Raiway engineering basis

Consulting and Engineering in Advanced Technologies

Railway engineering basis

BolognaNovembre 2011

Indice delle revisioniIndice delle revisioni

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Railway engineering basis -

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AM.

Palumbo18/11/20

1157 Prima emissione

Indice degli acronimiIndice degli acronimi



DEFINIZIONI E ACRONIMI

Acronimo

Significato

ACC Apparato Centrale Computerizzato

ACS Apparato Centrale Statico

ATC Automatic Train Control

AV/AC Alta Velocità / Alta Capacità

CdB Circuito di Binario

CLC Central Logic Computer

ERTMS European Railway Traffic Management System

ETCS European Train Control System

FS Ferrovie dello Stato




Acronimo

Significato

GSM-R Global System for Mobile communication - Railway

MA Movement Authority

NTV Nuovo Trasporto Viaggiatori

PdE Posto di Esodo

PdS Posto di Servizio

PM Posto Movimento

PPF Posto Periferico

PT Posto Tecnologico

RBC Radio Block Control

RFI Rete Ferroviaria Italiana

SCC Sistema Comando e Controllo




Acronimo

Significato

SDT Sistema Distanziamento Treni

TO Terminale Operatore

TSR Temporary Speed Resctriction

UNISIG UNIon of european SIGnalling companies

VMMI-QL

Vital Man Machine Interface – Quadro Luminoso

AgendaAgenda


1st topic Il mercato ferroviario in Italia

10

2nd topic L’Infrastruttura ferroviaria 18

3rd topic Segnalamento ferroviario

27

Introduction Obiettivi e destinatari del documento 8

4th topic Linee AV/AC e tecnologie di impianto

38


AgendaAgenda


1st topic

2nd topic

3rd topic

Introduction Obiettivi e destinatari del documento 8

4th topic


Obiettivi e destinatari del documentoObiettivi e destinatari del documento


Obiettivi Presentare il mercato ferroviario, la struttura aziendale e le attività del gruppo FS - Che cos’è FS ? Che cosa si intende per “monopolio del mercato ferroviario” ? - Quali sono i principali compiti del gruppo FS ? - Con quali aziende FS collabora stabilmente ? - Come si sta evolvendo il mercato ferroviario ? Che cos’è NTV ?

Ottenere una chiara introduzione ai principali concetti di tecnica ferroviaria

- Qual è la terminologia tecnica che è necessario assimilare ? - Quali sono i principali riferimenti da cui poter attingere informazioni utili ?- Cosa si intende per “infrastruttura ferroviaria” ?- Cosa si intende per “circolazione ferroviaria” ?- Cosa si intende per “segnalamento ferroviario di linea e di stazione”? - Che cos’è una linea AV\AC ?- Quali sono le tecnologie innovative che hanno rivoluzionato il mondo delle ferrovie ?- Che cos’è e come funziona la tecnologia ERTMS\ETCS ?- Che differenze ci sono tra segnalamento tradizionale e segnalamento AV/AC ?

Destinatari Tutti gli application engineers assegnati ad un cliente operante nell’ambito trasporto ferroviario


AgendaAgenda


1st topic Il mercato ferroviario in Italia

10

2nd topic

3rd topic

Introduction

4th topic


Il mercato ferroviario in ItaliaIl mercato ferroviario in Italia


In questo topic Storia ed organizzazione aziendale del gruppo FS Servizi e risorse offerti dal gruppo FS in Italia Evoluzione del mercato ferroviario: la nascita di NTV Generalità sulla rete ferroviaria italiana Generalità sui principali fornitori di risorse ferroviarie in Italia

Riferimenti http://www.fsitaliane.it/ http://www.rfi.it http://www.ntvspa.it/ http://mecsys.mecc.polimi.it/Didattica/asp/Materiale




Storia ed organizzazione aziendale del gruppo FS SpA (1/2) Ferrovie dello Stato Italiane SpA (o in acronimo FS) è la più importante società ferroviaria italiana. Nasce nel 1905 in seguito alla statalizzazione delle ferrovie italiane. Sotto il controllo del ministero dei trasporti, dal 1\1\1986 fu trasformata in Ente pubblico economico, in applicazione alla legge 210/1985, che istituiva l’ente Ferrovie dello Stato. Nel 1982 l’ente divenne una società per azioni, con partecipazione statale attraverso il Ministero dell’economia e delle finanze, divenendo così Ferrovie dello Stato SpA, per poi cambiare nuovamente nome il 21\6\2011 in Ferrovie dello Stato Italiane SpA

FS è la capogruppo che detiene le partecipazioni di svariate società, tra cui si citano in tal sede: - Trenitalia (Gestisce il trasporto delle merci e dei passeggeri) - RFI (Rete Ferroviaria Italiana, gestisce l’infrastruttura ferroviaria) - ItalFerr (Società di ingegneria ferroviaria, si occupa di progettazione e direzione lavori per gli appalti)

Fig. 1: logo FS dal Giugno 2011 ad oggi




Fig. 2: Struttura aziendale del gruppo FS


Storia ed organizzazione aziendale del gruppo FS SpA (2/2)



Servizi e risorse offerti da FS

Trenitalia offre sulle linee italiane un servizio di: - 7mila treni viaggiatori al giorno

- 1500 treni merci al giorno con una media di circa 1\1,5 milioni di passeggeri trasportati

Per la produzione del servizio ferroviario, ha a disposizione numerevoli risorse, quali

LINEE IN ESERCIZIO: - 16mila km, di cui 6mila a doppio binario MEZZI ROTABILI: - 100mila carri merci

- 13mila carrozze viaggiatori - 3mila locomotive PERSONALE:

- 30mila persone d’equipaggio treni - 30mila nelle stazioni - 30mila per manutenzione ed infrastrutture




Evoluzione del mercato ferroviario: la nascita di NTV

NTV (Nuovo Trasporto Viaggiatori) è una società italiana che costituisce il primo operatore ferroviario privato ad alta velocità dell’Unione europea

Fondata nel 2006 da Luca Cordero di Montezemolo, Diego Della Valle e Gianni Punzo, la società diviene operativa grazie alla liberalizzazione del settore ferroviario in Europa, avvenuta il 1° Gennaio 2010

Per l’utilizzo dell’infrastruttura ferroviaria italiana, NTV pagherà ad RFI circa 140 milioni di Euro annui


Fig. 3: il primo treno NTV “Italo”, uscito dall’impianto di La Rochelle (FRA) il 10 maggio 2010



La rete ferroviaria Si dice rete ferroviaria un insieme di linee tra loro interconnesse, affidate alla medesima società di gestione dell’infrastruttura (in tal caso RFI) e\o ricadenti sul territorio di uno stato o ente territoriale

La Fig.4 mostra la situazione odierna della rete ferroviaria italiana, suddividendo i 16mila km di linea in due categorie: - Linee fondamentali (tracciato blu) - Linee complementari (tracciato azzurro)

Fig. 4: la rete ferroviaria italiana oggi




Fornitori di risorse

I costruttori ferroviari sono aziende che realizzano per conto dell’azienda committente, la fabbricazione, l’assemblaggio di materiale rotabile e\o l’architettura hw\sw di terra e bordo che ne garantisca la circolazione

RFI e ItalFerr commissionano in Italia i progetti ferroviari, ma sebbene l’esigenza di nuovi veicoli ed architetture sia in costante crescita e rappresenti dunque una forte domanda, l’offerta risulta essere circoscrivibile a 2 o 3 aziende di costruzione

La Fig. 5 mostra i principali fornitori di FS per l’implementazione dei progetti ferroviari in Italia, mettendoli a confronto sulla base di 2 parametri di produzione

Fig. 5: Principali costruttori ferroviari in Italia


AgendaAgenda


1st topic

2nd topic L’infrastruttura ferroviaria 18

3rd topic

Introduction

4th topic


L’infrastruttura ferroviariaL’infrastruttura ferroviaria


In questo topic Definizione e descrizione dei sottosistemi che compongono l’infrastruttura ferroviaria Generalità su sede e sovrastruttura ferroviaria Generalità ed esempi di impianti funzionali Generalità sull’infrastruttura tecnologica ferroviaria

Riferimenti Pratical railway engineering – F.Bonnett Clifford Impianti ferroviari – Lucio Mayer http://www-3.unipv.it/electric/cad/prove_princ_appl/TecnicaFerroviaria.pdf http://mecsys.mecc.polimi.it/Didattica/asp/Materiale http://docenti.unina.it/Bruno.Montella http://www.youtube.com/watch?v=37WMS483T7Y http://www.railway-technical.com/ http://www.feralpteam.com/glossario.pdf




Definizione e sottosistemi componenti (1/2) L’infrastruttura ferroviaria è il complesso di tutti gli elementi architetturali che contribuiscono a rendere funzionante l’ambiente d’esercizio della ferrovia, secondo le aspettative di progetto

Come mostra il diagramma di Fig. 7, l’infrastruttura si compone nei seguenti fondamentali sottosistemi: - SEDE FERROVIARIA - IMPIANTI FUNZIONALI - INFRASTRUTTURA TECNOLOGICA

Fig. 6: porzione di infrastruttura ferroviaria su linea tradizionale




Fig. 7: Sottosistemi componenti l’infrastruttura ferroviaria Railway engineering basis -

Definizione e sottosistemi componenti (2/2)



La sede ferroviaria La sede ferroviaria è l’area in cui si svolge la circolazione dei treni. Comprende: -Il CORPO STRADALE, ossia l’insieme delle opere civili che sostengono la sovrastruttura ferroviaria. Come indicato in Fig. 6, è dunque composto da ponti, viadotti, gallerie, stazioni etc.. La Fig. 8 mostra un esempio di struttura parte integrante del corpo stradale della linea AV italiana

- La SOVRASTRUTTURA FERROVIARIA, intesa come l’insieme dell’armamento e della massicciata

Fig. 8: il viadotto Modena lungo la tratta AV/AC Milano - Bologna




La sovrastruttura ferroviaria (1/2) L’ armamento può essere definito come il complesso degli impianti costituiti dal binario corrente (rotaie, traverse e organi d’attacco) e dagli apparecchi del binario (scambi e intersezioni). In particolare si definiscono: - ROTAIE La rotaia è una trave di acciaio con sezione trasversale a forma di fungo; svolge le funzioni di appoggio e di guida per le ruote. La massa per metro può variare, a seconda dei carichi cui deve essere sottoposta (da 49 a 60 kg/m). Le rotaie sono prodotte in barre di lunghezza compresa tra 18 e 36 m. Si noti come due rotaie costituiscano un binario - TRAVERSE Le traverse sono travi che hanno il compito di assicurare la distanza costante tra le rotaie e di ripartire sulla massicciata le forze concentrate agenti sulle rotaie stesse. I più diffusi materiali di costruzione sono legno e calcestruzzo armato - ATTACCHI Collegano le rotaie alle traverse - SCAMBI Uno scambio o deviatoio consente ai sistemi a guida vincolata di avere traiettorie che divergono da una stessa direzione o vi convergono




La sovrastruttura ferroviaria (2/2)


La massicciata è lo strato di pietrisco che viene interposto tra corpo stradale ed armamento, con lo scopo di redistribuire i carichi verticali e consentire la realizzazione ed il mantenimento delle condizioni geometriche del binario

Fig. 9: sovrastruttura ferroviaria (A), dimensioni fondamentali della rotaia in mm (B)



Gli impianti funzionali Si distinguono principalmente due tipologie di impianti funzionali nell’ambito dei trasporti ferroviari:

- stazioni per il servizio merci - stazioni per il trasporto viaggiatori

In relazione alle stazioni passeggeri, è possibile distinguerle secondo la seguente classificazione:

- DI FERMATA (consentono salita e discesa dei passeggeri, senza scambi con altre linee, Fig. 10A) - PASSANTI (consentono l’interscambio tra linee diverse lungo una stessa direzione, Fig. 10B) - DI INCROCIO (consentono l’interscambio anche su linee da o verso altre direzioni, Fig. 10C)


Fig. 10: schemi di stazione



L’ infrastruttura tecnologica Per infrastruttura tecnologica si intende l’insieme dell’impiantistica che coadiuva la circorcolazione. E’ costituita da:

- IMPIANTI DI TRAZIONE ELETTRICAHanno la funzione di rendere disponibile al mezzo di trazione, l’energia

elettrica necessaria per la locomozione. Linee di alimentazione ad alta tensione, sottostazioni di trasformazione e conversione, impianti di telecomando, costituiscono il sistema di trazione

- IMPIANTI DI TELECOMUNICAZIONERendono possibile la comunicazione terra-treno tramite servizi di

telefonia operativa (circuiti di linea\stazione) o radiomobile(rete GSM-R)

- IMPIANTI DI SEGNALAMENTOConsentono la gestione in sicurezza del processo di circolazione

ferroviaria. Costituiscono dunque quell’insieme di dispositivi preposti allo scambio di informazioni tra gli impianti fissi

ed i veicoli in movimento Railway engineering basis -

AgendaAgenda


1st topic

2nd topic

3rd topic Segnalamento ferroviario

26

Introduction

4th topic


Segnalamento ferroviarioSegnalamento ferroviario


In questo topic Definizioni di segnalamento ed impiantistica di segnalamento Classificazione dei segnali ferroviari Introduzione alla circolazione ferroviaria di linea e di stazione Gestione della circolazione ferroviaria: sistemi di blocco e apparati centrali

Riferimenti Evoluzione storica e tecnica del segnalamento ferroviario italiano – C. Zenato http://www.railroadsignals.us/ http://www.segnalifs.it/ http://mecsys.mecc.polimi.it/Didattica/asp/Materiale/ http://it.wikipedia.org/wiki/Gestione_del_traffico_ferroviario http://elearning.ing.unibo.it





Per segnalamento ferroviario si intende l’insieme dei segnali, degli strumenti e delle norme che regolano la circolazione ferroviaria, per mezzo di segnalazioni automatiche, manuali, ottiche o sonore

Un impianto di segnalamento è dunque un sistema elettrico ed elettronico per il comando ed il controllo dei dispositivi di linea e di stazione, finalizzato alla migliore utilizzazione dell’infrastruttura condivisa da N treni, garantendo la circolazione in piena sicurezza e limitando al minimo i condizionamenti tra i veicoli in marcia

Definizioni

Fig. 11: esempio di segnale tradizionale luminoso (A) e semaforico (B)




Classificazione dei segnali Sulla rete ferroviaria tradizionale di FS, i segnali sono posti di norma a sinistra del binario a cui si riferiscono e possono essere di tipo:

- LUMINOSO Un segnale luminoso è rappresentato da una lampada illuminata elettricamente.

Sono segnali luminosi di I categoria (Fig. 11A) quelli posti in precedenza immediata di un punto

protetto e che, se disposti a via impedita, non debbono essere oltrepassati dai treni.

Sono segnali di avviso quelli posti in precedenza ai segnali di 1ª categoria, con la funzione di dare al treno un avviso che gli consenta di poter rispettare le indicazioni del successivo segnale

- SEMAFORICO Un segnale semaforico è costituito da un palo munito di un'ala che può

assumere posizione orizzontale(via impedita, Fig. 11B) o inclinata(via libera).

I segnali semaforici di 1ª categoria sono composti da un'ala rettangolare di colore rosso con una banda bianca, quelli di 2ª categoria da un'ala rettangolare simile, ma con il numero "2" in nero all'interno della banda

Le linee AV sono invece prive di segnali tradizionali, per cui lungo di esse vengono apposti segnali costituiti da tavole speciali ad alta rifrangenza, detti segnali imperativi. Per approfondimenti si rimanda al prossimo topic di questo documento




La circolazione ferroviaria è rappresentata dalla totalità del movimento dei treni su base normativa, tecnica ed organizzativa. Consiste dunque nello spostamento di mezzi mobili su di un’infrastruttura impegnabile solo previa autorizzazione. La circolazione avviene secondo regole differenti nei due ambiti di stazione e di linea.

Fig. 12: schemi di linea

La circolazione ferroviaria

Circolazione su linea (1/2) La linea è rappresentata dai binari di connessione tra stazioni successive. Può essere a :

- SEMPLICE BINARIO (marcia nei due sensi, Fig.12A)- DOPPIO BINARIO NON BANALIZZATO (circolazione unidirezionale

per binario , Fig.12B)- DOPPIO BINARIO BANALIZZATO (circolazione bidirezionale per

binario , Fig.12C)- TRE BINARI (in genere due esterni unidirezionali e uno centrale

banalizzato , Fig.12D)

Per capacità di una linea si intende il numero massimo di treni che può circolare nel rispetto di prefissate condizioni di esercizio




Fig. 13: circolazione su linea a doppio binario non banalizzata

Circolazione su linea (2/2) Le linee a doppio binario non banalizzato (Fig. 12B) prevedono la circolazione sul binario di sinistra, detto legale per ciascun senso di marcia. Se, eccezionalmente, il treno percorresse il binario di destra, questo è detto illegale.

Sulle linee a doppio binario banalizzate, tramite speciali attrezzature si possono usare promiscuamente entrambi i binari nei due sensi di circolazione. Così al termine legale si sostituisce sinistra ed a quello illegale, destra.




Gestione della circolazione su linea: sistemi di blocco (1/2) La circolazione ferroviaria sull’infrastruttura di linea è regolata tramite il distanziamento spaziale dei treni, per il quale un mezzo si immette su una porzione di linea, detta sezione di blocco, solo se questa è stata liberata da un treno precedente

In corrispondenza dell’ingresso di ogni tratta un addetto o un impianto indica al macchinista del treno in arrivo, la via libera o impedita per la tratta in questione. Le diverse modalità con cui avviene la verifica delle condizioni di sicurezza dunque la gestione della circolazione sono dette regimi di circolazione:

- BLOCCO TELEFONICO Quando un convoglio deve inoltrarsi in una tratta, l’addetto presente nella

sezione di ingresso chiede telefonicamente all’addetto presente all’inizio della tratta successiva se questa è libera, cioè se il treno precedente ha oltrepassato la sezione di uscita.

- BLOCCO SEMIAUTOMATICOIl criterio è analogo al blocco telefonico, solo che lo scambio delle informazioni

tra le stazioni avviene tramite un circuito elettrico ed un sistema di leve, con le quali richiedere e

concedere il consenso

- BLOCCO AUTOMATICO Questo regime non prevede intervento manuale..Si prevede che possa

sostituire i regimi precedenti su tutta la rete italiana, motivo per il quale questo documento vi presta particolare attenzione




Gestione della circolazione su linea: sistemi di blocco (2/2) Una linea attrezzata con il sistema di segnalamento elettronico a blocco automatico (interlocking) è suddivisa in sezioni di lunghezza non inferiore allo spazio di frenatura relativo ai convogli più veloci presenti sulla tratta (si noti come la lunghezza minima è di 1.200 m), dette sezioni di blocco.

Ogni sezione è protetta da un segnale di blocco, posto normalmente a via libera

La funzione di rilevare la presenza o il transito del veicolo in una determinata sezione, è demandata ad un dispositivo elettromagnetico (relè), che realizza il circuito di binario (CDB), un circuito elettrico che utilizza come conduttori le rotaie del binario. Al relè arriva corrente alternata generata da una sorgente di forza elettromotrice, posta all’altra estremità della tratta. Il transito di un veicolo sul binario mette in contatto elettrico le due rotaie, in modo che il circuito si chiuda. Ciò fa si che non arrivi più corrente al relè ed il segnale di blocco si disponga a via impedita

Fig. 14: Circuito di binario libero (A) ed occupato (B)




Fig. 15: schema di stazione

Circolazione in stazione La stazione è una matrice di scambi che mette in collegamento i binari di linea (afferenti alla stazione) e quelli di stazionamento

Il movimento del treno può avvenire soltanto se i deviatoi interessati sono posizionati in maniera corretta ed il binario interessato è libero. Nell’ambito della stazione, i binari si distinguono in:

- BINARI DI CIRCOLAZIONE (adibiti all’arrivo, alla partenza o al transito dei treni)

- BINARI SECONDARI (Non sono adibiti al movimento dei treni)- BINARI DI CORSA (Binari di circolazione diretta prosecuzione dei binari di

linea verso la stazione)




Gestione della circolazione in stazione: apparati centrali (1/2) Gli apparati centrali di stazione sono impianti che permettono il comando centralizzato a distanza degli scambi e dei segnali. Realizzano inoltre i controlli di sicurezza per impedire operazioni che potrebbero causare pericolo in stazione

Fig. 16: Architettura dell’impiantistica ACS/ACC




Gestione della circolazione in stazione: apparati centrali (2/2) Si distinguono in relazione alla tecnologia con cui vengono realizzate le funzioni di comando e di verifica ed al livello di automazione garantito. L’apparato maggiormente all’avanguardia e che più si va diffondendo nelle reti ferroviarie è detto ACS\ACC (Apparato Centrale Statico Computerizzato, Fig. 16) Tutte le funzioni di logica sono realizzate tramite CPU. E’ composto da:

- POSTO CENTRALE Elaboratore centrale di tutta la logica d’impianto

- POSTO PERIFERICO Trasmette le informazioni dagli enti e le invia al posto centrale

- TERMINALE OPERATORE Postazione per la gestione ed il controllo

- VMMI QL (Vital Man Machine Interface - Quadro Luminoso) Un interfaccia grafica grazie alla quale l’operatore svolge le suemansioni avendo il completo controllo della situazione in real-time

- PIAZZALE Tutti gli enti controllati dal posto centrale e demandate ai posti periferici

Fig. 17: Posto Centrale bombardier

AgendaAgenda


1st topic

2nd topic

3th topic

Introduction

4th topic Linee AV/AC e tecnologie di impianto

38


Linee AV/AC e tecnologie di impiantoLinee AV/AC e tecnologie di impianto


In questo topic Introduzione al concetto di linea AV/AC e definizioni Generalità e statistiche sulle linee AV/AC in territorio italiano ed europeo Introduzione al concetto di interoperabilità Cenni sulle tecnologie innovative AV/AC: ERTMS/ETCS, GSM-R, SCC-AV Segnalamento sulle linee AV/AC

Riferimenti L’alta velocità italiana – B. Cirillo, P.Comastri, A. Ventimiglia http://www.segnalifs.it/ http://www.rfi.it http://en.wikipedia.org/wiki/High-speed_rail http://mecsys.mecc.polimi.it/Didattica/asp/Materiale/ http://www.youtube.com/watch?v=xCS9D1C7DXo http://www.railnews.altervista.org/ERTMS_italiano.pdf





Definizioni Per linea ad Alta Velocità (AV) si intende una linea nuova, ad armamento pesante, con tracciati tendenzialmente rettilinei e ove possibile pianeggianti, su cui corrono treni costruiti appositamente per raggiungere elevate velocità di punta

Le linee AV si dividono in due categorie: -adatte alla circolazione di convogli AV e tradizionali (Es: direttissima Firenze-Roma)

-adatte alla circolazione esclusivamente di convogli ad alta velocità (Es: TGV in Francia)

Un treno ad Alta Velocità (AV) è un convoglio passeggeri in grado di muoversi a velocità particolarmente elevate, con medie di oltre 200km/h, su linee ferroviarie adatte allo scopo

Il termine Alta Capacità (AC) è in genere usato come sinonimo di trasporto congiunto di merci e passeggeri su linee ad alta velocità, ma in tale ambito si riferisce in particolar modo all’adozione di avanzate tecnologie per il controllo del traffico, che permettono il transito di un numero maggiore di treni su una linea condivisa, perché più controllato e regolare

Per interoperabilità delle linee AV, si intende la standardizzazione delle tecnologie di realizzazione, al fine di permettere l’interscambio e l’interazione di linee appartenenti a paesi europei differenti




Perché le linee AV/AC? Trasformare il sistema ferroviario italiano in un sistema AV\AC con capacità complessiva superiore al doppio di quella attuale

Riqualificare le linee esistenti per il trasporto locale, regionale, merci

Aumentare l’operatività delle linee esistenti

Creare numerose interconnesioni per porti, interporti, areoporti

Rendere operativo il concetto di interoperabilità di linea, realizzando l’integrazione con i flussi di traffico internazionali, secondo la direttiva 1692/96/Ce del Parlamento europeo

Fig. 18: Treno Eurostar, circolante sulla linea AV italiana




Caratteristiche tecniche delle linee AV/AC Una linea AV/AC è da definirsi tale se rispetta valori prestabiliti per una serie di parametri tecnici che la differenziano da una linea tradizionale. In particolare, si faccia riferimento alla tabella di Fig. 19

Fig. 19: parametri tecnici peculiari delle linee AV/AC




Dati statistici (1/2)

Fig. 20 :Estensione in Km delle linee AV\AC in Europa a Gennaio 2007

Il continente europeo conta sul 60% delle linee ferroviarie mondiali ad alta velocità (il 30% è localizzato in Asia, soprattutto in Giappone, mentre il restante 10% si trova in America ed in Africa). Alcune di queste linee sono attualmente in servizio mentre altre sono in uno stato di progetto avanzato che dovrebbe concludersi entro il 2020

La rete ad alta velocità in Europa tuttavia ancora in forte espansione. Sono in costruzione o in fase di implementazione numerose tratte




La fig. 21 evidenzia come l’avvento delle linee AV/AC abbia reso il trasporto ferroviario italiano di gran lunga più performante in termini di tempi di percorrenza

Fig. 21 : Incremento prestazionale delle linee AV sulla dorsale Napoli - Torino in termini di tempi di percorrenza

Dati statistici (2/2)




Esempi di tratte appartenenti alla linea AV/AC italiana (1/2)

Fig. 22 : la linea AV/AC italiana – Stazione di Bologna




Fig. 23 : La linea AV/AC italiana – Tratta Torino-Milano

Esempi di tratte appartenenti alla linea AV/AC italiana (2/2)




Tecnologie innovative dell’AV/AC Le alte prestazioni garantite dalle linee AV/AC in Italia, sono frutto dell’impiego di sistemi tecnologici innovativi in termini di sicurezza della circolazione, velocità ed interoperabilità. In particolare, questo documento darà dunque focus a tre tecnologie:

- ERTMS – ETCS (European Railway Traffic Management System – European Train Control System)

E’ un sistema per la supervisione e il controllo del distanziamento dei treni e assicura

l’interoperabilità del traffico sulla rete europea. Si basa sullo scambio continuo delle informazioni di segnalamento tra gli impianti di terra ed il treno in un linguaggio uniforme che consente la circolazione in sicurezza di treni di diversa nazionalità e l’ottimizzazione della gestione del traffico

- GSM – R (Global System for Mobile Communication – Railway)E’ lo standard europeo previsto per le comunicazioni terra-treno dei sistemi

ERTMS/ETCS ovvero la rete radiomobile GSM-R. Dota l’infrastruttura ferroviaria, e il suo personale, di un sistema di radiocomunicazione mobile in grado di soddisfare le esigenze di comunicazione voce e di

trasmissione dati connesse con l'esercizio ferroviario, compreso il controllo della marcia dei treni

- SCC – AV (Sistema Comando e Controllo – Alta Velocità)E’ il più avanzato sistema di gestione integrata a distanza della circolazione in

campo ferroviario. Consente di gestire in modo integrato la circolazione, la diagnostica e la manutenzione, le informazioni al pubblico, la videosorveglianza e di semplificare le procedure di gestione del traffico




Tecnologia ERTMS – ETCS (1/4)

Il sistema ERTMS - ETCS nasce nel 1989, ponendosi come obiettivo quello di superare le differenze tra gli ATC(Automatic Train Control) europei, con l’accordo tra deutche Bundesbahn (GER), FS(ITA) e Siocété Nationale des Chemin de Fer (FRA) e la creazione del consorzio di sviluppo UNISIG (Union of European Signaling Companies), oggi costituito da Alcatel, Alstom, Ansaldo Signal, Bombardier, Invensys Rail e Siemens, i maggiori operatori economici ed industriali del settore dell’Automazione Ferroviaria.

Sulle linee AV/AC il sistema ERTMS/ETCS fornisce al macchinista tutte le informazioni necessarie per la guida in sicurezza, in relazione sia agli effetti del suo operato sia alle variazioni delle condizioni della linea e con l’attivazione della frenatura d’emergenza qualora la velocità del treno superi quella massima ammessa.

ETCS è il sistema di segnalamento, che ha come scopo principale quello di monitorare la velocità del treno e imporre, se necessario, la frenatura automatica

Nell’ambito dell’ ERTMS si distinguono tre possibili livelli operativi, per permettere ad ogni ente ferroviario nazionale di stabilire il livello maggiormente appropriato alle proprie infrastrutture, alle prestazioni volute e alle proprie strategie di investimento. La linea AV italiana adotta il livello 2, così come quelle in Germania, Olanda, Belgio, Svezia, Francia Spagna e Inghilterra





- ERTMS Level 1E’ un sistema discontinuo, in quanto utilizza per la trasmissione a bordo, delle

boe (dette Eurobalise), ossia punti di informazione discreti situati sul binario.Tramite le boe ed i circuiti di binario (vedi pag. 29, Fig. 14), il sistema verifica

l’integrità del treno e rileva la sua posizione, comunicandogli le MA (Movement Autorithy) per ogni sezione di blocco, ossia autorizzazioni di movimento senza le quali il treno non può proseguire nella sua marcia.

Questo sistema è installato sulle linee AV austriache ed in alcune tratte delle linee in Spagna e Inghilterra.

Fig. 24 :Funzionamento ERTMS – ETCS (Lev. 1)





- ERTMS Level 2Realizza un collegamento radio tra il convoglio e il sistema RBC (Radio Block

Center), che centralizza le informazioni relative all’intera linea e rappresenta la fonte di informazione in base alla quale sono trasmesse le autorizzazioni al movimento.

E’ un sistema continuo, in quanto c’è un costante collegamento tra il treno ed il sistema RBC

Questo livello sostituisce del tutto il segnalamento laterale, di cui il macchinista non usufruisce più.

Percepisce infatti lo stato dei segnali esclusivamente dalla cabina di manovra.






- ERTMS Level 3E’ un sistema rivoluzionario rispetto ai livelli precedenti.

Non prevede l’utilizzo dei circuiti di binario per la determinazione di posizione e integrità treno, mentre prevede il blocco mobile, per il quale scompare il concetto di sezione di blocco ed i treni sono alla distanza minima di sicurezza date le loro rispettive velocità.

Questo sistema è tuttavia in fase di verifica e non è ancora attivo in alcuna linea europea.





Tecnologia GSM - R Il sistema di comunicazione GSM-R trasmette su una banda di frequenze nella gamma 900 MHz, riservata in Europa per le attività ferroviarie e garantisce servizi di comunicazione terra-treno, sia durante la circolazione normale che nei casi di emergenza

Le imprese di trasporto in Italia hanno a disposizione soluzioni e servizi di telecomunicazione mobili conformi alle specifiche europee. Ciò garantisce interoperabilità con i sistemi di telecomunicazione mobile delle altre ferrovie europee che stanno realizzando analoghi sistemi GSM-R

Il sistema permette un contatto costante tra il personale di bordo e quello a terra (comunicazioni di servizio e gestione delle emergenze) e consente lo scambio di dati e informazioni tra i sistemi tecnologici e di segnalamento delle diverse ferrovie europee attraverso un unico standard di comunicazione

Fig. 27: trasmissione dati full-duplex tra RBC e bordo del treno




Tecnologia SCC - AV SCC è un sistema tecnologicamente evoluto che, per mezzo di una logica computerizzata, invia comandi e riceve controlli in sicurezza da strumenti elettromeccanici ed apparati. L’architettura tecnologica e funzionale del sistema prevede l’esistenza di sale di controllo presenziate, dove sono concentrate le tecnologie e l’organizzazione, e posti periferici non presenziati che garantiscono il colloquio tra il posto di comando e le linee gestite

Le principali linee ferroviarie italiane sono oggi controllate da 9 SCC, coadiuvati da sistemi all’avanguardia per il controllo della circolazione degli oltre 9.200 treni che ogni giorno percorrono i la ferroviaria italiana con caratteristiche infrastrutturali e tecnologiche diverse

Fig. 28: sala di comando e controllo del traffico, presenziata da operatori




Segnali AV/AC (1/3) Come già accennato in precedenza, sulle linee AV/AC della rete ferroviaria italiana e in tutte quelle che adottano il sistema ERTMS-ETCS lev. 2, non esiste il classico segnalamento laterale. Questa sezione del documento fa dunque riferimento al segnalamento in esercizio su tali linee, basato sulle seguenti regole e convenzioni:

1) Sulla linea AV/AC sono collocati i PDS (Posti di Servizio), delimitati da Segnali Imperativi di Protezione (Fig. 30A). I PDS sono le stazioni ed i posti periferici che fanno riferimento ad un unico posto centrale.

2) Fra due PdS limitrofi la linea è divisa in una o più sezioni di blocco. Ogni sezione di blocco è delimitata da un Segnale Imperativo di Fine Sezione (Fig. 30B).

3) Il punto terminale di un itinerario di arrivo in un PdS è individuato da un ulteriore segnale, detto Segnale imperativo di Partenza (Fig. 30C).

4) Questi segnali sono costituiti da tabelle ad alto potere rifrangente, con un triangolo la cui punta è rivolta verso il binario a cui si riferiscono. Sullo stante del segnale è applicato un cartello che indica il numero della sezione di blocco radio (a 4 cifre). Il numero è dispari sul binario dispari e pari su quello pari. I segnali per la circolazione a destra sono individuati da un numero seguito dalla lettera d.




Segnali AV/AC (2/3)

5) In alcune linee possono essere individuati dei punti idonei per l’allontanamento dei viaggiatori in caso di emergenza, detti PdE (Posti di Esodo). Tali punti sono riportati nell’orario di servizio e segnalati sul terreno con apposite tabelle di forma quadrata bianca con un cerchio nero al centro e il nome del posto di esodo. Nelle linee AV/AC, tali posti sono individuati da Segnali Imperativi di PdE (Fig. 30D)

6) In ingresso ed in uscita da una linea AV gestita tramite segnalamento ETCS, è prevista la presenza di

segnali che indicano la prossimità o il raggiungimento d’inizio o fine linea (Fig. 30E).

Sono detti Segnali di Confine.

Fig. 29: Sequenza esemplificativa di segnali lungo una tratta AV/AC




Segnali AV/AC (3/3)

Fig. 30: Segnali in esercizio sulle linee AV



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Dalai Lama