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PORTALE DELLA DIDATTICA

Sistemi di trasporto ferroviari, metropolitani e a fune

03SAGNE

A.A. 2022/23

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Mutua

01SAGMX

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 60
Esercitazioni in aula 20
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Dalla Chiara Bruno Professore Ordinario ICAR/05 40 28 0 0 6
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/05 8 C - Affini o integrative A12
2022/23
Insegnamento base dell'orientamento sui trasporti e relativi sistemi ed impianti. Obiettivo dell’insegnamento è fornire agli studenti la capacità di progettare, dimensionare e conoscere il funzionamento dei sistemi di trasporto cosiddetti “ad impianto fisso” – vale a dire ferroviari, per metropolitane ed a fune, anche ad automazione integrale e di carattere più innovativo (ad esempio, people mover urbani) – comprensivo dei relativi consumi energetici e delle relative infrastrutture terminali per lo scambio modale, impianti di movimentazione e per il deposito. L’insegnamento si articola su due parti: la prima è inerente ai principi ed alle metodologie per la progettazione ed esercizio di sistemi di trasporto ferroviari, metropolitani, a fune - inclusi quelli urbani – ed innovativi (ad esempio APM e sistemi a levitazione magnetica); la seconda, breve e finale, riguarda i sistemi di trasporto merci e la logistica esterna, con particolare riferimento al trasporto intermodale relativi impianti ed infrastrutture, quali i terminali per il trasporto combinato, i terminali portuali, gli interporti. Sono incluse le tecniche di ottimizzazione per lo spostamento delle merci. L’insegnamento – anche per studenti in Erasmus - prevede alcune lezioni ad hoc in inglese per poter conoscere termini e la fraseologia specifici del settore, ormai sovente inserito in un contesto internazionale a livello aziendale, dei servizi, nella Pubblica Amministrazione e normativo.
Core subject of the specialisation on “Transport systems” and related installations. The aim of the subject is to provide students with the ability to engineer, design, dimension and know the operation of so-called fixed guideway transport systems - i.e. railway, metro and cableway systems, also fully automated and of a more innovative nature (e.g. urban people movers) - including their energy consumption and the related terminal infrastructures for modal shift, handling and storage facilities. The subject is divided into two parts: the first is inherent to the principles and methodologies for the design and operation of railways, metros, ropeways - including urban ones - and innovative transport systems (e.g. APM and magnetic levitation systems); the second, short and final, concerns freight transport systems and external logistics, with particular reference to intermodal transport related facilities and infrastructures, such as combined transport terminals, port terminals, freight villages. Optimisation techniques for shipment and handling of goods are included. The subject - also for Erasmus students - includes some ad hoc lessons in English in order to get acquainted with terms and phraseology specific to the sector, which is now often included in an international context at corporate, service, public administration and regulatory level.
Lo studente che segue con profitto l’insegnamento acquisisce la capacità di progettazione ed esercizio di un sistema di trasporto ad impianto fisso con individuate potenzialità e prestazioni, nel rispetto della normativa tecnica vigente ed ottimizzando le risorse disponibili; a tal fine, si considerano utili – da eventuali insegnamenti precedenti o contestuali - la conoscenza della domanda di trasporto o di mobilità oppure le esigenze di logistica da soddisfare ed una competenza di base sulle componenti infrastrutturali, meccaniche ed elettriche utilizzabili negli impianti di trasporto. Sono inclusi nei sistemi di trasporto quelli a carattere più innovativo, ad elevata automazione. Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: - conoscere il procedimento da seguire per progettare e mettere in esercizio un sistema di trasporto ad impianto fisso; - distinguere tutte le componenti principali di un sistema di trasporto ad impianto fisso comprensive delle modalità di trasmissione del moto; - dimensionare le parti salienti di un elevatore (dimensionamento, parti meccaniche e potenze richieste) sulla base della domanda di trasporto; - progettare un impianto di trasporto monofune, sulla base della potenzialità oraria richiesta; - calcolare spazi, tempi e consumi nell’esercizio di un treno in linea; - dimensionare un terminal intermodale per le merci; - gestire una stazione di smistamento ferroviario; - scegliere tra sistemi di trasporto urbano sulla base di prestazioni, potenzialità e caratteristiche salienti; - confrontare alterative tra impianti di movimentazione per il trasporto intermodale - scegliere tra alternative di sistemi di trasporto merci in base alla domanda, al tipo di territorio da servire e prestazioni da garantire; - ottimizzare un flusso di merci tra varie origini e destinazioni sulla base di disponibilità, impieghi, costi e vincoli al contorno; - utilizzare le norme tecniche per il dimensionamento e la progettazione di un qualunque tipo sistema di trasporto ad impianto o fisso.
Once a student has successfully completed the subject, he is expected to have acquired the competences for the engineering, design and operation of a transport system based on a requested potentiality and performance, in accordance with existing technical standards and optimising the available resources; provided that this is the main aim, it results useful for the student to have learnt - from previous or concomitant subjects - the transport or mobility demand to be satisfied and to have acquired a basic competence on transport infrastructures, mechanical and electric components that can be used in transport systems and installations. Most innovative transport systems are contemplated, including those with elevated automation or based on the use of telematic systems for their control and management.
Conoscenza degli elementi di base della Fisica, eventualmente della Meccanica applicata, degli equilibri delle forze, del funzionamento elementare dei motori elettrici, dei modelli e tecnologie per il traffico ed i trasporti, con particolare riferimento alla conoscenza della teoria delle code, al calcolo della potenzialità e capacità nei sistemi di trasporto. In relazione ai sistemi ferroviari, è utile - non necessaria - la conoscenza di base dell’esercizio ferroviario e delle tematiche di traffico.
Knowledge of the basic elements of Physics, possibly of applied Mechanics, balance of forces, elementary operation of electric motors, models and technologies for traffic and transport, with particular reference to the appraisal of the queuing theory and calculation of transport hourly capacity. As regards rail systems, a basic knowledge on train operation and on traffic engineering is useful, though not necessary (see: “Modelli e tecnologie per il traffico ed i trasporti” or Traffic engineering). The complete specialisation in Transport Systems includes also: Models and technologies for traffic and transport (6 credits, Sept-Jan), Transport techniques and economics (6 credits within Mechanical Eng. but can be chosen of 8 credits in Civil Eng., March-June).
I parte - Sistemi di trasporto ferroviari, funiviari, metropolitani Sistemi di trasporto ad impianto fisso: funivie montane ed urbane, sistemi ferroviari e metropolitane per la mobilità delle persone e trasporto promiscuo Fondamenti e metodologie di progettazione dei sistemi di trasporto [3 h] 1. Norme tecniche e procedure tecnico-amministrative per la progettazione e realizzazione di sistemi ed impianti di trasporto; normative di riferimento per le diverse tipologie di impianti e sistemi di trasporto. 2. Presupposti per la progettazione dei sistemi di trasporto: quantificazione della domanda ed applicazione della teoria delle code d’attesa; richiami. Progettazione ed esercizio degli impianti a fune: elevatori, sistemi funiviari per applicazioni montane ed urbane [28.5 h]. Classificazione, principi di funzionamento e di calcolo di elevatori ed impianti a fune; funi metalliche; configurazione delle funi in opera; elementi costitutivi e progettazione degli impianti; calcolo di forze e potenze; esercizio, manutenzione e controlli non distruttivi sugli impianti a fune; cenni sui principi di funzionamento degli azionamenti e sicurezza; sistemi di trasporto a fune per applicazioni urbane. Progettazione ed esercizio di sistemi di trasporto ferroviari e per il trasporto pubblico, a guida vincolata [36 h] 1. Sistemi di trasporto ferroviari tradizionali e ad alta velocità: richiami sulle linee e sul materiale rotabile; elementi costitutivi e per il dimensionamento dei convogli ferroviari; interazione veicolo-infrastruttura; ranghi di circolazione delle linee; esercizio ferroviario ed integrazione tabellare, con relativi calcoli sui consumi energetici; sistemi di segnalamento, controllo e sicurezza ferroviaria; richiami sull’elettrificazione delle linee; vincoli nella progettazione ed utilizzo delle linee ferroviarie in relazione all’esercizio e prestazioni richieste ai veicoli ferroviari; materiale rotabile ad assetto variabile e relativi effetti sull’esercizio; relazioni tra progettazione ed esercizio delle linee ferroviarie ad alta velocità; calcolo della capacità delle linee in relazioni all’infrastruttura, impianti, materiale rotabile e modalità di esercizio. 2. Caratteristiche progettuali, elementi di dimensionamento ed esercizio di sistemi di trasporto a guida vincolata convenzionali (tramvie, metropolitane, metropolitane leggere) e sistemi di trasporto innovativi di derivazione metropolitana (people mover e metropolitane a guida automatica). II parte - Trasporto Merci e Logistica Esterna [12.5 h] 1. Trasporto multimodale ed intermodale, unità di carico e per il carico, unità di trasporto intermodale. 2. Stazioni di smistamento, terminali per il trasporto intermodale delle merci, terminal gateway, attrezzature e tecniche di movimentazione. 3. Elementi di dimensionamento e funzionamento di interporti o piattaforme logistiche, dei porti e descrizione della catena logistica. 4. Metodi di ottimizzazione e scelta per la logistica nel trasporto intermodale.
First part: rope, rail, non-conventional transport systems design and practice Fundaments and methodologies for the engineering and design of transport systems [3 h] 1. Premises for transport systems engineering and design: quantification of transport demand and application of the queuing theory. 2. Technical and administrative procedures for the engineering and design of transport systems with related infrastructures; technical standards for reference for various transport systems and installations. Rope transport systems: elevators, cableways, automated people movers based on rope traction [25.5 h] Classification, principles of operation, engineering and design of elevators and rope transport systems; steel wire ropes; configuration of ropes in operation; elements constituting rope installations and principles for their design and calculation; technical standards; operation, maintenance and non-destructive controls on installations; operation devices; safety and security. Railway transport systems and fixed guidance public transport systems design and practice [27 h] 1. Rail transport systems: overview on railway lines and rolling stock; components of trains and principles for related dimensioning; vehicle - infrastructure interaction; rail operation and related calculations; rail route groups; signalling, control and rail safety; notes on electrification of railways; constraints for their design relating to the operation and performance of rail vehicles; tilting trains and related operation; inferences between design and operation of high speed lines. 2. Constructing principles and design of fixed guideway transportation systems (tramways, underground/metros, light railways) and innovative transportation systems (automated people movers). Second part: Freight Transport and External Logistics [4.5 h] 1. Multimodal and intermodal transport, unit loads, intermodal transport units. 2. Principles and methodologies for designing shunting stations for marshalling yards, terminals for intermodal freight transport, related handling techniques and equipment. 3. Principles for designing freight villages or logistic centres, container terminals in ports and the description of the logistics chain; interchange and parking areas. 4. Equipment and infrastructures for transport by inland waterways. 5. Methods for optimising and choosing transport and distribution of goods.
Nel corso delle esercitazioni vengono affrontate applicazioni numeriche inerenti ad argomenti svolti durante le lezioni ed attinenti alla progettazione ed esercizio dei sistemi di trasporto ad impianto fisso (elevatori, impianti a fune, sistemi ferroviari, metropolitane), infrastrutture intermodali e stazioni di smistamento. Gli studenti, a piccoli gruppi, sono tenuti alla redazione di un breve progetto di massima contenente la parte descrittiva, di dimensionamento e calcolo, con relative rappresentazioni grafiche, inerenti ad un tema da loro scelto tra quelli trattati nel programma dell’insegnamento, solitamente un impianto di trasporto a fune. Per il calcolo dell’impianto a fune viene fornito agli studenti un programma di calcolo automatico di ausilio alla progettazione, da utilizzare insieme alle normative tecniche fornite dal docente. Nel corso dell’insegnamento sono previste visite guidate presso il laboratorio di trasporti in sede e talvolta presso aziende, impianti o terminali di trasporto all’esterno.
During the exercises, numerical applications related to topics already encountered during lessons are carried out and solved; they concern the design of fixed guideway transport systems (lifts, rope systems, railways), intermodal terminals and marshalling yards. Students, grouped in small numbers, are requested to prepare the short design, comprising the descriptive part, the dimensioning and calculation, with related the graphic support, concerning a subject chosen from those included in the programme, usually a rope transport system. When calculating rope installations, students are provided with a software package, to be used together with technical standards provided by the lecturer. During the semester, technical visits are also organised at the internal Department laboratory and at outdoors transport installations or terminals.
- Dispense a cura del docente sugli argomenti trattati, distribuite nel corso delle lezioni - Crotti A., con Alberto D., Dalla Chiara B., Vallana M., Impianti a fune, Politecnico di Torino, Ed. MarioGros, marzo 2006 (testo di riferimento sul tema; nuova edizione in ultimazione) - Normative sulla progettazione degli elevatori e degli impianti a fune (per consultazione, su portale didattica) - Dalla Chiara B., Vitali V., Cableway Design Package (C.D.P.) – Software package and Users’ handbook / Software impianti a fune (S.I.F.) – Pacchetto software e Manuale dell’utente, Politecnico di Torino, in rete - Dalla Chiara B., Engineering and design of railway systems, pp. 1-296, Politecnico di Torino, Ed. CLUT, 2012 (testo di riferimento in inglese sul tema) - Dalla Chiara B., Sistemi di trasporto intermodali: progettazione ed esercizio, 2015, EGAF Ed. (testo di riferimento in italiano sul tema, anche su sito EGAF)
Bibliographic references - Subject notes prepared by the lecturer concerning all the themes covered are distributed during the course. - Dalla Chiara et al., Progettazione di ascensori - “Technical Design of Lifts”, Politecnico di Torino - Trasporti, Ed. MarioGros, August 2006 (useful textbook on this subject, in Italian and English) - Crotti A. with Alberto D., Dalla Chiara B., Vallana M., Impianti a fune, Politecnico di Torino - Trasporti, Ed. MarioGros, marzo 2006 (main textbook for this subject, in Italian) - Technical standards for the design of elevators and rope transport systems (for consultation, on the educational web) - Dalla Chiara B., Vitali V., Cableway Design Package (C.D.P.) – Software package and Users’ handbook, Politecnico di Torino (on the educational web) - Dalla Chiara B., Engineering and design of railway systems, pp.1-296, Politecnico di Torino, Ed. CLUT, September 2012 (main textbook for this subject, in English) - Mayer L., Impianti ferroviari, Ed. CIFI Roma (in Italian, http://www.cifi.it) - Dalla Chiara B., Sistemi di trasporto intermodali: progettazione ed esercizio, 2015, EGAF Ed. (main textbook for this subject, in Italian)
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
L’apprendimento trova riscontro sia nella redazione del progetto di massima di un sistema di trasporto ad impianto fisso, normalmente con trazione a fune, svolto nel corso del periodo didattico (tra ottobre e gennaio, con consegna prima del termine ultimo delle lezioni), sia nello svolgimento di brevi esercizi in aula, finalizzati a risolvere problemi ricorrenti nella progettazione ed esercizio dei sistemi ed impianti di trasporto. L’esame di profitto consiste nella redazione e consegna della suddetta breve esercitazione, svolta in piccoli gruppi anche in laboratorio, e concordata all'inizio del periodo didattico, con una successiva prova orale sul programma svolto. Non è prevista la prova scritta. Con la media, in trentesimi, del voto dell’esercitazione e della prova orale si ottiene il voto finale. È obbligatorio prenotarsi sul portale della didattica; in caso d’impossibilità a presentarsi all’orale, la prenotazione deve essere cancellata. L’esame orale può essere sostenuto solo in caso di votazione delle esercitazioni pari ad almeno 6/10 e verte sull’effettiva acquisizione delle conoscenze e competenze maturate anche in occasione delle esercitazioni. L’accertamento delle conoscenze avviene con almeno due domande sulla parte sviluppata del programma ed è integrato dalla valutazione degli elaborati applicativi precedentemente consegnati. Il voto massimo è trenta e lode.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
Apprehension is assessed both through the preparation of a preliminary design of a transport system with fixed guide-way, usually with rope traction, that is carried out during the teaching period of the course (October-January), and through the completion of short exercises in class aimed at solving recurrent problems in the engineering, design and operation of transport systems and installations. The final exam consists in the completion and submission of the aforesaid project for a transport system, which will be agreed at the beginning of the course and in a final oral examination on the programme covered. With the average mark, expressed in n/30, of the mentioned project and of the oral exam the student obtains the final mark. It is mandatory to book the exam on the didactic Web Portal; the booking must be cancelled if, for any reason, the student cannot or no longer wishes to attend the exam. The oral exam is possible only if the students get a score greater or equal to 6/10 and is focused on the verification that knowledge and skills are properly acquired by the students, also in occasion of the applied works. The student knowledge will be ascertained by at least two questions on the contents, together with the evaluation of the applied works developed and delivered before the exam. The maximum rating is 30/30 cum laude.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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