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Le sale operative ferroviarie

VALERIO GIOVINE direttore Pianificazione industriale di Trenitalia SpA

PREMESSA La definizione di sala operativa, “locale organizzato e attrezzato presso questure e comandi dei carabinieri, cui confluiscono le richieste d’intervento da parte di cittadini in casi d’emergenza” [1], porta a dedurre che la sala operativa ferroviaria sia mutuata da un’impostazione organizzativa delle forze dell’ordine. Anche se la ferrovia risente dell’organizzazione militare e burocratica propria degli organismi dello Stato, la denominazione di sala operativa deriva, invece, dall’esplicitazione delle modalità di controllo della produzione che vi si svolgono: operative, appunto. Il sistema ferroviario, indipendentemente dalla struttura societaria delle sue componenti, si basa su molteplici processi industriali che concorrono alla produzione del trasporto e alla soddisfazione del cliente. Ciascun processo richiede una gestione produttiva e un costante controllo della corretta esecuzione, attraverso la supervisione del lavoro e il monitoraggio di parametri significativi. Per la tipicità dell’esercizio ferroviario, che ha la produzione parcellizzata in molti siti diversi e distanti, la gestione e il controllo si sono per lungo tempo svolti separatamente per ciascun processo e per singolo impianto, utilizzando degli indicatori di prestazione “a posteriori” solo come feedback per la programmazione delle attività del periodo successivo. Ad esempio la minuziosa attività di “andamento treni”, svolta raccogliendo a livello territoriale un’enorme massa di dati rilevati dal personale in servizio sui treni relativi agli arrivi, partenze e transiti e incrociati con gli analoghi dati registrati nelle stazioni (tutti

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raccolti per decenni “a mano” e successivamente “automatizzati”), costituiva di fatto solo un elemento di supporto per la modifica o la conferma dell’orario successivo e non uno strumento di controllo per la gestione operativa. Di conseguenza ogni decisione in fase d’esercizio è stata per lungo tempo demandata alla competenza formale e all’esperienza del singolo operatore, sotto la rigida guida della normativa. Con lo sviluppo delle tecnologie s’è gradualmente introdotto un accorpamento, reale o virtuale, dei siti di produzione e un conseguente accentramento della gestione e dei controlli dei singoli processi. Ciò è avvenuto sia a livello territoriale (concentrazione geografica), soprattutto per i processi di circolazione, sia nella contestualità (concentrazione temporale), in particolare per la gestione delle risorse. Nel settore della circolazione, con lo sviluppo delle tecniche di comando a distanza degli enti di stazione e poi di telecomando degli apparati si sono messi insieme i ruoli di controllo con i ruoli di comando, conferendo operatività al sistema. Proprio da questo settore s’è mutuato il termine “operativo”, attribuito anche al centro di controllo del processo d’esercizio: la sala operativa. Con la direttiva CE n. 440 del 1991, al fine di rivitalizzare il settore ferroviario s’è introdotta la separazione tra il gestore dell’infrastruttura e le imprese ferroviarie, determinando anche la separazione formale dei processi sulla base delle missioni e delle relative responsabilità. Con l’attuazione di quanto indicato nella direttiva si sono anche specializzati, e di conseguenza suddivisi, i centri di controllo del processo d’esercizio, determinando “le” sale operative. Essendo funzionalmente correlate tra loro, in Italia così come negli altri Stati d’Europa dove s’è data applicazione alla direttiva, le sale operative del gestore e delle imprese nella maggior parte casi sono però rimaste vicine, se non addirittura congiunte o integrate.

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fig. 1 – L’evoluzione delle sale di controllo

Da una gestione localizzata e settoriale...

Deposito locomotive

stazione B

stazione C

stazione A

... a un sistema di comando e controllo centralizzato

Coordinatore DC

I.F.

LA

PRODUZIONE

Se per il gestore dell’infrastruttura il prodotto è il servizio d’utilizzo dell’infrastruttura ferroviaria, inteso come passaggio di treni1 su un certo binario in un dato momento, per l’impresa ferroviaria il prodotto è il servizio di trasporto offerto ai clienti utilizzando i mezzi, le risorse umane e le tracce. I fattori che concorrono alla produzione – l’infrastruttura ferroviaria, il materiale rotabile, gli strumenti operativi, l’organizzazione (nel suo complesso di risorse umane e norme comportamentali) – sono correlabili tra loro attraverso una funzione di produzione. Tale funzione determina i valori caratteristici della produzione, quali: • i volumi di traffico nelle varie tipologie; • gli standard di qualità, definibili anche in termini di livelli di servizio e di struttura d’orario, con il vincolo della disponibilità dell’infrastruttura e del materiale, cioè della loro effettiva possibilità d’uso ai fini produttivi. La funzione di produzione si traduce nel programma d’esercizio2 e sulla base degli scostamenti dei parametri dal programma viene

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svolta la gestione operativa del processo. L’obiettivo è chiaramente costituito dalla realizzazione del prodotto con i minori scarti possibili rispetto al programmato. Nel rendere in forma esplicita la funzione di produzione

la contestualità d’informazione fra tutti i decisori. Per tali scopi nasce la sala operativa.

F = f (V1, V2, …, Vn)

Il termine “sala operativa” generalizza le funzioni e il ruolo che di fatto la struttura organizzativa riveste. Infatti il ruolo della sala operativa varia in base al contesto organizzativo (appartenenza, missione ecc.), ma soprattutto varia ed è variato in base all’evoluzione del sistema. Si possono identificare diversi livelli, creatisi con l’evolversi delle tecnologie e la crescita dei sistemi informativi di supporto, che non rappresentano però il superamento reciproco, in quanto hanno tutti validità funzionale. I livelli sono definibili in relazione alla loro posizione rispetto al perimetro del processo (parziale, complessivo), alla giurisdizione territoriale, alla funzione preponderate (gestione, controllo, supervisione, monitoraggio). La tabella 1 indica come queste componenti siano presenti nei vari livelli.

in cui v1, v2, …, vn, rappresentano i singoli fattori di produzione, appare evidente che tali variabili non siano tra loro indipendenti e soprattutto che la loro effettiva quantificazione sia legata a situazioni contingenti e spesso comportamentali. Facendo un esempio relativo alla produzione d’un singolo treno, avendo definito l’orario, la tipologia del materiale rotabile, la presenza del personale, la disponibilità effettiva dell’infrastruttura e dovendo in fase gestionale solo assegnare il mezzo (come matricola), la scelta può formalizzarsi matematicamente attraverso la probabilità condizionata: α Sm exp (dij)β pm = Σk α Sk exp (dij)β

con k=1, 2, …, N dove pm rappresenta la probabilità che venga assegnato il mezzo m, N la quantità di mezzi disponibili del tipo previsto, d la lunghezza del servizio da svolgere dalla località i alla località j, S il parametro d’affidabilità del mezzo, α e β coefficienti legati al tempo d’intervento. L’espressione ha forma analoga ai modelli d’utilità casuale, ad esempio tipo Logit, in quanto l’assegnazione del mezzo viene descritta di fatto dall’utilità associata a ciascuna delle possibili alternative di scelta, condizionate da alcune delle altre variabili. Ciò dimostra come l’elemento che rende massimo il fattore d’utilità sia la conoscenza precisa delle variabili in gioco e soprattutto

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LE

FUNZIONI

Tabella 1 – Componenti della sala operativa

Perimetro Giurisdizione Funzione

Livello 1

Livello 2

Livello 3

Livello 4

parziale

complessivo

parziale/ complessivo

parziale/ complessivo

territoriale

territoriale

centrale

centrale

gestione

controllo

supervisione

monitoraggio

Le strutture che possono inquadrarsi nel primo livello delle sale operative ferroviarie sono ad esempio i posti di regolazione della circolazione delle linee. Si tratta delle strutture di dirigenza centrale (operativa o non) che, al di là delle specifiche funzioni e automazioni, sono i punti di governo territoriale, in cui si ha una visione generale della situazione di produzione. Nel secondo livello ricadono i sistemi di comando e controllo,

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in cui sono presenti tutti gli attori del processo, compresi i gestori dei turni di personale dei treni e i coordinatori della manutenzione, e in cui, oltre alla gestione, vi è un costante controllo dei vari processi. Il terzo e il quarto livello comprendono le strutture con giurisdizione sull’intero territorio, normalmente poste presso le sedi centrali, con valenza per processi parziali o complessivi. La loro differenziazione è nel ruolo funzionale che rivestono, se solo d’indicazione e ausilio (livello 3) o di governo e controllo diretto (livello 4). In quest’ultimo caso risulta indispensabile l’esistenza di sistemi informativi centrali interfacciati direttamente con i sistemi di gestione territoriali. Le attività complessivamente curate nelle sale operative ferroviarie sono quelle che concorrono al processo produttivo del sistema ferroviario: • l’assegnazione dei mezzi; • l’assegnazione del personale dei treni; • la formazione dei treni; • la gestione delle linee e delle stazioni; • la regolazione della circolazione; • la diffusione delle informazioni alla clientela; • gli interventi manutenzione non programmati ai mezzi; • gli interventi manutenzione non programmati all’infrastruttura; • il monitoraggio della produzione cui si possono aggiungere i controlli relativi alla “security”. La conoscenza contestuale dello stato delle varie componenti si realizza nelle sale operative attraverso la contiguità fisica di tutti gli operatori, eliminando i flussi di comunicazione incrociati che si hanno in caso di separazione fisica di tutti i settori. L’eliminazione dei flussi di comunicazione, oltre a evitare la possibilità d’equivoci, rappresenta un guadagno di tempo che si traduce in un beneficio economico, in quanto riduce i carichi di lavoro degli operatori. Inoltre rende più rapida e operativa la scelta dei provvedimenti da adottare. Dalle analisi benefici-costi relative alle sale operative risulta normalmente che i maggiori oneri per la logistica e l’organizzazione sono più che compensati dalla maggiore efficienza economica del sistema.Va inoltre evidenziata la capacità di segnala-

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zione di “allarmi” preventivi assicurata dalle sale operative: le componenti del sistema possono subire alcune variazioni rispetto al programma che singolarmente non incidono sull’intero processo produttivo, ma che in connessione tra loro possono costituire un elemento di scostamento critico. L’avere tutti gli operatori vicini e reciprocamente informati permette la gestione degli scostamenti, riducendone l’effetto combinato.

LA

LOGICA DELLA SCELTA

Le sale operative devono gestire gli scostamenti del processo produttivo senza improvvisazioni o enfatizzazioni del momento. Per rendere più esplicito questo concetto si può fare un parallelo con la modifica dei tempi d’un ciclo semaforico d’un incrocio stradale, attuata da un vigile urbano. L’intervento, dovuto a una circostanza che rende meno fluido il deflusso su un ramo dell’incrocio, determina l’intervento del decisore umano, il vigile urbano appunto, per modificare i parametri ed evitare un ingorgo. Se si prolunga la durata dell’evento scatenante nel tempo o soprattutto se si prolunga l’intervento di regolazione del ciclo semaforico da parte del vigile urbano, gli effetti correttivi risultano spesso devastanti per il traffico. Chiaramente ciò non è dovuto all’incapacità del decisore, ma alla sua limitata informazione, nonché al fatto che la durata delle fasi semaforiche viene stimata dal vigile urbano sulla base della visione diretta, senza gli strumenti e il tempo necessario per il “calcolo” da modello. La scelta dei provvedimenti che modificano un programma, per sfruttare al meglio le capacità effettivamente disponibili al momento, deve partire dalla conoscenza più precisa possibile della situazione. La scelta infatti seleziona la “più idonea” tra le soluzioni possibili per riportare il processo ai livelli più prossimi all’obiettivo del programma. Le soluzioni sono il risultato della “miscela” di tutte le informazioni disponibili, espresse in forma quantitativa, numerica. Ma quando è richiesta una rapidità di decisione, l’individuo tende a fornire giudizi di valore preferendo elaborazioni mentali che interpretano informazioni qualitative, anche se più generiche.

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Ciò perché la visione del decisore viene fortemente influenzata dalle esperienze personali e di fatto il processo della scelta della soluzione è unicamente la ratifica di un’ipotesi formulata dall’esperienza e dalla volontà di: • non sapere di più, limitandosi alle variabili certe; • non rischiare, sovradimensionando i tempi e i parametri tecnici; • delegare, chiedendo supporto d’altre persone o altri strumenti; • trascurare l’indeterminazione della componente umana, ignorando o amplificando le prevedibili reazioni. Il valore delle sale operative è quindi quello di fornire il controllo del maggior numero di variabili, di dare contezza del tempo di decisione e di far condividere le soluzioni a tutti i soggetti coinvolti. Il processo di scelta dei provvedimenti è caratterizzato da un criterio di decisione, che si può rappresentare attraverso il modello d’ottimizzazione d’un unico obiettivo. Matematicamente si formalizza con: max o min Z (x1, x2, …, xn) soggetta alle relazioni di vincolo gi (x1, x2, …, xn) ≥ 0 i=1, 2, …, m con j=1, 2, …, n xj ≥ 0 dove Z è la funzione obiettivo, xj le variabili decisionali e gi i vincoli. Nella realtà ci si trova spesso a dover affrontare problemi con più obiettivi per i quali bisogna operare ricercando l’alternativa di miglior compromesso, ovvero quella tra le soluzioni possibili di ciascun obiettivo che mantiene più elevati o “non inferiori” i valori relativi agli altri obiettivi. Nella pratica, la ricerca delle soluzioni si banalizza riducendo il campo di variazione delle variabili decisionali, fino a rendere i valori costanti, in quanto valori attuali.Tale condizione permette d’eliminare le iterazioni necessarie per disegnare le curve delle funzioni e poter quindi calcolare immediatamente la soluzione. Risulta pertanto chiara l’importanza della determinazione del valo-

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re attuale dei parametri in gioco, per ottenere soluzioni definite e ottimizzate.

GLI

STRUMENTI

Per supportare le attività delle sale operative si possono avere tre diverse tipologie di strumenti tecnologici: • sistemi informativi, da cui si rilevano in tempo reale i valori dei parametri fondamentali; • sistemi previsionali, in cui, oltre alla rappresentazione della situazione in atto, vi è anche un’indicazione di tendenza, calcolata attraverso modelli più o meno complessi; • sistemi decisionali, che presentano, per tutti gli scostamenti nella situazione del momento, un ventaglio di soluzioni definite secondo criteri logico-matematici. L’uso dell’una o dell’altra tipologia è legato al livello funzionale della sala operativa e dev’essere congruente con le varie attività che svolge. È molto importante che l’affinamento dello strumento sia analogo per tutti i settori presenti nella sala operativa, in quanto il rischio è d’avere un settore propulsivo che diventi prioritario sugli altri, sbilanciando le scelte sempre in un unico verso. I sistemi decisionali più evoluti utilizzano criteri di scelta da “sistema esperto”, che si basano sui dati storici delle decisioni prese e degli effetti conseguiti, ma anche metodi di simulazione degli eventi, analisi multiobiettivo, logiche fuzzy. Queste ultime hanno un notevole successo nel campo dei trasporti, in quanto s’adattano bene alle componenti legate alle situazioni di tipo qualitativo. Partendo da un modello non propriamente ingegneristico, in cui le caratteristiche degli eventi sono definite in base a concetti vaghi (“piuttosto grande”,“più breve”, …) e non a grandezze misurabili, la logica fuzzy crea una serie di relazioni tipo: “se A è grande, allora B è piccolo”

che determinano delle istruzioni analoghe a quelle d’un pro-

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gramma di calcolo da cui, attraverso degli insiemi e delle curve d’appartenenza, si può rielaborare un valore numerico. Un elemento di forte aiuto per il decisore è rappresentato dalla componente visiva. Soprattutto in situazioni critiche, avere la visione diretta del luogo e non solo la “fotografia”, intesa come rappresentazione o schematizzazione della situazione, permette di dare maggiore valenza alle scelte. Non a caso quindi presso le sale operative si trovano sistemi di riproduzione d’immagini collegati a telecamere fisse o mobili, maxischermi e apparecchiature simili. Infine,“strumento” non secondario per il lavoro delle sale operative è l’organizzazione interna, con la definizione di dettaglio delle attività e delle responsabilità e con il complesso delle procedure applicative. Attraverso i protocolli operativi si definisce anche il peso e il metodo di valutazione dei dati rilevati dagli strumenti informativi di supporto, nonché il criterio di validazione delle scelte.

LA

COMPATIBILITÀ CON LA COMPONENTE UMANA

Un ruolo determinante nella funzionalità delle sale operative è svolto dall’organizzazione interna degli spazi e dall’ergonomia dei sistemi. La relazione tra l’uomo e l’ambiente di lavoro influenza notevolmente la prestazione. Partendo da analisi generali, la legge di Yerkes-Dodson stabilisce che la qualità della risposta dell’individuo agli stimoli è definita da una funzione a U capovolta. In relazione a questa funzione, al crescere degli stimoli aumenta la qualità della prestazione, fino a un valore massimo oltre il quale subentra l’affaticamento, con un calo della qualità per la perdita delle capacità di concentrazione e per il sopraggiungere dello stress. All’aumentare della complessità del lavoro svolto, relativamente alla condizione tecnologica, all’importanza della componente decisionale, all’interazione con altri soggetti, il punto di culmine avviene per valori di stimoli più bassi e con carichi di lavoro più bassi.

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prestazione

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lavoro semplice lavoro complesso

o ass lo b o stim

fig. 2 – La curva della qualità della risposta agli stimoli secondo la legge di Yerkes-Dodson

ato lev e o ol stim

Questa caratteristica umana spinge a ideare per i sistemi complessi un’organizzazione che renda le attività da svolgere più semplici possibile, in modo da ottenere dei valori prestazionali migliori e bassi affaticamenti. Per le sale operative l’utilizzo di sistemi di supporto con semplice interfaccia uomo-macchina e capacità di fornire informazioni sempre più elaborate aiuta notevolmente a ridurre la “complessità” delle attività. Così come la specializzazione dei ruoli e delle responsabilità permette d’ottenere effetti positivi sull’affaticamento degli operatori. A questo va aggiunto il contributo legato ai processi di formazione e addestramento continui, che migliorano notevolmente la potenzialità di risposta dell’uomo agli stimoli. Uno studio particolare va anche posto all’organizzazione strutturale dei locali dove vengono ubicate le sale, in termini di posizionamento delle apparecchiature, d’allocazione delle postazioni di lavoro, di definizione delle componenti d’arredo, luminosità e coloritura degli ambienti.Senza entrare nel dettaglio delle logiche di progettazione dei singoli elementi, a solo titolo d’esempio si sintetizza l’evoluzione dei “quadri luminosi”, gli strumenti di visualizzazione dello stato degli impianti, che ha seguito le esigenze di funzionalità e d’ergonomia, influenzando anche la struttura fisica delle sale operative.

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La necessità d’avere una visione completa della situazione nasce con la centralizzazione dei comandi. Come negli stabilimenti industriali, la manovra a distanza delle apparecchiature richiede un sistema di verifica dello stato del singolo “ente” e dell’effettivo risultato dell’operazione compiuta. Per avere questo tipo di controllo in ferrovia si sono utilizzati dei sistemi di gemme luminose, normalmente connesse con lo strumento di manovra, riportate in una rappresentazione schematica dell’impianto per localizzarle e ottenere una visione d’insieme: il quadro luminoso. I primi quadri erano realizzati con vetri opachi o neri con inciso lo schema dell’impianto sotto cui venivano poste le gemme luminose.

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La diffusione dell’informatica ha infine consentito d’ottenere un’estrema flessibilità, non richiedendo più una struttura fisica per la rappresentazione dell’impianto (vetrofania o schema a mosaico), offrendo la possibilità d’uso di sistemi di retroproiezione, ma soprattutto dando l’opportunità d’eliminare il grande quadro unico fornendo su più schermi contemporaneamente l’identica informazione. fig. 4 – Esempio di sala operativa moderna con monitor individuali

fig.3 – Sala operativa tradizionale con quadro luminoso centralizzato

La dimensione di questi quadri luminosi dipendeva dalla grandezza dell’impianto e dalla numerosità degli operatori interessati alle informazioni che riportavano. Si doveva avere un unico elemento informativo per tutti che evitasse frammentazioni o disallineamenti. Nel tempo i quadri luminosi hanno subìto delle modifiche rispetto alle tecniche di realizzazione che si sono evolute in relazione alle tecnologie (led e altro), migliorando fortemente la manutenibilità. I quadri luminosi con struttura “a mosaico” hanno permesso infatti economie per la modularità dei componenti e l’estrema facilità di sostituzione dei tasselli in caso di guasti o di modifiche della configurazione dell’impianto.

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Il passaggio da un unico punto informativo, grande, da rendere ben visibile, costoso (seppur molto scenografico), a più punti dedicati a ciascun operatore, facilmente gestibili e personalizzabili, rende più funzionale ed ergonomico tutto il sistema. La sostituzione con monitor su ciascuna postazione di lavoro semplifica inoltre l’impostazione dell’ambiente di lavoro, che può essere ridotto o suddiviso e non richiedere una sala “ad anfiteatro” in cui il proscenio è riservato allo strumento informativo. Significa avere un ambiente lavorativo che privilegia la componente umana e decisionale.

CONSIDERAZIONI Questi brevi inquadramenti sulle sale operative ferroviarie fanno capire come la loro funzione sia determinante per l’ottimizzazione dell’esercizio quotidiano: nella scelta delle priorità, nella consapevolezza dei margini d’azione, nella possibilità d’una gestione economica incide profondamente la conoscenza contestuale dello stato degli elementi del sistema. In presenza d’un conflitto fra treni, la funzione obiettivo può corrispondere

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al rendere minimi i ritardi totali, ovvero al non produrre ritardo ai treni in orario anche a discapito degli altri in ritardo, oppure al mantenere il maggior numero di treni “in fascia” garantendo una produzione entro gli standard di tolleranza o ad altro. In ogni caso, tale funzione obiettivo è correlata all’impostazione dei rapporti tra le componenti del sistema (gestore dell’infrastruttura e imprese ferroviarie). Il peso dell’impostazione contrattuale non è assolutamente irrilevante,soprattutto se applicato in un sistema complessivamente “chiuso” come quello del trasporto ferroviario, in cui le risorse di produzione sono “limitate” (va sempre ricordato che i treni non si generano da “sorgenti” infinite, né svaniscono al termine del servizio in “pozzi” senza fondo) e per garantire il rispetto dei criteri contrattuali adottati bisogna condividere fra tutte le componenti le attività di gestione della produzione.Anche riguardo a questo aspetto le sale operative svolgono quindi un ruolo cardine all’interno del sistema. BIBLIOGRAFIA 1 Il Vocabolario Treccani, “Il Treccani”, Istituto dell’Enciclopedia Italiana, Roma, 2003. 2 Adorisio I., Ingegneria della produzione astratta, CEDAM, Padova, 1986. 3 Bisseret A., “Application of Signal Detection Theor y to Decision Making in Super visor y Control”, Ergonomics, 24, pp. 81-94, 1981. 4 Cascetta E., Salerno G. (a cura di), Sviluppi della ricerca sui sistemi di trasporto, Franco Angeli, Milano, 1995. 5 Giovine V., “I criteri di gestione della circolazione ferroviaria”, La tecnica professionale, 2, pp. 27-29, 2003. 6 Giovine V., Lancia B., “La sala operativa di Rete Ferroviaria Italiana”, La Tecnica professionale, 9, pp. 5-9, 2003. 7 Kosko B., Il fuzzy-pensiero – Teoria e applicazioni della logica fuzzy, Baldini & Castoldi, Milano, 1995. 8 Mc Coormick E.J., Human Factors in Engineering and Design, Mc Grow Hill, New York, 1982.

NOTE 1 Il termine “treni” indica genericamente tutti i movimenti di rotabili che avvengono sull’infrastruttura, indipendentemente da come siano definiti da un punto di vista regolamentare o contrattuale: treni, tradotte, invii ecc. Tale prodotto può essere sinteticamente rappresentato da una serie di “tracce”. 2 Il programma d’esercizio dovrebbe derivare dalla progettazione ottimizzata d’un sistema di trasporto che parte dal disegno della rete e dall’individuazione delle relazioni di traspor to (linee da ser vire) e definisce frequenze e livelli d’offer ta (struttura d’orario) attraverso iterazioni successive che considerino i costi d’esercizio (uso d’infrastruttura, mezzi e risorse) nel loro complesso.

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