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Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale UNA METODOLOGIA SINTETICA PER LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI STAZIONI FERROVIARIE Stefano ImpastatoLuigi.

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1 Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale UNA METODOLOGIA SINTETICA PER LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI STAZIONI FERROVIARIE Stefano ImpastatoLuigi Capodilupo

2 Sommario L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie2 La metodologia Gli indicatori: L indicatore della capacità di circolazione (I C ); Lindicatore della flessibilità di utilizzo e ingombri (I F,CONFIGURAZIONE (D) ); Lindicatore della funzione di circolazione (I F,CONFIGURAZIONE (B) ) Lindicatore sulla funzionalità per i passeggeri (I F,CONFIGURAZIONE (M) ) Applicazione Risultati

3 Stazioni Ferroviarie Località di servizio normalmente delimitata da segnali di protezione, utilizzata per regolare la circolazione treni, munita di impianti atti ad effettuarvi le precedenze fra treni nello stesso senso e sul semplice binario, gli incroci fra treni in senso opposto. Le funzioni che possono essere svolte nei confronti della circolazione sono: semplice transito dei treni senza fermata; sosta di un treno che dà precedenza ad un altro; sosta per lo svolgimento del servizio viaggiatori o merci (carico o scarico); sosta con manovre per sganciare o agganciare carri o vetture; Terminale. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie3

4 AREA DI STUDIO GLOBALE Il Metodo INDICATORE SULLA FUNZIONALITA DEI PASSEGGERI MARCIAPIEDI INDICATORE DELLA FUNZIONE DI CIRCOLAZIONE BINARI INDICATORE DELLA FLESSIBILITA DI UTILIZZO E INGOMBRI DEVIATOI INDICATORE DELLA CAPACITA DI CIRCOLAZIONE ELEMENTI STRUTTURALI PROCESSO DI CIRCOLAZIONE INDICATORE DELLE PRESTAZIONI DELLA STAZIONE Il metodo permette di valutare le prestazioni di una stazione ferroviaria esistente o di progetto, attraverso l elaborazione di un indicatore globale, che esprime un giudizio sulla funzionalità complessiva. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie4

5 Gli indicatori, struttura e funzioni Valore ottimale 1)- Ogni indicatore permette di valutare, per ogni elemento un grado di funzionalità e di definire il valore della potenzialità non sfruttata 2)- Il grado di utilità massima, si ottiene quando il valore dellindicatore è uguale a 1 L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie5

6 AREA DI STUDIO GLOBALE CONFIGURAZIONE DI IMPIANTO Gli indicatori, struttura e funzioni I FUNZIONALE Parametri di riferimento: I F,CONFIGURAZIONE (D, B, M) I ENTE Per singolo ente Elaborati per singola area di studio MARCIAPIEDI BINARI DEVIATOI I GLOBALE(STAZIONE) CIRCOLAZIONE Per singola caratteristica I CAPACITA L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie6

7 Lindicatore della capacità di circolazione Si definisce «capacità di circolazione» come: il numero medio di circolazioni che possono occupare limpianto contemporaneamente in un determinato istante. Dove: n mT : è la capacità di circolazione derivante dallanalisi topologica dellimpianto (parametro di riferimento); Δ C = n mT – n m ; n m : è la capacità di circolazione reale. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie7

8 Lindicatore della capacità di circolazione – il parametro di riferimento (n mT ) E il valore della capacità di circolazione di un impianto in caso di saturazione e si ottiene dallanalisi topologica della stazione. 1- Ogni treno allinterno della stazione percorre un itinerario (entrata e uscita), che viene confrontato con gli altri secondo determinate regole 2- Si costruisce la matrice degli itinerari 3- Si ricercano ennuple di ordine superiore a 2, di itinerari compatibili 4- Si costruisce lalbero delle soluzioni che definisce tutti i possibili stati dellimpianto e da esso si ricavano le combinazioni di itinerari che saturano il nodo L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie8

9 Lindicatore della capacità di circolazione – il parametro reale (n m ) Il valore reale della capacità di circolazione, si ottiene dallanalisi del programma di esercizio, in cui si tiene conto del processo di circolazione. Nella matrice degli itinerari si inserisce, dove è presente un segno di incompatibilità, il prodotto (n i x n j ). L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie9

10 Deviatoi: definizione e metodo Si definiscono deviatoi o scambi come: dispositivi del binario che consentono ai mezzi circolanti su rotaia di passare da un binario ad un altro oppure consentono di attraversare, intersecandoli, altri binari. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie10

11 Deviatoi: indicatori funzionali (1, 2) Indicatore della velocità di attraversamento (m/s) Misura la maggiorazione dei binari di stazione, rispetto alla lunghezza di riferimento considerate minime per le esigenze di circolazione α = 0, se V RIF V EFF α = –1, se V RIF < V EFF I parametri di riferimento sono : - L. del treno = 500m - Velocità di progetto: 30, 60, 80, 100 (km/h.) (3) Indicatore dell ingombro longitudinale Vengono calcolati sia per la modalità di attraversamento sul corretto tracciato che nel ramo deviato, esprimono il grado di utilizzazione del deviatoio in riferimento alle caratteristiche costruttive L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie11

12 Deviatoi: indicatori funzionali (4)- Collegamenti (5)- Banalizzazioni (6)- Precedenze Studia il peso (o lutilità) di ogni deviatoio, nella formazione dei collegamenti tra i binari di stazione con i binari di linea Studia il peso (o lutilità) di ogni deviatoio, nellutilizzo dei binari banalizzati Studia il peso (o lutilità) di ogni deviatoio, nellutilizzo dei binari di precedenza Dove: - G C : è il grado di utilità riferito ai collegamenti permessi - G B : è il grado di utilità riferito allutilizzazione dei binari banalizzati - G P : è il grado di utilità riferito allutilizzo dei binari di precedenza N TOT : è la somma dei gradi di utilità L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie12

13 Deviatoi: indicatori funzionali – indicatori ente - lindicatore configurazione (7)- Lindice di sicurezza Valuta il grado di sicurezza dei deviatoi, durante il processo di circolazione INDICATORI ENTE (8)- Lindice di utilità per singolo deviatoio (9)- Lindice del numero dei deviatoi Valuta la funzionalità del singolo deviatoio rispetto alle caratteristiche studiate INDICATORE CONFIGURAZIONE Esprime un giudizio sul grado di sfruttamento dei deviatoi nella stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie13

14 Binari di stazione - metodo e funzioni INDICATORE DELLE FUNZIONI INDICATORE DEI COLLEGAMENTI INDICATORE DELLA FUNZIONALITA DEL SINGOLO BINARIO FUNZIONI ID FUNZIONEFUNZIONITIPO DI BINARIO ATRANSITO CORSA BFERMATA PER PRECEDENZE CIRCOLAZIONE CFERMATA PER IL SERVIZIO VIAGGIATORI CIRCOLAZIONE DMANOVRE SECONDARI ETERMINALE E RICOVERO GUASTI SECONDARI INDICATORE FUNZIONALE, DELLA CONFUGRAZIONE DEI BINARI L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie14

15 Binari di stazione – indicatori funzionale e lindicatore configurazione (1)- Lindice delle funzioni INDICATORE CONFIGURAZIONE Esprime un giudizio sul grado di sfruttamento dei binari di stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata. Esprime la funzionalità di un binario in base alle funzioni svolte (primarie e secondarie), se il binario svolge solo le funzioni primarie ha un utilità maggiore n, è il numero delle funzioni primarie, svolte; m, è il numero delle funzioni svolte; P FP, è il valore del peso della funzione primaria (1); P FS, è il valore del peso della funzione secondaria (0,25); n° F TOT, è il numero delle funzioni svolte. (2)- Lindice dei collegamenti Esprime la funzionalità di un binario in base ai collegamenti permessi con i binari di linea. n° C B, è il numero di collegamenti che possono essere realizzati; n° C TOT, è il numero di collegamenti totali esistenti in stazione. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie15

16 INDICATORI DELLE CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE Marciapiedi – metodo LUNGHEZZA INDICATORI DELLE CARATTERISTICHE FUNZIONALI NUMERO DI BINARI SERVITI MODALITA DI ATTRAVERSAMENTO DEI BINARI INDICATORI DELLINGOMBRO TRASVERSALE DELLA STAZIONE DISTANZA FV - MARCIAPIEDE LARGHEZZA INDICATORE DI UTILITA DEL SINGOLO MARCIAPIEDI INDICATORE DI UTILITA DEL NUMERO DI MARCIAPIEDI INDICATORE FUNZIONALE DELL UTILITA DEI MARCIAPIEDI INDICATORE FUNZIONALE DELL UTILITA DEI MARCIAPIEDI L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie16

17 Marciapiedi – Indicatori funzionali (1) Indicatore della lunghezza utile (2) Indicatore della larghezza utile (3) Indicatore del numero di binari serviti α = 0, se L RIF L M e L A,RIF L A,M ; α = –1, se L RIF > L M e L A,RIF >L A,M. Gli indicatori delle caratteristiche costruttive dei marciapiedi, esprimono il peso di un eventuale intervento di adeguamento rispetto a parametri di riferimento, secondo il principio per cui maggiore sarà lentità dellintervento di adeguamento minore sarà lutilità dei marciapiedi. I parametri di riferimento sono : - L. del treno = 500m - L A : 3,70 m per m. intermedi. E 2,35 per m. laterali definisce la loro utilità in riferimento alla loro posizione. I parametri di riferimento sono : -N BS,RIF =1 per marciapiedi laterali -N BS,RIF =2 per marciapiedi intermedi L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie17

18 Marciapiedi – Indicatori funzionali, Indicatore ente (4) Indicatore della modalità di accesso Esprime lutilità del marciapiede rispetto alla lunghezza del percorso necessario per raggiungerlo, e alla modalità di accesso (5) Indicatore dellingombro trasversale Esprime linfluenza di un marciapiede sullo sviluppo trasversale della stazione. (6)- Lindice di utilità per singolo marciapiede (7)- Lindice del numero dei marciapiedi Valuta la funzionalità del singolo marciapiedi rispetto alle caratteristiche studiate L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie18

19 Marciapiedi –Indicatore configurazione e l indicatore globale della stazione INDICATORE CONFIGURAZIONE Valuta il grado di utilità dei marciapiedi di stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie19

20 Il metodo viene applicato organizzando i parametri di riferimento e i parametri reali in forma tabellare, utilizzando poi un foglio di calcolo il procedimento per ricavare tutti gli indici viene automatizzato. Applicazione del metodo L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie20

21 Applicazione del metodo – caratteristiche delle stazioni esaminate e risultati StazioneN° di circolazioniN° di deviatoiN° di binariN° di marciapiedi Cisterna Latina Priverno Sezze STATO ATTUALE StazioneICIC I F,CONFIGURAZIONE (B) I F,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D) CISTERNA0,560,720,770,550,65 0,770,670,820,510,69 SEZZE0,560,630,670,590,61 PRIVERNO0,630,420,550,590,57 L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie21

22 Applicazione del metodo – Interventi migliorativi Cisterna di Latina Programma di esercizioBinariMarciapiediDeviatoi - Distribuzione delle circolazioni su itinerari con un numero di incompatibilità minore -Variazione delle funzioni. -Adeguamento della lunghezza. - Eliminazione di un deviatoio; - Adeguamento della velocità di attraversamento; - Adeguamento della lunghezza dei binari. ICIC I F,CONFIGURAZIONE (B) I F,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D), 0,78 (+0,12) 0,67 (-0,05) 0,96 (+0,19)0,67 (+0,12) 0,77 (+0,12) Latina Scalo Programma di esercizioBinariMarciapiediDeviatoi -Adeguamento della lunghezza. - Eliminazione di due deviatoio. - Adeguamento della velocità di attraversamento. - Adeguamento della lunghezza dei binari. ICIC I F,CONFIGURAZIONE (B) I F,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D), 0,770,67 0,99 (+0,17)0,66 (+0,15)0,77 (+0,08) Sezze Romano Programma di esercizioBinariMarciapiediDeviatoi - Fermata dei treni per servizio viaggiatori, provenienti da Roma da binario III (vecchio) a binario III nuovo). - Eliminazione del binario II e VII; - Collegamenti; - Variazione delle funzioni. - Eliminazione del marciapiede (A) - Adeguamento della lunghezza. - Eliminazione di 9 deviatoi; - Adeguamento della velocità di attraversamento; - Adeguamento della lunghezza dei binari. ICIC I F,CONFIGURAZIONE (B) I F,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D), 0,60 (+0,04)0,84 (+0,21)0,95 (+0,28)0,66 (+0,07)0,76 (+0,15) Priverno Fossanova Programma di esercizioBinariMarciapiediDeviatoi - Fermata dei treni per servizio viaggiatori, sui binari VI e III - Eliminazione del binario II - Collegamenti; - Variazione delle funzioni. -Eliminazione del marciapiedi IV -Costruzione del marciapiede al binario VI -Costruzione del marciapiede al binario III - Eliminazione di 7 deviatoi; - Adeguamento della velocità di attraversamento; - Adeguamento della lunghezza dei binari. ICIC I F,CONFIGURAZIONE (B) I F,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D), 0,66 (+0,03)0,68 (+0,26)0,93 (+0,38) 0,75 (+0,16) 0,75 (+0,18) L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie22

23 Conclusioni Il metodo elaborato è di semplice e veloce applicazione; Permette di valutare globalmente il grado di funzionalità di una stazione; Permette di valutare il singolo elemento; Permette di valutare la singola caratteristica (per gli elementi strutturali); Il procedimento di calcolo è automatizzato; Permette di quantificare la potenzialità non sfruttata (della stazione, del singolo ente o riferita alla singola caratteristica); Permette lindividuazione degli elementi critici; Permette di formulare ipotesi di intervento, anche a breve periodo per migliorare la funzionalità della stazione ai fini di un utilizzo più razionale. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie23

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