Sistemi di sicurezza

Z U B    1 2 1    /    Z U B    2 6 2 c t

Introduzione

Lo ZUB 121 (Zugbeeinflussung) è nato alla fine degli anni '90 ed è stato concepito come supplemento al vecchio Integra Signum risalente al 1933. Il Signum ha infatti lo svantaggio che non può controllare la velocità del treno in maniera continua. È quindi possibile superare un segnale chiuso anche a velocità sostenute, attivando sì una frenata di emergenza, ma oltrepassando comunque il segnale ed entrando così in una zona di potenziale pericolo.
Lo ZUB invece sorveglia la curva di frenatura e quindi frena il treno non appena esso supera la velocità massima calcolata dal computer di bordo. Teoricamente è quindi impossibile che un treno si trovi a superare un segnale chiuso. Naturalmente ci sono molti fattori che influenzano lo spazio di frenata di un treno. All'inizio di ogni corsa il macchinista deve così inserire i parametri principali del treno (lunghezza, vel. massima, percentuale di frenatura e categoria del treno). Altri dati, come lo stato del binario e l'adesione, non possono ovviamente venir inseriti e tocca quindi al macchinista adattare la guida in base a quello che "sente". Va detto che solo il 30% dei segnali dell'intera rete sono provvisti di ZUB, sia con, sia senza loop. Generalmente vengono equipaggiati solamente quei segnali che vengono giudicati critici secondo una serie di determinati fattori.

Apparecchiatura ZUB

L'equipaggiamento ZUB di un treno comprende i seguenti componenti:
• Computer centrale (2 rack da 19")
• (eventualmente) ETM (1 rack da 19")
• Terminale di inserimento dati (uno per cabina)
• Terminale di visualizzazione (uno per cabina)
• Sonde e antenne per la ricezione dei telegrammi (per ogni direzione di marcia)
• Sensore per la misurazione della velocità

Computer centrale

In Svizzera esistono due tipi di ZUB: lo ZUB 121 e lo ZUB 262ct. Lo ZUB 121 è la versione originale degli anni novanta ed è in grado di rilevare unicamente le bobine (GKS, Gleiskoppelspule) e i Loop dedicati. Lo ZUB 262ct, invece, è in grado di ricevere i telegrammi anche dalle EuroBalise e dagli EuroLoop tramite il famoso pacchetto 44.
Dato che a medio termine l'ETCS L1 LS sostituirà i sistemi Signum/ZUB, tutte le bobine e i loop ZUB verranno sostituiti con delle EuroBalise, rispettivamente con degli EuroLoop. Ovviamente non è possibile commutare l'intera rete e tutti i veicoli in un colpo solo: come soluzione transitoria le EuroBalise contengono ancora tutte le informazioni ZUB e Signum nel pacchetto di dati 44 e quindi ogni veicolo deve per forza poter rilevare anche questo nuovo tipo di Balise.
Un altro fattore che ha portato alla decisione di sostituire tutte le vecchie bobine è il fatto che è sempre più difficile trovare pezzi di ricambio (Siemens non produce più questi componenti da alcuni anni). Per consentire ai vecchi ZUB 121 di continuare ad essere impiegati senza doverli sostituire con lo ZUB 262ct, Siemens ha sviluppato il cosiddetto "Rücksack", ovvero l'ETM S21 M. Si tratta in pratica di un'interfaccia che permette di inviare ai sistemi ZUB 121 e Signum le informazioni captate dalle EuroBalise.

Computer ZUB 121 su una Re 4/4 II FFS

A partire dal luglio 2011 ogni veicolo circolante in Svizzera, compresi quelli storici, deve essere equipaggiato con almeno il sistema ETM S21 S (versione semplificata solo per i magneti Signum). Per chi sa il tedesco è disponibile qui un interessante articolo sul tema. Come facilmente immaginabile, l'installazione di un tale sistema su tutti i veicoli storici non è realistico per diverse ragioni: economiche (un apparecchio nuovo costa più di 100'000.- Fr), di spazio e tecniche (su molte locomotive a vapore, ad esempio, non c'è neanche un impianto elettrico in grado di garantirne l'alimentazione...). È comunque possibile richiedere un permesso speciale all'Ufficio Federale dei Trasporti, a condizione di adempiere a determinati parametri di sicurezza.

Rücksack ETM S21 S/M

Terminale di inserimento dati

All'epoca dell'introduzione dello ZUB non è stato sviluppato un vero e proprio terminale dedicato. Le prime versioni prevedevano l'inserimento dei dati tramite l'apparecchio radio del treno (ZFK-88 o VZFK-90 Ascom/Bosch). In seguito, con l'avvento del GSM-R, l'inserimento dei dati è stato integrato in questi nuovi terminali (MESA 23 o MESA 25). Lo ZUB 262ct prevede invece un terminale dedicato, denominato DZT (Zugdatenterminal). Si tratta in pratica del terminale dati sviluppato negli anni '90 per lo ZSL 90 con un'altra maschera frontale. Questo apparecchio è stato in seguito venduto anche per lo ZUB 121. Infine, nei veicoli moderni provvisti di bus MVB, l'inserimento dei dati avviene tramite i normali display (touchscreen o non) presenti in cabina (DMI). In alcuni casi i dati vengono proposti automaticamente dal computer di bordo ed il macchinista non deve far altro che confermare.

ZDT ZUB 262ct

Terminale di visualizzazione

Anche in questo caso esistono diverse varianti. Tutte le versioni sono provviste di un semplice display 7 segmenti da 4 cifre, da due lampade (una rossa e una gialla), da una cicalina e da due tasti.

DAZ ZUB 262ct

La lampada rossa segnala in genere un avvertimento o una frenata di emergenza in corso, mentre la lampada gialla segnala diversi tipi di disturbi più o meno gravi. La cicalina serve come segnalazione acustica in complemento alle lampade. I due tasti servono per testare l'apparecchiatura ZUB e, a veicolo fermo, per richiamare una frenata di emergenza. Anche in questo caso, nei veicoli più moderni tutte queste informazioni possono essere visualizzate direttamente sul display principale.

DAZ ZUB 121

torna su

Principio di funzionamento

Nella maggior parte dei casi un segnale provvisto di ZUB è configurato come nello schema seguente.

Installazione ZUB standard

Curve di frenatura ZUB

Superando un segnale avanzato, la bobina di terra invia al treno un telegramma contenente diverse informazioni sul segnale principale (obiettivo) che segue: velocità all'obiettivo, distanza dell'obiettivo, pendenza media dal segnale avanzato all'obiettivo, presenza o non presenza di un loop, tipo di rallentamento (fisso o cantiere), variazioni di velocità in funzione della categoria del treno,... Una lista dettagliata dei parametri che ogni bobina può inviare è disponibile nella documentazione del pacchetto 44 (acquistabile sul sito voev.ch). In base a queste informazioni e alla posizione del treno calcolata grazie ai sensori di velocità, il computer ZUB determina due velocità momentanee. Se si oltrepassa la prima si ottiene un avvertimento, mentre se si oltrepassa la seconda viene attivata una frenatura d'emergenza che può essere annullata solo a veicolo fermo. Ovviamente ogni avvenimento viene registrato ed è a disposizione per eventuali inchieste.
Dal momento in cui un segnale chiuso commuta su un'immagine di "via libera", per poter ripartire ci sono due varianti: se è presente un loop, l'abilitazione a proseguire viene automaticamente trasmessa al treno e sul display viene visualizzato "1111". Se invece non c'è un loop bisogna "liberarsi" tramite l'apposito tasto, altrimenti il computer del treno non potrà mai sapere che il segnale ha cambiato stato e non permetterà quindi al treno di proseguire. In questo caso la velocità massima permessa è di 40 km/h. La liberazione funziona solamente in assenza di loop ed è abilitata unicamente quando il segnale dista a meno di 400m di distanza. La modalità "liberazione" viene automaticamente revocata non appena si passa una balise qualsiasi (ZUB o Signum).

torna su

Casi Speciali

Le bobine ZUB possono venir impiegate anche per segnalare dei cantieri (ovvero dei rallentamenti provvisori, "7777" sul display) oppure per sorvegliare la velocità in punti particolarmente pericolosi, come ad esempio all'entrata di una stazione di testa. In questo caso la velocità massima viene visualizzata sul display anche se essa non ha una relazione diretta con un segnale. Altre bobine speciali servono come punti di riferimenti fissi, ad esempio in caso di diramazione di una linea, oppure come impulsi di commutazione per i diversi tipi di radio (oggi in gran parte non più necessari grazie all'introduzione del GSM-R).

torna su

Disturbi

Esistono principalmente due tipi di disturbi: un disturbo al computer di bordo o un errore nella ricezione di un telegramma da una bobina di terra. In caso di necessità è possibile disinserire lo ZUB ma, logicamente, ciò comporta delle limitazioni nel proseguimento del viaggio.
È anche possibile che lo ZUB rilevi uno slittamento di una o più ruote motrici: in questo caso la sorveglianza viene momentaneamente sospesa in quanto il computer non è più in grado di determinare la posizione esatta del treno.

torna su

Conclusioni

Lo ZUB ha certamente portato con se un notevole aumento della sicurezza sulla rete a scartamento normale svizzera. Nel 2017, a quasi 30 anni dall'introduzione, questo sistema dovrebbe venir definitivamente abbandonato a favore del moderno ETCS L1 LS. I problemi principali al giorno d'oggi sono, come già accennato, l'assenza di ulteriori sviluppi della tecnologia e soprattutto il fatto che si tratta si un sistema esclusivamente (o quasi) svizzero. Di conseguenza, con l'apertura del mercato, ogni operatore estero che vuole transitare sul territorio svizzero è costretto a costosi investimenti che spesso risultano semplicemente troppo onerosi.

Ultimo aggiornamento: 30 aprile 2015

torna su