Applicazioni ERTMS / ETCS su linee convenzionali RFI · PALERM Kilometers ERTMS 2020 ERTMS 2015...

Applicazioni ERTMS / ETCS su linee convenzionali RFI

6 Maggio 20146 Maggio 2014

Giorgio BonafGiorgio Bonaf èèDirezione ProduzioneDirezione Produzione

Fabio SenesiFabio SenesiDirezione TecnicaDirezione Tecnica

2

INDICE

• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia

• Costi e benefici: criteri decisionali

• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi

• ERTMS / ETCS su rete RFI

• Il Livello 1 in Italia


• Analisi funzionale preliminare

• ERTMS Progetto ERSAT

• La Rete Italiana

3

INDICE

• ERTMS / ETCS in Europa e in Italia• Costi e benefici: criteri decisionali








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Railway Needs of a Standards: Interoperability – ERTMS

European Railway Traffic Management System

5

ETCS Driver Machine Interface: the Ergonomic Intero perability

Only a Driver Machine inteface

6

Freight CorridorsThe ERTMS Technology evolution

ERTMS in Italy : State of the art

D

B

A

ERTMS on Corridors(3000km)

Pilot Line Baseline 3 overlapped on national system•ETCS L2 Corr D Pioltello -Treviglio•ETCS L1 + Radio Infill (Sicily)•ETCS L2 + pubblic bearer and Satellite (Sardinia)•ETCS L1LS Swiss Cross Border

ERTMS on High Speed/High Capacity Network•750 Km ETCS L2 in Operation (200tr/day)•450 Km ETCS L2 in construction (2017)

Benefit for integration of two Italian ETCS Project: •HS/HC•Corridors

ERTMS Corridors investment reuse RFI network technolog yGSM-R &SCMT (Eurobalise + Encoder) already in operatio n(11000km)

Milano Milano NodeNode: the ETCS : the ETCS LevelLevel 2 2 crossingcrossing Corridor A and DCorridor A and D

In Milano node we have an intersection between the two Corridors A and D

Milano Greco is the Control Room where will be placed the ETCS Level 2

Milano Greco

Benefit for integration of two Italian ETCS Project: HS/ HC and CorridorsExample Milano Greco : the same ETCS L2 Control Room for :

•Pilot Line Corridor D (construction)•Corridor D (tendering)•Milano – Chiasso (tendering)•HS/HC Treviglio Brescia (construction)•HS/HC Milano Torino (in operation moving from Torino)

A

D

ERTMS on board point of viewERTMS on board point of view

Existing High Speed FleetCompliant with hi-speed 230d network

Use of STM-SCMT on Baseline 3 lines

The Hispeed fleet is based on SRS ETCS 230d.

The freight or Eurocity train for ERTMS on conventio nal lines will be based on baseline 3.

HOW TO MANAGE IT?

Freight train Compliant with baseline 3 lines

Technically allowed to run on HispeedNetwork using SVM ( aniway not planned)

ERTMS Migration principle overlapping existing Class B SCMT

ETCS L1 or L2 Telegram | Packet 44 (SCMT Data)

Euro Balise

GSM-R

ETCS SCMT

SCMT uses Eurobalises and Encoder … ERTMS uses them also with GSM-R….

ETCS L1 o L2 Full Supervision Means Cab Signalling

Using Continuous or semi continuous information by GSM-R

ETCS L1 Limited Supervision Means No Cab Signalling

Without a semi continuous information by GSM-R(BL 3.4.0)

SCMTMeans No Cab Signalling

Without a semi continuous information by track coded infill

ERTMS BASELINE 2 on HS Italian network ERTMS BASELINE 2 on HS Italian network

•IN COMMERCIAL OPERATION SINCE 2005

•750 KMS EQUIPPED BY ERTMS/ETCS LEVEL 2 WITHOUT FALL BACK AT 300KM/H

•2.3.0D (ETCS) TRACKSIDE SYSTEM COMPLIANT

•180 TRAINS PER DAY

•5’ POTENTIAL HEADWAY

•180 ERTMS TRAIN

•ERTMS MANAGE A REAL COMMERCIAL COMPETITION

INTEGRATION AMONG RBCs and OBCs (Ansaldo and Alstom)

AnsaldoOBC

AlstomRBC

AlstomOBC

AnsaldoOBC

AlstomOBC

ERTMS/ETCS level 2Integration Safety

Case

AnsaldoRBC

Torino – MilanoMilano-Bologna

Bologna-FirenzeRoma-Napoli

ETR 500E402BE403(new fleet)

ETR 500ETR 600ETR 610ETR 485MITSUI 186

BASELINE 2 ERTMS on Italian network : TodayBASELINE 2 ERTMS on Italian network : Today

The trackside ERTMS Baseline implemented will be the baseline 3 because it offers better performance and it’s particularly suitable for the freight traffic for the following main reasons:�additional International Train Categories;�additional parameterization braking curves ;�use of " permitted braking distance " for managing the application of ETCS L1 on traditional signalling ;�adoption of the CR 818 (which avoids the braking for inconsistent BG) for the management of Balise groups containing only national data (SCMT PK44);�optimization of the Infill Radio functionality (CR 742 );

The "Level 2" solution is considered as the best ch oice for the Italian parts of the Corridors which require to preserve or to increase existing Lines performances, while in some other cases (large shunting areas and complex installations) also the "Level 1" solution will be implemented.

ERTMS Baseline 3 on conventional linesERTMS Baseline 3 on conventional lines

The first stone is the realization of 4 Pilot proj ects designed to define, test and consolidate, on small sections, the system specifications of ETCS Level 1 and 2 over Class B, with the aim to facilitate and accelerate the subsequent phase of corridors realization and have the elements to do the best technical choices.The ERTMS Pilot Projects on Italian conventional lines:

ETCS Level 2 implementation on the existing Nationa l system (SCMT) on the section: Milano Lambrate – Treviglio alo ng the Corridor D.

ETCS Level 1 implementation on the existing Nationa l system (SCMT) on the section: Sciara - Cammarata in Sicily

Baseline 3 ERTMS : first stepBaseline 3 ERTMS : first step

ERSAT (ERTMS Satellite) ETCS Level 2 implementation on the regional railway trial site in Sardinia (Section Cagliari – S an Gavino)

ETCS Level 1 Limited Supervision implementation on the existing Cross Border Italy Switzerland Corridor A.

Cost

Level 1

ERTMS Overlapping Migration strategy : Almost maintain the same performance of•Relay Interlocking +Axle Counter (12000km)•SCMT (Encoder & Eurobalises)•GSM-R

L1LSNo speed indication

L1LSspeed indicationWith Radio Infill

L1 FSWith Radio Infill

Strategy ERTMS Level 1 Baseline 3: Conventional Lines

Cost

Level 2

ERTMS Overlapping Migration strategy : Maintain the same performance of•Bacc (Blocco Automatico a Correnti Codificate 4500km)•Electronic or Relay Interlocking•SCMT (Encoder & Eurobalises)•GSM-R

RelayInterlocking

ElectronicInterlocking

Strategy ERTMS Level 2 Baseline 3: Conventional Lines

Limited Supervision in Italy: RFI - SBB Cross Border

ERTMS L1Limited SupervisionWithout cab signalling , vital Linking every signalComplete functionalities of L1: almost same protection o f SCMT

� The Pilot Line consists of ETCS Level 2 implementation (baseline 3) in parallel to the existing National system (SCMT).

� The section is: Milano Lambrate – Pioltello – Treviglio (about 30 km), along the Corridor D, where RBC connection will be realized with different types of interlockings.

The call for tenders of the Pilot Line was publishe d on the Official Journal of the European Union on the 14.09.2012 and contracted in November 2013

� An IXLs renovation project is under way on the Torino-Padova line, which is part of Corridor D route.

� As a result, there is a need to coordinate the Pilot project activities with the Torino-Padova ongoing investment project so that a full testing of traditional (electro-mechanical or relaybased) and new (computer- based) interlockingsis achieved.

Baseline 3 Level 2 Pilot Line (1/2)Baseline 3 Level 2 Pilot Line (1/2)

� It should be emphasized that the Pilot Line, once completed the experimental work, it may be used, subject to minimum reconfiguration, as an integral part of the Corridor D, maintaining the location of the central post at 'Milano Greco, the some place where it will be also controlled the axis of Corridor A.

� The end of project is foreseen for December 2015.

� By Decision C(2008)7888 of 10.12.2008 amended by Decision C(2011) 3250 dated 6.5.2011 the European Commission approved the grant of a financial contribution requested by the EEIG for Corridor D, for the project of common interest “ERTMS Implementation on the Railway Corridor D (Valencia - Budapest)” (no. 2007-EU-60120-P), that for the RFI part consists in the installation of a fully interoperable system in a Pilot Line inside corridor D route based on ERTMS.

Baseline 3 ETCS Level 2 Pilot Line (2/2)Baseline 3 ETCS Level 2 Pilot Line (2/2)

20

0 20 40 60

Kilometers

Corridoio ERTMS DERTMS attualeERTMS 2015ERTMS 2020

TORINO

VERONA

NOVARA

TRIESTE

VENEZIA

BRESCIA

TREVISO

CREMONA

RFI 2012 : New ERTMS Deployment Plan

(progetti in fase di approvazione)

21

0 10 20 30

Kilometers

Corridoio ERTMS attualeERTMS 2015ERTMS 2020ERTMS 2025

PM S.PELLEGR.

PM IDICE

PIAN DI VENOLA

S.BENEDETTO S

GRIZZANA

MOLINO D.PAL.

P.VENTURINA

RIOLA

PIOPPE DI S.

PORRETTA T.

SILLA

VERGATO

0 10 20 30

Kilometers

Corridoio ERTMS attualeERTMS 2015ERTMS 2020ERTMS 2025

Corridoio ERTMS A

LA SPEZIA

GENOVA

NOVARAMILANO

CHIASSO

DOMODOSSOLA LUINO

LECCO

BRESCIA

BOLOGNA

TORINOPIACENZA


22

0 30 60 90

Kilometers

Corridoio Helsinki - VallettaERTMS attualeERTMS 2015ERTMS 2020ERTMS 2025

Corridoio ERTMS B

BOLOGNA

TARANTO

BRENNERO

FOGGIA

ANCONA

ROMA

NAPOLI

GIOIA T.

PALERMO

CATANIA

LIVORNO

LA SPEZIA FIRENZE

BARI

VERONA


23

0 10 20 30

Kilometers

Corridoio Ferroviario Merci 5ERTMS 2015ERTMS 2020:1

TRIESTE

VENEZIA

TREVISO

TARVISIO

BOLOGNA

VICENZA

UDINE

RAVENNA

FERRARA


24

ERTMS: ETCS + GSM-R Architecture

25

Reduce Capacity consumption

26

The Railway operators have to be able to take advantage of all the new opportunities that ERTMS offers:

To create a European Interoperable railway Automatic Train Control system, increasing the competitiveness of the European railways for all kinds of railway traffic and a multivendors markets:

•High Speed;•High Capacity; •Low density;•Freight; •Mixed traffic; •Coexistence with legacy systems.

ERTMS is at the service of Railways

27

� over 2025 : UMTS, LTE, WiMax, clouding

�up to 350 Km/hENHANCE SPEEDENHANCE SPEED

TLC for signalling : THE NEXT CHALLENGES

ENHANCE ENHANCE CAPACITYCAPACITY

COEXISTENCE COEXISTENCE WITH UMTSWITH UMTS

PREPARE PREPARE MIGRATIONMIGRATION

INTEGRATE WITH INTEGRATE WITH OTHER TECH.OTHER TECH.

�by packet switching

� by technical-legal bindings and costs

� satellite

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Main Topics for next Railway Commandand Control Systems

• Phase out of GSM-R: Migration to LTE (Long Term Evolution)

But ! :assuring the existing asset protection

• Opportunity for ERTMS to be indipendent from a dedicated TLC network

29

• Regional lines : Concentrated Application for : – ERTMS Regional match perfectly the satellite solution :

NeedNeed High High availabilityavailability for Railway application (movingblock, safe head and tail train detection)

• High Density Train demand in big nodes area– Satellite solution for increase capacity: existing “in door”

appliction for positioning and data transfer?

Main Topics for Satellite application in the nextRailway Command and Control Systems

30

INDICE


• Costi e benefici: criteri decisionali• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi







31

Opera

tion

Rules

Infrastructure

Rolling Stock

Commandand Control

•Sicurezza

•Disponibilità

•Capacità e Ottimizzazione

•Standardse Interoperabilità

•Integrazione

•Sostenibilità economica

Comando e Controllo: valore aggiunto agli asset ferr oviari

32

Train Control System

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Configurazione a blocco flessibile con breviheadways alla partenza:•Separazione delle lunghezze di frenatura e diblocco•Riduzione dei requisiti sulla visibilità

Posizionamento della frenatura ottimale per brevi headways in arrivo:•Curva di frenatura dipendente dal treno•Separazione tra Movement Authority e Speed Profile

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Minimo valore dell’headwayhmin= tw +(1+1/n)v/2d+(Lo+Lt)/v+ ti

Headway

Watching time(sec) = tw

Numero di sezioni di blocco necessarie per l’arresto treno dalla velocità di esercizio = ndecelerazione di servizio media sicura (m/s2)= dvelocità (m/s) =vlunghezza di overlap (m)= Lo

lunghezza del treno= Lttempo di interlocking= ti

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0.6v/d è il 75% di hmin

È necessario calibrare la gestione della frenatura: new ERTMS BL3

Cab signalling : •Riduce il watching Time e massimizza l’uso dello Static speed profiledella linea specialmente a basse velocità per linee con sezioni corte, con molti profili differenti della linea o in arrivo e partenza da una stazione. •La gestione del calcolo della velocità di rilascio da parte del treno necessita di un cab signalling per massimizzare la sicurezza e l’operatività

Headway

36

Reazione del macchinista e cab signalling

� Il macchinista normalmente si accorge che il treno sta frenando peggio di quanto atteso. Allora reagirà prima del sistema e tenterà di mantenere la velocità al di sotto del valore permesso in approccio ad un obiettivo.

� Questa circostanza è enfatizzata in assenza di cabsignalling

� Dunque il cab signalling diventa indispensabile all’aumentare dei casi di arresto ad un obiettivo (es. linea ad alta densità)

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SLEoA

P SBI

Speed **2

Space

W

EBI

Release speed

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BOE ( PUNTI INFORMATIVI)

Encoder ApparatiLOGICA SCMT

BOE ( PUNTI INFORMATIVI)BOE ( PUNTI INFORMATIVI)

Encoder ApparatiLOGICA SCMT

BOE ( PUNTI INFORMATIVI)

Cab Signalling

Drive byLateral signal

.

S

V

Static speedprofile

Dynamic speedprofile

RealDynamicspeed profile Cab Signalling

.

S

VStatic speed

profile

Dynamic speedprofile

Real Dynamicspeed profile

Cab Signalling aumenta l’uso delle risorse dell’infrastruttura.

39

Incarrozzamento

42

Opportunità fornite dal nuovo Memorandum ofUnderstanding di ERTMS del 2012

Il MoU recentemente sottoscritto offre la possibilità di procedere salvando gli assetdell’ERTMS esistente. :

– Nuove tecnologie pre ERTMS (GPRS, IP, ATO,..)– Nuove prestazioni grazie alle SRS BL3 (aumento della

capacità, Train Categories, M-Version, etc..)– Nuove applicazioni scalabili di ERTMS (Regional,

Satellite,….)

43

ETCS (L1,2,3)

CBTCCommunications-Based Train Control System

Per massimizzare il ritorno negli investimenti nelle infrastrutture ferroviarie urbane:Alta capacità e automazion. Sistemi di telecomunicazioni aperti

Per creare un ATC europeo interoperabile e aumentare la competitività per le ferrovie europee per tutti i tipi di traffico ferroviario:•Alta velocità, Alta capacità, Bassa densità•Traffico merci, Traffico misto; coesistenza con legacysystems

• Automatic train protection (ATP); • Automatic train operation (ATO); • Automatic train supervision (ATS)

MoU-Migrazione ATO, GPRS e IP per ogni sistema di comunicazione aperto

ETCS Regional, Satellite application

Nuove sfide per ERTMS

Protezione degli asset nel tempo attraverso la flessibilità, legata ai moderni standard di comunicazione, soddisfano tutti le necessità ferroviarie attraverso scalbilità e modularità delle proprie applicazioni

4444

ETCS e CBTC: Sistemi di Comando e Controllo Ferroviari e Metropolitani

From Unife Presentation

45

ATC contro ATO

• ATO: 30 treni/h• ATC: 22 treni/h (con eccellente ottimizzazione della

condotta)

– ETCS towards ATO (Mou Aprile z2012)– ETCS merging CBTC: WP2 Shft2Rail

Programm

ETCS con ATO e Blocco Mobile

46

INDICE



• ERTMS / ETCS: definizioni e livelli operativi• ERTMS / ETCS su rete RFI






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ERTMS/ETCS Definizioni Principali

� ERTMS – Sistema Europeo di gestione del traffico ferroviario

� ETCS – Sistema Europeo di controllo e protezione della marcia

� SSB – Sotto sistema di Bordo

� SST – Sotto Sistema di Terra

� TSI CCS – Specifiche Tecniche di Interoperabilità inerenti il controllo, la protezione della marcia ed il segnalamento

� SRS – Specifica dei Requisiti di Sistema

� Baseline delle SRS – insieme documentale che contiene i requisiti del sistema ERTMS/ETCS definito dall’Annex A della TSI CCS. Le principali Baseline rese ufficiali dalla Commissione Europea sono:

� Baseline 3 - Decisione 2012/88/EU del 6/11/2012

� Baseline 2.3.0d - Decisione 2008/386/CE del 23/04/2008

� Baseline 2 - Decisione 2004/447/EC del 29/04/2004

48

Livelli ERTMS/ETCS

� Il treno attrezzato con il SSB ETCS svolge servizio su linea non attrezzata con il SST ETCS o attrezzata con sistema nazionale di cui il SSB ERTMS non sia equipaggiato

� Distanziamento e protezione della marcia è a carattere nazionale

� Soluzione normata con vmax 50km/h

ETCS

end of track segment

LIVELLO 0

49

Livelli ERTMS/ETCS

� Il treno attrezzato con il SSB ETCS e con il SSB nazionale svolge servizio su linea attrezzata con il corrispondente SST nazionale

� Distanziamento e protezione della marcia è a carattere nazionale

In Italia l’STM è l’ SCMT

ETCS National System

existing national system end of track segment

Optional, depending on national system

LIVELLO NTC (sistema di protezione nazionale) denomi nato anche LIVELLO STM

50

Livelli ERTMS/ETCS

� Il treno attrezzato con il SSB ETCS svolge servizio su linea attrezzata con il SST ETCS che garantisce una protezione discontinua

� Distanziamento a sezioni fisse (cdb, conta assi)

� comunicazione terra-treno attraverso Punti Informativi (boe Eurobalise)

� L’eventuale presenza di sistema infillrende opzionali i segnali laterali

� La Limited supervision è un modo operativo particolare del Livello 1

ETCS

Eurobalise end of track segment

optional

Euroloop

LEU

Interlocking

Radio infill

LIVELLO 1

51

Livelli ERTMS/ETCS

� Il treno attrezzato con il SSB ETCS svolge servizio su linea attrezzata con il SST ETCS che garantisce una protezione continua

� Distanziamento a sezioni fisse (cdb, conta assi)

� comunicazione terra-treno attraverso Punti Informativi (boe Eurobalise) e radio (GSM-R)

� i segnali laterali sono opzionali

ETCS

Eurobalise

Radio Block Centre

Interlocking

end of track segment

Optional

LIVELLO 2

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Livelli ERTMS/ETCS

� Il treno attrezzato con il SSB ETCS garantisce la propria integrità (controllo della coda) e svolge servizio su linea attrezzata con il SST ETCS che garantisce una protezione continua

� Distanziamento a sezioni mobili (non sono necessari sistemi a terra di rilevamento treni)

� comunicazione terra-treno attraverso Punti Informativi (boe Eurobalise) e radio (GSM-R)

� i segnali laterali sono opzionali ETCS

Eurobalise

Radio Block Centre

trainintegrity

Interlocking

LIVELLO 3

53

INDICE




• ERTMS / ETCS su rete RFI• Il Livello 1 in Italia





54

• 12.000 km in esercizio su rete elettrificata e su a lcuni tratti di rete non elettrificati a

maggior traffico

• Sistema ATP di Classe B Italiano con tecnologia int eroperabile Eurobalise per la

trasmissione terra-treno e con Encoder interfacciat i con ACE, ACEI, Aceli, ACC e

Bem, Bca, Bacf, Bacc 4 e 9 codici

• 4.500 km in esercizio su rete non elettrificata.

• Sistema ATP con tecnologia non interoperabile a mic roonde per la trasmissione

terra-treno e con Encoder interfacciati ai segnali luminosi.

• 700 km AV/AC in Livello 2 senza sovrapposizione con SCMT a 300 km/h con

interconnessioni con la rete convenzionale.

• 11 RBC presso i posti centrali di Torino, Bologna e Roma interfacciati con gli

interlocking di linea (ACC o ACC-M)

• 700 km AV/AC e 10.000 km rete convenzionale

Attrezzaggio tecnologico esistente in RFI

SCMT

SSC

ETCS

GSM-R

55

• Situazione attuale ERTMS/ETCS su rete RFI

• Linee AV/AC con ERTMS/ETCS Livello 2:

• Linee TO-MI-BO-FI Basate su SRS 2.3.0d,

• Linea RM-NA in fase di adeguamento

• Sviluppi futuri

• Applicazione ERTMS/ETCS su linee convenzionali

• Sovrapposizione con il segnalamento preesistente

• in linea

• in stazione

• Riutilizzo tecnologie SCMT già in esercizio

• Messa a punto delle specifiche (progetti pilota)

ERTMS / ETCS su rete RFI: introduzione

56

• Progetti pilota• Livello 1 + RIU (sito Sciara – Cammarata) e Domo -Novara

• Livello 2 (Milano - Treviglio) e Milano – Chiasso

• Sperimentazione su referenziazione satellitare (Sardegna)

• Livello 1 Limited Supervision su tratte confine Svizzera –Italia

(ranzo Luino e Domo –Iselle)

• Attrezzaggio della linea DD con ERTMS L2

• Collaborazione fra RFI e RFT e STA per la specificazi one

dell’applicazione ERTMS L2 su linee regionali in co ncessione

ERTMS / ETCS su rete RFI: introduzione

57

• Criteri per la scelta delle tipologie di linee su c ui effettuare la

sperimentazione:

ERTMS / ETCS: scelta dei siti pilota

• Obiettivi della sperimentazione su siti pilota:

• consolidamento SRS ETCS L1 + R.I. per linee con sis temi di

blocco discontinuo e località di manovra (sito pilot a: Sciara –

Cammarata)

• consolidamento SRS ETCS L2 su linee RFI con sistemi di blocco

continuo (sito pilota: Milano – Treviglio, appartene nte al

Corridoio D)

ETCS L1 + R.I. (sistema discontinuo) li nea con blocco conta-assi

ETCS L2 (sistema continuo) linea con bacc

58

ERTMS / ETCS: scelta dei siti pilota

• Obiettivi dell’attrezzaggio della linea DD:

• favorire le relazioni AV/AC Firenze Castello – Roma Tiburtina:

• eliminando la necessità di fare transizioni di livel lo per i treni non

stop;

• elevando la velocità della linea a 300km/h per i tre ni aventi

determinate prestazioni;

• pur garantendo il servizio regionale nei tratti ant enna da Valdarno

a Firenze e da Orte a Roma;

• con CO n. 330/AD è stato costituito un GdL che ha il mandato di:

• proporre le scelte funzionali, prestazionali e tecn ologiche di

sistema per l’adeguamento della linea agli standard AV;

• elaborare un progetto di massima che consolidi le s celte

individuate;

59

Maggiore flessibilità e prestazioni per il traffico misto in virtù di:

� maggior numero di categorie treno disponibili

� maggior parametrizzazione del modello di frenatura

� uso di “permitted braking distance” (pacchetto 52) per la

gestione dell’applicazione ETCS L1 su segnalamento RFI

tradizionale

� adozione CR 818 (che evita la frenatura per PI inconsistente)

per la gestione dei punti informativi contenenti solo dati

nazionali (pacchetto 44 di SCMT)

� ottimizzazione della funzionalità Radio Infill (CR 742)

Scelta della versione SRS ERTMS / ETCS Baseline 3

60

INDICE





• Il Livello 1 in Italia• Il Livello 2 in Italia




61

- 38 km su binario unico - linea elettrificata- DCO, apparati ACEI- blocco conta-assi (~19km)- blocco a correnti fisse (~19km)- automotrici diesel- 2 fornitori sia per SST che SSB- velocità massima = 130 km/h

Linea pilota L1 + Radio Infill

62

Radio Infill

ETCS SCMT

Convivenza tra servizio SCMT e test ETCS L1

I punti informativi contengono il pacchetto 44 utilizzato da SCMT

L1 Telegram | Packet 44 (SCMT Data)

Euro Balise


63

Possibili architetture di Radio Infill

Architettura distribuita

Architettura concentrata

RIU C

GSM-R


64

Linea pilota L1 + Radio Infill Sciara - Cammarata

Tracciabilità requisiti 1/3

Protezione segnali fissiBinari di circolazionePL su linea BacfSegnali per blocco 2 aspettiSegnale di avanzamento

Protezione PLProtezione PL art.53/1 (1 solo PL protetto dal segn ale)

RicalibrazionePiù itinerari originati nello stesso punto

Itinerari deviati di arrivo e partenzaItinerari a 30 km/h e 60 km/hItinerari a 30 km/h e 60 km/h ove non è ammesso libe ro transitoItinerari di partenza verso la piena linea

65



Radio InfillAttrezzaggio segnali 1° cat. con funzione di distanzi amentoAttrezzaggio segnali 1° cat. PLUtilizzo RIU-L e RIU-CComunicazioni con RIU in roaming

Velocità massima della lineaFino a rango CRiduzioni di velocità fino a 20 km/h su linee con ve l.max 160 km/hRiduzioni di velocità superiori a 20 km/h e fino a 6 0 km/h su linee

con vel.max 160 Km/hVariazioni di velocità in aumentoVariazioni di velocità in senso restrittivo ricadent i in asse al FV

Velocità massima rispetto al GdFProtezione GdF

66



Protezione rallentamentiProtezione rallentamenti in linea

Protezione rispetto al modulo di condotta

Supero rosso autorizzato (override)Su segnali di 1° cat. che svolgono funzioni di dista nziamento Su segnale di protezione propria PL

Protezione rispetto al limite di carico dei carriRiduzione di vel. per peso assiale ≤ 20 km/h (linea fino a 160 km/h)Riduzione di vel. per peso assiale > 20 km/h (linea fino a 160 km/h)

Track conditionsarea di inibizione fermata area di segnalazione acustica

Limited Supervision in Italy: RFI - SBB Cross Border

ERTMS L1Limited SupervisionWithout cab signalling (BL340) , vital Linking every sign alComplete functionalities of L1: almost same protection o f SCMT

68

INDICE



• ERTMS / ETCS: livelli operativi



• Il Livello 2 in Italia• Analisi funzionale preliminare



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V O G H ERA

V ILLA O P IC IN A

V IC E N Z A

VE RO N A Q U AD R. E U R

V e r d e l l o D a lm in e

V E RC E LLI

V E N E Z IA M E S T RE

V ALE N Z A

T RIE S T ET RE V IS O

T RE V IG LIO

T RE N T O

T O RIN O

S E RE G N O

S AN T H IA`

S . C AN D ID O

RO V AT O

RO N C H I

RH O

P O RT O G RU ARO C .

P IAC E N Z A

P AD O V A

O LM E N E T A

N O V ARA

M O RT ARAM O D AN E F X

M ILAN O

LU IN O

G O RIZ IA

G ALLARAT E

F IRE N Z E

D O M O D O S S O LA

C RE M O N A

C IT T AD E LLA

C H IV AS S O

C H IAS S O

C AS ALE M .

Bu sto Ar si z io

BU S S O LE N O

BRO N I

BRE S C IA

BRE N N E RO

BO LZ AN O

BO LO G N A

BO . IN T E RP O RT O

BE RG AM O

T ARV IS IO

AO ST A

V E N T IM IG LIA

T O RT O N A

O V AD A

G E N O V A

ARQ U AT A S C RIV IA

ALE S S AN D RIA

0 2 0 4 0 6 0

Kilometers

C O RRIDO IO DD irettriceG ronda N ord d i Venezia

- 35 km doppio binario elettrificato- Bacc- apparati multistazione (disponibili a fine dic.2013 cfr. progetti Torino-Padova)- 1 fornitore per SST e SSB - velocità massima = 180 km/h

Linea pilota L2

Linea: Milano Lambrate (e) – Treviglio (i)Tratte e PdS interessati:Lambrate – Bivio Lambro – Pioltello – MelzoScalo – Cassano d’Adda – PM Adda -Treviglio

Attrezzaggio sui binari di corsa + alcuni binari principali di circolazione (siti in Pioltello, Melzo Scalo, Cassano d’Adda, PM Adda e Treviglio)

70

Linea Pilota ERTMS/ETCS L2 Mi Lambrate – Treviglio

Realizzazione di tratta prototipale con Sistema distanziamento Treni ERTMS/ETCS L2 Baseline 3:

• Tratta interessata: Milano Lambrate - Treviglio

• Obiettivo: test e validazione di applicazione ERTMS/ETCS L2 su linea tradizionale in presenza di segnalamento luminoso laterale che rimane acceso

• Attività che si sovrappone alle attività di upgrading della linea Torino –Padova

• Funzioni innovative rispetto alle linee AV/AC per la gestione delle funzioni degli impianti di segnalamento tradizionali

• Apparecchiature ERTMS/ETCS L2 posizionate nel PC di Milano Greco

• Gara in fase di aggiudicazione ad ANSALDO STS

71

Linea Pilota ERTMS/ETCS L2 Mi Lambrate – Treviglio

Architettura funzionale

72

Effettuazione prove in campo sui siti pilota

Principio: l’attrezzaggio ETCS Baseline 3 dei siti pilota deve garantire l’operatività tecnico e funzionale del SCMT senza provocare intrusività sulla circolazione dei treni.

�I PI SCMT vengono riconfigurati con l’inserimento dei pacchetti ETCS Baseline 3 e la modifica dell’Header

�I PI SCMT mantengono il PK44 (telegramma SCMT) in prima posizione

�Il processo adottato garantisce, in questa fase, la non intrusività della riconfigurazione sulle funzionalità SCMT (modifica non rilevante)

73

Effettuazione prove in campo sui siti pilota

� Gli SSB ETCS (Baseline 2.3.0d) dei treni in esercizio, qualora istradati sulle linee dei siti pilota, ignorano le informazioni dei PI (configurati con M_VERSION = 2.0) restando in livello STM

� Gli SSB SCMT e SSC dei treni in esercizio gestiscono il PK44 (telegramma SCMT) provenienti dai PI riconfigurati per ETCS BL3 (M_VERSION = 2.0) realizzando le protezioni SCMT

74

Struttura telegramma Eurobalise

75

Struttura Header telegramma Eurobalise

76

Linea Milano - Chiasso ERTMS/ETCS L2

�Sovrapposizione Sistema distanziamento Treni ERTMS/ETCS L2 al SCMT

�La Baseline di riferimento per l’implementazione del sistema ERTMS/ETCS L2 sulla linea Milano – Chiasso:

• a bordo dovrà essere la BL3 in quanto in Svizzera è implementato il Livello 1 Limited Supervision disciplinata con la BL3

• a terra, poiché il RBC svolgerà funzione di RBC di nodo per i transiti Melegano-Rho AV, deve essere compatibile con i bordi 2.3.0d

�Utilizzo dell’ACC-M del Nodo di Milano per la gestione della tratta Milano (e) –Monza (e)

�Nuovo ACC-M tratta Monza – Chiasso (e)

�Rinnovamento del blocco automatico sull’intera linea con sezioni di estesa 900 m..

�Sulla tratta Monza - Chiasso (e) Blocco automatico con emulazione RSC

�Gestione della stazione di Chiasso (CH) come Stazione Porta dell’ACC-M

77


Confine nazionale Italia - Svizzera

In area Svizzera entro il 2015 sarà attivato ERTMS/ETCS Livello 1 con modalità Limited Supervision

Gestione delle transizioni di livello ERTMS al confine Italia (L2) –Svizzera (L1/LS) effettuate in maniera dinamica (senza richiedere l’arresto del treno per cambio sistema)

78


Ipotesi confine di ingresso in area ERTMS/ETCS L2 da area L1/LS

Ipotesi confine di uscita da area ERTMS/ETCS L2 verso area L1/LS

Area ERTMS/ETCS L1/LS CH

Confine politico

Area ERTMS/ETCS L2 sovrapposto a segnalamento luminoso e SCMT

Ipotesi di configurazione di confine ERTMS

IT

79

Nodo di Milano - Passante ERTMS/ETCS L2

RBC di Nodo permetterà:

• l’eliminazione dei punti di transizione di ingresso e uscita dalle linee AV/AC afferenti attuali (Milano – Bologna e Torino – Milano) e future (Treviglio – Brescia)

• il transito di treni interoperabili ERTMS/ETCS L2 non dotati di sistemi di protezione/controllo nazionali

ERTMS/ETCS L2 si sovrapporrà al ACC-M del Nodo di Milano con relativo SCC-M

80

Nodo di Milano – Attrezzaggio ERTMS/ETCS L2 presente e futuro

BRESCIA AV/ACBRESCIA AV/AC

NODO MILANO ERTMS/ETCS L2

Linee AV/AC esistenti

Passante To-Mi-Bo

Raccordo linee AV/AC nel Nodo

Monza - ChiassoMilano - Monza

Linea DD Firenze – Roma

Valdarno nord

Orte sud

Obiettivo : favorire le relazioni AV/AC Firenze-Romaelevando la velocità della linea a 300km/h per i treni aventi determinate prestazioni pur garantendo, nei tratti antenna da Valdarno a Firenze e da Orte a Roma, il servizio regionale.

Al fine di raggiungere l’obiettivo si provvederàall’attrezzaggio della linea con ERTMS L2, con innesti a Rovezzano e Settebagni, e l’attrezzaggio con il SSB ERTMS ed STM-SCMT dei treni regionali che percorrono le relazioni Firenze-Valdarno e Orte-Roma.

82

INDICE







• Analisi funzionale preliminare• ERTMS Progetto ERSAT


83

ERTMS ETCS BL3 prevede l’esistenza di due gruppi di categorie treno

definite sulla base:

• dell’accelerazione laterale non compensata in curva (cfr. ranghi di velocità)

• di altri fattori (tipo treno, tipo freno)

Il veicolo può appartenere a più di una di queste categorie

L’infrastruttura può trasmettere gli SSP relativi ad un certo numero di queste

categorie.

Il profilo di velocità del treno sarà determinato dall’intersezione delle

categorie del bordo con i profili trasmessi da terra.

Analisi funzionale preliminare: categorie treno

84

Margini di sicurezza:

� Il modello di frenatura specificato nelle SRS ETCS BL3 consente di separare i margini di sicurezza relativi alle caratteristiche dell’infrastruttura da quelli propri del materiale rotabile.

� Il gestore dell’infrastruttura può quindi trasmettere (packet 3) i parametri di sicurezza che considerano le sole esigenze dell’infrastruttura.

� L’Impresa Ferroviaria (o il costruttore dei veicoli) può integrare i margini con i parametri che considerano le caratteristiche specifiche del materiale rotabile e generare così curve di frenatura che rispettano esattamente i vincoli richiesti dalla sicurezza.

� In questo modo è possibile, senza diminuire la sicurezza, evitare le penalizzazioni della marcia che nascono dall’esigenza di proteggere complessivamente differenti tipologie di materiale rotabile (la parametrizzazione del modello di frenatura oggi essendo univoca è legata alle caratteristiche del peggior treno circolante).

Analisi funzionale preliminare: modello di frenatur a

85

Gamma trainsTreni a composizione bloccata le cui caratteristiche frenanti sonospecificate in termini prestazioni e margini di sicurezza specifiche per il datorotabile


Available Adhesion Weighting Factor (National Value)

M_NVAVADH

Emergency Brake Confidence Level (National Value)

M_NVEBCL

INFRA MANAGER

RAILWAY UNDERTAKING

A_brake_emergency A_brake_safe A_brake_ dry

Kdry_rst TABLE

Kdry_rst(EBCL 9) ��

Kdry_rst(EBCL i) ��

Kdry_rst(EBCL 1)

Kwet_rst

Predefined train composition (train input or train preparer/driver selection)

86

Lambda trainsTreni non necessariamente a composizione variabile le cui caratteristichefrenanti sono deducibili in modo generico dai dati di Percentuale di Massa Frenata e lunghezza.


INFRA MANAGER

RAILWAY UNDERTAKING

A_brake_ tun ed A_brake_ converted Conver

sion Model

Braked weight percentage (train preparer/driver)

λλλλ

Train type & length (train

preparer/driver)

Integrated correction Factor s (National Values)

Kv_int

v P

Kv_int

v

G

Kr_int

L

P/G L_train

87

Section in which the braking distance

has to be meet.

Lower performance train cannot stop before the signal

EBI of well braking train

Vmax Line/Train Triggering of the brakes in case of warning signal at yellow

Lower performance train: EBI shifted

Necessary speed reduction for lower performance train

Warning signal

Balise

Vmax lower performance trainEBI of lower braking performance train

Stop signal

Date le caratteristiche del segnalamento, la velocità massima del treno dipende dallesue prestazioni frenanti.


88

Confronto tra i modelli di frenatura SCMT e ETCS BL3 per lambda train

k = 0.8, train lenght = 400 m

PMF = 135%

FLAT TRACK

m

Km/h

m

Km/h

k = 0.9, train lenght = 650 m


89

ETCS L1 con distanziamento fisso e velocità variabile

� Segnalamento e End of Autority (EoA)

Pk 52

� Protection passaggi a livello (LX)

Analysis Reg. EC 352/09Pk 52

Analisi funzionale preliminare

90

� Rallentamenti (TSR) - soluzioni alternative all’uso del pacchetto 52

� Using TSR key to trigger packet 52 D

N-2N-1

1200 m.

L-1S-A S-B

200 m.

A-A A-D

TSR

� Adding a dedicated Balise Group sending packet 52

TSRN-2N-1

N m. 1200 m.

200 m.

PK52

Analisi funzionale preliminare

ETCS L1 con distanziamento fisso e velocità variabile

91

INDICE








• ERTMS Progetto ERSAT• La Rete Italiana

• Total length: approximately 50 km • Double track regional line: to test train

localization on parallel tracks • Fixed block (L2) train separation

• In the scope of ERSAT :• Satellite-based enhanced localization system:

• Local Area Augmentation network enhancing EGNOS service

• Multi-constellation receivers, adopting also Galileo early services

• GNSS-denied Area localisation System• Integration with the ERTMS-ETCS system and

with a multi-bearer TLC network for data communications with trains

• Validation and certification of the SIL4 level for train SAT-based localization

• Independent assessment by a NoBo• 14/01/13 MoU signed between ASI and

Sardinia Region to finance the project• 03/04/14 RFI partecipate at Call H2020-

Galileo-2014-1 for ERSAT EAV project

The ERSAT regional railway trial site in Sardinia

Two EU Project

DG Move – ERA - ERTMS

DG Enterprise - ESA, GSA - Galileo

MoU ERTMS New Application

Satellite Application for ERTMS

Interoperability, Standard, Scalability, Reduce Cos t

For each MA (Movement Authority) Trackside signalling system (Radio Block

Center) know the sequence (ETCS packet) of virtual balises expepected from

position report sended by the train.

Any mystake from the sequences of Virtual Balises sended from the train to

RBC cause an alarm for that train

Virtual Balise System Approach

2. The ERTMS Technology evolution

ConceptConcept

SystemSystem

ValidationValidation

96

Localization:managing position accuracy along the route

GPS GLONASS GALILEO

multi-constellationpromises

SIL 4

3. The Sardinia Test Site in the programme roadmap

97

ETCS Requirement for Trains Current Position

(Par. 5.3.1.1 in S041 Rev.2.1.0 Performance Requirements for Interoperability):

•

Use of Satellite Positioning for ERTMS/ETCS

2. The ERTMS Technology evolution

98

Progetto ERSAT Progetto ERSAT –– ERERTMS TMS SATSATelliteellite

ERSAT: Sovrapposizione ai sistemi di segnalamento e sistenti su circa 50km di infrastruttura ferroviaria sarda e su due r otabili attrezzati con il sistema ERTMS di Livello 2, includendo i dis positivi di localizzazione satellitare e TLC precedentemente va lidati con lasperimentazione in ambito Progetto 3InSat.

Gli obbiettivi principali della sperimentazione son o:

� sistema di localizzazione del treno alternativo a q uello basato su Eurobalise normalmente usato in ERTMS (introduzione del concetto di virtual balise) - Positiva Campagna di Test in corso

� ri-uso delle risorse radio già disponibili (operator i pubblici TIM, Wind, Omnitel, ecc..) o a basso costo (Tetra) con possibi lità di configurazione della priorità di chiamata del servizio ferroviario. No extra costi per GSM-R Positiva Campagna di Test in corso

� remotizzazione del controlli/comandi IXL-RBC via wir eless (radio, satellite, ecc..) in alternativa all’uso di fibra o ttica.

� la possibilità di utilizzare anche la comunicazione satellitare fra terra e treno per l’invio delle autorizzazioni al movimento e conseguentemente la dimostrazione del porting del Protocollo Euroradio su IP (commutazione di pacchetto).

Protection Level vs travelled distance

Reference ERTMS architecture with IP-Telecom and GNSS

RBC

ERSAT ERSAT ERTMS ERTMS -- SATELLITE Baseline 3 Level 2/3 Pilot SATELLITE Baseline 3 Level 2/3 Pilot

Line Line

Ground Segment

EWAN - EGNOS Wide Area Network

User Segment

Local Area Augmentation System for Railway

GNSS-denied Area localisation System

Multi-constellation SAT

SIL 4 EGNSS-based Enhanced Localisation for

RailwayERTMS

Space Segment

ERSAT satellite-based localisation enhancement

ERSAT ERSAT ERTMS ERTMS -- SATELLITE Baseline 3 Level 2 Pilot Line SATELLITE Baseline 3 Level 2 Pilot Line

ERSAT Baseline 3 Level 2 Pilot LineERSAT Baseline 3 Level 2 Pilot Line

ERSAT REFERENCE Architecture

EGNOSEGNOSRadio Block Center

(RBC)Radio Block Center

(RBC)

TALS

RS 1

RS 2

RS n

…

LocalAIMN

EDAS

GPS-GALILEOSPACE

SEGMENT

Localization functions (SIL4)

• Confidence interval for trainseparation

• Start of Mission• Parallel track ambiguity

resolution

TALS : Track Area Localization SystemAIMN : Augmentation and Integrity MonitoringNetworkRS: Reference StationEDAS: EGNOS Data Access Service

Euroradio IP Parallel TLC Multiple Carrier Management

102

ProgettoProgetto ERSAT: ERSAT: architetturaarchitettura didi riferimentoriferimento

GNSS Control Centre

Radio Block Centre

RBC

Rete TLC cablata o wireless

deviatoi Segnali

AltriAltri circuiticircuiti

GSM Centrale(MSC)

IXL

GSM/Tetra Periferico (BTS)

ricevitoresatellitare

LDS LDS

terminalemobile

GPS / EGNOS / GALILEO

Posizione

Posizione

SIL4

SIL4

MA, P

ositi

on

MA, P

ositi

on

Repor

t

Repor

t

Future Signalling System for Main or Secondary Lines Bas ed on ERTMS Level 3

104

RBC

Parallela sperimentazione posizionamento satellitare sicuro (SILParallela sperimentazione posizionamento satellitare sicuro (SIL 4) del treno 4) del treno su sito pilota di 50 km (Cagliari su sito pilota di 50 km (Cagliari –– S. Gavino) con ERTMS L2S. Gavino) con ERTMS L2

Conformità alle specifiche ERTMS

TETRATETRATETRATETRA

Position of all trains

on controlled area

Boe Eurobalise

3InSat 3InSat

ERSAT ERTMS-ETCS Test Site

SATLOCSATLOC

EGNOS-GALILEO upgrade for rail

2012 2013 2014 2015

GRAIL 2

Reference GSA presentation

Early ServicesEarly Services

2016 2017

SynergybetweenERSAT,

Shift2Rail and EGNOS-GALILEO

SynergybetweenERSAT,

Shift2Rail and EGNOS-GALILEO

Project supported by ASI-RegioneSardinia as Test Site for ERTMS L2, L3 with satellite localization

Project supported by ASI-RegioneSardinia as Test Site for ERTMS L2, L3 with satellite localization

Progetto ERSAT: il contesto europeo :Progetto ERSAT: il contesto europeo : Roadmap

106

INDICE










107

To be Found anEconomical Soustenability

The Italian Rail Network

ERTMS Baseline 2 Level 2 Project OngoingERTMS Baseline 2 Level 2 Project Ongoing

ERTMS Baseline 3 Project OngoingERTMS Baseline 3 Project Ongoing

Applicazioni ERTMS / ETCS su linee convenzionali RFI · PALERM Kilometers ERTMS 2020 ERTMS 2015...

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