Università di Pisa Anno Accademico: 2012/13 CORSO DI TECNICA ED ECONOMIA DEI TRASPORTI Docente: Marino Lupi TRASPORTI FERROVIARI PARTE C 1 La circolazione dei treni si riferisce a due serie fondamentali di movimenti che si devono in ogni caso svolgere in determinate condizioni di sicurezza: movimenti dei treni in piena linea, movimenti dei treni nelle stazioni. Della sicurezza della circolazione in piena linea si è trattato esponendo i vari sistemi di distanziamento relativi ai vari regimi di circolazione (blocco elettrico automatico a circuito di binario, blocco elettrico conta assi …..). Dobbiamo ora trattare i sistemi che vengono adottati per realizzare le condizioni di sicurezza relativamente alla circolazione dei treni nelle stazioni. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 2 Nelle piccole stazioni viene svolto un movimento alla volta. Nelle stazioni più grandi si rende necessario almeno garantire la contemporaneità fra movimenti dei treni e movimenti di manovra. Infine nelle grandi stazioni, costituite da numerosi fasci di binari, occorre assicurare, contemporaneamente , nelle dovute condizioni di sicurezza, lo svolgersi contemporaneo di più movimenti di treni e di manovre. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 3 Importanza stazione Assicurare lo svolgersi contemporaneo, e con le necessarie condizioni di sicurezza, di più movimenti di treni e manovre. Contemporaneità dei movimenti dei treni rispetto ai movimenti di manovra nello scalo merci. Un movimento alla volta. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Traffico linea 4 Nell’ambito delle stazioni vengono distinti movimenti di arrivo, partenza, attraversamento e movimenti di manovra. Movimenti di stazione PERCORSO = PARTENZE dalla STAZIONE verso la LINEA ITINERARIO TRANSITI attraverso la STAZIONE ARRIVI dalla LINEA nella STAZIONE MANOVRE: PERCORSO = ISTRADAMENTO I segnali sono disposti normalmente a via impedita e vengono disposti a via libera una volta che è formato l’itinerario (o istradamento) e sono verificate le condizioni fra gli enti di stazione (deviatoi, circuiti di binario (c.d.b.), pedali, segnali). 5 Itinerario di arrivo di un treno: è l’insieme dei tratti di binario che devono essere percorsi dal treno atteso in stazione. Per l’itinerario occorre acquisire le garanzie necessarie per la sicurezza nei riguardi: sia della disposizione dei deviatoi, sia degli accertamenti di libertà del binario. Fonte: Vicuna G. “Organizzazione e Tecnica Ferroviaria”, CIFI,1985 Nel caso di binario provvisto di segnale di partenza l’itinerario di arrivo, come indicato in figura, è delimitato a monte dal segnale di protezione (x) della stazione e a valle del segnale di partenza (y). M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 6 Caso A: binari di ricevimento provvisti di distinti segnali di partenza F.V. Caso B: binari di ricevimento provvisti di comune segnale di partenza F.V. itinerario di arrivo M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 7 In caso di assenza di segnale di partenza dal binario. L’itinerario di arrivo si estende dal segnale di protezione della stazione al primo ente (traversa limite, punta di deviatoio, paraurti binario tronco) situato oltre il punto di normale fermata del treno di massima composizione. punta di deviatoio F.V. Traversa limite Caso C: binari di ricevimento sprovvisti di segnale di partenza Traversa limite: traversa, generalmente segnalata in colore bianco, posta tra due binari che si avvicinano ad un deviatoio; indica la posizione che non deve essere superata dai veicoli fermi su di un binario per consentire il passaggio sul binario confluente. 8 binario di ricevimento Caso A: binari di ricevimento provvisti di distinti segnali di partenza F.V. caso B: binari di ricevimento provvisti di comune segnale di partenza F.V. caso C: binari di ricevimento sprovvisti di segnali di partenza F.V. Binari di ricevimento: Per binario di ricevimento o di stazionamento si intende il binario, delimitato generalmente da due scambi estremi, o da uno scambio ed un paraurti, o da due traverse limite sul quale il treno espleta il servizio di stazione. 9 Fonte: Vicuna G., “Organizzazione e Tecnica Ferroviaria”, CIFI,1985 Per sicurezza vengono evitati i movimenti dei treni a valle del punto normale di arresto del treno in arrivo (segnale di partenza). Questa zona è detta zona di uscita. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 10 ZONE DI USCITA itinerario di arrivo binario di ricevimento zona di uscita 50 metri Caso A: binari di ricevimento provvisti di distinti segnali di partenza F.V. zona di uscita 50 metri Zona di uscita: prolungamento dell’itinerario di arrivo che deve essere considerato, ai fini della sicurezza, alla stregua dell’itinerario di arrivo. ⇒ 50 metri se binario di ricevimento provvisto di specifico segnale di partenza; M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 11 itinerario di arrivo ZONE DI USCITA binario di ricevimento zona di uscita 100 metri caso B: binari di ricevimento provvisti di comune segnale di partenza F.V. zona di uscita 100 metri zona di uscita 100 metri F.V. zona di uscita 100 metri caso C: binari di ricevimento sprovvisti di segnali di partenza ⇒ Zone di uscita 100 metri se binario di ricevimento con segnale di partenza comune ad altri binari di ricevimento o sprovvisto di segnale di partenza. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 12 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI ALTRI ITINERARI Itinerario di partenza: tratto di binario, tra il punto di stazionamento, in stazione, alla piena linea, che deve essere percorso dal treno in partenza. Itinerario di transito: unione dei due itinerari di arrivo e di partenza. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 13 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI LOGICA DI BASE DEGLI APPARATI CENTRALI Collegamenti di sicurezza Vincolo meccanico, od elettrico , fra gli organi di manovra del segnale che comanda il movimento e i deviatoi ( e gli altri eventuali enti di piazzale, come scarpe fermacarri, barriere di P.L.): il vincolo assicura, nella posizione richiesta per il movimento, i deviatoi e altri enti di piazzale. Devono soddisfare le seguenti condizioni: ⇒ possibilità di disporre il segnale a via libera solo quando i deviatoi, e gli altri meccanismi interessati, siano disposti ed assicurati nella posizione voluta; ⇒ possibilità di rimuovere i deviatoi e gli altri meccanismi da tale posizione solo dopo aver disposto a via impedita il segnale. Apparecchi di deviazione 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ago sinistro Ago destro Contrago sinistro Contrago destro Punta dell'ago Primo cuscinetto di punta Secondo cuscinetto di punta Terzo cuscinetto di punta Fermascambio a morsa Apparecchio distanziatore dell'ago discosto Tiranteria di manovra Cerniera elastica Fermascambio a morsa dotato di chiave M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 15 I fermascambi a chiave sono degli elementi di base per realizzare dei collegamenti di sicurezza. Infatti le chiavi di risulta, ritirate dai fermascambi, possono essere utilizzate per realizzare collegamenti di sicurezza con altri enti che intervengono nella formazione degli itinerari (altri scambi, segnali). I fermascambi a chiave vengono rappresentati, graficamente, nei piani schematici, con relativi numeri racchiusi in un cerchietto: se il fermascambio assicura l’ago sinistro (guardando lo scambio dalla parte degli aghi); in un quadratino se assicura l’ago destro (guardando lo scambio dalla parte degli aghi). M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 16 Fonte: Cesari F., Rizzo V. e Lucchetti S., “Elementi dell’Esercizio Ferroviario”, CIFI, 1999. Il possesso da parte dell’operatore della chiave 1 garantisce: - il percorso di destra (direzione ad, detto anche, nel caso in figura, di corretto tracciato) per la direzione di provenienza da a; - che la chiave 2 rimane imprigionata in serratura e non può essere tolta. Il possesso della chiave 2 viceversa garantisce: - che il binario è disposto per il binario di sinistra (direzione a-s, detta anche, nel caso in figura, di deviata) per la direzione di provenienza da a; - che la chiave 1 rimane imprigionata in serratura e non può essere tolta. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 17 Quindi, riassumendo,assumendo di parlare di destra e di sinistra , guardando lo scambio dalla parte degli aghi: -il possesso della chiave indicata nel cerchietto assicura lo scambio sulla direzione destra (corretto tracciato nel caso di scambio sinistro, ossia con deviata a sinistra; deviata nel caso di scambio destro, ossia con deviata a destra) - il possesso della chiave indicata nel quadratino, viceversa, permette il blocco del tracciato sul binario di sinistra (deviata nel caso di scambio sinistro, ossia con deviata a sinistra; corretto tracciato nel caso di scambio destro, ossia con deviata a destra). M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 18 CONIUGAZIONE DELLE CHIAVI In questi casi l’assicurazione del deviatoio in una determinata posizione è condizionata dal posizionamento della chiave coniugata del deviatoio (o scarpa fermacarri) che forma la comunicazione. Possesso della sola chiave m (n/y) (x) (m/x) comunicazione tra binari contigui n y x m x y (y) Possesso della sola chiave n x (m) (n/m) collegamento con binario tronco dotato di scarpa fermacarri n m y (x) y m n m Possesso della sola chiave n 19 La chiave di un fermascambio, che assicura lo scambio in una posizione stabilita, è richiesta nella serratura centrale per muovere la stecca relativa ad un segnale e consentire la manovra a via libera. Questo rende possibile l’apertura del segnale solo se lo scambio è assicurato nella posizione voluta. Reciprocamente , se con la manovra a via libera del segnale la chiave del fermascambio risulta vincolata, nella serratura centrale, dalla stecca relativa al segnale, lo scambio non potrà essere rimosso dalla sua posizione se non viene prima ridisposto a via impedita il segnale stesso. Si attuano così le due condizioni che costituiscono il collegamento di sicurezza. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 20 Fonte: Mayer L.“Impianti Ferroviari – Tecnica ed Esercizio”, CIFI,1970 Stazione semplice con manovra a mano degli scambi e fermascambi. Tabelle ritiro chiavi. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 21 Fonte: Mayer L.“Impianti Ferroviari – Tecnica ed Esercizio”, Cap. XXIV, CIFI,1970 Per rendere più sicuro il corretto ritiro delle chiavi volute si montava, nell’ufficio movimento, una serratura centrale. Serratura Centrale La serratura centrale è costituita da una scatola metallica in cui sono disposte le toppe in cui possono essere introdotte e girate le chiavi dei vari fermascambi. La rotazione della chiave provoca il movimento verticale di una stecca di acciaio montata all’interno della serratura centrale. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 22 Nell’esempio precedente l’estrazione del bottone B (itinerario da X in II) ha richiesto l’inserimento delle chiavi 1 e 4 (che sono rimaste legate). L’estrazione del bottone A (itinerario da X in I) richiede , e lega, la chiave 2 . Mentre quella del bottone C (itinerario da X in III) è possibile solo introducendo le chiave 1 e 3 (che anche esse rimangono vincolate). Ai bottoni estratti viene affidata la chiusura di contatti elettrici inseriti nel circuito di manovra del segnale corrispondente all’itinerario realizzato ed un dispositivo elettromeccanico che rende impossibile riportare il bottone nella posizione iniziale (detta di “riposo” o “non estratta”), e quindi liberare le chiavi, prima che il treno sia passato su un dispositivo di liberazione posto a valle dell’ultimo scambio collegato: pedale (ma ora soprattutto circuito di binario). M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 23 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI Movimenti contemporanei dei treni in Stazione A- Treni percorrenti itinerari indipendenti per disposizione di impianto B - Esistenza di collegamenti di sicurezza che garantiscono l’indipendenza degli itinerari M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 24 C - Sono ammessi movimenti di treni in itinerari di arrivo contemporanei a movimenti di treni su altri itinerari confluenti con i primi oltre la zona di uscita ed alle seguenti condizioni: - punto di convergenza (traversa limite dello scambio o dell’attraversamento) protetto da segnale di partenza a via impedita preceduto da avviso, distinto per binario e ubicato a distanza di almeno 100 metri dal punto di convergenza - i binari di ricevimento non devono essere in discesa superiore al 6‰ . M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 25 Movimenti contemporanei dei treni in stazione : caso C ≥ 100 metri Potenziale punto di conflitto ≥ 100 metri M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Potenziale punto di conflitto 26 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI LOGICA DI BASE DEGLI APPARATI CENTRALI MODELLO DI PIANO SCHEMATICO DI UNA STAZIONE CON DEVIATOI MUNITI DI FERMASCAMBI A CHIAVE (8) (7/8) 4 (5) 3 (1) A (6) 1 (11) (15) 7 II 10 (12) (16) I 2 (2) III (3/4) 5 F.V. (4) PROSPETTO RITIRO CHIAVI (9/10) arrivi da A 1, 3, 7, 9, 13, 17 2, 3, 5, 7, 9, 17 2, 3, 6, 7, 9, 17 (10) (14) 6 partenze per A 1, 3, 7, 9 2, 3, 5, 7, 9 2, 3, 6, 7, 9 M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 11 9 8 binario I II III (17/16) B (13/14)(18/15) arrivi da B 3, 9, 13, 17 11, 13, 18 7, 12, 13, 18 partenze per B 9, 13, 17 11, 13, 18 7, 12, 13, 18 27 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI LOGICA DI BASE DEGLI APPARATI CENTRALI (8) (7/8) 4 III (5) 3 (1) A 10 (12) (16) I 2 (2) 7 II (6) 1 (11) (15) (3/4) F.V. (4) Chiavi da possedere 5 (9/10) (10) (14) 6 (17/16) B 11 9 8 (13/14)(18/15) da A al binario I 1 3 9 13 17 7 Materiale in sosta sui binari M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 28 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI LOGICA DI BASE DEGLI APPARATI CENTRALI (8) (7/8) 4 (5) 3 (1) A (6) 1 (11) (15) 7 II 10 (12) (16) I 2 (2) III (3/4) F.V. (4) Chiavi da possedere 5 (9/10) (10) (14) 6 (17/16) 11 9 8 B (13/14)(18/15) da B al binario III 18 12 13 7 Materiale in sosta sui binari M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 29 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI APPARATI CENTRALI: DEFINIZIONE Impianto di una località di servizio (come ad esempio: una stazione, un posto di movimento, un posto di comunicazione,) per il comando a distanza della manovra degli enti di stazione (deviatoi, segnali, scarpe fermacarri, passaggi a livello) e che realizza i vincoli di sicurezza fra gli enti di stazione stessi (segnali, deviatoi, scarpe fermacarri, passaggi a livello, pedali, circuiti di binario). 30 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI POSTO DI MOVIMENTO E POSTO DI COMUNICAZIONE: DEFINIZIONE Posto di movimento: località di servizio, non adibita al servizio pubblico, dotata di impianti atti ad effettuarvi le precedenze dei treni nello stesso senso e, nel caso di linee a semplice binario, gli incroci dei treni in senso opposto Posto di comunicazione: località di servizio, poste su linee a doppio binario, protetta da segnali di blocco, sprovvista di impianti atti ad effettuare le precedenze, ma munite di comunicazioni per il passaggio da un binario all’altro. 31 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI APPARATI CENTRALI:TIPOLOGIE Questi apparati espletano il comando e controllo di tutti gli enti di stazione (deviatoi, segnali, passaggi al livello) ed in particolare realizzano i collegamenti di sicurezza fra questi enti . Tali apparati inoltre interagiscono con i sistemi di blocco che regolano la circolazione in piena linea delle tratte limitrofe. La loro evoluzione ha seguito l'evoluzione della tecnica ferroviaria. 32 Apparati con deviatoi manuali: il vincolo di sicurezza fra deviatoi e segnali è costituito come abbiamo visto dalla serratura centrale in cui sono inserite le varie chiavi dei fermascambi. Apparato Centrale Idrodinamico: banco di manovra Fonte: Cesari, Rizzo e Lucchetti- Elementi Generali dell’Esercizio Ferroviario, Cap.11, 2000. Gli Apparati Centrali Idrodinamici (ACI) utilizzavano la pressione di un liquido per manovrare gli enti di piazzale (collegati al posto centrale tramite una rete di tubazioni). Una serratura meccanica realizzava i necessari collegamenti di sicurezza fra gli enti A a partire dagli anni 20 e 30 nelle FS sono stati introdotti gli Apparati Centrali Elettrici (ACE) in cui gli enti di stazione sono comandati elettricamente. In un ACE i collegamenti di sicurezza fra le leve, che comandano gli scambi e i segnali, sono assicurati sia da serrature meccaniche, sia da collegamenti elettrici. Fonte: Mayer L.“Impianti Ferroviari – Tecnica ed Esercizio”, Cap. XXIV, CIFI,1970 La successiva evoluzione è stata quella degli Apparati Centrali ad Itinerario (ACEI): in cui il comando di un determinato itinerario avviene con un apposito pulsante che predispone, globalmente, tutti gli enti (deviatoi, segnali) per un determinato itinerario. I collegamenti di sicurezza fra i comandi, che comandano gli scambi e i segnali, sono assicurati da circuiti elettrici basati sulla tecnologia relè. L’ultimo stadio dell’evoluzione tecnologica è quello, attuale, degli Apparati Centrali Statici (ACS) o Apparati Centrali Computerizzati (ACC) (Nel caso delle linee ad alta velocità l’ACC è chiamato, come abbiamo visto, Nucleo Vitale Periferico (NVC)) . Sostanzialmente sono degli apparati simili agli ACEI nella logica (in particolare per la formazione degli itinerari ): in cui i circuiti elettrici degli ACEI, basati su relé, sono stati sostituiti con circuiti elettronici. MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI Ciclo di operazioni di un qualsiasi Apparato Centrale per la formazione di un Itinerario -Disposizione dei deviatoi interessanti il movimento del treno Garantire l’indipendenza dell’itinerario su cui si svolge il movimento del treno (itinerario di arrivo + zona d’uscita) rispetto ad altri itinerari o istradamenti facendo in modo che: •i deviatoi interessati siano disposti per realizzare tale indipendenza; •gli scambi siano vincolati fra di loro e con i segnali che comandano il movimento che si deve svolgere sull’itinerario. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 36 -Assicurazione dei deviatoi interessanti il movimento Opportuna fermoscambiatura dei deviatoi - Controllo dell’efficienza (compresa la fermoscambiatura) dei deviatoi che interessano l’itinerario. -Controllo regolarità itinerario predisposto per il ricevimento del treno Attraverso il prospetto ritiro chiavi (in passato) o quadro luminoso; - Controllo libertà itinerario predisposto per il ricevimento del treno . Con ausilio di rilevatori elettrici (circuiti di binario). Caratteristica fondamentale di un apparato centrale è che i comandi impartiti vengono accettati solo se l'apparato verifica la fattibilità del comando stesso 37 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI APPARATI PER DEVIATOI MANUALI - ADM Manovra dei deviatoi, introducendo la chiave di risulta, estratta dal fermascambio, nell'apposita serratura ed effettuando un "giro di chiavi" Manovra degli apparati lunga e complicata incompatibile con grandi volumi di traffico. Itinerario formato con leve (che azionano i segnali): i segnali si aprono quando si ha la garanzia che i deviatoi sono nella posizione corretta. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 38 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI APPARATI CENTRALI ELETTRICI ad ITINERARIO - ACEI Per ciascun movimento di treno, il comando di tutti gli organi operativi di piazzale interessati, viene impartito, in situazioni normali, semplicemente premendo un pulsante di comando d'itinerario. L’apparato procede automaticamente alle verifiche di sicurezza necessarie e alla manovra pressoché contemporanea degli enti interessati; infine, alla disposizione a via libera del segnale (solo all’occorrenza l’apparato ha la possibilità di effettuare manovre singole sui vari enti). Tutti gli i collegamenti di sicurezza sono realizzati elettricamente tramite relè ("serratura elettrica“). 39 Riproduzione costante dell’aspetto dei segnali e dello stato dei binari in un piano schematico dell’impianto Comprende leve, pulsanti, lampade ausiliarie di segnalazione eventi. Elemento su cui interviene l’operatore per compiere azioni di comando sull’impianto. Memorizzano lo stato di particolari eventi (aspetto segnali, c.d.b., etc.) e dispositivi (leve, etc.) Alimentazione elettrica dell’apparato e dei dispositivi Unità che realizza i collegamenti elettrici tra il banco e gli enti di piazzale nel rispetto della logica di sicurezza Apparati Centrali Elettrici ad Itinerari (ACEI) – Predisposizione degli itinerari L’apparato Centrale comanda gli enti di piazzale e controlla che le seguenti condizioni, relative alla predisposizione e alla verifica di un itinerario, siano soddisfatte: - L’itinerario è compatibile con eventuali altri itinerari già realizzati (condizione di compatibilità ) - L’itinerario da realizzare è libero (condizione di libertà). - I deviatoi sono disposti in modo da realizzare il percorso voluto (condizione di esistenza) - L’itinerario una volta predisposto non può essere modificato prima che il treno lo abbia utilizzato e quindi “liberato” (condizione di irrevocabilità) . M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 41 Fonte: Ricci F. “Dispense del Corso di Trasporti Ferroviari, Sapienza, Università di Roma , 2012. Fasi di formazione di un itinerario (parte 1) Il comando dell’itinerario (1), innesca la manovra dei deviatoi (3) e la registrazione dell’itinerario(9) L’attuazione di questi comandi è subordinata alla verifica di manovrabilità dei deviatoi(5) e di compatibilità dell’itinerario(11). La verifica dell’incompatibilità si basa sulla matrice degli itinerari (10)(è una matrice quadrata in cui le righe e le colonne corrispondono agli itinerari ) La matrice dei deviatoi (4) è una matrice itinerari - deviatoi che descrive i deviatoio (con la loro posizione: diritta, rovescia) che fanno parte dell’itinerario. Fonte: Ricci F. “Dispense del Corso di Trasporti Ferroviari, Sapienza, Università di Roma , 2012. Dopo la registrazione (12) viene effettuato il blocco, logico, dell’itinerario (13) per impedire la, successiva, formazione di altri itinerari incompatibili con quello che si è formato. Fasi di formazione di un itinerario (parte 2) Sono quindi effettuate le verifiche di libertà della via (15), analizzando lo stato dei circuiti di binario che compongono l’itinerario, e le verifiche di esistenza dell’itinerario (17), controllando che i deviatoio abbiano assunto effettivamente la posizione corrispondente all’itinerario prescelto. E’ attivata quindi la condizione di irrevocabilità. 43 Fonte: Corazza G.R. e Malavasi G. “Tecnica della Circolazione”, Modulo del Master in Ingegneria delle Infrastrutture e dei Sistemi Ferroviari, Università di Roma La Sapienza, 2013. Esempio di matrice degli itinerari Casi di compatibilità e incompatibilità Schema di impianto e matrice degli itinerari 44 MOVIMENTO DEI TRENI NELLE STAZIONI APPARATI CENTRALI STATICI - ACS L’ACS (Apparto Centrale Statico), è detto anche ACC (Apparato Centrale con Calcolatore), ma anche NVP (Nucleo Vitale Periferico). E’ un “ACEI elettronico” dove il sistema a relè, proprio degli ACEI, è stato sostituito con elementi statici (elettronici). L’apparto può operare: tramite l’azione dell’uomo su organi di manipolazione (mouse, tastiera), simili a quelli degli ACEI, (pulsanti); telecomandato da posto centrale (anche gli ACEI tradizionali comunque possono essere telecomandati da posto centrale); tramite apposito programma di automazione e regolazione dei treni. 45 Tutti gli enti di stazione sono sottoposti al controllo di un elaboratore che programma e gestisce il movimento dei convogli prelevando orari ed informazioni da una determinata memoria. L’apparato è abilitato ad operare sia in totale autonomia (delegando all'operatore addetto la sola funzione di controllo e supervisione), sia in modo semi automatico (in cui l'operatore dà il consenso definitivo dopo che l'apparato ha già predisposto l'itinerario) ed infine in modalità totalmente manuale (quando l'itinerario ed i comandi sono completamente gestiti dall'operatore). 46 Nell’ evoluzione tecnologica dagli ACEI agli ACC non si verificano tanto modifiche nella logica di base che garantisce la sicurezza dell’esercizio, come per esempio tutte le condizioni che devono essere soddisfatte per il comando di un itinerario, ma si introducono sostanziali innovazioni tecnologiche sui dispositivi di comando e controllo, e quindi sulla possibilità di comando e controllo a distanza di numerosi impianti, e sulla dimensione dell’area di stazione che può essere controllata. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Fonte: Di Martire , M., Badini P., “Nuove Tecnolgoie per la Sicurezza e l’Alta Velocità Ferroviaria”, RFI 30 maggio 2007. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 48 Fonte: Calamai R., Bucarelli F., L’Apparato Centrale Computerizzato (ACC) di Pisa”, Ingegneria Ferroviaria n.11, 2010. Schema del Nodo Ferroviario di Pisa Un ACC di ultima generazione, ed uno dei più estesi di Italia, è stato recentemente impiantato a Pisa. L’impianto accorpa le stazioni: di Pisa Centrale, Pisa S. Rossore, Pisa Aeroporto e Scalo Merci di Campaldo in un unico impianto con l’eliminazione delle tratte di blocco fra le stazioni. Estensione dell’ACC di Pisa Fonte: Calamai R., Bucarelli F., L’Apparato Centrale Computerizzato (ACC) di Pisa”, Ingegneria Ferroviaria n.11, 2010. Fonte: Calamai R., Bucarelli F.,” L’Apparato Centrale Computerizzato (ACC) di Pisa”, Ingegneria Ferroviaria n.11, 2010. SISTEMI DI ESERCIZIO Definizione: sistema di esercizio di una linea ferroviaria è il tipo di organizzazione previsto per regolare la circolazione dei treni. Il Sistema di esercizio di una linea ferroviaria si può anche definire come il complesso di norme e tecnologie, riguardanti la regolarità e la sicurezza, che consentono di “organizzare” il servizio circolazione treni sulla linea. Da non confondere con i regimi (detti anche sistemi) di circolazione di cui ricordiamo, qui di seguito, la definizione “Complesso dei provvedimenti tecnici ed organizzativi necessari per assicurare il corretto distanziamento fra i treni”. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 52 SISTEMI DI ESERCIZIO DIRIGENZA LOCALE (D.L.) DIRIGENZA CENTRALE (D.C.) DIRIGENZA CENTRALE OPERATIVA (D.C.O.) M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 53 SISTEMI DI ESERCIZIO Sistema base: Dirigenza Locale I Dirigenti Movimento (DM) , presenti in ciascuna stazione, manovrano gli impianti di sicurezza per governare precedenze e distanziamento fra i treni. Collegamento telefonico (es: GSMR) DM DM DM DM A B C D M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 54 Dirigenza Locale Gestione della circolazione basata sui singoli Dirigenti Movimento delle stazioni denominati Dirigenti Locali (D.L.) che si avvalgono della collaborazione del personale dei treni, dei manovratori e di qualsiasi agente presente in stazione. I D.L. disciplinano la circolazione dei treni in linea in base all’orario di servizio prendendo opportuni accordi con i colleghi delle stazioni limitrofe e/o delle località di servizio intermedie tramite telefono. I D.L. regolano gli incroci (linee a binario unico) o le precedenze (linee a doppio binario). Dirigenza della circolazione limitata ai tratti di linea posti tra due stazioni. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 55 SISTEMI DI ESERCIZIO Aumento del traffico ⇒ Dirigente Centrale Mansioni di supervisione della regolarità di marcia dei treni – Coordinamento (via telefono in un primo tempo) dei DM presenti localmente nelle stazioni a cui continua ad essere affidata la manovra degli apparati di sicurezza. DM DM DM DM A B C D Fonte:”La tecnica Professionale n.11 , novembre 2006.. DC 56 SISTEMI DI ESERCIZIO Dirigenza Centrale l sistema di esercizio con Dirigente Centrale (D.C.) consiste nell'affidare la direzione della circolazione dei treni di una linea, o tratto di linea, ad un agente speciale, denominato Dirigente Centrale, il quale, da un determinato posto, avendo a sua disposizione tutti gli elementi necessari, dà, in ogni momento, le informazioni, i consigli o gli ordini occorrenti per mantenere, o ristabilire, la regolarità della circolazione dei treni. Le mansione essenziali del Dirigente Centrale sono: curare la regolarità della circolazione dei treni, eliminando le cause dei ritardi; ottenere il migliore impiego del personale e il più intenso sfruttamento dei mezzi di cui la linea dispone. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 57 SISTEMI DI ESERCIZIO Dirigenza Centrale Il Dirigente Centrale, a mezzo del telefono selettivo di cui dispone, corrisponde coi posti collegati della sua sezione di linea e con determinati altri situati fuori di essa sui tratti antenna (tratti limitrofi a quelli di sua giurisdizione); segue costantemente la corsa dei treni nella sua sezione di linea, ne traccia il grafico reale e si tiene informato di tutti gli elementi (trazione, personale, composizione, ecc.) e circostanze interessanti i treni stessi. Il sistema di dirigenza centrale: facilita quindi la scelta delle stazioni più appropriate per precedenze ed incroci anormali; la pronta conoscenza delle fermate prolungate in linea o della corsa irregolare dei treni; la determinazione delle stazioni in grado di ricevere o trattenere un treno; la scelta del momento più opportuno per le manovre interessanti i binari di circolazione. 58 Dirigente Centrale, vecchia scrivania : orario grafico reale (non programmato) fatto a mano Scrivania DC Sezione Verona-Bologna a metà anni ‘80 ,Foto G. Baldassarro.. SISTEMI DI ESERCIZIO Fonte:”Argomenti”, n.10, 2006, RFI.. Dirigente centrale con sistema Controllo Circolazione Linee (CCL): postazione, multi-monitor, che permette di visualizzare, in tempo reale, lo stato dell’intera tratta ferroviaria di competenza. SISTEMI DI ESERCIZIO Dirigenza Centrale Operativa (DCO) - Basata su un sistema di gestione centralizzata della circolazione “Centralized Traffic Control” (CTC) DCO / CTC A B C D Fonte:”La tecnica Professionale n.11 , novembre 2006 L’operatore della Circolazione, Dirigente Centrale Operativo (DCO), assume, attraverso una rete dedicata alle effettuazioni diteleoperazioni, la contemporanea dirigenza movimento di tutti i posti periferici. 60 Il Dirigente Centrale Operativo (D.C.O.) assume personalmente la dirigenza movimento di tutti i posti di servizio della linea a lui affidata; si avvale della collaborazione dei dirigenti movimento delle stazioni porta e, per determinate operazioni previste in situazioni particolari, si avvale anche della collaborazione del personale dei treni, nonché di quello che, eventualmente, presenzia i posti di servizio. Collaboratori del D.C.O.: ⇒ Dirigenti Movimento delle stazioni porta (sempre presenziate). ⇒ Apposito Incaricato delle località di servizio presenziate. ⇒ personale dei treni (“agente treno”). Dirigenza Centrale Operativa Il C.T.C. è costituito da un posto centrale e da posti periferici collegati da un canale di trasmissione per le effettuazioni di teleoperazioni che consentono l'invio di comandi dal posto centrale verso la periferia e la ricezione di controlli in senso inverso. SP PS PS PS PS SP Tratta di giurisdizione SP stazione porta PS posto satellite telecomandato Alcuni PS possono essere presidiati da Dirigenti Movimento PC posto centrale MO.DEM. telecomandi telecontrolli PC 62 SISTEMI DI ESERCIZIO Fonte:”Argomenti”, n.10, 2006, RFI.. CTC per linee regionali M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 63 Fonte:http://www.unferrovieremacchinista.it/capostazione_manovratori.html Dirigente Centrale Operativo del nodo ferroviario di Bologna. Primo CTC in Italia, 1957 (recentemente sostituito con SCC). Il primo CTC, negli Stati Uniti, è del 1927 (New York Central Railroad fra Stanley and Berwick, Ohio). M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 SISTEMI DI ESERCIZIO Sistema Comando e Controllo (SCC) Sistema di Gestione della Circolazione Ferroviaria di ultima generazione: governa tratte più estese di un CTC. Normalmente: CTC 100-200 km, SCC 500 –1000 km) . Inizialmente i sistemi SCC furono chiomati “CTC grande rete” a sottolineare la loro nascita come evoluzione dei sistemi CTC. Il termine deriva dal fatto che il sistema consente l'invio di comandi dal posto centrale verso la periferia e la ricezione di controlli in senso inverso. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 65 Il SCC si presenta come una “sala di regia” in cui sono presenti gli addetti al movimento che comandano e controllano: gli apparati e le tecnologie di sicurezza lungo la linea (segnali, scambi, circuiti di binario, passaggi a livello) e gli apparati centrali di stazione . Nel “posto centrale” viene eseguita la gestione centralizzata della diagnostica (monitoraggio a distanza delle condizioni degli impianti) e la manutenzione delle infrastrutture (gestione centralizzata e coordinamento degli interventi di manutenzione). In particolare viene esercitato il controllo centralizzato degli impianti di trazione elettrica. Sono inoltre esercitate le funzione di telesorveglianza e sicurezza e di informazione al pubblico e ai clienti (aziende di trasporto) proprie del gestore dell’infrastruttura ferroviaria (RFI). M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Fonte: RFI, direzione Tecnica, progetto SCC Sottosistemi fondamentali di un SCC Circolazione Diagnostica e Manutenzione Integrazione Integrazione sistemistica sistemistica Telesorveglianza e Sicurezza Sistemi di Informazione al pubblico e ai clienti. Sistemi di telecomunicazione Integrazione: fra le funzioni, fra gli operatori e fra le tecnologie Sottosistema Circolazione di SCC - Gestione della circolazione sulla parte di rete di giurisdizione attraverso comando e controllo degli apparati centrali di stazione e degli enti di linea (quali deviatoi,segnali, circuiti di binario,passaggi a livello). A questo fine nel Posto centrale vi sono diversi DCO che hanno giurisdizioni sulle linee, o parti di linea, di cui è composta la rete ferroviaria su cui ha giurisdizione lo SCC nel suo complesso. Postazione DCO DCO “spalla” DCO “principale” Fonte: Mastrodonato E.,”Programma di Rinnovo ed Accorpamento dei CTC”, La Tecnica Professionale n.5 2009 M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 69 I diversi DCO sono coordinati da un “master” di circolazione, il Dirigente Centrale Coordinatore del Movimento (DCCM) che ha sede nella sala in cui sono riunite le postazioni dei DCO. Il DCCM, inoltre, attiva piani di emergenza, decide cosa fare in situazione perturbata. Nella sala operativa è anche presente un Dirigente Regolatore che in particolare decide dove fare le precedenze Ogni stazione non telecomandata è una “stazione porta” dove i treni escono ed rientrano nel sistema “controllato” (queste possono essere anche delle stazioni intermedie nel tratto telecomandato). M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Primo SCC in Italia - SCC Tirrenica – Posto Centrale di Pisa Fonte:www.rfi.it. Grande Quadro Sinottico M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Sala Comando del Posto Centrale di Pisa 71 Fonte: http://www.trenitalia.com/cms-file/allegati/rfi/SCC_direttrice_Tirrenica.pdf Esempio : SCC di Pisa (SCC della direttrice tirrenica) Dal posto centrale sono governati 531 km di linea (in realtà ora sono di più) Modulo Viareggio –Campiglia (compreso tratta di linea Pisa-Empoli e linea Pisa- Colleslvetti-Vada) Modulo Sestri Levante - Viareggio Vi è un DCO dedicato a questa parte di linea (lo stesso per gli altri moduli) Modulo Campigliamaccarese Fonte: http://www.trenitalia.com/cms-file/allegati/rfi/SCC_direttrice_Tirrenica.pdf M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Fonte: http://www.trenitalia.com/cms-file/allegati/rfi/SCC_direttrice_Tirrenica.pdf Fonte: http://www.trenitalia.com/cms-file/allegati/rfi/SCC_direttrice_Tirrenica.pdf Lo SCC di Pisa ha ora giurisdizione anche sulla linea Pontremolese (La Spezia- Parma) e sulla rete della Lucchesia (vi sono altri due DCO). Sottosistema Diagnostica e Manutenzione Fonte: Ducati Sistemi Fonte: Stagni E., Meccanica della Locomozione,Patron, Bologna, 1980. Fonte: Malavasi, in Cantarella (a cura di) , “Introduzione alla Tecnica dei Trasporti e del Traffico con elementi di Economia dei Trasporti”, UTET, Torino., 2001 Fanno capo al posto centrale i dispositivi di diagnostica come per esempio i dispositivi di Rilevamento della Temperatura Boccole (RTB) dei treni in transito. I cuscinetti a rotolamento (boccole) scaricano sugli assi (fuselli) il peso della cassa. Fonte: Ducati Sistemi Questi sistemi rilevano la temperatura raggiunta dai cuscinetti a rotolamento (boccole), e la temperatura dei sistemi frenanti. L’addetto nel Posto Centrale valutata la eventuale severità della condizione e fa ridurre la velocità del treno, eventualmente fino al suo arresto. Per quanto riguarda la manutenzione fanno capo al Posto Centrale la manutenzione dell’infrastruttura: binario, impianti di sicurezza e segnalamento, telecomunicazione, di tutta la rete di giurisdizione. Inoltre il Posto Centrale, sede del SCC, è sede del DOTE (Dirigente Operativo Trazione Elettrica) che cura la gestione e la manutenzione degli impianti di alimentazione della linea di contatto e della linea di contatto stessa . Questa funzione viene spesso considerata come un sottosistema a parte. Sottosistema Telesorveglianza e Sicurezza Fanno parte di questo sottosistema le attività e le apparecchiature informatiche e di telecomunicazioni per la gestione della Telesorveglianza e della Sicurezza degli utenti: telecamere nelle stazioni, in particolare in quelle non presenziate, per monitorare i locali: a supporto della gestione della sicurezza delle persone e delle cose ( problema del danneggiamento delle infrastrutture da parte di vandali ……). M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Sottosistema di Informazioni al pubblico e ai clienti Nel Posto Centrale del SCC sono centralizzate le apparecchiature informatiche e di telecomunicazioni per l’informazioni agli utenti. Si suole includere in questo sottosistema anche l’informazione a soggetti terzi, ossia alle imprese di trasporto. Una delle figure che è stata introdotta con l’attivazione del SCC è quella del responsabile dei rapporti con le imprese: in quanto RFI (Rete Ferroviaria Italiana) svolge il ruolo di gestore dell’infrastruttura che deve assicurare l’accesso alla rete alle vari imprese di trasporto commercializzando le tracce orario. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 SCC della Direttrice Adriatica Posto Centrale: Bari M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Progetti in corso di SCC nel 2006 M. Lupi:"Tecnica Lupi: "Tecnicaed edEconomia Economiadei deiTrasporti" Trasporti"--Università Universitàdi diPisa Pisa--A.A. A.A.2012-13 2012-13 CLASSIFICAZIONE LINEE RFI (giugno 2010) totale 16.703 km linee fondamentali, caratterizzate da un’alta densità di traffico e da una elevata qualità dell’infrastruttura, comprendono le direttrici internazionali e gli assi di collegamento fra le principali città italiane 6.431 km linee di nodo, che si sviluppano all’interno di grandi zone di scambio e collegamento tra linee fondamentali e complementari situate nell’ambito di aree metropolitane 933 km Fonte:www.rfi.it. linee complementari, con minori livelli di densità di traffico, costituiscono la maglia di collegamento nell’ambito dei bacini regionali e connettono fittamente tra loro le direttrici principali 9.339 km 83 CLASSIFICAZIONE LINEE RFI (giugno 2010) ALIMENTAZIONE • Linee elettrificate • Linee a doppio binario • Linee a semplice binario • Linee non elettrificate (diesel) M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 6.827 km 9.191 km Fonte:www.rfi.it. TIPOLOGIA • Linee a doppio binario • Linee a semplice binario 11.906 km 7.436 km 4.470 km 4.798 km 84 Linee telecomandate (giugno 2010) Fonte:www.rfi.it. 11.315 km di linee con sistemi SCC, SCC-AV, SCC-M e CTC (11.454 km al 30 giugno 2012) 85 M. Lupi:"Tecnica Lupi: "Tecnicaed edEconomia Economiadei deiTrasporti" Trasporti"--Università Universitàdi diPisa Pisa--A.A. A.A.2012-13 2012-13 M. Lupi:"Tecnica Lupi: "Tecnicaed edEconomia Economiadei deiTrasporti" Trasporti"--Università Universitàdi diPisa Pisa--A.A. A.A.2012-13 2012-13 Dirigenza Posto di Comando (DPC) – Sistema di esercizio per cui una singola stazione, non presenziata, può essere subordinata e quindi telecomandata da un Dirigente Movimento di una stazione limitrofa. Dirigenza Unica (Sistema “in corso di estinzione”): Sistema di esercizio in cui un’unica persona ha la responsabilità dell’esercizio su tutta l’estensione di una linea. Il Dirigente Unico risiede in un posto di servizio ubicato, in genere, al centro della linea, Il dirigente unico compila un grafico della circolazione dei treni simile a quello previsto per il Dirigente Centrale. M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 Il Dirigente Unico si avvale della collaborazione: - Capo treno che nelle stazioni assume le funzioni di dirigente dell’esercizio alle dipendenze tramite telefono del Dirigente unico (il capo treno si avvale della collaborazione del personale di scorta al treno). - Aiutante di Movimento che presenzia la stazione - Macchinisti Il punto debole del sistema è che non esiste collegamento, meccanico o elettrico, fra ordini impartiti dal Dirigente Unico e le operazioni effettivamente compiute in loco dagli operatori designati Sistema “in corso di estinzione” M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 RETE COMPARTIMENTALE TOSCANA CARATTERISTICHE DI BASE TE 2 TE 1 TD 2 90 TD 1 RETE COMPARTIMENTALE TOSCANA REGIMI DI CIRCOLAZIONE BAcc>4 BAcc BA 91 BCA RETE COMPARTIMENTALE TOSCANA SCMT / SCC SCMT SSC 92 RETE COMPARTIMENTALE TOSCANA SISTEMI DI ESERCIZIO CTC/DCO con SCC CTC/DCO DC 93 Riassumiamo infine: le principali sigle sigle relative ai sistemi che danno sicurezza in ferrovia BACC: Blocco Automatico a Correnti Codificate ERTMS / ETCS - Livello 2: European Rail Traffic Management System / European Train Control System GSM-R: Global System for Mobile communications- Railways SCMT: Sistema di Controllo della Marcia del Treno SSC: Sistema di Supporto alla Condotta ACEI: Apparato Centrale Elettrico a Itinerari ACC: Apparato Centrale Computerizzato SCC: Sistema di Comando e Controllo M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti" - Università di Pisa - A.A. 2012-13 94
