wersja mobilna
Online: 495 Poniedziałek, 2017.05.22

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.



 

 

Szukaj w serwisie Semicon

zobacz wszystkie Nowe produkty

Lampki kontrolne RLK-1 i RLK-3

2017-05-22   | Relpol S.A.
Lampki kontrolne RLK-1 i RLK-3

W ofercie Relpolu klienci znajdą urządzenia modułowe, takie jak przekaźniki czasowe, przekaźniki nadzorcze do nadzoru prądu i napięcia, przekaźniki instalacyjne, styczniki instalacyjne. W ostatnim czasie do oferty dołączyła nowa grupa urządzeń: lampki kontrolne.
czytaj więcej

Przepływomierze ultradźwiękowe do niewymagających aplikacji

2017-05-22   | AEA Technique
Przepływomierze ultradźwiękowe do niewymagających aplikacji

Przepływomierz ultradźwiękowy KATflow 100 jest kompaktowym urządzeniem przeznaczonym do stacjonarnych pomiarów na pojedynczych rurociągach. Cechuje się on uproszczoną specyfikacją oraz dostępnością różnych typów sond.
czytaj więcej

Nowy numer APA