Circolazione ed Impianti di Sicurezza e Segnalamento

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1 Circolazione ed Impianti di Sicurezza e Segnalamento Principali concetti relativi a: Segnali luminosi; Stazione; Treno; 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). 1

2 Segnali luminosi da treno 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. 2

3 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 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. 3

4 Segnali luminosi da treno - esempi 4

5 Stazione LINEA STAZIONE LINEA 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; 5

6 Stazione 6

7 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 linea e faccia ritorno nella località stessa 7

8 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 NEI DUE SENSI SULL UNICA SEDE DISPONIBILE 8

9 Linea ferroviaria a semplice binario - incrocio doppio binario semplice binario 9

10 Linea ferroviaria a doppio binario SULLE LINEE A DOPPIO BINARIO I TRENI PERCORRONO NORMALMENTE IL BINARIO DI SINISTRA E SI DICE CHE VIAGGIANO SUL BINARIO LEGALE 10

11 Linea ferroviaria a doppio binario QUANDO I TRENI PERCORRONO ECCEZIONALMENTE IL BINARIO DI DESTRA SI DICE CHE VIAGGIANO SUL BINARIO Tratto soggetto ad interruzione della circolazione ILLEGALE Il binario illegale non è attrezzato per la circolazione dei treni in quel senso di marcia 11

12 RIV 16 0 RI V 16 0 FS RI V 16 0 RIV 160 FS RI V 160 RIV 160 Linea ferroviaria a doppio binario BINARIO LEGALE E ILLEGALE Binario legale o "di sinistra" Binario illegale Binario legale o "di sinistra" III II Binario illegale I F.V. 12

13 Linea ferroviaria a doppio binario 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 13

14 Linea ferroviaria a doppio binario - precedenze 14

15 Stazione tipologia dei binari Nell ambito delle Stazioni, i binari si distinguono come segue: 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 15

16 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. 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. 16

17 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 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 17

18 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 condizioni. 18

19 ACE Apparato Centrale Elettrico a singole leve 19

20 ACE Apparato Centrale Elettrico a singole leve 20

21 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 di tutte le verifiche e delle necessarie manovre e bloccamenti degli enti di piazzale, fino all apertura del segnale. 21

22 ACEI Apparato Centrale Elettrico ad Itinerari 22

23 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 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 Sicontrollacheideviatoiabbianoassuntolaposizionevolutaechesia 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. 23

24 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 (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. 24

25 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 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. 25

26 ACC Apparato Centrale Computerizzato 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: 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. 26

27 ACC Apparato Centrale Computerizzato 27

28 Regimi di circolazione Ciascun Sistema di Esercizio, ai fini del distanziamento dei treni nella circolazione, può essere supportato da diversi livelli di TECNOLOGIE Ogni linea è divisa in SEZIONI DI BLOCCO che possono essere occupate da 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) 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 28

29 Regimi di circolazione 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) REGIME APERTO: Non vincolato a richieste e concessioni di consensi di via libera (Blocco elettrico automatico Blocco elettrico conta-assi Distanziamento col giunto) 29

30 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. 30

31 Sistemi di distanziamento Blocco Conta Assi Il funzionamento del blocco conta assi si basa sul confronto tra il conteggio degli assi di un treno che entra in una sezione di blocco, e il conteggio degli assi dello stesso treno in uscita dalla sezione. Se i due conteggi coincidono, la sezione di blocco che si era occupata all inizio del conteggio in ingresso, si libera, essendovi la certezza che il treno è transitato completo 31

32 Sistemi di distanziamento Blocco Conta Assi 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. 32

33 Sistemi di distanziamento 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 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. 33

34 Sistemi di distanziamento Blocco Automatico a Correnti Codificate Il funzionamento del BAcc è basato sull impiego di circuiti di binario attrezzati con connessioni 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 mediante una successione di ON - OFF della medesima durata. Dall estensione del periodo di queste interruzioni, scaturiscono i quattro codici normalmente utilizzati in RFI: Il numero rappresentativo di ciascun codice ne indica la frequenza misurata in periodi al minuto primo. 34

35 Ripetizione del codice in macchina La ripetizione dei segnali a bordo delle locomotive si realizza mediante l accoppiamento induttivo tra il flusso magnetico prodotto dalla corrente codificata che circola nelle due rotaie e si richiude attraverso gli assi del treno, e due bobine (captatori) collegate in serie tra loro, poste trasversalmente al binario a circa 20 cm di altezza dal piano di rotolamento delle rotaie, davanti al primo asse, come risulta dalla figura accanto. Perché questo accoppiamento si possa stabilire, è indispensabile che l alimentazione dei CB avvenga sempre contro treno. 35

36 Sistemi di distanziamento Blocco Automatico a Correnti Codificate Ilcriterioinbasealqualevengonocodificatelesezionidibloccoèilseguente: Codice 75presentenelCBamontediunsegnalerosso(avvisodiviaimpeditaanon menodi900m.) 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) Codice 180 presente nel CB a monte di un segnale giallo, oppure giallo/verde fissoo lampeggiante (avviso anticipato di via impedita o di deviata a non meno di 2700 m. di distanza) Codice 270presentenelCBamontediunsegnaleverde(vialiberaincondizionata) 36

37 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 dalle boe mediante apparecchiature denominate encoder, che realizzano il loro interfacciamento con gli impianti di linea. 37

38 Sistema di Controllo Marcia Treno 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. 38

39 Sistemi di esercizio delle linee Complesso di norme e tecnologie riguardanti la regolarità e la sicurezza che consentono di "organizzare" il servizio Dirigenza Locale D.L. Dirigenza Unica D.U. Dirigenza Centrale D.C. Telecomando D.C.O. Sistema Comando Controllo SCC Servizio Spola 39

40 Sistemi di esercizio 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.) A B C D E F 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 40