Circolazione ed Impianti di Sicurezza e Segnalamento · 2010-06-07 ·...

Circolazione ed Impianti di Sicurezza e Segnalamento

Principali concetti relativi a:

• Segnali luminosi;

• Stazione;

• Treno;

• linea a semplice binario, incrocio;

Lezione 7 Università degli Studi di Pavia – Corso di Trazione Elettrica – Prof. Alberto Minoia

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• linea a semplice binario, incrocio;

• linea a doppio binario, precedenza, binario legale ed illegale, banalizzazione;

• Apparati di stazione (ADM, ACE, ACEI, ACC) e circuiti di binario;

• Sistemi di distanziamento (Blocco Telefonico, BEM, Bca, BA, BAB, BRA);

• Sistemi di controllo della marcia dei treni (SCMT, ETCS/ERTMS);

• Sistemi di telecomando e di comando/controllo (CTC, SCC).

Segnali luminosi da treno

Figura 1; (A = segnale d’avviso; B = segnale di prima categoria)


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Figura 1; (A = segnale d’avviso; B = segnale di prima categoria)

Con riferimento alla Figura 1, l’impiego dei tre colori base (Rosso, Giallo, Verde) avviene

nel modo seguente :

- Il segnale B (1° categoria) può assumere l’aspetto rosso oppure verde;

- Il segnale A (avviso) assume di conseguenza rispettivamente l’aspetto giallo oppure

verde, in relazione all’aspetto del segnale B.

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Segnali luminosi da treno

L’informazione circa la velocità ammessa nel percorrere un gruppo di scambi successivo ad un

segnale di prima categoria, si ottiene mediante un’opportuna combinazione dei colori di due

luci allineate verticalmente, come riportato di seguito.

Segnale di Avviso:

• Giallo/Verde a luce fissa: avviso di via libera con limitazione di velocità. Il segnale informa

che il successivo segnale di prima categoria deve essere oltrepassato a velocità non superiore a


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che il successivo segnale di prima categoria deve essere oltrepassato a velocità non superiore a

30Km/h.

• Giallo/Verde con lampeggiamento simultaneo delle due luci: avviso di via libera con

limitazione di velocità. Il segnale informa che il successivo segnale di prima categoria deve

essere oltrepassato a velocità non superiore a 60Km/h.

• Giallo/Verde con lampeggiamento alternato delle due luci: avviso di via libera con

limitazione di velocità. Il segnale informa che il successivo segnale di prima categoria deve

essere oltrepassato a velocità non superiore a 100Km/h.

Segnali luminosi da treno - esempi


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STAZIONE LINEALINEA

Stazione


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– Sono località di servizio adibite al servizio pubblico;

– Delimitate da segnali di protezione o da appositi segnali fissi (sulle linee che

prevedono il controllo della marcia dei treni ed il segnalamento in cabina di guida dei

rotabili con blocco radio ERTMS/ETCS L 2);

– Utilizzate per regolare la circolazione dei treni;

– Munite di impianti atti all’effettuazione di precedenze fra treni nello stesso senso e,

sul semplice binario, di incroci fra treni in senso opposto;

Stazione


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Treno

Agli effetti della circolazione sulla linea, costituisce

«TRENO» qualsiasi mezzo di trazione con o senza veicoli

che debba viaggiare :

– da una ad altra località di servizio;

– da una località per disimpegnare un servizio lungo la


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linea e faccia ritorno nella località stessa

Linea ferroviaria a semplice binario

LA CIRCOLAZIONE FERROVIARIA SI SVOLGE

SU LINEE A UNO O PIU’ BINARI

LE LINEE A SEMPLICE BINARIO

SONO ATTREZZATE

PER LA CIRCOLAZIONE DEI TRENI


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PER LA CIRCOLAZIONE DEI TRENI

NEI DUE SENSI

SULL’UNICA SEDE DISPONIBILE

Linea ferroviaria a semplice binario - incrocio

doppio

binario


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semplice

binario

SULLE LINEE A DOPPIO BINARIO

I TRENI PERCORRONO NORMALMENTE

IL BINARIO DI SINISTRA E SI DICE

CHE VIAGGIANO SUL BINARIO

Linea ferroviaria a doppio binario


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LEGALE

QUANDO I TRENI PERCORRONO

ECCEZIONALMENTE IL BINARIO DI DESTRA SI DICE

CHE VIAGGIANO SUL BINARIO

ILLEGALETratto soggetto ad



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Tratto soggetto ad interruzione della

circolazione

Il binario illegale non è attrezzato per la circolazione

dei treni in quel senso di marcia

BINARIO LEGALE E ILLEGALE

III

RI V 16 0RI V 16 0RIV 16 0

FS

Binario legaleo "di sinistra"

Binario illegale

Binario



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F.V.

II

I

RIV 160 RIV 160 RIV 160

FS

Binario legaleo "di sinistra"

illegaleBinario illegale

SU UNA LINEA A DOPPIO BINARIO QUANDO ENTRAMBI I

BINARI SONO ATTREZZATI PER LA CIRCOLAZIONE DEI

TRENI IN ENTRAMBI I SENSI SU CIASCUN BINARIO, SI

DICE CHE LA LINEA E’

BANALIZZATA



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Linea ferroviaria a doppio binario - precedenze


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Nell’ambito delle Stazioni, i binari si distinguono come segue:

Stazione – tipologia dei binari


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• Binari di circolazione: binari adibiti all’arrivo, alla partenza o al transito dei treni

• Binari secondari: non adibiti al movimento dei treni ma alle manovre

• Binari di corsa: binari di circolazione che sono la diretta prosecuzione dei binari di

linea nell’ambito della stazione. Tali binari, generalmente di più corretto tracciato,

sono quelli utilizzati di regola per il transito dei treni senza fermata

Gli Apparati Centrali

Gli Apparati Centrali sono impianti di segnalamento che consentono di gestire la

circolazione all’interno di una stazione, realizzando:

1. il comando in sicurezza dei vari enti di piazzale (deviatoi, fermadeviatoi, scarpe

fermacarro, barriere di passaggi a livello, segnali);

2. l’acquisizione del controllo di posizione ed il bloccamento dei medesimi enti, nonché i

controlli di libertà/occupazione dei circuiti di binario e di compatibilità tra gli itinerari.


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controlli di libertà/occupazione dei circuiti di binario e di compatibilità tra gli itinerari.

Un apparato centrale è interfacciato con gli impianti di segnalamento di linea (BEM, Bca,

BA) e con gli apparati di chiusura dei passaggi a livello per acquisire i controlli necessari

all’apertura dei segnali di partenza.

Piano schematico e Tabella delle condizioni

Costituiscono non solo i documenti di base per lo sviluppo della progettazione

costruttiva di un apparato centrale, ma anche la documentazione ufficiale che attesta la

corretta esecuzione di un impianto già in esercizio.

In particolare il piano schematico rappresenta schematicamente, e quindi senza il

rispetto delle proporzioni, la topografia di una stazione, e riporta con un’apposita

simbologia tutti gli enti di piazzale, sia relativi all’armamento che all’impianto di

segnalamento, questi ultimi opportunamente numerati, nonché altri elementi essenziali


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segnalamento, questi ultimi opportunamente numerati, nonché altri elementi essenziali

a caratterizzare la stazione per le esigenze della circolazione (fabbricato viaggiatori,

marciapiedi, sottopassi pedonali, attraversamenti stradali, eventuali gallerie ecc.).

Il documento pone in evidenza, con una grafica abbastanza intuitiva, tutti gli elementi

necessari per la compilazione delle tabelle delle condizioni.

La tabella delle condizioni costituisce il documento che riporta le condizioni di

sicurezza (stati logici degli enti), delle quali la logica di apparato deve verificare

l’esistenza, provvedendo ai necessari comandi, purché ammessi dai bloccamenti in

atto, prima di giungere all’apertura del segnale

ACE – Apparato Centrale Elettrico a singole leve

In questo tipo d’impianto, la postazione di lavoro è costituita da un grosso banco

metallico, dal cui ripiano superiore sporgono le leve, la cui manovra serve per

comandare individualmente ciascun ente di piazzale interessato dall’itinerario.

La manovrabilità di tali leve è condizionata da una serratura meccanica che attua gli

interbloccaggi di sicurezza tra le singole leve, così come richiesto dalle tabelle delle


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condizioni.



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ACEI – Apparato Centrale Elettrico ad Itinerari

Costituiscono una notevole evoluzione rispetto agli apparati centrali elettrici a leve

singole (ACE), dei quali superano le limitazioni accennate in precedenza, in

particolare la manovra degli enti di piazzale non avviene più individualmente

mediante singole leve. Esiste invece sul banco di manovra un pulsante per ogni

itinerario centralizzato, il cui azionamento determina in automatismo l’effettuazione


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itinerario centralizzato, il cui azionamento determina in automatismo l’effettuazione

di tutte le verifiche e delle necessarie manovre e bloccamenti degli enti di piazzale,

fino all’apertura del segnale.

ACEI – Apparato Centrale Elettrico ad Itinerari


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ACEI – Apparato Centrale Elettrico ad Itinerari - Fasi

1. Comando – Corrisponde all’azionamento dello specifico pulsante d’itinerario da parte del dirigente

movimento.

2. Risposta – L’apparato verifica che non siano in atto movimenti incompatibili di treni o di manovre

3. Registrazione - Si accende a lato del pulsante d’itinerario una spia luminosa che informa che il

comando è stato registrato, pertanto il pulsante può essere rilasciato.

4. Verifica della via – L’apparato verifica la libertà dell’itinerario dalla presenza di eventuali veicoli,

mediante il controllo dello stato di eccitato dei relè di binario interessati (circuiti di binario liberi).

5. Intervento combinatori di manovra dei deviatoi – La manovra dei deviatoi può avvenire


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5. Intervento combinatori di manovra dei deviatoi – La manovra dei deviatoi può avvenire

solamente se i rispettivi combinatori di manovra assumono preventivamente la nuova posizione richiesta.

Qualora siano in atto bloccamenti richiesti da altri itinerari, il combinatore interessato non può essere

alimentato e il deviatoio rimane bloccato.

6. Controllo del percorso – Si controlla che i deviatoi abbiano assunto la posizione voluta e che sia

avvenuto il relativo bloccamento.

7. Bloccamento del punto origine - Il bloccamento dell’itinerario diventa definitivo, e non è più

possibile annullare il comando con la semplice estrazione del relativo pulsante. Per necessità del tutto

eccezionali l’itinerario può essere distrutto soltanto adottando una idonea procedura di sicurezza ed

azionando la specifica levetta di soccorso.

ACEI – Apparato Centrale Elettrico ad Itinerari - Fasi

8. Verifica condizioni della linea – Soltanto per gli itinerari di partenza, l’apparato verifica le

condizioni di blocco (sezioni di blocco libere e corretto orientamento del blocco), e la chiusura

degli eventuali passaggi a livello di linea.

9. Intallonabilità deviatoi - Viene comandata l’intallonabilità dei deviatoi presi di punta a

velocità maggiore uguale a 60 Km/h.

10. Codifica – Sulle linee attrezzate con blocco automatico a correnti codificate, viene

comandata l’alimentazione a correnti codificate dei circuiti di binario interessati dall’itinerario


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comandata l’alimentazione a correnti codificate dei circuiti di binario interessati dall’itinerario

(con l’impianto a riposo

l’alimentazione avveniva a correnti fisse).

11. Manovra del segnale – Soltanto se si sono completate positivamente tutte le precedenti

fasi, l’apparato può comandare l’apertura del segnale.

ACC – Apparato Centrale Computerizzato

L’Apparato Centrale Computerizzato, in origine denominato Apparato

Centrale Statico (ACS), è un Apparato Centrale a logica programmata, che si

basa su architetture e procedure hardware e software con caratteristiche di

sicurezza.

L’ACC rappresenta l’evoluzione tecnologica degli apparati centrali elettrici a


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L’ACC rappresenta l’evoluzione tecnologica degli apparati centrali elettrici a

pulsanti di itinerario (ACEI), dei quali sostituisce la logica cablata, realizzata

mediante circuiti elettrici ed elementi elettromeccanici, con una logica

programmata, realizzata invece attraverso componenti statici.


Il software applicativo degli ACC riproduce dunque la stessa logica utilizzata negli

schemi elettrici degli ACEI elettromeccanici, ovviamente depurata di quelle

condizioni di sicurezza intrinseca, aventi significato soltanto negli impianti a

logica cablata. Oltre a questa caratteristica fondamentale, un ACC presenta le

seguenti rilevanti peculiarità:


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1. Modularità dell’impianto

2. Standardizzazione dell’hardware; non è quindi più necessaria una riprogettazione

dell’impianto in occasione di ogni nuova realizzazione, ma si deve semplicemente

provvedere alla configurazione sulla base delle tabelle delle condizioni.

3. Funzioni di attuazione dei comandi e di acquisizione dei controlli, distribuite in

posti periferici di campagna, con giurisdizione su aree opportunamente definite.



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Regimi di circolazione

Ciascun Sistema di Esercizio, ai fini del distanziamento dei treni nellacircolazione, può essere supportato da diversi livelli di TECNOLOGIE

Ogni linea è divisa in SEZIONI DI BLOCCO che possono essere occupateda un solo treno per volta

La libertà della via nelle sezioni di blocco può essere garantita utilizzando:

• IL BLOCCO TELEFONICO (utilizzato sulle linee telecomandate, a garanzia della libertà della tratta)


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garanzia della libertà della tratta)

• IL BLOCCO ELETTRICO

- Manuale (B.e.m.)

- Conta-assi (B.ca)

- Automatico

- a correnti fisse (B.A.)

- a correnti codificate (B.A. c.c.)

• IL BLOCCO RADIO

REGIME CHIUSO:

Vincolato alla richiesta di un consenso di via libera ed alla

concessione della stesso da parte di un operatore ubicato

in un successivo posto

(Blocco telefonico – Blocco elettrico manuale)

Regimi di circolazione


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REGIME APERTO:

Non vincolato a richieste e concessioni di consensi di

via libera

(Blocco elettrico automatico – Blocco elettrico conta-assi –

Distanziamento col giunto)

Impianti a Logica Cablata – il relé

Il relè è un dispositivo elettromeccanico costituito da un nucleo su cui sono avvolte le due

bobine di eccitazione e da un equipaggio mobile (ancora) a due posizioni (bassa – relè

diseccitato, alta relè eccitato). Quando le bobine di eccitazione sono percorse dalla corrente, il

nucleo si magnetizza ed attrae l’ancora; a quest’ultima è solidale il gruppo di contatti mobili

aventi la funzione di trasferire su altri circuiti l’informazione relativa allo stato del relè

medesimo (eccitato o diseccitato). Si tratta di una funzione essenziale, perché allo stato di

eccitato o di diseccitato di ciascun relè è associata l’informazione riguardante lo stato di

un'altra specifica apparecchiatura (controllo), o l’esecuzione di un determinato comando.


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Sistemi di distanziamento

Blocco Conta Assi

Il funzionamento del blocco conta assi si basa sul confronto tra il conteggio degliassi di un treno che entra in una sezione di blocco, e il conteggio degli assi dellostesso treno in uscita dalla sezione. Se i due conteggi coincidono, la sezione diblocco che si era occupata all’inizio del conteggio in ingresso, si libera, essendovila certezza che il treno è transitato completo


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Il conteggio viene effettuato per mezzo di pedali costituiti da due bobine posate ai lati della

rotaia, ciascuna da parti opposte rispetto alla stessa; di queste una viene alimentata in alta

frequenza (bobina di trasmissione), mentre nell’altra si induce un tensione costante (bobina di

ricezione). Al passaggio di ciascun asse di un treno, la variazione di flusso magnetico che ne

deriva, provoca un impulso di tensione nella bobina di ricezione. Al fine di rilevare anche il senso

di marcia del treno, ogni pedale è costituito da due coppie di bobine; ciò rende il conteggio

efficace anche nel caso di treni cantiere o di carrelli, quando rientrano nella stessa stazione da

cui erano usciti. Il blocco conta assi è un impianto sicuro, semplice ed economico. Il conteggio

può essere eseguito senza difficoltà per velocità fino a 250 Km/h.


Blocco Conta Assi


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Blocco Automatico a Correnti Codificate

Tra i sistemi di blocco in uso presso RFI, il blocco automatico a correnti codificate è quello che

permette di ottenere la maggior capacità di una linea. A tale scopo, è necessario suddividere

ciascuna tratta compresa tra due località di servizio limitrofe, nel maggior numero possibile di sezioni

di blocco, con l’obiettivo di conseguire il distanziamento minimo fra treni successivi, in relazione alla

velocità massima prevista sulla linea.

La lunghezza delle sezioni deve quindi essere tale da garantire lo spazio di frenatura. Per linee con

velocità > 120 Km/h, tale lunghezza è di norma di 1350 m, mentre velocità inferiori, caso peraltro

abbastanza raro su linee attrezzate con blocco automatico, scende a 1150 m.

Il sistema di blocco è definito automatico, perché i segnali di blocco, normalmente disposti a via

libera, con eccezione per le protezioni e le partenze delle località di servizio, si dispongono


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libera, con eccezione per le protezioni e le partenze delle località di servizio, si dispongono

automaticamente a via impedita nel momento in cui vengono superati da un treno, e si ridispongono

a via libera quando il convoglio esce completo dalla sezione di blocco.

Il funzionamento del BAcc è basato sull’impiego di circuiti di binario attrezzati conconnessioni induttive; ognuno di questi CB, nel caso in esame (blocco non banalizzato)coincide normalmente con una sezione di blocco.L’alimentazione avviene in corrente alternata a frequenza di 50 Hz, codificata medianteuna successione di ON - OFF della medesima durata. Dall’estensione del periodo diqueste interruzioni, scaturiscono i quattro codici normalmente utilizzati in RFI:

75 – 120 – 180 – 270

Il numero rappresentativo di ciascun codice ne indica la frequenza misurata in periodi alminuto primo.




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minuto primo.

La ripetizione dei segnali a bordo dellelocomotive si realizza mediantel’accoppiamento induttivo tra il flussomagnetico prodotto dalla correntecodificata che circola nelle due rotaie esi richiude attraverso gli assi del treno,e due bobine (captatori) collegate inserie tra loro, poste trasversalmente al

Ripetizione del codice in macchina


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serie tra loro, poste trasversalmente albinario a circa 20 cm di altezza dalpiano di rotolamento delle rotaie,davanti al primo asse, come risulta dallafigura accanto. Perché questoaccoppiamento si possa stabilire, èindispensabile che l’alimentazione deiCB avvenga sempre contro treno.

Il criterio in base al quale vengono codificate le sezioni di blocco è il seguente:

• Codice 75 presente nel CB a monte di un segnale rosso (avviso di via impedita a non

meno di 900 m.)

• Codice 120 presente nel CB a monte di un segnale di prima categoria con aspetto

rosso/giallo o rosso/verde (avviso di riduzione di velocità per deviata, a non meno di 900

m. di distanza)




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m. di distanza)

• Codice 180 presente nel CB a monte di un segnale giallo, oppure giallo/verde fisso o

lampeggiante (avviso anticipato di via impedita o di deviata a non meno di 2700 m. di

distanza)

• Codice 270 presente nel CB a monte di un segnale verde (via libera incondizionata)

Sistema di Controllo Marcia Treno

Il sistema di Controllo Marcia Treno è costituito da apparati di bordo in grado di acquisire

dalla linea un insieme d’informazioni, che permettono di realizzare un confronto continuo

tra la velocità reale del treno, quella consentita dal treno stesso, dalle condizioni della linea

(velocità di tracciato ed eventuali rallentamenti in atto) e quella derivante dall’aspetto del

segnalamento.

Appositi punti informativi, denominati boe o balise, collocati in precedenza ai punti singolari

della linea ove sono previste variazioni di velocità di tracciato o rallentamenti provvisori,

oppure in precedenza ai segnali luminosi da treno, forniscono le necessarie informazioni

mediante un flusso discontinuo di dati. I dati relativi al segnalamento vengono acquisiti


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mediante un flusso discontinuo di dati. I dati relativi al segnalamento vengono acquisiti

dalle boe mediante apparecchiature denominate encoder, che realizzano il loro

interfacciamento con gli impianti di linea.

L’individuazione della velocità consentita al treno da parte dell’apparato di bordo è possibile in

quanto l’apparato di bordo sviluppa la così detta “curva di frenatura” del treno, elaborando i

dati memorizzati, quelli variabili inseriti di volta in volta dal macchinista (percentuale di peso

frenato, presenza di frenatura elettrica, lunghezza del treno) e quelli captati dalla linea. Tale

elaborazione deve determinare istante per istante, all’avanzare del treno, la velocità che questo

non deve superare per potersi arrestare al successivo segnale a via impedita, o per ridurre la

velocità entro lo spazio disponibile. L’apparato di bordo è in grado di confrontare istante per

istante la velocità reale del treno con quella limite ammessa dalla curva di frenatura, riportando

su apposito display le informazioni necessarie al macchinista.

Sistema di Controllo Marcia Treno


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su apposito display le informazioni necessarie al macchinista.

Sistemi di esercizio delle linee

Complesso di norme e tecnologie riguardanti la

Dirigenza Locale D.L.

Dirigenza Unica D.U.

Dirigenza Centrale D.C.


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riguardanti la regolarità e la sicurezza che consentono di "organizzare" il servizio

Dirigenza Centrale D.C.

Telecomando D.C.O.

Sistema Comando Controllo SCC

Servizio Spola

DIRIGENTE CENTRALE OPERATIVO (D.C.O.)che telecomanda una quantità di Posti Periferici Impresenziati,ma abilitati al movimento dallo stesso DCO (linee in C.T.C.)

Sistemi di esercizio


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La sicurezza dell'esercizio è garantita dagli apparati locali e dal

blocco

La sicurezza negli apparati è garantita con la disposizione a via libera del segnale che comanda il movimento del treno

FBA C D E

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