• 099238 - ESERCIZIO FERROVIARIO

• Obiettivo generale 1: fornire ai neolaureati la preparazione necessaria per superare positivamente colloqui di assunzione presso: aziende ferroviarie (Gestori di Infrastruttura e Imprese di Trasporto), Istituzioni pubbliche (Ministero Infrastrutture e Trasporti, Regioni, Province, ecc.), Istituti di ricerca e studi professionali, nonché per l'ammissione a corsi di Dottorato e Master di secondo livello (il Master annuale in Ingegneria delle Infrastrutture e dei Sistemi Ferroviari di Roma garantisce l'assunzione presso il gruppo Ferrovie dello Stato Italiane).

• Obiettivo generale 2: offrire ai neolaureati l'opportunità di giovarsi di situazioni contingenti favorevoli, per esempio l’attuale ricerca di ingegneri da parte di aziende ferroviarie.

• Obiettivo generale 3: perfezionare la competenza e la professionalità dei neolaureati nel settore "orizzontale" dell'Ingegneria di Sistema, fortemente richieste in ambito lavorativo e necessarie per affrontare la vasta e variegata problematica dell'Ingegneria della Mobilità e dei Trasporti.

• Obiettivo specifico 1: fornire agli studenti l'attitudine alla progettazione di servizi di trasporto ferroviario per la mobilità di merci e viaggiatori, alla gestione delle attività tipiche dei responsabili aziendali della manutenzione dei veicoli, della gestione del materiale rotabile e della circolazione dei treni, nonché alla programmazione dell'orario e del modello di esercizio.

• Obiettivo specifico 2: integrare la trasversalità dell’approccio all’Ingegneria dei Sistemi di Trasporto e della Mobilità e la capacità di analizzare in modo interdisciplinare i problemi concreti che l’ingegnere incontrerà nel suo percorso professionale.

• Obiettivo specifico 3: migliorare la capacità di lavorare in gruppo e di comunicare verbalmente e testualmente i metodi e i risultati del proprio lavoro,

• Obiettivo specifico 4: acquisire le competenze per superare l'esame facoltativo di Trasporti Marittimi e Intermodali nel secondo semestre del secondo anno della laurea magistrale.

Lo studente che ha superato l’esame conosce i seguenti elementi:

• sistema ferroviario: relazioni tra Gestori di Infrastruttura e Imprese Ferroviarie, ruolo delle Istituzioni, in particolare dell'agenzia Nazionale per la Sicurezza Ferroviaria, ruolo degli altri soggetti coinvolti, in particolare gli enti responsabile della manutenzione, elementi essenziali del contesto normativo, componenti tecnologici del sistema, cenni alla normativa regolamentare;

• circolazione ferroviaria: cultura della sicurezza, operazioni del distanziamento dei treni, regimi di circolazione, sistemi di esercizio;

• tecnologie dell'infrastruttura: collegamenti di sicurezza, impianti di blocco, impianti di comunicazione terra-treno e treno-terra;
• veicoli: struttura e componenti del materiale di trazione e del materiale trainato, dispositivi di sicurezza, impianto frenante, comportamento dinamico;

• trazione: sistemi di elettrificazione delle linee ferroviarie, azionamenti installati sul materiale di trazione, comportamento termico degli azionamenti, modalità di impiego efficiente dei veicoli di trazione;

• azienda ferroviaria: modalità di produzione del servizio, teoria dei guasti, principi di progettazione della manutenzione del materiale rotabile;

• progettazione e gestione del servizio: progettazione dell'orario e del servizio, turnazione del materiale e del personale, formazione dei treni.

Lo studente acquisisce le competenze di base per lo svolgimento, tra le altre possibili, delle seguenti attività:

• circolazione ferroviaria: calcolo della potenzialità delle linee e dei nodi, stesura delle specifiche e dei capitolati per la fornitura di impianti di sicurezza della circolazione;

• veicoli: valutazione delle prestazioni dei veicoli di trazione e dei veicoli rimorchiati, esecuzione di valutazioni tecnico-funzionali e di metodi speditivi per la redazione dei regolamenti di esercizio, organizzazione di un parco veicoli, stesura delle specifiche e dei capitolati per la fornitura di veicoli motori e rimorchiati;

• azienda ferroviaria: programmazione del servizio, progettazione dell’orario, progettazione della manutenzione, produzione del trasporto.

Lo studente consegue la capacità di conoscere gli elementi fondamentali e applicativi del sistema ferroviario per la mobilità delle persone e delle merci, comprendere la sua problematica tipica, apprendere i metodi necessari per la progettazione e la gestione del sistema e applicare le sue capacità progettuali e gestionali alle varie situazioni che incontrerà nel suo percorso professionale.

Lo studente consegue l’autonomia di giudizio necessaria per:

• valutare l’entità e le caratteristiche dei problemi tipici dell’esercizio di un sistema ferroviario;

• individuare il metodo più adeguato per risolverli;

• lavorare in gruppo e confrontarsi con gli altri soggetti con i quali deve interagire,

• comunicare verbalmente e testualmente.

Argomenti dell'insegnamento - A.A. 2019/2020

1 - Sistema ferroviario

• Componenti ed elementi di un sistema ferroviario, generalità, definizioni, classificazioni.
• Inquadramento normativo.
• Funzioni e requisiti di un sistema ferroviario.
• Funzioni e servizi dell'esercizio: movimento, trazione, pianificazione e programmazione, manutenzione, amministrazione.
• Traffico, incidentalità, consumi energetici.

2 - Circolazione

• Principi della circolazione ferroviaria, sicurezza, fail safe.
• Marcia a vista, operazioni del distanziamento, vulnerabilità, comunicazione terra-treno, segnalamento.
• Regimi elementari (cenni): bastone pilota, regimi a tempo.
• Regimi a spazio, consenso telefonico (cenni fondamentali), blocco manuale (cenni fondamentali), blocco automatico, blocco radio, blocco mobile.
• Ripetizione dei segnali continua e discontinua, livelli di automazione, ATC, SCMT, SSC.
• Sistemi per l’interoperabilità europea: ERMTS/ETCS.
• Circolazione nelle stazioni, itinerari, istradamenti. Collegamenti di sicurezza. Logica meccanizzata, cablata, programmata. Apparati centrali, ACE, ACEI, ACS.
• Sistemi di esercizio: spola, DL, DU, DC, DCO, SCC.

3 - Veicolo

• Composizioni, rodiggio, caratteristiche generali dei veicoli.
• Ruota, sala montata, sospensioni, accoppiamento ruota/rotaia, scartamento.
• Carrelli, componenti e organi vari.
• Organi di aggancio e di repulsione.
• Organi di captazione elettrica.
• Prestazioni.
• Equilibrio longitudinale delle forze, fenomeno del cabraggio.
• Equilibrio trasversale delle forze, comportamento in curva, compensazione, limitazione della velocità, assetto della cassa variabile e pendolamento.
• Ribaltamento e svio.
• Apparato frenante, massa frenata, grado di frenatura, determinazione della velocità massima.

4 - Trazione

• Elementi generali: sistemi elettrici di trasporto, motori di trazione, sistemi di alimentazione.
• Problematica della trazione elettrica.
• Elementi di elettrotecnica (cenni fondamentali): potenza elettrica, legge di Ohm, cadute di tensione, trasformazione, conversione statica.
• Motore asincrono a corrente alternata trifase: diagrammi caratteristici e regolazione.
• Motore a corrente continua a eccitazione serie (cenni fondamentali): diagrammi caratteristici e regolazione.
• Comportamento termico e sovraccarico.
• Linee di alimentazione.
• Valutazioni tecnico-economiche.

5 - Programmazione e gestione del servizio

• Cenni alla normativa regolamentare: RCT, PGOS, RS.
• Organizzazione di un'azienda ferroviaria (cenni fondamentali).
• Potenzialità delle linee e degli impianti.
• Prestazioni, categorie di velocità, composizioni bloccate.
• Progettazione dell'orario. Coincidenze, cadenzamento.
• Turnazione del materiale e del personale.
• Produzione del servizio. Produttività, efficacia, efficienza.
• Teoria dei guasti, RAMS.
• Principi di progettazione della manutenzione del materiale rotabile.

Progetto

Durante il periodo didattico gli studenti realizzeranno un progetto integrato e coordinato con quello previsto nell'insegnamento parallelo di Progetto di Ferrovie (tenuto dal Prof. Cassano).

Scopo del progetto sono la programmazione, il dimensionamento, la gestione di un sistema, un impianto e/o un servizio ferroviario viaggiatori e merci.

Il progetto è composto, generalmente, da due parti: l'esercizio e l'infrastruttura (o viceversa). Nella prima parte di definiscono le prestazioni richieste a un impianto in funzione del servizio che deve svolgere, nella seconda parte se ne progettano l'infrastruttura, le opere civili e/o la cantierizzazione. Questa seconda sezione fa parte dell'insegnamento di Progetto di Ferrovie.

Il progetto si svolge in gruppi di tre-quattro studenti. Esempi di progetto:

• dimensionamento di un impianto di formazione treni a composizione bloccata o non bloccata e della relativa officina,
• progettazione di un cantiere fisso o mobile,
• dimensionamento di un impianto di smistamento merci o di un terminale intermodale,
• configurazione di una stazione di testa o di transito in relazione al servizio programmato,
• progettazione di un servizio ferroviario cioè: materiale rotabile utilizzato, prestazioni, orario di servizio, conoscendo le caratteristiche dei veicoli e dell'infrastruttura,
• circolazione dei treni su una linea omotachica o eterotachica, definendone gli incroci, le precedenze e le tracce orarie.

Ogni studente/gruppo deve procedere autonomamente allo sviluppo del lavoro dopo averlo impostato e discusso con il docente, mettendo in gioco tutto quanto visto nelle lezioni teoriche, nelle esercitazioni illustrate in aula e nella cospicua documentazione disponibile nel sito Beep. Ulteriore documentazione è reperibile direttamente e liberamente su Internet; a tal fine è disponibile un elenco di siti consigliati. È inoltre lasciata a ciascuno la completa libertà di acquisire e consultare la documentazione che ritiene utile.

Il contenuto del progetto sarà illustrato alla fine del periodo didattico e sarà oggetto dell'esame.

Visite tecniche

Se le ore a disposizione lo permetteranno, si organizzeranno possibilmente tre visite didattiche a impianti ferroviari. Possibili impianti oggetto di visite didattiche:

• sale operative che regolano la circolazione telecomandata di alcune linee del compartimento di Milano,
• depositi e officine Trenord di Milano Fiorenza e di Novate Milanese: locomotive e treni viaggiatori del servizio regionale,
• deposito e officina di Milano Smistamento: locomotive del trasporto merci.

Seminari didattici

Compatibilmente con gli strettissimi tempi messi a disposizione dall'orario didattico, è previsto lo svolgimento di seminari tenuti da tecnici esterni, il cui apporto è finalizzato a integrare la didattica teorica trasferendo agli studenti la propria esperienza pluri-decennale nella progettazione e nella gestione di sistemi ferroviari e del servizio che su di essi si svolge.

Tesi di laurea

Il docente è disponibile per l'assegnazione di tesi di laurea magistrale con controrelatore e senza controrelatore aventi come oggetto gli elementi trattati nell'insegnamento o, eventualmente, l'ulteriore sviluppo del progetto.

Tirocini curricolari e non curricolari

L'acquisizione delle tecniche e dei metodi dell'Ingegneria dei Sistemi Ferroviari può essere efficacemente integrata dallo svolgimento di tirocini presso aziende ferroviarie o altri operatori civili e industriali del settore. Il docente informerà periodicamente gli studenti in merito alla disponibilità di tirocini.

Se il docente ritiene che ne sussistano le condizioni, l'attività svolta nei tirocini può essere utilizzata per lo sviluppo di tesi di laurea.

Si segnala che in molti casi il percorso esame+tirocinio+tesi si è concluso con l'assunzione o comunque con la formalizzazione di un contratto di lavoro, anche prima del conseguimento della laurea.

Documenti didattici

Si segnalano questi due testi disponibili nelle librerie e nelle biblioteche del Politecnico: "Ingegneria dei sistemi ferroviari" (Ricci 2014) e "Elementi generali dell'esercizio ferroviario" (Cesari et al. 2017). Essi sono consigliati in quanto forniscono una buona preparazione di base degli argomenti che sono oggetto di approfondimento nell’insegnamento e come testi di riferimento in ambito professionale.

Per la preparazione dell’esame non è disponibile un testo commerciale unico ed esaustivo, tuttavia sono messe a disposizione gratuitamente, sul sito Beep, le presentazioni utilizzate nelle lezioni e le dispense, che coprono l'80% circa degli argomenti del programma.

Alla fine del ciclo didattico si fornisce un documento contenente alcune Linee Guida orientative per la preparazione dell’esame corredate da un elenco molto dettagliato che indica, per ogni singolo punto del programma, le rispettive diapositive delle presentazioni e le pagine delle dispense.

Le presentazioni sono pubblicate sul sito Beep prima delle rispettive lezioni per agevolare la scrittura degli appunti.

Durante lo sviluppo delle lezioni i documenti didattici possono subire modifiche e integrazioni finalizzate a migliorare il contenuto dei vari argomenti del programma e soprattutto per rendere più efficace la preparazione dell'esame.

Sono inoltre messi a disposizione molti altri testi la cui lettura è facoltativa, ma vivamente consigliata per migliorare la conoscenza della materia e per supportare i testi forniti dal docente. I testi più rilevanti sono elencati nella bibliografia. L’elenco completo è fornito all’inizio delle lezioni.

Per seguire le lezioni e preparare l’esame di Esercizio Ferroviario è consigliato (ma non indispensabile) aver superato o quantomeno seguito l’esame di Tecnica ed Economia dei Trasporti nel primo anno della laurea magistrale (2° semestre).

Par la comprensione dei vari argomenti del programma è sufficiente la preparazione di base acquisita nella laurea triennale in Ingegneria Civile o negli altri corsi di Ingegneria.

La preparazione dell’esame e la redazione del progetto possono essere facilitate dalla conoscenza di base delle seguenti discipline:

• punto 3 del programma “Veicolo ferroviario”: statica, dinamica, elementi di meccanica applicata,
• punto 4 del programma “Trazione”: elettrotecnica, elementi di macchine elettriche, fisica tecnica,
• punto 5 del programma “Manutenzione”: elementi di statistica descrittiva e inferenziale e di trattamento delle variabili aleatorie.

Si segnala altresì che in passato l’esame è stato superato senza alcun problema da studenti provenienti dei corsi di laurea magistrale in Ingegneria Meccanica, Elettrica ed Elettronica.

Si tenga comunque presente che le dispense messe a disposizione su Beep non si limitano a illustrare i soli argomenti del programma, ma contengono tutti gli elementi propedeutici necessari per colmare le eventuali (e inevitabili) carenze formative.

Il docente è sempre disponibile per fornire consigli e chiarimenti utili per l’efficace approccio alla disciplina e alla preparazione dell’esame.

L'esame consiste in un colloquio orale che inizia con la discussione del progetto e prosegue con domande relative agli argomenti trattati a lezione nonché nei seminari didattici e nelle visite tecniche.

Generalmente (ma non necessariamente) le domande riguardano due argomenti fondamentali (che saranno indicati nelle Linee Guida per la preparazione dell’esame) ed eventuali argomenti complementari finalizzati all’incremento della votazione finale.

Durante la discussione del progetto lo studente deve dimostrare di conoscerne i contenuti, i metodi e i risultati.

Ulteriori elementi di valutazione sono costituiti dalla capacità di organizzare discorsivamente l’esposizione con efficacia e linearità, dalla capacità di ragionamento critico sullo studio compiuto, dalla correttezza nell’impiego del lessico specialistico e soprattutto nella capacità di collegamento trasversale con i contenuti dell’Ingegneria dei Sistemi della Mobilità e dei Trasporti acquisiti durante il percorso della laurea magistrale.

Dispense

Seminari didattici

Testo consigliato

Testo di base consigliato