Applicazioni ERTMS / ETCS su linee convenzionali RFI · PALERM Kilometers ERTMS 2020 ERTMS 2015...
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Applicazioni ERTMS / ETCS su linee convenzionali RFI
6 Maggio 20146 Maggio 2014
Giorgio BonafGiorgio Bonaf èèDirezione ProduzioneDirezione Produzione
Fabio SenesiFabio SenesiDirezione TecnicaDirezione Tecnica
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INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana
3
INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana
ERTMS in Italy : State of the art
D
B
A
ERTMS on Corridors(3000km)
Pilot Line Baseline 3 overlapped on national system•ETCS L2 Corr D Pioltello -Treviglio•ETCS L1 + Radio Infill (Sicily)•ETCS L2 + pubblic bearer and Satellite (Sardinia)•ETCS L1LS Swiss Cross Border
ERTMS on High Speed/High Capacity Network•750 Km ETCS L2 in Operation (200tr/day)•450 Km ETCS L2 in construction (2017)
Benefit for integration of two Italian ETCS Project: •HS/HC•Corridors
ERTMS Corridors investment reuse RFI network technolog yGSM-R &SCMT (Eurobalise + Encoder) already in operatio n(11000km)
Milano Milano NodeNode: the ETCS : the ETCS LevelLevel 2 2 crossingcrossing Corridor A and DCorridor A and D
In Milano node we have an intersection between the two Corridors A and D
Milano Greco is the Control Room where will be placed the ETCS Level 2
Milano Greco
Benefit for integration of two Italian ETCS Project: HS/ HC and CorridorsExample Milano Greco : the same ETCS L2 Control Room for :
•Pilot Line Corridor D (construction)•Corridor D (tendering)•Milano – Chiasso (tendering)•HS/HC Treviglio Brescia (construction)•HS/HC Milano Torino (in operation moving from Torino)
A
D
ERTMS on board point of viewERTMS on board point of view
Existing High Speed FleetCompliant with hi-speed 230d network
Use of STM-SCMT on Baseline 3 lines
The Hispeed fleet is based on SRS ETCS 230d.
The freight or Eurocity train for ERTMS on conventio nal lines will be based on baseline 3.
HOW TO MANAGE IT?
Freight train Compliant with baseline 3 lines
Technically allowed to run on HispeedNetwork using SVM ( aniway not planned)
ERTMS Migration principle overlapping existing Class B SCMT
ETCS L1 or L2 Telegram | Packet 44 (SCMT Data)
Euro Balise
GSM-R
ETCS SCMT
SCMT uses Eurobalises and Encoder … ERTMS uses them also with GSM-R….
ETCS L1 o L2 Full Supervision Means Cab Signalling
Using Continuous or semi continuous information by GSM-R
ETCS L1 Limited Supervision Means No Cab Signalling
Without a semi continuous information by GSM-R(BL 3.4.0)
SCMTMeans No Cab Signalling
Without a semi continuous information by track coded infill
ERTMS BASELINE 2 on HS Italian network ERTMS BASELINE 2 on HS Italian network
•IN COMMERCIAL OPERATION SINCE 2005
•750 KMS EQUIPPED BY ERTMS/ETCS LEVEL 2 WITHOUT FALL BACK AT 300KM/H
•2.3.0D (ETCS) TRACKSIDE SYSTEM COMPLIANT
•180 TRAINS PER DAY
•5’ POTENTIAL HEADWAY
•180 ERTMS TRAIN
•ERTMS MANAGE A REAL COMMERCIAL COMPETITION
INTEGRATION AMONG RBCs and OBCs (Ansaldo and Alstom)
AnsaldoOBC
AlstomRBC
AlstomOBC
AnsaldoOBC
AlstomOBC
ERTMS/ETCS level 2Integration Safety
Case
AnsaldoRBC
Torino – MilanoMilano-Bologna
Bologna-FirenzeRoma-Napoli
ETR 500E402BE403(new fleet)
ETR 500ETR 600ETR 610ETR 485MITSUI 186
BASELINE 2 ERTMS on Italian network : TodayBASELINE 2 ERTMS on Italian network : Today
The trackside ERTMS Baseline implemented will be the baseline 3 because it offers better performance and it’s particularly suitable for the freight traffic for the following main reasons:�additional International Train Categories;�additional parameterization braking curves ;�use of " permitted braking distance " for managing the application of ETCS L1 on traditional signalling ;�adoption of the CR 818 (which avoids the braking for inconsistent BG) for the management of Balise groups containing only national data (SCMT PK44);�optimization of the Infill Radio functionality (CR 742 );
The "Level 2" solution is considered as the best ch oice for the Italian parts of the Corridors which require to preserve or to increase existing Lines performances, while in some other cases (large shunting areas and complex installations) also the "Level 1" solution will be implemented.
ERTMS Baseline 3 on conventional linesERTMS Baseline 3 on conventional lines
The first stone is the realization of 4 Pilot proj ects designed to define, test and consolidate, on small sections, the system specifications of ETCS Level 1 and 2 over Class B, with the aim to facilitate and accelerate the subsequent phase of corridors realization and have the elements to do the best technical choices.The ERTMS Pilot Projects on Italian conventional lines:
ETCS Level 2 implementation on the existing Nationa l system (SCMT) on the section: Milano Lambrate – Treviglio alo ng the Corridor D.
ETCS Level 1 implementation on the existing Nationa l system (SCMT) on the section: Sciara - Cammarata in Sicily
Baseline 3 ERTMS : first stepBaseline 3 ERTMS : first step
ERSAT (ERTMS Satellite) ETCS Level 2 implementation on the regional railway trial site in Sardinia (Section Cagliari – S an Gavino)
ETCS Level 1 Limited Supervision implementation on the existing Cross Border Italy Switzerland Corridor A.
Cost
Level 1
ERTMS Overlapping Migration strategy : Almost maintain the same performance of•Relay Interlocking +Axle Counter (12000km)•SCMT (Encoder & Eurobalises)•GSM-R
L1LSNo speed indication
L1LSspeed indicationWith Radio Infill
L1 FSWith Radio Infill
Strategy ERTMS Level 1 Baseline 3: Conventional Lines
Cost
Level 2
ERTMS Overlapping Migration strategy : Maintain the same performance of•Bacc (Blocco Automatico a Correnti Codificate 4500km)•Electronic or Relay Interlocking•SCMT (Encoder & Eurobalises)•GSM-R
RelayInterlocking
ElectronicInterlocking
Strategy ERTMS Level 2 Baseline 3: Conventional Lines
Limited Supervision in Italy: RFI - SBB Cross Border
ERTMS L1Limited SupervisionWithout cab signalling , vital Linking every signalComplete functionalities of L1: almost same protection o f SCMT
� The Pilot Line consists of ETCS Level 2 implementation (baseline 3) in parallel to the existing National system (SCMT).
� The section is: Milano Lambrate – Pioltello – Treviglio (about 30 km), along the Corridor D, where RBC connection will be realized with different types of interlockings.
The call for tenders of the Pilot Line was publishe d on the Official Journal of the European Union on the 14.09.2012 and contracted in November 2013
� An IXLs renovation project is under way on the Torino-Padova line, which is part of Corridor D route.
� As a result, there is a need to coordinate the Pilot project activities with the Torino-Padova ongoing investment project so that a full testing of traditional (electro-mechanical or relaybased) and new (computer- based) interlockingsis achieved.
Baseline 3 Level 2 Pilot Line (1/2)Baseline 3 Level 2 Pilot Line (1/2)
� It should be emphasized that the Pilot Line, once completed the experimental work, it may be used, subject to minimum reconfiguration, as an integral part of the Corridor D, maintaining the location of the central post at 'Milano Greco, the some place where it will be also controlled the axis of Corridor A.
� The end of project is foreseen for December 2015.
� By Decision C(2008)7888 of 10.12.2008 amended by Decision C(2011) 3250 dated 6.5.2011 the European Commission approved the grant of a financial contribution requested by the EEIG for Corridor D, for the project of common interest “ERTMS Implementation on the Railway Corridor D (Valencia - Budapest)” (no. 2007-EU-60120-P), that for the RFI part consists in the installation of a fully interoperable system in a Pilot Line inside corridor D route based on ERTMS.
Baseline 3 ETCS Level 2 Pilot Line (2/2)Baseline 3 ETCS Level 2 Pilot Line (2/2)
20
0 20 40 60
Kilometers
Corridoio ERTMS DERTMS attualeERTMS 2015ERTMS 2020
TORINO
VERONA
NOVARA
TRIESTE
VENEZIA
BRESCIA
TREVISO
CREMONA
RFI 2012 : New ERTMS Deployment Plan
(progetti in fase di approvazione)
21
0 10 20 30
Kilometers
Corridoio ERTMS attualeERTMS 2015ERTMS 2020ERTMS 2025
PM S.PELLEGR.
PM IDICE
PIAN DI VENOLA
S.BENEDETTO S
GRIZZANA
MOLINO D.PAL.
P.VENTURINA
RIOLA
PIOPPE DI S.
PORRETTA T.
SILLA
VERGATO
0 10 20 30
Kilometers
Corridoio ERTMS attualeERTMS 2015ERTMS 2020ERTMS 2025
Corridoio ERTMS A
LA SPEZIA
GENOVA
NOVARAMILANO
CHIASSO
DOMODOSSOLA LUINO
LECCO
BRESCIA
BOLOGNA
TORINOPIACENZA
(progetti in fase di approvazione)
22
0 30 60 90
Kilometers
Corridoio Helsinki - VallettaERTMS attualeERTMS 2015ERTMS 2020ERTMS 2025
Corridoio ERTMS B
BOLOGNA
TARANTO
BRENNERO
FOGGIA
ANCONA
ROMA
NAPOLI
GIOIA T.
PALERMO
CATANIA
LIVORNO
LA SPEZIA FIRENZE
BARI
VERONA
(progetti in fase di approvazione)
23
0 10 20 30
Kilometers
Corridoio Ferroviario Merci 5ERTMS 2015ERTMS 2020:1
TRIESTE
VENEZIA
TREVISO
TARVISIO
BOLOGNA
VICENZA
UDINE
RAVENNA
FERRARA
(progetti in fase di approvazione)
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The Railway operators have to be able to take advantage of all the new opportunities that ERTMS offers:
To create a European Interoperable railway Automatic Train Control system, increasing the competitiveness of the European railways for all kinds of railway traffic and a multivendors markets:
•High Speed;•High Capacity; •Low density;•Freight; •Mixed traffic; •Coexistence with legacy systems.
ERTMS is at the service of Railways
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� over 2025 : UMTS, LTE, WiMax, clouding
�up to 350 Km/hENHANCE SPEEDENHANCE SPEED
TLC for signalling : THE NEXT CHALLENGES
ENHANCE ENHANCE CAPACITYCAPACITY
COEXISTENCE COEXISTENCE WITH UMTSWITH UMTS
PREPARE PREPARE MIGRATIONMIGRATION
INTEGRATE WITH INTEGRATE WITH OTHER TECH.OTHER TECH.
�by packet switching
� by technical-legal bindings and costs
� satellite
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Main Topics for next Railway Commandand Control Systems
• Phase out of GSM-R: Migration to LTE (Long Term Evolution)
But ! :assuring the existing asset protection
• Opportunity for ERTMS to be indipendent from a dedicated TLC network
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• Regional lines : Concentrated Application for : – ERTMS Regional match perfectly the satellite solution :
NeedNeed High High availabilityavailability for Railway application (movingblock, safe head and tail train detection)
• High Density Train demand in big nodes area– Satellite solution for increase capacity: existing “in door”
appliction for positioning and data transfer?
Main Topics for Satellite application in the nextRailway Command and Control Systems
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INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana
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Opera
tion
Rules
Infrastructure
Rolling Stock
Commandand Control
•Sicurezza
•Disponibilità
•Capacità e Ottimizzazione
•Standardse Interoperabilità
•Integrazione
•Sostenibilità economica
Comando e Controllo: valore aggiunto agli asset ferr oviari
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Configurazione a blocco flessibile con breviheadways alla partenza:•Separazione delle lunghezze di frenatura e diblocco•Riduzione dei requisiti sulla visibilità
Posizionamento della frenatura ottimale per brevi headways in arrivo:•Curva di frenatura dipendente dal treno•Separazione tra Movement Authority e Speed Profile
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Minimo valore dell’headwayhmin= tw +(1+1/n)v/2d+(Lo+Lt)/v+ ti
Headway
Watching time(sec) = tw
Numero di sezioni di blocco necessarie per l’arresto treno dalla velocità di esercizio = ndecelerazione di servizio media sicura (m/s2)= dvelocità (m/s) =vlunghezza di overlap (m)= Lo
lunghezza del treno= Lttempo di interlocking= ti
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0.6v/d è il 75% di hmin
È necessario calibrare la gestione della frenatura: new ERTMS BL3
Cab signalling : •Riduce il watching Time e massimizza l’uso dello Static speed profiledella linea specialmente a basse velocità per linee con sezioni corte, con molti profili differenti della linea o in arrivo e partenza da una stazione. •La gestione del calcolo della velocità di rilascio da parte del treno necessita di un cab signalling per massimizzare la sicurezza e l’operatività
Headway
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Reazione del macchinista e cab signalling
� Il macchinista normalmente si accorge che il treno sta frenando peggio di quanto atteso. Allora reagirà prima del sistema e tenterà di mantenere la velocità al di sotto del valore permesso in approccio ad un obiettivo.
� Questa circostanza è enfatizzata in assenza di cabsignalling
� Dunque il cab signalling diventa indispensabile all’aumentare dei casi di arresto ad un obiettivo (es. linea ad alta densità)
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BOE ( PUNTI INFORMATIVI)
Encoder ApparatiLOGICA SCMT
BOE ( PUNTI INFORMATIVI)BOE ( PUNTI INFORMATIVI)
Encoder ApparatiLOGICA SCMT
BOE ( PUNTI INFORMATIVI)
Cab Signalling
Drive byLateral signal
.
S
V
Static speedprofile
Dynamic speedprofile
RealDynamicspeed profile Cab Signalling
.
S
VStatic speed
profile
Dynamic speedprofile
Real Dynamicspeed profile
Cab Signalling aumenta l’uso delle risorse dell’infrastruttura.
42
Opportunità fornite dal nuovo Memorandum ofUnderstanding di ERTMS del 2012
Il MoU recentemente sottoscritto offre la possibilità di procedere salvando gli assetdell’ERTMS esistente. :
– Nuove tecnologie pre ERTMS (GPRS, IP, ATO,..)– Nuove prestazioni grazie alle SRS BL3 (aumento della
capacità, Train Categories, M-Version, etc..)– Nuove applicazioni scalabili di ERTMS (Regional,
Satellite,….)
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ETCS (L1,2,3)
CBTCCommunications-Based Train Control System
Per massimizzare il ritorno negli investimenti nelle infrastrutture ferroviarie urbane:Alta capacità e automazion. Sistemi di telecomunicazioni aperti
Per creare un ATC europeo interoperabile e aumentare la competitività per le ferrovie europee per tutti i tipi di traffico ferroviario:•Alta velocità, Alta capacità, Bassa densità•Traffico merci, Traffico misto; coesistenza con legacysystems
• Automatic train protection (ATP); • Automatic train operation (ATO); • Automatic train supervision (ATS)
MoU-Migrazione ATO, GPRS e IP per ogni sistema di comunicazione aperto
ETCS Regional, Satellite application
Nuove sfide per ERTMS
Protezione degli asset nel tempo attraverso la flessibilità, legata ai moderni standard di comunicazione, soddisfano tutti le necessità ferroviarie attraverso scalbilità e modularità delle proprie applicazioni
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ATC contro ATO
• ATO: 30 treni/h• ATC: 22 treni/h (con eccellente ottimizzazione della
condotta)
– ETCS towards ATO (Mou Aprile z2012)– ETCS merging CBTC: WP2 Shft2Rail
Programm
ETCS con ATO e Blocco Mobile
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INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana
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ERTMS/ETCS Definizioni Principali
� ERTMS – Sistema Europeo di gestione del traffico ferroviario
� ETCS – Sistema Europeo di controllo e protezione della marcia
� SSB – Sotto sistema di Bordo
� SST – Sotto Sistema di Terra
� TSI CCS – Specifiche Tecniche di Interoperabilità inerenti il controllo, la protezione della marcia ed il segnalamento
� SRS – Specifica dei Requisiti di Sistema
� Baseline delle SRS – insieme documentale che contiene i requisiti del sistema ERTMS/ETCS definito dall’Annex A della TSI CCS. Le principali Baseline rese ufficiali dalla Commissione Europea sono:
� Baseline 3 - Decisione 2012/88/EU del 6/11/2012
� Baseline 2.3.0d - Decisione 2008/386/CE del 23/04/2008
� Baseline 2 - Decisione 2004/447/EC del 29/04/2004
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Livelli ERTMS/ETCS
� Il treno attrezzato con il SSB ETCS svolge servizio su linea non attrezzata con il SST ETCS o attrezzata con sistema nazionale di cui il SSB ERTMS non sia equipaggiato
� Distanziamento e protezione della marcia è a carattere nazionale
� Soluzione normata con vmax 50km/h
ETCS
end of track segment
LIVELLO 0
49
Livelli ERTMS/ETCS
� Il treno attrezzato con il SSB ETCS e con il SSB nazionale svolge servizio su linea attrezzata con il corrispondente SST nazionale
� Distanziamento e protezione della marcia è a carattere nazionale
In Italia l’STM è l’ SCMT
ETCS National System
existing national system end of track segment
Optional, depending on national system
LIVELLO NTC (sistema di protezione nazionale) denomi nato anche LIVELLO STM
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Livelli ERTMS/ETCS
� Il treno attrezzato con il SSB ETCS svolge servizio su linea attrezzata con il SST ETCS che garantisce una protezione discontinua
� Distanziamento a sezioni fisse (cdb, conta assi)
� comunicazione terra-treno attraverso Punti Informativi (boe Eurobalise)
� L’eventuale presenza di sistema infillrende opzionali i segnali laterali
� La Limited supervision è un modo operativo particolare del Livello 1
ETCS
Eurobalise end of track segment
optional
Euroloop
LEU
Interlocking
Radio infill
LIVELLO 1
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Livelli ERTMS/ETCS
� Il treno attrezzato con il SSB ETCS svolge servizio su linea attrezzata con il SST ETCS che garantisce una protezione continua
� Distanziamento a sezioni fisse (cdb, conta assi)
� comunicazione terra-treno attraverso Punti Informativi (boe Eurobalise) e radio (GSM-R)
� i segnali laterali sono opzionali
ETCS
Eurobalise
Radio Block Centre
Interlocking
end of track segment
Optional
LIVELLO 2
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Livelli ERTMS/ETCS
� Il treno attrezzato con il SSB ETCS garantisce la propria integrità (controllo della coda) e svolge servizio su linea attrezzata con il SST ETCS che garantisce una protezione continua
� Distanziamento a sezioni mobili (non sono necessari sistemi a terra di rilevamento treni)
� comunicazione terra-treno attraverso Punti Informativi (boe Eurobalise) e radio (GSM-R)
� i segnali laterali sono opzionali ETCS
Eurobalise
Radio Block Centre
trainintegrity
Interlocking
LIVELLO 3
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INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana
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• 12.000 km in esercizio su rete elettrificata e su a lcuni tratti di rete non elettrificati a
maggior traffico
• Sistema ATP di Classe B Italiano con tecnologia int eroperabile Eurobalise per la
trasmissione terra-treno e con Encoder interfacciat i con ACE, ACEI, Aceli, ACC e
Bem, Bca, Bacf, Bacc 4 e 9 codici
• 4.500 km in esercizio su rete non elettrificata.
• Sistema ATP con tecnologia non interoperabile a mic roonde per la trasmissione
terra-treno e con Encoder interfacciati ai segnali luminosi.
• 700 km AV/AC in Livello 2 senza sovrapposizione con SCMT a 300 km/h con
interconnessioni con la rete convenzionale.
• 11 RBC presso i posti centrali di Torino, Bologna e Roma interfacciati con gli
interlocking di linea (ACC o ACC-M)
• 700 km AV/AC e 10.000 km rete convenzionale
Attrezzaggio tecnologico esistente in RFI
SCMT
SSC
ETCS
GSM-R
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• Situazione attuale ERTMS/ETCS su rete RFI
• Linee AV/AC con ERTMS/ETCS Livello 2:
• Linee TO-MI-BO-FI Basate su SRS 2.3.0d,
• Linea RM-NA in fase di adeguamento
• Sviluppi futuri
• Applicazione ERTMS/ETCS su linee convenzionali
• Sovrapposizione con il segnalamento preesistente
• in linea
• in stazione
• Riutilizzo tecnologie SCMT già in esercizio
• Messa a punto delle specifiche (progetti pilota)
ERTMS / ETCS su rete RFI: introduzione
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• Progetti pilota• Livello 1 + RIU (sito Sciara – Cammarata) e Domo -Novara
• Livello 2 (Milano - Treviglio) e Milano – Chiasso
• Sperimentazione su referenziazione satellitare (Sardegna)
• Livello 1 Limited Supervision su tratte confine Svizzera –Italia
(ranzo Luino e Domo –Iselle)
• Attrezzaggio della linea DD con ERTMS L2
• Collaborazione fra RFI e RFT e STA per la specificazi one
dell’applicazione ERTMS L2 su linee regionali in co ncessione
ERTMS / ETCS su rete RFI: introduzione
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• Criteri per la scelta delle tipologie di linee su c ui effettuare la
sperimentazione:
ERTMS / ETCS: scelta dei siti pilota
• Obiettivi della sperimentazione su siti pilota:
• consolidamento SRS ETCS L1 + R.I. per linee con sis temi di
blocco discontinuo e località di manovra (sito pilot a: Sciara –
Cammarata)
• consolidamento SRS ETCS L2 su linee RFI con sistemi di blocco
continuo (sito pilota: Milano – Treviglio, appartene nte al
Corridoio D)
ETCS L1 + R.I. (sistema discontinuo) li nea con blocco conta-assi
ETCS L2 (sistema continuo) linea con bacc
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ERTMS / ETCS: scelta dei siti pilota
• Obiettivi dell’attrezzaggio della linea DD:
• favorire le relazioni AV/AC Firenze Castello – Roma Tiburtina:
• eliminando la necessità di fare transizioni di livel lo per i treni non
stop;
• elevando la velocità della linea a 300km/h per i tre ni aventi
determinate prestazioni;
• pur garantendo il servizio regionale nei tratti ant enna da Valdarno
a Firenze e da Orte a Roma;
• con CO n. 330/AD è stato costituito un GdL che ha il mandato di:
• proporre le scelte funzionali, prestazionali e tecn ologiche di
sistema per l’adeguamento della linea agli standard AV;
• elaborare un progetto di massima che consolidi le s celte
individuate;
59
Maggiore flessibilità e prestazioni per il traffico misto in virtù di:
� maggior numero di categorie treno disponibili
� maggior parametrizzazione del modello di frenatura
� uso di “permitted braking distance” (pacchetto 52) per la
gestione dell’applicazione ETCS L1 su segnalamento RFI
tradizionale
� adozione CR 818 (che evita la frenatura per PI inconsistente)
per la gestione dei punti informativi contenenti solo dati
nazionali (pacchetto 44 di SCMT)
� ottimizzazione della funzionalità Radio Infill (CR 742)
Scelta della versione SRS ERTMS / ETCS Baseline 3
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INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana
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- 38 km su binario unico - linea elettrificata- DCO, apparati ACEI- blocco conta-assi (~19km)- blocco a correnti fisse (~19km)- automotrici diesel- 2 fornitori sia per SST che SSB- velocità massima = 130 km/h
Linea pilota L1 + Radio Infill
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Radio Infill
ETCS SCMT
Convivenza tra servizio SCMT e test ETCS L1
I punti informativi contengono il pacchetto 44 utilizzato da SCMT
L1 Telegram | Packet 44 (SCMT Data)
Euro Balise
Linea pilota L1 + Radio Infill
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Possibili architetture di Radio Infill
Architettura distribuita
Architettura concentrata
RIU C
GSM-R
Linea pilota L1 + Radio Infill
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Linea pilota L1 + Radio Infill Sciara - Cammarata
Tracciabilità requisiti 1/3
Protezione segnali fissiBinari di circolazionePL su linea BacfSegnali per blocco 2 aspettiSegnale di avanzamento
Protezione PLProtezione PL art.53/1 (1 solo PL protetto dal segn ale)
RicalibrazionePiù itinerari originati nello stesso punto
Itinerari deviati di arrivo e partenzaItinerari a 30 km/h e 60 km/hItinerari a 30 km/h e 60 km/h ove non è ammesso libe ro transitoItinerari di partenza verso la piena linea
65
Linea pilota L1 + Radio Infill Sciara - Cammarata
Tracciabilità requisiti 2/3
Radio InfillAttrezzaggio segnali 1° cat. con funzione di distanzi amentoAttrezzaggio segnali 1° cat. PLUtilizzo RIU-L e RIU-CComunicazioni con RIU in roaming
Velocità massima della lineaFino a rango CRiduzioni di velocità fino a 20 km/h su linee con ve l.max 160 km/hRiduzioni di velocità superiori a 20 km/h e fino a 6 0 km/h su linee
con vel.max 160 Km/hVariazioni di velocità in aumentoVariazioni di velocità in senso restrittivo ricadent i in asse al FV
Velocità massima rispetto al GdFProtezione GdF
66
Linea pilota L1 + Radio Infill Sciara - Cammarata
Tracciabilità requisiti 3/3
Protezione rallentamentiProtezione rallentamenti in linea
Protezione rispetto al modulo di condotta
Supero rosso autorizzato (override)Su segnali di 1° cat. che svolgono funzioni di dista nziamento Su segnale di protezione propria PL
Protezione rispetto al limite di carico dei carriRiduzione di vel. per peso assiale ≤ 20 km/h (linea fino a 160 km/h)Riduzione di vel. per peso assiale > 20 km/h (linea fino a 160 km/h)
Track conditionsarea di inibizione fermata area di segnalazione acustica
Limited Supervision in Italy: RFI - SBB Cross Border
ERTMS L1Limited SupervisionWithout cab signalling (BL340) , vital Linking every sign alComplete functionalities of L1: almost same protection o f SCMT
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INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana
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V O G H ERA
V ILLA O P IC IN A
V IC E N Z A
VE RO N A Q U AD R. E U R
V e r d e l l o D a lm in e
V E RC E LLI
V E N E Z IA M E S T RE
V ALE N Z A
T RIE S T ET RE V IS O
T RE V IG LIO
T RE N T O
T O RIN O
S E RE G N O
S AN T H IA`
S . C AN D ID O
RO V AT O
RO N C H I
RH O
P O RT O G RU ARO C .
P IAC E N Z A
P AD O V A
O LM E N E T A
N O V ARA
M O RT ARAM O D AN E F X
M ILAN O
LU IN O
G O RIZ IA
G ALLARAT E
F IRE N Z E
D O M O D O S S O LA
C RE M O N A
C IT T AD E LLA
C H IV AS S O
C H IAS S O
C AS ALE M .
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0 2 0 4 0 6 0
Kilometers
C O RRIDO IO DD irettriceG ronda N ord d i Venezia
- 35 km doppio binario elettrificato- Bacc- apparati multistazione (disponibili a fine dic.2013 cfr. progetti Torino-Padova)- 1 fornitore per SST e SSB - velocità massima = 180 km/h
Linea pilota L2
Linea: Milano Lambrate (e) – Treviglio (i)Tratte e PdS interessati:Lambrate – Bivio Lambro – Pioltello – MelzoScalo – Cassano d’Adda – PM Adda -Treviglio
Attrezzaggio sui binari di corsa + alcuni binari principali di circolazione (siti in Pioltello, Melzo Scalo, Cassano d’Adda, PM Adda e Treviglio)
70
Linea Pilota ERTMS/ETCS L2 Mi Lambrate – Treviglio
Realizzazione di tratta prototipale con Sistema distanziamento Treni ERTMS/ETCS L2 Baseline 3:
• Tratta interessata: Milano Lambrate - Treviglio
• Obiettivo: test e validazione di applicazione ERTMS/ETCS L2 su linea tradizionale in presenza di segnalamento luminoso laterale che rimane acceso
• Attività che si sovrappone alle attività di upgrading della linea Torino –Padova
• Funzioni innovative rispetto alle linee AV/AC per la gestione delle funzioni degli impianti di segnalamento tradizionali
• Apparecchiature ERTMS/ETCS L2 posizionate nel PC di Milano Greco
• Gara in fase di aggiudicazione ad ANSALDO STS
72
Effettuazione prove in campo sui siti pilota
Principio: l’attrezzaggio ETCS Baseline 3 dei siti pilota deve garantire l’operatività tecnico e funzionale del SCMT senza provocare intrusività sulla circolazione dei treni.
�I PI SCMT vengono riconfigurati con l’inserimento dei pacchetti ETCS Baseline 3 e la modifica dell’Header
�I PI SCMT mantengono il PK44 (telegramma SCMT) in prima posizione
�Il processo adottato garantisce, in questa fase, la non intrusività della riconfigurazione sulle funzionalità SCMT (modifica non rilevante)
73
Effettuazione prove in campo sui siti pilota
� Gli SSB ETCS (Baseline 2.3.0d) dei treni in esercizio, qualora istradati sulle linee dei siti pilota, ignorano le informazioni dei PI (configurati con M_VERSION = 2.0) restando in livello STM
� Gli SSB SCMT e SSC dei treni in esercizio gestiscono il PK44 (telegramma SCMT) provenienti dai PI riconfigurati per ETCS BL3 (M_VERSION = 2.0) realizzando le protezioni SCMT
76
Linea Milano - Chiasso ERTMS/ETCS L2
�Sovrapposizione Sistema distanziamento Treni ERTMS/ETCS L2 al SCMT
�La Baseline di riferimento per l’implementazione del sistema ERTMS/ETCS L2 sulla linea Milano – Chiasso:
• a bordo dovrà essere la BL3 in quanto in Svizzera è implementato il Livello 1 Limited Supervision disciplinata con la BL3
• a terra, poiché il RBC svolgerà funzione di RBC di nodo per i transiti Melegano-Rho AV, deve essere compatibile con i bordi 2.3.0d
�Utilizzo dell’ACC-M del Nodo di Milano per la gestione della tratta Milano (e) –Monza (e)
�Nuovo ACC-M tratta Monza – Chiasso (e)
�Rinnovamento del blocco automatico sull’intera linea con sezioni di estesa 900 m..
�Sulla tratta Monza - Chiasso (e) Blocco automatico con emulazione RSC
�Gestione della stazione di Chiasso (CH) come Stazione Porta dell’ACC-M
77
Linea Milano - Chiasso ERTMS/ETCS L2
Confine nazionale Italia - Svizzera
In area Svizzera entro il 2015 sarà attivato ERTMS/ETCS Livello 1 con modalità Limited Supervision
Gestione delle transizioni di livello ERTMS al confine Italia (L2) –Svizzera (L1/LS) effettuate in maniera dinamica (senza richiedere l’arresto del treno per cambio sistema)
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Linea Milano - Chiasso ERTMS/ETCS L2
Ipotesi confine di ingresso in area ERTMS/ETCS L2 da area L1/LS
Ipotesi confine di uscita da area ERTMS/ETCS L2 verso area L1/LS
Area ERTMS/ETCS L1/LS CH
Confine politico
Area ERTMS/ETCS L2 sovrapposto a segnalamento luminoso e SCMT
Ipotesi di configurazione di confine ERTMS
IT
79
Nodo di Milano - Passante ERTMS/ETCS L2
RBC di Nodo permetterà:
• l’eliminazione dei punti di transizione di ingresso e uscita dalle linee AV/AC afferenti attuali (Milano – Bologna e Torino – Milano) e future (Treviglio – Brescia)
• il transito di treni interoperabili ERTMS/ETCS L2 non dotati di sistemi di protezione/controllo nazionali
ERTMS/ETCS L2 si sovrapporrà al ACC-M del Nodo di Milano con relativo SCC-M
80
Nodo di Milano – Attrezzaggio ERTMS/ETCS L2 presente e futuro
BRESCIA AV/ACBRESCIA AV/AC
NODO MILANO ERTMS/ETCS L2
Linee AV/AC esistenti
Passante To-Mi-Bo
Raccordo linee AV/AC nel Nodo
Monza - ChiassoMilano - Monza
Linea DD Firenze – Roma
Valdarno nord
Orte sud
Obiettivo : favorire le relazioni AV/AC Firenze-Romaelevando la velocità della linea a 300km/h per i treni aventi determinate prestazioni pur garantendo, nei tratti antenna da Valdarno a Firenze e da Orte a Roma, il servizio regionale.
Al fine di raggiungere l’obiettivo si provvederàall’attrezzaggio della linea con ERTMS L2, con innesti a Rovezzano e Settebagni, e l’attrezzaggio con il SSB ERTMS ed STM-SCMT dei treni regionali che percorrono le relazioni Firenze-Valdarno e Orte-Roma.
82
INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana
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ERTMS ETCS BL3 prevede l’esistenza di due gruppi di categorie treno
definite sulla base:
• dell’accelerazione laterale non compensata in curva (cfr. ranghi di velocità)
• di altri fattori (tipo treno, tipo freno)
Il veicolo può appartenere a più di una di queste categorie
L’infrastruttura può trasmettere gli SSP relativi ad un certo numero di queste
categorie.
Il profilo di velocità del treno sarà determinato dall’intersezione delle
categorie del bordo con i profili trasmessi da terra.
Analisi funzionale preliminare: categorie treno
84
Margini di sicurezza:
� Il modello di frenatura specificato nelle SRS ETCS BL3 consente di separare i margini di sicurezza relativi alle caratteristiche dell’infrastruttura da quelli propri del materiale rotabile.
� Il gestore dell’infrastruttura può quindi trasmettere (packet 3) i parametri di sicurezza che considerano le sole esigenze dell’infrastruttura.
� L’Impresa Ferroviaria (o il costruttore dei veicoli) può integrare i margini con i parametri che considerano le caratteristiche specifiche del materiale rotabile e generare così curve di frenatura che rispettano esattamente i vincoli richiesti dalla sicurezza.
� In questo modo è possibile, senza diminuire la sicurezza, evitare le penalizzazioni della marcia che nascono dall’esigenza di proteggere complessivamente differenti tipologie di materiale rotabile (la parametrizzazione del modello di frenatura oggi essendo univoca è legata alle caratteristiche del peggior treno circolante).
Analisi funzionale preliminare: modello di frenatur a
85
Gamma trainsTreni a composizione bloccata le cui caratteristiche frenanti sonospecificate in termini prestazioni e margini di sicurezza specifiche per il datorotabile
Analisi funzionale preliminare: modello di frenatur a
Available Adhesion Weighting Factor (National Value)
M_NVAVADH
Emergency Brake Confidence Level (National Value)
M_NVEBCL
INFRA MANAGER
RAILWAY UNDERTAKING
A_brake_emergency A_brake_safe A_brake_ dry
Kdry_rst TABLE
Kdry_rst(EBCL 9) ������������
Kdry_rst(EBCL i) ������������
Kdry_rst(EBCL 1)
Kwet_rst
Predefined train composition (train input or train preparer/driver selection)
86
Lambda trainsTreni non necessariamente a composizione variabile le cui caratteristichefrenanti sono deducibili in modo generico dai dati di Percentuale di Massa Frenata e lunghezza.
Analisi funzionale preliminare: modello di frenatur a
INFRA MANAGER
RAILWAY UNDERTAKING
A_brake_ tun ed A_brake_ converted Conver
sion Model
Braked weight percentage (train preparer/driver)
λλλλ
Train type & length (train
preparer/driver)
Integrated correction Factor s (National Values)
Kv_int
v P
Kv_int
v
G
Kr_int
L
P/G L_train
87
Section in which the braking distance
has to be meet.
Lower performance train cannot stop before the signal
EBI of well braking train
Vmax Line/Train Triggering of the brakes in case of warning signal at yellow
Lower performance train: EBI shifted
Necessary speed reduction for lower performance train
Warning signal
Balise
Vmax lower performance trainEBI of lower braking performance train
Stop signal
Date le caratteristiche del segnalamento, la velocità massima del treno dipende dallesue prestazioni frenanti.
Analisi funzionale preliminare: modello di frenatur a
88
Confronto tra i modelli di frenatura SCMT e ETCS BL3 per lambda train
k = 0.8, train lenght = 400 m
PMF = 135%
FLAT TRACK
m
Km/h
m
Km/h
k = 0.9, train lenght = 650 m
Analisi funzionale preliminare: modello di frenatur a
89
ETCS L1 con distanziamento fisso e velocità variabile
� Segnalamento e End of Autority (EoA)
Pk 52
� Protection passaggi a livello (LX)
Analysis Reg. EC 352/09Pk 52
Analisi funzionale preliminare
90
� Rallentamenti (TSR) - soluzioni alternative all’uso del pacchetto 52
� Using TSR key to trigger packet 52 D
N-2N-1
1200 m.
L-1S-A S-B
200 m.
A-A A-D
TSR
� Adding a dedicated Balise Group sending packet 52
TSRN-2N-1
N m. 1200 m.
200 m.
PK52
Analisi funzionale preliminare
ETCS L1 con distanziamento fisso e velocità variabile
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INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT• La Rete Italiana
• Total length: approximately 50 km • Double track regional line: to test train
localization on parallel tracks • Fixed block (L2) train separation
• In the scope of ERSAT :• Satellite-based enhanced localization system:
• Local Area Augmentation network enhancing EGNOS service
• Multi-constellation receivers, adopting also Galileo early services
• GNSS-denied Area localisation System• Integration with the ERTMS-ETCS system and
with a multi-bearer TLC network for data communications with trains
• Validation and certification of the SIL4 level for train SAT-based localization
• Independent assessment by a NoBo• 14/01/13 MoU signed between ASI and
Sardinia Region to finance the project• 03/04/14 RFI partecipate at Call H2020-
Galileo-2014-1 for ERSAT EAV project
The ERSAT regional railway trial site in Sardinia
Two EU Project
DG Move – ERA - ERTMS
DG Enterprise - ESA, GSA - Galileo
MoU ERTMS New Application
Satellite Application for ERTMS
Interoperability, Standard, Scalability, Reduce Cos t
For each MA (Movement Authority) Trackside signalling system (Radio Block
Center) know the sequence (ETCS packet) of virtual balises expepected from
position report sended by the train.
Any mystake from the sequences of Virtual Balises sended from the train to
RBC cause an alarm for that train
Virtual Balise System Approach
2. The ERTMS Technology evolution
96
Localization:managing position accuracy along the route
GPS GLONASS GALILEO
multi-constellationpromises
SIL 4
3. The Sardinia Test Site in the programme roadmap
97
ETCS Requirement for Trains Current Position
(Par. 5.3.1.1 in S041 Rev.2.1.0 Performance Requirements for Interoperability):
•
Use of Satellite Positioning for ERTMS/ETCS
2. The ERTMS Technology evolution
98
Progetto ERSAT Progetto ERSAT –– ERERTMS TMS SATSATelliteellite
ERSAT: Sovrapposizione ai sistemi di segnalamento e sistenti su circa 50km di infrastruttura ferroviaria sarda e su due r otabili attrezzati con il sistema ERTMS di Livello 2, includendo i dis positivi di localizzazione satellitare e TLC precedentemente va lidati con lasperimentazione in ambito Progetto 3InSat.
Gli obbiettivi principali della sperimentazione son o:
� sistema di localizzazione del treno alternativo a q uello basato su Eurobalise normalmente usato in ERTMS (introduzione del concetto di virtual balise) - Positiva Campagna di Test in corso
� ri-uso delle risorse radio già disponibili (operator i pubblici TIM, Wind, Omnitel, ecc..) o a basso costo (Tetra) con possibi lità di configurazione della priorità di chiamata del servizio ferroviario. No extra costi per GSM-R Positiva Campagna di Test in corso
� remotizzazione del controlli/comandi IXL-RBC via wir eless (radio, satellite, ecc..) in alternativa all’uso di fibra o ttica.
� la possibilità di utilizzare anche la comunicazione satellitare fra terra e treno per l’invio delle autorizzazioni al movimento e conseguentemente la dimostrazione del porting del Protocollo Euroradio su IP (commutazione di pacchetto).
Protection Level vs travelled distance
Reference ERTMS architecture with IP-Telecom and GNSS
RBC
ERSAT ERSAT ERTMS ERTMS -- SATELLITE Baseline 3 Level 2/3 Pilot SATELLITE Baseline 3 Level 2/3 Pilot
Line Line
Ground Segment
EWAN - EGNOS Wide Area Network
User Segment
Local Area Augmentation System for Railway
GNSS-denied Area localisation System
Multi-constellation SAT
SIL 4 EGNSS-based Enhanced Localisation for
RailwayERTMS
Space Segment
ERSAT satellite-based localisation enhancement
ERSAT ERSAT ERTMS ERTMS -- SATELLITE Baseline 3 Level 2 Pilot Line SATELLITE Baseline 3 Level 2 Pilot Line
ERSAT Baseline 3 Level 2 Pilot LineERSAT Baseline 3 Level 2 Pilot Line
ERSAT REFERENCE Architecture
EGNOSEGNOSRadio Block Center
(RBC)Radio Block Center
(RBC)
TALS
RS 1
RS 2
RS n
…
LocalAIMN
EDAS
GPS-GALILEOSPACE
SEGMENT
Localization functions (SIL4)
• Confidence interval for trainseparation
• Start of Mission• Parallel track ambiguity
resolution
TALS : Track Area Localization SystemAIMN : Augmentation and Integrity MonitoringNetworkRS: Reference StationEDAS: EGNOS Data Access Service
Euroradio IP Parallel TLC Multiple Carrier Management
102
ProgettoProgetto ERSAT: ERSAT: architetturaarchitettura didi riferimentoriferimento
GNSS Control Centre
Radio Block Centre
RBC
Rete TLC cablata o wireless
deviatoi Segnali
AltriAltri circuiticircuiti
GSM Centrale(MSC)
IXL
GSM/Tetra Periferico (BTS)
ricevitoresatellitare
LDS LDS
terminalemobile
GPS / EGNOS / GALILEO
Posizione
Posizione
SIL4
SIL4
MA, P
ositi
on
MA, P
ositi
on
Repor
t
Repor
t
104
RBC
Parallela sperimentazione posizionamento satellitare sicuro (SILParallela sperimentazione posizionamento satellitare sicuro (SIL 4) del treno 4) del treno su sito pilota di 50 km (Cagliari su sito pilota di 50 km (Cagliari –– S. Gavino) con ERTMS L2S. Gavino) con ERTMS L2
Conformità alle specifiche ERTMS
TETRATETRATETRATETRA
Position of all trains
on controlled area
Boe Eurobalise
3InSat 3InSat
ERSAT ERTMS-ETCS Test Site
SATLOCSATLOC
EGNOS-GALILEO upgrade for rail
2012 2013 2014 2015
GRAIL 2
Reference GSA presentation
Early ServicesEarly Services
2016 2017
SynergybetweenERSAT,
Shift2Rail and EGNOS-GALILEO
SynergybetweenERSAT,
Shift2Rail and EGNOS-GALILEO
Project supported by ASI-RegioneSardinia as Test Site for ERTMS L2, L3 with satellite localization
Project supported by ASI-RegioneSardinia as Test Site for ERTMS L2, L3 with satellite localization
Progetto ERSAT: il contesto europeo :Progetto ERSAT: il contesto europeo : Roadmap
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INDICE
• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia
• Costi e benefici: criteri decisionali
• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi
• ERTMS / ETCS su rete RFI
• Il Livello 1 in Italia
• Il Livello 2 in Italia
• Analisi funzionale preliminare
• ERTMS Progetto ERSAT
• La Rete Italiana