L’ATO nello standard ERTMS: impatti su sicurezza, performance e infrastruttura

Nel panorama ferroviario attuale, le sfide tecnologiche affrontate sono sempre più orientate all’adozione di standard condivisi che consentano di perseguire il principio cardine che ha guidato l’industria del settore verso la loro affermazione: l’interoperabilità.

La capacità di offrire oggi una soluzione di mobilità unificata, applicabile a contesti geografici differenti, fortemente automatizzata e, soprattutto, sicura, rappresenta la risposta più efficace alle esigenze di efficienza di un settore che mira costantemente a ridurre i tempi di attesa, ampliare l’offerta di servizio e ottimizzare l’utilizzo delle infrastrutture dedicate alla movimentazione.

Lo stato dell’arte

Ad oggi, lo standard di riferimento per la definizione funzionale dei sistemi di segnalamento di bordo è rappresentato dalle TSI, che trovano concreta applicazione attraverso l’implementazione dell’ormai consolidato ERTMS, o più propriamente dell’ERTMS/ETCS (European Rail Traffic Management System / European Train Control System).

Le TSI, e in particolare le Subset, sono il risultato di un articolato processo di collaborazione tra i principali produttori europei di sistemi di segnalamento ferroviario e hanno come obiettivo ultimo la definizione di un modello unificato di interfacciamento tra veicolo e infrastruttura. Tale approccio consente l’adozione di regole comuni nei Paesi aderenti allo standard, favorendo l’abbattimento delle barriere tecniche e garantendo all’utente finale un’esperienza di viaggio continua e confortevole, eliminando le interruzioni che hanno caratterizzato il passato.

Da un punto di vista tecnico, allo stato attuale lo standard di bordo treno mette a disposizione una notevole quantità di informazioni finalizzate ad assistere il personale di condotta durante l’esecuzione della missione, garantendo tempi di percorrenza noti a valle del rispetto delle direttive trasmesse telematicamente in cabina.

La sicurezza, elemento imprescindibile nel dominio ferroviario, è assicurata dalla presenza del sistema ATC (Automatic Train Control), che opera a supporto del macchinista e, in presenza di condizioni potenzialmente pericolose, interviene in maniera completamente automatica fino all’arresto del veicolo, qualora vengano violati i parametri di sicurezza definiti dallo standard.

Il sistema, pur operando in stretta sinergia con l’attività del personale di condotta, non è in grado di eliminare i tempi di risposta umani alle prescrizioni ricevute né le latenze intrinseche a operazioni operative tipiche, quali, ad esempio, il “cambio banco”. Tali fattori introducono una componente di aleatorietà nei tempi effettivi di percorrenza — sebbene sensibilmente ridotta rispetto al passato — con un conseguente impatto sulla disponibilità dell’infrastruttura.

In termini di performance ed efficientamento, si configura pertanto un limite asintotico, per definizione non raggiungibile, nonostante lo stato di occupazione del traffico sia pienamente noto ai sistemi di terra per l’insieme dei treni operanti in una determinata area geografica.

La Soluzione

In relazione ai limiti attualmente riscontrabili, l’ultima revisione dello standard, nella versione 4.0, consente di mitigarli ulteriormente e di incrementare l’efficienza nell’utilizzo dell’infrastruttura attraverso l’introduzione della guida automatica. Il sistema previsto a tal fine è l’ATO (Automatic Train Operation).

L’ATO, come suggerito dall’acronimo stesso, consente la completa sostituzione della figura del macchinista nella conduzione del convoglio, demandando al sistema di bordo la gestione integrale della marcia, in modo analogo a quanto già avviene nei sistemi metropolitani driverless, con i quali il railway condivide numerosi principi architetturali, pur rimanendo sotto la supervisione del sistema ATC.

Tale approccio preserva la gestione degli scenari critici già implementati, garantendo la retrocompatibilità con l’infrastruttura esistente. La guida automatica viene infatti introdotta dallo standard come una nuova modalità operativa, che si affianca a un insieme di modalità consolidate, attivabili in funzione delle diverse condizioni operative in cui il convoglio può trovarsi.

Analogamente alle altre modalità operative, anche l’AD (Automatic Driving) richiede un significativo livello di integrazione e supporto da parte dei sistemi di terra, in particolare dell’Interlocking e del RBC (Radio Block Centre). Di conseguenza, oltre allo sviluppo del sistema di bordo, il maggiore impatto in termini logistici ed economici è rappresentato dall’adeguamento dell’infrastruttura esistente a questa tecnologia.

Al fine di consentire una transizione graduale, lo standard prevede l’attivazione della guida automatica esclusivamente sulle tratte opportunamente adeguate, mantenendo la coesistenza con le modalità operative tradizionali. In questo modo, anche il settore ferroviario si avvia verso una crescente automazione dei servizi, compiendo un passo significativo verso il futuro della mobilità sostenibile.