TRENO

TRENO

. Per il problema generale v. ferrovia, e le altre voci dedicate in questa Appendice ad argomenti connessi (locomotiva; scambio; trasporto; binario; stazione; segnali; ecc.).

Circolazione dei treni.

Lo studio della circolazione dei treni riguarda: a) la circolazione in linea, fra stazione e stazione; b) la circolazione nell'ambito di una stazione. La circolazione in linea può essere: unidirezionale, quando su un determinato binario i treni circolano in un solo e determinato senso; bidirezionale, quando vi possono indifferentemente circolare nei due sensi. Nelle linee a doppio binario la circolazione è, di regola, unidirezionale, in quelle a semplice, bidirezionale.

Circolazione uniderezionale. - Per quanto riguarda il governo della circolazione unidirezionale, si veda blocco, sistema di (VII, p. 195). A maggior chiarimento si aggiunge quanto segue. I sistemi di blocco, semiautomatico od automatico, possono essere o no costituiti in modo da controllare l'integrità del treno. Il blocco con circuiti di binario effettua tale controllo in modo continuo lungo tutta la sezione. Altri sistemi effettuano quel controllo soltanto all'entrata ed all'uscita della sezione: così il blocco automatico a contaassi il quale, per mezzo di uno speciale pedale e di un relè contatore, effettua il conteggio degli assi del treno in entrata ed uscita e condiziona la via libera per il successivo treno alla identità dei due conteggi. Nelle linee nelle quali il controllo dell'integrità è adatto alla presenza del freno continuo sui convogli, può essere ritenuto non necessario che anche l'impianto di blocco effettui lo stesso controllo: esso si riduce allora al controllo del passaggio di un solo punto del treno all'entrata ed all'uscita della sezione.

Come è noto la sezione di blocco minima non può essere più breve dello spazio d'arresto massimo dei varî treni in circolazione, il che vale esattamente nell'ipotesi che il segnalamento sia semplice o doppio (cioè con avviso); si dimostra che, in queste condizioni, la capacità massima della linea (numero di treni che essa può far defluire nell'unità di tempo), in corrispondenza della massima velocità e con circolazione a regime (cioè con treni tutti viaggianti alla loro velocità di marcia, senza rallentamenti, soste o fermate) è di poco inferiore alla metà di quella che la linea presenterebbe se a quella stessa velocità massima i treni potessero viaggiare con marcia a vista. Inoltre: definito come transiente della circolazione l'assetto particolare che questa assume quando uno dei treni effettua un rallentamento, una sosta o una fermata, tenuto conto che nei transienti l'impianto distanziatore è tanto più utile quanto più consente di avvicinare a quel treno i successivi, si conviene di rappresentare l'elasticità dell'impianto mediante un coefficiente dato dal rapporto tra la differenza fra i due distanziamenti, a regime e nei transienti, e lo stesso distanziamento a regime. Ne segue che, se l'impianto durante i transienti non consente un'avvicinamento dei treni maggiore che a regime, il coefficiente predetto vale zero; diventa uno quando il distanziamento nei transienti può essere annullato. Si dimostra allora che, quando la sezione di blocco è minima, l'elasticità dell'impianto è circa 0,5, mentre è circa 1 con la marcia a vista. Nelle ferrotramvie con importanti servizî di distribuzione (ferrovie suburbane, metropolitane, ecc.) il predetto valore dell'elasticità può essere insufficiente, mentre nelle ferrovie a grande traffico può esserlo la capacità massima. Per ridurre il distanziamento fra i treni sia a regime sia nei transienti si ricorre al segnalamento di velocità che consiste nel disporre, nell'ambito dello spazio d'arresto massimo, un certo numero di segnali intermedî, oltre quello d'arresto assoluto e d'avviso, per segnalare ai treni successive proporzionate riduzioni di velocità. Si dimostra che così facendo: a) il distanziamento massimo fra i treni a regime è superiore allo spazio d'arresto di una quantità (intervallo di segnalamento) che è tanto più piccola quanto più grande è il numero di segnali di velocità inseriti fra i segnali d'avviso e d'arresto assoluto; b) il distanziamento di un determinato treno rispetto al precedente è tanto minore quanto minore è il suo proprio particolare spazio d'arresto e si avvicina tanto più a questo quanto più numerosi sono i segnali di velocità: val quanto dire che l'impianto è ad aggiustamento discretamente variabile; c) il distanziamento dei treni nei transienti è pari a un intervallo di segnalamento compreso fra due successivi segnali di velocità, e cioè tanto minore quanto maggiore è il numero di questi.

Pertanto il blocco con segnali di velocità, quanto maggiore è il numero di questi, tanto più tende a trasferire le eccellenti caratteristiche della marcia a vista (alta capacità, aggiustamento variabile, alta elasticità) nel campo di velocità in cui essa, per ragioni di sicurezza, non è realizzabile. Condizione necessaria per tali risultati è che i treni abbiano tutti, in tutto il campo di velocità in cui si opera, la stessa attitudine a decelerare o fermare, cioè abbiano tutti lo stesso diagramma velocità-spazî di frenatura. Altrimenti conviene ricorrere ad un segnalamento costruttivamente analogo, proporzionando le velocità massime dei treni in rapporto alla po- tenza dei mezzi frenanti di ciascuno, in modo che tutti abbiano lo stesso spazio d'arresto, ed attribuendo ai segnali significati di distanza oppure di velocità diverse per uno stesso segnale a seconda del treno cui esso, volta a volta, comanda. Si ottengono così i vantaggi dell'alta capacità massima e dell'alta elasticità, ma non quello dell'aggiustamento variabile. Il blocco con segnali di velocità è realizzato soltanto come automatico e funziona con circuiti di binario a correnti fisse, sia con fili di linea, sia senza di essi, ma con l'ausilio di relè a tempo; oppure, senza fili di linea, con circuiti di binario a correnti codificate aventi frequenza o modulazione diversa a seconda dell'indicazione di velocità che deve essere data.

Circolazione bidirezionale. - Quando la circolazione è bidirezionale si distinguono in essa due fasi: quella durante la quale la circolazione è unidirezionale e quella delle inversioni del senso di circolazione. La prima rientra in quanto fin qui detto. Il governo delle inversioni interessa le stazioni. Le inversioni (che dànno luogo agli "incroci" fra i due treni che le definiscono) possono avvenire o ad orario prestabilito oppure indipendentemente dall'orario. Nel primo caso nessun particolare accordo è necessario fra le due stazioni successive fra le quali avviene l'inversione; nel secondo invece quell'accordo è la condizione necessaria per effettuarla. Il primo caso, però, rientra nel secondo quando uno dei due treni non viaggia in orario. Gli accordi fra le stazioni successive possono avvenire mediante tele- o fonogrammi oppure per mezzo di corrispondenza convenzionale di blocco, con o senza controllo dell'integrità del treno, con impianti semiautomatici o anche completamente automatici.

Il comando della circolazione dei treni sulle linee ferrotramviarie, sia a semplice che a doppio binario, può avvenire con uno dei seguenti sistemi: 1) con dirigenti locali, cioè con un dirigente di movimanto in ogni stazione: i varî dirigenti utilizzano gli impianti di blocco, se ci sono, oppure prendono i necessarî accordi fra loro per governare la circolazione dei treni in linea; comandano, inoltre, il movimento nell'ambito della propria stazione; 2) con dirigenti locali coadiuvati da un dirigente superiore (sistema che in Italia ha preso il nome di "Dirigente centrale"): il comando della circolazione avviene come al precedente punto 1); l'opera dei dirigenti locali è coadiuvata dal dirigente superiore che, essendo in collegamento telefonico diretto con tutte le stazioni che da lui dipendono, ha in ogni istante la visione completa della circolazione nell'intero tratto di linea cui sovraintende ed è quindi in grado di dare tempestivi suggerimenti ai dirigenti locali sui provvedimenti da adottare; 3) senza dirigenti locali e con un unico dirigente di movimento (sistema che in Italia ha preso il nome di "Dirigente unico"): la manovra dei deviatoi e segnali di ogni stazione ed il movimento nell'ambito di queste è affidato al personale dei treni (cui, di regola, vien fatto obbligo di lasciare le stazioni in un prefissato assetto). Il comando della circolazione in linea è ottenuto attraverso gli ordini che il dirigente unico dà al personale del treno in ogni stazione per mezzo del collegamento telefonico del quale dispone. La circolazione in linea può avvenire con o senza l'ausilio d'impianti di blocco; 4) senza dirigenti locali e con un unico dirigente di movimento agente con l'ausilio di apposito impianto per il comando centralizzato del traffico (C.T.C. degli Stati Uniti): la circolazione si svolge come al precedente punto 3), ma, invece di essere affidata alla trasmissione degli ordini telefonici al personale del treno da parte del dirigente unico, è comandata direttamente da quest'ultimo che dispone di apposito impianto per agire sui deviatoi e segnali delle stazioni di tutta la linea posta sotto il suo controllo. Di regola sono esclusi dal comando del C.T.C. i deviatoi che interessano soltanto i movimenti interni nell'ambito delle stazioni. L'impianto di C.T.C. può coesistere con quello del blocco; 5) senza dirigenti di movimento: il movimento è tutto affidato al personale del treno il quale provvede alla manovra dei deviatoi e segnali di ogni stazione ed ai movimenti nell'ambito di questa; la circolazione in linea avviene o ad orario, o atiraverso accordi tra il personale dei treni in sosta in stazioni successive, o con bastone pilota (et similia), o con impianti di blocco, semiautomatico o automatico.

Il movimento dei treni nelle stazioni è comandato, dai dirigenti del movimento (localmente o a mezzo del C.T.C.), o dal personale dei treni, per mezzo degli impianti di apparati centrali, per i quali si rinvia alla voce segnali: Segnali ferroviarî, cui si aggiunge quanto segue.

Sicurezza di circolazione. - I concetti fondamentali di sicurezza cui deve rispondere ogni apparato centrale sono sostanzialmente i seguenti: a) la disposizione a via libera di un segnale che comanda ad un determinato instradamento non deve poter avvenire se tutti gli scambî che lo interessano non sono stati disposti nel modo voluto, assicurati nella loro posizione, controllati (sia per la posizione che per l'assicurazione) permanentemente (cioè senza soluzione di continuità nel tempo) e infine se non è stata controllata la condizione di binario sgombro lungo tutto l'instradamento; b) con la manovra di apertura del segnale, l'instradamento deve essere immobilizzato e deve rimanere tale finché il treno non l'abbia tutto percorso, si da rendere impossibile di alterarlo in tutto od in parte e di stabilire altri instradamenti incompatibili con quello; c) non appena il treno che utilizza la via libera comincia ad impegnare l'instradamento, il segnale si deve automaticamente disporre a via impedita (occupazione) e deve essere impossibile riaprirlo finché il treno non ha percorso e liberato completamente quello; d) quando il treno è completamente uscito dall'instradamento cessa l'obbligo di tenere immobilizzato sia questo che gli altri incompatibili. Il treno quindi ne deve effettuare automaticamente la liberazione.

L'assicurazione degli scambî nella voluta posizione viene effettuata mediante catenacci a funzionamento automatico, collegati con l'apparecchio di manovra del telaio degli aghi e con essi incorporati in un'unica cassa di contegno. Lo stesso dicasi per il controllo permanente di posizione, che viene fatto mediante la chiusura di un circuito elettrico tra contatti appartenenti al contrago ed all'ago accostato dello scambio, in modo che uno scostamento anche lieve, (generalmente 4 mm.), purché compatibile con le vibrazioni e deformazioni elastiche che subisce l'armamento al passaggio degli assi, venga immediatamente rivelato. Allo stesso modo sono incorporati in un unico apparecchio i congegni necessarî per la manovra ed il controllo di posizione dei segnali. Il controllo dello stato di occupazione dell'instradamento, sia sugli scambî che sulle altre sue parti, viene effettuato mediante circuiti di binario. L'occupazione dei segnali e quella degli instradamenti viene fatta, per mezzo di circuiti di binario, al passaggio del primo asse del treno e per mancanza di corrente (affinché qualunque guasto provochi un'immobilizzazione d'instradamento e chiusura di segnale, danneggiando la regolarità del servizio, ma non la sicurezza). La liberazione viene fatta, mediante circuiti o pedali ad azione ritardata, all'uscita dell'ultimo asse del treno dall'instradamento e per lancio di corrente (affinché qualunque guasto provochi una mancata liberazione, cioè lasci immobilizzato l'instradamento).

Apparati. - I varî tipi di apparati elettrici si distinguono in: a) apparati a leve unitarie, nei quali ad ogni ente di piazzale corrisponde una leva nel banco di manovra. Le volute condizioni d'instradamento vengono realizzate attraverso collegamenti fra le varie leve che possono essere meccanici od elettrici o anche, contemporaneamente, meccanici ed elettrici. Il numero di leve, per le stazioni più grandi, è generalmente maggiore di quello degli enti comandati, per la presenza di leve d'itinerario che costituiscono un elemento di semplificazione costruttiva della serratura dei collegamenti fra le leve. La disposizione a via libera di un segnale richiede le seguenti fasi: 1) preparazione di tutte le leve da scambio nella posizione voluta; 2) idem per le necessarie leve d'instradamento; 3) manovra della leva da segnale. Le operazioni 1) e 2) richiedono, da parte degli addetti all'apparato, una considerevole pratica del luogo ed un certo tempo;

b) apparati a leve d'itinerario, nei quali esistono tante leve quanti sono gli instradamenti possibili nel piazzale. Manovrando una di tali leve, si predispongono automaticamente tutti gli scambî necessarî senza doverli manovrare uno per uno. I primi tipi di tali apparati vennero realizzati mediante congegni meccanici piuttosto complessi. I più recenti sono a funzionamento esclusivamente elettrico. Le leve di comando possono essere a disposizione ordinata cioè secondo un ordine prestabilito; oppure a determinante (sulle ascisse e sulle ordinate gli estremi degli instradamenti, individuati da punti prefissati: le leve relative nei punti d'incontro delle due coordinate); oppure distribuite su un banco geografico che riproduca la configurazione del piazzale. L'apertura di un segnale si effettua mediante la semplice manovra di una o due leve o pulsanti, ottenendo così un'estrema rapidità. Nelle stazioni ove il movimento è molto intenso è necessario lasciare, nei limiti della sicurezza, una grande snellezza di funzionamento, che consenta la rapida successione dei movimenti, anche fra loro incompatibili. Si ricorre allora ai seguenti particolari accorgimenti: 1) immobilizzazione degli instradamenti con l'approccio del treno che deve impegnarli, in modo da lasciare la possibilità, in qualsiasi momento precedente l'arrivo, di distruggere, sotto l'osservanza di particolari cautele, l'instradamento predisposto e di sostituirlo con altro incompatibile; 2) suddivisione degli instradamenti lunghi in successioni d'instradamenti parziali di cui si possa effettuare separatamente la liberazione man mano che il treno, avanzando, li abbandona; si rendono così subito utilizzabili quegli altri instradamenti, che col primo sono incompatibili, nelle parti già percorse dal treno; 3) impiego, oltreché dei provvedimenti precedenti, di apparati ad accumulazione d'itinerarî, nei quali si possono accumulare ordini relativi a diversi movimenti da effettuare in tempi successivi; l'apparato registra, per così dire, gli ordini ricevuti ed automaticamente realizza gli instradamenti ordinati nella successione prestabilita, man mano che le condizioni di sicurezza, da ciascuno di essi richiesta, lo consente (p. es., gl'impianti a pie' di rampa nelle stazioni di smistamento a gravità).