Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale
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UNA METODOLOGIA SINTETICA PER LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI STAZIONI FERROVIARIE
Stefano Impastato Luigi Capodilupo
Sommario
L. Capodilupo S. Impastato Una metodologia sintetica per la valutazione delle prestazioni di stazioni ferroviarie 2
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
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.
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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 ferroviarie 4
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 dell’indicatore è uguale a 1
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-11
AREA DI STUDIO GLOBALECONFIGURAZIONE DI IMPIANTO
Gli indicatori, struttura e funzioni
IFUNZIONALE
Parametri di riferimento:
IF,CONFIGURAZIONE (D, B, M)
IENTE Per singolo ente
Elaborati per singola area di studio
MARCIAPIEDI BINARIDEVIATOI
IGLOBALE(STAZIONE)
CIRCOLAZIONE
Per singola caratteristica
ICAPACITA’
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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.
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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
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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.
Itinerari 1-II 1-III 2-I 2-III I-4 II-3 III-3 III-4N. di circolazioni 46 20 35 25 35 46 20 25
N. tot di circolazioni 252N2 63504
ENTRATA USCITA
Nella matrice degli itinerari si inserisce, dove è presente un segno di
incompatibilità , il prodotto (ni x nj).
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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.
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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 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.)
(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
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Deviatoi: indicatori funzionali
(4)- Collegamenti
(5)- Banalizzazioni
(6)- Precedenze
Studia il peso (o l’utilità) di ogni deviatoio, nella formazione dei collegamenti tra i binari di stazione con i binari di linea
Studia il peso (o l’utilità) di ogni deviatoio, nell’utilizzo dei binari banalizzati
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
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Deviatoi: indicatori funzionali – indicatori ente - l’indicatore configurazione
(7)- L’indice di sicurezza Valuta il grado di sicurezza dei
deviatoi, durante il processo di circolazione
INDICATORI ENTE
(8)- L’indice di utilità per singolo deviatoio
(9)- L’indice 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.
𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆𝐔𝐑𝐀𝐙𝐈𝐎𝐍𝐄=∑𝐢=𝟏
𝐧
(𝐕𝐈 ,𝐒𝐃 ) 𝐢+𝐕𝐈 ,𝐍𝐃
𝐧 ° 𝐈𝐒𝐃+𝟏
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Binari di stazione - metodo e funzioni
INDICATORE DELLE FUNZIONI
INDICATORE DEI COLLEGAMENTI
INDICATORE DELLA FUNZIONALITA’ DEL
SINGOLO BINARIO
FUNZIONI
ID FUNZIONE FUNZIONITIPO DI BINARIO
A TRANSITO CORSA
B FERMATA PER PRECEDENZE CIRCOLAZIONE
C FERMATA PER IL SERVIZIO VIAGGIATORI CIRCOLAZIONE
D MANOVRE SECONDARI
E TERMINALE E RICOVERO GUASTI SECONDARI
INDICATORE FUNZIONALE, DELLA
CONFUGRAZIONE DEI BINARI
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Binari di stazione – indicatori funzionale e l’indicatore configurazione
(1)- L’indice 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; 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.
(2)- L’indice dei collegamenti Esprime la funzionalità di un
binario in base ai collegamenti permessi con i binari di linea.
n° CB, è il numero di collegamenti che possono essere realizzati;
n° CTOT, è il numero di collegamenti totali esistenti in stazione.
𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆𝐔𝐑𝐀𝐙𝐈𝐎𝐍𝐄=∑𝐢=𝟏
𝐧𝐕 𝐈 ,𝐒𝐁𝐢
𝐧 ° 𝐈𝐒𝐁
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INDICATORI DELLE CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE
Marciapiedi – metodo
LUNGHEZZA
INDICATORI DELLE CARATTERISTICHE FUNZIONALI
NUMERO DI
BINARI SERVITI
MODALITA’ DI
ATTRAVERSAMENTO
DEI BINARI
INDICATORI DELL’INGOMBRO TRASVERSALE DELLA
STAZIONE
DISTANZA FV -
MARCIAPIEDELARGHEZZA
INDICATORE DI UTILITA’ DEL
SINGOLO MARCIAPIEDI
INDICATORE DI UTILITA’ DEL
NUMERO DI MARCIAPIEDI
INDICATORE FUNZIONALE DELL’ UTILITA’
DEI
MARCIAPIEDI
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Marciapiedi – Indicatori funzionali
(1) Indicatore della lunghezza utile
(2) Indicatore della larghezza utile
(3) Indicatore del numero di binari serviti
α = 0, se LRIF ≤ LM e LA,RIF ≤ LA,M;
α = –1, se LRIF > LM e LA,RIF >LA,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 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
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
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Marciapiedi – Indicatori funzionali, Indicatore ente
(4) Indicatore della modalità di accesso
Esprime l’utilità del marciapiede rispetto alla lunghezza del percorso necessario per raggiungerlo, e alla modalità di accesso
(5) Indicatore dell’ingombro trasversale
Esprime l’influenza di un marciapiede sullo sviluppo trasversale della stazione.
(6)- L’indice di utilità per singolo marciapiede
(7)- L’indice del numero dei marciapiedi
Valuta la funzionalità del singolo marciapiedi rispetto alle caratteristiche studiate
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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.
𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆𝐔𝐑𝐀𝐙𝐈𝐎𝐍𝐄=∑𝐢=𝟏
𝐧
(𝐕𝐈 ,𝐒𝐌 ) 𝐢+𝐕 𝐈,𝐍𝐌
𝐧 ° 𝐈𝐒𝐌+𝟏
𝐈𝐆𝐋𝐎𝐁𝐀𝐋𝐄=𝐈𝐂+𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆 .(𝐃)+𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆 .(𝐁)+𝐈𝐅 ,𝐂𝐎𝐍𝐅𝐈𝐆 .(𝐌)
𝟒 ≤𝟏
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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
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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
Latina 182 10 3 2
Priverno 182 18 6 2
Sezze 182 26 7 3
II
III
FV
NAPOLI ROMA
2
1
5
4I
IV
1b1a
2b2a
3a3b
4b4a
5a5b
8a8b
7b
6b6a
7aII
III
FV
NAPOLIROMA
2
1
5
4I
B
A
2a 4b2b 4a
5b5a3a 3b1a 1b
I
II
III
IV
V
4
3
FV
NAPOLI ROMA
DEPOSITO MEZZI E MATERIALI PER LA MANUTENZIONE
VI
VII
2
1C
B
A I
II
III
IV
V
VI
FV
NAPOLI ROMA
TERRACINA
3
2
1
5
4
PRIVERNO
1b
1a
2a2b
3a3b
4a
4b
5b 6b
7b 7a
8b
10b
9a
11b
10a
11a
12a
13b 13a
12b
STATO ATTUALE
Stazione IC IF,CONFIGURAZIONE (B) IF,CONFIGURAZIONE (M) I F,CONFIGURAZIONE (D)
CISTERNA 0,56 0,72 0,77 0,55 0,65
0,77 0,67 0,82 0,51 0,69
SEZZE 0,56 0,63 0,67 0,59 0,61
PRIVERNO 0,63 0,42 0,55 0,59 0,57
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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)
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)
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)
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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.
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE