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

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

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 ferroviarie 3

PROCESSO DI CIRCOLAZIONE ELEMENTI STRUTTURALI Il Metodo PROCESSO DI CIRCOLAZIONE ELEMENTI STRUTTURALI AREA DI STUDIO GLOBALE INDICATORE DELLA CAPACITA’ DI CIRCOLAZIONE INDICATORE DELLA FLESSIBILITA’ DI UTILIZZO E INGOMBRI DEVIATOI INDICATORE SULLA FUNZIONALITA’ DEI PASSEGGERI MARCIAPIEDI INDICATORE DELLA FUNZIONE DI CIRCOLAZIONE BINARI 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 ferroviarie 4

Gli indicatori, struttura e funzioni   Valore ottimale ∆𝒑>𝟎 ∆𝒑 <𝟎 𝐼= 𝑃𝑟 𝑃𝑟𝑖𝑓 𝐼=2− 𝑃𝑟 𝑃𝑟𝑖𝑓 -1≤I≤1 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 dell’indicatore è uguale a 1 L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 5

Gli indicatori, struttura e funzioni Parametri di riferimento: Elaborati per singola area di studio AREA DI STUDIO GLOBALE CIRCOLAZIONE DEVIATOI MARCIAPIEDI BINARI CONFIGURAZIONE DI IMPIANTO IFUNZIONALE Per singola caratteristica IENTE Per singolo ente ICAPACITA’ IF,CONFIGURAZIONE (D, B, M) IGLOBALE(STAZIONE) L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 6

nm: è la capacità di circolazione reale. L’indicatore della capacità di circolazione Si definisce «capacità di circolazione» come: il numero medio di circolazioni che possono occupare l’impianto contemporaneamente in un determinato istante. Dove: nmT : è la capacità di circolazione derivante dall’analisi topologica dell’impianto (parametro di riferimento); ΔC = nmT – nm; nm: è la capacità di circolazione reale. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 7

2- Si costruisce la matrice degli itinerari L’indicatore della capacità di circolazione – il parametro di riferimento (nmT) E’ il valore della capacità di circolazione di un impianto in caso di saturazione e si ottiene dall’analisi topologica della stazione. 1- Ogni treno all’interno 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 l’albero delle soluzioni che definisce tutti i possibili stati dell’impianto 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 ferroviarie 8

L’indicatore della capacità di circolazione – il parametro reale (nm) Il valore reale della capacità di circolazione, si ottiene dall’analisi 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 (ni x nj). L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 9

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 ferroviarie 10

Deviatoi: indicatori funzionali (1, 2) Indicatore della velocità di attraversamento (m/s) 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 α = 0, se VRIF ≥ VEFF α = –1, se VRIF < VEFF I parametri di riferimento sono : - L. del treno = 500m - Velocità di progetto: 30, 60, 80, 100 (km/h.) Misura la maggiorazione dei binari di stazione, rispetto alla lunghezza di riferimento considerate minime per le esigenze di circolazione (3) Indicatore dell’ ingombro longitudinale L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 11

Deviatoi: indicatori funzionali Studia il peso (o l’utilità) di ogni deviatoio, nella formazione dei collegamenti tra i binari di stazione con i binari di linea (4)- Collegamenti Studia il peso (o l’utilità) di ogni deviatoio, nell’utilizzo dei binari banalizzati (5)- Banalizzazioni (6)- Precedenze Studia il peso (o l’utilità) di ogni deviatoio, nell’utilizzo dei binari di precedenza Dove: - GC: è il grado di utilità riferito ai collegamenti permessi - GB: è il grado di utilità riferito all’utilizzazione dei binari banalizzati - GP: è il grado di utilità riferito all’utilizzo dei binari di precedenza NTOT: è la somma dei gradi di utilità L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 12

INDICATORE CONFIGURAZIONE Deviatoi: indicatori funzionali – indicatori ente - l’indicatore configurazione   Valuta il grado di sicurezza dei deviatoi, durante il processo di circolazione (7)- L’indice di sicurezza INDICATORI ENTE   Valuta la funzionalità del singolo deviatoio rispetto alle caratteristiche studiate (8)- L’indice di utilità per singolo deviatoio   (9)- L’indice del numero dei deviatoi INDICATORE CONFIGURAZIONE Esprime un giudizio sul grado di sfruttamento dei deviatoi nella stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata. 𝐈 𝐅,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆𝐔𝐑𝐀𝐙𝐈𝐎𝐍𝐄 = 𝐢=𝟏 𝐧 𝐕 𝐈,𝐒𝐃 𝐢+ 𝐕 𝐈, 𝐍 𝐃 𝐧°𝐈 𝐒𝐃 +𝟏 L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 13

Binari di stazione - metodo e funzioni INDICATORE DEI COLLEGAMENTI INDICATORE DELLE FUNZIONI INDICATORE DELLA FUNZIONALITA’ DEL SINGOLO BINARIO INDICATORE FUNZIONALE, DELLA CONFUGRAZIONE DEI BINARI FUNZIONI ID FUNZIONE FUNZIONI TIPO DI BINARIO A TRANSITO CORSA B FERMATA PER PRECEDENZE CIRCOLAZIONE C FERMATA PER IL SERVIZIO VIAGGIATORI D MANOVRE SECONDARI E TERMINALE E RICOVERO GUASTI L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 14

INDICATORE CONFIGURAZIONE Binari di stazione – indicatori funzionale e l’indicatore configurazione   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 (1)- L’indice delle funzioni n, è il numero delle funzioni primarie, svolte; m, è il numero delle funzioni svolte; PFP, è il valore del peso della funzione primaria (1); PFS, è il valore del peso della funzione secondaria (0,25); n° FTOT, è il numero delle funzioni svolte.   Esprime la funzionalità di un binario in base ai collegamenti permessi con i binari di linea. (2)- L’indice dei collegamenti n° CB, è il numero di collegamenti che possono essere realizzati; n° CTOT, è il numero di collegamenti totali esistenti in stazione. INDICATORE CONFIGURAZIONE Esprime un giudizio sul grado di sfruttamento dei binari di stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata. 𝐈 𝐅,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆𝐔𝐑𝐀𝐙𝐈𝐎𝐍𝐄 = 𝐢=𝟏 𝐧 𝐕 𝐈,𝐒𝐁𝐢 𝐧°𝐈 𝐒𝐁 L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 15

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

Marciapiedi – Indicatori funzionali   (1) Indicatore della lunghezza utile α = 0, se LRIF ≤ LM e LA,RIF ≤ LA,M; α = –1, se LRIF > LM e LA,RIF >LA,M. (2) Indicatore della larghezza utile   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 l’entità dell’intervento di adeguamento minore sarà l’utilità dei marciapiedi. I parametri di riferimento sono : - L. del treno = 500m - LA: 3,70 m per m. intermedi. E 2,35 per m. laterali   (3) Indicatore del numero di binari serviti definisce la loro utilità in riferimento alla loro posizione. I parametri di riferimento sono : NBS,RIF =1 per marciapiedi laterali NBS,RIF =2 per marciapiedi intermedi L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 17

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

INDICATORE CONFIGURAZIONE Marciapiedi –Indicatore configurazione e l’ indicatore globale della stazione INDICATORE CONFIGURAZIONE 𝐈 𝐅,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆𝐔𝐑𝐀𝐙𝐈𝐎𝐍𝐄 = 𝐢=𝟏 𝐧 𝐕 𝐈,𝐒𝐌 𝐢+ 𝐕 𝐈, 𝐍 𝐌 𝐧°𝐈 𝐒𝐌 +𝟏 Valuta il grado di utilità dei marciapiedi di stazione e definisce il valore della potenzialità non sfruttata. 𝐈 𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄 = 𝐈 𝐂 + 𝐈 𝐅,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆.(𝐃) + 𝐈 𝐅,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆.(𝐁) + 𝐈 𝐅,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆.(𝐌) 𝟒 ≤𝟏 L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 19

Applicazione del metodo 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. L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 20

Applicazione del metodo – caratteristiche delle stazioni esaminate e risultati Stazione N° di circolazioni N° di deviatoi N° di binari N° di marciapiedi Cisterna 182 14 4 2 STATO ATTUALE Stazione IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈 𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄 CISTERNA 0,56 0,72 0,77 0,55 0,65 LATINA 0,67 0,82 0,51 0,69 SEZZE 0,63 0,59 0,61 PRIVERNO 0,42 0,57 Latina 182 10 3 2 Sezze 182 26 7 3 Priverno 182 18 6 2 L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 21

Cisterna di Latina Sezze Romano Latina Scalo Applicazione del metodo – Interventi migliorativi Cisterna di Latina Programma di esercizio Binari Marciapiedi Deviatoi - 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. IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) IF,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄 0,78 (+0,12) 0,67 (-0,05) 0,96 (+0,19) 0,67 (+0,12) 0,77 (+0,12) Sezze Romano Programma di esercizio Binari Marciapiedi Deviatoi - 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. IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄 0,60 (+0,04) 0,84 (+0,21) 0,95 (+0,28) 0,66 (+0,07) 0,76 (+0,15) Priverno Fossanova Programma di esercizio Binari Marciapiedi Deviatoi - 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. IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄 0,66 (+0,03) 0,68 (+0,26) 0,93 (+0,38) 0,75 (+0,16) 0,75 (+0,18) Latina Scalo Programma di esercizio Binari Marciapiedi Deviatoi   -Adeguamento della lunghezza. - Eliminazione di due deviatoio. - Adeguamento della velocità di attraversamento. - Adeguamento della lunghezza dei binari. IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) IF,CONFIGURAZIONE (D) 𝐈𝐅,𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄 0,77 0,67 0,99 (+0,17) 0,66 (+0,15) 0,77 (+0,08) L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 22

Il metodo elaborato è di semplice e veloce applicazione; 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 l’individuazione 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 ferroviarie 23

GRAZIE PER L’ATTENZIONE