L’Italia è in prima fila in Europa con l’innovativo sistema Ersat che mira a integrare le tecnologie satellitari nel sistema di comando e controllo marcia treno Ertms che le Ferrovie dello Stato Italiano hanno adottato per primi in Europa nell’alta velocità.
Le tecnologie satellitari ed in particolare quelle per determinare la posizione esatta del treno sono state inserite dalla comunità ferroviaria nel “pacchetto” delle innovazioni strategiche per il sistema Ertms. Le sfide da affrontare sono molteplici e complesse in quanto è indispensabile determinare la posizione del treno con un livello di confidenza dell’errore estremamente elevato in un ambiente operativo dove non sempre i satelliti sono in visibilità ed i segnali possono essere affetti da interferenze. Ne consegue che maggiore è l’errore nella stima della posizione del treno maggiore deve essere la distanza fra due treni che però ridurrebbe la capacità di trasporto sulla linea.
Se le sfide tecniche sono molteplici, i benefici attesi sono molto allettanti in quanto grazie alle tecnologie satellitari sarà possibile fare a meno degli apparati che oggi bisogna installare lungo i binari per determinare la posizione del treno. Non solo minori costi ma anche vantaggi in termini di affidabilità che si traducono in una maggiore efficienza complessiva del trasporto ferroviario e una ulteriore riduzione di emissioni CO2 nell’ambiente. Secondo recenti studi a livello Europeo le linee ferroviarie regionali e locali saranno le prime a beneficiare delle nuove tecnologie satellitare. Un tema molto attuale anche in Italia e che l’Asi sta supportando sia per i benefici al sistema nazionale ferroviario che per i ritorni nel settore spaziale.
Per affrontare queste sfide è nato nel 2017 il progetto Ersat Ggc (Galileo Game Changer) co-finanziato dalla Gsa nell’ambito del programma Horizon 2020 e coordinato da Rfi (Gruppo Ferrovie dello Stato). Il progetto annovera 14 partners europei fra i quali Trenitalia, Sncf, Adif oltre ai Centri di Ricerca Ifsttar (Francia), Dlr (Germania), Radiolabs (Italia) e Hitachi Rail Sts nel ruolo di coordinamento tecnico. Gli obiettivi principali del progetto possono essere riassunti nell’individuazione dell’architettura idonea per usare il posizionamento satellitare compatibile con lo standard Ertms e verifica delle prestazioni ottenibili in scenari reali. La sfida più importante è stata quella di caratterizzare le interazioni dei segnali Gps e Galileo in un ambiente dinamico in cui in ogni istante cambiano la posizione del treno e dei satelliti.
I modelli matematici messi a punto per la prima volta in Europa da Dlr, Radiolabs e Iffstar hanno permesso di realizzare i simulatori per analizzare di volta in volta le prestazioni ottenibili lungo le linee ferroviarie. Tutto questo lavoro è stato oggetto di una attenta analisi da parte dei Laboratori ed enti preposti alla validazione dei sistemi ferroviari prima della messa in esercizio.
Con questi auspici il progetto Ersat Ggc ha superato una delle milestone più importanti e complesse culminata con una dimostrazione di due giorni a Cagliari a cui hanno partecipato tutti i membri del progetto ed alla presenza del responsabile di progetto della Gsa (European Gnss Agency) Daniel Lopour.
La Dimostrazione – coordinata da Radiolabs si poneva l’obiettivo di verificare: a) il processo e la procedura per la classificazione di un tracciato ferroviario in termini di idoneità all’utilizzo del posizionamento satellitare per “virtualizzare” le balise (punti informativi lungo linea); b) le prestazioni del Simulatore utilizzato per la classificazione del tracciato.
Sia il processo che la procedura sono stati definiti e valutati all’interno dello stesso progetto. In particolare, la valutazione è stata fatta da due distinti enti di certificazione (Italcertifer e Bureau Veritas). Il Simulatore (toolset) unico nel suo genere, è stato progettato e sviluppato nell’ambito del progetto stesso recependo quanto stabilito nel processo e procedura concordate con i partner. Il processo di classificazione è basato su informazioni estratte dai segnali trasmessi dai satelliti delle costellazioni Galileo e Gps e ricevuti dal ricevitore a bordo treno. La definizione di tale processo ha impegnato un team di esperti internazionale e multi-disciplinare che si è cimentato nella risoluzione di problemi mai affrontati prima.
Inoltre sono state effettuate tre campagne di test rispettivamente in Spagna, Sardegna e Francia utilizzando treni equipaggiati per la misura dei dati satellitari registrati lungo tratte ferroviarie rappresentative degli scenari operativi più significativi. Le campagne di test eseguite secondo le stringenti norme ferroviarie hanno permesso di valutare le prestazioni dei satelliti Gps e Galileo su diverse tratte ed in orari differenti per tenere in conto le possibili degradazioni che possono invalidare la rilevazione della posizione del treno.
Durante l’evento di Cagliari che si è svolto nel centro operativo della stazione ferroviaria sono state effettuate due corse dedicate sul treno ALn668-3136 equipaggiato con la strumentazione per la registrazione dei dati satellitari successivamente processati ed integrati nel Simulatore assieme a quelli registrati in Spagna.
Francesco Rispoli – responsabile per le operazioni satellitari in Hitachi Rail Sts e Direttore Generale del Consorzio Radiolabs – ha sottolineato l’elevata professionalità e collaborazione del team e la rilevanza dei risultati che ora potranno contribuire all’aggiornamento delle specifiche Ermts per inserire il posizionamento satellitare nel nuovo standard europeo.
