Quattro binari: dove servono e perché

E' palese che disporre di una linea a quattro binari è meglio che averne due soltanto. Ma non tutte le linee a quattro binari sono uguali, e non tutte le tratte hanno la stessa necessità di disporre di quattro binari. E, una volta che questi binari vi siano, con che criteri si ripartiscono i treni tra le due linee a doppio binario così risultanti? Proviamo a fare qualche ragionamento.

L'esempio più evidente di ferrovie a quattro binari, in questi tempi particolarmente di attualità, è dato dalle nuove linee ad Alta Velocità che si stanno finalmente inaugurando: la Roma-Napoli aperta a fine 2005, la (Milano-)Novara-Torino all'inizio del 2006, le prime tratte della Milano-Venezia (Milano-Treviglio e Padova-Mestre a luglio 2007), la Milano-Bologna che seguirà nel 2008. Per tutte queste linee si è "venduto" al pubblico il concetto che sarebbero state sì destinate ai treni veloci, ma questo avrebbe avuto l'effetto di liberare le linee tradizionali, che diventavano a completa disposizione del trasporto regionale, con notevole beneficio per i pendolari. E' per questo che a un certo punto, la rete ad Alta Velocità (AV) è stata ribattezzata ad Alta Capacità (AC). Analizzare se questa affermazione corrisponde al vero ci porterà a un discorso piuttosto tecnico, ma necessario, sulla struttura degli orari ferroviari e delle tracce.

Facciamo un passo indietro, e torniamo alle linee normali, a uno o due binari soltanto. Quanti treni possono passare su un binario, in un giorno? Dal puro punto di vista del segnalamento, una linea moderna con segnali ogni 1300 m può far partire un treno meno di due minuti dopo che è partito il precedente. In realtà, treni così vicini, interferiscono tra loro (è evidente che quando quello davanti frena per arrestarsi alla stazione successiva, costringe a frenare "in anticipo" anche quello che lo segue). Di fatto si assume - in Italia e in via piuttosto prudenziale - un distanziamento minimo di 5 minuti.

Tuttavia il problema maggiore che si incontra facendo gli orari dei treni è che non tutti viaggiano alla stessa velocità: questo penalizza fortemente la "capacità" di una linea, cioè il numero di treni, reali e non teorici, che possono passare in un giorno. Di solito si assume come valore di riferimento per linee a doppio binario quello di 200-220 treni al giorno (complessivamente fra le due direzioni). Questo valore indicativo tiene conto di un mix tra treni lenti e veloci, che porterà anche alla necessità di effettuare "sorpassi" degli uni sugli altri (in linguaggio ferroviario: precedenze): una manovra assai time-consuming, che si cercherà di effettuare nel minor numero possibile di casi.

Su linee a semplice binario, alle precedenze si aggiungono gli incroci tra treni marcianti in direzioni opposte. Gli incroci sono assai più numerosi delle precedenze e fanno precipitare la capacità della linea: solo su tratte ottimamente gestite si può arrivare alla soglia di 70-80 treni al giorno.

Binari lenti e binari veloci

Avendo 4 binari a disposizione è ovvio che si cercherà di separare i treni lenti da quelli veloci, dedicando ogni coppia di binari agli uni e agli altri, in modo da minimizzare o meglio ancora annullare il numero di precedenze. Tutto sta in che cosa si intende per "lenti" e "veloci". Il ragionamento alla base della concezione tradizionale delle linee AV è "veloci = treni ad alta velocità (Eurostar, TGV, ICE, ecc.); lenti = tutti gli altri". Sembra una cosa logica... In senso un po' più allargato può diventare "veloci = treni a lunga percorrenza (ES, IC, EC); lenti = treni del trasporto regionale (regionali, interregionali, suburbani)".

In realtà si dimostra facilmente che, in un modello di orario a frequenza costante, cioè rigidamente cadenzato, un treno che ferma in tutte le stazioni è molto più "incompatibile" con un treno diretto o interregionale di quanto quest'ultimo lo sia rispetto a un treno rapido (a meno che il treno rapido non sia davvero eccezionalmente veloce).

In particolare, se il treno lento ha frequenza di 30', consuma buona parte della capacità, ma, usando una certa attenzione, si riescono a far passare anche altri servizi sullo stesso binario; se la frequenza è di 15', il treno lento esaurisce di fatto tutta la capacità del suo binario, e quindi ogni altro servizio dovrebbe essere instradato sull'altra coppia di binari, se non lo si vuole penalizzare.

Naturalmente questa affermazione è da intendersi in funzione del livello di qualità che si vuol dare al servizio. Abbiamo detto che in Italia RFI prescrive che d'orario fra due treni in successione debbano passare almeno 5 minuti. E' una regola abbastanza prudenziale ma diamola per buona: significa che nella maglia di treni a frequenza di 15 minuti (partenze ad esempio ai minuti .00 e .15) ce ne starebbero altri due (partenze a .05 e .10). Però questi treni sarebbero costretti a viaggiare esattamente alla stessa velocità dei treni "lenti", perché altrimenti si richiederebbe una precedenza. Sopprimendo la partenza a .05, l'unico altro treno, partendo a .10, potrebbe guadagnare non più di 5 minuti, prima di interferire con il treno lento partito a 00.

Quindi una maglia lenta a frequenza di 15 minuti impone che eventuali treni veloci sullo stesso binario non risparmino più di 5 minuti, cioè siano in realtà anch'essi lenti!

Vincoli tra treni cadenzati lenti (suburbani) e treni diretti

Sistema suburbano cadenzato ai 15' e tracce residue

In figura è rappresentato un tipico caso di servizio suburbano dal Capolinea A al Capolinea B con 7 fermate intermedie su una distanza di circa 33 km (tempo di viaggio 45', pari a una velocità commerciale di 50 km/h).
All'interno della maglia cadenzata ai 15' trovano posto non più di due tracce aggiuntive, che necessariamente devono tenere la stessa velocità dei treni suburbani.

Massima velocizzazione possibile per un servizio diretto

Una singola traccia aggiuntiva può risparmiare non più di 5 minuti rispetto ai treni suburbani, se si vuole mantenere il distanziamento di 5' sia in partenza da A, sia in arrivo in B.
In questo caso si suppone che anche la traccia aggiuntiva fermi nella Fermata 1 (che potrebbe essere una stazione urbana sussidiaria, come ad esempio Milano Lambrate).
Risulta pertanto una percorrenza di 35' (velocità 56 km/h).

Incompatibilità con servizi diretti realmente "veloci"

Ma un treno che non fa fermate intermedie, su una normale linea di pianura, potrebbe impiegare meno di 35 minuti. In figura si è supposta una percorrenza di 27' (sempre con la Fermata 1), cioè un risparmio di 13' rispetto al suburbano e una velocità di 73 km/h, tipica di un Interregionale.
E' evidente che la traccia nera è incompatibile con il servizio suburbano viola, che dovrebbe darle la precedenza alla fermata 6: una manovra che penalizzerebbe molto il suburbano, oltre a rendere più critica la gestione della linea.
E' chiaro che la soluzione ottimale è disporre di due binari "veloci" su cui instradare l'Interregionale.

 

Con una maglia a 30 minuti il risparmio massimo sarebbe di 20 minuti (la frequenza di 30, meno i 2x5 minuti di distanziamento), che è già una velocizzazione apprezzabile.

Va tuttavia detto che ottenere il massimo risparmio teorico del treno veloce genera una condizione "ipervincolata": il treno veloce parte appena prima di quello lento e arriva appena dopo quello lento che lo precedeva. Ad esempio in Lombardia è quel che succede tra la linea S6 e gli IR nella tratta Rho - Novara. In questi casi una minima perturbazione provoca ritardi a catena o impone una precedenza (con conseguente forte degrado del treno lento). Proprio per minimizzare i rischi, di norma i treni veloci in fascia di punta, cioè quando si concentra anche un'elevata frequenza di treni lenti, sono abbondantemente "allungati": di fatto viaggiano (quasi) alla velocità di quelli lenti, riducendo i vincoli fra le tracce. Vari esempi si trovano nelle partenze degli IC delle 17 e delle 18, che hanno una traccia almeno in parte scadenzata/allungata.

Un altro espediente utilizzato è quello di mandare i treni "a plotoni": prima tutti quelli veloci, a 5 minuti l'uno dall'altro, e poi tutti quelli lenti, ma in genere questi sistemi non sono graditi all'utenza, soprattutto pendolare, che vorrebbe treni il più possibile equispaziati, in modo da percepire un tempo medio di attesa costante. Una delle critiche maggiori al nuovo orario Milano-Piacenza del dicembre 2005 (quello con cui si sopprimevano gli interregionali) era stata proprio contro l'introduzione di treni regionali a plotoni, che andavano a peggiorare anche il traffico locale.

Quindi, ricapitolando, quando si devono gestire treni molto lenti, che effettuano tutte le fermate - tipicamente i servizi suburbani - si può dire che:

Esempi pratici su linee a due binari

Linea LeNORD Milano-Seveso: sistema suburbano 10'-20'

Nella tratta suburbana a 2 binari Bovisa-Seveso coesistono per tutta la giornata i regionali per Asso e la S4 per Seveso. Quando però nelle fasce di punta viene aggiunta anche la S2, essa non può essere intercalata a 15' dalla S4: si forma così una frequenza di suburbani 10'-20', sicuramente meno appetibile per il viaggiatore (che percepisce il tempo di attesa maggiore) ma indispensabile per far passare il regionale. Esso è a sua volta lievemente penalizzato, dato che il massimo risparmio di tempo rispetto al suburbano è limitato dal distanziamento a Bovisa e Seveso (cfr. figure precedenti).
Si noti che quelle che sembrano precedenze nella tratta sotto Bovisa sono in realtà un effetto grafico, dovuto al fatto che la S2 va nel Passante (stazioni indicate in nero).

Ingrandisci / Enlarge

Linea S6 Milano-Novara a 30' e servizi a lunga percorrenza

In questo caso la frequenza di 30' della S6 permette la coesistenza di altre tracce veloci.
Nella morbida, quando c'è solo l'Interregionale, l'unico vincolo è la partenza ravvicinata a Rho (punto 1). Basta aggiungere l'Intercity che i vincoli aumentano significativamente: arrivo ravvicinato a Novara (2) e tripla partenza in successione da Rho (3).
Altri vincoli sono legati all'Eurostar (che arriva a Novara nel punto 4 senza nemmeno rispettare il distanziamento minimo di 5') e alla presenza di tracce regionali aggiuntive nell'ora di punta (ancora una tripla partenza nel punto 5).

Tra Rho e Certosa sono già disponibili 4 binari (e 6 oltre Certosa, contando Milano Centrale, Garibaldi e il Passante). La presenza di 4 binari almeno fino a Vittuone permetterebbe di rendere meno critiche le partenze ravvicinate da Rho: ad esempio, nel caso 1, la S6 potrebbe partire da Rho anche a ridosso dell'IR, che poi riuscirebbe a superarla mentre questa effettua la fermata a Vittuone.

Ingrandisci / Enlarge

 

I servizi suburbani con frequenza di 15 minuti vengono sempre più richiesti dagli utenti, almeno nella punta: ad esempio tra Milano e Gallarate i 30 minuti della S5 sono considerati già oggi insufficienti, ma non sono migliorabili, visto che sulla stessa linea devono convivere anche treni diretti e persino Eurocity.

E' dunque evidente che la vera criticità per cui servono quattro binari è far convivere servizi suburbani frequenti, piuttosto che servizi molto veloci come quelli AV, che comunque avranno sempre frequenze significativamente inferiori. La frequenza è infatti inversamente proporzionale alla lunghezza della relazione: per i servizi suburbani, che devono assomigliare a una metropolitana, una frequenza elevata è fondamentale; per la maggior parte dei servizi rapidi la frequenza di 60 minuti può essere considerata un obiettivo ragionevole (sulla Milano-Roma ci si augura di arrivare in futuro ai 30 minuti, ma è chiaro che questo è in assoluto il caso più favorevole).

Tra treni di velocità media (come gli interregionali) e treni Intercity, il legame tra la frequenza delle tracce lente e il risparmio di tempo massimo delle tracce veloci intercalate è senz'altro più favorevole, a causa delle frequenze di norma minori (che allargano la "finestra" a disposizione) e dello scarto di velocità commerciale meno drastico. Infatti la differenza di velocità, che è la cosa più critica di un orario ferroviario, è davvero significativa per un servizio suburbano, che di norma fa una fermata ogni 2-5 km (e quindi spesso non fa nemmeno in tempo a raggiungere la velocità massima tra una stazione e l'altra). Un IR e un IC viaggiano invece entrambi a 150-160 km/h: se anche l'IR fa il 30-40% di fermate in più dell'IC, la velocità commerciale non peggiora in modo drastico.

Lo stesso vale per la convivenza tra Intercity ed Eurostar, almeno fin tanto che questi ultimi non siano proprio velocissimi; questo è un altro motivo che può far sorgere il dubbio che i 300km/h scelti per la rete AV abbiano in realtà un rapporto costi/benefici non particolarmente favorevole (l'uso di un'alimentazione monofase è già stato discusso nell'altro articolo).

Linee guida e messa in pratica

Che cosa possiamo dunque concludere dal nostro ragionamento?

A questo punto, riferendosi per comodità al contesto lombardo, e tenendo presente il progetto del Servizio Ferroviario Regionale che abbiamo approfonditamente descritto nel relativo articolo, possiamo fare qualche esempio concreto:

L'interconnessione di San Zenone (linea AV/AC Milano-Bologna): è proprio al posto giusto?

Tratta iniziale della linea AV Milano-Bologna

Questa prima tratta, elettrificata con il normale sistema a corrente continua, è conosciuta anche come quadruplicamento Milano Rogoredo - Melegnano, in quanto è stata aperta nel 1997, ben prima che si cominciasse la costruzione della nuova linea AV Milano-Bologna (ma era addirittura prevista fin dagli anni Settanta e inclusa nel Programma Integrativo del 1981).

In origine l'interconnessione con la linea lenta era a raso, tra Melegnano e San Zenone ("Bivio Sordio").
Nel 2005 è stata attivata la nuova interconnessione a livelli sfalsati (in gergo: salto di montone), posta tra San Zenone e Tavazzano, che ha il ben noto vantaggio di eliminare i "tagli a raso" tra treni marcianti in direzioni opposte (le prime interconnessioni di questo tipo sono apparse in Italia sulla Direttissima Firenze-Roma, aperta a partire dal 1977).

Il problema però è dove è stata realizzata l'interconnessione, e la sua relazione con il tipo di servizio previsto sulle due linee.
Sino a Lodi è previsto un servizio suburbano, che noi chiamiamo Linea S1 (vedi lo schema finale); in ogni caso, al di là del nome, sarà un servizio che fermerà in tutte le stazioni.
Lodi è invece un capoluogo di provincia: molti treni fermeranno solo qui, e poi proseguiranno senza fermate fino a Milano, preferibilmente sulla linea veloce.

A questo punto è evidente il problema: se da Lodi parte un treno "veloce" (cioè senza fermate intermedie), e ha davanti un treno suburbano che ferma in tutte le stazioni, non sarebbe meglio che il treno veloce potesse prendere i binari veloci prima della successiva stazione?
In questo modo eviterebbe di doversi "accodare" al treno suburbano, mentre quest'ultimo effettua la fermata a Tavazzano: sono pochi minuti, non è un dramma, ma è uno dei (tanti) esempi di come sia importante coniugare l'infrastruttura con il tipo di servizio previsto.
Nel caso specifico, lasciando l'interconnessione dov'è, sarebbe bastato prolungare i due binari veloci fino oltre la stazione di Tavazzano: sono poche centinaia di metri, senza particolari vincoli. L'interconnessione a livelli sfalsati è un'opera abbastanza imponente e proporzionalmente costosa. Proprio non si è riuscito a costruire l'ultimo "pezzettino", che l'avrebbe resa perfetta?

 

Argomenti correlati

Il servizio ferroviario regionale
L'orario cadenzato

[Indice della sezione / This Section]

[Home page]