Table Of ContentFabrizio Marignetti
(a cura di)
LA TRAZIONE FERROVIARIA
I sistemi a guida vincolata
Questo volume è stato pubblicato con il contributo
del Dipartimento di Ingegneria Astronautica Elettrica ed Energetica
dell’Università degli Studi di Roma “La Sapienza”
ISBN 978-88-7488-859-7
Prima edizione: Giugno 2018
Responsabile produzione: Alessandro Parenti
Redazione: Carlotta Lenzi e Laura Tondelli
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Ringrazio in particolare i Professori Regina Lamedica ed Enrico Pagano
per aver lanciato l'idea del testo e averne iniziato la stesura.
Senza i loro preziosi consigli e il loro supporto,
il mio lavoro non sarebbe mai nemmeno decollato.
AUTORI
Cap. 1 Gabriele Malavasi
Sapienza - Università di Roma
Cap. 2 Richard Bartoni♠, Alfonso Capasso♣, Fabio Garzia♣,
Massimo Guarascio♣, Mara Lombardi♣, Giuliano Rossi♣
♣Sapienza - Universita di Roma; ♠Salini Impregilo S.p.A.
Cap. 3 Regina Lamedica♣, Stefano Quaia♠, Dario Zaninelli♦
♣Sapienza - Università di Roma; ♠Università degli Studi di Trieste; ♦Politec-
nico di Milano
Cap. 4 Luca Esposito, Eugenio Fedeli
RFI - Rete Ferroviaria Italiana S.p.A.
Cap. 5 Diego Iannuzzi
Università di Napoli ‘Federico II’
Damiano D’Aguanno♣, Fabrizio Marignetti♣, Paolo Masini♠,
Cap. 6 Enrico Pagano♦
♣Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale, ♠Trenitalia
S.p.A, ♦Università di Napoli ‘Federico II’
Cap. 7 Massimo Ceraolo
Università di Pisa
Cap. 8 Alessandro Ruvio
Sapienza - Università di Roma
VI La trazione ferroviaria i sistemi a guida vincolata
Cap. 9 Regina Lamedica♠, Paolo Masini♣, Enrico Mingozzi♦
♠Sapienza - Università di Roma; ♣Trenitalia S.p.A.; ♦Ferrovie dello Stato
Cap. 10 Paolo Masini, Salvatore Rizzo
Trenitalia S.p.A.
Cap. 11 Giovanni Molinari
Sapienza - Università di Roma
Cap. 12 Enrico Pagano♣, Luigi Piegari♠
♣Università di Napoli ‘Federico II’, ♠Politecnico di Milano
PREFAZIONE
La rete ferroviaria europea, considerata nella sua totalità, con i suoi quasi
250’000 km di lunghezza, è una delle più estese al mondo, essendo seconda
solo a quella degli Stati Uniti, seppure per poche migliaia di chilometri. Si-
curamente, tuttavia, l’Europa detiene il primato della lunghezza delle linee
ferroviarie elettrificate.
La transnazionalità della rete ferroviaria europea, che ne costituisce l’in-
trinseca ricchezza, pone diversi problemi che si traducono in altrettante
sfide tecnologiche. I diversi standard presenti nei Paesi europei, in termini
sia infrastrutturali che di sistema elettrico, sono il risultato di evoluzioni
locali e, quindi, la stessa composizione della rete ferroviaria europea pone
serie problematiche di interoperabilità, con particolare riferimento al segna-
lamento, ai livelli di tensione, alle sagome, all’armamento.
Mentre i sistemi di alimentazione e i relativi livelli di tensione sono stati
normati a partire dal 2008 mediante lo standard EN50388, solo recentemen-
te è stato intrapreso, e successivamente portato a compimento, lo sviluppo
delle Technical specifications for interoperability (TSIs) ad opera della Eu-
ropean Union Agency for Railways (ERA). Uno dei compiti dell’ERA è quel-
lo di normalizzare i sistemi di segnalamento e di controllo dei treni, che si
sono sviluppati solo a livello nazionale, specialmente a beneficio delle linee
ad alta velocità, a partire dagli anni ’90.
Uno dei risultati più importanti di questa normazione è oggi il sistema
europeo di controllo dei treni (ETCS). L’ECTS è la componente di segna-
lazione e controllo del sistema europeo di gestione del traffico ferroviario
(ERTMS). Essa sostituisce i vecchi sistemi di protezione dei treni ed è pro-
gettata per sostituire i numerosi sistemi di sicurezza incompatibili attual-
mente utilizzati dalle ferrovie europee.
Nel panorama tecnico-normativo, a queste problematiche si aggiunge la
ricerca di velocità sempre più elevate, finalizzate a realizzare collegamenti
più veloci tra i principali centri urbani, il che richiede lo studio e la messa
in atto di soluzioni tecnologiche di avanguardia.
Tutti questi fattori hanno stimolato la fioritura di tecniche e di specifiche
molto variegate, delineando un contesto in costante e rapida evoluzione. In
questo scenario, l’Italia è attualmente uno degli attori più significativi, sia
per l’estensione che per la modernità della sua rete ferroviaria e del mate-
riale rotabile.
VIII La trazione ferroviaria i sistemi a guida vincolata
L’Italia ha raccolto la sfida tecnologica derivante dal contesto altamente
dinamico che si è venuto a creare e sta partecipando attivamente alla gestio-
ne del quadro tecnologico e normativo.
La costruzione della dorsale Torino-Lione, la galleria di base del Brenne-
ro o Brenner Basistunnel (BBT) e il progetto Grandi Stazioni Rail sono solo
alcuni esempi di investimenti su grandi infrastrutture ferroviarie italiane,
che contribuiscono all’ampliamento delle reti di trasporto trans-europee
(TEN-T).
Questo testo intende fare il punto della situazione sui sistemi a guida
vincolata in generale, affrontando, nei diversi capitoli, gli aspetti salienti
della gestione, della progettazione meccanica ed elettrica e della modelli-
stica delle linee e dei sistemi di alimentazione, di trazione e di controllo.
La descrizione delle problematiche tecniche, affrontate ad ampio spet-
tro, includendo anche elementi storici di rilievo, intende contribuire alla
diffusione di una cultura nel settore dei sistemi a guida vincolata.
Gli argomenti trattati, che riguardano sia la componentistica (convertito-
ri, materiale rotabile, sistemi di accumulo, azionamenti) che i sistemi elet-
trici, possono costituire un utile riferimento per ingegneri e tecnici impe-
gnati a cogliere le opportunità offerte da un mercato in continua evoluzione.
Fabrizio Marignetti
INDICE
Cap. 1. MODALITÀ DI TRASPORTO
1.1. Il fenomeno del trasporto .......................................................................1
1.2. Domanda e Offerta ..................................................................................2
1.2.1. Impostazione concettuale per lo studio della domanda e
dell’offerta ..................................................................................................2
1.2.2. Analisi delle serie storiche della domanda e dell’offerta a
livello nazionale ........................................................................................4
1.2.2.1. Traffico merci e passeggeri per modalità di trasporto ...........4
1.2.2.2. Trasporto ferroviario passeggeri e merci ................................6
1.2.2.3. Metropolitane e Tranvie .........................................................9
1.2.2.4. Estensione della rete stradale, ferroviaria, metropolitana,
e tranviaria ..........................................................................................10
1.3. Caratteristiche e vantaggi della guida vincolata ..................................13
1.4. Sviluppo del trasporto a guida vincolata .............................................14
1.5. Riferimenti ............................................................................................16
Cap. 2. AFFIDABILITÀ E SICUREZZA
2.1. Concetti e definizioni ...........................................................................17
2.2. Ruolo dell’affidabilità nella progettazione dei sistemi per la
mobilità .........................................................................................................18
2.2.1. Affidabilità del componente: il guasto .........................................19
2.2.2. Metodi di valutazione analitica dell’affidabilità di sistema ........25
2.2.3. Metodi di prova e ottimizzazione dell’affidabilità: il progetto ....28
2.2.4. Valutazione del rischio: tecniche Risk Analysis ..........................29
2.3. Sicurezza e protezione .........................................................................35
2.3.1. Gli impianti security .....................................................................36
2.3.2. Gli impianti safety ........................................................................38
2.4. Sicurezza nelle gallerie delle linee metropolitane e ferroviarie..........40
2.4.1. Introduzione .................................................................................40
2.4.2. La prevenzione incendi nelle metropolitane ...............................40
2.4.3. La sicurezza nelle gallerie ferroviarie ..........................................42
