wersja mobilna
Online: 534 Sobota, 2016.12.03

Temat miesiąca

Automatyka zapewnia bezpieczeństwo transportu kolejowego

poniedziałek, 07 września 2015 10:59

Szybkość jazdy oraz bezpieczeństwo pasażerów są w transporcie szynowym priorytetowe. Jedną z najważniejszych metod ich zwiększania jest automatyzacja pojazdów szynowych i sterowania nimi. W artykule na przykładzie kolei oraz metra przedstawiamy najnowsze rozwiązania w tym zakresie.

Spis treści » Część I: System ERTMS i kolej dużych prędkości
» Co tworzy system ERTMS?
» Jak działa system ERTMS/ETCS?
» Poziomy systemu ERTMS/ETCS
» Czym się różni balisa przełączalna od nieprzełączalnej?
» Jaie są funkcje urządzeń pokładowych?
» Kod kolorów w DMI
» Przegląd czujników
» Jaka jest różnica między poziomem 1. a 2.?
» Tryby pracy w systemie ERTMS/ETCS
» Część II: Bezpieczeństwo w metrze
» Automatyka w metrze
» Jak działa system ATP?
» Od DTO do UTO
» Bezpieczeństwo w metrze UTO
» Inne zabezpieczenia
» Sprawna wentylacja to bezpieczne metro
» Jak można było zapobiec wypadkowi?
» Wentylacja a komfort pasażerów i obsługi
» Źródła ciepła na peronie i w tunelach
» Pokaż wszystko

CZĘŚĆ I: SYSTEM ERTMS I KOLEJ DUŻYCH PRĘDKOŚCI

Od kilku lat w Europie wprowadzany jest Europejski System Zarządzania Ruchem Kolejowym (European Rail Traffic Management System, ERTMS). Ma on zapewnić interoperacyjność transportu kolejowego na różnych poziomach - od taboru, przez infrastrukturę (tory), zasilanie (sieć trakcyjną), systemy sterowania, nadzoru nad pracą maszynistów i łączności, po przepisy regulujące ruch pociągów. Dzięki systemowi ERTMS europejska kolej ma być równocześnie szybsza i bezpieczniejsza, a przekraczanie granic pomiędzy państwami - swobodniejsze. Omawiany system składa się z dwóch elementów.

Słownik pojęć i skrótów
  • ATO (Automatic Train Operation) - automatyczny system sterowania przejazdem pociągu,
  • ATP (Automatic Train Protection) - automatyczny system zapobiegania kolizjom przez uniemożliwienie maszyniście ignorowania sygnałów ostrzegawczych i ograniczeń prędkości,
  • Balisy (Eurobalisy) - urządzenia instalowane na torze, które przesyłają punktowo do systemu ERTMS/ETCS sformalizowane telegramy,
  • Balisy nieprzełączalne - balisa wysyłająca stałe komunikaty,
  • Balisy przełączalne - balisa wysyłająca komunikaty, których treść zależy od wskazań sygnalizatorów przytorowych,
  • CBTC (Communication Based Train Control) - system sterowania pociągiem na podstawie dwukierunkowej transmisji między nim, a przytorowymi komputerami sterującymi,
  • DMI (Driver Machine Interface) - pulpit maszynisty - umożliwia sterowanie urządzeniami pokładowymi i interakcję kierującego z systemem ERTMS/ETCS,
  • DTO (Driverless Train Operation) - zautomatyzowany system sterowania metrem, dopuszczający interwencję maszynisty w sytuacji awaryjnej,
  • ERTMS (European Rail Traffic Management System) - Europejski System Zarządzania Ruchem Kolejowym - poprawia szybkość i bezpieczeństwo transportu kolejowego oraz zapewnia jego interoperacyjność na terenie Europy; obejmuje systemy ERTMS/ETCS oraz ERTMS/GSM-R,
  • ERTMS/ETCS (European Train Control System) - system wspomagający i nadzorujący pracę maszynisty; jest częścią systemu ERTMS,
  • ERTMS/GSM-R (GSM-Railways) - cyfrowy, naziemny system łączności radiowej dla kolei; zapewnia łączność głosową między obsługą pociągu, a pracownikami prowadzenia ruchu oraz umożliwia przesyłanie danych związanych z zarządzeniem ruchem kolejowym,
  • Europętle - kable koncentryczne promieniujące układane w stopce szyn, które zwiększają zasięg działania eurobalis,
  • EVC (European Vital Computer) - komputer pokładowy wykonujący niezbędne obliczenia i nadzorujący pracę maszynisty,
  • GoA 0 - GoA 4 (Grade of Automation) - zestandaryzowane w normie IEC 62267 Railway applications - Automated urban guided transport - Safety requirements poziomy automatyzacji metra,
  • Kodery LEU (Lineside Electronic Unit) - urządzenia odczytujące stan sygnalizatorów przytorowych i przesyłające go do balis przełączalnych,
  • Odstęp blokowy - odcinek toru, na którym w danej chwili nie może znajdować się więcej, niż jeden pociąg,
  • PSD (Platform Screen Door) - system ochronnych drzwi peronowych, których zamykanie i otwieranie jest zsynchronizowane z drzwiami pociągu,
  • RBC (Radio Block Centre) - Centrum Sterowania Radiowego. Jednostka sterująca ruchem pociągów w systemie ERTMS/ETCS na poziomie 2,
  • UTO (Unattended Train Operation) - w pełni zautomatyzowany system sterowania metrem.
CO TWORZY SYSTEM ERTMS?

Są to: Europejski System Sterowania Pociągiem (European Train Control System, ETCS) i system łączności GSM- R (GSM-Railways). Z prac nad trzecią częścią, dotyczącą zarządzania ruchem, ze względu na brak porozumienia pomiędzy przewoźnikami, wycofano się. Dalej omawiamy główne funkcje, poziomy, tryby pracy oraz elementy wyposażenia, pokładowe i przytorowe, systemu ERTMS/ETCS. Początkowo ma on uzupełniać, a ostatecznie całkiem zastąpić obowiązujące obecnie w różnych krajach i u różnych przewoźników systemy Bezpiecznej Kontroli Jazdy Pociągów (BKJP).

W systemie ERTMS/ETCS do komunikacji z maszynistą wykorzystywany jest pulpit w kabinie lokomotywy, na którym prezentowane są informacje charakteryzujące aktualną sytuację na linii kolejowej. Dzięki temu kierujący nie opiera się już tylko na własnej ocenie mijanych po drodze oznaczeń i ostrzeżeń. Pozwala to na rozpędzenie pojazdu do prędkości powyżej 160 km/h, przy której maszynista miałby już trudność z rozpoznaniem tych ostatnich. Sytuacja na szlaku jest oceniana na podstawie informacji przesyłanych do systemu ERTMS/ETCS przez urządzenia przytorowe.

Gdzie system ERTMS/ETCS jest obowiązkowy?

Zainstalowanie pokładowego systemu ERTMS/ETCS jest obowiązkowe w przypadku:

  • pojazdów kolejowych mających kabinę maszynisty, zamówionych po 1 stycznia 2012 roku lub wprowadzonych do eksploatacji po 1 stycznia 2015 roku,
  • każdej nowo instalowanej części kontroli pociągu podsystemu "Sterowanie - urządzenia pokładowe"
  • każdej modernizacji już eksploatowanej części kontroli pociągu podsystemu "Sterowanie - urządzenia pokładowe", jeśli jej następstwem jest modyfikacja funkcji, parametrów eksploatacyjnych lub związanych z interoperacyjnością interfejsów istniejącego systemu.
JAK DZIAŁA SYSTEM ERTMS/ETCS?

Fot. 1. Eurobalisy na torach (źródło: Siemens)

Najważniejsze z nich to statyczne profile prędkości, czyli zestawy dozwolonych odległości oraz szybkości, które nie uwzględniają dynamiki ruchu pociągu. Urządzenia przytorowe obliczają je na podstawie danych z urządzeń stacyjnych, systemów kontroli zajętości torów i blokad. Razem z nimi przesyłane są informacje o ukształtowaniu terenu (wzniesieniach, spadkach). Na ich podstawie oraz w oparciu o parametry pociągu, które maszynista wprowadza przed rozpoczęciem jazdy (m.in. jego wagi, maksymalnego obciążenia jednej osi, największej dopuszczalnej prędkości, parametrów układu hamulcowego), urządzenia pokładowe ERTMS/ETCS wyznaczają dynamiczne profile prędkości. Mają one postać krzywych hamowania.

Porównując je z aktualną prędkością i położeniem pociągu, urządzenia pokładowe ERTMS/ETCS nadzorują pracę maszynisty. Jeżeli nie dostosowuje się on do zaleceń - na przykład pociąg jedzie zbyt szybko lub oszacowana droga hamowania jest zbyt długa - najpierw kierującego się ostrzega. Jeśli zignoruje on taką informację, pociąg zostanie automatycznie zatrzymany. Zatem w pełni wdrożony system ERTMS/ETCS nie tylko wspomaga pracę maszynisty, ale też ją nadzoruje.

POZIOMY SYSTEMU ERTMS/ETCS

Wyróżnia się trzy poziomy podstawowe systemu ERTMS/ETCS i dwa pomocnicze. Te ostatnie to: zerowy i STM. Poziom zerowy występuje w sytuacji, w której pociąg wyposażony w pokładowe urządzenia systemu ERTMS/ETCS przejeżdża po linii kolejowej, przy której nie zainstalowano urządzeń przytorowych tego systemu. Drugi poziom pomocniczy dotyczy natomiast sytuacji, w której analogicznie wyposażony pojazd dodatkowo ma specjalny moduł transmisyjny (Specific Transmission Module, STM) pobierający dane z urządzeń przytorowych, które nie są zgodne z systemem ERTMS/ETCS.

Na poziomie pierwszym zachowany jest rozproszony charakter sterowania ruchem kolejowym, na poziomie drugim jest ono natomiast realizowane na podstawie ciągłej cyfrowej dwukierunkowej transmisji radiowej. Na poziomie 3 za kontrolę zajętości torów odpowiadają, zamiast urządzeń przytorowych, te pokładowe.

Obowiązkowe wyposażenie lokomotywy w systemie ERTMS/ETCS na poziomie pierwszym obejmuje: komputer pokładowy (European Vital Computer, EVC), interfejs maszynisty (Driver Machine Interface, DMI), rejestrator prawny (Juridical Recording Unit, JRU), układy do pomiaru prędkości oraz drogi (odometr) i antenę do odbioru informacji z urządzeń przytorowych - eurobalis (balis). Opcjonalnie w kabinie mogą znajdować się również urządzenia do odczytu danych z europętli, do obsługi łączności w sieci GSM-R oraz specjalne moduły transmisyjne (STM).

CZYM SIĘ RÓŻNI BALISA PRZEŁĄCZALNA OD NIEPRZEŁĄCZALNEJ?

Tor zgodny z systemem ERTMS/ETCS na poziomie pierwszym powinien być zatem wyposażony co najmniej w eurobalisy, a opcjonalnie w europętle i urządzenia do transmisji radiowej.

Eurobalisy, urządzenia w charakterystycznej żółtej obudowie, instaluje się w osi toru w miejscach, gdzie przy trasie ustawione są sygnalizatory i wskaźniki, na przykład: semafory świetlne, tarcze ostrzegawcze przejazdowe, tarcze ostrzegawcze semaforowe, sygnalizatory stałych i doraźnych ograniczeń prędkości, sygnalizatory powtarzające, tarcze manewrowe i sygnalizatory wjazdu / wyjazdu do / z obszaru objętego zasięgiem systemu ERMTS/ETCS. Zadaniem eurobalis jest punktowe przesyłanie telegramów w sformalizowanym formacie do urządzeń pokładowych, które z kolei je zasilają.

Wyróżnia się eurobalisy dwóch rodzajów: nieprzełączalne oraz przełączalne. Pierwsze przesyłają stałe komunikaty dotyczące na przykład aktualnego położenia pociągu, ograniczeń prędkości albo miejsc na linii, które wymagają specjalnej uwagi. Można je zwykle programować bezprzewodowo. Balisy przełączalne z kolei wysyłają telegramy, których treść zależy od wskazań sygnalizatorów.

System ERTMS/ETCS w Polsce

Po raz pierwszy w Polsce system ERTMS/ETCS, na poziomie pierwszym, wdrożono na trasie z Grodziska Mazowieckiego do Zawiercia. Projekt, który został zrealizowany w latach 2009-2013 obejmował m.in.: montaż 1200 balis na torach, około 250 punktów przetwarzających dane z semaforów do postaci wymaganej przez eurobalisy wzdłuż linii kolejowej oraz dodatkowych przewodów o łącznej długości około 20 kilometrów. Jego wartość przekroczyła 17 mln euro. Oprócz tego w zeszłym roku na linii Legnica-Węgliniec-Bielawa Dolna rozpoczęto testy systemu ERTMS/ETCS na poziomie drugim.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Przywieszki do kabli do zastosowań w trudnych warunkach środowiskowych

2016-12-02   |
Przywieszki do kabli do zastosowań w trudnych warunkach środowiskowych

Nowe poliestrowe przywieszki do kabli B-7598 firmy Brady zaprojektowano do zastosowań w trudnych warunkach środowiskowych. Po zadruku taśmą barwiącą R-6000 zapewniają one odporność na promieniowanie UV, ekstremalnie wysokie i niskie temperatury, pył, deszcz i środki chemiczne.
czytaj więcej

Komputer na zakres temperatur pracy -40...+75°C z mikroprocesorem Core i7 i dwoma slotami PCI

2016-12-02   |
Komputer na zakres temperatur pracy -40...+75°C z mikroprocesorem Core i7 i dwoma slotami PCI

Schweitzer Engineering Laboratories (SEL) powiększa ofertę komputerów przemysłowych rodziny SEL-3360 o nowy model z sufiksem "E" różniący się od wcześniejszych modeli dwoma wbudowanymi slotami dla kart PCI. Jest to komputer bezwentylatorowy o szerokim dopuszczalnym zakresie temperatur pracy od -40 do +75°C, odporny na wyładowania ESD do 15 kV i udary mechaniczne do 15 g.
czytaj więcej

Nowy numer APA