Automatyka zapewnia bezpieczeństwo transportu kolejowego

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.

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.

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.