ERTMS: differenze tra le versioni

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Versione delle 13:48, 12 ott 2009

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== Storia ==

Le ferrovie europee in origine nacquero come entità nazionali separate che di comune avevano poco più che lo [[scartamento]] standard di 1435  mm. Le differenze, notevoli, includevano differenti sistemi di alimentazione elettrica, diversi sistemi di accoppiamento, diversi impianti di segnalamento e di controllo del traffico spesso incompatibili tra loro. Con l'avvento dell'integrazione europea venne a definirsi la sempre più cogente necessità di stabilire delle norme progettuali comuni che permettessero ai singoli vettori del [[trasporto ferroviario]] la libera circolazione in tutte le reti ferroviarie dei paesi aderenti.

Le decisioni per studiare l'unificazione furono concordate in una riunione dei [[Ministro|ministri]] dei trasporti dei paesi aderenti tenutasi alla fine del [[1989]]; l'obbiettivo era quello di ottenere l'interoperabilità dei vettori e ciò venne definito nei suoi requisiti essenziali da una gruppo di esperti ferroviari, inquadrati nel ''Gruppo di studio [[UIC]]-ERRI-s 1069''; due anni dopo l'UIC e un pool di industrie ferroviarie (UNISIG) stabilirono le linee operative sviluppando il progetto unificato per un cruscotto di bordo (''Eurocab''), e un sistema di trasmissione dati terra-treno: quello discontinuo venne denominato ''Eurobalise'' e quello continuo ''Euroradio'': il primo in seguito divenne l'ETCS di 1°º livello e il secondo l'ETCS di 2°ºlivello <ref>RFI, Il sistema ERTMS/ETCS</ref>. Il sistema ''ERTMS/ETCS'' venne sviluppato, in relazione al progetto comune definito ''European Rail Traffic Management System'', dal ''Gruppo europeo'' di utilizzatori costituito nel [[1995]] dalle [[SNCF|ferrovie francesi]], [[Deutsche Bahn|tedesche]] ed [[Ferrovie dello Stato|italiane]] che iniziarono la fase sperimentale ed attuativa; ad esse successivamente si aggiunsero le [[RENFE|ferrovie spagnole]], [[British Railway|inglesi]] e [[Nederlandse Spoorwegen|olandesi]]. Il tutto è stato definito dal [[Consiglio dell'Unione europea]] con la direttiva 96/48/EC del [[23 luglio]] [[1996]] che ha stabilito le condizioni per l'interoperabilità del sistema ferroviario ad [[Alta velocità]] e le linee guida per le specifiche tecniche relative.[[Immagine:20070107S22.jpg|thumb|300px|right|Boe ''Eurobalise'' in impianto ERTMS/ETCS di 1°ºlivello]]

Nel [[2001]] è stata adottata una nuova direttiva, la 2001/16/EC, che ha esteso l'interoperabilità anche alle reti ferroviarie convenzionali definendo le ''Specifiche tecniche di interoperabilità'' (STI) per lo ''SCC'', il [[Sistema di Comando e Controllo]]. Nel [[2004]] è stata istituita l’ERAl'ERA (Agenzia Ferroviaria Europea) con ''lo scopo di contribuire, per gli aspetti tecnici, all’implementazioneall'implementazione della legislazione comunitaria per il miglioramento della posizione competitiva del settore ferroviario, aumentando il livello di interoperabilità e sviluppando un approccio comune alla sicurezza del sistema ferroviario europeo''<ref>European Railways Agency, Regolamento istitutivo 2004/881/EC, art. 1</ref>.

Anche altri paesi, come l'[[Ungheria]], hanno iniziato ad adeguarsi; nella versione ETCS di 1°º livello, venne attrezzata la linea tra [[Budapest]] e [[Hegyeshalom]]. Il primo sistema ERTMS/ETCS di 2°º livello invece venne installato sulla [[Roma]] - [[Napoli]], aperta nel [[2005]]. La previsione è quella di giungere all'installazione del sistema, per giungere all'interoperabilità piena, sulla rete dei ''Corridoi TEN'' individuati in sede europea.

== Cos'è il sistema ERTMS/ETCS ==

[[Immagine:Croco+TBL1+ETCS.jpg|thumb|300px|right|Tratto di linea in Belgio attrezzato con tre sistemi differenti: ''Coccodrillo'' per ripetizione segnali in macchina, balise di tipo classico ed ''eurobalises'' ETCS 1]]

Prima della definizione concordata del ''sistema ERTMS/ETCS'' nelle varie ferrovie degli stati europei erano stati implementati svariati sistemi di controllo della sicurezza della circolazione ferroviaria basati su differenti concezioni di principio. In [[Italia]] le [[FS]] avevano sviluppato il sistema di [[blocco automatico]] a correnti fisse, poi quello a correnti codificate (BACC) basando la sicurezza di marcia sul riconoscimento da parte del macchinista degli aspetti dei codici che ripetevano con congruo anticipo l'aspetto dei segnali fissi di terra. Il mancato riconoscimento o il mancato rallentamento di marcia in tempo utile provocava l'arresto rapido del treno. In [[Germania]] si era sviluppato il sistema ''INDUSI'' con boe induttive di trasmissione a bordo poste in punti prefissi del [[Binario (ferrovia)|binario]]; sistemi di controllo e frenatura automatica rendevano sicuro il sistema, ma è evidente che la circolazione di locomotive tra le due reti, italiana e tedesca era del tutto incompatibile a meno di attrezzarle con ambedue i sistemi. Altre reti adottavano altrettanti differenti sistemi come ''ASFA/LZB'' in [[Spagna]], ''AWS'' in [[Gran Bretagna]] ed altri ancora al punto che si contavano circa 20 sistemi differenti<ref>{{cita web|http://europa.eu/scadplus/leg/it/lvb/l24458.htm|Realizzazione del sistema di segnalamento ferroviario ERTMS/ETCS|15-02-2009}}</ref>. Tale situazione obbligava i treni atti alla circolazione internazionale a montare a bordo diverse apparecchiature in grado di funzionare ciascuna con il sistema della rete in cui circolava con una enorme complicazione tecnica, costi elevati e necessità di macchinisti in possesso di svariate abilitazioni alla condotta; un esempio illuminante in tal senso erano i treni [[TGV#Collegamenti internazionali|TGV ''Thalis'']] i cui costi di produzione risultavano molto più elevati dei TGV ''classici''. Anche se i sistemi utilizzati erano differenti tutte le tecnologie implementate si basavano su due sottosistemi essenziali: [[ATP]], ovvero ''[[Automatic Train Protection]]'', e [[ATC]] ossia ''[[Automatic Train Control]]''. In pratica il primo serve a garantire sempre il corretto distanziamento tra i treni in circolazione sulla linea e il secondo per intervenire con la [[freno|frenatura]] in emergenza nel caso di assente o di errato comportamento del macchinista alla guida del treno<ref>Vittorio Maria Cortese,''Controllo di velocità'' in iTreni 181/1997,pagg 12-17</ref>.

Il sistema ERTMS/ETCS è costituito da differenti equipaggiamenti che hanno lo scopo di integrare le due funzioni suddette ed è caratterizzato da tre diversi livelli funzionali, 1°º 2°º e 3°º. La definizione del livello dipende da come la linea è equipaggiata ed il modo in cui le informazioni sono trasmesse tra treno e posti di controllo.

Nell'ETCS di 1°ºlivello l'autorizzazione al movimento e le corrispondenti informazioni sul percorso vengono trasmesse al treno e visualizzate in cabina al macchinista (cab signalling) in modo discontinuo mediante boe che realizzano l'autolocalizzazione del treno e trasmettono ad esso la condizione di via. Il tutto può essere integrato da una ulteriore serie di punti trasmittenti che forniscono in modo continuo le informazioni al treno e i relativi dati di controllo di marcia e posizionamento; il sistema può anche essere integrato con il [[GSM-R]]. Il sistema ECTS di 2°º livello permette la gestione del distanziamento dei treni, anziché con le boe, tramite un sistema trasmittente a terra e un posto centrale (Radio Block Center) che, conoscendo lo stato della linea e degli altri treni, invia in continuità, tramite un collegamento GSM-R, informazioni ai treni relative all'autorizzazione all'avanzamento; questi possono così determinare il proprio profilo di velocità anche in base alle proprie caratteristiche di peso e frenatura.

Il sistema interviene tempestivamente ad ogni possibile rischio per la sicurezza.

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=== ETCS – Livello 1 ===

[[Immagine:ETCS Level 1.svg|thumb|270px|right|Schema di ETCS di 1°º livello]]

ETCS di 1 livello è un tipo di segnalazione a bordo (cab signalling system) che può essere aggiunto al sistema di segnalamento tradizionale esistente nella linea integrandolo con boe induttive (Eurobalise) e lasciando in funzione i segnali tradizionali esistenti a terra per la circolazione dei convogli tradizionali. Le boe fisse trasmittenti (''Eurobalise'') ripeteranno codificandoli opportunamente gli aspetti e le informazioni fornite dai segnali fissi di linea e forniranno alle apparecchiature di bordo del treno le necessarie autorizzazioni al movimento. Il [[computer]] di bordo dei rotabili attrezzati elaborerà le velocità massime e le curve di frenatura in base ai dati recepiti. Dato che il treno ottiene le informazioni necessarie dalle boe a terra è necessario che le impegni passandovi sopra per poter ottenere le necessarie autorizzazioni per i successivi movimenti. Le informazioni relative all'integrità del convoglio e il suo posizionamento vengono rilevate tramite i circuiti di binario. Mediante l'installazione di ''Eurobalises'' aggiuntive (''Euroloop'') tra un segnale di inizio tratta e uno di uscita è possibile ottenere una trasmissione abbastanza continua di informazioni. Le informazioni possono essere trasmesse per via induttiva al passaggio del locomotore o per via radio.

Il sistema permette l'attrezzaggio di linee a segnalamento tradizionale e la coesistenza dei due tipi di traffico, quello nazionale e quello interoperabile.<ref>{{cita web|http://www.ansaldo-sts.com/AnsaldoSTS/IT/Business/HighSpeed/ERTMS/ERTMS_Level_1/index.sdo|ERTMS di 1°livello|15-02-2009}}</ref> Le [[ferrovie italiane]] hanno in corso iniziative per rendere compatibile con il ETCS di 1°º livello il sistema [[SCMT]] in corso di installazione su buona parte della [[Rete Ferroviaria Italiana|rete ferroviaria nazionale]]

=== ETCS – Livello 2 ===

[[Immagine:ETCS Level 2.svg|thumb|270px|right|Schema di ETCS di 2°º livello]]

ETCS di 2 livello è un sistema di segnalazione e protezione del treno basato su una trasmissione radio di dati digitali. Nella cabina di guida su apposito pannello vengono visualizzate direttamente le informazioni relative alla via e le autorizzazioni al movimento dei treni. Le esatte posizioni dei treni, la direzione di marcia assieme a tutte le altre necessarie informazioni vengono trasmesse automaticamente al Radio Block Centre (RBC) a intervalli determinati. Il movimento dei treni è così monitorato in continuità per mezzo dei radio block centre.

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Il sistema risulta meno oneroso rispetto ad altri in quanto scompare la necessità dei circuiti di binario codificati in grado di trasmettere informazioni a bordo dei treni, dei segnali fissi luminosi e quanto ad essi connesso; Le boe di linea sono di tipo semplice passivo e servono esclusivamente come sensori di certificazione del posizionamento del treno. Per contro è richiesta la presenza di un certo numero di [[Radio trasmittente|stazioni radio]] (Base Transceiver Stations)(BTS) per garantire un regolare flusso di dati tra terra e treno. Il sistema in totale automatismo interviene in caso di qualunque azione che pregiudichi la sicurezza della circolazione ferroviaria<ref>{{cita web|http://www.ansaldo-sts.com/AnsaldoSTS/IT/Business/HighSpeed/ERTMS/ERTMS_Level_2/index.sdo|ERTMS di 2° livello sul sito Ansaldo|15-02-2009}}</ref>. Ad integrazione del tutto sono presenti anche punti di rilevamento termico che trasmettono segnali di controllo ed allarme in caso di riscaldamento anomalo di [[boccola|boccole]] e [[cuscinetto|cuscinetti]] delle [[Sala montata|ruote dei treni]].

Il sistema permette la circolazione, sulle [[Ferrovia|linee ferroviarie]] attrezzate con ETCS di 2°º livello solo ai rotabili attrezzati con ETCS-2°º e GSM-R, mentre ne esclude i mezzi tradizionali in grado di circolare mediante segnalamento a terra. Tali rotabili tuttavia sono in grado di circolare su tutte le linee attrezzate con apparecchiature di livello inferiore.

=== ETCS – Livello 3 ===

[[Immagine:ETCS Level 3.svg|thumb|270px|right|Schema di ETCS di 3°º livello]]

Il livello 3 è ancora allo stadio di studio. Sono infatti ancora da determinare alcuni aspetti relativi alla sicurezza dei treni. Di massima il sistema prevede l'eliminazione di molte apparecchiature di terra affidando sia la localizzazione che il '''controllo di integrità dei convogli''' ad appositi apparati trasmittenti di bordo che dialogano in continuità con il ''posto centrale'' di elaborazione e controllo dei dati relativi alla marcia dei treni sulla tratta. Inoltre supera il concetto di [[sezione di blocco|sezione fissa di blocco]] introducendo quello di ''sezione di blocco dinamica'' modellata non sullo spazio ''fisico'' predeterminato ma creata in funzione delle esigenze della circolazione e delle possibilità offerte dal sistema radiotrasmittente.

== Radio Block Centre ==

Il ''Radio Block Centre'', (acronimo RBC) è il componente basilare dello ETCS di 2°ºlivello: è posto infatti in un apposito posto centrale dal quale tramite il [[Sistema di Comando e Controllo]] viene tenuta sotto controllo e gestita la circolazione dei treni. Mediante la trasmissione via radio con sistema [[GSM-R]] dedicato a 900 Mhz ciascun [[treno]] riceve tutti i parametri da rispettare come velocità, vincoli relativi al percorso, possibili rallentamenti temporanei e quant'altro sia necessario a mantenere il corretto distanziamento tra i treni in circolazione. Contemporaneamente lo stesso RBC raccoglie le informazioni inviate dai treni. Tutto l'insieme delle informazioni relative al posizionamento dei convogli sulla tratta ferroviaria e alle infrastrutture permette di trasmettere al treno direttamente in cabina al sottosistema di bordo ''EVC'' (European Vital Computer) la cosiddetta ''Autorizzazione al movimento'', cioè la libertà di circolazione rispetto al punto in cui iniziano le condizioni restrittive. Le informazioni che arrivano dal Radio Block Centre elaborate vengono visualizzate dallo schermo sul cruscotto della [[Locomotiva]], (DMI) che indicherà la velocità ''obbiettivo'', la distanza libera avanti e una serie di informazioni tra cui la velocità massima consentita.

==Applicazione europea del sistema ERTMS/ETCS==

La necessità di garantire in tempi accettabili l'interoperabilità ha spinto la maggior parte dei paesi europei ad adottare il sistema; alcuni paesi dell'est-europeo e l'[[Austria]] hanno iniziato presto l'attivazione dell' ETCS di 1°º livello sulle linee convenzionali; altre come Italia, Germania, Olanda, Francia e Gran Bretagna hanno optato per la realizzazione di ETCS di 2°º livello su buona parte delle linee [[AV]] entro il [[2008]].

==ERTMS/ETCS in Italia==

Arrivate in ritardo al completamento di una rete funzionale ad [[Alta velocità]] le [[Ferrovie italiane]] per contro sono state le prime in Europa ad avere scelto per le nuove linee determinatamente il sistema più avanzato di ERTMS: quello di 2°º livello. La sperimentazione è iniziata con la prima linea ad essere completata, la [[Ferrovia Roma-Napoli (alta velocità)|Ferrovia Roma-Napoli]], successivamente con la [[Ferrovia Torino-Milano (alta velocità)|Ferrovia Torino-Milano]], in seguito con la [[Ferrovia Milano-Bologna (alta velocità)|Ferrovia Milano-Bologna]], e presto con l'attivazione della [[Ferrovia Bologna-Firenze (alta velocità)|Ferrovia Bologna-Firenze]]. Resta da operare l'adeguamento della prima [[Direttissima]] AV, la [[Ferrovia Firenze-Roma (direttissima)|Ferrovia Roma-Firenze]]. A determinare la scelta del sistema ha contribuito non poco la scelta di elettrificare tali nuove linee ferroviarie a 25 kV in [[corrente alternata]] e [[frequenza]] ''industriale'' data la nota problematica di interferenzialità con il segnalamento tradizionale FS a ''correnti codificate''.

===Funzionamento del sistema===

Le nuove linee AV/AC, sulle quali è stato attivato il sistema ERTMS/ETCS di 2°ºlivello, sono state rese atte alla ''[[Banalizzazione (ferrovia)|banalizzazione]]'' cioè alla marcia, indifferentemente, a destra, a sinistra o anche parallela dei convogli. Il percorso è privo di [[segnalamento ferroviario|segnali luminosi]] del tipo tradizionale a terra e di blocco elettrico a correnti codificate ed al suo posto è stato attivato un sistema di [[blocco radio]] che assicura il controllo dei treni mediante un ''continuum'' di informazioni scambiate tra i treni e un Posto Centrale RBC mediante boe Eurobalise e GSM-R. L'esercizio della linea e dei suoi parametri avviene in telecomando tramite il [[Sistema di Comando e Controllo]]. Le sezioni di blocco sono di lunghezza fissa di 6 &nbsp;km e sono individuate da apposite boe e segnalate mediante una segnaletica rifrangente di inizio e fine sezione. La segnaletica è posta anche a protezione dei ''Posti di Servizio'' (PdS) siano essi ''[[Posto di Movimento|Posti di Movimento]]'', ''[[Posto di Comunicazione|Posti di Comunicazione]]'' o [[Bivio|Bivi]]. Tali segnali sono del tipo ''imperativo'' cioè impongono l'arresto del treno a meno che abbia una ''Autorizzazione al Movimento'' (MA). I binari da cui ha inizio la corsa di un treno attrezzato con la tecnologia ERTMS/ETCS sono muniti di un ulteriore segnale a tabella rettangolare rifrangente con la scritta ''START''. in tale punto il treno riceve le necessarie autorizzazioni, (Start on Mission), per l'inizio della propria corsa.

Gli unici punti delle linee AV/AC muniti di segnali luminosi tradizionali a lato sono quelli di ''Confine'' cioè i punti di interconnessione con le [[Ferrovia|linee tradizionali]] nelle quali viene disattivato il sistema ERTMS e la circolazione avviene con [[SCMT]] o con il riconoscimento a vista dei segnali.

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*MA in ''Supervisione completa'' o ''Full Supervision'';

*MA con [[Marcia a vista]] con Apposita Prescrizione o ''On Sight''.

Solo il primo caso permette al [[Treno]] la marcia a velocità piena, sul cruscotto DMI vengono visualizzate tutte le indicazioni relative e la marcia si svolge sotto la piena supervisione del Blocco radio. Nel secondo caso, a seconda dell'opportunità, il treno non supererà la velocità di 30 &nbsp;km/h o 60 &nbsp;km/h arrestandosi a fine [[sezione di blocco]] in quanto la circolazione avviene in ''condizioni degradate'', cioè in ''Override'' del cruscotto DMI prescritta dal [[Dirigente Centrale Operativo]] ed operata dal [[Macchinista ferroviario|Macchinista]]. La trasmissione delle prescrizioni avverrà mediante moduli M.40 TELEC.

Quando il treno proviene da un tratto di linea, o stazione, della linea tradizionale il macchinista disinserisce la funzione SCMT o [[Blocco elettrico automatico a correnti codificate|ripetizione segnali]] e verifica il passaggio da ''ETCS Livello 0'' a ''ETCS Livello 2'' e l'attivazione della [[icona]] di ''Full Supervision''; avvenuto questo la marcia avverrà rispettando l'indicazione di velocità indicata dal cruscotto DMI e il punto obbiettivo a cui raggiungerla. Le operazioni di cambio RBC avverranno automaticamente assieme a tutte quelle relative al cambio di [[Elettrotecnica|fase]] della [[linea elettrica]] a 25 kV (ogni 12 &nbsp;km). Tutti i segnali a terra non avranno alcun significato nella marcia in ''Full Supervision'' mentre lo riprenderanno in caso anomalo di circolazione degradata. Al termine della tratta, al rientro nella [[ferrovia|linea]] tradizionale, il macchinista ripeterà le operazioni iniziali all'inverso riattivando i sistemi classici di controllo della marcia.

==Significato degli acronimi==