PARTE A TRASPORTI FERROVIARI - TECNICA DEI TRASPORTI FERROVIARI, MARITTIMI E AEREI

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PARTE A TRASPORTI FERROVIARI - TECNICA DEI TRASPORTI FERROVIARI, MARITTIMI E AEREI
Università di Pisa - Polo Sistemi Logistici di Livorno – Corso
 di Laurea in Economia e Legislazione dei Sistemi Logistici

                Anno Accademico: 2020/21

                    Insegnamento di
    TECNICA DEI TRASPORTI FERROVIARI,
            MARITTIMI E AEREI

                    Docente: Marino Lupi

            TRASPORTI FERROVIARI

                        PARTE A
PARTE A TRASPORTI FERROVIARI - TECNICA DEI TRASPORTI FERROVIARI, MARITTIMI E AEREI
RETE E TRAFFICO FERROVIARIO NEI PRINCIPALI PAESI
  Fonte: Petriccione S. e Carlucci F., “ Economia dei Trasporti”, CEDAM, 2006.

                                                                                                              EU     PECO   USA     Russia   Cina    India   Giappone   Italia

                                                                                              109Pass-Km /
                                                                                 Passeggeri   103Km di rete
                                                                                                              1,76   0,58   1,00     1,83    1,00    8,59     12,10     2,88

                                                                                              109Tonn-Km /
                                                                                   Merci                      1,84   1,08   10,11   13,53    29,97   6,05      1,10      1,31
                                                                                              103Km di rete

                                   PECO:Repubblica Ceca, Repubblica Slovacca, Ungheria, Polonia, Slovenia.
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21                                                                 2
PARTE A TRASPORTI FERROVIARI - TECNICA DEI TRASPORTI FERROVIARI, MARITTIMI E AEREI
Dati al 31 dicembre 2020

Lupi M., "Tecnica dei Trasporti Terrestri, Marittimi e Aerei", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2020-21          3
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EUROPA A 27 STATI –Traffico merci - Spostamenti in
Europa                        Source: tables 2.2.4c to 2.2.7, estimates
  2.2.1

                                                                          Fonte: EU Transport in figures 2020 . Statistical Pocket Book 2020.
                                                                                                                                                9
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2.2.2

     Fonte: EU Transport in figures 2020. Statistical Pocket Book 2020.

10
2.2.3

     Fonte: EU Transport in figures 2020. Statistical Pocket Book 2020.
                                                                          billion tonne-km
                                                                                               Source: tables 2.2.4d, 2.2.5, 2.2.6, 2.2.7

11
2.1.2
                                               Transport Growth EU-28

                                                        Passengers, Goods, GDP
                                                                  1995-2013
            145

            140
                                                                                                                               Il trasporto merci è
                                                                                                                               fortemente
            135
                                                                                                                               influenzato
            130
                                                                                                                               dall’andamento
            125
                                                                                                                               economico (per
 1995=100

            120
                                                                                                                               quello passeggeri la
            115
                                                                                                                               sensibilità è
            110
                                                                                                                               inferiore; ma per
            105                                                                                                                quanto riguarda la
            100
               1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
                                                                                                                               pandemia da
                        Passengers (1) (pkm)              Goods (2) (tkm)         GDP (at constant year 2000 prices)           COVID 19 si è
Source: Eurostat, tables 2.2.2 and 2.3.2
                                                                                                                               verificato l’inverso
Note s :
(1) : passenger cars, pow ered tw o-w heelers, buses & coaches, tram & metro, railw ays, intra-EU air, intra-EU sea
(2) : road, rail, inland w aterw ays, oil pipelines, intra-EU air, intra-EU sea
GDP: at constant year 2005 prices and exchange rates

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SISTEMI DI TRASPORTO E LORO CONSUMO ENERGETICO

                                               EU energy consumption in tons of oil equivalent per
                                               thousand unit of traffic (1 tonkm or 10 pkm) – source:
                                               European Commission (EC), year 2006.

                                                                             2006
      Road 0,116                                                      Rail     0,019
          =      ≈6
      Rail 0,019                                 Inland navigation             0,034

                                                                    Road       0,116

                                                              Aviation         0,899

                                                             Maritime          0,004

                 1 Tons of Oil Equivalent (TOE) = 41,868 GJ = 11,63 MWh (OECD definition)
  Fonte “The Impact of Oil Prices Fluctuations on Transport and its related Sectors”, Directorate-General for Internal Policies, European
  Parliament, 2009

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Fonte: Faberi S., Paolucci L., (ISIS), Lapillonne B. , Pollier K.
(Enerdata) “ ODYSSE - MURE 2012, “Trends and policies for
energy savings and emissions in transport”, 2015.

                                                                    14
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA
  Fonte: Eurostat; Transport Statistic database

                       Numero di morti in                 Notevole miglioramento, poi più
                      incidenti nell’UE/28
                                                          contenuto
                        2006           2012               2013           2014             2015          2016        2017      2018

         Strada 43.000                  28.126         25.956         25.974           26.134        25.644        25.257    25.213

       Ferrovia           1.370            1.134          1.129          1.054             958           964         977       885

           Aereo              47                11             11              3            155               2         3           8

            Nave             n.d.            n.d.            n.d.           n.d.            n.d.          n.d.        n.d.     n.d.

collisioni                    25              34              7               4             6               44         4       11
deragliamenti                  7              0              86               1             0                11        6       3
passaggi a livello           360              372            307             293           296              256       298     258
investimenti                 953              719            723             751           656              651       663     610
altri modi                    25               9              6               5             0                2         6       3

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SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

                Total revenue equivalent                                         Numero di morti in
                tonnkm in billions(1 eq.                                         incidenti per
                tonnkm = 1 tonkm or 10                                           miliardo di tonkm
                pkm) by mode – source:                                           equivalenti percorse
                European Commission,                                             nell’UE, anno 2006
                year 2006                                                              valore                      indice
                Strada                           2.608                                  16,49                      2.035
                Ferrovia                         482                                     2,84                       351
                Aereo                            58                                      0,81                       100

                Rapporto fra gli indici
                Strada/Ferrovia=16,49/2,81=2035/351= 5,8
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21            16
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

               Total revenue equivalent                                        Numero di morti in
               tonnkm in billions(1 eq.                                        incidenti per
               tonnkm = 1 tonkm or 10                                          miliardo di tonkm
               pkm) by mode - source                                           equivalenti percorse
               European Commission,                                            nell’UE, anno 2011
               year 2011                                                              valore                       indice
               Strada                           2.279                                 13,28                    13.280
               Ferrovia                         470                                     2,41                       2.410
               Aereo                            61                                      0,10                        100

              Rapporto fra gli indici
              Strada/Ferrovia=12,38/2,41=13280/2410= 5,5
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21
                                                                                                                            17
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

                                                                                Numero di morti in
                Total revenue equivalent tkm                                    incidenti per miliardo di
                in billions (1 eq. tkm = 1 tkm                                  tkm equivalenti
                or 10 pkm) by mode - source                                     percorse nell’UE, anno
                European Commission, year                                       2012
                2012                                                                    valore                     indice

                                 Strada                             2.205               12,75                      9.808
                             Ferrovia                                  449               2,99                      2.300
                       Aereo            60,3    0,13                                                               100
              Rapporto fra gli indici
              Strada/Ferrovia=12,75/2,99=9808/2300= 4,3
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21
                                                                                                                            18
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

               Total revenue equivalent                                        Numero di morti in
               tonnkm in billions(1 eq.                                        incidenti per
               tonnkm = 1 tonkm or 10                                          miliardo di tonkm
               pkm) by mode – source:                                          equivalenti percorse
               European Commission,                                            nell’UE, anno 2013
               year 2013                                                              valore                       indice
               Strada                           2.251                                  11,53                       8.869
               Ferrovia                         459                                    2,46                        1.892
               Aereo                            60                                      0,13                        100

              Rapporto fra gli indici
              Strada/Ferrovia=11,53/2,46=8869/1892= 4,7
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21
                                                                                                                            19
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

               Total revenue equivalent                                        Numero di morti in
               tonnkm in billions(1 eq.                                        incidenti per
               tonnkm = 1 tonkm or 10                                          miliardo di tonkm
               pkm) by mode – source:                                          equivalenti percorse
               European Commission,                                            nell’UE, anno 2014
               year 2014                                                              valore                       indice
               Strada                           2.267                                  11,46                   22.920
               Ferrovia                         464                                    2,27                        4.540
               Aereo                            62,5                                   0,05                         100

              Rapporto fra gli indici
              Strada/Ferrovia=11,46/2,27=22920/4540= 5,0
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21
                                                                                                                            20
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

               Total revenue equivalent                                        Numero di morti in
               tonnkm in billions(1 eq.                                        incidenti per
               tonnkm = 1 tonkm or 10                                          miliardo di tonkm
               pkm) by mode – source:                                          equivalenti percorse
               European Commission,                                            nell’UE, anno 2015
               year 2015                                                              valore                       indice
               Strada                           2.307                                  11,33                       496,3
               Ferrovia                         472                                    2,04                        89,4
               Aereo                            67,9                                   2,28                         100

              Rapporto fra gli indici
              Strada/Ferrovia=496,3/89,4=496,3/89,4= 5,6
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21
                                                                                                                            21
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

               Total revenue equivalent                                        Numero di morti in
               tonnkm in billions(1 eq.                                        incidenti per
               tonnkm = 1 tonkm or 10                                          miliardo di tonkm
               pkm) by mode – source:                                          equivalenti percorse
               European Commission,                                            nell’UE, anno 2016
               year 2016                                                              valore                       indice
               Strada                           2.355                                 10,89                  40.464,3
               Ferrovia                         468                                    2,06                   7.652,3
               Aereo                            74,3                                   0,03                         100

              Rapporto fra gli indici
              Strada/Ferrovia=10,89/2,06=40463,3/7652,3= 5,3
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21
                                                                                                                            22
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

              (*) Fonte: European Commission, Statistical pocketbook 2019
               Total revenue equivalent     Numero di morti in
               tonnkm in billions(1 eq.     incidenti per
               tonnkm = 1 tonkm or 10       miliardo di tonkm
               pkm) by mode – source:       equivalenti percorse
               European Commission (*), nell’UE, anno 2017
                year 2017                                                              valore                      indice
                Strada                                    2.423                         10,42                      26.050
                Ferrovia                                    479                          2,04                      5.100
                Aereo                                      80,7                          0,04                       100

                Rapporto fra gli indici
                Strada/Ferrovia=10,42/2,04=26.050/5.100= 5,11
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21            23
SISTEMI DI TRASPORTO E LORO SICUREZZA IN EUROPA

              (*) Fonte: European Commission, Statistical pocketbook 2020

                Total revenue equivalent                                         Numero di morti in
                tonnkm in billions(1 eq.                                         incidenti per
                tonnkm = 1 tonkm or 10                                           miliardo di tonkm
                pkm) by mode – source:                                           equivalenti percorse
                European Commission (*),                                         nell’UE, anno 2018
                year 2018                                                              valore                      indice
                Strada                                    2.439                         10,34                      11.489
                Ferrovia                                    488                          1,81                      2.011
                Aereo                                      85,5                          0,09                       100

                Rapporto fra gli indici
                Strada/Ferrovia=10,34/1,81=11.489/2.011=5,71
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21            24
25
26
Comunque la situazione della sicurezza stradale fuori dall’Europa (e
dalle altre cosiddette “rich countries”) è ben peggiore.

                                                                  Fonte: “Road deaths- Driving to an early grave”, The
                                                                  Economist, Jan 25th 2014 , Print edition.

 Fonte: Road Safety - Reinventing the wheel, The Economist, Jan
 25th 2014, Print edition.

Le previsioni per il futuro (dato lo
sviluppo della motorizzazione in atto
nelle “poor countries”) sono ancora
peggiori!

                                                                                                                         28
Greenhouse
 House Gas
 (GHG) Emissions
Dopo un’iniziale
chiara diminuzioni le
“GHG Emissions”
negli ultimi anni,
nella UE, sono
“oscillanti”. Per
quanto riguarda il
settore dei trasporti,
negli ultimi 2-3 anni
si è verificato un
aumento.
                     29
Aumento delle
                                                                               emissioni dovute
                                                                               al trasporto aereo
                                                                               A partire dalla crisi
                                                                               economica mondiale
                                                                               (2007-2008):
                                                                               diminuzione delle
                                                                               emissioni dovute ai
                                                                               trasporti in generale
                                                                               ( al trasporto
                                                                               stradale, ma anche al
                                                                               trasporto marittimo).
                                                                               In questi anni c’ è
                                                                               stata una
                                                                               diminuzione del
                                                                               traffico merci in
                                                                               Europa. Però negli
                                           EEA: European Environment Agency    ultimi anni c’è
Fonte: EU Transport in figures 2020. Statistical Pocket Book, 2020, pag.135.
                                                                               nuovamente un
                                                                               aumento.
                                                                                                    30
Il sistema di
trasporto stradale
è quello che
“inquina” di più

   E’ in
   aumento la
   percentuale
   dovuta ai
   trasporti

                     31
Il trasporto stradale risulta quello al quale si deve in modo
netto la maggiore emissione di Greenhouse Gas.

                                                                32
Consumo di Energia per
                                       settore (MTOE)
                                       A livello europeo (EU-27) i trasporti
                                       pesano per il 31%.
                                       A livello italiano pesano per il 31,1%
                                       (Germania, 27,7%; Francia 32,4%; UK
                                       34,3 %;Spagna 39,6%)

Anno 2019
Germania: 82,9 mio   Polonia: 38 mio
Francia: 67.2 mio
UK: 66,8 mio
Italia:60.4
Spagna: 46.7                                                                33
Lo studio del sistema di trasporto ferroviario
 sarà affrontato esaminando i seguenti argomenti
      Elementi di Tecnica dei Trasporti Ferroviari

• Organi di rotolamento
• Sovrastruttura ferroviaria
• Resistenze al moto
• Caratteristica Meccanica
• Diagramma di Trazione

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21   34
Al fine di determinare la capacità di una linea ferroviaria, da
confrontare con la domanda prevista, dobbiamo trattare il
problema del distanziamento spaziale e temporale fra due
treni e perciò le Caratteristiche           della Circolazione
Ferroviaria
CARATTERISTICHE DELLA
CIRCOLAZIONE FERROVIARIA

DISTANZIAMENTO SPAZIALE
E TEMPORALE FRA DUE TRENI

                        Confronto (Interazione)
                              DOMANDA PREVISTA SULLA
CAPACITÀ DI UNA               LINEA FERROVIARIA (da
LINEA FERROVIARIA             Modelli di Domanda e Assegnazione
                              alla Rete di Trasporto Ferroviaria)
Elementi di Circolazione Ferroviaria che tratteremo:
• Studio dei Regimi di Circolazione
- Blocco elettrico automatico a circuito di binario.
- Blocco elettrico automatico conta assi.
- Blocco radio (nuove linee ad alta velocità).
• Capacità di una sezione di linea: linee omotachiche e
linee eterotachiche.
• Il segnalamento Europeo ERTMS/ETCS:livello 1, livello 2
e livello 3.
• I sistemi di ausilio alla condotta
-Sistema Controllo Marcia Treno (SCMT).
-Sistema di Supporto alla Condotta (SSC).

• Il Movimento dei treni nelle stazioni: logica degli
apparati centrali e loro sintetica descrizione
• I Sistemi di Esercizio                                    36
Il sistema di trasporto ferroviario è un sistema a guida
    vincolata
    La funzione della guida è svolta dalla via

    Vantaggi:
    • Semplificazione degli organi di rotolamento.
    • Possibilità di comporre convogli di notevole lunghezza .
    • Possibilità di utilizzare l’energia elettrica per la trazione.
    attraverso l’elettrificazione della via.
    • Regolazione della marcia basata su segnalamento.
    • Ridotte dimensioni trasversali .

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21   37
SEDE FERROVIARIA

                               scartamento

                                         intervia
                  (linea 2,12 mt V
APPARECCHI DI DEVIAZIONE
                       consentono di variare la direzione del moto

                                                                               L
                                                                                                   controrotaia sx
                                                  tallone/cerniera
                                                                                                                     traversa limite (212)
                controago sx
               sx
         ago                tirante aghi
               dx
                                                                                                             cuore
              controago dx                                                                                                 α
                                                         R

     tgα               R [m]              L [m]           V [Km/h]
   0,1200               170                25                 30                                    controrotaia dx
   0,0740               400                39                 60
   0,0550              1.200               69                 100
   0,0340             3.000                109                160
   0,0150             4.000                208               200

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21                        39
Organo di rotolamento  Sala montata

              asse ferroviario c.d. assile                                                                    2 ruote “calettate”

                                                                                                            Fusello: parte esterna
                                                                                                            dell’asse. Sui fuselli
                                                                                                            appoggia, tramite le
                                                                                                            sospensioni, la cassa del
                                                                                                            veicolo ferroviario.
     Fonte: Malavasi, in Cantarella (a cura di) , “Introduzione alla Tecnica dei Trasporti e del Traffico
     con elementi di Economia dei Trasporti”, UTET, Torino., 2001

Bordino: elemento di guida
laterale, su cui agisce
l’”azione” della via
(rotaia).
                                                                                                                                        40
Funzioni delle ruote ferroviarie:
   supportare il peso del veicolo
   fornire sforzi longitudinali di trazione e di frenatura
   fornire adeguate forze trasversali per il controllo della
   traiettoria del veicolo

   La ruota ferroviaria ha una forma troncoconica ed è
   dotata di bordino elemento di guida laterale su cui agisce
   l’”azione” della via e che in curva assicura la stabilità

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21
                                                                                                                   41
scartamento “europeo”
                                                                   2s = 1435 mm (-2 ÷ +5 mm)
                                                                    2c = 1416 mm (± 9 mm)

                                                                     2s – 2c ≅ 19mm

                                                               Spagna e Portogallo: 1676 mm
                                                               Finlandia e Russia: 1524 mm
   Fonte : Orlandi, Meccanica dei trasporti, Pitagora, 1990.

2s = scartamento di binario: distanza fra gli intradossi delle
rotaie misurata 14 mm sotto il piano di rotolamento
2c = scartamento di bordino: distanza fra gli estradossi dei
bordini misurata 10 mm sotto il piano di rotolamento                                        42
ARMAMENTO insieme costituito da
                           rotaie
                          traverse
           organi di attacco rotaia-traversa

                                                        del Traffico con elementi di Economia dei Trasporti”, UTET, Torino., 2001
                                                        Fonte: Malavasi, in Cantarella (a cura di) , “Introduzione alla Tecnica dei Trasporti e
                                ≈

           rotaie
forma tipo doppio T perché
resiste meglio agli sforzi di
flessione.

                                     rotaia “Vignole”        43
                                                             43
Per realizzare una maggiore aderenza le rotaie sono montate
 inclinate sul piano di appoggio di 1/20 .
 In questo modo si ottiene una maggiore superficie di contatto
 fra rotaia e ruota ferroviaria data la forma troncoconica del
 cerchione con medesima inclinazione.
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21   44
Traverse
 Originariamente in legno, ottimo materiale elastico e leggero
 (60÷80 kgf), ma facile a deteriorarsi a causa dell’acqua.
 Per poter durare circa 20 anni dovevano essere trattate con
 procedimenti tossici e inquinanti.

                                         Fonte: Malavasi, in Cantarella, 2001

 Attualmente sono in cemento armato precompresso, resistono
 molto di più nel tempo, ma sono più pesanti (220÷350 kgf) e,
 di conseguenza, presentano un costo di trasporto superiore.

                                      Fonte: Malavasi, in Cantarella, 2001

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21   45
SOVRASTRUTTURA FERROVIARIA insieme costituito da

 armamento (rotaie + traverse + organi di attacco)
 massicciata (“ballast”) .

           le traverse sono “annegate” nella massicciata

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21   46
Funzioni della massicciata
 1. Distribuire i carichi in modo che le tensioni non superino
    la portanza del terreno di imposta del rilevato.
          peso per asse delle locomotive elettriche moderne ≅ 22 tf

                                                                                                              ≈ 45°

 2. Mantenere la geometria del binario: le traverse sono
    “annegate” nel ballast.
 3. Fornire un appoggio elastico per il binario: la
    massicciata   è   formata   da   materiale   quasi
    monogranulare, 3 ÷ 6 cm, che genera la presenza di
    molti vuoti.
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Le escursioni termiche delle rotaie si “trasformano” in
  deformazioni :
   necessità di prevedere soluzioni di continuità fra un
    tratto di rotaia ed il successivo che genera
    ”discontinuità” nell’appoggio;
   maggiore usura dei cerchioni e minore comfort a bordo.
  Le lunghe rotaie saldate consentono l’eliminazione delle
  discontinuità nell’appoggio:
   le escursioni termiche si “trasformano” in tensioni;
   si rende necessario ancorare in modo più saldo le rotaie
    alle traverse.
  Necessario l’utilizzo di traverse in cemento armato
  precompresso e di attacchi robusti fra traversa e rotaia.

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organi di attacco rotaia-traversa

              attacco indiretto di tipo “rigido”

     attacco diretto elastico di
     tipo Pandrol

                                                                                                                   Attacco
                                                                                                                   indiretto
                                                                                                                   elastico

l’inclinazione del piano di posa è realizzata direttamente sulla traversa
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RESISTENZE AL MOTO NEI VEICOLI FERROVIARI

  Affinché un veicolo si possa spostare per un tratto l è
  necessario spendere un lavoro L:

                                                         L = R⋅l
    R resistenze al moto

           resistenze ordinarie                                        ● al rotolamento

                (in rettilineo ed                                      ● dell’aria (mezzo fluido in cui
                                                                       si muove il veicolo)
                  orizzontale)
                                                                       ● dovute alla pendenza
        resistenze accidentali
                                                                       ● dovute alla curve

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Resistenza al rotolamento dei veicoli ferroviari

                                            ordine di grandezza ≈ 2 N/KN (a bassa velocità)
                                                                   120 ÷ 130
                                              rr = (0,65 ÷ 0,70) +           + 0,009V                      [N / kN ]
                                                                       p
                                                               p: peso per asse [KN] V: velocità [Km/h]

                            Esempio: E 402B + 15 carrozze (Intercity pesante)
Materiale Rotabile Motore. CIFI, Roma.
Fonte:Piro G. e Vicuna G (2000) Il

                                         Locomotiva E402B                    Carrozza UIC-Z1 di 2a classe
                                           870                                     500
                                               = 217,5 [KN ]                     ≈     = 125 [KN ]
                                            4                                       4
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Esempio: E 402B + 15 carrozze (Intercity pesante)
                                                                      = 1,70 [N / KN ] ⇐ V = 50 [Km / h]
                       125
         rr = 0,675 +       + 0,009 ⋅ V = 2 ,15 [N / KN ] ⇐ V = 100 [Km / h]
                      217,5
                                        = 2,69 [N / KN ] ⇐ V = 160 [Km / h]

                                                                   = 2,12 [N / KN ] ⇐ V = 50 [Km / h]
                       125
          rr = 0,675 +     + 0,009 ⋅ V = 2,58 [N / KN ] ⇐ V = 100 [Km / h]
                       125
                                       = 3,12 [N / KN ] ⇐ V = 160 [Km / h]

   V = 50 [Km / h]  Rr (50) = 870                                          ⋅        1,70 + 15 ⋅ 500 ⋅ 2,12 = 17739 [N ]
                                                                     (1479=8 , 3%)

   V = 100 [Km/h ]  Rr (100) = 870                                        ⋅         2,15 + 15 ⋅ 500 ⋅ 2,58 = 21220 [N ]
                                                                    (1870 =8,8%)

   V = 160 [Km/h ]  Rr (160) = 870                                        ⋅         2,69 + 15 ⋅ 500 ⋅ 3,12 = 25740 [N ]
                                                                    ( 2340 =9 ,1%)

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Resistenza dell’aria per un veicolo da trasporto

  Cause:
  • sovrappressione sulla superficie frontale del veicolo
  • depressione sulla superficie posteriore del veicolo
  • attrito dei filetti fluidi sulle superfici laterali e sul
  sottocassa del veicolo, che contribuisce in misura maggiore
  rispetto alle altre due componenti (nel caso il veicolo da
  trasporto sia un treno).

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21   54
Resistenza dell’aria per un veicolo da trasporto
           1
       Ra = Crδ S vr2 [N ]                          Formula cosiddetta “francese”.
           2
       Ra = C xδ S vr2 [N ]                     Formula cosiddetta “inglese ” (il
                                                coefficiente di forma Cx è metà del
                                                coefficiente Cr)
   Cr coefficiente di forma
   vr velocità relativa fra veicolo e mezzo (aria) [m/sec]
   δ       densità dell’aria 1,226 [Kgm/m3]
   S       superficie frontale [m2] proiezione su un piano normale
                                    alla direzione del moto, della
                                    superficie del veicolo investita
                        S           dall’aria.

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Resistenza dell’aria per i veicoli ferroviari

                                         Ra = 0,0473 Cr S Vr2
                                         [N]                               [m2] [Km/h]

                                                                                                              Cr       S
  Locomotive elettriche moderne                                                                               0,5      9
  Vecchie locomotive elettriche                                                                               0,7      9
  Rotabili “sagomati” (elettromotrici, automotrici)                                                     0,40 ÷ 0,45   7÷9

  Vetture passeggeri (“Association of American Railroads” )
                                                     Ra = 0,0716 V 2
                                                                         [Km/h]

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21            56
Esempio: E 402B + 15 carrozze (Intercity pesante)
  Ra (50) = 0,0473 ⋅ 0,5⋅ 9 ⋅ 50 2 + 15 ⋅ 0,0716 ⋅ 50 2 = 3217 [N ]
                        ( 532 =16 , 5%)

  Ra (100) = 0,0473 ⋅ 0,5⋅ 9 ⋅100 2 + 15 ⋅ 0,0716 ⋅100 2 = 12869 [N ]
                         ( 2129 =16 , 5%)

  Ra (160) = 0,0473 ⋅ 0,5⋅ 9 ⋅160 2 + 15 ⋅ 0,0716 ⋅160 2 = 32943 [N ]
                          ( 5449 =16 , 5%)
                                                                                                              Resistenza dell’aria
   Rr (50) = 870 ⋅1,70+ 15 ⋅ 500 ⋅ 2,12 = 17739 [N ]
                    (1479 =8, 3%)

   Rr (100) = 870 ⋅ 2,15+ 15 ⋅ 500 ⋅ 2,58 = 21220 [N ]
                     (1870 =8,8%)                                                    Resistenza al rotolamento
     Rr (160) = 870 ⋅ 2,69+ 15 ⋅ 500 ⋅ 3,12 = 25740 [N ] (già viste in precedenza)
                 ( 2340 = 9 ,1%)

    R0 (50) = 3217 + 17379 = 20596 [N ]
      R0 (100) = 12869 + 21220 = 34089 [N ]                                              Resistenze totali ordinarie

     R0 (160) = 32943 + 25740 = 58683 [N ]
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21                     57
Vediamo, a proposito dei treni merci, delle formule recenti .

 Resistenza al rotolamento per carri merci e per locomotive (2016)

 R[V ] = 6,5 ⋅ p + 80 ⋅ n + 0,046 ⋅V ⋅ p + 0,096 ⋅ V 2                           R in N
• p = peso [t] del carro merci (o della locomotiva)
• n = numero di assi
• V = velocità [km/h].
Fonte: F. Szanto, 2016. “Rolling resistance revisited”. Proceedings of the Conference Of Railway Excellence (CORE)
2016, Melbourne, 16-18 May 2016

                                                                                                                     58
• Si considera un treno merci “tipo”: locomotiva E189 (peso 87t, 4
  assi) + 1234 t trainate
• Le 1234t trainate corrispondono a: 24 carri pianali sgns da 17,5 t +
  2,6 TEU/carro, per un totale di 62,5 TEU/treno. I TEU ha un peso
  medio di 13,04 t
• Come velocità si considera 100 km/h in quanto è la massima
  velocità per cui sono omologati i carri (esclusi i treni merci
  “veloci” i cui carri sono omologati per 120 km/h)

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21   59
• Per il calcolo della resistenza a rotolamento si utilizza la formula:

 R[V ] = 6,5 ⋅ p + 80 ⋅ n + 0,046 ⋅V ⋅ p + 0,096 ⋅ V 2     R in N

• Calcolo della resistenza a rotolamento della locomotiva E189:

R[100 ] = 6,5 ⋅ 87 + 80 ⋅ 4 + 0,046 ⋅100 ⋅ 87 + 0,096 ⋅100 2 = 2245 ,7 [N ]

• Calcolo della resistenza a rotolamento di un carro pianale sgns. 2,6
  TEU/carro ciascun TEU ha un peso medio di 2,6 x 13,04 = 33,9 t e
  perciò tara+carico = 51,4 t
R[100 ] = 6,5 ⋅ 51,4 + 80 ⋅ 4 + 0,046 ⋅100 ⋅ 51,4 + 0,096 ⋅100 2 = 1850 .54 [N ]

• Resistenza al rotolamento totale: locomotiva + 24 carri:

           R[100 ] = 2245 ,7 + 24 ⋅1850 ,54 = 46658 ,7[N ]                     60
Resistenza dell’aria per treni “intermodali” (treni che trasportano contenitori)
(2008):
 ● Si utilizza la formula “usuale”: R = 0,0473 ∙ Cr ∙ S ∙ Vr2
 ● Il valore di Cr ∙ S è dato dal prodotto di “Adjusted factor”per “Drag
    area” :                              Per metterla nella formula deve essere
                                         trasformata in m2

                                                                                  61
• k mi dice la “posizione” della locomotiva o del carro all’interno del
   treno: se k = 1 vuol dire che è “in testa” al treno
 • In caso di trazione singola, k = 1 si riferisce alla locomotiva e k = 2 è
   relativo al carro immediatamente successivo alla locomotiva. In caso
   di doppia trazione con due locomotive in testa, k = 1 è relativo alla
   prima locomotiva, k = 2 è relativo alla seconda locomotiva, e k = 3
   al primo carro.
 Fonte: Y.C. Lai, C.P.L. Barkan, H. Onal, 2008. “Optimizing the aerodynamic efficiency of intermodal freight trains”.
 Transportation Research Part E, vol. 44, pp. 820–834.

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21        62
Per il calcolo della resistenza aerodinamica si può redigere un foglio
di calcolo Excel come il seguente, che implementa, per la locomotiva
e per i 24 carri, la formula: R = 0,0473 ∙ Cr ∙ S ∙ Vr2

                 drag area    drag area
        k          (ft^2)       (m^2)   adj_ factor       R [N]
        1          31,62         2,94      1,54         2146,46
        2          28,80         2,68      1,41         1781,07
        3          26,70         2,48      1,30         1530,65
        4          25,13         2,33      1,23         1356,22
        5          23,96         2,23      1,17         1232,96
        6          23,09         2,15      1,13         1144,87
        7          22,44         2,08      1,10         1081,13
        8          21,95         2,04      1,07         1034,85
        9          21,59         2,01      1,06         1000,95
       10          21,32         1,98      1,04          976,02
       100         20,47         1,90      1,00          899,33          63
Nel caso in esame, k = 25 in quanto il treno è costituito da 1 loco-
motiva + 24 carri. I valori da k = 11 a k = 25 sono stati determinati
mediante interpolazione lineare.
                   drag area   drag area
           k         (ft^2)      (m^2)     adj_ factor    R [N]
          11         21,31        1,98        1,04       975,15
          12         21,30        1,98        1,04       974,28
          13         21,29        1,98        1,04       973,41
          14         21,28        1,98        1,04       972,55
          15         21,27        1,98        1,04       971,68
          16         21,26        1,98        1,04       970,81
          17         21,25        1,97        1,04       969,94
          18         21,24        1,97        1,04       969,08
          19         21,23        1,97        1,04       968,21
          20         21,23        1,97        1,04       967,34
          21         21,22        1,97        1,04       966,48
          22         21,21        1,97        1,04       965,61
          23         21,20        1,97        1,04       964,75
          24         21,19        1,97        1,04       963,89
          25         21,18        1,97        1,03       963,02         64
• La resistenza totale è data dalla somma degli elementi della colonna
   relativa alle resistenze (la colonna con i numeri scritti in rosso), per k
   da 1 a 25. La resistenza totale del treno dovuta all’aria è pari a
   27821,39 N.
       La resistenze totali ordinarie (rotolamento + aria) :
        Rtotali    ordinarie    = 46658 ,7 + 27821,4 = 74480 ,1N

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Formule globali per le resistenze ordinarie

       r = a + bV + cV 2                    [N / KN ]                    Formula trinomia

      r = a + bV 2               [N / KN ]                                Formula binomia

       Con queste formule sono valutate le resistenze
       specifiche: quindi ipotizzando che le resistenze siano
       proporzionali al peso del veicolo. Questo è senz’altro
       vero, con buona approssimazione,            nel caso della
       resistenza al rotolamento. Nel caso della resistenza
       dell’aria, in generale , in un veicolo da trasporto, non c’è
       proporzionalità con il peso. Però nel caso di un treno,
       poiché la resistenza dell’aria è proporzionale alla
       lunghezza del treno, e perciò al peso del treno, la
       trattazione in termini di resistenze specifiche [N/KN]
       può essere accettata per tutte le resistenze ordinarie.
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Modalità per misurare, sperimentalmente, le
        resistenze e calibrare le formule precedenti

                                           I
  si misura la corrente assorbita I
  c’è una relazione che lega I alla coppia alle ruote C(I)
           C (I )             Coppia alle ruote
        T=
             r                Raggio delle ruote

                                                                                                 dv
           equazione generale del moto:                                               T − R = Me
                                                                                                 dt
                                                                                       dv
           nel caso di moto uniforme:                                                     = 0  R =T
                                                                                       dt
                                               misurando I misuro R
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R (Vi )
             = r (Vi )               resistenza specifica misurata alla velocità Vi
     Ptreno

   r (Vi ) = a + bVi + cVi
                                                   2
                                                          [N / KN ]
  yi = β1 xi1 + β 2 xi 2 + β 3 xi 3                    1 equazione per ogni misura (T misure)

  r (Vi ) = a + bVi 2                   [N / KN ]
   yi = β1 xi1 + β 2 xi 2                                1 equazione per ogni misura (T misure)

  Modello di regressione                                        Y = X β+ e
  lineare
                                                               T ×1      T × K K ×1      T ×1            2 se binomia
                                                                                                      K=
  Estimatore dei minimi                                                                                  3 se trinomia
                                                                b = ( X'X ) X'Y
                                                                                    −1

  quadrati
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r                       nel caso della formula binomia                                         •
                                                                             •                              r = aˆ + bˆV 2
                                                                  •                                 •
                                          •         ••                                 •
                    •            •                                    •
                                          •
                             •

                                                  V2
    Stimo l’intercetta ed il coefficiente angolare con il metodo
    dei minimi quadrati.
    Sono state ottenute le seguenti formule (fonte FS)
                  V 2
    r = 2 + 2,8(     )   Treni viaggiatori con materiale ordinario
                 100
                  V 2
    r = 2,5 + 3(     )   Treni merci e locomotive isolate
                 100
                    V 2 Treni viaggiatori con materiale cosiddetto
    r = 1,9 + 2,6(     )
                   100 “leggero”
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Per quanto riguarda il materiale viaggiatori più recentemente
 ( rispetto alla formula r= 2+2,8(V/100)2 ) è stata suggerita la
 seguente formula (per materiale cosiddetto “moderno”)

                                V 2
  r = (1,25 ÷ 2) + (1,6 ÷ 2,5)(    ) Treni passeggeri (Vmax = 200 km / h)
                               100

   Per tranvie, metropolitane con sagoma non aerodinamica è
   stata proposta la seguente formula (è un po’ antiquata):

                  V 2
    r = 2,5 + 4(     )                               V< 100km/h (elettromotrici e rimorchi).
                 100

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Resistenze ordinarie per treni ad alta velocità
      Fonte : Perticaroli, Sistemi elettrici per i Trasporti, Casa Editrice Ambrosiana, 2001
                                                                                                              formule sintetiche

                                                                                                                               ETR 500 sperimentale (ETR Y)

                                                                                                                   V 2
                                                                                                   ra = 1 + 1,25(     )    all’aperto [N/KN]
                                                                                                                  100
                                                                                                                   V 2
                                                                                                   rg = 1 + 2,07(     )    in galleria [N/KN]
                                                                                                                  100
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Resistenze addizionali – Resistenza dovuta alla pendenza

                                                                                          Ri = Psenα                ≅   Ptgα
                                                                                                              (α piccolo)
Fonte:Ferrari e Giannini, 1991

                                                                                                 i         Ri   i
                                                                                        Ri = P       ri =    =
                                                                                               1000        P 1000
                                                                                            resistenza specifica

                                   Ri   i   N           i   N       N 
                              ri =    =        = 1000           =i     
                                   P 1000  N          1000  KN      KN 
                    la ri espressa in N/KN è data dal numero che esprime la
                    pendenza in per mille
                                             Se i ‰ = 3 ‰  ri = 3 [N]/[KN]
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Nel caso del treno merci;
   E189 + 24 carri  87 + 24x51,4 = 1321 t

      abbiamo visto un valore della resistenza totale ordinaria

         Rordinarie (100) = 46658,7 + 27821,4 = 74480,1 [N ]

      Vediamo la resistenza addizionale su una livelletta del 12 ‰

         R pendenza = 13210 ⋅ 12 = 1585200 [N ]
  La resistenza dovuta alla pendenza su una livelletta del 12 ‰
  è più di due volte quella in piano alla velocità di 100 km/h.

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Resistenze addizionali – Resistenza dovuta alle curve
E’ dovuta fondamentalmente: all’attrito, ed urti, fra bordino
della ruota e rotaia; allo slittamento delle ruote sulle rotaie:
infatti gli assi dei carrelli ferroviari sono sempre paralleli e
la ruota esterna ed interna di un asse sono collegate
rigidamente fra loro ( l’”effetto differenziale”, dovuto alla
forma troncoconica, limita, ma non elimina, gli strisciamenti ).

La resistenza in curva può essere calcolata con la formula
di Von Rockl:
                         a
                  rc =             [N/KN ]
                       R − b
                      [m]

       a e b coefficienti opportunamente tabellati
       in funzione del valore del raggio della curva R        74
Sperimentazioni effettuate da FS hanno portato ai valori di
  resistenza specifica riportati in tabella

  R       1000        900        800       700        600        500       450        400        350       300     250   200   180
   r        0,5       0,6        0,8         1        1,2        1,5        1,7        2,0       2,4        2,8    3,4   4,2   4,5

                                                                                     Confronto fra i valori FS
                                                                                     e quelli della formula di
                                                                                     Von Rockl

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Le linee FS sono state classificate per gradi di prestazione
  che esprimono (determinano) le resistenze dovute al
  tracciato (addizionali): ossia la somma della resistenza
  dovuta alle curve e alla pendenza.                N/KN

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Il Grado di
Prestazione, delle
diverse tratte che
compongono una linea
ferroviaria, è
dichiarato dal Gestore
dell’Infrastruttura,
Rete Ferroviaria
Italiana (RFI), in
prospetti contenuti in
documenti, specifici di
ciascuna linea:
cosiddetti Fascicoli
Circolazione Linee.
Equazione generale del moto
                    dv                        Me = M ⋅ (1 + β )
         T − R = Me                                                                         Massa Equivalente
                    dt

   si introduce il concetto di massa equivalente per tenere
   conto delle masse rotanti:
   • ruote
   • pistoni, alberi, organi del cambio e volano (veicoli
   equipaggiati con motore a combustione interna)
   • rotore (veicoli equipaggiati con motore elettrico)

     Tipologia             Locomotiva              Automotric                Veicolo                  Treno        Locomotiva
     rotabile               elettrica              e elettrica             rimorchiati               completo        diesel
           β                0,15 ÷ 0,20             0,10 ÷ 0,15             0,05 ÷ 0,06              0,06 ÷ 0,08    0,05 ÷ 0,4
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Forma dell’equazione generale del moto
  (seconda equazione della dinamica in cui sono esplicitate le
  resistenze).

       [N] [N]/[KN]             ‰     [KN]                             [m2] [Km/h]                   [KN]          [m/sec]

                                                                                                    P          dv
    T − (rr ± i ) P − 0,0473 ⋅ Ca ⋅ S ⋅ V 2 − 1000                                                    (1 + β )    =0
                                                                                                    g          dt
                                                                                                  [m/sec2]          [sec]

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Caratteristica meccanica di trazione
 La caratteristica meccanica di trazione di un veicolo da
 trasporto è una curva T(V) che fornisce il valore massimo
 della trazione ad una determinata velocità

     A                               B
                                       η N max = cost Caratteristica Meccanica Ideale
                                                                              (è quella che vorrei avere)

                                                                                         Si individuano:
                                                Zona della

                                                                                         • una zona detta dell’aderenza
                                                potenza

                                                                                     C
                                                                                         • una zona detta della potenza

          Fonte:Vicuna G. (1986) Organizzazione e Tecnica Ferroviaria. CIFI, Roma.

A basse velocità la Tmax è limitata dall’aderenza, mentre a
velocità più alte la Tmax è limitata della potenza: T V = η Nmax
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Diagramma di trazione
   Il diagramma di trazione indica la variazione della velocità in
   funzione del tempo, fra due fermate successive, per un
   veicolo da trasporto: V=F(t)

 Si ottiene integrando l’equazione generale del moto
                                     dv
                          T − R = Me
                                     dt
  Vediamo la prima parte del diagramma di trazione: il
  cosiddetto diagramma di avviamento

 Integro l’equazione generale del moto alle differenze finite

                                      ∆v         Me
                           T − R = Me     ∆t =      ∆v
                                      ∆t        T −R
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Considero una serie di intervalli K di velocità costante ∆v
  (quanto più questo è piccolo, tanto più l’integrazione con il
  metodo alle differenze finite è preciso)
                ∆V
                T, R

      (T − R)
                                                                                       R (V , i )
                                                                                         T (V , i )

                                                                               Vmax               V         Km/h

 Si valuta lo sforzo acceleratore T-R in corrispondenza di un
  determinato salto di velocità ∆V (costante, per esempio: 5
  km/h).
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 Si valuta il tempo necessario al veicolo da trasporto per fare
  il salto di velocità ∆v (in m/sec) :
                                       k    M (1 + β ) ∆v                                                          m/sec
                                 ∆t =
                                          k  ∆v         k ∆v
                                      T (vi + ) − R (vi + )
                                             2            2
             ∀ intervallo k                        tik = t kf −1 con ti1 = 0
                                                    k        k      k
                                                    t f = ti + ∆t
     k=1,2……K
                                                   S ik = S kf −1 con Si1 = 0
                                                   
                                                    k        k      k    k  ∆v
                                                   S f = S i + ∆t (vi + )
                                                                              2

                                                   vik = v kf −1 con v1i = 0
                                                     k
                                                    v f = k ∆v
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 Costruisco il diagramma di avviamento per punti (∆V, ∆t)
      V

     ∆V                       SPAZIO PERCORSO
                                         velocità di regime (T-R) = 0
                      ∆t
                                                               t
All’aumentare della velocità diminuisce lo sforzo acceleratore (T-R) e ∆t aumenta
          V   tempo per arrivare alla
              velocità di regime                               velocità di regime
Questo è l’errore
che commetto                   SPAZIO PERCORSO
                        a = cost
                                                t
In molti casi pratici il diagramma di avviamento si semplifica
considerando un’accelerazione, a, costante nella fase di
avviamento (l’area sotto il diagramma di trazione rappresenta
lo spazio percorso).
                                                                                    84
Forme del diagramma di trazione
   Il diagramma di trazione indica la variazione della velocità in
   funzione del tempo, fra due fermate successive, per un
   veicolo da trasporto: V=F(t)
       Quando si determina il diagramma di trazione sono dati:
         - a: accelerazione in fase di avviamento, che, per
         semplicità, si suppone costante e pari al valore medio.
           - b : decelerazione costante in fase di frenatura.
           - Vr : velocità di regime (fra due fermate successive).
           - S : distanza fra due fermate successive.
            - t f : tempo medio di fermata.
          - c : decelerazione in fase di “coasting” (= R / M)

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Diagramma di trazione: forma trapezia
                                                                   tR
           v

                                                a                          b                                  vr

                                               S                    Vrunning                      Vcomm

                                                            t
                    tf
                                                      vR2           vR2
          Ricavo tR dalla seguente relazione: S =         + vRtR +
                                                      2a            2b
                            vR      vR
          Ricavo t      t = + tR +
                             a      b
                                              S            S
          Ricavo vrunning e vcomm vrunning =   vcomm =
                                              t          tf +t
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Diagramma di trazione: forma con fase di lancio

                                                       a      vR        c

                                                                      vrunning vc b                                vcomm

                           tf                                     t
                                                        vR2 vR2 − vc2 vc2
               Ricavo vc dalla seguente relazione: S =    +         +
                                                        2a     2c      2b
                                           v R v R − vc vc
               Ricavo t                t=    +        +
                                            a      c     b
                                                                                      S                        S
               Ricavo vrunning e vcomm                               vrunning =                vcomm      =
                                                                                      t                      tf +t

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Diagramma di trazione: forma con fase di regime e di lancio

                                 tR

                                                 c
                            vR
                   a                        vrunning     vc b            vcomm

        tf                          t
 Ricavo vc o tR dalla seguente relazione
  (fissando tR o vc ):                  vR2           vR2 − vc2 vc2
                                     S=     + vR tR +          +
                                        2a               2c      2b
                    vR        vR − vc vc
 Ricavo t       t=    + tR +        +
                    a            c     b
                                                   S               S
 Ricavo vrunning e vcomm             vrunning   =     vcomm   =
                                                   t             tf +t
                                                                                 88
La forma con fase di lancio e di regime è considerata la
migliore perché:
• rappresenta un compromesso fra il diagramma migliore da un
punto di vista del livello di servizio (quello trapezio) e quello
migliore da un punto di vista energetico (quello con sola fase
di lancio);
• rende soprattutto il servizio più affidabile in quanto
permette il recupero di ritardi accumulati alla fermate con la
conseguenza di mantenere la cadenza del servizio.
   vmax

   v                                                    vR

         tf                   t                              t
              t’f                 t’
                    t’’f               t’’
                                                                 89
Diagramma orario

                                   Vcommerciale

           Vrunning

                                                                                                                   tempo
Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21       90
Capacità (potenzialità) di una linea (treni)

                                              60
    Cn. max treni =                                                              [n. treni]/[ora]
                           t minimo fra due passaggi successivi
                                        [minuti]

                        Capacità (potenzialità) di una linea
                                        (in passeggeri o tonnellate)
                                                                                                    [passeggeri]/[ora]
         Cpasseggeri o tonnellate           = Ctreno                          Cn. max treni
                                                                                                  [tonnellate]/[giorno]
                           [passeggeri]/[treno]                                [treni]/[ora]
                            [tonnellate]/[treno]                             [treni]/[giorno]

Lupi M. :"Trasporti Ferroviari, Marittimi e Aerei" - Univ. Pisa, Polo Sistemi Logistici di Livorno - A.A.2020-21         91
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