Część 2. Zarządzanie ruchem na kolei

Szybki i bezpieczny transport szynowy wymaga jednoczesnego koordynowania i nadzorowania ruchu wielu pojazdów. Co więcej, by kolej była w stanie wciąż konkurować z innymi środkami transportu, nie wystarczy już, by zapewnione było to na obszarze wyłącznie jednego państwa – wymagana jest interoperacyjność międzynarodowych szlaków kolejowych. Pociągi będą dzięki temu przekraczać granice bez konieczności zatrzymywania się w celu dokonania jakichkolwiek czynności technicznych, na przykład zmiany lokomotywy. Żeby było to możliwe, konieczne jest zharmonizowanie wymagań technicznych obowiązujących w transporcie kolejowym w różnych krajach. Podstawowym środkiem prowadzącym do uzyskania interoperacyjności jest wdrożenie Europejskiego Systemu Zarządzania Ruchem Kolejowym (ERTMS). Ma on zastąpić dotychczas obowiązujące w poszczególnych państwach systemy kontroli i komunikacji na kolei.

Jak działa SHP? czym jest Radio-stop?

Na polskiej kolei bezpieczeństwo jazdy pociągów jest nadzorowane przez system Samoczynnego Hamowania Pociągu (SHP), natomiast systemem łączności jest radio PKP z funkcją Radio-Stop. Zadaniem SHP jest kontrolowanie czujności maszynisty w krytycznych miejscach na trasie (na dojeździe oraz wyjeździe ze stacji) – jeśli kierujący nie zareaguje na sygnał z systemu, który go ostrzega, że pociąg zbliża się do semafora, pojazd zostanie automatycznie zatrzymany. SHP nie rozpoznaje sygnałów semafora, a jedynie alarmuje, a następnie monitoruje reakcję maszynisty. Działa przy prędkościach jazdy nieprzekraczających 160 km/h.

System Samoczynnego Hamowania Pociągu składa się z części kabinowej i przytorowej. Pierwszą, zamontowaną w lokomotywie, stanowią generator oraz elektromagnes, a drugą – rezonator torowy. W SHP wykorzystywane jest sprzężenie magnetyczne – kiedy czujnik w lokomotywie znajdzie się nad elektromagnesem torowym generowany jest impuls, który aktywuje sygnalizację świetlną oraz dźwiękową w kabinie. By je wyłączyć maszynista musi zareagować, wciskając właściwy przycisk. Inaczej rozpoczyna się hamowanie. Pociąg można znów rozpędzić, dopiero kiedy zostanie całkiem zatrzymany.

Zaletą systemu Samoczynnego Hamowania Pociągu jest duża niezawodność – wynika to stąd, że urządzenia przytorowe są nieskomplikowane, dzięki czemu cechuje je niska awaryjność. Nie ma także potrzeby ich regulowania – okresowo trzeba tylko sprawdzać, czy są dobrze zamocowane do szyn i kontrolować ich parametry elektryczne. SHP ma ograniczoną rolę – odpowiada tylko za bezpieczeństwo, nie wpływa natomiast na przepustowość linii.

Kolejnym zabezpieczeniem jest Radio-Stop. Jest to system hamowania działający w ramach radiołączności pociągowej. Po odebraniu sygnału Radio-Stop pociąg zatrzymuje się w trybie hamowania nagłego, na co maszynista nie ma wpływu.

Czym jest ERTMS? jak działa ERTMS/ETCS?

ERTMS obejmuje Europejski System Sterowania Pociągiem (ERTMS/ETCS) i Globalny System Kolejowej Radiokomunikacji Ruchomej (ERTMS/GSM-R). W porównaniu do obowiązującego systemu Samoczynnego Hamowania Pociągu system ERTMS/ETCS zapewnia sygnalizację w kabinie, jednocześnie kontrolując pracę maszynisty. Ważne jest zwłaszcza to pierwsze, gdyż pozwala na przedstawienie kierującemu sytuacji panującej na linii kolejowej na pulpicie w lokomotywie, a nie jak do tej pory, wyłącznie za pośrednictwem semaforów wzdłuż torów.

Maszynista nie opiera się zatem już jedynie na własnej ocenie mijanych po drodze oznaczeń i ostrzeżeń. Ułatwia to podejmowanie decyzji dostosowujących parametry jazdy do warunków aktualnie panujących na trasie. Oprócz tego zapobiega błędom ludzkim spowodowanym na przykład utrudnioną widocznością semaforów lub nieznajomością szlaku przez maszynistę. Dostępność sygnalizacji kabinowej umożliwia również rozpędzenie pojazdu do prędkości przekraczających 160 km/h, przy których osoba zasiadająca za pulpitem sterowniczym miałaby już trudność z interpretacją przytorowej sygnalizacji.

Kompleksowo wdrożony system ERTMS/ETCS nie tylko wspomaga pracę maszynisty, lecz również ją nadzoruje. Kontrola kierującego jest zrealizowana w następujący sposób – jeżeli maszynista nie prowadzi pociągu zgodnie z poleceniem – na przykład jedzie za szybko lub oszacowana droga hamowania składu jest zbyt długa, nieprawidłowości te są mu najpierw sygnalizowane. Jeżeli nie reaguje, ignorując ostrzeżenia, i jeżeli sytuacja tego wymaga, rozpoczyna się automatyczne hamowanie składu.

Jaką funkcję pełni GSM-R?

Wyróżnić można trzy poziomy podstawowe systemu ERTMS/ ETCS oraz dwa pomocnicze (patrz: ramka). Wykorzystuje się w nim cyfrową transmisję danych za pośrednictwem, w zależności od poziomu: eurobalis, które są instalowane w osi toru w miejscach, gdzie na szlaku rozstawiono semafory, europętli, czyli kabli koncentrycznych promieniujących, układanych w stopce szyn, zwiększających zasięg działania eurobalis oraz łączności radiowej GSM-R.

Ostatnia poza transmisją głosu, danych, wiadomości tekstowych umożliwia nawiązanie połączenia z konkretnym pociągiem, wywoływanie bazujące na lokalizacji, co oznacza, że z pociągu można połączyć się bezpośrednio z najbliższym dyspozytorem ruchu, oraz wywołania grupowe. W Unii Europejskiej pasmo, z którego można korzystać w sieciach GSM-R, obejmuje częstotliwości w przedziale 876... 880 MHz w przypadku łącza uplink oraz 921...925 MHz w łączu "w dół".

Korzyści z systemu ERTMS

Kompletne wdrożenie systemu ERTMS przyniesie wiele korzyści. Oczywistą jest zwiększenie bezpieczeństwa pasażerów, dzięki temu, że system ETCS zwiększy stopień zautomatyzowania czynności kierowania pociągiem, w porównaniu z dotychczasowymi systemami sterowania ruchem kolejowym. Z punktu widzenia podróżnych ważne jest oprócz tego to, że poprawi on niezawodność przewozów, co z kolei przełoży się na większą punktualność pociągów. Dodatkowo, dzięki temu, że system ERTMS umożliwia rozpędzenie pociągów do prędkości nawet 500 km/h, znacząco skróci się czas podróżowania. Istnieje również szansa na znaczące zwiększenie liczby kursów, dzięki temu, że zwiększy się przepustowość na istniejących liniach – można tego oczekiwać, gdyż system ERTMS zmniejsza czas następstwa pociągów, od którego z kolei zależy częstotliwość ich kursowania. Do korzyści, ważnych z punktu widzenia przewoźników, zaliczyć można niższe koszty utrzymania – system ERTMS poziomu 2 nie wymaga sygnalizacji przytorowej. Skorzystają także dostawcy podzespołów – ich wspólna dla całej Unii Europejskiej specyfikacja ułatwi produkcję. Z tym związane są kolejne pozytywy – jednolity system będzie łatwiejszy w instalacji i utrzymaniu, zaś rynek dostawców jego komponentów bardziej konkurencyjny, co wpłynie na obniżenie cen. W ramce z harmonogram wdrażania systemu ERTMS można przeczytać, kiedy prawdopodobnie pasażerowie, jak i przewoźnicy w Polsce odczują te korzyści.