Sistema Controllo Marcia Treno

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Sistema Controllo Marcia Treno    e   Sistema Supporto Condotta

La necessità di dotare i mezzi di trazione e le linee ferroviarie di un ulteriore livello di sicurezza per la circolazione ha portato le F.S. a sviluppare dei sistemi di sicurezza e di controllo sempre più evoluti quali  l’ S.C.M.T.  e l’ S.S.C. …

A cura di :   Luca Berardocco

          Il Sistema di Controllo Marcia Treno è un sistema di sicurezza elettronico la cui funzione è quella di vigilare sulla modalità di condotta del treno , da parte del Macchinista , rispetto all’aspetto

dei segnali incontrati , rispetto alla velocità massima ammessa dalla linea in quel tratto , dal materiale rotabile e dal proprio rango di circolabilità , dalla percentuale di massa frenata del convoglio , e da eventuali riduzioni temporanee di velocità dovute a dei rallentamenti …

Questo sistema rappresenta l’evoluzione dell’ A.T.C. ( Automatic Train Control ) , sperimentato come prototipo in Italia durante gli anni ’90 , le cui specifiche tecniche appartengono al sottosistema  “ Eurobalise” , sviluppato come parte integrante del ben più vasto progetto E.T.C.S. ( European Train Control System ) dall’ azienda capostipite nella realizzazione di questi sistemi , l’Ansaldo ed in seguito dalla Alstom Ferroviaria , Bombardier , ECM  , MER MEC , GE Transportation Systems e dalla SITE  ….

Il sistema S.C.M.T.  si basa sulla  trasmissione  dei dati  su esposti in maniera discontinua e unidirezionale  dall’ infrastruttura al mezzo di trazione  : discontinua poiché  avviene solo in corrispondenza di apposite “ balise” , boe, disposte al centro del binario ed ancorate alle traversine ; unidirezionale  perché  essendo installate a coppie , oltre a garantire la completa ridondanza del sistema , al passaggio del treno riescono a stabilirne la posizione ed il senso di marcia … 

Boa  per S.C.M.T.  di tipo Bombardier , foto  Luca Berardocco

Per la trasmissione dei dati i progettisti si sono affidati alla tecnologia a trasponder magnetici ed essa avviene nel momento in cui l’antenna del mezzo di trazione passa sopra le boe che rappresentano  il trasponder del sistema ; in quegli istanti le boe vengono energizzate dall’antenna della locomotiva o della vettura pilota  avviando così la trasmissione di dati di lunghezza compresa tra 341 e 1023 bit ad una velocità di 564 kbit/s , tecnicamente questo tipo di trasmissione  è risultata totalmente affidabile fino ad una velocità massima del rotabile di 500 Km/h …

Schema di funzionamento S.C.M.T.  , autore Luca Berardocco

L’architettura di sistema prevede la suddivisione in Sotto Sistema di Bordo ( S.S.B.) e in Sotto Sistema di Terra ( S.S.T.) : Il S.S.B. è composto da un elaboratore che riceve , tramite le due antenne poste sotto la cassa  ad ognuna delle due estremità dietro il vomere spartineve , 

Antenna di bordo S.C.M.T. per materiale rotabile , in foto è visibile quella applicata ad  una Ale 582 del Dep. Loc. di Cremona  , foto  Luca Berardocco

le informazioni trasmesse dalle boe e traccia una curva di controllo velocità  relativa all’ aspetto del segnale incontrato , alle caratteristiche tecniche del convoglio in corsa e del tratto di linea che sta percorrendo ; il controllo incrociato di tutti questi parametri vigila costantemente sull’operato del Macchinista e la violazione anche di uno solo di questi parametri , da parte di quest’ultimo , provoca l’arresto d’emergenza del treno. Il Macchinista interagisce con il sistema attraverso un’apposita interfaccia MMI ( Uomo – Macchina) 

Interfaccia Uomo – Macchina a bordo delle Locomotive e delle Vetture Pilota per il  S.S.B. , attraverso la quale è possibile la interazione del Macchinista con l’intero sistema , foto  Luca Berardocco

che si attiva tramite un inseritore elettropneumatico e costituita da un monitor e da una serie di pulsanti attraverso i quali , prima della partenza , deve inserire le caratteristiche tecniche del treno come la lunghezza , il peso , la percentuale di massa frenata , la velocità massima del convoglio , il tipo di freno in uso , il rango di circolabilità e la modalità di effettuazione dei rallentamenti  , se con tutto il treno o con la sola testa del convoglio ; durante la condotta del treno attraverso un’altra serie di tasti effettua le operazioni di riconoscimento degli aspetti restrittivi dei segnali connesse all’utilizzo della Ripetizione Segnali Continua in macchina . L’interfaccia Uomo – Macchina  permette inoltre l’utilizzo del sistema in modalità  “ MANOVRA” , ossia non tenendo conto dei segnali normalmente disposti a via impedita durante gli spostamenti di manovra e limitando la velocità del rotabile a 30 Km/h …   

Il S.S.T. è composto dagli armadi S.C.M.T. presenti in ogni centralina apparati elettrici di stazione e in apposite cabine lungo la linea e contenenti gli encoder  le cui funzioni sono quelle di codificare elettricamente  l’aspetto dei segnali e le informazioni di linea  da inviare alle boe tramite degli appositi cablaggi elettrici chiamati in gergo “ frustoni” ; l’impianto si completa con le boe dislocate lungo la linea e ancorate alle traversine in corrispondenza dei segnali e di punti particolari di linea quali l’inizio e la fine di un rallentamento o una variazione di velocità massima di linea , quest’ultimo tipo di boa non è collegato ad alcun encoder poiché contengono un messaggio informativo preimpostato  e non variabile .

Schema di funzionamentoS.S.T. - S.C.M.T.  , autore Luca Berardocco

Le boe che vengono installate possiamo suddividerle in quattro tipologie , anche se le funzioni che devono assolvere sono identiche : tipo Ansaldo , Alstom , Bombardier e Siemens .

Entrambi i Sotto Sistemi sono a loro volta dotati del proprio Sotto Sistema Diagnostico…

Il programma di R.F.I. relativo all’installazione dell’ S.C.M.T. prevede l’implementazione su 10.500 Km di linee sia a semplice che a doppio binario , attrezzate con qualunque tipo di Blocco Elettrico atto oppure no alla ripetizione segnali in macchina e con velocità massime fino a 250 Km/h , come previsto dal protocollo E.T.C.S. L1 , per velocità superiori il Sistema di Controllo Marcia Treno deve essere potenziato e integrato con un sistema Radio Block , Blocco Radio secondo le direttive tecniche contenute nel protocollo  E.T.C.S.  L2 , quello adottato come sistema di  distanziamento , protezione e sicurezza sulle nuove linee AV/AC  già  aperte all’ esercizio e per quelle di prossima attivazione …

Sistema  Supporto  Condotta

          Il Sistema di Supporto alla Condotta è un sistema di controllo della marcia dei treni ridotto e semplificato rispetto all’ S.C.M.T.  , esso è progettato per fornire un ausilio al macchinista durante la condotta del treno effettuando in maniera discontinua una ripetizione dei segnali in macchina ed il controllo della velocità del convoglio rispetto alla velocità massima ammessa dalla linea , dal grado di frenatura e da eventuali rallentamenti lungo il percorso …

La trasmissione di questi dati è discontinua perché avviene solo in corrispondenza di determinati Punti Informativi ( P.I.) , costituiti da appositi trasmettitori applicati agli stanti dei segnali di cui devono trasmetterne le informazioni relative all’aspetto dello stesso e alla tratta successiva .

Segnale di protezione di Villetta Malagnino  Attrezzato per il S.S.C. , infatti sullo stante del segnale sono visibili l’armadio dell’ Encoder ed il trasponder a microonde  ,foto  Luca Berardocco

La tecnologia trasmissiva si avvale di trasponder a microonde del tutto analoghi a quelli utilizzati in autostrada  dal sistema  “ TELEPASS” o impiegati nei sistemi di tracciatura e identificazione per i container in transito nei porti di transhipment …

L’architettura di sistema è simile a quella dell’ S.C.M.T. , anch’essa divisa in Sotto Sistema di Bordo ( S.S.B.) e in Sotto Sistema di Terra ( S.S.T.) :

Il S.S.B. è composto da un elaboratore che riceve , tramite le due antenne poste sull’imperiale a sinistra e a destra del mezzo di trazione , le informazioni trasmesse dai trasponder e ne confronta la congruità rispetto alle operazioni svolte dal Macchinista durante la condotta , in caso di mancato rispetto di uno dei parametri su elencati il sistema comanda la frenatura d’emergenza .La dotazione di bordo è completata da un’interfaccia Uomo – Macchina costituita da un apposito cruscotto con dei pulsanti e dei commutatori attraverso i quali il Macchinista effettua il riconoscimento dell’aspetto restrittivo del segnale di Prima Categoria successivo …

Schema di funzionamento S.S.C.  , autore Luca Berardocco ….  

Il S.S.T. è composto dall’insieme dei trasponder di ogni punto informativo ed è strutturato in modo tale da formare una “ catena di appuntamenti” , ossia  ogni trasponder oltre ai dati già elencati trasmette anche la distanza dal successivo punto informativo  in modo che , in caso di indebita o accidentale rimozione  o di guasto al trasponder successivo , il S.S.B. è in grado di rilevarne la mancanza e comandare la frenatura d’emergenza . Nel caso in cui la distanza  tra il trasponder in corrispondenza del segnale di partenza di una stazione e quello del segnale di avviso della stazione successiva sia superiore alla distanza massima ammessa dal sistema  , in precedenza a questo ultimo, viene posizionato un trasponder supplementare con la sola funzione di presenza  per il mantenimento della catena di appuntamenti , chiamato TAG ; invece ogni trasponder posizionato in corrispondenza di un segnale è collegato con un Encoder che gli fornisce i dati da trasmettere al S.S.B. …

Particolare del Monitor Interfaccia Uomo-Macchina  del sistema SSC a bordo di una Aln668, foto L.Berardocco

L’ S.S.B.  per confrontare i dati trasmessi dal S.S.T.  con le operazioni svolte dal Macchinista , come per l’S.C.M.T. , realizza una curva di Controllo Velocità che non può mai essere violata , pena l’arresto d’emergenza del convoglio ed in caso di arresto ad un successivo segnale di Prima Categoria  disposto a via impedità , come per l ‘S.C.M.T. , tale curva impone  che la velocità del convoglio ad una distanza di 200 metri dal segnale in questione sia uguale o inferiore a 30 Km/h , chiamata velocità di rilascio in quanto il controllo da parte del sistema cessa per permettere al macchinista di effettuare l’approccio al segnale in modo graduale ; qualora il Macchinista dovesse superare il segnale disposto a via impedita il sistema comanderebbe immediatamente la frenatura d’emergenza …

Il Sistema di Supporto alla Condotta viene installato su linee a semplice e doppio binario , attrezzate con qualunque tipo di Blocco Elettrico , le cui velocità non siano superiori a 150 Km/h e la cui circolazione non sia superiore ai 60 treni/giorno ; questo sistema di sicurezza è complementare all’ S.C.M.T. , pertanto l’installazione è prevista su circa 4954 Km di linee dove non è previsto l’attrezzaggio con quest’ultimo , tuttavia , in fase sperimentale , su alcuni tratti di linea è prevista una doppia installazione dei due sistemi per circa 442 Km complessivi …

Alla fine del 2007 risultavano attrezzati in totale 2653 Km  di linee di cui 1013 solo in Sicilia e ben 1168 in Sardegna , ossia la totalità della rete  …

Per Maggiori Info Consulta la rivista Mondo Ferroviario Viaggi N°272  12-2009

Mondo Ferroviario Viaggi N°272 12-2009