Dall'esperimento del 1895 all'adozione del Radio Block Centre per la gestione della circolazione dei treni - Prospettive future - Collegio ...
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Dall’esperimento del 1895 all’adozione
del Radio Block Centre per la
gestione della circolazione dei treni.
Prospettive future
Bologna, 21 Ottobre 2022
INDICE
01 Introduzione 3
02 ERTMS in esercizio: GSM-R, ETCS e diagnostica 6
03 Estensione del ERTMS all’intera rete RFI 18
04 Nuovi Sviluppi: ERSAT, FRMCS 36
2
La rete ferroviaria italiana - Esigenze
Classificazione delle linee in base alla
tipologia di traffico
~ 1000 km Linee ad Alta Velocità
(6%)
Sistema di Comando e Controllo: ERTMS/ETCS L2
Distanziamento treni con blocco radio
Velocità/Interoperabilità
~ 950 km Linee con traffico metropolitano
(5%)
Sistema di comando e Controllo: CTC, SCC, SCC-M
Distanziamento treni con sezioni di blocco corte (Alta Capacità)
~ 2.900 km Linee veloci Aumento della Capacità
(18%)
Sistema di comando e Controllo: CTC, SCC
Distanziamento treni con SCMT
Linee merci +
~ 3.900 km medie prestazioni
(23%)
Sistema di comando e Controllo: CTCev, SCC
Distanziamento treni con sezioni di blocco: SSC,SCMT
Interoperabilità
~ 7.950 km Linee a basso traffico o
(48%)
Sistema di comando e Controllo: CTC sussidiarie
Distanziamento treni con sezioni di blocco: SSC
Sostenibilità economica 3
La rete GSM-R di RFI
4
Verso uno spazio ferroviario europeo unico, più sicuro e competitivo
Disposizioni legislative per l'attuazione dell'ERTMS TEN-T Reg. EU 1315/2013
Gli obiettivi strategici della pianificazione a lungo termine per
l'implementazione dell'ERTMS sono definiti da Reg. (EU) 1315/2013,
Impl. Reg. (EU) 6/2017 e Regg. (EU) 919/2016 e (EU) 776/2019
Lo sviluppo dei sottosistemi di terra ERTMS è richiesto su:
Tutte le nuove linee ad Alta Velocità;
La rete TEN-T:
Linee prioritarie dei Corridoi Core (FS «Breaktrough program»)
Core Network entro 2030
Extended Core Network entro 2040 (nuova proposta)
Comprehensive Network entro 2050
Riguardo i sottosistemi di bordo, l’ERTMS è obbligatorio solo per i nuovi veicoli e:
non esiste una scadenza obbligatoria fissata per l'aggiornamento/retrofit dei veicoli esistenti.
5
INDICE
01 Introduzione 3
02 ERTMS in esercizio: GSM-R, ETCS e diagnostica 6
03 Estensione del ERTMS all’intera rete RFI 18
04 Nuovi sviluppi: ERSAT, FRMCS 36
6
Applicazione ERTMS = ETCS + GSM-R
Nasce l’ERTMS come sistema interoperabile negli anni ’90, basato su tecnologia più performante
ERTMS/ETCS System
(European Rail Traffic Management System) / (European Train Control System)
SST Terra SSB Bordo
Sottosistema Terra-Treno
Igsm
RBC
Radio Block Centre
Ifix
GSM-R IUm
MT-RTM-EVC
GSM-R Network Mobile Terminal
Radio Transmission Module
SDH Data Transport Network
European Vital Computer
NVC Nucleo Vitale Centrale Interlocking
7
7
Copertura radio GSM-R – ridondanza
Condizioni Nominali: -92 dBm (95%)
-92dBm
-92dBm
BTS BTS BTS BTS
I livelli di copertura reali sono ben più
alti del valore nominale di -92dBm
(il margine di sistema è consistente,
dell’ordine di 20 dB)
Regolare esercizio Guasto di una BTS
8
Il Blocco Radio
ERTMS ha comportato l’introduzione nel Regolamento per la Circolazione dei Treni (RCT) di un nuovo
Regime di Circolazione – il Blocco Radio
9
9
ERTMS Livello 2
Generalità sul funzionamento del sistema
• Occupazione e integrità controllate a terra con sistemi
tradizionali
• Segnalamento laterale non obbligatorio e Blocco Radio
gestito da Radio Block Centre (RBC)
• Comunicazione terra/bordo su canale continuo (Euroradio) e
canale discontinuo (Eurobalise)
• Le informazioni sulla via e sulla velocità permessa, la distanza al
target sono visualizzate in cabina (Cab Signalling) sulla DMI
Il treno occupa il circuito di binario e, transitando sulle Eurobalise acquisisce la sua posizione che invia via
radio al calcolatore RBC posizionato nel Posto Centrale
Il calcolatore centrale (RBC), in relazione al numero dei cdb occupati a valle del treno ed altre informazioni
della via, assegna al treno una Autorizzazione al Movimento (MA), intesa come spazio libero disponibile per
la marcia
La Movement Authority è sempre aggiornata rispetto alle condizioni della via e/o
eventuali messaggi di emergenza da operatore
10I componenti del sistema ERTMS Livello 2
Il Radio Block Centre (RBC) – Postazioni Operatore SDT
RADIO BLOCK CENTRE (RBC)
E’ Il componente interoperabile che gestisce in sicurezza (SIL4) le funzioni di blocco
centralizzato. Il RBC genera le informazioni necessarie alla marcia del treno, al quale le
trasmette in sicurezza, sotto forma di Autorizzazioni al Movimento (MA) o messaggi di
emergenza.
La logica di attribuzione delle MA (con funzione di blocco) è realizzata tramite le
informazioni acquisite in sicurezza dagli impianti del sistema di segnalamento
nazionale IXL (relative alla libertà e integrità della via), dalle boe Eurobalise e dal
treno stesso (relative alla localizzazione e alle modalità operative dello stesso).
POSTAZIONE OPERATORE SDT
Funzioni di Quadro Luminoso vitale (QLv)
Terminale Operatore / Terminale Comandi (es.
inserimento rallentamenti, invio msg emergenza)
Postazione Operatore SDT al Posto Centrale: deve
essere installata nel banco della Postazione
Responsabile Circolazione.
Postazioni Operatore SDT Periferiche: devono essere
installate presso Posti di Servizio definiti dalla
11
CommittenzaFunzionalità ETCS
RADIO
GROUND / TRAIN PHONE
MAINTENANCE CENTRE
BASE TRANSCEIVER STATION (BTS)
RBC
ADIACENTE
MSC EURORADIO
VITAL
RADIO BLOCK
KERNEL
CENTRE
(RBC)
BSC
INTERLOCKING
Euroradio
kernel
ERTMS
DMI Deviatoi
CIRCUITO DI BINARIO
EUROBALISE EUROBALISE
12GSM-R - applicazioni ERTMS/ETCS
MSC RBC2 MA
Handover di RBC
HLR / Auc / VLR
RBC1 MA
TRAU
BSC
ADM-1
ADM-1 ADM-1 ADM-1
Cell Change GSM-R HO GSM- HO GSM-
R R
BTS BTS BTS
Base Transceiver Station (BTS)
MT1
MT2
MT1
MT1Chiama
MT1 in
chiude
comunicazione
la comunicazione
RBC1 con RBC1
con RBC1
MT1 Idle MT2chiama
MT2 in comunicazione
RBC2 con RBC2
RTMIdle
MT2
EVC
RBC1 Zona di HO RBC RBC2
13ACQUISIZIONE REAL-TIME NON INTRUSIVA DEI DATI A TERRA con sistema
indipendente dai fornitori:
ABIS
A
ISDN
Fig.1 In verde le interfacce di comunicazione dell’infrastruttura di terra sulle quali sono installate le
sonde MISTRAL 2/02/2022 14Architettura MISTRAL
Dall’acquisizione alla presentazione e analisi automatica dei dati in Real Time
Diagnostic Train
DIAMANTE
Log Collection
REAL TIME
LOG DISPATCHING
ALARMS OCCURRENCE MISTRAL
ANALYSIS THROUGH REPLAY OF TRAIN RUNS
SMART SENSORS
GRAPH
TRAIN GRAPH WITH ALARMS AND DELAYS
ALARMS AND REPLAY GSMR
ERTMS Diagnostic - Advantages and development I Senesi - Malangone 15MISTRAL Tools
Riproduzione semplificata dei parametri GSM-R
Rapidità nella valutazione dei parametri GSM-R lungo linea a partire dai dati dei treni in esercizio
ERTMS Diagnostic - Advantages and development I Senesi - Malangone 16Verifica in tempo reale copertura secondo statistiche EIRENE
17INDICE
01 Introduzione 3
02 ERTMS in esercizio: GSM-R, ETCS e diagnostica 6
03 Estensione del ERTMS all’intera rete RFI 18
04 Nuovi sviluppi: ERSAT, FRMCS 36
18L’innovazione Tecnologica ferroviaria in Italia
SCC
Comando e Command ACC
Controllo SCC and Distributed IXL
Control
SCMT GSM-R
SCMT GSM-R
ATP system Global Switching
Mobile - Railway
Sicurezza
SSC ERTMS
SSC Vigilance European Railway
Diagnostics
Support Traffic
ATP Management
System System
ACC
Sviluppo ed
efficienza Simple or Distrubuted Diagnostic Trains
Interlockings
19ERTMS Portfolio Application in RFI
ERTMS
GSM-R- 5G
SPEED CAPACITY Tent-T Regional ERTMS System ERTMS
High Speed High Density Corridors Lines COMPATIBILIT LOG FILE
Lines Urban Nodes Freight & YTrack – Train INTEGRATED
Level2 /Level 3 ANALISYS
Level 2 Level2 /Level 3 Passenger SATELLITE &
Integration
ATO Public Bearer
INTERLOCKING
GEOMETRICO Level 2 Mistral
ATO: AUTOMATIC TRAIN OPERATION (CAPACITY; DRIVELESS; ENERGY SAVING)
Public Bearer: 5G
20ATP/ATC Overlapping Strategy
Existing Block / New Electronic IXL
Existing IXL or New Electronic interface
Legacy Signalling Systems
SSC SCMT
ATP National Systems
ETCS L1 ETCS L1 ETCS L2/L3
+ Radio Infill
ATC/ATO Interoperable Systems
21Necessità e tecnologie: "Lasagna story"
- Stratificazione nel tempo -
Necessità
Tecnologie
Interoperabilità
Capacità Ertms
Velocità Etcs L3/L2/L1
Sicurezza Electronic
Legacy Class B
Relais
Interlocking
22Nuova Strategia
23Radiosegnalamento una chiave strategica di rinnovamento digitale
IXL tradizionale+Classe B (*) vs IXL elettronico+ERTMS
L’ERTMS sposta il segnalamento tradizionale a bordo del treno
Bordo e terra dialogano attraverso collegamento radio GSM-R
Da:
Blocco Automatico a Correnti Codificate +
Segnali Luminosi +
SCMT +
casse induttive +
Infill +
Giunti meccanici +
IXL tradizionale elettromeccanico
Ad:
ERTMS +
cdb audiofrequenza/Bca
+IXL elettronico meno complesso
ETCS
Driver Machine Interface
(*) Classe B: SCMT, Segnali Luminosi, Blocco Automatico a correnti codificate , casse induttive, infill, giunti meccanici
24Migrazione ad ERTMS con sovrapposizione iniziale a SCMT:
Corridoi TEN-T, Nodi Urbani HD e linee convenzionali
Per i Satelliti
CorridoiGNSS
interoperabili GSM-R BTS
RBC and SCMT
+ DAS Existing 12000 km
IXL
electronic SCMT Train (5000)
ETCS Train
ETCS X ETCS SCMT
ETCS L2+L3 functionalities for Virtual Balise
ETCS L2 Telegram | Packet 44 (SCMT Data)
High Density ERTMS
Euro Balise
Possibile dismissione del segnalamento luminoso e di SCMT
SCMTtutte
solo quando sameleEurobalises and Encoderavranno
Imprese Ferroviarie of ERTMStreni
attrezzati ERTMS 25Perché migrare verso ERTMS
ERTMS: tecnologia avanzata per la gestione e il controllo del traffico ferroviario in modo continuo e
interoperabile
L’European Railway Traffic Management System è la tecnologia scelta
Improved Safety Standards
dalla Commissione Europea per:
superare i vincoli di mercato imposti dai sistemi nazionali legacy di
segnalamento e realizzare una rete ferroviaria interoperabile Europea.
La migrazione verso ERTMS è vitale e strategica considerando i More Interoperability
vantaggi in termini di sicurezza, incremento delle prestazioni e
maggiore efficienza.
Increased Efficiency
Augmented Capacity
Performances
Energy Saving
26Stato Tecnologico e temporale
Passato Presente Futuro
• Cost Benefit Analisys Best
• 40 Imprese Ferroviarie con 5000 • 5 differenti fornitori di IXL strategy : Accelerazione
SSB SCMT (Class B) derivante da ERTMS ETCS L2 /L3
(80% HW predisposto per • Interoperabilità orizzontale tra come unico sistema CCS a terra (no
ERTMS) apparati digitali IXL tramite sovrapposizione) con copertura intera
protocollo PVS (subset 098); rete al 2036
• 800Km Linee AV ETCS Livello 2
Stand Alone • Design, installazione di IXL • Approccio Multitecnologico nella
digitale da parte di RFI per le realizzazione e certificazione del
• 16000 Km SCMT/SSC (ATP Class Applicazioni Specifiche (ACC CCS
B) internalizzati)
100% Rete convenzionale • Dismissione del sistema di Class B
• 600 km ETCS sovrapposto al iniziando dalle linee regionali per
• 13000 km GSM-R km sistema di Classe B for andare poi verso le linee
85% rete di BreakThrought Program CNC fondamentali (traffico merci) e i nodi
2024 (1200km) con obiettivo urbani
• 400 Apparati elettronici (IXL) nelle di 10500km al 2050
stazioni (circa il 25% del totale delle • Coordinamento con il processo di
stazioni) • Richieste di ANSFISA per retrofitting/upgrade delle flotte per
introduzione nuove funzioni di passare da SCMT a ERTMS+ STM
• 400 SSB già attrezzati ERTMS sicurezza su sistemi esistenti SCMT (dual on board)
(15% Bl3) di Classe B
• Sostenibilità finanziaria per i cospicui
investimenti a terra (Trackside) e a
27
bordo (On Board)Formato data GG/MM/AAAA Titolo presentazione I Nome relatore 28
Piano Accelerato ERTMS: confronto degli scenari Analisi costi benefici (pwc
Italia)
Scenario 0 TEN-T network Scenario A Whole network Scenario B Whole network
not accelerated (NIP) not accelerated accelerated
CAPEX BENEFIITS: Incresaed Reliability, Reduction of delays, traffic fluidity
2018 2022 2026 2030 2035 2040 2050 2060 2018 2022 2026 2030 2035 2040 2050 2060
1.000.000 50.000
800.000 40.000
600.000 30.000
K€
K€
400.000 20.000
200.000 10.000
0 0
Scenario A Scenario 0 Scenario B Scenario A Scenario 0 Scenario B
Linee già dotate di copertura finanziaria
OPEX ENERGY EFFICIENCY which allows economic savings for RUs
2018 2022 2026 2030 2035 2040 2050 2060 2018 2022 2026 2030 2035 2040 2050 2060
400.000 18.000.000
350.000 16.000.000
300.000 14.000.000
250.000 12.000.000
10.000.000
K€
200.000
150.000 8.000.000
100.000 6.000.000
50.000 4.000.000
0 2.000.000
0
Scenario 0 Scenario A Scenario B Scenario B Scenario 0 Scenario A 29Forecast ERTMS Trackside and OnBoard migration
BTP Breakthrough Program IXL Digital
IXL «EO»: Digital IXL ERTMS Oriented Lines Km Station
5000 Start Progressive
Decommissioning
16000 1650
OnBoard Class B TEN + Off TEN
OnBoard
cab Retrofitting NIP 2022 10500 TEN
Retrofitted National ERTMS
ERTMS BL3 + Accelerated Plan
STM SCMT 6000 Core
400 2000 BTP
NIP 2017: National Implementation Plan ERTMS 900 IHSL 500
2015 2018 2022 2026 2028 2036
TSI CCS TSI CCS TSI CCS+
IXL
Digital IXL + Class B Digital IXL «EO» Only Ertms Innovation
S2R Digital IXL RCA
1G€ National Funds + CEF 3 G€ Recovery Fund 9 G€ National Funds + CEF Fund
New Tender New Tender
Contract on going
30RFI ERTMS Tender strategy
• 2 Gare Europee per upgrade multitecnologico CCS trakside : 4900km = 700 +
4200km
IXL+ GSMR+ETCS L2 Stand Alone + Decommissioning Class B
(Recovery Fund NEXT Gen EU (2.97 Mld€) 2022-2026 + option 2027 )
• Gara per aggiornamento ad ERTMS +SCMT del SSB su 120 Tipi di veicolo
1 ^ European
Trackside Multitecnological
Tender
Direct Tender
(ETCS L2, ACCM, GSM-R)
On Board
700km
120 Type Vehicles
08/2021
Upgrading existing SCMT 2 ^ European
to ETCS BL3 R2 +STM Trackside Multitecnological
SCMT Tender
2022-2024 11/2021 (ETCS L2, ACCM, GSM-R)
4200km
2022-2026 12/2021
2023-2024-2027
31Accordi Quadro per la realizzazione
Importo AQ1 500 Mln€ Importo AQ2 2,7 Mrd€
1,3 Mrd 900 Mio€ 323 Mio€ 251 Mio€
32Piano ERTMS – Linee da attrezzare (km ripartiti per DOIT RFI)
VERONA TRIESTE
MILANO ≈ 564 km ≈ 521 km
≈ 1211 km di cui ≈ 96 km di cui ≈ 0 km
di cui ≈ 272 km
13.980 km Piano ERTMS entro il 2036 VENEZIA
(Rete C, L2 Stand Alone) ≈ 604 km
di cui ≈ 60 km
TORINO
di cui 3.453 km ambito PNRR entro il 2026 ≈ 1540 km BOLOGNA
(Rete C, L2 Stand Alone) di cui ≈ 281 km ≈ 884 km
di cui 0 km
ANCONA
GENOVA ≈1092 km
≈ 453 km di cui ≈ 452 km
di cui ≈ 0 km
PNRR ERTMS FIRENZE
≈1583 km BARI
di cui ≈ 314 km ≈890 km
di cui ≈ 107 km
ROMA
≈996 km
di cui ≈ 420 km
1.400 3.400 NAPOLI
km km ≈835 km
di cui ≈ 54 km
Entro Entro CAGLIARI REGGIO
12/ 2024 06/ 2026 ≈ 425 km CALABRIA
di cui ≈ 425 km ≈1012 km
di cui ≈ 216 km
PALERMO
≈1371 km
di cui ≈ 757 km
33ERTMS Deployment 2025-2026-2027
2022-2024
- 3500km
1400km -
Titolo presentazione I Nome relatore 34ALBERO DELLA VITA ERTMS
35INDICE
01 Introduzione 3
02 ERTMS in esercizio: GSM-R, ETCS e diagnostica 6
03 Estensione del ERTMS all’intera rete RFI 18
04 Nuovi sviluppi: ERSAT, FRMCS 36
3625/10/2022
37FRMCS (Future Railway Mobile Communication System)
evoluzione verso il successore del GSM-R
Scenario di riferimento delle tecnologie Radiomobili
1G (analogico): TACS 2G(digitale): GSM, GPRS, EDGE
3G(voce+dati): UMTS, HSPA
4G(dati): LTE 5G (Inter net of Things)
anni
1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030
Processo di
Specificazione 2G: GSM-R (tecnologia matura e affidabile) ETCS over GPRS
Processo di FRMCS successore del GSM-R
Specificazione Future Railway Mobile Communication System
(tecnologia matura e affidabile)
38FRMCS (Future Railway Mobile Communication System)
evoluzione verso il successore del GSM-R
Piano di sviluppo stabilito dagli Organismi Europei (EC, EUAR, UIC)
Definizione successore del Migrazione verso
GSM-R la nuova tecnologia
anni
2000 2017 2019 | 2025 2030
GSM-R GSM-R Assegnazione Nuova tecnologia FRMCS FRMCS in campo
supportato Frequenze per pronta per il deployment Pronti per switch-off del GSM-R
fino al 2030 successore
GSM-R
Al fine di garantire l’esercizio e l’interoperabilità ferroviaria durante la fase di
migrazione verso la nuova tecnologia FRMCS, la rete GSM-R dovrà essere
mantenuta efficiente almeno fino all’anno 2030
39Grazie per l’attenzione!
40Puoi anche leggere
