🚂 RAILWAY (RW)

Tateo’s Interdisciplinary Lifelong Learning Project

T I L L L

LEARNING - SHARING - NETWORKING

Learning, knowledge sharing and Communities engagement about:

Artificial Intelligence, Extended / Augmented / Virtual / Mixed Reality (XR/AR/VR/MR), Automation, Electronics, Computer Science and Information and Communication Technology, Mobility, Problem Solving & Innovation, Readings, Social Media, Digital Modeling and Simulation, Computer Vision, Work & Soft Skills, Railway.

by Tateo Giovanni Battista

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LEARNING

RAILWAY

Railway history, Railway engineering, railway diagnostics, railway professional competences.

L'infrastruttura ferroviaria, storia, caratteristiche principali e diagnostica.

Hashtag keywords: #railway #railwayEngineering #railwayDiagnostics #TILLL #TateoBlog 

Sommario. Origini, evoluzione e principi dell’infrastruttura ferroviaria — con uno sguardo aggiornato all’ingegneria e alla diagnostica moderna. Questo articolo ripercorre la storia delle rotaie dalle prime vie ferrate fino alle ferrovie odierne, illustra come sono costruite le infrastrutture (binari, stazioni, ponti, sistemi di segnalamento), e introduce i concetti fondamentali dell’ingegneria ferroviaria e le tecniche di diagnostica utili a garantire sicurezza, efficienza e manutenzione. Un viaggio tecnico e storico pensato per chi vuole comprendere a fondo le basi su cui si fonda il trasporto su rotaia oggi.

Indice dei contenuti dell'articolo.

Gli argomenti trattati in questo articolo vengono di seguito sintetizzati mediante l'elenco dei titoli dei suoi paragrafi.

§1. La sezione "Ferrovia" del progetto TILLL.

§2. La ferrovia.

§3. Lo sviluppo ferroviario.

§4. Ingegneria Ferroviaria.

§5. La diagnostica ferroviaria.

§6. La competenza professionale della Diagnostica Ferroviaria.

§7. Più in generale.

§8. Rimani aggiornato.

§9. Teniamoci in contatto.

§10. Qualcosa su di me.

Mi auguro che tu riesca ad individuare qualcosa di interessante tra gli argomenti che ho trattato all'interno dell'articolo corrente.

Buona lettura.

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Prima pubblicazione 28/8-2022

Ultimo aggiornamento 5/12-2025

TILLL / railway / 

§1. La sezione "Railway" della Knowledge Base di TILLL

La sezione “Railway” della base di conoscenza (Knowledge Base) interdisciplinare, fondamento del programma di lifelong learning TILLL (Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning) è dedicata agli appassionati ed ai professionisti del settore ferroviario. In questa sezione, il mio obiettivo è condividere l’esperienza acquisita nel campo della diagnostica ferroviaria, fornendo una panoramica approfondita delle discipline necessarie come base per affrontare le sfide moderne dell'ingegneria ferroviaria, con un focus particolare sulla diagnostica ferroviaria.

Chi opera professionalmente nel settore ferroviario, e in particolare nell'ambito della diagnostica ferroviaria, si trova a fronteggiare sfide ingegneristiche costanti. Questo è dovuto all'evoluzione continua dei sistemi ferroviari e alla varietà di discipline coinvolte, che spaziano dalla meccanica all'elettronica di potenza, dal controllo automatico all’informatica ed alla tecnologia della comunicazione, dall'intelligenza artificiale alla teoria delle misure, fino all'analisi dei dati, la statistica, la computer vision, e tante altre.

L'integrazione di tutte queste competenze rende il settore ferroviario un ambito altamente interdisciplinare e tecnologicamente stimolante.

Gli ambiti del settore ferroviario sono così vasti e diversificati che diventa essenziale condividere conoscenze ed esperienze non solo con colleghi e collaboratori, ma anche con le nuove generazioni di appassionati di "ferrovia". È proprio questo spirito di condivisione che mi ha spinto ad arricchire il mio progetto di lifelong learning interdisciplinare, introducendo l'area "Railway" accanto alle tante altre già esistenti.

26/11/2024

TILLL / railway / definizioni

§2. La Ferrovia

La ferrovia può essere definita come un sistema di trasporto terrestre che utilizza un'infrastruttura dedicata composta da rotaie e da un insieme di veicoli progettati per spostarsi su di esse, come locomotive, treni passeggeri e treni merci. Questo sistema consente il trasporto di persone e merci in modo efficiente, sicuro e sostenibile.

"Le caratteristiche principali di una ferrovia sono:

Infrastruttura: Comprende binari, stazioni, ponti, gallerie e altre strutture di supporto.

Materiale rotabile: Include locomotive, vagoni passeggeri, carri merci e mezzi speciali.

Segnalamento e controllo: Sistemi avanzati che regolano il traffico ferroviario, garantendo sicurezza ed efficienza.

Ecosistema operativo: Organizzazione del servizio, orari, gestione dell'infrastruttura e manutenzione.

Normative e standard: La progettazione e l’operatività seguono normative nazionali e internazionali per garantire interoperabilità e sicurezza."

"Dal punto di vista storico, la ferrovia ha rappresentato uno dei principali mezzi di sviluppo economico e industriale, facilitando la connessione tra regioni e paesi.
Le prime ferrovie sono nate in Inghilterra e per la trazione venivano adoperati i cavalli.  Esse erano utilizzate per il trasporto del materiale estratto dalle miniere, e nelle grandi città per il trasporto pubblico. "

"La trazione meccanica attraverso la locomotiva a vapore fece la sua storica comparsa nel 1804, grazie all'ingegnere britannico Richard Trevithick, che progettò la "Rocket", un modello che fu il primo a dimostrare l'efficacia di un motore a vapore in grado di muovere veicoli su rotaia. Sebbene il suo prototipo iniziale non avesse il successo commerciale sperato, il suo lavoro segnò l'inizio di una rivoluzione nel trasporto terrestre, ponendo le basi per lo sviluppo delle ferrovie.

Nel 1829, la locomotiva Rocket, progettata da George Stephenson insieme a suo figlio Robert, consolidò ulteriormente il successo della trazione a vapore con prestazioni superiori, contribuendo a stabilire la ferrovia come mezzo di trasporto dominante. Le innovazioni tecniche introdotte da Trevithick e Stephenson permisero alle ferrovie di espandersi rapidamente in Europa e negli Stati Uniti, segnando un passo fondamentale per la Rivoluzione Industriale."

In Inghilterra, le ferrovie giocarono un ruolo cruciale nello sviluppo della Rivoluzione Industriale, collegando rapidamente le città e facilitando il trasporto di materie prime e beni finiti. Tuttavia, dopo la Seconda Guerra Mondiale, l'espansione dell'uso delle automobili e degli aerei ridusse progressivamente l'importanza delle ferrovie nel trasporto di passeggeri, relegandole principalmente al trasporto delle merci. Questo cambiamento fu ulteriormente accentuato dalla crescita della rete stradale e dalla liberalizzazione dei voli aerei.

Nonostante l'avvento delle automobili e degli aerei, oggi le ferrovie stanno vivendo una vera e propria rinascita, grazie all'introduzione di tecnologie innovative come i sistemi ad alta velocità e i treni a propulsione elettrica o ibrida. Queste soluzioni non solo riducono l'impatto ambientale, ma rispondono anche alla crescente domanda di mobilità sostenibile e intermodale. Inoltre, il rafforzamento delle infrastrutture ferroviarie, l'adozione di tecnologie di segnalamento avanzato e il miglioramento dell'efficienza operativa contribuiscono a rendere il trasporto ferroviario sempre più competitivo rispetto agli altri mezzi di trasporto.

"Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.

1. Railway -- Wikipedia. Link: https://it.wikipedia.org/wiki/Ferrovia

2. Rail transport -- Wikipedia. Link: https://en.wikipedia.org/wiki/Rail_transport
3. CIFI (Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani): Offre corsi di tecnica ferroviaria, che includono argomenti come la capacità delle linee e dei nodi ferroviari, il segnalamento, e l'intermodalità. È un punto di riferimento per corsi base e avanzati. Dettagli sono disponibili sul loro sito ufficiale www.cifi.it

4. Rail Academy: Fornisce corsi certificati e materiali didattici aggiornati, focalizzati su normativa, segnalamento, gestione operativa e tecnologie avanzate nel settore ferroviario. Per ulteriori informazioni, visita il sito www.railacademy.it"

26/11/2024

TILLL / railway / storia

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§3. Railway development.
Sviluppo Ferroviario.

Overview of the key events in the history of transport that led to the introduction and implementation of railways and railway engineering. Through the history of railway development and the various evolutions and innovations that have taken place over time, it is possible to understand the reasons behind some of the main current railway engineering practices.

Panoramica degli eventi chiave nella storia dei trasporti che hanno portato all'introduzione e all'implementazione delle ferrovie e dell'ingegneria ferroviaria. Attraverso la storia dello sviluppo ferroviario e delle varie evoluzioni ed innovazioni che si sono susseguite col passare del tempo si possono comprendere le ragioni che stanno dietro ad alcune delle principali pratiche di ingegneria ferroviaria attuali.

The railway or "railway track" has remote origins: the ancient Egyptians transported heavy loads on bronze guides, while the Romans built the "iron roads" with rows of hard stone.

La ferrovia o “strada ferrata” ha origini remote: gli antichi Egizi trasportavano pesanti carichi su guide di bronzo, mentre i Romani costruivano le “vie ferree” con file di pietra dura. 

In 1500 in Tyrol, and later in England, the mines were served by wagons whose wheels ran on wooden boards with the function of guiding movement in the narrow underground spaces and of regularization of the rolling surface. Subsequently, the wooden boards were covered with sheet metal and the wheels were covered with metal rims to obtain a substantial decrease in resistance to advancement.

Nel 1500 in Tirolo, e successivamente in Inghilterra, le miniere erano servite da carri le cui ruote scorrevano su tavole di legno aventi la funzione di guida per il movimento nei ristretti spazi sotterranei e di regolarizzazione del piano di rotolamento. Successivamente, le tavole di legno furono rivestite di lamiera e le ruote furono ricoperte di cerchioni metallici per ottenere una consistente diminuzione della resistenza all’avanzamento. 

In 1802 a steam engine with throat wheels on rails was patented in England. Experience taught that the outer edge of the groove was an impediment to advancement in the curve and was eliminated, while a further refinement was constituted by the introduction of the inner rim on the wheel. It can be argued that, fundamentally, modern railways derive from this intuition.

Nel 1802 in Inghilterra fu brevettata una motrice a vapore con ruote a gola su rotaie. L’esperienza insegnò che il bordo esterno della gola costituiva un impedimento all’avanzamento in curva e fu eliminato, mentre un ulteriore perfezionamento fu costituito dall’introduzione del bordino interno sulla ruota. Si può affermare che, fondamentalmente, le moderne ferrovie derivano da questa intuizione. 

Subsequent changes to the wheel and rail profile progressively improved the rolling conditions.

Successive modifiche del profilo della ruota e della rotaia migliorarono progressivamente le condizioni di rotolamento. 

However, the first railway considered as such is the 14 km line inaugurated in England in 1825. The passenger service line was served by the famous “locomotion” steam locomotive, the work of George Stephenson. Although the first attempt to apply steam traction involved road wagons, the lightness of their structure, compared to the mass of the boiler, and the poor state of the roads of the time, had made these vehicles subject to continuous malfunctions. For this reason, steam traction never had great development in the road sector. In truth, even the first attempts to apply steam traction to railways were discouraging, because the considerable power produced by the steam locomotive could not be used due to the poor adhesion between wheel and rail.

Comunque la prima ferrovia considerata tale è la linea di 14 km inaugurata in Inghilterra nel 1825. La linea a servizio viaggiatori era servita dalla celebre locomotiva a vapore “locomotion”, opera di George Stephenson. Benché il primo tentativo di applicazione della trazione a vapore avesse riguardato carri stradali, la leggerezza della loro struttura, paragonata alla massa della caldaia, ed il pessimo stato delle strade dell’epoca, avevano reso tali mezzi soggetti a continui malfunzionamenti. Per questo motivo in campo stradale la trazione a vapore non ebbe mai grande sviluppo. In verità, anche i primi tentativi di applicazione della trazione a vapore alle ferrovie furono scoraggianti, perché la notevole potenza prodotta dalla locomotiva a vapore non poteva essere utilizzata a causa della scarsa aderenza esistente tra ruota e rotaia.

To solve the problem of grip, the Brunton "crutches" locomotive tried, in a bizarre way, to reproduce the movement of the horse's legs. 

The locomotives of George and Robert Stephenson, on the other hand, definitively solved the problem of adhesion by coupling the driving and non-driving wheels of two or more axles. 

Per risolvere il problema dell'aderenza, la locomotiva a “stampelle” di Brunton tentava, in modo bizzarro, di riprodurre il movimento delle zampe del cavallo. 

Le locomotive di George e Robert Stephenson risolsero, invece, in modo definitivo il problema dell’aderenza mediante l’accoppiamento delle ruote motrici e non motrici di due o più assi. 

In particular, in the 1828 locomotive we note the distinction between the inclined driving rod and the coupling rod.

In particolare, nella locomotiva del 1828 notiamo la distinzione tra la biella motrice inclinata e la biella di accoppiamento.

Having solved the initial technical problems, the new mode of transport immediately presented itself as “revolutionary”. It required a radical re-founding of engineering studies, which, in a short time, allowed the maturation of railway construction techniques and the technical development of materials starting with the rails, first of cast iron and, immediately after, of profiled steel. In many cases the railway preceded the construction of modern carriage roads.

Risolti i problemi tecnici iniziali, il nuovo modo di trasporto si presentò subito come “rivoluzionario”. Richiese una radicale rifondazione degli studi ingegneristici, i quali, in breve tempo, permisero la maturazione delle tecniche di costruzione delle strade ferrate e lo sviluppo tecnico dei materiali a cominciare dalle rotaie, dapprima di ghisa e, subito dopo, di acciaio profilato. In molti casi la ferrovia precedette la costruzione di moderne strade carrozzabili.

The advent of the railway contributed a lot to the success of the industrial revolution, not only for the greater economy, safety and regularity of transport but also for the industrial enterprise mentality that it managed to introduce in the transport sector. In a few years there was an extraordinary development of the railway both in Europe and in the American continent.

L’avvento della ferrovia contribuì molto al successo della rivoluzione industriale, non solo per la maggiore economicità, sicurezza e regolarità del trasporto ma anche per la mentalità d’impresa industriale che riuscì ad introdurre nel settore dei trasporti. In pochissimi anni si assistette ad uno sviluppo straordinario della ferrovia sia in Europa che nel continente americano.

The first section of railway in Italy (Kingdom of the Two Sicilies) from Naples to Portici, was opened for operation in 1838 (see figure 1.4) and, subsequently, in 1840 the one in Lombardy-Veneto, from Milan to Monza.

Il primo tronco di ferrovia in Italia (Regno delle Due Sicilie) da Napoli a Portici, fu aperto all’esercizio nel 1838 (vedi figura 1.4) e, successivamente, nel 1840 quello nel Lombardo-Veneto, da Milano a Monza.

Immediately after the unification of Italy, in 1861, there were 2,100 km of railway in operation and over 1,900 km under construction!

Subito dopo l’unità d’Italia, nel 1861, si avevano ben 2.100 km di ferrovia in esercizio e oltre 1.900 km in costruzione! 

Already in 1857 a law had been enacted for the construction of the Frejus tunnel which was to connect the Savoy dominions in Italy to the Savoy. In general, the various railway branches were built and managed by private concessionaires, often with foreign capital.

Già nel 1857 era stata emanata una legge per la costruzione del tunnel del Frejus che doveva collegare alla Savoia i domini sabaudi in Italia. In genere i vari rami ferroviari erano realizzati e gestiti da concessionari privati spesso con capitale straniero. 

In 1905-1906 about 12,000 km of line were transferred to the state, although many branches of private ownership and management remained.

Nel 1905-1906 furono trasferiti allo Stato circa 12.000 km di linea, pur rimanendo molti rami di proprietà e gestione privata. 

In 1931 the State Railways operated a network of about 14,000 km but during the Second World War about 5,000 km were lost.

Nel 1931 le Ferrovie dello Stato gestivano una rete di circa 14.000 km ma nel corso della II guerra mondiale ne andarono perduti circa 5.000 km.

We are talking about: #railway #railwayDevelopment #railwayHistory #railwayEngineering #steamEngine #industrialRevolution

References to useful sources for further information:

Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.

1. Lineamenti di infrastrutture ferroviarie, Franco Policicchio, Firenze University Press,. 2007. Extract: http://stealth-prod-files.s3.amazonaws.com

2. AREMA Practical Guide.

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Last upgrade: August 28, 2022

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TILLL / railway / ingegneria

§4. Railway Engineering.
Ingegneria Ferroviaria.

Railway engineering is a complex application of technologies inherent in other branches of engineering. Its charm derives precisely from its interdisciplinarity. Part of this technique deals with the design methodologies of railway tracks, armament and switches, viaducts and railway tunnels, stations with the relative passenger and freight systems, electrical power supply and signaling systems. The most modern themes concern the specific design of high-speed systems, subways, tramways and special railways.

L'ingegneria ferroviaria è una applicazione complessa di tecnologie proprie di altri rami dell'ingegneria. Il suo fascino deriva proprio dalla sua interdisciplinarietà. Parte di questa tecnica si occupa delle metodologie di progettazione dei tracciati ferroviari, dell'armamento e dei deviatoi, dei viadotti e delle gallerie ferroviarie, delle stazioni con i relativi impianti viaggiatori e merci, degli impianti di alimentazione elettrica e di segnalamento. I temi più moderni riguardano la progettazione specifica dei sistemi ad alta velocità, delle metropolitane, delle tranvie e delle ferrovie speciali.

We are talking about: #railway #railwayEngineering

References to useful sources for further information:

Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.

1. Lineamenti di infrastrutture ferroviarie, Franco Policicchio, Firenze University Press,. 2007
    Extract: http://stealth-prod-files.s3.amazonaws.com

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Originally published August 13, 2022

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§5. La Diagnostica ferroviaria

TILLL / railway / diagnostics

La diagnostica ferroviaria aiuta i gestori delle reti ferroviarie a ridurre i costi operativi e ad a ottimizzare l'infrastruttura, a cercare soluzioni tecnologiche innovative e affidabili per soddisfare i requisiti di sicurezza, affidabilità e confort.

L'attività diagnostica consiste nel controllare sistematicamente i parametri dell’infrastruttura dai quali si rileva l'esigenza ed il livello di urgenza degli interventi di manutenzione. Il controllo avviene mediante una flotta di veicoli che sono in pratica dei dei veri e propri laboratori viaggianti, i cosiddetti “treni diagnostici”. Questi sistemi di diagnostica mobile impiegano le più moderne tecnologie e sono specializzati per misurare i parametri relativi ai vari sottosistemi infrastrutturali, come per esempio:

   - Settore “Armamento" (Permanent way)

   - Settore "Trazione Elettrica” (Electric traction)

   - Settore "Materiale Rotabile” (Rolling Stock)

   - Settore Telecomunicazioni (Telecommunications)

   - Settore “Segnalamento" (Signaling)

(RW.5)

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§6. La competenza professionale della Diagnostica Ferroviaria.

In questa sezione dedicata alla diagnostica ferroviaria abbiamo esaminato i fondamenti di questa tecnologia. Se vuoi scoprire come tale mondo mi ha coinvolto dal 2004 e fino ad oggi, allora permettimi di invitarti a leggere il seguente articolo che appartiene all'area tematica "Skills".

The Railway Diagnostic professional competence.

La competenza professionale della Diagnostica Ferroviaria.

>>> WS.1.6 <<<

Hashtag keywords. #railway #mobileDiagnostic

Resources for Deep and Insights.

[1] Mobile diagnostics - RFI (link)

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updated June 25, 2022

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§7. Più in generale.

In questo articolo, che è il principale dell'area tematica dedicata alla Tecnologia Ferroviaria (a breve RW), abbiamo parlato di Infrastrutture Ferroviarie, ovvero binari e linee aeree, veicoli ferroviari e diagnostica ferroviaria. Come avrete notato, in corrispondenza dei vari paragrafi, sono presenti collegamenti ipertestuali che rimandano ad altri articoli per una trattazione interdisciplinare dei vari argomenti.

Infatti, vorrei ricordarvi che uno degli obiettivi principali del progetto “Tateo Interdisciplinary LifeLong Learning” (TILLL) è, per l'appunto, l'interdisciplinarietà. Quindi, se volete sapere quali sono le altre aree tematiche di TILLL che affiancano quella dedicata alla "Tecnologia Ferroviaria", allora permettetemi di suggerirvi la lettura del seguente articolo che, essendo dedicato all'intera sezione "Learning" del progetto TILLL, le elenca tutte.

La sezione “Learning” del progetto di Apprendimento Continuo Interdisciplinare di Tateo.

>>> TB.1 <<<

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§8. Rimani aggiornato.

Se sei interessato agli argomenti trattati nell'articolo corrente e vuoi essere informato sui miei aggiornamenti più recenti che trattano di essi, allora ti invito a registrarti sulla seguente pagina Facebook e bacheca Pinterest che ho dedicato appositamente per la condivisione delle modifiche più recenti apportate all'area tematica corrispondente di TILLL~Learning (>).

"Railway Diagnostics by TILLL" on Facebook (link)

"Railway Diagnostics by TILLL" on Pinterest (link)

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updated August 7/12-2025

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§9. Teniamoci in contatto.

  I hope you enjoyed this article, belonging to the Learning (>) section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) project (>), and that the notes and observations I gathered within it meets your interests. 

  If you want stay tuned with the TILLL project evolution, then I invite you to follow the next upgrades that are published on the TILLL's Blog and on the social media pages dedicated to the TILLL community.

  Spero che questo articolo, appartenente alla sezione Learning (>) del progetto Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) (>), ti sia piaciuto e che le note e le osservazioni che ho raccolto al suo interno soddisfino i tuoi interessi. 

  Se vuoi rimanere aggiornato sull'evoluzione del progetto TILLL, allora ti invito a seguire i prossimi aggiornamenti che vengono pubblicati sul Blog di TILLL e sulle pagine social dedicate alla community TILLL.

  (>) Tateo-Blog, official blog of TILLL project

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§10. Qualcosa su di me

Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio blog. Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat) e sono il fondatore e l'autore di un progetto Lifelong Learning Interdisciplinare di cui il blog Tateo~Blog (:::) ne è il mezzo di condivisione. Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::).

  Riferimenti per contattarmi. In seguito puoi trovare i miei riferimenti personali che puoi utilizzare se vuoi contattarmi personalmente, ed i collegamenti ai miei account social che puoi utilizzare per seguirmi e rimanere in contatto con me tramite le reti di social media.

Eng. Tateo Giovanni Battista

    - e-mail: tateogb@libero.it (send e-mail)

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Originally published 9/4-2022,

updated 7/12-2025

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TILLL

the Lifelong and Interdisciplinary Learning project of Giovanni Battista Tateo