La gestione del traffico ferroviario o circolazione ferroviaria è l'insieme delle tecniche, delle norme e delle procedure organizzative che permettono di garantire che la marcia dei treni rispetti le condizioni di sicurezza e regolarità..
Nel dettaglio, per sicurezza si intende evitare che un treno in marcia possa andare incontro a una collisione con un altro treno o con qualunque altro ostacolo che si dovesse trovare lungo il suo percorso, mentre per regolarità si intende il rispetto del programma di esercizio pianificato, a vantaggio dell'utenza del servizio.
Considerazioni generali I veicoli ferroviari, per loro natura, viaggiano secondo due particolari condizioni: sfruttando l'aderenza tra ruote e rotaie, che tipicamente è un contatto tra due elementi di acciaio. Da ciò consegue che l'aderenza sia ridotta, rispetto, ad esempio, a quella che si instaura tra gomma e asfalto nel caso del trasporto stradale. La minor disponibilità di aderenza implica che, a velocità convenienti per l'esercizio, gli spazi di frenatura siano particolarmente elevati e maggiori della distanza di visuale libera dell'occhio umano; su una via guidata: non possono, di loro iniziativa, variare la loro direzione in senso trasversale. Devono pertanto potersi arrestare dinanzi a un ostacolo (come, ad esempio, un altro convoglio) che si dovesse trovare sulla via di corsa.
La sicurezza è implicitamente garantita se, su una linea ferroviaria, si trovi un solo treno: è il caso dell'esercizio a spola. Ma, se i treni sono più di uno e possono circolare in entrambi i sensi di marcia, è necessario adottare opportuni mezzi e procedure per assicurare che nessun treno trovi ostacoli sul percorso che gli è stato assegnato. Da ciò nasce l'obiettivo principale della circolazione ferroviaria: il distanziamento tra i treni, che consiste nel mantenere, tra un treno e quelli che lo precedono, una distanza maggiore allo spazio di arresto..
La gestione del traffico ferroviario si attua: in linea: controllando la successione dei treni che viaggiano nello stesso senso di marcia o disciplinando la circolazione di quelli che viaggiano in senso opposto; in stazione: organizzando opportunamente il movimento di ciascun treno, facendo in modo che questi avvengano in maniera sicura rispetto ad altri che contemporaneamente si stanno svolgendo.
Storia I primi treni commerciali non godevano di grandi protezioni sotto il profilo della sicurezza. Il distanziamento di un treno dall'altro veniva deciso dal Regolamento Circolazione che prescriveva le metodologie e dall'Orario di Servizio che prescriveva i tempi di percorrenza da una stazione all'altra. Se l'invio di un treno in senso opposto poteva essere impedito dal capostazione, che essendo in loco aveva nozione del mancato arrivo del primo treno, l'invio di un treno in successione al primo presentava al capostazione che lo mandava il problema di non sapere se il primo treno aveva liberato la tratta e non corresse quindi il rischio di essere investito dal successivo. Interessante, in questo senso, un racconto di Giuseppe Sacchi che nell'aprile del 1838 compie una Gita sulla strada di ferro da Parigi a San Germano in cui racconta il metodo di controllo della via libera adottato da quella "strada ferrata".
Incidenti si verificavano con una certa frequenza, mitigati dalla lentezza dei treni (basti pensare agli assalti dei banditi a cavallo) e dal relativamente scarso numero di viaggiatori portati da tre o quattro piccole carrozze, massimo trainabile all'epoca. La comunicazione fra le stazioni era impossibile in quanto il treno fu, da quando nacque (la prima utilizzazione commerciale si ebbe dal 27 settembre 1825) e per quasi 20 anni (il primo utilizzo del telegrafo Morse avvenne il 24 maggio 1844), non solo il mezzo di trasporto ma anche il mezzo di comunicazione più veloce che esistesse. Sistemi empirici di controllo della circolazione erano costituiti da uomini a cavallo che precedevano i treni in tratte particolari, torri di avvistamento e segnalazione semaforica.
La tradizione ferroviaria riporta persino che negli Stati Uniti una compagnia ferroviaria avesse costruito una torre posta fra due stazioni. Il treno che vi fosse giunto per primo doveva fermarsi e attendere quello che veniva dalla parte opposta. Il secondo treno avrebbe dovuto retrocedere per portarsi in un altro binario per cedere il passo. Pare che si scatenasse una "corsa alla torre". Poiché nessuno voleva cedere il passo, le discussioni terminavano spesso a colpi di revolver.F. Domeniconi, La dirigenza centralizzata del traffico, Bologna, 1994.
Le cose migliorarono quando il telegrafo Morse entrò nella vita dei cittadini e dei ferrovieri. Il telegrafo divenne il mezzo di comunicazione più veloce, istantaneo, e permise alle stazioni di comunicare l'una all'altra la situazione reale della circolazione. I capistazione informavano i colleghi delle stazioni adiacenti dell'arrivo di un treno che gli altri avevano inviato e questi colleghi potevano alternativamente inviare un secondo treno o accettare che un altro treno fosse loro inviato in direzione opposta. Il tutto sapendo con certezza che il primo treno inviato in tratta era "giunto", che era giunto tutto intero e non ne era rimasto qualche componente in tratta e che quindi la "coda" (la tabella posta dietro l'ultimo vagone) era "regolare". Della cosa, con appositi moduli, veniva informato il personale di macchina e di bordo dei treni che dovevano impegnare la tratta i quali potevano partire per la stazione successiva con una certa tranquillità.
Naturalmente molti altri erano gli ostacoli possibili, frane, gallerie e ponti crollati, allagamenti, incendi, sabotaggi, mandrie di bisonti e quant'altro poteva influenzare il pacifico viaggio. Questo, però, fa parte dei problemi generali e non della tecnica ferroviaria in particolare. Non mancava, purtroppo l'errore umano e qualche volta un treno che non "doveva" partire veniva inviato con le conseguenze disastrose.
Il sistema di gestione del traffico con il "Blocco telegrafico" fu soppiantato in seguito all'invenzione del telefono dal "Blocco telefonico" che semplicemente permise ai capistazione di parlarsi senza affidarsi al codice Morse. Questo velocizzò lo scambio di informazioni ma i problemi della sicurezza rimasero gli stessi, in quanto si trattava ancora di procedure affidate totalmente ed esclusivamente all'interazione umana. Per lungo tempo l'invio o meno dei treni in linea fu sola ed esclusiva responsabilità del capostazione non coadiuvato da apparati di sicurezza, e l'errore umano era sempre possibile.
Distanziamento dei treni
Semplice binario Le linee a semplice binario presentano grossi limiti in relazione alla gestione del traffico, ma sono più economiche e più facilmente realizzabili in spazi confinati, come le aree urbanizzate o le aree montane. La limitazione principale consiste nel non poter inviare due treni in senso opposto nella stessa tratta, con conseguenze sia di sicurezza che di ridotta capacità della linea. Si parla di traffico simmetrico quando i treno vengono inviati da una direzione o dall'altra con alternanza costante, mentre invece è asimmetrico se vengono inviati più treni in un senso rispetto che nell'altro.
Blocco manuale La ricerca di strumenti atti a limitare la discrezionalità dell'uomo e a impedirgli, nei limiti del possibile, di compiere errori è incominciata molto presto. Esperimenti e brevetti si susseguirono e ogni nazione ritenne di adottare strumenti sviluppati all'interno delle Ferrovie nazionali. Il concetto generale comunque rimase identico per tutti. Si doveva trovare il modo di impedire all'uomo di immettere un treno in tratta fino a quando questa non fosse libera da altri treni. E poiché la memoria umana è fallace, una macchina, un dispositivo doveva essere incaricato di "ricordare" e di impedire invii indebiti. L'uso dell'elettricità rese questi strumenti abbastanza efficienti. Per l'Italia, nel 1910 si giunse all'introduzione del blocco elettrico Cardani che poi si evolse nel blocco elettrico manuale.
Uno strumento di blocco doveva essere collegato con i segnali delle stazioni, il capostazione che voleva inviare il treno chiedeva il "consenso" al collega viciniore il quale poteva dare il consenso solo se un treno precedente si fosse ricoverato nella sua stazione completo. La sicurezza di questo ricovero veniva fornita da un apposito "pedale" che il treno, entrando, "schiacciava" (in realtà si tratta di apparecchi elettromagnetici) e dal controllo visivo della presenza della tabella (o dei fanali) di coda, metodo semplice e rapido per avere la sicurezza della completezza del treno senza contare i vagoni. Fino a quando un treno non aveva liberato la tratta, il collegamento elettrico fra lo strumento e i segnali teneva bloccate le leve e non permetteva ai capistazione di operare sullo strumento stesso e quindi di disporre i segnali "a Via Libera" per immettere un altro treno.
Con questo sistema la circolazione ebbe un enorme aumento nella sicurezza e anche un grande aumento nella produttività. Non era più necessario, infatti, compilare decine di moduli in triplice copia da consegnare e far firmare a macchinisti e capitreno. Avendo la certezza "elettrica e meccanica" della via libera il treno poteva essere inviato senza eccessive formalità il che permise di aumentare il numero di treni giornalieri circolanti. Più i treni sono gestibili in tempi ridotti, più treni possono essere "lavorati" al giorno, maggiore è la produttività di una linea.
Un ulteriore aumento della produttività poté venire dall'introduzione dei posti di blocco intermedio (PBI). Si partì dal seguente concetto: un treno è lungo qualche centinaio di metri; la tratta da una stazione a un'altra poteva arrivare ad alcuni chilometri. Limitando l'invio di un solo treno alla volta si verificava uno spreco di infrastruttura. Come rimedio si pensò di dividere una tratta in due o più spezzoni. Fra una stazione e l'altra furono installati i PBI che permettevano l'invio di due o più treni nella stessa tratta ma in blocchi diversi. Il funzionamento era identico a quello delle stazioni: un treno poteva essere inviato solo se il precedente aveva liberato il blocco. Unica differenza e limite, questo metodo funzionava solo per treni inviati in successione. Per poter inviare treni in senso opposto bisognava attendere l'arrivo in stazione dell'ultimo treno inviato. Solo la stazione, abilitata da un capostazione - unica figura professionale cui sia permesso di manovrare autonomamente gli scambi-, era (ed è) in grado di gestire il flusso dei treni invertendolo quando necessario e opportuno. Con l'introduzione dei PBI divenne, non solo teoricamente, possibile sfruttare maggiormente l'infrastruttura inviando più treni nella stessa tratta.
Blocco automatico Il precedente regime di circolazione è definibile "regime chiuso" in quanto i segnali rimangono normalmente chiusi (più tecnicamente "disposti a via impedita") e vengono "disposti a via libera" dai capistazione o dai guardiablocco quando le apparecchiature permettono la manovra dei segnali.
Allo scopo di aumentare lo sfruttamento dell'infrastruttura e la produttività aziendale, agendo sul costo del lavoro (o meglio sul numero dei dipendenti addetti), si passò all'utilizzo del blocco elettrico automatico che operava in "regime aperto", in quanto i segnali di blocco erano normalmente disposti "a via libera" (tranne quelli "di protezione" delle stazioni) e si disponevano automaticamente e senza intervento umano "a via impedita" se un treno occupava il blocco a valle del segnale stesso.