Indice. Indice delle figure

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2 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 1 di 17 Indice 1 PREMESSA MODELLO DI ESERCIZIO DI RIFERIMENTO DESCRIZIONE DELLA CONFIGURAZIONE ATTUALE DESCRIZIONE DELLA CONFIGURAZIONE DI PROGETTO PROPOSTA ANALISI PRESTAZIONALE ANALISI DI CAPACITÀ 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 Figura 6 - Stazione di Civitavecchia Fascio Operativo del Porto Figura 7 - Stazione di Civitavecchia Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR. in doppia trazione 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 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 pag. 1

3 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 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 ologna 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). 2 di 17 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, 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). pag. 2

4 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 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: 3 di 17 Treni container da/per Nuova Darsena Energetica SCENARIO ORIGINE/DESTINAZIONE Attuale (treni/gg) reve termine (treni/gg) Regime (treni/gg) per Nuova Darsena Energetica da Nuova Darsena Energetica 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. numero carri [carro Sgns] lunghezza carro (m) COMPOSIZIONE TIPO TRENO CONTAINER peso medio tara %carri TEU TEU/carro TEU/treno (ton) pieni (ton) lunghezza treno (m) peso treno (ton) , pag. 3

5 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 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. 4 di 17 pag. 4

6 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 5 di 17 Figura 1 - Layout funzionale attuale stazione di Civitavecchia e raccordo DECAR pag. 5

7 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 6 di 17 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. pag. 6

8 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 7 di 17 AREA RETROPORTUALE (ZONA FRANCA) Possibili interventi di adeguamento del modulo Variante Linea Tirrenica Deposito locomotive Grosseto nuovo Fascio A/P modulo disponibile m Opera Disponibile Opera Attuale Raccordo De. Car. Roma FV Civitavecchia Viabilità operativa del Porto Zona di accumulo autovetture FIAT Fascio binari treni FIAT Terminal Container Viabilità pubblica Nuovo cavalcaferrovia Area di deposito/imbarco autovetture FIAT anchina 25 Generi alimentari Fascio binari treni ferro cromo/coils Viabilità pubblica Figura 2 - Layout funzionale di progetto stazione di Civitavecchia e raccordo DECAR e nuova lunetta pag. 7

9 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 8 di 17 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. pag. 8

10 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 9 di 17 Figura 3 - Darsena Energetica Grandi Masse Fascio Operativo del Porto Figura 4 - Fascio Operativo del Porto Darsena Energetica Grandi Masse pag. 9

11 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 10 di 17 Figura 5 - Fascio Operativo del Porto Stazione di Civitavecchia Figura 6 - Stazione di Civitavecchia Fascio Operativo del Porto pag. 10

12 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 11 di 17 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. pag. 11

13 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 12 di 17 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 pag. 12

14 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 13 di 17 Figura 10 - Fascio Operativo del Porto Interporto piattaforma logistica attraverso nuova lunetta Figura 11 - Interporto piattaforma logistica attraverso nuova lunetta Fascio Operativo del Porto pag. 13

15 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI Tabella 1 Tempi di manovra simulati per movimenti singoli dal Porto all Interporto piattaforma logistica attraverso raccordo DE.CAR 14 di 17 da Manovra a Distanza (km) Treno tipo Macchina di manovra Trazione Andata (h:min:sec) Ritorno (h:min:sec) 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 3,709 Container D145 doppia 00:29:08 00:07:50 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 da Manovra a Distanza (km) Treno tipo Macchina di manovra Trazione Andata (h:min:sec) Ritorno (h:min:sec) Darsena Energetica Grandi Masse Fascio Operativo del Porto 1,400 Container D145 doppia 00:04:04 00:03:58 Fascio Operativo del Porto Interporto piattaforma logistica 8,076 Container D145 doppia 00:25:14 00:16:49 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). pag. 14

16 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 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//c/K/m/Z detta di Kendall, dove le lettere indicano rispettivamente: A, distribuzione degli intertempi d'arrivo;, 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 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. 15 di 17 pag. 15

17 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 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, 16 di 17 pag. 16

18 STUDIO DI FATTIILITÀ RELATIVO AGLI INTERVENTI DI 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/ologna). 17 di 17 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). pag. 17