controlli a distanza, utilizzando conduttori dei cavi

dell’impianto di sicurezza. Successivamente, per poter superare distanze ragguardevoli fra PC e

PP incominciò l’utilizzazione di coppie di conduttori dei cavi telefonici, impiegando modem per

i necessari processi operativi di modulazione e di demodulazione.

Negli anni 75-’80 iniziò l’impiego di calcolatori di processo per l’innovativo impianto di

automazione del Nodo di Genova per telecomandare numerosi PP, naturalmente senza compiti di

sicurezza, che restarono affidati ai singoli ACEI e al blocco automatico.

Tuttavia nell’evenienza di situazioni anormali, per esempio interruzione di linee, altri

calcolatori, sempre al Posto Centrale, potevano svolgere la nuova funzione di guida operatore,

per facilitare la scelta da parte del DCO di itinerari alternativi per ottenere la fluidificazione del

traffico.

Tale evoluzione tecnologica nella gestione della circolazione, ebbe rapidamente seguito in

altri impianti, adottandolo analoghi indirizzi tecnologici, ma in un ambito di linee e di nodi ben

più esteso ed impiegando apparecchiature più moderne e modulari.

Nacquero così i Sistemi di Comando e Controllo SCC per l’intera Rete FS con telecomando di

linee anche a forte traffico, con molte decine di Posti Periferici, su aree geografiche molto estese

(diverse centinaia di chilometri). Questi sistemi sono attualmente 8 ed hanno i Posti Centrali a:

Pisa, Genova, Verona, Venezia, Bari, Palermo, Napoli e Cagliari. Spesso negli stessi Posti

Centrali sono collocati anche i centri di controllo per la gestione dell’energia elettrica di trazione

(DOTE) nonché altri servizi per la manutenzione.

CIRCOLAZIONEDIAGNOSTICA E MANUTENZIONE

INFORMAZIONE AL PUBBLICO

SICUREZZA E TELESORVEGLIANZA

RETE TLCPRESIDIO DI

MANUTENZIONEPRESIDIO DI

MANUTENZIONE

POSTO PERIFERICO SCC

POSTO PERIFERICO 1 POSTO PERIFERICO 2 POSTO PERIFERICO 3 POSTO PERIFERICO K POSTO PERIFERICO N

Fig 18. – Schema a blocchi del SCC.



Tutti gli SCC oltre a realizzare il controllo e il comando della circolazione nell’area di

giurisdizione realizzano anche la funzione diagnostica, l’informazione al pubblico e la

telesorveglianza.

3. Ulteriori obiettivi per la sicurezza

Nell’Unione Europea lo sviluppo dei trasporti su rotaia e alcuni gravi incidenti sulle varie

Reti, sin dagli anni ‘90 fece emergere due esigenze:

- perseguire l’interoperabilità del trasporto nelle varie Reti dell’Unione, uniformando gli

impianti di sicurezza sia a terra che a bordo dei mezzi di locomozione;

- adottare sistemi standard di sicurezza da aggiungere a quelli già esistenti nelle diverse

reti, per elevare i livelli di sicurezza dei moderni apparati centrali e degli impianti di

blocco.

Tenuto conto delle varie esigenze, la Commissione Europea emanò la direttiva ERTMS

(European Rail Traffic Management System) che diede inizio alla fase sperimentale ETCS

(European Traffic Control Sistem), elaborata dalle singole Reti Ferroviarie con le ditte appaltarci

specializzate a livello mondiale (Siemens, Bombardier, Alstom, Ansaldo STS).

Dunque, ERTMS/ETCS è il sistema europeo di controllo automatico della marcia del treno e

rappresenta la soluzione individuata dalle ferrovie e dalle industrie europee per realizzare

l’interoperabilità ferroviaria.

Le specifiche dei requisiti sono pubbliche e definiscono il cosiddetto kernel e le sue interfacce

con le apparecchiature di terra e di bordo. Le specifiche vigenti sono le specifiche

ERTMS/ETCS di classe 1 pubblicate sulla Gazzetta Ufficiale Europea nel 2000.

Tipologia di trasmissione

DISCONTINUA(Eurobalise)

CONTINUA

(Euroradio)

Livello 1

Livello 2

Livello 3

Occupazione del binario

SISTEMI DI BORDO

(integrità treno)

DISPOSITIVI TRADIZIONALI

DI TERRA

CdB Conta-assi (solo L1)

Distanziamneto

BLOCCO MOBILE (logica

innovativa)

SEZIONI DI BLOCCO FISSE

(logica tradizionale)

Fig 19. – Schema a blocchi dei livelli ETCS.

Il sistema ETCS prevede tre livelli di sviluppo applicativo:

- Livello 1 - mantiene in efficienza i sistemi di sicurezza esistenti con alcune

integrazioni;

- Livello 2 - impiega nuove tecnologie ed efficienti dispositivi di collegamento terra-



treno; è quello raggiunto nelle nuove linee AV Roma-Napoli e Torino-Novara (attivate

rispettivamente negli anni 2005 e 2006); in particolare ha introdotto il nuovo sistema

di blocco via radio RBC (Radio Block Center) che ha consentito, in linea,

l’eliminazione del segnalamento laterale tradizionale;

- Livello 3 - implementa quanto già adottato nel livello 2, con nuove funzioni tra le

quali la verifica dell’integrità treno demandata ai treni stessi; ha al momento solo

alcune istallazioni sperimentali in Europa.

Nel complesso della rete FS, si è ottemperata la direttiva ERTMS elaborando anche esaurienti

interventi normativi, riguardanti non solo la manutenzione dei nuovi impianti o delle nuove

apparecchiature tecnologiche (boe, antenne, ecc.) ma anche con la predisposizione dei corsi di

formazione professionale per tutte le categorie del personale.



4. Bibliografia

[1] G. Vicuna - Organizzazione e tecnica ferroviaria.

[2] L.Mayer - Impianti ferroviari - Tecnica ed Esercizio.

[3] G. E. Cantarella - Sistemi di trasporto: tecnica e economia.

Documents

Tecnologie Degli is e Della Gestione Del Traffico Ferroviario