L'apparato centrale è l'insieme dei dispositivi, centralizzati in un unico posto di comando, per la manovra a distanza degli elementi presenti in una stazione ferroviaria (scambi, segnali ferroviari, passaggi a livello), il controllo dell'occupazione dei circuiti di binario, e la verifica dei collegamenti di sicurezza[1][2].
Il collegamento di sicurezza è l'elemento fondamentale affinché nella circolazione dei treni nelle stazioni non si creino situazioni di pericolo, legate a possibili collisioni fra i treni in movimento. Un collegamento di sicurezza è un vincolo di tipo meccanico, elettro-meccanico, elettrico o elettronico, per mezzo del quale tutti gli enti di una stazione (deviatoi, segnali, passaggi a livello, circuiti di binario) sono interconnessi in maniera tale che ogni movimento che avviene in stazione si sviluppi in maniera sicura rispetto ad altri movimenti che precedono, seguono o si effettuano contemporaneamente al movimento in atto[3].
Per esempio, il collegamento di sicurezza assicura che per la disposizione a via libera del segnale di protezione di una stazione, tutti gli enti interessati siano vincolati nella posizione richiesta fintanto che il movimento che li interessa non sia stato compiuto.
Le tipologie di collegamento di sicurezza disponibili sono le seguenti[3]:
collegamento di ciclo: consente di effettuare un comando impartito una sola volta, dopo di che il comando viene distrutto;
collegamento di bloccamento: inibisce specifici comandi fintanto che il comando in atto non sia stato compiuto (ossia che l'itinerario sia stato percorso dal treno - quindi liberato - o distrutto artificialmente);
collegamento di senso: impedisce comandi che effettuano movimenti in senso opposto sullo stesso binario;
collegamento di verifica di costituzione di un itinerario: effettua la verifica della posizione dei deviatoi percorsi e di quelli che assicurano l'indipendenza dell'itinerario;
collegamento di verifica di libertà della via: verifica lo stato di occupazione dei circuiti di binario che costituiscono l'itinerario, e permette la formazione dell'itinerario solo se questi sono liberi.
Tutti questi collegamenti permettono che sia garantita la sicurezza della circolazione dei treni nelle stazioni: ogni condizione che possa minare la sicurezza porta all'inibizione del comando richiesto.
banco di manovra: è l'insieme delle componenti che consentono all'operatore di impartire i comandi (può essere un insieme di leve, di tasti o un computer);
quadro luminoso: contiene la rappresentazione, in forma schematica, di tutti gli enti di piazzale controllati dall'apparato;
Apparato centrale meccanico: banco di manovra a leveapparecchiature della logica: insieme delle componenti a cui è deputato il compito di effettuare i controlli di sicurezza (possono essere serrature meccaniche, serrature elettriche, calcolatori);
apparecchiature di alimentazione per gli apparati di tipo elettrico ed elettronico;
Gli apparati centrali si possono distinguere sulla base delle tecnologie impiegate e dei principi di funzionamento[1]:
Apparato centrale meccanico: tutti gli enti di piazzale sono collegati meccanicamente (tramite fili o leve) all'apparato centrale, i collegamenti di sicurezza sono effettuati per mezzo di una serratura meccanica, e l'azionamento è affidato alla forza umana[5];
Apparato centrale idrodinamico: simile ad un apparato di tipo meccanico, ma si sfrutta l'energia idraulica per la movimentazione degli enti[5];
Apparato centrale elettrico: i collegamenti tra apparato ed enti e gli azionamenti degli enti stessi avvengono sfruttando l'energia elettrica. Questo tipo di apparato si distingue a sua volta in:
Apparato centrale elettrico a leve di itinerario: ogni itinerario viene formato per mezzo della movimentazione di una sola leva, a cui corrisponde la manovra di tutti gli enti necessari alla formazione dell'itinerario e la verifica delle condizioni di sicurezza previste[6];
Apparato centrale elettrico a itinerari: caratterizzato dallo stesso principio di funzionamento dell'ACELI, ma la manovra avviene per mezzo della pressione di un pulsante[1].
Apparato centrale computerizzato: la logica di sicurezza viene realizzata da un software che, per mezzo di schede elettroniche, si interfaccia a tutti gli enti di piazzale[5].
Gli apparati di comando a distanza nacquero allo scopo di diminuire la quantità di agenti preposti alla manovra a mano sul posto degli scambi delle stazioni e dei segnali ad essi connessi.
I primi apparati di manovra erano costituiti da un insieme di robuste leve e tiranti che per mezzo di aste e rinvii permettevano di manovrare a distanza un certo numero di deviatoi; è senz'altro evidente che ciò trovava il suo limite nella distanza, nella complessità dei leveraggi e nello sforzo necessario a manovrarli.
Apparato centrale elettrico a leve individuali
I dispositivi più noti ed usati di questo tipo furono l'apparato Saxby (dal nome dell'inventore John Saxby) a trasmissione rigida e gli apparati Siemens-Halske e Max Judel con trasmissione a cavo di acciaio. Ambedue i sistemi, basati sulla forza muscolare del manovratore, non permettevano di superare distanze del posto di manovra di 150-200 metri e richiedevano agenti di manovra di caratteristiche fisiche notevoli. È evidente che occorrevano almeno due posti di manovra, uno per lato della stazione, e in ogni cabina un manovratore.
In seguito all'aumento dei dispositivi da comandare e della loro distanza dal posto di comando furono implementati sistemi o servomeccanismi di tipo idrodinamico tipo l'Apparato Centrale Idrodinamico dell'ingegnere Bianchi (realizzato in Italia) o elettrici di tipo Westinghouse, AEG ed altri[7].
L'aumento della circolazione dei treni e la necessità che questo avvenisse in sicurezza determinò la realizzazione di dispositivi di controllo e sicurezza a chiavi in grado di bloccare la leva disposta e a loro volta anche quelle degli itinerari convergenti per impedire manovre indebite e disastrosi risultati[7].
L'evolversi delle tecnologie a disposizione ha portato a sviluppare sistemi di comando e controllo di tipo meccanico, elettro-meccanico, elettrico e infine elettronico.
Ministero dei trasporti Ferrovie dello Stato, Veicoli ed impianti,vol IX, pp. 326-331, Pisa, Tipografia editrice Giardini, 1962.
Lucio Mayer, Impianti ferroviari. Tecnica ed esercizio, a cura di Pier Luigi Guida e Eugenio Milizia, 3ª ed., Roma, Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani, 2003.
Pier Luigi Guida e Eugenio Milizia, Dizionario ferroviario. Movimento, Circolazione, Impianti di Segnalamento e Sicurezza, 2ª ed., Roma, Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani, 2004.
Roberto Maja, Circolazione ferroviaria, dispensa del corso di Esercizio Ferroviario, Politecnico di Milano, 2013.
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