ERTMS European Rail Traffic Management System

ERTMS Ferrovie ad Alta Velocita'

ERTMS “European Rail Traffic Management System” è il sistema di gestione del traffico delle ferrovie in Europa. Un grande progetto industriale in corso di attuazione in Europa, che servirà a rendere il trasporto ferroviario più sicuro e competitivo. ERTMS garantisce l’interoperabilità dei sistemi ferroviari nazionali, riducendo i costi di acquisto e manutenzione dei sistemi di segnalamento e aumentando la velocità dei treni, la capacità dell’infrastruttura e il livello di sicurezza nel trasporto ferroviario.

European Union Agency for Railways

The European Rail Traffic Management System (ERTMS) is a single European signalling and speed control system that ensures interoperability of the national railway systems, reducing the purchasing and maintenance costs of the signalling systems as well as increasing the speed of trains, the capacity of infrastructure and the level of safety in rail transport.
Corso di Formazione ERTMS Ferrovie. Esperto certificato

Cosa è ERTMS?

ERTMS è il sistema di gestione del traffico delle ferrovie in Europa. lo standard europeo per la protezione automatica dei treni (ATP) che consente un sistema ferroviario interoperabile in Europa.

L’ERTMS è quindi lo standard europeo per realizzare l’interoperabilità ferroviaria in tutta Europa. Consente ad un treno, dotato di Sottosistema di Bordo, realizzato da qualsiasi fornitore di percorrere binari attrezzati con ERTMS realizzati da altri fornitori. Ciò implica anche la capacità di qualsiasi attrezzatura di bordo installata su qualsiasi treno di comportarsi esattamente allo stesso modo nelle stesse circostanze.

Quando parliamo di ERTMS, parliamo principalmente di due sistemi:

·      ETCS (European Train Control System), uno standard di controllo del treno, basato su apparecchiature in cabina in grado di supervisionare i movimenti del treno e di fermarlo in base alla velocità consentita in ciascuna sezione della linea, insieme al calcolo e alla supervisione della velocità massima del treno a sempre. Le informazioni vengono ricevute dalle apparecchiature ETCS accanto alla traccia (balise o radio) a seconda del livello operativo. La risposta del Personale di Condotta viene costantemente monitorata e, se necessario, il sistema impone la frenatura di emergenza.

·        GSM-R “Global System for Mobile Communications – Railways” è il secondo sistema ERTMS, lo standard  europeo di comunicazioni radio per le operazioni ferroviarie. Basato sulla tecnologia radio GSM, il GSM-R utilizza bande di frequenza esclusive per permettere la comunicazione fra il treno e l’infrastruttura

 

ERTMS e Ferrovie: gestione del traffico ferroviario

Livelli applicativi ERTMS

ll sistema ERTMS/ETCS è costituito da differenti attrezzaggi in base a tre parametri fondamentali:

ERTMS 3 livelli

ERTMS schema 3 Livelli applicativi

Il livello 1 prevede la supervisione continua del movimento del treno mentre una comunicazione non continua tra il treno e il binario (normalmente mediante le euro-balise). Sono necessari segnali lungo la linea e la rilevazione del treno è eseguito dalle apparecchiatura di terra fuori, dal campo di applicazione dell’ERTMS.

ERTMS ETCS livello 1

ERTMS/ETCS Livello 1

Il livello 2 prevede la supervisione continua del movimento del treno con la comunicazione continua, fornita da GSM-R, tra il treno e il binario. I segnali lungo la linea sono facoltativi in ​​questo caso e il rilevamento del treno viene eseguito dall’apparecchiatura di terra fuori dall’ambito dell’ERTMS.

ERTMS ETCS livello 2

ERTMS ETCS Livello 2

Il livello 3 è anche un sistema di segnalamento che fornisce una supervisione continua del treno con una comunicazione continua tra il treno e il binario. La differenza principale con il livello 2 è che la posizione e l‘integrità del treno sono gestite nell’ambito del sistema ERTMS, vale a dire che non sono necessari segnali a bordo linea o sistemi di rilevamento del treno a bordo pista diversi dalle euro-balise. L’integrità del treno è controllata dal treno, vale a dire che il treno controlla che sia completo e non sia stato accidentalmente diviso.

ERTMS ETCS livello 3

ERTMS ETCS Livello 3

Inoltre, ci sono altri due livelli definiti: Livello 0, che è pensato per i treni dotati di ETCS che circolano lungo linee non attrezzate; e Livello STM (Specific Transmission Module), destinato a treni equipaggiati con ETCS che circolano su linee in cui è necessario attivare il sistema di classe B. Per quanto riguarda il livello STM, l’ETCS funge da interfaccia tra il conducente e l’ATP nazionale.

Le Modalità Operative possono essere definite come condizioni diverse richieste per la gestione di diverse situazioni riguardanti lo stato dell’infrastruttura e il treno stesso. A differenza dei livelli ETCS (associati alla comunicazione treno-binario), le modalità ETCS sono correlate alle circostanze operative della linea o allo stato delle apparecchiature di bordo.

La modalità ETCS principale è la supervisione completa. Le apparecchiature di bordo ERTMS / ETCS saranno in modalità di supervisione completa quando tutti i dati del treno e dei binari, necessari per la supervisione completa del treno, sono disponibili a bordo. In questa modalità, le apparecchiature ERTMS / ETCS di bordo sono responsabili della protezione del treno. Esistono anche altre modalità per diverse situazioni operative. 

Mercato Unico Ferroviario Europeo

L’Unione Europea e gli Stati membri, per promuovere la crescita, l’inclusione, l’occupazione e la competitività, hanno individuato nello sviluppo di reti ad alte prestazioni il vero strumento di attuazione delle proprie politiche di investimento. I settori individuati sono: trasporti, energia e dei servizi digitali

Nel settore dei trasporti la strategia UE prevede la creazione di un mercato unico ferroviario europeo. Uno dei pilastri fondamentali consiste nella realizzazione dell’interoperabilità ferroviaria ossia la capacita’ del sistema ferroviario di consentire la circolazione sicura e senza soluzione di continuità di treni, garantendo i livelli di prestazione specificati;

ERTMS - Interoperabilità - Strategia dell'Unione Europea

IV pacchetto ferroviario ed interoperabilità

La legislazione europea e nazionale intende riformare il settore ferroviario dell’UE favorendo la concorrenza e l’innovazione nei mercati nazionali. Inoltre intende attuare riforme strutturali e tecniche. Ciò dovrebbe consentire di aumentare la sicurezza, l’interoperabilità e l’affidabilità della rete ferroviaria europea.

Le proposte del quarto pacchetto ferroviario si compone di proposte legislative che riguardano il “pilastro relativo al modello di governo e all’apertura dei mercati” ed il “pilastro tecnico“, che agisce su tre ambiti:

  • il rafforzamento del ruolo di coordinamento e normativo dell’Agenzia Europea;
  • il completamento del quadro tecnico costituito dal complesso delle Specifiche tecniche di Interoperabilità;
  • il completamento della costruzione dei metodi comuni di sicurezza.

Obiettivo comune di tutti e tre gli ambiti è quello di ridurre quanto più possibile i margini di discrezionalità normativa dei vari Stati Membri in tema di trasporto ferroviario.

IV pacchetto – Il pilastro tecnico

Quarto Pacchetto ferroviario - Interoperabilità - Sicurezza

Il perseguimento dell’interoperabilità nel sistema ferroviario dell’Unione dovrebbe portare alla definizione di un livello ottimale di armonizzazione tecnica e consentire di facilitare, migliorare e sviluppare i servizi di trasporto ferroviario internazionale all’interno dell’Unione e con i paesi terzi e contribuire alla graduale realizzazione del mercato interno delle apparecchiature e dei servizi per la costruzione, il rinnovo, la ristrutturazione e il funzionamento del sistema ferroviario dell’Unione.

In Italia, il DECRETO LEGISLATIVO 14 maggio 2019, n. 57 stabilisce le modalità per contribuire al raggiungimento dell’interoperabilità tra i sistemi ferroviari degli Stati membri dell’Unione europea, aderendo all’armonizzazione tecnica disposta dalla direttiva (UE) 2016/797, al fine di facilitare, migliorare e sviluppare i servizi di trasporto ferroviario all’interno dell’Unione e con i paesi terzi, nonché di contribuire al completamento dello spazio ferroviario europeo unico e alla progressiva realizzazione del mercato interno.

Interoperabilità e normativa ERTMS

Il legame tra interoperabilità ed ERTMS è duplice:

  • Da un lato, l’interoperabilità si riferisce a una “interoperabilità geografica” tra paesi e progetti: un treno dotato di ERTMS può funzionare su qualsiasi altra linea dotata di ERTMS;
  • D’altra parte, si riferisce anche a una nozione tecnica di “interoperabilità tra fornitori“: un treno montato da un determinato fornitore sarà in grado di funzionare su qualsiasi altra infrastruttura di terra installata da un altro fornitore. Questo apre il mercato dell’offerta e aumenta la concorrenza nel settore.

Sempre a riguardo del legame tra interoperabilità ed ERTMS, La normativa europea copre principalmente due aspetti del sistema: la descrizione tecnica e il processo di messa in servizio. La figura seguente fornisce una panoramica del campo di applicazione della legislazione principale direttamente correlata all’ERTMS applicata a livello europeo.

ERTMS Interoperabilità - Normative Europee

Le Specifiche Tecniche di Interoperabilità (STI) hanno lo scopo di armonizzare i requisiti tecnico-normativi necessari al conseguimento dell’interoperabilità. Le STI definiscono gli standard tecnici ed operativi che devono essere rispettati da ciascun sottosistema o parte del sottosistema al fine di essere in linea con i cosiddetti requisiti essenziali e assicurare l’interoperabilità del Sistema ferroviario dell’Unione Europea.

Le specifiche ERTMS sono sviluppate dall’Agenzia dell’Unione europea per le ferrovie (EUAR) che funge da “autorità di sistema” per ERTMS – congiuntamente con i fornitori (riuniti in UNISIG) e le organizzazioni ferroviarie. Una volta adottato, le specifiche tecniche, che sono pubblicamente disponibile, devono essere applicati dai fornitori e dai gestori dell’infrastrutture e dalle imprese ferroviarie, garantendo così un’uniforme attuazione in tutta Europa.

Perché l’Europa ha scelto ERTMS

L’esistenza di numerosi sistemi di segnalamento in Europa è uno delle principali ostacoli al trasporto ferroviario internazionale. In effetti, ogni paese e / o fornitore tendeva a sviluppare il proprio sistema di segnalazione in passato, che ha provocato una varietà di sistemi in Europa – e talvolta persino in uno singolo paese. Inutile dire che tutti questi sistemi non erano interoperabili. Ogni treno utilizzato da una impresa ferroviaria nazionale deve essere dotato di almeno un sistema (a volte più) solo per poter funzionare in sicurezza all’interno quel paese, per non parlare dei corridoi paneuropei. Questo è costoso e aumenta in modo significativo la complessità tecnica e operativa di set di treni.

Per comprenderlo è sufficiente pensare ad un treno che debba partire da Bari per arrivare a Monaco di Baviera. Vari fattori, tra cui i vincoli di avere diversi sottosistemi di bordo presenti e carattere “non standard” dei set di treni
prodotto in una piccola serie per un percorso specifico. Inoltre, la cabina dell’agente di condotta dovrebbe avere un set di funzioni per ciascun rispettivo sistema di segnalamento, che ha un impatto non solo sui costi ma anche sull’ergonomia dell’interfaccia verso il macchinista.

ERTMS è la risposta. Come sistema di segnalamento unico per l’Europa, progettato per essere pienamente
interoperabile in tutta l’UE. Ciò significa che qualsiasi treno dotato di ERTMS potrà viaggiare su qualsiasi linea ferroviaria, purché anche l’infrastruttura sia dotata di ERTMS

Il Piano di Implementazione ERTMS in Europa

Il piano europeo di sviluppo ERTMS fissa le scadenze per l’attuazione dell’ERTMS e il suo obiettivo è garantire l’implementazione progressiva lungo le principali linee ferroviarie europee. Il Piano di implementazione è descritto nel regolamento di esecuzione (UE) 2017/6 della Commissione, del 5 gennaio 2017, relativo al piano europeo di attuazione del sistema europeo di gestione del traffico ferroviario. Il calendario per l’implementazione del sistema europeo di gestione del traffico ferroviario («ERTMS») nei corridoi della rete centrale è descritto nell’allegato I del regolamento.

Il piano di implementazione per i corridoi della rete centrale dovrebbe includere stazioni, raccordi, l’accesso ai
principali porti marittimi e interni, aeroporti, terminali ferroviari/stradali e componenti dell’infrastruttura individuati nel regolamento (UE) n. 1315/2013, in quanto essi sono essenziali per realizzare l’interoperabilità
nella rete ferroviaria europea

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Il Piano di implementazione ERTMS in Italia

Il piano di implementazione reti ERTMS in Italia è stato emesso dal Ministero infrastrutture e trasporto disponibile sul e comprende:

  • tutte le linee nuove, rinnovate o ristrutturate ed in particolare un calendario dettagliato per l’attrezzaggio di tali linee con ETCS;
  • il criterio per la dismissione del sistema di classe B esistente, SCMT, e le date indicative di dismissione di alcune tratte.

Implementazione ERTMS a terra e a bordo

In considerazione la raggiunta stabilità delle relative specifiche tecniche, Rete Ferroviaria Italiana considera il sistema maturo e con le potenzialità necessarie per essere implementato, oltre che sulla rete AV, progressivamente anche sulle linee della rete convenzionale (a cominciare dalla TEN-T Core Network), nonché per il trasporto ferroviario ad alta densità nei nodi urbani e sulle linee regionali a scarso traffico, ed ha pertanto proposto un piano di sviluppo di ERTMS sulla propria rete.

Per le reti regionali diverse da RFI, nell’ambito dell’accordo quadro tra RFI ed ASSTRA, RFI potrà essere chiamata a dare supporto per individuare le soluzioni migliori di adeguamento ai propri standard tecnologi, considerando ove conveniente l’opportunità di installare direttamente il sistema ERTMS al posto del Classe B.
Per le applicazioni ERTMS a bordo, in base ai piani di attrezzaggio dell’infrastruttura, il Piano Nazionale riporta coerenti considerazioni per gli attrezzaggi dei bordi.

Il Criterio di Decommissioning stabilito per l’SCMT

Nel Piano Nazionale è stato definito il criterio per la progressiva dismissione del sistema nazionale SCMT (Classe B).
Il criterio, contenuto nel Piano Nazionale ERTMS prevede:

  • di garantire le coesistenza dei due sistemi fino al 2026 per le tratte che verranno attrezzate con ERTMS entro tale data;
  • di prevedere la contestuale dismissione dell’SCMT per le tratte che verranno attrezzate con ERTMS successivamente al 2026, laddove opportuno e giustificato

I vantaggi dell’ERTMS

Abbiamo spiegato il legame tra ERTMS ed Interoperabilità per garantisce l’unifomità delle scelte tecniche e operative. Le società che gestiscono attività di trasporto passeggeri e merci possono così disporre di più tratte commerciali sulle quali operare. Ma si aggiunge:

  • Sicurezza: con ERTMS/ETCS, i dispositivi elettronici devono essere progettati e realizzati in accordo alle norme europee CENELEC per la sicurezza e nell’implementazione italiana, utilizzando l’approccio: “SICURO ALMENO QUANTO LO SONO I SISTEMI ESISTENTI” (GAMAB);
  • Prestazioni: con ERTMS è possibile raggiungere alte velocità con il minimo distanziamento tra i treni (nel progetto italiano treni a 300 km/h distanziati di 2 minuti e mezzo);
  • Disponibilità/Affidabilità: l’uso esteso di dispositivi elettronici, ridondati e inseriti in architetture per quanto possibile centralizzate, realizza elevati livelli di Affidabilità/Disponibilità/Manutenibilità.

Va vi sono ancora tanti ulteriori vantaggi applicabili anche elle reti ferroviarie regionali. Ecco una breve sintesi.

ERTMS e Ferrovie: vantaggi globali

Il mercato mondiale ERTMS

Attualmente la tecnologia ERTMS ha acquisto oltre il 50% della quota di mercato globale di segnalamento, con applicazioni in progettazione e realizzazione in tutti i continenti (più di 50 paesi che lo utilizzano o che lo stanno realizzando. Gli investimenti economici fuori dall’Europa rappresentano oltre il 50% della quota complessiva. Una grande opportunità per le aziende ed i professionisti del settore. Ciò costituisce, per le aziende del settore tecnologico ferroviario, una grande opportunità di business in quanto riferito ad un mercato molto più vista rispetto alle tecnologie convenzionali

Di seguito alcuni grafici riepilogativi. Le cifre indicano i km di infrastruttura e il materiale rotabile in esercizio per i quali esistono contratti ERTMS sottoscritti dalle società UNISIG (fonte dati è www.ERTMS.net)

Di seguito i dati relativi all’infrastruttura aggiornati a Settembre 2019

ERTMS - Km di infrastruttura contrattualizzati in tutto il mondo

ERTMS - Km di infrastruttura contrattualizzati in Europa

ERTMS - Km di infrastruttura contrattualizzati fuori Europa

Di seguito i dati relativi al materiale rotabile

ERTMS - numero di cabine contrattualizzate in tutto il mondo

ERTMS - numero di cabine contrattualizzate in Europa

ERTMS - numero di cabine contrattualizzate fuori Europa

ERTMS e Professioni

La normativa dell’Unione Europea prevede un Piano di implementazione ERTMS per ogni nazione dell’Unione
Entro il 2030, quasi 51.000 km di linee ferroviarie sui corridoi della rete centrale in Europa dovranno essere in servizio con ERTMS.
Per realizzare questo ambizioso obiettivo è necessario che gli operatori ferroviari si affidino a persone che garantiscano conoscenza, abilità e competenza in questa materia specialistica.

La figura professionale ESPERTO ERTMS

Il fattore umano è sempre la parte centrale di ogni sistema. E’ necessario che la persone possiedano nozioni che consentono di affrontare ogni fase del ciclo di vita dei componenti e dei sistemi ad egli affidati: dal concept alla progettazione, alla realizzazione, alla gestione. I tecnici possono trovarsi ad operare in vari ambiti, sempre relativamente al sistema ERTMS, che possono essere riassunti sinteticamente in:

  • Pianificazione di sistemi di trasporto ferroviario attrezzati con ERTMS;
  • Progettazione funzionale e progettazione tecnica della tecnologia applicata all’infrastruttura ferroviaria (cosiddetto “sottosistema di terra”);
  • Aggiornamento e consolidamento di norme tecniche, specifiche e standard tecnici, economici e contrattuali per la progettazione, costruzione, uso, manutenzione e controllo degli impianti ERTMS;
  • Coordinamento dei progetti di investimento ERTMS;
  • aggiornamento dei capitolati tecnici, delle tariffe e dei manuali di progettazione;
  • gestione dei lavori di realizzazione

Considerato il valore strategico è stato individuato un percorso di certificazione della professione “Esperto ERTMS”, attuato in italia da FACCertifica organismo accreditato da ACCREDIA (PRS n. 071C) e che ha individuato lo schema di certificazione.  basato su requisiti di formazione specifica ed esperienza.

Divulgazione Scientifica ERTMS

Il Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani supporta costantemente i propri associati promuovendo la formazione e l’aggiornamento professionale su temi che la comunità scientifica reputa strategici per la collettività, In tema di ERTMS propone costantemente occasioni informative (convegni e visite tecniche presso stabilimenti, Posti Centrali delle linee ad Alta Velocità), ma anche formative (con articoli di carattere scientifico, libri didattici e corsi di formazione).

Articoli scientifici e libri didattici

Di seguito alcuni articoli scientifici in tema di ERTMS pubblicati sulle riviste di Ingegneria Ferroviaria e Tecnica Professionale:

Ingegneria Ferroviaria – Giugno 2019

Analisi e valutazione degli effetti elettromagnetici dovuti ad installazione di boe eurobalise su ponti metallici tipo essen. Aanalysis and evaluation of the electromagnetic effects due to the installation of eurobalise beacons on essen type metal bridges Autore Matteo Memoli

Ingegneria Ferroviaria – Dicembre 2016

Stile di guida con ERTMS Livello 2 e segnalamento convenzionale lungo linea: uno studio esplorativo driving style for ERTMS Level 2 and conventional lineside signalling: an exploratory study. Autore dott. ing. jonathan peter powell dott. ing. roberto palacín

Tecnica Professionale – Marzo 2020

La piattaforma mistral per la diagnostica automatica del sistema ERTMS
autori Fabio Senesi, Raffaele Malangone e Andrea Fretta

Libri didattici

F. Senesi-E. Marzilli – Sistema ETCS sviluppo e messa in esercizio in Italia

Corso di Formazione ERTMS (certificato)

Entro il 2035 l’intera rete ferroviaria sarà attrezzata con l’ERTMS: circa 1000 km/anno e più di 5000 cabine di materiale rotabile saranno attrezzate con il Sottosistema di Bordo.

Le sfide

  • avere un sufficiente numero di risorse con competenze specialistiche di settore;
  • accrescere le capacità tecnico/organizzative di tutti i Gestori dell’Infrastruttura, delle Imprese Ferroviarie, di società di ingegneria, delle imprese realizzatrici, dei produttori di tecnologie e di tutti gli stakeholder interessati;
  • integrare l’applicazione del sistema ERTMS ai contesti Regionali.

Progettista funzionale ERTMS

Il CIFI ha elaborato un percorso specialistico completo, finalizzato alla certificazione delle competenze in materia di ERTMS, articolato in 4 moduli:

  • Contesto e principi di funzionamento;
  • Normativa tecnica e di esercizio, Sottosistemi di Bordo, reti di telecomunicazioni in tecnologia GSM-R;
  • Progettazione e redazione degli elaborati;
  • Valutazione Funzionale, Realizzazione e Messa in Servizio degli impianti.

Ecco alcune caratteristiche del corso:

Il corso è accessibile in modalità on-line dal proprio PC, con lezioni on-demand, materiale didattico, Esame finale per la qualificazione e l’avvio del percorso di certificazione.

Le informazioni sul corso sono disponibile alla sezione Corsi di Formazione. Iscrizioni al corso tramite la piattaforma formazione.cifi.it

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