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Automatic Train Control

ATC. Sistema di controllo automatico della marcia del treno, rappresenta l’evoluzione tecnologica e funzionale dell’Automatic Train Protection (ATP, V.). Ha lo scopo di proteggere la marcia del treno nei confronti di determinati vincoli e regole come: caratteristiche proprie del rotabile, velocità veicolo, Percentuale massa frenata (V.); caratteristiche del tratto di linea percorso, livelletta, velocità di fiancata; restrizioni di velocità temporanee, rallentamenti; distanziamento treni, anormalità o particolari stati degli impianti IS (V.). Fornisce a bordo informazioni continue sulla velocità massima ammissibile, prelevando da terra in modo continuo e discontinuo opportune informazioni riguardanti la libertà della via, le varie caratteristiche fisiche della linea nonché altri elementi variabili. Nella eventualità di superamento della velocità massima (Vmax) da parte del treno, l’ATC effettua la regolazione della velocità al fine di riportarla ai valori ammessi, operando, se necessario, anche la frenatura di emergenza. La Vmax è definita dal risultato di alcune elaborazioni che tengono conto di tutti i diversi parametri che incidono sulla marcia del treno: caratteristiche della linea e caratteristiche del treno stesso. La velocità massima consentita in ogni istante è elaborata a bordo del rotabile; questo implica la necessità di uno scambio, costante e puntuale, tra terra e bordo, di tutte le informazioni necessarie al calcolo della velocità stessa: velocità della linea; pendenza; velocità in deviata; velocità di rallentamento; spazio di via libera esistente. Si possono distinguere tre livelli di applicazione del sistema ATC. Il primo livello prevede l’installazione di: – Balise o Boe (V.) interfacciate, tramite Encoder (V.), con i segnali esistenti per trasmettere il loro aspetto, – balise non interfacciate per informazioni di tracciato, rallentamenti, ingresso o uscita in aree equipaggiate ATC, ecc. con la possibilità di Loop (V.) per informazioni aggiuntive; – a bordo captatori di balise e loop; – MMI (V.) per l’interfaccia uomo-macchina e una logica di bordo per l’insieme delle funzioni che il sistema ATC deve svolgere, quali controllo velocità, azionamento frenatura emergenza, determinazione della Curva di Sicurezza (V.), ecc.. Il secondo livello prevede, in aggiunta alle caratteristiche del primo, l’installazione di dispositivi radio, Radio Block Centre (RBC), sia a terra che a bordo, con la funzione di inviare informazioni continue già preelaborate sulla libertà della via a valle del treno, il Segnalamento laterale (V.) diviene non necessario e le boe forniscono informazioni puntuali di riferimento e di inizio/fine dell’area con ATC; rimangono attivi i Circuiti di binario (Cdb, V.) per la verifica dell’integrità del treno. Il terzo livello prevede l’applicazione a bordo della verifica dell’integrità del treno con un apposito dispositivo (Train Integrity), la presenza a terra di RBC con un numero minore di balise, che rimangono attive solo come punti di riferimento e per denunciare l’ingresso e/o l’uscita da aree con ATC. Il sistema ATC è pertanto costituito da due sottosistemi fondamentali: il sottosistema di terra e il sottosistema di bordo. I dati forniti dal sottosistema di terra possono essere suddivisi in tre categorie fondamentali: dati fissi; dati semifissi; dati variabili. I dati fissi, di carattere permanente, definiscono le caratteristiche intrinseche della linea: velocità massima, pendenza delle tratte, ecc.. I dati semifissi sono di carattere temporaneo, ma non subiscono variazioni nel periodo della marcia del treno, definiscono le informazioni di riduzione di velocità legata a rallentamenti istituiti dal personale di manutenzione. I dati variabili subiscono variazioni, durante la marcia del treno, in funzione dello stato della circolazione e degli itinerari in atto, sono rappresentati dall’aspetto dei segnali di stazione e di linea; individuano i punti di arresto di un treno o i punti di un itinerario da percorrere a velocità ridotta. Le informazioni relative ai diversi tipi di dati sono elaborate dalla logica di bordo separatamente, sviluppando così tre diverse curve di sicurezza, tra le quali si rispetterà la curva con le caratteristiche più restrittive. I dati, di vario tipo, possono essere trasmessi al treno in due modi diversi: in modo continuo e in modo discontinuo. Ciò avviene rispettivamente attraverso i cosiddetti canali di segnalamento a Ripetizione Segnali Continua (RSC, V.) e Ripetizione Segnali Digitale Discontinua (RSDD, V.). La trasmissione di tipo continuo, canale RSC, implica un dialogo continuo tra terra e bordo. Tale dialogo può avvenire mediante le informazioni del canale di trasmissione dati costituito dai circuiti di binario, su linee attrezzate con Blocco Automatico a correnti codificate (BAcc, V.). Il BAcc permette di trasmettere a bordo di ogni treno, attrezzato con apparecchiature di elaborazione adatte alla Ripetizione di Segnali Continua, un opportuno Codice che caratterizza l’aspetto dei segnali, in corrispondenza dei giunti che delimitano i circuiti di binario. La trasmissione di tipo discontinuo, canale RSDD, stabilisce il dialogo tra terra e bordo solamente in certi punti critici della linea; ognuno di questi singolari punti è fornito di boe che caratterizzano i Punti Informativi (PI, V.). Il messaggio, dato dalla codifica (con Codice di Hamming, V.) dei Telegrammi (V.) forniti dalle boe dei PI, oltre ad essere riconosciuto corretto dal sistema ATC, deve essere captato con le stesse caratteristiche quattro volte consecutive. Questo canale concorre, assieme al canale RSC, a fornire tutte le informazioni e i controlli che consentono di realizzare la marcia nell’ambito del sistema. Le apparecchiature del sottosistema di terra sono completate con le Chiavi per l’attivazione dei rallentamenti e delle riduzioni di velocità (V.) che notificano la presenza di PI di rallentamento e di riduzione di velocità. Il sottosistema di bordo è in grado di calcolare la velocità massima consentita punto per punto, sulla base delle informazioni pervenute dal sottosistema di terra e dei dati caratteristici del treno (percentuale di peso frenato, rango di velocità ammesso dal materiale rotabile, velocità massima del treno) notificati in partenza al sistema tramite apposita procedura di immissione; controlla la marcia del treno basandosi sulle informazioni più restrittive date dai Punti di Fuoco (PdF, V.) delle diverse famiglie; presenta al macchinista con sufficiente anticipo le restrizioni che devono essere rispettate sul tratto di linea successivo; comanda la frenatura di emergenza in caso di mancato rispetto delle restrizioni (che vengono sempre fornite ad una distanza maggiore di quella di frenatura); visualizza con continuità al macchinista la velocità massima da tenere. Il sottosistema di bordo per tali scopi si serve delle seguenti principali apparecchiature: – il Sistema di captazione RSDD, costituito dall’antenna, posta nel sottocassa del mezzo di trazione e dall’unità di rice-trasmissione, montata a bordo, che attiva mediante la generazione di un campo magnetico le boe (PI), e ne riceve le risposte; – i captatori, posti in posizione analoga all’antenna RSDD, che realizzano la captazione dei codici del canale RSC sulle linee attrezzate con il BAcc; – la Logica ATC (V.), che effettua la decodifica dei codici provenienti dall’antenna e dai captatori, nonché dei dati treno fissi, inseriti dal macchinista prima della partenza al fine di definire la velocità massima dinamica consentita istante per istante, indicata al macchinista, e interviene sul freno qualora il macchinista non si attenga alle informazioni fornite; – l’interfaccia Uomo/Macchina o cruscotto (MMI), che effettua la presentazione al macchinista dei dati processati dall’elaboratore di bordo, e ad origine corsa viene utilizzata per notificare i dati caratteristici del treno; – il gruppo pneumatico che realizza su comando della logica lo scarico dell’aria in condotta generale e di conseguenza, quando si superano i limiti di velocità consentiti, attua la frenatura di emergenza; – l’interfaccia con gli altri sistemi di bordo (TIU, V.); – il registratore eventi, per la registrazione degli eventi necessari alla ricostruzione della marcia del treno (Recorder); – il Vigilante (V.) che consiste in un dispositivo, allertatore, inseribile con macchinista unico, costituito da un pedale (sotto la consolle di guida) e da due pulsanti, che effettua un controllo costante dell’efficienza fisica del macchinista ed assicura che la marcia del treno avvenga nel rispetto di un certo limite di velocità; – i Sensori di spazio e velocità, calettati sull’asse della ruota del veicolo, che generano un segnale con frequenza proporzionale alla velocità di rotazione dell’asse della ruota a cui si riferiscono; – l’Avvisatore Acustico, dispositivo pilotato dalla Logica ATC che emette segnalazioni acustiche per richiami al macchinista; – nonché apparati ausiliari (odometro per la misurazione della velocità e dello spazio, ecc.). L’ATC è detto Combinato quando il mezzo di trazione è fornito dell’apparato per il sottosistema RSC a 4 Codici (cod.75, 120, 180 e 270) e, in modo separato, dell’apparato per il sistema RSDD (entrambi gli apparati concorrono al controllo della velocità e la visualizzazione delle informazioni del sistema RSC appare sull’MMI dell’ATC); l’ATC è detto Integrato quando vi è un unico apparato in cui le funzionalità del sottosistema RSC a 9 codici e del sistema RSDD sono integrate per il controllo della velocità; l’unica distinzione a bordo è l’elemento captatore per la lettura dei codici (di terra) delle informazioni continue del sottosistema RSC e delle informazioni discontinue dei PI del sottosistema RSDD. L’elaborazione a bordo dei dati trasmessi al treno dal canale RSC e dal canale RSDD, insieme ai dati introdotti dal macchinista, permette di determinare la Curva di sicurezza ATC (V.). Tramite i PI della linea, con l’aiuto della Logica dell’Appuntamento (V.), che tutela il sistema da un’eventuale boa guasta o mancante, il sottosistema di bordo conosce costantemente lo spazio percorso e la velocità del treno, e quindi verifica se la marcia si svolge nei limiti previsti. Le informazioni ricavate dai PI, dagli Apparati Centrali (AC, V.) e dagli apparati di blocco elettrico (BAcc, BCA, BEM, BAcf e RSDD, V.), vengono tradotte nel concetto di Punto di Fuoco (PdF, V.). L’apparato di bordo controlla pertanto la marcia sulla base delle informazioni più restrittive fra quelle definite dai PdF delle varie classi. Il sistema ATC necessita, per il corretto funzionamento, di uno spazio minimo di avviso per qualsiasi informazione ricevuta da terra, che andrà poi processata dall’elaboratore di bordo, per costruire la curva di protezione e per verificare il rispetto dei rallentamenti e di tutti i dati variabili. Per questo ogni linea controllata dal sistema ATC è caratterizzata da un suo specifico Modulo di Linea (ML, V.). Il sistema ATC presenta diversi stati di funzionamento e di marcia, V. Stati ATC, Tavola Tematica N.1.

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