corso di
Gestione ed Esercizio dei Sistemi di Trasporto
a.a. 2003-2004
TRASPORTO
FERROVIARIO
Impianti di segnalamento ferroviario
Impianti di segnalamento ferroviario
Definizioni
Gli impianti di segnalamento di linea costituiscono quell’insieme
di dispositivi che sono preposti allo scambio di informazioni tra gli
impianti fissi ed il veicolo in movimento per garantire che la
marcia avvenga in condizioni di sicurezza.
La sicurezza della circolazione dipende fondamentalmente da due
condizioni:
 stabilità rispetto al binario;
 assenza di situazioni di interferenza tra veicoli diversi.
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Impianti di segnalamento ferroviario
Impianti di segnalamento
L’aumento della velocità e del traffico rendono ancora più critico il problema
della sicurezza per cui non è possibile lasciare al conducente (macchinista) la
regolazione della marcia sulla base della sola percezione visiva (marcia a vista).
Per rendere sicura la circolazione ci si avvale degli impianti di segnalamento
preposti a:
 segnalare lo stato della via (libera/occupata);
 consentire l’entrata in stazione;
 consentire la partenza dopo la sosta in stazione;
 indicare i limiti di velocità dovuti al tracciato (curve/deviatoi);
 indicare la posizione dei veicoli lungo la linea.
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Impianti di segnalamento ferroviario
Impianti di segnalamento
SEGNALAMENTO FERROVIARIO
SEGNALI DI LINEA
Segnali laterali fissi
ad aspetto fisso
Tabelle
SEGNALI DI STAZIONE
Segnali automatici in cabina
ad aspetto variabile
Semafori
Segnali luminosi
di 1° categoria o protezione
di avviso
di 1° categoria + avviso
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SEGNALI DI LINEA
Impianti di segnalamento ferroviario
Sistemi di segnalamento
La linea è suddivisa in tratte elementari, chiamate SEZIONI DI BLOCCO,
di lunghezza variabile. La lunghezza standard è di 1350 m.
Su ogni sezione di blocco può circolare un solo veicolo alla volta.
La lunghezza della sezione di blocco dipende dal tracciato della linea e dalla
posizione delle stazioni: sezioni di blocco lunghe riducono la potenzialità della
linea, viceversa sezioni di blocco corte l’aumentano.
I sistemi di segnalamento di linea forniscono principalmente le indicazioni
sullo stato di occupazione o libertà delle sezioni di blocco.
Esistono due tipologie di sistemi di segnalamento:
 Segnali laterali fissi
 Segnali automatici da terra a bordo del veicolo
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SEGNALI LATERALI FISSI
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali laterali fissi
I segnali laterali fissi possono essere di due tipi:
 Segnali ad aspetto fisso
Sono delle tabelle fisse che forniscono informazioni indipendenti dalla
circolazione
(ad esempio i limiti di velocità dovuti al tracciato)
 Segnali ad aspetto variabile
Sono di norma segnali luminosi dotati di una o più luci (fisse o
lampeggianti) che forniscono informazioni variabili con la circolazione
(ad esempio lo stato di libertà della via)
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO FISSO
Tabelle
Limiti di velocità
Limiti di velocità per ranghi
Impianti di segnalamento ferroviario
(1/3)
Inizio zona codificata
(ripetizione del segnale in cabina)
Fine zona codificata
(ripetizione del segnale in cabina)
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO FISSO
Impianti di segnalamento ferroviario
Tabelle
(2/3)
Ostacoli posti a distanza ridotta dal binario
Inizio/fine zona con caduta massi
Progressiva chilometrica
Punto telefonico sulla linea
Punto di culmine di un tratto in forte pendenza
Ponte con particolari restrizioni di
circolazione (limitazioni di velocità)
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO FISSO
Impianti di segnalamento ferroviario
Tabelle
Inizio/fine cantiere di
lavori
(3/3)
Punto particolare della linea
(passaggio a livello, curva a
scarsa visibilità, zone di
manovra in stazione, ecc.)
Squadra di operai
della manutenzione
in lavoro lungo la
linea
Deposito in galleria
delle torce rosse di
emergenza
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO FISSO
Impianti di segnalamento ferroviario
Tabelle
I segnali laterali fissi ad aspetto fisso sono tabelle che vengono utilizzate per
fornire quelle informazioni che non variano con la circolazione.
Essi sono simili ai segnali stradali, e riguardano principalmente:
 limiti di velocità dovuti al tracciato;
 limiti di velocità dovuti a rallentamenti temporanei (ad esempio per lavori);
 indicazioni sul tipo di segnalamento (zona attrezzata per la ripetizione dei
segnali in macchina);
 indicazioni sulla elettrificazione (ad esempio la massima corrente che può
essere assorbita dalla linea).
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
I segnali laterali fissi ad aspetto variabile di tipo semaforico
possono essere principalmente di tre tipi:
Segnali di prima categoria o di protezione
Segnali di avviso
Segnali di prima categoria + avviso
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Semafori tradizionali (1960):
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Semafori moderni (2000):
Segnale semaforico tondo in corretta corsia (sx)
Segnale semaforico quadrato in inversa corsia (dx)
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Segnali di prima categoria o di protezione
Sono posti all’inizio di ciascuna sezione di blocco e possono assumere due
aspetti:
(verde) – segnale di via libera (la sezione a valle è sgombra)
(rosso) – segnale di arresto (la sezione a valle è occupata)
Segnali di avviso
Sono posti prima del segnale di prima categoria, ad una distanza sufficiente
per la frenatura (la distanza minima è di 1200-1400 m), e danno indicazioni
sull’aspetto del segnale successivo di prima categoria.
Possono assumere due aspetti:
(verde) – il successivo segnale di prima categoria è verde
(giallo) – il successivo segnale di prima categoria è rosso
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Il sistema di segnalamento composto dai segnali di prima categoria
insieme ai segnali di avviso a due aspetti è adatto per velocità massime
che consentono l’arresto del treno nello spazio compreso tra il segnale
di avviso e quello di protezione.
Sistema di segnalamento a due aspetti:
avviso
1° cat.
avviso
1° cat.
Sezione di blocco
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Sistema di segnalamento a due aspetti:
avviso
1° cat.
avviso
1° cat.
avviso
1° cat.
avviso
1° cat.
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Segnale di prima categoria + avviso
Sono segnali di prima categoria, posti all’inizio di ciascuna sezione di
blocco, che svolgono anche la funzione di avviso.
Possono assumere tre aspetti:
(verde) – segnale di via libera (la sezione a valle è sgombra)
(giallo) – il successivo segnale di protezione + avviso è rosso
(rosso) – segnale di arresto (la sezione a valle è occupata)
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Riducendo la lunghezza della sezione di blocco aumenta la densità di
segnali a due aspetti lungo la linea e si riduce la distanza tra il segnale
di avviso e quello di protezione. Per mantenere il margine di sicurezza
in frenata si trasferisce la funzione di avviso al segnale di protezione, il
quale assume quindi tre aspetti.
Sistema di segnalamento a tre aspetti:
1° cat.+ avviso
1° cat.+ avviso
Sezione di blocco
1° cat.+ avviso
Sezione di blocco
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Sistema di segnalamento a tre aspetti:
1° cat.+ avviso
1° cat.+ avviso
1° cat.+ avviso
1° cat.+ avviso
1° cat.+ avviso
1° cat.+ avviso
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali luminosi
I segnali luminosi non semaforici sono posti in corrispondenza dei bivi per
indicare la direzione da intraprendere.
Segnale a luce unica
Segnale a candeliere
Segnale a candeliere
integrato da indicatore a integrato da indicatore a integrato da indicatore a
via libera per la direzione via libera per la direzione
via libera per la
3.
1.
direzione 2.
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
La distribuzione lungo la linea e la tipologia dei segnali semaforici è
condizionata dalla lunghezza delle sezioni di blocco e anche dalla
velocità del convoglio.
SEZIONI DI BLOCCO
VELOCITA’
CONVOGLI
medie
lunghe
(bassa potenzialità)
corte
(alta potenzialità)
2 aspetti
3 aspetti
più aspetti
elevate
3 aspetti
automatici
Tipologie dei sistemi di segnalamento ad aspetto variabile
in funzione della lunghezza delle sezioni di blocco e delle velocità dei convogli
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Segnali a più aspetti:
(1/2)
Se le velocità dei convogli sono molto elevate occorre disporre di
spazi di arresto più lunghi.
In tali condizioni, per rientrare nei limiti di sicurezza, i segnali laterali
fissi devono essere in grado di indicare lo stato (libero/occupato) di più
sezioni a valle contemporaneamente.
Ciò si ottiene raggruppando più sezioni di blocco e fornendo al
macchinista, tramite la combinazione di più segnali, le indicazioni
relative al numero di sezioni di blocco libere davanti a sé insieme ad
altre informazioni necessarie.
Raggruppando più segnali luminosi si ottengono segnali multipli che
aumentano il numero di informazioni che si possono fornire con un
solo segnale.
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SEGNALI LATERALI FISSI AD ASPETTO VARIABILE
Impianti di segnalamento ferroviario
Semafori
Segnali a più aspetti:
(2/2)
Oltre ai tre aspetti principali (verde, giallo, rosso) si possono ottenere
altre indicazioni con lampeggiamenti delle luci.
Non tutte le combinazioni vengono utilizzate a causa della difficoltà a
percepire con sicurezza l’aspetto del segnale durante la marcia.
In genere:
 le luci singole indicano lo stato della sezione;
 le luci doppie danno indicazioni sulla velocità;
 le luci triple danno indicazioni sulla posizione ravvicinata dei segnali.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali automatici
Quando le velocità aumentano, oltre alle maggiori informazioni date dai
segnali laterali, è necessaria la ripetizione del segnale in cabina.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Circuiti di binario
Sono circuiti elettrici realizzati utilizzando come conduttori le rotaie.
Collegando le due rotaie del binario ad una sorgente di forza elettromotrice P e
chiudendo il circuito su uno strumento di misura B si ottiene la circolazione di una
corrente elettrica attraverso le due rotaie.
i
i
B
P
Il transito di un veicolo sul binario mette in contatto elettrico le due rotaie e interrompe
la corrente nel tratto di circuito su cui è inserito lo strumento di misura il quale rileva,
pertanto, la presenza del veicolo sul binario.
i
i
i
B
P
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Circuiti di binario
Circuiti di binario a corrente continua:
G
G’
i
i
R
B
relè eccitato
P
G
G’
i
i
Legenda:
G, G’ = giunti isolanti
B = relè
P = pila
R = resistenza
i = corrente
i
B
relè diseccitato
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Circuiti di binario
Circuiti di binario a corrente alternata:
I circuiti maggiormente utilizzati sono quelli a corrente alternata a 50 Hz.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Circuiti di binario
Circuiti di binario collegati:
La lunghezza di un circuito di un binario non può essere superiore ai 2 km
(problemi di dispersione del segnale), occorre quindi collegare più circuiti che
fungeranno da ripetitore del segnale.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Circuiti di binario
I circuiti di binario vengono utilizzati per:
 controllare i segnali di linea
i relè dei circuiti di binario sono collegati ai circuiti che controllano la
possibilità di disporre i segnali di linea a via libera o impedita
 ripetere il segnale in cabina
i circuiti di binario vengono utilizzati anche per ripetere a bordo del
veicolo l’aspetto del segnale successivo. La ripetizione in cabina è
possibile quando si usi un sistema di circolazione con correnti codificate.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Correnti codificate
La corrente alternata a 50 Hz dei circuiti dei binari viene fatta passare
attraverso dispositivi codificatori che la interrompono ciclicamente.
Ogni frequenza corrisponde ad una informazione.
Attualmente le frequenze a 4 codici in uso presso le FS sono:
 75 impulsi/min
 120 impulsi/mim
 180 impulsi/min
 270 impulsi/min
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Correnti codificate
75 impulsi/min
120 impulsi/min
180 impulsi/min
270 impulsi/min
- via impedita (il successivo segnale è rosso)
- riduzione di velocità
- attenzione (il successivo segnale è giallo)
- via libera (il successivo segnale è verde)
Il codice 0 corrisponde alla sezione occupata.
A seconda del segnale letto a valle, si ripete opportunamente codificato a monte.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Correnti codificate
La ripetizione dei segnali in cabina aumenta la sicurezza perché si evita il rischio
di una mancata percezione del segnale dovuta a disattenzione del personale di
guida.
Il passaggio attraverso la sezione con segnale è accompagnato in cabina da:
 suono emesso da un dispositivo acustico;
 lettura permanente su un monitor del codice per tutto il tratto interessato.
Con questo dispositivo è possibile conoscere lo stato per più sezioni di blocco e
non solo per la prima che il convoglio sta per imboccare.
Con la combinazione e ripetizione in cabina dei 4 codici modulati a 50 Hz è
possibile regolare la circolazione fino ad una velocità massima di 180 km/h.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Correnti codificate
Per aumentare ulteriormente la potenzialità della linea e per consentire il transito
dei convogli a velocità superiori a 180 km/h è necessario aumentare il numero di
informazioni a bordo.
Per le tratte ad alta velocità, l’originale alimentazione a 50 Hz è stata affiancata
ad un’alimentazione a 178 Hz, realizzando in modulazione 9 codici differenti.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Correnti codificate
Tabella del significato dei 9 codici:
Con l’introduzione dei 9
codici è aumentata la
potenzialità della linea in
quanto sono aumentate le
informazioni relative alla
velocità del convoglio.
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Sistema a segnalamento multiplo
Per aumentare ulteriormente la potenzialità della linea, un’ulteriore
sofisticazione del sistema automatico è il sistema a segnalamento multiplo.
Al macchinista viene indicata, all’inizio di
ogni sezione di blocco, la velocità che può
mantenere senza il rischio di collidere con
il treno che segue.
Tale
sistema
è
permesso
dal
radiosegnalamento delle velocità dei
convogli attraverso l’utilizzo di boe poste
lungo la linea.
Se il macchinista non rispetta l’indicazione
sulla
velocità
massima
consentita,
interviene un sistema di blocco automatico
che frena il convoglio.
Con tale sistema, viaggiando ad una velocità di 250 km/h, è possibile distanziare di
4 km il treno che precede anziché di 5,4 km (4 sezioni di blocco lunghe 1350 m).
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SEGNALI AUTOMATICI
Impianti di segnalamento ferroviario
Capacità di linea
80 treni/gg
singolo binario
4 codici
(ogni 12 km un posto di movimento)
220 treni/gg
doppio binario
9 codici
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SEGNALI DI STAZIONE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali di stazione
I principali segnali di stazione sono costituiti da:
segnali semaforici
segnali in corrispondenza di bivi
segnali di manovra:
- segnali bassi di manovra
- segnali alti di manovra
- segnali manuali di manovra
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SEGNALI DI STAZIONE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali bassi di manovra
I segnali bassi di manovra possono essere di tipo meccanico girevole o di tipo
luminoso e valgono, in alcuni casi, anche per i treni in partenza.
I segnali di tipo meccanico (bassi) sono costituiti da fanali girevoli che hanno
due facce, disposte ad angolo retto fra loro, dipinte l'una a strisce diagonali di
colore bianco e nero alternate e l'altra in bianco con filettatura di colore nero.
A queste due facce corrispondono di notte, rispettivamente, una luce violetta ed
una luce bianca lattea.
La faccia a strisce diagonali bianche e nere con luce violetta ordina alla
manovra di arrestarsi prima del segnale.
La faccia bianca con luce bianca autorizza la manovra a proseguire fino al
prossimo segnale basso o binario tronco o punto determinato.
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SEGNALI DI STAZIONE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali bassi di manovra
I segnali luminosi di manovra sono costituiti da tre lampade a luce bianca posti
su uno schermo nero a forma triangolare.
Il segnale ordina l'arresto della manovra quando sono accese le due luci
orizzontali mentre ne permette il passaggio quando sono accese le due luci
verticali.
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SEGNALI DI STAZIONE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali alti di manovra
In alcune stazioni principali sono piazzati su apposito palo o sui pali dei segnali
di 1ª categoria dei segnali a forma esagonale detti "segnali alti di
manovra" ove strisce luminose bianche danno indicazioni ai movimenti di
manovra.
I movimenti comandati dai segnali alti di manovra non richiedono l'osservanza
delle indicazioni fornite dai segnali bassi posti sul percorso e terminano ad un
successivo segnale alto di manovra o paraurti di binario tronco o punto
determinato.
via impedita
via libera
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SEGNALI DI STAZIONE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali manuali di manovra
(1/4)
I movimenti di manovra vengono comandati, oltre che mediante
ricetrasmittenti e i segnali di manovra, con i segnali a mano fatti con la
bandiera rossa (di giorno) o con il fanale a luce bianca o rossa (di notte).
I movimenti in "avanti" vengono comandati movendo orizzontalmente la
bandiera avvolta o il fanale a luce bianca.
di giorno
di notte
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SEGNALI DI STAZIONE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali manuali di manovra
(2/4)
I movimenti "indietro" vengono comandati movendo verticalmente la bandiera
avvolta o il fanale a luce bianca.
di giorno
di notte
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SEGNALI DI STAZIONE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali manuali di manovra
(3/4)
L'ordine di "rallentare" viene dato esponendo la bandiera estesa ferma o il
fanale a luce rossa fermo.
di giorno
di notte
43
SEGNALI DI STAZIONE
Impianti di segnalamento ferroviario
Segnali manuali di manovra
(4/4)
L'ordine di "fermare" viene dando muovendo verticalmente la bandiera estesa o
il fanale a luce rossa.
di giorno
di notte
Tutti i segnali manuali suddetti possono essere sussidiati dal fischio di moderata lunghezza dato con
il fischietto "a trillo" o col fischio del locomotore che esegue la manovra.
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Impianti di segnalamento ferroviario
Regolazione e controllo della circolazione
Per regolare e controllare la circolazione esistono tre sistemi, in funzione della
tecnologia adottata:
 Regime del giunto o del blocco telefonico
 Blocco elettrico semiautomatico o manuale
 Blocco elettrico automatico
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Impianti di segnalamento ferroviario
Regolazione e controllo della circolazione
Regime del giunto telefonico
In questo caso le estremità delle tratte coincidono con stazioni o posti di
movimento. Un convoglio non può transitare se non gli viene concessa via
libera dall’operatore di stazione.
La comunicazione tra le due stazioni avviene tramite telefono.
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Impianti di segnalamento ferroviario
Regolazione e controllo della circolazione
Blocco elettrico semiautomatico o manuale
Lo scambio di informazioni avviene tramite un circuito elettrico che termina
con due dispositivi di comando a leva, azionati al passaggio della testa del
treno. Il dispositivo è direttamente collegato con il semaforo che scatterà al
rosso.
Lo sblocco della leva, ed il conseguente ripristino del verde, dovrà essere
azionato da un addetto di terra tramite il macchinario in figura, che si
accerterà del completo passaggio del treno.
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Impianti di segnalamento ferroviario
Regolazione e controllo della circolazione
Blocco elettrico automatico
Lo scambio di informazioni avviene tramite il circuito di binario a correnti
codificate.
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