Utilizzo dei segni nel sistema di segnalamento ferroviario e la loro standardizzazione in ambito UE mediante il sistema ERTMS/ETCS

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5.4 ERTMS European Rail Traffic Management System 
 
Tutti i nuovi sistemi di segnalamento ferroviari sono utilizzati per il comando e controllo 
della circolazione e, come abbiamo già sottolineato prima, garantiscono prestazioni sempre 
più elevate e sicure. Sono utilizzati, da sempre, per comunicare al personale dei treni le 
condizioni di utilizzo della rete (Autorizzazione al Movimento detta MA, velocità massima 
sui percorsi, impegno di percorsi deviati etc.) sfruttando modalità e natura della comunicazione 
che differiscono tra Stato e Stato, poiché si tratta di sistemi sviluppati in ambito nazionale e 
per un uso puntuale. 
Questo, pertanto, ha significato che negli anni, in Europa, siano stati creati più di venti 
sistemi di segnalamento e di controllo della velocità che, per la maggior parte dei casi, sono 
totalmente diversi tra di loro.  
Tale frammentazione nei sistemi di gestione della rete ha comportato da sempre la 
necessità di dover sostituire, nelle stazioni di valico, sia il sistema di trazione del treno 
(locomotiva)  che il personale alla guida di questo. 
Infatti, le attrezzature in dotazione alle locomotive (sotto sistema di bordo - SSB) non 
avevano la capacità di acquisizione dei dati trasmessi dalla rete (sotto sistema di terra - SST) 
e, per motivi non secondari legati alle abilitazioni del personale di condotta, anche 
l’equipaggio dei treni doveva essere sostituito poiché non era in possesso delle competenze 
necessarie alla guida. 
Unire gli sforzi per superare questa “babilonia ferroviaria” con il fine di evitare 
l’aumento delle divergenze tra ogni Stato membro ed indirizzare risorse a beneficio di esigenze 
comuni, è diventata una priorità della Commissione Europea. 
L’interoperabilità ferroviaria non poteva, pertanto, che passare attraverso la 
standardizzazione della dotazione dei convogli, l’emanazione di regolamenti europei per 
l’acquisizione delle abilitazioni alla condotta del personale del treno ed attraverso una 
progettazione di un nuovo sistema di segnalamento e di controllo della velocità condiviso. 
Tra i tanti progetti di ricerca avviati per questo importante ultimo punto, sotto la spinta 
della Commissione Europea, un grande progetto industriale comunitario chiamato ERTMS è 
stato ritenuto essere quello applicabile. 
L’ERTMS è un sistema di segnalamento e controllo della marcia dei treni europeo che 
offre importanti benefici in merito a prestazioni e capacità della linea, oltre che migliorare 
ulteriormente il sistema di sicurezza poiché utilizza un ATP (automatic train protection)
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ovvero una tecnologia utilizzata per automatizzare il funzionamento dei treni e per mitigare i 
rischi associati a guasti o emergenze. 
Esso risponde alle specifiche tecniche richieste per garantire interoperabilità 
consentendo così la costituzione di una rete ferroviaria trans-europea, riducendo al minimo i 
costi di produzione e mantenimento, eliminando progressivamente la segnaletica laterale, 
elevando gli standard di qualità e di potenzialità delle linee esistenti. 
Uno dei principali vantaggi della diffusione del sistema ERTMS è quello di poter 
assicurare standardizzazione nella realizzazione dei relativi sotto sistemi, nonostante l’uso di 
componenti tecnologiche prodotte da diversi fornitori, poiché le specifiche tecniche di 
costruzione sono di dominio pubblico ed uniformate. 
5.4.1 Componenti dell’ERTMS  
 
L’ERTMS si basa su due sottosistemi fondamentali legati al segnalamento (ETCS) ed 
alla comunicazione (GSM-R):  
• ETCS (European Train Control System) è il sistema di comando e controllo dei treni 
che permette di comunicare al conducente, tramite il sotto sistema di bordo (SSB), le 
informazioni sullo stato del tratto di binario ancora da impegnare (libero o occupato), sui limiti 
di velocità massima imposti e che verifica istante per istante la velocità del treno.  
• GSM-R (global system mobile) è il sistema di trasmissione via radio per le 
applicazioni ferroviarie basato sugli standard telefonici GSM, ma che usa frequenze dedicate 
alla rete ferroviaria. È usato per trasmettere informazioni (voce e/o dati) tra sotto sistema di 
bordo (SSB) e sotto sistema di terra (SST). 
Lo sviluppo del sistema ETCS è stato organizzato attraverso quattro sotto-progetti 
distinti ma convergenti: 
• EUROBALISE, che ha visto lo studio di un sistema di comunicazione discontinuo 
tra terra e treno; la trasmissione dei dati avviene mediante trasponder passivi che 
“leggono” il passaggio del treno sopra le boe fisse disposte lungo la linea.  
• EUROCAB, che ha sviluppato la dotazione di bordo comprendente il data bus (ETCS 
bus), il computer vitale EVC (European Vital Computer) oltre moduli ed interfacce 
necessarie per rilevare da terra le informazioni relative alla marcia dei treni 
• EURORADIO, che ha sviluppato tecniche standard per il sistema di trasmissione 
delle informazioni da terra a bordo dei treni attraverso una interfaccia radio. 
L’informazione data da EURORADIO è di tipo continuo: i convogli comunicano con 
continuità ai Radio Block Center (R.B.C.) la loro posizione ricevendo da questi le
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informazioni di autorizzazione al movimento e le informazioni riguardanti il limite 
della velocità consentita. 
• EUROLOOP, che si occupa dello sviluppo di una trasmissione semicontinua tra terra 
e treno utilizzando come supporto per la trasmissione un cavo posato tra le rotaie. 
Questo cavo consente di estendere le trasmissioni discontinue fornite dalle boe 
(EUROBALISE)  
 
Il sistema ERTMS/ETCS opera secondo 3 diversi livelli di equipaggiamento della linea 
e del treno, ognuno dei quali, dal livello 1 al livello 3, accresce significativamente le 
potenzialità e la sicurezza della circolazione, soprattutto intervenendo sull’intensità di flusso 
di ciascuna rete. Con i sistemi ERTMS/ETCS, per ciascun livello di attrezzaggio, la velocità 
dei treni è continuamente monitorata dall’SSB; nel caso in cui il treno superi la velocità 
massima ammessa (ed autorizzata) il computer dell’SSB comanda automaticamente 
l’intervento del freno.  
Nei paragrafi che seguono sono esposti brevemente le diverse caratteristiche dei livelli 
di equipaggiamento previsti dalle direttive europee. 
 
 
5.4.2 ETCS Livello 1 
 
Viene utilizzato nelle tratte ferroviarie convenzionali e che sono pertanto munite ancora 
di segnalamento laterale permanentemente luminoso. 
Il livello 1 viene definito come una condizione operativa in cui un treno, dotato di sistema 
ERTMS/ETCS, percorre una linea attrezzata con boe del tipo Eurobalise oppure circuiti di 
binario del tipo Euroloop oppure sistema Radio infill
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 (quest’ultima una variante del livello 
1) 
La linea ferroviaria, tra le diverse località di servizio, è suddivisa in sezioni di blocco 
ciascuna protetta da segnalamento permanentemente luminoso; l’aspetto del segnale ed i dati 
del tracciato vengono trasmessi al treno tramite boe poste sulle traverse dei binari e definite 
dallo standard ETCS Eurobalise.  
 
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 La funzione Infill stabilisce una comunicazione continua fra treno e Radio Infill Unit , aggiungendo 
alla modalità trasmissiva di tipo discontinuo l’anticipo e l’aggiornamento continuo a bordo delle 
informazioni necessarie alla marcia del treno.
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In prossimità di ciascun segnale luminoso vi è un Encoder LEU (Lineside Electronics 
Unit), che ha il compito di captare, codificare in telegramma l’aspetto del segnale e 
trasmetterlo alla boa che vi è in prossimità. Sulla base dei dati trasmessi dalla boa, il computer 
di bordo calcola la curva di frenatura che, una volta visualizzata sul cruscotto (DMI), permette 
al macchinista di regolare la marcia del treno. 
I punti in cui il treno riceverà queste informazioni sono quindi dislocati in modo 
discontinuo lungo la linea e verranno captati solo quando il treno supererà le relative boe.  
 
Figura 9: ETCS Livello 1 
 
5.4.2 ETCS Livello 2  
 
Nel livello 2, tecnologia attualmente in uso per le linee ad Alta Velocità/Alta Capacità 
in Italia, la linea è ancora suddivisa in sezioni di blocco ed è, a differenza del Livello 1, 
controllata da un Radio Block Centre (RBC) ovvero un sistema la cui funzione è sovrintendere 
al distanziamento dei treni.  
La trasmissione delle informazioni avviene attraverso onde radio (GSM-R) e, pertanto, 
la Autorizzazione al Movimento (MA – movement authority) viene trasmessa in modo 
continuo nel tempo dal RBC a ciascun treno per mezzo di antenne di trasmissione che sono 
installate lungo la linea ad una distanza di circa 3 km l’una dall’altra e che garantiscono una 
copertura ridondata. 
Tutto ciò ha reso non più necessaria la presenza del segnalamento permanentemente 
luminoso poiché la autorizzazione al movimento viene trasmessa in modo continuo via GSM–
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R dal RBC e visualizzata in cabina di guida mediante l’interfaccia Driver Machine Interface 
(DMI). 
Il calcolatore di bordo EVC (European Vital Computer) monitora costantemente i dati 
trasmessi e la velocità massima ammessa dalle caratteristiche del treno e dalla rete, 
comandando la frenatura di emergenza in modo automatico qualora fosse necessario.  
. 
 
Figura 10: ETCS livello 2 
 
5.4.3  ETCS Livello 3 
 
 L’ETCS livello 3 è ad oggi ancora in via di sperimentazione.  Rappresenta il livello più 
evoluto sia dal punto di vista tecnologico che pratico. Nel livello 3 la linea non è più suddivisa 
in sezioni di blocco statiche protette da segnali fissi luminosi (blocco fisso) e, pertanto, non 
sono più necessari dispositivi per la rilevazione dell’occupazione del binario (circuiti di 
binario), dispositivi che sono, invece, ancora necessari per la verifica della presenza e della 
completezza del treno nell’ETCS di livello 2. 
Di contro, sono fondamentali dei dispositivi a bordo dei convogli che controllano 
l’integrità del treno (coda del treno) poiché sarà questa l’informazione chiave che permetterà 
al sistema (blocco mobile) di distanziare i convogli autorizzando questi a viaggiare a distanze 
inferiori ed in relazione alla loro reciproca posizione. 
Il Posto Centrale (PC) riceve via radio le posizioni di tutti i treni sulla linea, stabilisce 
istante per istante le nuove Autorizzazioni al Movimento, che considerano anche l’effettiva 
localizzazione della coda del convoglio che precede, e le trasmette via radio al treno.