STUDIO DI FATTIBILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI · Civitavecchia e Roma - Napoli - Reggio...

STUDIO DI FATTIBILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI RIORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA FERRO IN AREA AUTORITÀ

PORTUALE DI CIVITAVECCHIA

Task 3

Connessione diretta tra la rete ferroviaria del Porto e l'Interporto di Roma Piattaforma Logistica Civitavecchia

COMMESSA

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DOCUMENTO

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pag. 1

Indice

1 PREMESSA ................................................................................................................................. 2

2 MODELLO DI ESERCIZIO DI RIFERIMENTO ...................................................................... 3

3 DESCRIZIONE DELLA CONFIGURAZIONE ATTUALE...................................................... 4

4 DESCRIZIONE DELLA CONFIGURAZIONE DI PROGETTO PROPOSTA ........................ 6

5 ANALISI PRESTAZIONALE .................................................................................................... 8

6 ANALISI DI CAPACITÀ ......................................................................................................... 15

Indice delle figure

Figura 1 - Layout funzionale attuale – stazione di Civitavecchia e raccordo DECAR ....................... 5

Figura 2 - Layout funzionale di progetto – stazione di Civitavecchia e raccordo DECAR e nuova

lunetta ................................................................................................................................................... 7

Figura 3 - Darsena Energetica Grandi Masse – Fascio Operativo del Porto ....................................... 9

Figura 4 - Fascio Operativo del Porto – Darsena Energetica Grandi Masse ....................................... 9

Figura 5 - Fascio Operativo del Porto – Stazione di Civitavecchia ................................................... 10

Figura 6 - Stazione di Civitavecchia – Fascio Operativo del Porto ................................................... 10

Figura 7 - Stazione di Civitavecchia – Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR.

in doppia trazione ............................................................................................................................... 11

Figura 8 - Stazione di Civitavecchia – Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR.

in tripla trazione ................................................................................................................................. 12

Figura 9 - Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR. – Stazione di Civitavecchia

............................................................................................................................................................ 12

Figura 10 - Fascio Operativo del Porto – Interporto piattaforma logistica attraverso nuova lunetta 13

Figura 11 - Interporto piattaforma logistica attraverso nuova lunetta – Fascio Operativo del Porto 13



Task 3


COMMESSA

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1 PREMESSA

Il porto di Civitavecchia è un nodo logistico a servizio sia del traffico passeggeri sia di quello merci,

consentendo la movimentazione di Ro-Pax, crociere, traghetti, diporto, Ro-Ro, container, rinfuse

liquide e solide.

Dal punto di vista dell'accessibilità ferroviaria, il porto è raccordato alla linea Torino - Genova -

Civitavecchia e Roma - Napoli - Reggio Calabria ed alla linea Civitavecchia - Capranica – Orte

(attiva fino al raccordo DE.CAR. al momento), parzialmente dismessa e che una volta riattivata

consentirà il collegamento diretto tra le aree portuali e quelle interportuali.

Per quanto concerne il trasporto merci su ferro, allo stato attuale, si movimentano treni di ferro

cromo e coils da/per le acciaierie di Terni e treni di autovetture e di vuoti da/per lo stabilimento Fiat

di Melfi, cui si aggiungeranno, in futuro, anche i treni container. Il Porto, infatti, movimenta un

modesto traffico di container, trasportato interamente su gomma per la mancanza di

un’infrastruttura dedicata, ma destinato ad aumentare a seguito dell’attivazione della Nuova

Darsena Energetica Grandi Masse (in corso di realizzazione) e conseguente generazione di una

quota modale su ferro non trascurabile. Di recente sono state attivate delle nuove relazioni

commerciali da/per gli interporti di Bologna e Verona per il trasporto su ferro di generi alimentari

da/per la banchina 25.

Un’ulteriore motivo di sviluppo dei traffici su ferro potrebbe essere rappresentata dalla futura

necessità di inviare i treni container dal Porto alla zona del retro porto (futuro Interporto e

Piattaforma Logistica di Civitavecchia), per l’esecuzione delle attività extra doganali (zona franca).

Allo stato attuale l’inoltro all’area retro-portuale sarebbe possibile solo ammettendo la circolazione

dei rotabili in regime di manovra con una ribattuta alla stazione di Civitavecchia per l’immissione

sul binario del raccordo DE.CAR.. Tale gestione delle circolazioni oltre ad essere inefficace dal

punto di vista funzionale e prestazionale per l’incremento dei tempi, costituisce una criticità per il

fascio di binari merci della stazione di Civitavecchia, considerato che questo è e sarà utilizzato

come fascio A/P per i treni destinati al Porto.

Oggetto del presente task è, pertanto, la realizzazione di una connessione diretta tra la rete

ferroviaria del Porto e l'Interporto di Roma Piattaforma Logistica Civitavecchia, attraverso un

nuovo collegamento ferroviario che sfrutti parte del tracciato esistente della linea Civitavecchia-

Capranica-Orte. Tale collegamento renderebbe possibile il trasferimento diretto delle merci in

ingresso/uscita dal porto senza la necessità di onerose manovre all’interno della stazione di

Civitavecchia e una futura possibile via di accesso diretto ai Corridoi Trans-Europei(TEN-T1).



Task 3


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2 MODELLO DI ESERCIZIO DI RIFERIMENTO

L’insieme dei dati di base a corredo del progetto non contiene previsioni di traffico sui futuri

volumi che potrebbero essere movimentati da e per l’Interporto di Civitavecchia.

Per quanto concerne il traffico container, unica componente del traffico che sarà interessata dalle

operazioni extra-doganali, sono note soltanto le previsioni sui traffici che saranno generati dalla

Nuova Darsena Energetica e diretti verso la rete nazionale ferroviaria, da cui si sono ricavati i

seguenti scenari di esercizio:

Treni container da/per Nuova Darsena Energetica

ORIGINE/DESTINAZIONE

SCENARIO

Attuale

(treni/gg)

Breve termine

(treni/gg)

Regime

(treni/gg)

per Nuova Darsena Energetica - 2 9

da Nuova Darsena Energetica - 2 9

Non si può escludere che tutti i treni, o parte di essi, siano destinati all’Interporto di Civitavecchia,

così come non si può escludere che, ai treni generati dalla Darsena Energetica, si possano, invece,

sommare altri servizi giornalieri di treni container.

Rispetto a quest’ultima possibilità, dal momento che l’eventuale invio di altri treni all’Interporto

richiederebbe una ribattuta sui binari container del nuovo fascio operativo del Porto (dimensionato

rispetto ai flussi di traffico noti), è necessario stimare il residuo di capacità esistente, ovvero il

potenziale incremento di treni ammissibile da poter destinare all’Interporto.

In quest’ottica, nelle seguenti analisi funzionali e prestazionali, sarà seguito un approccio “a

capacità” volto a verificare la capacità di assorbimento di potenziali incrementi di traffico da parte

della configurazione infrastrutturale del Porto già progettata nei task precedenti.

Per quanto concerne la composizione tipo dei treni container diretti all’Interporto, questa viene

mutuata, per coerenza, quella individuata nei task precedenti.

COMPOSIZIONE TIPO TRENO CONTAINER

numero

carri

[carro Sgns]

lunghezza

carro

(m)

tara

(ton)

peso medio

TEU

(ton)

TEU/carro %carri

pieni TEU/treno

lunghezza

treno (m)

peso treno

(ton)

20 20 18 15 3 0,8 48 400 1080



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3 DESCRIZIONE DELLA CONFIGURAZIONE ATTUALE

Allo stato attuale, l’inoltro dei treni dal porto verso l’area retro-portuale è possibile solo

ammettendo la circolazione dei rotabili in regime di manovra con una ribattuta nella stazione di

Civitavecchia per il successivo invio sul binario del raccordo DE.CAR.. Tale gestione delle

circolazioni oltre ad essere inefficace dal punto di vista funzionale e prestazionale per l’incremento

dei tempi, costituisce una criticità per il fascio di binari merci della stazione di Civitavecchia,

considerato che questo è e sarà utilizzato come fascio A/P per i treni destinati al Porto.

Il binario di raccordo DE.CAR. ha una lunghezza di circa 3,7 km con una pendenza media

compensata del 25‰.

I movimenti elementari che devono essere eseguiti in regime di manovra per l’invio dei materiali

dalla Darsena Energetica Grandi Masse all’Interporto sono, pertanto, i seguenti:

Darsena Energetica Grandi Masse – Fascio Operativo del Porto;

Fascio Operativo del Porto – Stazione di Civitavecchia;

Stazione di Civitavecchia – Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR..

Tale gestione delle circolazioni oltre ad essere poco efficace dal punto di vista funzionale e

prestazionale per l’incremento dei tempi, costituisce una criticità per il fascio di binari merci della

stazione di Civitavecchia, considerato che questo è e sarà utilizzato come fascio A/P per i treni

destinati al Porto.

Di seguito si riporta il layout funzionale attuale della stazione di Civitavecchia dove è stato

evidenziato il binario interessato dalla manovra.



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Figura 1 - Layout funzionale attuale – stazione di Civitavecchia e raccordo DECAR



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4 DESCRIZIONE DELLA CONFIGURAZIONE DI PROGETTO

PROPOSTA

Al fine di ottimizzare il numero di manovre da eseguire per l’invio dei materiali all’Interporto di

Civitavecchia e di eliminare le possibili criticità legate all’utilizzo dei binari merci della stazione di

Civitavecchia, è stato progettato un nuovo raccordo (lunetta) che si stacca dal binario di

collegamento tra il Porto e la stazione di Civitavecchia per allacciarsi alla linea Civitavecchia-Orte

in prossimità del raccordo DE.CAR.

La lunetta ha uno sviluppo di circa 1,5 km ed una pendenza massima del 19‰; il tracciato, dal

punto di innesto con il binario DE.CAR in poi, prosegue con una pendenza massima del 25‰.

I movimenti elementari che devono essere eseguiti in regime di manovra per l’invio dei materiali

dalla Darsena Energetica Grandi Masse all’Interporto sono, pertanto, i seguenti:

Darsena Energetica Grandi Masse – Fascio Operativo del Porto;

Fascio Operativo del Porto – Interporto piattaforma logistica attraverso nuova lunetta.

Di seguito si riporta il layout funzionale della situazione di progetto in cui è evidenziata la posizione

della lunetta.



Task 3


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Figura 2 - Layout funzionale di progetto – stazione di Civitavecchia e raccordo DECAR e nuova lunetta

RomaGrosseto

FV

Civitavecchia

Area di deposito/imbarco

autovetture FIAT

Nuovo cavalcaferrovia

Terminal

Container

modulo disponibile 560 - 640 m

nuovo Fascio A/P

Variante Linea Tirrenica

Fascio binari treni FIAT

Fascio binari treni ferro cromo/coils

Raccordo De. Car.

Deposito locomotive

Opera Attuale

Opera Disponibile

AREA RETROPORTUALE

(ZONA FRANCA)

Possibili interventi di adeguamento del modulo

Viabilità

oper

ativa

del

Por

to

Zona di accumulo

autovetture FIAT

Viabilità

pubblicaViabilità pubblica

Banchina 25

Generi alimentari



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5 ANALISI PRESTAZIONALE

Al fine di poter confrontare il tempo speso per l’esecuzione delle manovre elementari per l’invio dei

materiali dal Terminal Container all’Interporto di Civitavecchia (raccordo DE.CAR.), sono state

eseguite delle simulazioni di marcia utilizzando una locomotiva di manovra tipo D145 che

movimenta un treno container nella composizione tipo di riferimento.

Sui tratti caratterizzati da maggiori pendenze, le simulazioni sono state eseguite considerando

l’impiego di una doppia trazione.

Per le simulazioni è stato utilizzato il software di proprietà, denominato IF-SIM, specifico per

eseguire la simulazione di marcia del treno e già ampiamente utilizzato sia per tutti i progetti su rete

RFI, sia per la progettazione in campo internazionale (Francia, Serbia, Algeria, Arabia Saudita,

Oman, ecc).

Il software consente di calcolare la prestazione per un dato tipo di treno sulla base delle

caratteristiche funzionali della linea in modo estremamente preciso. Ad intervalli di tempo stabiliti,

sono calcolati i principali parametri del moto: distanza percorsa, tempo di percorrenza, velocità ed

energia assorbita. Fissato il materiale rotabile, pertanto, il software permette stabilire l’influenza

dell’andamento del tracciato sul moto.

Gli output tipici della simulazione sono il tempo di percorrenza, la velocità media ed il consumo

energetico.

Nelle figure seguenti si riportano i grafici ottenuti per le simulazioni effettuate.



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Figura 3 - Darsena Energetica Grandi Masse – Fascio Operativo del Porto

Figura 4 - Fascio Operativo del Porto – Darsena Energetica Grandi Masse



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Figura 5 - Fascio Operativo del Porto – Stazione di Civitavecchia

Figura 6 - Stazione di Civitavecchia – Fascio Operativo del Porto



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Figura 7 - Stazione di Civitavecchia – Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR. in doppia

trazione

Come si evince dall’ultimo grafico, la manovra effettuata con doppia trazione porta ad un grado

prestazionale inadeguato, dato che per compiere un movimento di soli 3,70 km si impiegano 29

minuti (vedi tabella 1 di seguito) ad una velocità di 5 km/h.

Perciò, al fine di migliorare il grado prestazionale dei tempi di manovra si ritiene opportuno

l’utilizzo di una terza macchina di manovra in ambito Stazione di Civitavecchia come mostrato

dalla simulazione sotto. Con questa soluzione i tempi si riducono di circa 10 minuti.



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pag. 12

Figura 8 - Stazione di Civitavecchia – Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR. in tripla

trazione

Figura 9 - Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR. – Stazione di Civitavecchia



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pag. 13

Figura 10 - Fascio Operativo del Porto – Interporto piattaforma logistica attraverso nuova lunetta

Figura 11 - Interporto piattaforma logistica attraverso nuova lunetta – Fascio Operativo del Porto



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Tabella 1 – Tempi di manovra simulati per movimenti singoli dal Porto all’Interporto piattaforma logistica

attraverso raccordo DE.CAR

Manovra Distanza

(km)

Treno

tipo

Macchina di

manovra Trazione

Andata (h:min:sec)

Ritorno (h:min:sec) da a

Darsena

Energetica

Grandi

Masse

Fascio

Operativo del

Porto

1,400 Container D145 doppia 00:04:04 00:03:58

Fascio

Operativo del

Porto

Stazione di

Civitavecchia 5,369 Container D145 doppia 00:13:18 00:11:57

Stazione di

Civitavecchia

Interporto

piattaforma

logistica


Stazione di

Civitavecchia

Interporto

piattaforma

logistica

3,709 Container D145 tripla 00:18:25 00:07:48

Tabella 2 – Tempi di manovra simulati per movimenti singoli dal Porto all’ Interporto piattaforma logistica

attraverso la nuova lunetta

Manovra Distanza

(km)

Treno

tipo

Macchina di

manovra Trazione

Andata (h:min:sec)

Ritorno (h:min:sec) da a

Darsena

Energetica

Grandi

Masse

Fascio

Operativo del

Porto


Fascio

Operativo del

Porto

Interporto

piattaforma

logistica


L’adozione della lunetta permette non solo un risparmio sui tempi di manovra primaria

(spostamento da posto di servizio a posto di servizio), ma soprattutto di eliminare la necessità di una

manovra secondaria (inversione della trazione in stazione di Civitavecchia).



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6 ANALISI DI CAPACITÀ

La verifica statistica sulla capacità residua del fascio di binari container all’interno del nuovo

fascio operativo del Porto è stata eseguita utilizzando il metodo della Teoria delle Code, che

rappresenta uno dei modelli matematici per lo studio delle file di attesa o code.

La Teoria consente lo studio matematico delle code e di processi correlati, quali il processo di

arrivo in coda, l'attesa (riconducibile ad un processo di immagazzinamento) e il processo di

servizio. Può essere applicata a un'ampia varietà di problemi, soprattutto nel campo dei trasporti,

delle telecomunicazioni, della fornitura di servizi.

La Teoria permette di calcolare varie misure di prestazione del sistema tra cui il tempo medio di

attesa in coda, il numero medio di utenti in attesa e la probabilità di incontrare il sistema in alcuni

stati, ad esempio libero, occupato, avente un canale disponibile o dover attendere un certo tempo

prima di essere serviti.

Tutti gli elementi che definiscono un sistema a coda sono riepilogati nella notazione A/B/c/K/m/Z

detta di Kendall, dove le lettere indicano rispettivamente:

A, distribuzione degli intertempi d'arrivo;

B, distribuzione dei tempi di servizio;

s, numero di canali serventi;

K, capacità del sistema (default: infinita);

m, dimensione della popolazione (default: infinito);

Z, disciplina del servizio (default: FIFO - First In First Out).

In particolare A e B rappresentano delle variabili statistiche riconducibili ad una delle seguenti

distribuzioni statistiche:

M, distribuzione esponenziale (Markoviana);

D, distribuzione costante (Degenere);

Ek, distribuzione di Erlang di ordine k;

G, distribuzione generica;

GI, distribuzione generica di eventi indipendenti (per gli arrivi).

Ad esempio M/M/1 sta per M/M/1/∞/∞/FIFO, in altre parole sistema a coda con processo degli

arrivi e dei servizi markoviani, con un canale servente, con capacità del sistema infinita e con arrivi

provenienti da una popolazione infinita che vengono serviti su base FIFO.

Pertanto, le grandezze che caratterizzano il funzionamento di un sistema multi-canale (o a più canali

serventi in parallelo) sono:

, numero medio di utenti arrivati nell’unità di tempo;

1/, tempo medio tra due arrivi successivi (intertempo);

μ, numero medio di utenti serviti per unità di tempo da ogni canale;

1/μ, tempo di servizio medio;

s, numero di canali serventi;

= /sμ, livello di utilizzo del sistema.



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Il modello è risolto sotto l'ipotesi che il sistema funzioni in condizione stazionaria, in altre parole

che la probabilità di stato sia costante e indipendente dal tempo. Matematicamente ciò accade se <

sμ, oppure < 1.

Il modello, inoltre, è stato applicato, coerentemente ai principi di funzionamento dell’esercizio

ferroviario, rispetto alle seguenti condizioni:

la disciplina del servizio è il primo utente arrivato è il primo servito (FIFO - First In First

Out);

il sistema non ha perdite, ovvero nessun utente abbandona il sistema come conseguenza di

una lunga attesa;

il sistema non ha errori, ovvero qualsiasi potenziale problema è incluso nel modello

matematico che caratterizza il servizio.

Alla luce di queste ipotesi, i fasci sono stati modellizzati riconducendoli ad un sistema a coda del

tipo M/M/s/∞/∞/FIFO.

Il numero di canali serventi in parallelo (s) è rappresentato dal numero di binari disponibili per

l’arrivo o la partenza dei treni.

Per risolvere il modello analitico in forma chiusa, si è assunto che il fenomeno degli arrivi sia

casuale e che la distribuzione statistica dell’intertempo tra gli arrivi (1/) e del tempo di servizio

(1/μ) sia un’Esponenziale Negativa (come la distribuzione di Poisson). Queste ipotesi hanno il

vantaggio di rendere il problema matematicamente risolvibile.

Tuttavia, si deve evidenziare che in campo ferroviario gli arrivi in stazione, così come il tempo di

stazionamento sul binario (tempo di servizio), non sono casuali ma programmati in orario. Ciò

significa che i risultati ottenuti sono da considerarsi cautelativi.

La letteratura tecnica individua nella probabilità di coda del 5% un limite ragionevole in fase di

progettazione di impianti ferroviari. Applicando il modello in fase di verifica, probabilità più alte,

tenuto conto delle cautele prese, non escludono la possibilità che il sistema possa funzionare

regolarmente.

In questo caso il metodo è stato applicato in maniera iterativa riducendo, iterazione per iterazione,

l’intertempo tra gli arrivi tra i treni. Dividendo il numero di ore giornaliere di operatività del Porto

(assunto pari a 20 h) per il valore dell’intertempo cui corrisponde la probabilità di coda del 5%, si

ottiene il numero di treni/giorno che il fascio è in grado di gestire “a capacità”. Sottraendo i

treni/giorno già previsti da/per il Terminal Container, la differenza rappresenta il surplus di treni

che possono essere indirizzati all’Interporto di Civitavecchia.

Per il fascio container sono state considerate due configurazioni funzionali una a fascio richiuso con

3 binari a servizio della ribattuta dei treni (più uno di circolazione per le locomotive di manovra), ed

una con radice tronca con 4 binari di servizio. Per maggiori dettagli si rimanda ai Task 1 e 2.

Per la prima configurazione si è assunto un tempo di servizio di 40 min per lo sgancio della

locomotiva di manovra (in testa rispetto alla direzione di marcia di uscita dal Terminal Container,



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ma in coda rispetto a quella di uscita dal Porto), il giro sul binario di circolazione ed il riaggancio

dal lato opposto (nuova testa del treno) al treno.

La probabilità di coda limite si ottiene per un intertempo tra gli arrivi di 50 minuti a cui

corrispondono 24 treni/giorno. Considerato che 18 treni/giorno sono quelli generati dalla Darsena

Energetica e diretti verso l’infrastruttura nazionale, segue che il residuo di capacità del fascio

container è di 6 treni/giorno (destinabili all’Interporto di Civitavecchia), che possono essere

utilizzati per le nuove relazioni commerciali (Verona/Bologna).

Anche per la seconda configurazione (un canale servente in più) si è assunto sempre, in via

cautelativa, un tempo di servizio di 40 min.

In questo caso la probabilità di coda limite si ottiene per un intertempo tra gli arrivi di 30 minuti a

cui corrispondono 40 treni/giorno. Considerato che 18 treni/giorno sono quelli generati dalla

Darsena Energetica, segue che il residuo di capacità del fascio container è, in questo caso, di 22

treni/giorno (destinabili all’Interporto di Civitavecchia).

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