Anna Masutti
Ordinario di Diritto della Navigazione e dei Trasporti ed Air & Space law, Università di Bologna, Presidente RFI S.p.A.
Lo sviluppo dei programmi spaziali pur rimanendo parte integrante della strategia delle nazioni ha consentito l’avvio di nuove forme di sfruttamento commerciale dello spazio da parte dei privati. Negli ultimi anni si è assistito a una crescita sostenuta del segmento downstream (concentrato nell’utilizzo delle tecnologie satellitari a supporto delle attività terrestri) che ha visto emergere una domanda pubblica e privata di stakeholders, sempre più interessati a nuove applicazioni dei programmi spaziali.
Orientare tali tecnologie ai bisogni della mobilità multimodale e favorire nuove applicazioni alle infrastrutture della mobilità sono obiettivi fondamentali per consentire l’adozione di modelli di gestione avanzata delle grandi infrastrutture dei trasporti. Basti pensare alle numerose applicazioni dei servizi spaziali e delle osservazioni satellitari che quotidianamente sostengono le attività sulle infrastrutture viarie, ferroviarie ed energetiche, al fine di prevedere e monitorare quei fenomeni naturali ed umani che potrebbero comprometterne la sicurezza.
Dagli esiti dei progetti di ricerca e sviluppo finora svolti in relazione alla infrastruttura ferroviaria emerge che le tecnologie satellitari rappresentano una delle soluzioni innovative più promettenti per le attività di localizzazione dei treni, tramite lo sfruttamento delle applicazioni del programma ERSAT.
Il programma ERSAT (ERTMS e SATtellite) è stato avviato nel 2012 da RFI S.p.A. Sorto come un progetto di Ricerca & Sviluppo, negli anni si è evoluto in una serie di iniziative integrate nel contesto di sviluppo del sistema ERTMS, con il contributo determinante delle agenzie spaziali europee – ESA (European Space Agency) e EUSPA (European Union Agency for the Space Programme, ex GSA) – e dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana).
Il sistema di controllo marcia treno ERTMS[1] è un sistema di gestione, controllo e protezione del traffico ferroviario e del relativo segnalamento a bordo, progettato per sostituire i molteplici sistemi di circolazione e sicurezza delle varie ferrovie europee, allo scopo di garantire l’interoperabilità dei treni soprattutto sulle nuove reti ferroviarie ad alta velocità. ERTMS – basato sullo standard europeo – permette ai treni dei diversi paesi di circolare senza soluzione di continuità su tutte le linee europee che ne sono dotate ed è capace di garantire la circolazione dei treni in sicurezza con l’adozione di funzionalità e tecnologie all’avanguardia. ERSAT è, pertanto, un’evoluzione del sistema ERTMS consentita attraverso l’utilizzo della costellazione satellitare europea EU GNSS (Global Navigation Satellite System).
RFI sta adottando l’ERTMS per l’alta velocità e per l’intera infrastruttura ferroviaria nazionale. Il sistema richiederà l’installazione lungo la linea ferroviaria di appositi trasponder (boe o eurobalise) per consentire la localizzazione rilevata dai sistemi a bordo treno. I sistemi satellitari di geo-localizzazione – a lungo studiati e adottati in campo aeronautico – potranno contribuire alla implementazione dell’ERTMS offrendo una alternativa all’utilizzo delle eurobalise, permettendo di “virtualizzarle”. Questo, lasciando inalterato il funzionamento dell’ERTMS e riducendone i costi.
Per migliorare l’accuratezza della posizione delle boe “virtuali” si ricorre ad una rete di Augmentation dedicata, con delle Reference Station ubicate lungo la linea ferroviaria. Tale rete è stata realizzata sul primo sito prova in Sardegna, sulla linea Cagliari-Oristano, dove è stato sperimentato anche l’uso della rete di Augmentation pubblica EGNOS attualmente in uso in ambito aeronautico. Questo, in attesa di una rete EGNOS specifica che dovrebbe essere realizzata entro il 2025 per soddisfare i requisiti propri dell’ambiente ferroviario.
I vantaggi di ERSAT sono i) la riduzione dei costi di capex/opex delle istallazioni del sistema e ii) l’integrabilità con lo standard ERTMS attualmente in vigore (Baseline 3) senza alterare le modalità di condotta dei treni.
Il primo progetto italiano, ERSAT – GALILEO, finanziato dalla GSA (oggi EUSPA), è stato un game changer: ha raggiunto l’obiettivo di definire e certificare l’architettura standard di ERSAT su un sito prova in Sardegna lungo la linea Cagliari – Oristano e si è concluso con successo nel novembre 2019 consentendo di presentare una proposta di architettura nell’ambito di Europe’s Rail[2].
In futuro, l’obiettivo è quello di standardizzare l’architettura ERSAT attraverso la sua introduzione nella Specifica Tecnica d’Interoperabilità Comando Controllo e Segnalamento (STI CCS). A tal fine è stata presentata alla European Union Agency for Railway (ERA) una Change Request[3] (CR)da parte dell’ERTMS User Group[4], contenente i principi innovativi da introdurre. La CR è stata accettata dall’ERA e la definizione di dettaglio della soluzione è stata affidata ad un gruppo di lavoro dedicato nell’ambito di Europe’s Rail[5].
Attualmente, vari gruppi industriali – che si trovano in differenti fasi di sviluppo della ingegnerizzazione della soluzione tecnica – stanno discutendo la possibilità di definire nell’ambito di Europe’s Rail una soluzione condivisa sull’impiego delle virtual balise.
A livello europeo si sta lavorando per finalizzare la CR sui due filoni paralleli (balise virtuale e vehicle locator indipendente) entro il termine del progetto X2R-5 previsto nel 2023. Questo, per consentire l’utilizzo della navigazione satellitare a partire dal 2023 – favorendo la messa in esercizio delle soluzioni tecnologiche già sviluppate – e per lasciare spazio a ulteriori innovazioni che potranno essere adottate non appena la tecnologia sarà validata. Pertanto, si ritiene che l’introduzione della tecnologia satellitare nella STI avverrà con la successiva revisione nel 2026/2027.
[1] Più precisamente, l’ERTMS/ETCS (European Rail Traffic Management System/European Train Control System).
[2] Precedentemente anche Shift2Rail, si v. https://projects.shift2rail.org.
[3] La Change Request CR 1368.
[4] L’ERTMS User Group è il Gruppo Europeo di Interesse Economico formato da diverse amministrazioni ferroviarie.
[5] Il WP5 di X2R-5.