1.5.1) La trazione elettrica
24. ZUB 121 Svizzera
1.5.2. j I sistemi di segnalamento italian
BACC–BLOCCO AUTOMATICO A CORRENTI CODIFICATE
Descrizione: il sistema BACC (Blocco Automatico a Correnti
Codificate) è stato installato a partire dagli anni ‘60 su tutte le linee principali della rete storica di FS. Il sistema è costituito da circuiti di binario codificati convenzionali che operano con una o due frequenze portanti. Le apparecchiature a bordo sono informatizzate. La trasmissione dei dati tra i circuiti di binario (cdb) codificati e le apparecchiature di bordo avviene tramite antenne riceventi poste sul veicolo in corrispondenza delle rotaie e costituite da bobine aeree (captatori). L’informazione viene ricevuta a bordo per mezzo dell’accoppiamento induttivo che si realizza tra il binario e gli organi di captazione montati sul rotabile anteriormente al primo asse rispetto al senso di marcia. Il campo magnetico che si viene a generare su un piano ortogonale alle rotaie per effetto delle correnti codificate del blocco automatico, è di intensità sufficiente alla rilevazione.
In tal modo l’informazione viene trasmessa, senza interruzione, all’apparecchiatura di bordo che comanda i dispositivi periferici ed è continuamente adeguata alle condizioni della via i cui eventuali mutamenti vengono quindi ricevuti con tempestività.
La ripetizione del segnale in macchina è ottenuta grazie all’utilizzo nel cdb di correnti codificate, ottenute interrompendo ad intervalli regolari le correnti alternate di alimentazione (portanti) per un certo numero di volte al minuto primo (modulanti) creando così il codice di binario. Il codice di binario viene dunque ottenuto
impiegando una o due portanti, entrambe codificate dalle predette modulanti.
Le frequenze portanti possono assumere il valore di 50 Hz nominali (prima portante o portante base) e 178 Hz nominali (seconda portante o portante aggiunta).
La modulazione utilizzata per la costruzione dei codici di binario consiste nell’interrompere la portante ad intervalli regolari (onda quadra) per un numero di 75, 120, 180, 270 volte al minuto primo. Si definiscono “informazioni base” quelle costituite dalla frequenza base (50 Hz ) codificata con una delle quattro modulanti ed “informazioni supplementari” quelle ottenute dalla frequenza aggiunta (178 Hz) codificata con una delle prime tre modulanti. L’immissione e la ricezione dei codici avviene al confine fra due circuiti di binario: la corrente codificata viene inviata nella direzione dalla quale arrivano i treni, cioè nel circuito a monte e il codice inviato è funzione della situazione esistente nel circuito a valle.
Ogni codice identifica infatti una particolare situazione del segnalamento; a titolo di esempio si può citare la seguente situazione tipica in presenza di 4 codici.
8 Se un punto di ricezione non riceve alcuna informazione (relè di binario diseccitato) considera il proprio circuito di binario occupato e dispone a via impedita il segnale luminoso che protegge il circuito stesso. Inoltre verrà immesso il codice 75 nel punto di trasmissione del circuito di binario immediatamente a monte;
8 il punto di ricezione di quest’ultimo cdb, rilevando un codice 75, provvede a disporre al giallo il segnale che protegge tale circuito. Contemporaneamente verrà immesso il codice 180 nel punto di trasmissione del circuito di binario immediatamente a monte;
8 quest’ultimo punto di ricezione, rilevando il codice 180 provvede a disporre a verde il segnale luminoso, eventuale, che protegge tale circuito. Verrà inoltre immesso il codice 270 nella sezione immediatamente a monte;
8 le sezioni che ricevono il codice 270 ripetono a monte lo stesso codice 270 disponendo i relativi segnali al verde, se presenti.
Sia la portante base (50 Hz, f1) che quella secondaria (178 Hz, f2)
sono modulate dando origine ai codici qui di seguito descritti.
Codice Composizione 270** 270 f1 + 120 f2 270* 270 f1 + 75 f2 270 270 f1 180* 180 f1 + 75 f2 180 180 f1 120 ** 120 f1 + 180 f2 120* 120 f1 + 75 f2 120 120 f1 75 75 f1
Il significato associato a ciascuno dei codici sopra menzionati è la seguente:
Codice Significato V tetto
270** Indicazione di via libera per almeno 5.400m nominali (4 sezioni di blocco o più)
250 270* Indicazione di via libera per almeno 4.050m nominali
(3 sezioni)
230 270 Indicazione di via libera per almeno 2.700m nominali.
(2 sezioni)
Codice Significato V tetto
180* Preavviso a distanza non inferiore a 2700m nominali di un segnale di prima categoria a via libera per un percorso deviato a velocità non superiore a 100km/h (o 130km/h). Il codice viene anche utilizzato per imporre una riduzione di velocità per lavori a 150km/h (chiave RL)
150 km/h
180 Preavviso, a distanza di norma non inferiore a 2700m nominali, di un segnale di prima categoria a via impedita o a via libera per un percorso deviato da percorrere a velocità di 30km/h o 60km/h. Il codice viene anche utilizzato per:
8 avviso di rallentamento notificato;
8 riduzioni di velocità per lavori (chiave Rl); 8 avvisare la fine di una zona codificata; 8 avvisare l’inizio di una zona non codificata
(NC);
8 avviso, nei casi previsti, di riduzione della velocità massima della linea.
115 km/h
120 ** Avviso a distanza non inferiore a 1.350m nominali di riduzione di velocità a 130km/h per un itinerario deviato (attualmente non utilizzato)
120* Avviso a distanza non inferiore a 1.350m nominali di riduzione di velocità a 100 km/h per un itinerario deviato
100 km/h
120 Avviso di riduzione a distanza non inferiore a 900m, al momento della captazione, di velocità per itinerario deviato a 30 km/h, 60km/h
30/60 km/h
75 Avviso di via impedita a distanza non inferiore a 900m, al momento della captazione
50 km/h
AC Assenza di codice 0 km/h
La seconda portante viene applicata solo sulle linee con velocità massima ammessa superiore a 180 km/h.
8 sistema a 4 codici: sono in grado di ricevere solo la portante base e quindi di captare solo i 4 codici base più l’assenza codice, sono quindi installate sui rotabili meno veloci;
8 sistema a 9 codici: sono in grado di ricevere anche la seconda portante e quindi di captare tutti codici, sono quindi installate sui mezzi più veloci. Su queste apparecchiature è presente anche un sistema di “controllo velocità”.
Il macchinista in caso di captazione di un codice più restrittivo deve dare riconoscimento dello stesso e comunque portare la velocità entro il valore della velocità di tetto associata al codice in atto. Nelle apparecchiature a 9 codici il controllo di velocità verifica il rispetto della velocità nei confronti della curva di sicurezza (selezionata fra quattro possibili curve predefinite) che comincia a svilupparsi quando viene captato il nuovo codice e arriva fino al limite di velocità consentito da quel codice. Gli spazi sono calcolati dal punto di variazione del codice, poiché non è nota l’esatta distanza dal punto obiettivo; per lo stesso motivo, in presenza di codice 75, che porta all’arresto davanti a un segnale disposto a via impedita, è prevista una velocità di liberazione o di rilascio, non nulla (50 km/h), al di sotto
della quale il macchinista può procedere sotto il suo controllo fino al punto di arresto voluto.
Caratteristiche del treno da inserire
Per le apparecchiature a 9 codici, è necessario selezionare la curva di sicurezza in funzione della percentuale di frenatura esistente.
Visualizzazione per il macchinista:
8 Codice captato
8 Segnale ottico-acustico in caso di codice restrittivo, che resta attivo fino al riconoscimento;
8 Per le apparecchiature a 9 codici:
o Velocità superiore al limite della curva di sicurezza (lampada spia rossa),
o Controllo di velocità attivo (lampada spia)
o Controllo di velocità attivo, ma non operante per velocità inferiore a quella di liberazione (lampada spia)
Supervisione:
8 Continua della velocità in presenza di controllo di velocità attivo;
8 Fermata al segnale a via impedita.
Reazione:
8 Taglio trazione e freno elettrico per superamento della velocità consentita dal controllo fino a 5 km/h;
8 Freno di emergenza:
o Mancato riconoscimento di un codice più restrittivo; o Assenza codice e superamento di segnale a via
impedita;
o Superamento della velocità limite di 10 km/h;
RSDD/SCMT - RIPETIZIONE SEGNALI DISCONTINUA DIGITALE /
SISTEMA CONTROLLO MARCIA DEL TRENO
Descrizione: RSDD/SCMT è un sistema ATP sviluppato in anni
recenti, impiegato su molte linee italiane. Questo può essere sovrapposto al Blocco Automatico a Correnti Codificate, che integra con ulteriori informazioni, o può essere installato come sistema singolo nelle linee non attrezzate con BACC. Le apparecchiature di bordo sono in grado anche di ricevere i segnali della ripetizione continua a 9 codici del BACC e quindi sono in grado di gestire in modo coordinato informazioni provenienti dalle due diverse fonti, discontinua e continua.
Il sistema di comunicazione è composto da:
1. boe o balise di tipo digitale disposte lungo il binario; 2. i codificatori delle balise;
3. l'antenna di alimentazione delle balise posta a bordo del treno e che alimenta le boe al passaggio.
L'accoppiamento è di tipo induttivo. Dal punto di vista logico, esistono due tipi di balise:
8 "balise di sistema", che contengono informazioni sulla linea da percorrere, come la velocità ammessa nei vari ranghi di velocità, la pendenza, le distanze, i rallentamenti ecc.
8 "balise di segnalamento" che contengono informazioni sull'aspetto dei segnali.
Sono utilizzati due versioni tecnologiche di balise, che hanno la stessa frequenza, nell’accoppiamento terra-treno e treno-terra, ma con capacità di informazioni diversa.
Caratteristiche:
8 Frequenza di eccitazione: 27,115 MHz;
8 Trasmissione dei dati ai treni: 4,5 MHz Modulazione ASK con 180 bit e Modulazione FSK con 1023 bit
Caratteristiche del treno:
Alcune caratteristiche fisse del treno (es. velocità massima, …) sono preimpostate in officina; altri dati che dipendono dalla composizione del treno sono inseriti dal macchinista, esempi tipici sono velocità dei veicoli, tipo e rango di velocità del treno, caratteristiche del freno (tipo e percentuale di frenatura), lunghezza del treno, .... Per tarare il sistema del contachilometri a bordo prima che esso possa essere utilizzato per la sorveglianza del treno, sono utilizzate alcune balise speciali,.
8 Stato di supervisione in atto (Ripetizione Segnali Discontinua Digitale, Ripetizione Segnali Continua, RSC+RSDD);
8 In presenza di sola RSC, le stesse della RSC; 8 In presenza di sola RSDD, soltanto:
o Indicazione di velocità prossima alla curva di controllo (spia di allerta)
o Indicazione di velocità superiore alla curva di controllo (spia di allarme)
o Velocità di liberazione;
8 In presenza di RSDD+RSC: la somma delle due
Le informazioni fornite al macchinista sono quindi molto limitate, perchè il sistema non deve sostituirsi a lui, ma solo sorvegliarlo in secondo piano.
Supervisione:
In condizioni normali (piena supervisione) in presenza di sola RSDD, controlla le seguenti caratteristiche:
8 Velocità della linea, in base alla velocità del binario e alle prestazioni dei veicolo;
8 Limitazioni permanenti e temporanee della velocità; 8 Passaggio a livello;
8 Fermata al segnale a via impedita; 8 Profilo dinamico;
In presenza di sola RSC, la supervisione è quella propria della RSC. In presenza sull’infrastruttura dei due sistemi, la sorveglianza è la somma delle due, prendendo per la curva di sicurezza i limiti più restrittivi dei due sistemi, fermo restando il fatto che i codici di binario hanno una valenza liberatoria rispetto ai dati memorizzati. In altri termini il passaggio a un codice meno restrittivo di quello precedente, annulla la curva di controllo in atto e la sostituisce con quella corrispondente alla nuova situazione.
8 Freno di servizio per limitato superamento della curva di controllo;
8 Freno di emergenza per.
o Mancato riconoscimento di un codice più restrittivo o Superamento di segnale a via impedita.
o Superamento della velocità oltre 10 km/h
PROGETTO “SSC”(SISTEMA SUPPORTO CONDOTTA)
Oltre ai sistemi di segnalamento in macchina BACC e SCMT già descritti, è stato recentemente realizzato un ulteriore sistema detto SSC, non facente parte di quelli censiti dalla UE, in quanto posteriore al censimento, e destinato a linee non facenti parte delle reti interoperabile europea. In questa sede questo è quindi riportato solo per completezza. Il sistema SSC è un semplice ausilio alla condotta, che effettua il controllo del riconoscimento e del modo di guida da parte del macchinista rispetto all’aspetto restrittivo dei segnali incontrati lungo la linea e l’effettivo stato del segnale stesso trasmesso a bordo. Il sistema fornisce il controllo dei segnali luminosi fissi, della velocità della linea utilizzando una tecnologia trasmissiva con transponder a microonde (di tipo “Telepass”). Il sistema, al termine della fase sperimentale, verrà installato, quindi, su tutte le linee ferroviarie di RFI non elettrificate, ove non è prevista l’installazione di SCMT.
Il sottosistema di terra del SSC è costituito da transponder collegati o meno ad encoder:
8 i transponder non collegati ad encoder (codificatori), definiti TAG, vengono installati 100 metri a monte di tutti i segnali di avviso puro e forniscono informazioni per l’appuntamento col successivo segnale anche ai fini di diagnostica;
8 i transponder collegati ad encoder vengono installati su tutti i segnali ed hanno il compito di trasferire a bordo del locomotore l’aspetto del segnale. Vengono inoltre utilizzati per la gestione della velocità della linea e dei rallentamenti. Inoltre consentono la trasmissione di informazioni di velocità legate all’aspetto del segnale e di distanza dal segnale successivo.
Il sottosistema di bordo è composto da:
8 una antenna per trasmettere la richiesta e ricevere le informazioni dai trasponder;
8 un elaboratore che ha il compito di elaborare le informazioni acquisite dai transponder e dagli input provenienti dalle operazioni del Personale di Macchina (PdM);
8 un interfaccia MMI con le operazioni del PdM.
Il sistema acquisisce al momento del passaggio del treno in asse al segnale le seguenti informazioni: l’aspetto del segnale, le informazioni di velocità associate all’aspetto del segnale, l’informazione di distanza dal prossimo segnale.
Inoltre il sistema deve essere in grado di rilevare il mancato accoppiamento con il transpoder del segnale. Questa funzionalità è realizzata tramite la verifica di “appuntamenti” fra:
8 i tag, posti circa 100m prima del segnale, ed l’encoder, posto in asse al segnale di avviso;
8 encoder in asse ad un segnale di avviso ed encoder sul segnale successivo (nel senso di marcia del treno).
Se il sistema non riceve i dati di un segnale dopo 100m dal tag o se li riceve senza aver prima riconosciuto il relativo tag, si avvia la frenatura d’emergenza e la segnalazione diagnostica.
Il sistema è in grado di svolgere un controllo di velocità in punti specifici della linea, detti “punti di controllo”, e indicativamente posti a:
8 400m (circa) dopo tutti i segnali di avviso;
8 200m (circa) prima di tutti i segnali preceduti da un segnale con aspetto di giallo;
8 20m (circa) prima di tutti i segnali che non siano di avviso puro.
In ogni “punto di controllo” il sistema confronta la velocità del treno misurata con la “velocità attesa”; tale protezione consiste nell’imporre al treno una frenatura d’emergenza in caso di eccesso di velocità rilevato.
Il sistema è in grado anche di controllare il riconoscimento del segnale da parte del PdM; infatti l’aspetto del segnale d’avviso restrittivo deve essere riconosciuto prima del suo superamento. Il sistema di bordo, superato un segnale ad aspetto restrittivo, verifica che sia stato effettuato il riconoscimento CSR (Conferma Segnalazione Restrittiva) e in caso contrario attiva la frenatura d’emergenza fino alla condizione di treno fermo.
Il sistema di bordo, in caso di supero indebito di un segnale disposto a via impedita, attiva immediatamente la frenatura d’emergenza fino alla condizione di treno fermo.
Il sistema SSC non fornisce indicazioni al macchinista sull’aspetto dei segnali, ma solo la sorveglianza sopra descritta, di conseguenza l’interfaccia col macchinista prevede solo spie (avvenuto riconoscimento, intervento freno, stato di funzionamento) e pulsanti (riconoscimento e Riarmo Freno).