+alt+ ") Nowe.focus() } //-->
    trwa ładowanie menu ...

Europejski system sygnalizacji ERTMS

Geneza i główne założenia systemu ERTSC

ERTMS - European Rail Traffic Management, to powstały w latach 90-tych Europejski System Zarządzania Przewozami Kolejowymi w skład którego wchodzą : Europejski Systemu Sterowania Pociągiem (ETCS), Kolejowy System Łączności Radiowej (GSM-R) oraz System Zarządzania Przewozami (ETML). Ponieważ w Europie wykorzystuje się obecnie ponad 20 różnych systemów sterowania, a dla przykładu TGV Thalys musi ich mieć aż 7, głównym założeniem projektu stało się wprowadzenie jednego, jednolitego i interpolacyjnego systemu sterowania ruchem obowiązującego we wszystkich krajach Europy. System ma obowiązywać zarówno na liniach dużej prędkości, jak i na konwencjonalnych liniach. Wprowadzenie systemu ERTMS spowoduje więc, że na pokładzie pociągu zainstalowany będzie jeden system europejski, przez co obniżone zostaną koszty zarządców infrastruktury. Mając zastosowanie zarówno na liniach dużych prędkości, jak i kolei konwencjonalnej, system znacząco wpłynie na zwiększenie bezpieczeństwa sieci.
Idea choć prosta, to jednak w miarę testowania systemów w poszczególnych krajach napotykała na swojej drodze na wiele problemów, lub nawet kryzysów zmierzających do zarzucenia projektu. Jednak w marcu 2005 Komisja Europejska i przemysł kolejowy (producenci, zarządcy infrastruktury i przewoźnicy) podpisali w Brukseli Memorandum Zrozumienia (Memorandum of Understanding) dotyczące rozwoju Europejskiego Systemu Zarządzania Ruchem Kolejowym (ERTMS) na kluczowej części sieci europejskiej. System będzie wiec na razie obowiązywał tylko na głównych liniach priorytetowych na sieci transeuropejskiej, a w szczególności na nowo otwieranych liniach dużej prędkości. Pierwszymi liniami w których ma być zainstalowany system ERTMS ma być liniach Madryt - Barcelona w Hiszpanii, HSL Zuid w Holandii, oraz LGV Est Européen. Na linii LGV Est Européen będzie też zainstalowany system TVM430, taki jak na pozostałych liniach we Francji, jednak ERTMS ma być wykorzystywany w pierwszej kolejności. Jednostki TGV, w których będzie zainstalowany ERTMS to TGV-POS, obsługujące LGV Est Européen oraz Thalys PBA, czyli te relacji Paris – Amsterdam. Paradoksalnie nowy system dla jednostek Thalys będzie więc kolejnym kłopotem, bo w kabinie mechanika musi być zainstalowany dodatkowy pulpit systemu ERTMS.

ERTMS a sygnalizacja kabinowa TVN430

Każda system sygnalizacji kabinowej, ogólnie mówiąc zasadniczo składa się z dwóch elementów. Pierwszym to zespół urządzeń przytorowych dzięki którym możliwe jest ustalenie położenia pociągu na trasie, a drugim to urządzenia na pokładzie lokomotywy, tzw. ATC (ATP/ /ATC (Automatic Train Protection/Control - automatyczna ochrona/sterowanie pociągu) które te wszystkie informacje odczytują i odpowiednio obrabiają. Te Informacje po odpowiedniej obróbce przez komputer pokładowy, z uwzględnieniem dynamicznych parametrów pociągu służą do określania maksymalnej dopuszczalnej prędkości, czy automatycznego zwolnienia prędkości pociągu w razie potrzeby.
W TVN430 ustalenie położenia pociągu możliwe jest dzięki podzieleniu linii za sekcje (kantony) a do transmisji danych sygnalizacyjnych do komputera pokładowego używa się obu szyn. Sygnał informacyjny transmitowany przez szyny to prąd przemienny modulowanymi 27 sygnałami dźwiękowymi, na 4 różnych podnośnych - 1700 Hz, 2300 Hz, 2000 Hz i 2600 Hz. W systemie ERTMS poziom 2 położenie pociągu ustalane jest dzięki zainstalowanych na torowiskach tzw. eurobalis – skrzynek podobnych do KVB. Komunikacja między komputerem pokładowym w lokomotywie, eurobalisami, a także z centrum sterowania odbywa się drogą radiową poprzez GSM-R. Na linii dodatkowo zainstalowane są anteny GSM-R. Sygnały nadawane poprzez GSM-R przesyłane są z częstotliwością 1800 MHz, natomiast eurobalisy działają z częstotliwością 27 MHz.
System ERTMS ze względu na swoje przeznaczenie dzieli się na swoje odmiany, tzw. poziomy. Na liniach dużych prędkości eksploatowanych z prędkością 300 km/h i większą dedykowany jest poziom 2. Natomiast jest jeszcze poziom 1, dedykowany na liniach eksploatowanych z prędkością mniejszą niż 300 km/h. Zasada działania ERTMS poziom 1 jest podobna do poziom 2, jednak dane, niezbędne do realizacji funkcji ATC są w określonych punktach linii kolejowej przesyłane z urządzeń przytorowych do pociągu za pomocą koderów i eurobalis. Rozwinięciem ERTMS poziom 2 jest poziom 3, gdzie wykorzystuje się tzw. ruchomy odstęp blokowy dzięki czemu możliwe jest lepsze wykorzystanie linii kolejowej.
Warto też wspomnieć, że urządzeniami, które instaluje się w lokomotywach i urządzeniach przytorowych w systemie w systemie ERTMS poziom 1 to ATLAS 100 i ATLAS 200 i ATLAS 300, dla ERTMS poziomu 2 i 3. Mocną stroną systemu ERTMS poziom 2 i 3 jest to, że sieć GSM-R wykorzystywana jest również do cyfrowej łączności radiowej, zastępując przestarzały już analogowy system radiowy. Różnice między systemem TVM430 a ERTMS biorąc pod uwagę wykorzystaną technologię i zasadę działania są wiec znaczące.
A jak jest z efektem końcowym, czyli bezpiecznego prowadzenia pociągu?
Mimo, że celem obu sygnalizacji kabinowych jest maksymalne wykorzystanie przepustowości linii przy zachowaniu odpowiedniego bezpieczeństwa przy prowadzeniu pociągu, to oba systemy z punktu widzenia mechanika wyglądają nieco inaczej. Dla przykładu w systemie TVM sekwencja hamowania pociągu z prędkości 300 km/h to wyświetlanie na pulpicie maszynisty kolejnych ograniczeń prędkości, wraz z odległością do następnego ograniczenia, aż do wyświetlenia się na pulpicie cyfr 000, co oznacza stój. Dodatkowo dodany jest jeden odstęp blokowy dla bezpieczeństwa na wypadek, gdyby hamulce pociągu nie były w pełni sprawne. W systemie ERTMS nie ma takiego odstępu bezpieczeństwa, gdyż komputer pokładowy oblicza i wdraża gładką krzywą hamowania, używając danych zgromadzonych na pokładzie pociągu i margines bezpieczeństwa jest wbudowany w tę krzywą. To umożliwia pociągowi wyposażonemu w ERTMS lepsze wykorzystanie charakterystyk hamowania i zmniejszenie odstępów międzypociągowych. Dyżurni ruchu nie będą widzieli różnic w prowadzeniu pociągu czy to według sygnalizacji ERTMS, czy TVM, jednak maszyniści będą stosowali różne procedury.


Porównanie jazdy drugiego pociągu, jadącego według systemu TVM430 - po lewej, z jazdą według systemu ERTMS - po prawej.
Jazda na widoczność - linia czerwona, jazda na sygnały pociągowe - linia zielona, na sygnały manewrowe - linia żółta

Do odzwierciedlenia różnic w sposobie działania systemów ERTMS i TVM można przytoczyć przykład dwóch pociągów TGV jadących do Paryża, a rozpoczynających bieg na różnych stacjach początkowych. Pociągi te miały być połączone na pewnej stacji pośredniej, aby odbyć dalszą jazdę wspólnie do Paryża. Pierwszy z pociągów przybył na stację pośrednią nieco wcześniej i oczekiwał na pociąg drugi. Ponieważ pociąg drugi był wyposażony w system TVM, maszynista musiał zatrzymać się przy wskaźniku Nf03 i dalszą jazdę kontynuować na widoczność, z małą prędkością, aby zatrzymać się przy końcu pierwszego pociągu. Tam oba składy zostały połączone. Gdyby ten drugi pociąg był wyposażony w system ERTMS, mógłby on dojechać - jadąc na sygnały, a więc z większą prędkością - aż do wskaźnika F05 i dopiero od tego miejsca jechać na widoczność. Również zezwolenie jazdy na widoczność byłoby drugiemu pociągowi przekazane z centrum sterowania poprzez wyświetlenie odpowiedniej ikony na ekranie jego pulpitu, gdyż system ten umożliwia taką formę polecenia dla maszynisty. Obrazy na pulpicie maszynisty w systemie ERTMS i TVM są także dla obu systemów całkowicie różne.

Co widzi mechanik?

W systemie TVM430 mechanik na wskaźniku analogowym widzi aktualną prędkość pociągu, oraz na tzw. TVM’ce prędkość docelową, której pociąg nie może przekroczyć w czasie wjeżdżania do najbliższego wskaźnika granicy odcinków blokowych, czyli kantonu. W systemie ERTMS mechanik ma do dyspozycji specjalny, elektroniczny pulpit systemu ERTMS – tzw. MMI (Man Machine Interface). Jest to monitor na którym wyświetlana jest prędkość aktualna, prędkość dopuszczalna, prędkość docelowa (która może być równa zeru) i odległość do lokalizacji docelowej.


Szybkościomierze w systemie ETRMS i TVM 430

Wszystkie pociągi wyposażone w ERTMS będą miały standardowe wyposażenie w kabinie maszynisty, zgodnie z właściwymi specyfikacjami TSI, czyli monitory posiadają standardową tarczą szybkościomierza. Taki pulpit będzie zainstalowany w zespołach TGV POS oraz TGV Thalys PBA, obsługujących linie dużej prędkości w Belgii i Holandii.

Panel ETRMS fot. ©Sascha Jokiel Panel ETRMS w TGV-POS i Thalys PBA
fot. © Sascha Jokiel