Capacità di una linea ferroviaria secondo la UIC Code 406: compressione, occupazione e costo del traffico misto

1. Il problema

“Quanti treni all’ora può portare questa linea?” non ha una risposta unica in ferrovia. Dipende dal segnalamento, dalla lunghezza delle tratte fra i punti in cui i treni possono sorpassarsi o incrociarsi, dalla velocità e dalla lunghezza di ogni treno e, soprattutto, dalla composizione e dall’ordine dei treni nell’orario. Una linea che porta 16 treni suburbani identici all’ora può andare in difficoltà con 10 treni quando servizi passeggeri veloci e merci lenti condividono lo stesso binario.

La UIC Code 406 Capacity è il riferimento europeo per questa domanda. L’edizione vigente è la 2ª edizione, giugno 2013 (riferimento UIC 406/E/2, 56 pagine, in vigore dal 1° giugno 2013); la 1ª edizione era del settembre 2004 [1][2]. Il suo scopo dichiarato è “fornire uno standard internazionale per la valutazione della capacità” [1]. Il metodo non calcola una capacità in treni/ora: prende un orario, lo comprime ed esprime il risultato come quota del periodo di riferimento in cui l’infrastruttura è utilizzata, cioè il consumo di capacità (capacity consumption) [2].

L’articolo presenta definizioni, metodo di compressione, limiti raccomandati dalla fiche e un esempio numerico su un’ipotetica linea a traffico misto, e si chiude con limiti del metodo e una checklist di verifica.

2. Definizioni

I termini seguono la fiche del 2013 [2]; dove la letteratura usa un nome diverso, è indicato.

Termine	Significato
Tempo di occupazione (sezione di blocco)	Tempo complessivo per cui un treno impegna una sezione di blocco: un margine di sicurezza prima dell’ingresso (formazione dell’itinerario, distanza di visibilità, tratta di avvicinamento), il transito del treno, la liberazione della sezione e la commutazione dei segnali per il treno successivo (§3.3.2.1) [2]. In letteratura è il tempo di blocco (blocking time) [3].
Tempo di occupazione (tratta di linea)	Dopo la compressione, il tempo fra l’inizio della prima traccia e la fine dell’ultima (§3.3.2.2) [2].
Compressione	Avvicinare le tracce fino al distanziamento minimo, così che non resti alcun tempo cuscinetto. Tempi di percorrenza, tempi di fermata, margini di regolarità e tempi di occupazione dei blocchi non cambiano; sono ammessi solo i sorpassi e gli incroci previsti dall’orario [5]; la fiche parla di comprimere le tracce senza modificare la struttura dell’orario (§5.2.2.2) [2].
Tempi aggiuntivi	Tempo sommato all’occupazione compressa per garantire la qualità dell’esercizio, ad esempio i tempi cuscinetto (buffer times) “per mitigare l’impatto dei ritardi”, e il traffico in incrocio non coperto dalla compressione (§3.3.3, §5.2.1.3) [2].
Periodo di riferimento	La finestra di analisi, ad esempio l’ora di punta o l’intera giornata [2].
Tratta di linea	L’unità di analisi. La tratta si suddivide dove l’infrastruttura cambia in modo significativo (segnalamento, numero di binari, diramazioni) o cambia l’esercizio (origine o termine di servizi, composizione del traffico, incroci). Sulle linee a semplice binario le tratte sono delimitate dagli impianti in cui i treni possono incrociarsi o sorpassarsi (§3.2.2) [2].

3. Metodo

3.1 Tempo di blocco di un treno in una sezione

La fiche descrive le componenti del tempo di occupazione ma non fornisce un’equazione in forma chiusa. Una forma microscopica standard, riportata nel materiale didattico della TU Delft sulla modellazione delle tracce, somma ai tempi fissi il tempo necessario a percorrere la distanza di avvicinamento, la sezione, l’eventuale tratto di sovrapposizione oltre il segnale e la lunghezza del treno [3]. Nella notazione usata qui (sovrapposizione nulla):

t_bl = t_setup + t_sight + (l_app + l_block + l_train) / v + t_release

Qui t_setup è il tempo di predisposizione del segnale (itinerario), t_sight il tempo di osservazione del segnale, l_app la distanza di avvicinamento (spesso la distanza di frenatura, o una sezione con segnalamento a due aspetti), l_block la lunghezza della sezione, l_train la lunghezza del treno, v la velocità e t_release il tempo di rilascio dopo la liberazione della coda [3]. Perché il treno successivo non sia condizionato, i tempi di blocco di treni consecutivi non devono sovrapporsi in nessuna sezione [3]. Su un diagramma spazio-tempo, i tempi di blocco di un treno formano una “scalinata”.

3.2 Distanziamento minimo fra due treni

Il distanziamento minimo h(A→B) del treno B dietro al treno A su una tratta è la minima differenza degli orari di ingresso per cui la scalinata di B non si sovrappone a quella di A in alcuna sezione. Tre casi semplici spiegano quasi tutto ciò che segue:

• Stessa velocità: le scalinate sono parallele e il distanziamento è pari a un tempo di blocco.
• Veloce dietro lento: il treno lento si allontana all’inizio, ma il veloce lo raggiunge. La sezione critica è l’ultima della tratta, e il distanziamento cresce con la differenza dei tempi di percorrenza.
• Lento dietro veloce: il veloce si allontana. La sezione critica è la prima, e il distanziamento è breve.

Questa asimmetria spiega perché l’ordine dei treni conta così tanto.

3.3 Consumo di capacità (UIC 406, §3.3, §5.2.1.1 e §5.2.1.3)

La fiche definisce [2]:

Consumo di capacità [%] = (Tempo di occupazione + Tempi aggiuntivi) / Periodo di riferimento × 100

Al §5.2.1.1 definisce inoltre il tasso di occupazione (tempo di occupazione / periodo di riferimento × 100) e un tasso di tempo aggiuntivo a esso legato, così che il consumo di capacità si possa scrivere [2]:

Consumo di capacità [%] = Tempo di occupazione × (1 + Tasso di tempo aggiuntivo) / Periodo di riferimento × 100

Tasso di tempo aggiuntivo [%] = (100 / Tasso di occupazione − 1) × 100

Secondo la fiche, una qualità del servizio accettabile corrisponde a valori di consumo di capacità fino al 100% compreso; i valori oltre il 100% “rappresentano un collo di bottiglia” e richiedono interventi sull’orario o sull’infrastruttura (§5.2.1.3) [2].

3.4 Limiti raccomandati (UIC 406, Tabelle 1 e 2)

Quando i tempi aggiuntivi non si possono ricavare da dati di esercizio, la fiche propone valori standard da usare nell’applicazione del metodo di compressione (§5.2.1.1) [2]:

Tipo di linea	Tasso di occupazione, ora di punta	Tasso di occupazione, giornata	Tasso di tempo aggiuntivo, ora di punta	Tasso di tempo aggiuntivo, giornata
Traffico passeggeri suburbano dedicato	85%	70%	18%	43%
Linea AV dedicata	75%	60%	33%	67%
Linee a traffico misto	75%	60%	33%	67%

Le due tabelle sono coerenti con la formula del §3.3: (100/85 − 1) × 100 = 17,6% ≈ 18%; (100/75 − 1) × 100 = 33,3%; (100/70 − 1) × 100 = 42,9% ≈ 43%; (100/60 − 1) × 100 = 66,7% ≈ 67%. In altre parole, una linea a traffico misto con un tasso di occupazione del 75% nell’ora di punta è al 100% di consumo di capacità. Per i nodi la fiche dà valori distinti (zone deviatoi 60–80%, zone di binari 40–50%) e precisa che vanno ancora confermati con calcoli [2].

3.5 Scelta della tratta

I risultati dipendono molto dalla suddivisione della linea. Landex et al., analizzando la Coast Line danese, hanno trovato nell’ora di punta valori del 49% su tratte brevi contro il 94% sull’intera linea a Nivå, e del 46% contro l’84% a Hellerup; ne concludono che tratte brevi possono suggerire capacità residua inesistente e che i valori vanno confrontati solo in termini relativi [5]. Li et al. arrivano alla stessa conclusione sull’alta velocità cinese: la suddivisione delle linee in tratte è di importanza fondamentale per i risultati [4]. Nell’esempio dell’Appendice B.1, la fiche stessa estende la tratta a tutto il tronco in cui treni regionali e merci lenti si mescolano agli intercity, per cogliere il caso più critico [2].

4. Esempio numerico (ipotetico)

Tutti i valori sono illustrativi. Lo script Python in fondo riproduce ogni numero.

Infrastruttura. Un senso di marcia di una linea a doppio binario, 24 km fra due stazioni in cui è possibile il sorpasso, senza precedenze intermedie. Sezioni di blocco fisse di 2.000 m (12 sezioni). Distanza di avvicinamento pari a una sezione (2.000 m).

Tempi fissi (assunti). Predisposizione più osservazione del segnale 21 s prima dell’avvicinamento; rilascio 6 s.

Treni.

Treno	Velocità	Lunghezza	Percorrenza su 24 km
Intercity (IC)	160 km/h (44,44 m/s)	300 m	540 s (9,0 min)
Merci (F)	100 km/h (27,78 m/s)	600 m	864 s (14,4 min)

Si assume velocità costante; accelerazione, frenatura e fermate sono trascurate.

Tempo di blocco per sezione.

• IC: (2.000 + 2.000 + 300) / 44,44 + 27 = 96,75 + 27 = 123,75 s
• F: (2.000 + 2.000 + 600) / 27,78 + 27 = 165,6 + 27 = 192,6 s

Distanziamenti minimi sulla tratta di 24 km (dalla condizione di non sovrapposizione, sezione per sezione):

Precedente → successivo	Sezione critica	Distanziamento minimo
IC → IC	qualsiasi	123,75 s
F → F	qualsiasi	192,6 s
IC → F (lento dietro veloce)	prima	51,75 + 72,0 + 27 = 150,75 s
F → IC (veloce dietro lento)	ultima	885,6 − 450,0 + 27 = 462,6 s

Per F → IC: la coda del merci libera la sezione 12 e la rilascia (24.000 + 600)/27,78 + 6 = 891,6 s dopo l’ingresso; l’IC non può iniziare l’avvicinamento alla sezione 12 (a 20.000 m) prima di allora, e lo raggiunge 450,0 s dopo il suo ingresso, meno 21 s di predisposizione e osservazione. I 462,6 s risultanti valgono quasi quattro distanziamenti IC.

Occupazione in un’ora di punta. Si assume un orario che si ripete ogni ora; il tempo di occupazione è quindi la somma dei distanziamenti minimi lungo il ciclo, compreso quello fra l’ultimo treno dell’ora e il primo dell’ora successiva. Corrisponde a quanto suggerisce la fiche, cioè ripetere la prima traccia in coda alla sequenza (§3.3.1.3, Appendice A.2) [2]; la convenzione adottata va comunque dichiarata.

Scenario	Treni/h	Ordine	Tempo di occupazione	Tasso di occupazione	Consumo di capacità (× 1,333)	Buffer medio per treno
A	6 IC + 3 F	IC×6, F×3	1.617,3 s (26,96 min)	44,9%	59,9%	220 s
B	6 IC + 3 F	(IC, IC, F) × 3	2.211,3 s (36,86 min)	61,4%	81,9%	154 s
C	6 IC + 4 F	IC×6, F×4	1.809,9 s (30,17 min)	50,3%	67,0%	179 s
D	6 IC + 4 F	(IC, F) × 4, IC, IC	2.700,9 s (45,02 min)	75,0%	100,0%	90 s

Il consumo di capacità applica il tasso di tempo aggiuntivo del 33,3% per linee a traffico misto nell’ora di punta (Tabella 2) [2]. Il buffer medio è il tempo non compresso rimasto nell’ora diviso per il numero di treni.

Lettura dei risultati.

1. Gli scenari C e D portano gli stessi dieci treni. Il solo ordine porta il tasso di occupazione dal 50,3% al 75,0%. Lo scenario D si trova esattamente al limite della fiche per il traffico misto nell’ora di punta, con un buffer medio di 90 s per treno.
2. Ogni passaggio F → IC costa 462,6 s, contro 123,75 s per IC → IC. Raggruppare le tracce merci (A, C) è efficiente per la capacità, ma confligge con un orario passeggeri cadenzato. È per questo che la UIC 406 valuta l’orario reale e non un massimo teorico.
3. Opzione infrastrutturale. Se l’orario sfrutta un binario di precedenza a metà tratta (12 km), ciascuna metà diventa una tratta a sé [2]. Il distanziamento F → IC scende a 300,6 s e lo scenario D a 2.052,9 s, cioè un tasso di occupazione del 57,0%. Secondo Landex et al., parte di questo calo è un guadagno reale e parte dipende dall’aver analizzato una tratta più corta [5]: confrontare le opzioni sempre con la stessa suddivisione.

b=2000.0; N=12; tpre=21.0; trel=6.0
T={'IC':(160/3.6,300.0),'F':(100/3.6,600.0)}          # velocità m/s, lunghezza m
def h(A,B,N=N):   # distanziamento minimo: tempi di blocco senza sovrapposizioni
    vA,LA=T[A]; vB,_=T[B]
    return max((k*b+LA)/vA+trel-((k-2)*b)/vB+tpre for k in range(1,N+1))
def occ(seq,N=N): # convenzione cadenzata: somma dei distanziamenti nell'ora
    s=sum(h(seq[i],seq[(i+1)%len(seq)],N) for i in range(len(seq)))
    return round(s,1), round(s/36,2), round(s/36*(1+(100/75-1)),1)
print({f'{a}->{c}':round(h(a,c),2) for a in T for c in T})
for seq in (['IC']*6+['F']*3, ['IC','IC','F']*3, ['IC']*6+['F']*4,
            ['IC','F']*4+['IC','IC']):
    print(occ(seq))
print(occ(['IC','F']*4+['IC','IC'],6), round(h('F','IC',6),1))

5. Limiti

• Deterministico, tratta per tratta. La compressione dà un’immagine statica di una singola tratta e non coglie gli effetti di rete: il consumo di capacità UIC 406 è quindi minore o uguale a quello effettivo [5]. La fiche osserva che lo studio dei rapporti fra infrastruttura, orario e puntualità richiede un modello stocastico (§2.2) [2].
• Dipende dall’orario. Il risultato vale per il giorno rappresentativo e la composizione del traffico scelti (§3.3.1.1); composizione dei convogli e loro comportamento dinamico possono influire in modo significativo sul risultato (§5.3.1) [2].
• Suddivisione in tratte. I confini delle tratte possono spostare il risultato di decine di punti percentuali [5]. Mantenere le stesse tratte nei confronti fra anni o opzioni.
• Dinamica semplificata. L’esempio usa velocità costanti e un’unica distanza di avvicinamento. Gli studi reali usano strumenti microscopici con curve di frenatura, aspetti del segnalamento, pendenze e tempi di fermata (nella prassi danese si usano RailSys e strumenti analoghi) [5].
• I limiti sono proposte. Le Tabelle 1–3 sono valori standard “proposti” per i casi in cui mancano dati locali [2]. Landex et al. sottolineano che il metodo è un riferimento, non una legge né una norma [5]. I gestori dell’infrastruttura possono fissare valori propri.
• Trasporto pubblico urbano. Per il trasporto rapido su ferro negli USA, il riferimento è il Transit Capacity and Quality of Service Manual, oggi alla 4ª edizione (TCRP Research Report 262, 2026) [7]; la 3ª edizione (TCRP Report 165, 2013), che comprende tecniche quantitative per la capacità del trasporto su ferro, resta quella citata dalla maggior parte degli studi esistenti [6].

6. Checklist per il professionista

1. Confermare l’edizione: UIC Code 406, 2ª edizione (giugno 2013; nessuna IRS sostitutiva rilevata a ottobre 2026), ed eventuali regole nazionali o del gestore che la adattano.
2. Scegliere il giorno rappresentativo e il periodo di riferimento (ora di punta e giornata).
3. Definire le tratte in base all’infrastruttura e ai punti in cui l’orario cambia (§3.2.2). Documentarle e mantenerle fisse fra le opzioni.
4. Costruire i tempi di blocco per ogni tipo di treno con un modello microscopico: segnalamento, distanza di avvicinamento, lunghezza del treno, profilo di velocità, tempi di predisposizione, osservazione e rilascio.
5. Comprimere l’orario mantenendo percorrenze, fermate, margini e ordine dei treni; ammettere solo sorpassi e incroci previsti.
6. Calcolare tempo e tasso di occupazione; dichiarare la convenzione usata per gli orari cadenzati.
7. Aggiungere i tempi aggiuntivi da dati di esercizio o, in mancanza, dalla Tabella 2 della fiche. Riportare il consumo di capacità.
8. Segnalare come colli di bottiglia le tratte oltre il 100%. Provare prima le misure d’orario (ordine, raggruppamenti, schemi di fermata) e poi quelle infrastrutturali (precedenze, sezioni di blocco più corte).
9. Riportare insieme tasso di occupazione, consumo di capacità e distribuzione dei buffer; verificare la robustezza con un modello stocastico o di propagazione dei ritardi dove la puntualità è decisiva.
10. Registrare ogni dato d’ingresso perché un revisore possa riprodurre la compressione.

Per una revisione indipendente di uno studio come questo, vedi peer review o scrivimi.

Fonti

1. UIC, Capacity, UIC Code 406, 2ª edizione (rif. 406/E/2), data di edizione 1° giugno 2013, 56 pp. Scheda e-shop UIC: https://shop.uic.org/en/492-capacity.html
2. UIC, UIC Code 406 Capacity, 2ª edizione, giugno 2013 (copia ospitata dalla Isfahan University of Technology per uso didattico). §§ 2.2, 3.2.2, 3.3, 3.3.1.3, 3.3.2, 3.3.3, 5.2.1.1–5.2.1.3, 5.2.2.2, 5.3.1; Appendici A.2 e B.1. https://tamannaei.iut.ac.ir/sites/tamannaei.iut.ac.ir/files/files_course/uic406_2013.pdf
3. Hansen, I.A. Introduction to train path modelling (slide, “Timetable design 2”), Delft University of Technology, 24 giugno 2013. https://repository.tudelft.nl/file/File_2d6908c8-8298-4436-9b2d-9c1cf41b592a?preview=1
4. Li, J., Wang, D., Peng, Q., Yang, Y. “A Study of the Performance and Utilization of High Speed Rail in China based on UIC 406 Compression Method”. RailNorrköping 2019, 8th International Conference on Railway Operations Modelling and Analysis, pp. 650–664. https://ep.liu.se/ecp/069/043/ecp19069043.pdf
5. Landex, A., Kaas, A.H., Schittenhelm, B., Schneider-Tilli, J. “Evaluation of railway capacity”. Annual Transport Conference at Aalborg University, 2006. https://journals.aau.dk/index.php/td/article/download/5211/4575/16765
6. Transportation Research Board. Transit Capacity and Quality of Service Manual, Third Edition. TCRP Report 165, 2013. https://www.nationalacademies.org/publications/24766
7. Transportation Research Board. Transit Capacity and Quality of Service Manual, 4th Edition. TCRP Research Report 262, 2026. https://www.nationalacademies.org/publications/29449