Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale

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UNA METODOLOGIA SINTETICA PER LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI STAZIONI FERROVIARIE

Stefano Impastato Luigi Capodilupo

Sommario

L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 2

La metodologia

Gli indicatori:

L’ indicatore della capacità di circolazione (IC);

L’indicatore della flessibilità di utilizzo e ingombri (IF,CONFIGURAZIONE (D));

L’indicatore della funzione di circolazione (IF,CONFIGURAZIONE (B))

L’indicatore sulla funzionalità per i passeggeri (IF,CONFIGURAZIONE (M))

Applicazione

Risultati

Stazioni Ferroviarie

Località di servizio normalmente delimitata da segnali di protezione,

utilizzata per regolare la circolazione treni, munita di impianti atti ad effettuarvi

le precedenze fra treni nello stesso senso e sul semplice binario, gli incroci fra

treni in senso opposto.

Le funzioni che possono essere svolte nei confronti della circolazione sono:

semplice transito dei treni senza fermata;

sosta di un treno che dà precedenza ad un altro;

sosta per lo svolgimento del servizio viaggiatori o merci (carico o scarico);

sosta con manovre per sganciare o agganciare carri o vetture;

Terminale.


AREA DI STUDIO GLOBALE

Il Metodo

INDICATORE SULLA

FUNZIONALITA’ DEI

PASSEGGERI

MARCIAPIEDI

INDICATORE DELLA

FUNZIONE DI CIRCOLAZIONE

BINARI

INDICATORE DELLA

FLESSIBILITA’ DI

UTILIZZO E INGOMBRI

DEVIATOI

INDICATORE DELLA

CAPACITA’ DI

CIRCOLAZIONE

ELEMENTI STRUTTURALI

PROCESSO DI CIRCOLAZIONE

INDICATORE DELLE PRESTAZIONI

DELLA STAZIONE

Il metodo permette di valutare le prestazioni di una stazione ferroviaria

esistente o di progetto, attraverso l’ elaborazione di un indicatore globale, che

esprime un giudizio sulla funzionalità complessiva.L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 4

Gli indicatori, struttura e funzioni

Valore ottimale

1)- Ogni indicatore permette di valutare, per ogni elemento un grado di funzionalità e di definire il valore della potenzialità non sfruttata

2)- Il grado di utilità massima, si ottiene quando il valore dell’indicatore è uguale a 1


-11

AREA DI STUDIO GLOBALECONFIGURAZIONE DI IMPIANTO

Gli indicatori, struttura e funzioni

IFUNZIONALE

Parametri di riferimento:

IF,CONFIGURAZIONE (D, B, M)

IENTE Per singolo ente

Elaborati per singola area di studio

MARCIAPIEDI BINARIDEVIATOI

IGLOBALE(STAZIONE)

CIRCOLAZIONE

Per singola caratteristica

ICAPACITA’


L’indicatore della capacità di circolazione

Si definisce «capacità di circolazione» come: il numero medio di

circolazioni che possono occupare l’impianto contemporaneamente in un

determinato istante.

Dove:

nmT : è la capacità di circolazione derivante dall’analisi topologica

dell’impianto (parametro di riferimento);

ΔC = nmT – nm;

nm: è la capacità di circolazione reale.


L’indicatore della capacità di circolazione – il parametro di riferimento (nmT)

E’ il valore della capacità di circolazione di un impianto in caso di saturazione e

si ottiene dall’analisi topologica della stazione.

1- Ogni treno all’interno della stazione percorre un itinerario (entrata e uscita), che

viene confrontato con gli altri secondo determinate regole

2- Si costruisce la matrice degli itinerari

3- Si ricercano ennuple di ordine superiore a 2, di itinerari compatibili

4- Si costruisce l’albero delle soluzioni che definisce tutti i possibili stati

dell’impianto e da esso si ricavano le combinazioni di itinerari che saturano il nodo


L’indicatore della capacità di circolazione – il parametro reale (nm)

Il valore reale della capacità di circolazione, si ottiene dall’analisi del programma

di esercizio, in cui si tiene conto del processo di circolazione.

Itinerari 1-II 1-III 2-I 2-III I-4 II-3 III-3 III-4N. di circolazioni 46 20 35 25 35 46 20 25

N. tot di circolazioni 252N2 63504

ENTRATA USCITA

Nella matrice degli itinerari si inserisce, dove è presente un segno di

incompatibilità , il prodotto (ni x nj).


Deviatoi: definizione e metodo

Si definiscono deviatoi o scambi come: dispositivi del binario che consentono ai

mezzi circolanti su rotaia di passare da un binario ad un altro oppure consentono di

attraversare, intersecandoli, altri binari.


Deviatoi: indicatori funzionali

(1, 2) Indicatore della velocità di attraversamento (m/s)

Misura la maggiorazione dei binari di stazione, rispetto alla lunghezza di riferimento considerate minime per le esigenze di circolazione

α = 0, se VRIF ≥ VEFF

α = –1, se VRIF < VEFF

I parametri di riferimento sono :

- L. del treno = 500m

- Velocità di progetto: 30, 60, 80, 100 (km/h.)

(3) Indicatore dell’ ingombro longitudinale

Vengono calcolati sia per la modalità di attraversamento sul corretto tracciato che nel ramo deviato, esprimono il grado di utilizzazione del deviatoio in riferimento alle caratteristiche costruttive


Deviatoi: indicatori funzionali

(4)- Collegamenti

(5)- Banalizzazioni

(6)- Precedenze

Studia il peso (o l’utilità) di ogni deviatoio, nella formazione dei collegamenti tra i binari di stazione con i binari di linea

Studia il peso (o l’utilità) di ogni deviatoio, nell’utilizzo dei binari banalizzati

Studia il peso (o l’utilità) di ogni deviatoio, nell’utilizzo dei binari di precedenza

Dove:

- GC: è il grado di utilità riferito ai collegamenti permessi

- GB: è il grado di utilità riferito all’utilizzazione dei binari

banalizzati

- GP: è il grado di utilità riferito all’utilizzo dei binari di

precedenza

NTOT: è la somma dei gradi di utilità


Deviatoi: indicatori funzionali – indicatori ente - l’indicatore configurazione

(7)- L’indice di sicurezza Valuta il grado di sicurezza dei

deviatoi, durante il processo di circolazione

INDICATORI ENTE

(8)- L’indice di utilità per singolo deviatoio

(9)- L’indice del numero dei deviatoi

Valuta la funzionalità del singolo deviatoio rispetto alle caratteristiche studiate

INDICATORE CONFIGURAZIONE

Esprime un giudizio sul grado di sfruttamento dei deviatoi nella stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata.

𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆𝐔𝐑𝐀𝐙𝐈𝐎𝐍𝐄=∑𝐢=𝟏

𝐧

(𝐕𝐈 ,𝐒𝐃 ) 𝐢+𝐕𝐈 ,𝐍𝐃

𝐧 ° 𝐈𝐒𝐃+𝟏


Binari di stazione - metodo e funzioni

INDICATORE DELLE FUNZIONI

INDICATORE DEI COLLEGAMENTI

INDICATORE DELLA FUNZIONALITA’ DEL

SINGOLO BINARIO

FUNZIONI

ID FUNZIONE FUNZIONITIPO DI BINARIO

A TRANSITO CORSA

B FERMATA PER PRECEDENZE CIRCOLAZIONE

C FERMATA PER IL SERVIZIO VIAGGIATORI CIRCOLAZIONE

D MANOVRE SECONDARI

E TERMINALE E RICOVERO GUASTI SECONDARI

INDICATORE FUNZIONALE, DELLA

CONFUGRAZIONE DEI BINARI


Binari di stazione – indicatori funzionale e l’indicatore configurazione

(1)- L’indice delle funzioni


Esprime un giudizio sul grado di sfruttamento dei binari di stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata.

Esprime la funzionalità di un binario in base alle funzioni svolte (primarie e secondarie), se il binario svolge solo le funzioni primarie ha un utilità maggiore

n, è il numero delle funzioni primarie, svolte; m, è il numero delle funzioni svolte; PFP, è il valore del peso della funzione primaria (1); PFS, è il valore del peso della funzione secondaria (0,25); n° FTOT, è il numero delle funzioni svolte.

(2)- L’indice dei collegamenti Esprime la funzionalità di un

binario in base ai collegamenti permessi con i binari di linea.

n° CB, è il numero di collegamenti che possono essere realizzati;

n° CTOT, è il numero di collegamenti totali esistenti in stazione.


𝐧𝐕 𝐈 ,𝐒𝐁𝐢

𝐧 ° 𝐈𝐒𝐁


INDICATORI DELLE CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE

Marciapiedi – metodo

LUNGHEZZA

INDICATORI DELLE CARATTERISTICHE FUNZIONALI

NUMERO DI

BINARI SERVITI

MODALITA’ DI

ATTRAVERSAMENTO

DEI BINARI

INDICATORI DELL’INGOMBRO TRASVERSALE DELLA

STAZIONE

DISTANZA FV -

MARCIAPIEDELARGHEZZA

INDICATORE DI UTILITA’ DEL

SINGOLO MARCIAPIEDI

INDICATORE DI UTILITA’ DEL

NUMERO DI MARCIAPIEDI

INDICATORE FUNZIONALE DELL’ UTILITA’

DEI

MARCIAPIEDI


Marciapiedi – Indicatori funzionali

(1) Indicatore della lunghezza utile

(2) Indicatore della larghezza utile

(3) Indicatore del numero di binari serviti

α = 0, se LRIF ≤ LM e LA,RIF ≤ LA,M;

α = –1, se LRIF > LM e LA,RIF >LA,M.

Gli indicatori delle caratteristiche costruttive dei marciapiedi, esprimono il peso di un eventuale intervento di adeguamento rispetto a parametri di riferimento, secondo il principio per cui maggiore sarà l’entità dell’intervento di adeguamento minore sarà l’utilità dei marciapiedi.


- L. del treno = 500m

- LA: 3,70 m per m. intermedi. E 2,35 per m. laterali

definisce la loro utilità in riferimento alla loro posizione.


- NBS,RIF =1 per marciapiedi laterali

- NBS,RIF =2 per marciapiedi intermedi


Marciapiedi – Indicatori funzionali, Indicatore ente

(4) Indicatore della modalità di accesso

Esprime l’utilità del marciapiede rispetto alla lunghezza del percorso necessario per raggiungerlo, e alla modalità di accesso

(5) Indicatore dell’ingombro trasversale

Esprime l’influenza di un marciapiede sullo sviluppo trasversale della stazione.

(6)- L’indice di utilità per singolo marciapiede

(7)- L’indice del numero dei marciapiedi

Valuta la funzionalità del singolo marciapiedi rispetto alle caratteristiche studiate


Marciapiedi –Indicatore configurazione e l’ indicatore globale della stazione


Valuta il grado di utilità dei marciapiedi di stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata.


𝐧

(𝐕𝐈 ,𝐒𝐌 ) 𝐢+𝐕 𝐈,𝐍𝐌

𝐧 ° 𝐈𝐒𝐌+𝟏

𝐈𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄=𝐈𝐂+𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆 .(𝐃)+𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆 .(𝐁)+𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆 .(𝐌)

𝟒 ≤𝟏


Il metodo viene applicato organizzando i parametri di riferimento e i parametri reali in forma tabellare, utilizzando poi un foglio di calcolo il procedimento per ricavare tutti gli indici viene automatizzato.

Applicazione del metodo


Applicazione del metodo – caratteristiche delle stazioni esaminate e risultati

Stazione N° di circolazioni N° di deviatoi N° di binari N° di marciapiedi

Cisterna 182 14 4 2

Latina 182 10 3 2

Priverno 182 18 6 2

Sezze 182 26 7 3

II

III

FV

NAPOLI ROMA

2

1

5

4I

IV

1b1a

2b2a

3a3b

4b4a

5a5b

8a8b

7b

6b6a

7aII

III

FV

NAPOLIROMA

2

1

5

4I

B

A

2a 4b2b 4a

5b5a3a 3b1a 1b

I

II

III

IV

V

4

3

FV

NAPOLI ROMA

DEPOSITO MEZZI E MATERIALI PER LA MANUTENZIONE

VI

VII

2

1C

B

A I

II

III

IV

V

VI

FV

NAPOLI ROMA

TERRACINA

3

2

1

5

4

PRIVERNO

1b

1a

2a2b

3a3b

4a

4b

5b 6b

7b 7a

8b

10b

9a

11b

10a

11a

12a

13b 13a

12b

STATO ATTUALE

Stazione IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D)

CISTERNA 0,56 0,72 0,77 0,55 0,65

0,77 0,67 0,82 0,51 0,69

SEZZE 0,56 0,63 0,67 0,59 0,61

PRIVERNO 0,63 0,42 0,55 0,59 0,57


Applicazione del metodo – Interventi migliorativi

Cisterna di Latina

Programma di esercizio Binari Marciapiedi Deviatoi

- Distribuzione delle circolazioni su itinerari con un numero di incompatibilità minore

-Variazione delle funzioni.

-Adeguamento della lunghezza.

- Eliminazione di un deviatoio;- Adeguamento della velocità di attraversamento;- Adeguamento della lunghezza dei binari.

IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) IF,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄

0,78 (+0,12) 0,67 (-0,05) 0,96 (+0,19) 0,67 (+0,12) 0,77 (+0,12)

Latina Scalo


-Adeguamento della lunghezza.

- Eliminazione di due deviatoio.- Adeguamento della velocità di attraversamento.- Adeguamento della lunghezza dei binari.

IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) IF,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄

0,77 0,67 0,99 (+0,17) 0,66 (+0,15) 0,77 (+0,08)

Sezze Romano


- Fermata dei treni per servizio viaggiatori , provenienti da Roma da binario III (vecchio) a binario III nuovo).

- Eliminazione del binario II e VII; - Collegamenti; - Variazione delle funzioni.

- Eliminazione del marciapiede (A) - Adeguamento della lunghezza.

- Eliminazione di 9 deviatoi;- Adeguamento della velocità di attraversamento; - Adeguamento della lunghezza dei binari.

IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄

0,60 (+0,04) 0,84 (+0,21) 0,95 (+0,28) 0,66 (+0,07) 0,76 (+0,15)

Priverno Fossanova


- Fermata dei treni per servizio viaggiatori , sui binari VI e III

- Eliminazione del binario II - Collegamenti; - Variazione delle funzioni.

- Eliminazione del marciapiedi IV

- Costruzione del marciapiede al binario VI

- Costruzione del marciapiede al binario III

- Eliminazione di 7 deviatoi;- Adeguamento della velocità di attraversamento; - Adeguamento della lunghezza dei binari.

IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄

0,66 (+0,03) 0,68 (+0,26) 0,93 (+0,38) 0,75 (+0,16) 0,75 (+0,18)


Conclusioni

Il metodo elaborato è di semplice e veloce applicazione;

Permette di valutare globalmente il grado di funzionalità di una stazione;

Permette di valutare il singolo elemento;

Permette di valutare la singola caratteristica (per gli elementi strutturali);

Il procedimento di calcolo è automatizzato; Permette di quantificare la potenzialità non sfruttata (della stazione, del singolo ente

o riferita alla singola caratteristica);

Permette l’individuazione degli elementi critici; Permette di formulare ipotesi di intervento, anche a breve periodo per migliorare la

funzionalità della stazione ai fini di un utilizzo più razionale.


GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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