Questo sito utilizza cookie per raccogliere informazioni sull'utilizzo. Cliccando su questo banner o navigando il sito, acconsenti all'uso dei cookie. Leggi la nostra cookie policy.OK

Direttore responsabile Alessandro Longo

Disastro ferroviario: come funzionano le tecnologie di sicurezza sui treni

di Barbara Weisz

13 Lug 2016

13 luglio 2016

Dal sistema di blocco telefonico della linea delle Ferrovie del Nord barese su cui si sono scontrati i due treni, al sistema controllo marcia treno (il più utilizzato sulla rete ferroviaria itaiana), all’ERTMS dell’alta velocità. In via di sperimentazione, il sistema Ersat, basato sul satellite Galileo. Il commento degli esperti, la ricerca e gli studi in corso

In tutte le reti ferroviarie che si possano dire moderne, in Italia e in Europa, l’automazione è totale. Tra l’altro, i binari sfruttano circuiti elettromagnetici per contare il numero dei treni presenti sulla tratta. E il circuito viene chiuso quando la tratta è impegnata. 

Questo è lo stato dell’arte delle tecnologie, a quanto risulta da questa inchiesta che abbiamo condotto tra i massimi esperti del tema. 

Prima di analizzare il dettaglio tecnologico, ricordiamo in sintesi- come già detto da molti-  la differenza fondamentale fra il sistema utilizzato nella tratta ferroviaria pugliese fra Corato e Andria e le tecnologie evolute ora in uso. Da una parte, c’è il cosiddetto blocco telefonico o fonogramma. Dall’altra, i nuovi sistemi monitorano il treno lungo tutto il percorso, trasmettendo specifici segnali sia alle stazioni, che gestiscono la segnaletica e il traffico, sia al personale di macchina. E per ridurre il più possibile l’eventualità dell’errore umano, sono anche in grado di fermare il treno nel caso in cui il macchinista commetta un errore. «Le tecnologie sono diverse – spiega Stefano Ricci, docente di Tecnica ed Economia dei Trasporti alla facoltà di Ingegneria della Sapienza di Roma -, ma il principio è sempre quello di avere un sistema automatico (elettronico, elettromeccanico), che faccia in modo che un solo treno alla volta percorra una determinata tratta. Bisogna essere sicuri che ogni treno che entra in una determinata tratta sia già uscito nel momento in cui entra un secondo convoglio».

Vedremo più avanti quali sono i passaggi fondamentali che sovrintendono questi sistemi. Un’altra considerazione importante riguarda il binario unico (sulla tratta del disastro c’è, appunto, un solo binario), che secondo gli esperti garantisce sicurezza esattamente come il doppio binario. «L’importante è che il sistema abbia i requisiti di sicurezza necessari – sottolinea Mario Binetti, docente di Ingegneria dei Trasporti al Politecnico di Bari -. Il doppio binario si decide in funzione del traffico. Se ho molto traffico, raddoppio il binario, secondo lo stesso principio in base al quale aggiungo una corsia su un’autostrada molto trafficata. La sicurezza è determinata dai sistemi di regolazione del traffico». La ricerca è continua, e in sperimentazione c’è un nuova tecnologia, un’innovazione italiana, (testata su una tratta ferroviaria in Sardegna), che si basata sulla rilevazione satellitare: si chiama ERSAT, unisce al sistema ERTMS (quello dell’Alta Velocità, utilizzato in tutta Europa) le tecnologie di localizzazione del satellite Galileo. E’ in corso uno studio di fattibilità dell’Università Bocconi di Milano, per conto dell’Unione Europea: «ci sono già una serie di evidenze – sottolinea Giuseppe Siciliano, docente e ricercatore che fa parte del team del CERTeT, Centro di ricerca in economia regionale, dei Trasporti, e del Turismo, dell’Università Bocconi -. Il sistema è equivalente, come sicurezza, a quelli esistenti, ma ha il vantaggio di essere più economico». Vediamo una rapida panoramica, con l’aiuto degli esperti, sulle tecnologie utilizzate e allo studio per la sicurezza dei treni in Italia.

Tutti d’accordo su un punto: il binario unico, di per sé, non è pericoloso. Per dare un’idea, sui 16mila e 726 chilometri di RFI, Rete Ferroviaria Italiana, 9mila 151 sono a semplice binario, quindi ben oltre la metà. E sono interamente dotati di sistemi evoluti di controllo marcia treno. Il sistema utilizzato sulla tratta fra Corato e Andria (Ferrovie del Nord Barese, di Ferrotramviaria spa), come detto è quello del blocco telefonico. E’ molto più arretrato, sottolineano gli esperti, ma comunque «prevede una procedura che dovrebbe essere sicura» sottolinea Ricci. «Prevede diversi livelli, registrati, di scambio di comunicazione fra le due stazioni che limitano la tratta sui cui viaggia il treno, il binario. Uno dei due capistazione sente l’altro, con una telefonata registrata, secondo un preciso protocollo, i cui dati sono riportati su un registro. Quindi, ci sono dei controlli incrociati, e registrati. Il capostazione non autorizza la partenza del treno fino a quando il collega non assicura che non c’è nessun convoglio sulla linea. E c’è anche un terzo livello di sicurezza, rappresentato dal consenso del capotreno». Il docente ci tiene a precisare che non conosce nel dettaglio la procedura specifica seguita in Puglia, ma in generale ritiene che ci vogliano «almeno due o tre errori che si sovrappongono per determinare un incidente». Certo, le procedure automatizzate sono un’altra cosa. Il rischio zero non esiste, sottolinea sempre Ricci, ma la percentuale probabilistica dell’errore si alza parecchio: siamo nell’ordine di una su miliardi invece che una su centomila.

Binetti spiega bene come funzionano i diversi sistemi utilizzati in Italia e in Europa. E’ tutto automatico, e «i binari sfruttano circuiti elettromagnetici per contare il numero degli assi (i treni) presenti sulla tratta. Il circuito viene chiuso quando la tratta è impegnata». Il metodo su cui i basa il sistema è lo stesso sia nel caso di binario semplice sia quando il binario è doppio, solo nel secondo caso è più complesso il circuito. C’è poi «la ripetizione in macchina dei segnali, per cui il macchinista oltre che “vederli” lungo la via (attraverso la segnaletica), se li ritrova in macchina». Infine, «c’è un controllo che interviene direttamente a partire dal treno, in autonomia rispetto al macchinista. Se il macchinista non rispetta le condizioni, il convoglio si adegua alle disposizione del sistema». Ad esempio, frena se il binario non è libero.

Fra l’altro, le “informazioni” a disposizione del sistema sono sempre più veloci. Come in tutti i sistemi di tlc, più la rete di trasmissione è efficiente, meglio funziona il sistema. Sulla linea di trasmissione di dati si lavora, sempre, spiega Binetti, ad esempio la «fibra ottica veicola un numero di dati molto maggiore».

Il sistema più evoluto attualmente utilizzato è quello dell’Alta Velocità, si chiama ERTMS (European Rail Traffic Management System), consente la circolazione di treni di diversa nazionalità, sulla base di informazioni scambiate dai sotto-sistemi di terra e di bordo, fornisce al macchinista tutte le informazioni necessarie per una guida strumentale, attiva la frenatura d’urgenza nel caso di velocità del treno superiore a quella massima ammessa per la sicurezza. Sulla rete dei binari sono posizionate delle boe fisse (si chiamano Balise), che danno continuamente la presenza del treno (Siciliano spiega in termini molto semplici che quando passa il treno ricevono il segnale e lo trasmettono). Lo scambio di informazioni fra il sottosistema di terra (le boe) e di bordo avviene sul canale radio GSM-R, attraverso il quale il sistema fornisce le istruzioni al treno.

Il sistema ERTMS

In via di sperimentazione c’è una tecnologia ancora più evoluta, il sopra citato sistema satellitare ERSAT un’innovazione italiana. E’ avvenuta una prova sul campo, in Sardegna, sulla linea da Cagliari a Decimomannu, ed è in corso uno studio di fattibilità dell’Università Bocconi. Secondo i piani di RFI (rete ferroviaria italiana), ERSAT potrà essere installato su quasi il 45% della rete convenzionale secondaria, sostituendo gli attuali sistemi di sicurezza, e su buona parte di quella europea. E’ il primo sistema al mondo che interfaccia e integra la tecnologia ferroviaria ERTMS, con quella di navigazione e localizzazione satellitare GALILEO.

Spiega Siciliano, che fa parte del team che segue lo studio di fattibilità, che il sistema sostituisce il sistema delle “boe” prima descritto, i cosiddetti “Balise”, con la rilevazione satellitare. Quindi, invece che monitorare costantemente il percorso del convoglio attraverso i sensori posizionati sul binario (uno ogni chilometro), si usa il segnale satellitare. Il sistema «deve essere ancora testato perché risponda a tutti i requisiti di sicurezza e gli standard europei», segnala il docente, ma la fase di sperimentazione sta andando bene. Ricci sottolinea che ci sono una serie di problemi da risolvere, ad esempio la possibilità di rilevare la posizione del treno quando è in galleria. Spiega Siciliano: «quando il treno è in galleria il segnale non viene rilevato. Ma ci sono soluzioni allo studio per sostituirlo. La prima, è basata sull’odometro il sistema presente sui treni che calcola la distanza percorsa: in base a questo strumenta, io so dove si trova il treno nel momento in cui entra in galleria, e ne stimo la posizione attraverso la velocità». In più è previsto una meccanismo di comunicazione radio per localizzare il convoglio. Ecco una rappresentazione di come funzionano i due sistemi.

E’ una tecnologia che, rispetto all’ERTMS garantisce un risparmio di costo, soprattutto perché non c’è bisogno di posizionare i sensori lungo i binari (tecnicamente, invece delle balise fisiche, sia utilizzano le cosiddette virtual balise, ovvero la localizzazione satellitare). Si risparmia sull’infrastruttura lungo i binari, ma non si perde nulla in termini di sicurezza: i due sistemi, ERTMS o ERSAT, quindi «boe o satellite, sono equivalenti in termini di sicurezza». Per le caratteristiche di economicità, e per il fatto che le linee locali sono spesso quelle che maggiormente hanno bisogno di essere aggiornate tecnologicamente, ERSAT risulta particolarmente adatto proprio a queste tratte. Fra i benefit individuati: tecnologia adatta alle linee a bassa percorrenza, poco profittevoli, potenzia il concetto di eco-driving con risparmi stimati in 70 mln di euro l’anno in termini di consumi energetici e sistemi frenanti. L’unica inefficienza, in termini economici, di questo sistema rispetto all’ERTMS, riguarda la necessità di aumentare il segnale per una posizione accurata del treno: i sistemi per aumentare il segnale (ground-based augmentation systems) rappresentano un costo aggiuntivo, anche se non si esclude possa essere superati, in futuro, con il progresso del sistema Sistema geostazionario europeo di navigazione di sovrapposizione, EGNOS, che aumenta l’accuratezza del segnale.

 

GLOSSARIO

Le tecnologie sulla rete RFI

SCMT: Sistema Controllo Marcia Treno, è il più diffuso, 11.693 km, sviluppato a partire dal 2000, è composto da un sottosistema di terra (con boe simili quelle usate dall’ERTMS), e un sistema di bordo che attraverso un computer elabora le informazioni acquisite dalle boe, da eventuali codici del binario e dalle operazioni del personale di macchina, e che è in grado di comandare la frenatura di servizio o di urgenza nel caso in cui vengono superati i vincoli di marcia controllati dal sistema. Ecco il grafico

SSC: sistema supporto condotta, sviluppato a partire dal 2005, utiizzato su 4.242 km di linee, fornisce il controllo della velocità massima ammessa, istante per istante, in relazione ai vincoli segnaletici, caratteristiche dell’infrastruttura e prestazioni del treno, sia in condizioni normali che di degrado. E’ applicabile su linee non elettrificate, con velocità massima di 150 Km/h, a semplice o doppio binario.

ERTMS è il sistema usato sulle linee ad alta velocità, e consente la circolazione di treni di diversa nazionalità, sulla base di informazioni scambiate dal sotto sistema di terra e di bordo, definite con un linguaggio comune e gestite con componenti interoperabili. C’è un Radio Block Center, RDB, che centralizza le informazioni sulla libertà della via e le trasmette al sistema di bordo. Copre 654 km di linee alta velocità senza sovrapposizione con sistemi di segnalamento nazionale ed in assenza di segnali luminosi laterali.

  • giro

    Ho participato come tecno della sicurezza

    con pocho ivestimento facciamo sicrezza

Articoli correlati