ETCS
 

ETCS (European Train Control System) — ЕВРОПЕЙСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ - комплекс единых стандартов для железнодорожной автоматики, телемеханики, связи и диспетчерского контроля в Европе.

 

Содержание

1Назначение 2Ключевые компоненты 3Принцип действия 4Уровни ETCS 5История и внедрение 6Преимущества 7Описание системы

Назначение

Основная цель ETCS — устранить несовместимость разнородных систем сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) европейских стран, обеспечив:

• безопасное движение поездов;
  
• беспрепятственное трансграничное сообщение;
  
• повышение пропускной способности железных дорог.

С 2004 г. внедрение ETCS обязательно на всех новых и реконструируемых трансъевропейских железнодорожных коридорах ЕС.

Ключевые компоненты

• Евробализы (eurobalises) — приёмо‑передающие устройства (транспондеры) между рельсами. Передают поезду:
  
• координаты;
  
• данные о пути (кривые, уклоны);
  
• ограничения скорости;
  
• показания светофоров.

• Центр радиоблокировки (ЦРБ) — обрабатывает информацию о поездной обстановке по радиоканалу GSM‑R. Принимает решения о регулировании движения и передаёт их поездам.
  
• Бортовая система (включая European Vital Computer, EVC) — получает данные от бализ и ЦРБ, рассчитывает допустимую скорость и кривую торможения, контролирует соблюдение ограничений.

Дисплейный модуль (DMI) — отображает:

• текущую и максимально допустимую скорость;
  
• ограничения скорости;
  
• информацию о маршруте;
  
• предупреждения об опасных зонах.

Принцип действия

ETCS непрерывно контролирует:

• местоположение поезда;
  
• расстояние между составами;
  
• максимально разрешённую скорость на участке;
  
• кривую торможения;
  
• соответствие маршрута техническим характеристикам поезда.

Это позволяет безопасно сократить интервалы попутного следования и увеличить пропускную способность.

Уровни ETCS

Система реализуется в нескольких уровнях:

Уровень 0 — базовый, с минимальным внедрением ETCS.

Уровень 1 — использование бализ для передачи данных, сохранение традиционных светофоров.

Уровень 2 — непрерывная радиосвязь с ЦРБ, отказ от напольных сигналов.

Уровень 3 — полное автоматическое управление движением (ATO).

NTC — совместимость с национальными системами.

ERTMS Regional — упрощённая версия для малозагруженных линий.

История и внедрение

1989–1991 — утверждение плана создания единой системы.

1999 — первое применение на линии Будапешт — Вена.

2001 — директива ЕС о постепенной унификации железных дорог.

2002 — признание ETCS обязательной на скоростных дорогах.

2004 — обязательное внедрение на трансъевропейских коридорах.

2013 — внедрение в 34 странах, включая Турцию, Израиль, Китай и др.

Преимущества

• Безопасность — автоматический контроль скорости и торможения.
  
• Эффективность — оптимизация трафика и снижение энергозатрат.
  
• Совместимость — единая система для всей Европы.
  
• Масштабируемость — постепенное внедрение от уровня 0 до уровня 3.

Описание системы

ETCS является ключевым компонентом Европейской системы управления железнодорожным движением (ERTMS) и продолжает расширяться, обеспечивая современное и безопасное железнодорожное сообщение.
В 1991 г. Европейский институт исследований в области железнодорожного транспорта (ERRI) по заказу МСЖД приступил к созданию первых спецификаций для европейской системы управления и обеспечения безопасности движения поездов. В 1996 е к данной работе подключилась группа пользователей ERTMS, в которую в то время входили железные дороги Германии, Франции и Италии. Позднее в нее вошли железные дороги Нидерландов, Испании и частично Великобритании. Результаты деятельности группы были переданы консорциуму UNISIG, в составе которого объединились ведущие компании —изготовители средств СЦБ.


Первоочередная цель при разработке европейской системы управления движением поездов (ETCS) состояла в обеспечении эксплуатационной совместимости железных дорог Европы. Вместе с тем эта система представляет собой шаг вперед и в техническом развитии автоматической локомотивной сигнализации, поскольку предоставляет пользователям целый ряд преимуществ, в числе которых сокращение затрат жизненного цикла и повышение безопасности, надежности и эксплуатационной готовности.

В результате проведенной работы были сформулированы базовые требования к функциям обеспечения эксплуатационной совместимости, которые должна выполнять система ETCS. В 2000 г страны — члены ЕС оформили эти предложения в виде приложения к «Техническим спецификациям по эксплуатационной совместимости подсистемы управления движением поездов, обеспечения безопасности и сигнализации системы высокоскоростных трансъевропейских перевозок».

Для получения максимального экономического эффекта необходимо было совместно спланировать внедрение ETCS таким образом, чтобы как можно быстрее отказаться от устаревших систем. С этой целью все заинтересованные стороны на европейском уровне должны были согласовать общий план внедрения ETCS. Естественное старение эксплуатировавшихся в то время систем упростило решение этой задачи.

17 мая 2005 уполномоченные представители Объединения предприятий железнодорожной промышленности (UNIFE), Сообщества железных дорог Европы (CER), Европейской ассоциации операторов железнодорожной инфраструктуры (EIM), Международного союза железных дорог (МСЖД) и Европейской комиссии подписали заявление о намерениях, посвященное внедрению европейской системы управления движением поездов ETCS/ERTMS на железнодорожной сети Европейского союза.
Основная задача системы ETCS состоит в том, чтобы обеспечить управление движением поездов с точки зрения поддержания их скорости, допустимой на конкретном участке, и максимальной графиковой скорости на основе безопасно передаваемой с пути на локомотив информации и с учетом тормозных свойств поезда.

В зависимости от степени оснащенности бортовых и напольных устройств в системе ETCS различают три уровня, позволяющие адаптировать ее к разным условиям применения (рис. 5.1).
Уровень 1. Система ETCS накладывается на существующую традиционную систему светофорной сигнализации. Обработка данных осуществляется бортовым устройством, а для передачи информации на локомотив служат путевые приемоответчики Eurobalise.
Уровень 2. В этой конфигурации система ETCS заменяет напольную систему светофорной сигнализации, но с сохранением жесткого деления линии на блок-участки и напольных устройств контроля свободности пути. В этом случае путевые приемоответчики используются как реперные точки в системе определения местоположения поезда, а для обмена информацией между стационарными центрами блокировки на базе применения цифрового радиоканала и поездами служит сеть радиосвязи GSM-R.

Уровень 3. В этой конфигурации система ETCS не предусматривает жесткое деление линии на блок-участки, т.е. использует координатный принцип интервального регулирования движения поездов с использованием радиоканала связи, при котором местоположение поездов определяют бортовые устройства самостоятельно. Стационарный центр управления осуществляет сбор информации о местоположении поездов, формирует и передает на локомотивы управляющие команды. При этом система ETCS уровня 3 допускает передачу в стационарный пункт максимального объема задач по обработке данных, вплоть до того, что на локомотив будет передаваться заданная скорость движения.

Новая европейская система управления движением поездов ERTMS/ ETCS играет важную роль в решении задачи повышения безопасности движения поездов. Поэтому принятое Европейским союзом в 1999 г. решение о выделении исключительно для нужд железнодорожного транспорта полосы частот в диапазоне 900 М1ц имело большое стратегическое значение. С созданием сетей GSM-R появилась возможность реализации в рамках проекта ERTMS/ETCS систем автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа на базе радиосвязи. Сеть GSM-R стала все в большей мере предусматриваться для передачи данных между поездом и напольными устройствами, как необходимое условие для реализации уровней 2иЗ системы ERTMS/ETCS. В связи с чем МСЖД предстояло ускорить внедрение системы GSM-R, превратив ее в общемировой стандарт технологической радиосвязи на железнодорожном транспорте. В Европе для GSM-R используется общий диапазон частот, что позволяет обеспечить эксплуатационную совместимость железных дорог Наряду с основными функциями общедоступной сотовой радиосвязи в системе GSM-R реализованы специфические железнодорожные функции.
В настоящее время в большинстве стран ЕС реализуется минимум по одному проекту внедрения этой системы. За пределами Европейского союза наибольшую активность проявляет Швейцария. Так, например, уже в марте 1998 г. Федеральные железные дороги Швейцарии (SBB) приступили к реализации современной высокопроизводительной системы обеспечения безопасности движения поездов FSS, в которой нет основных и предупредительных напольных сигналов. Эта система удовлетворяет требованиям спецификации европейской системы управления движением поездов ERTMS/ETCS уровня 2 (рис. 5.2).

Основу стационарной части системы FSS образует распорядительный центр (центр блокировки на базе радиосвязи — RBC). Здесь хранятся все данные по зоне действия центра, включая топологию путей, имеющиеся маршруты и значения максимально допустимых скоростей. RBC обрабатывает информацию обо всех зарегистрированных в его зоне действия поездах и выданных разрешениях на движение. Разрешение на движение формируется по запросу поезда из данных системы централизации для установленного маршрута и специализированных сведений системы FSS, описывающей в первую очередь совокупность разрешенных скоростей. В центре управления наряду с рабочим местом диспетчера, управляющего системами централизации, предусмотрено рабочее место для управления FSS, с которого диспетчер может вводить в систему FSS определенные команды.
Основным компонентом системы FSS на локомотиве является безопасный бортовой компьютер EVC (European Vital Computer), который посредством сети GSM-R взаимодействует по радио с центром RBC. Компьютер контролирует соблюдение заданной скорости движения поезда и управляет дисплеями на пультах машиниста. При необходимости бортовой компьютер через защищенный от опасных отказов интерфейс включает экстренное торможение. Посредством бортовой системы измерения скорости и пройденного пути компьютер непрерывно определяет местоположение поезда. Бортовая система измерения пройденного пути калибруется при каждом проследовании напольного приемоответчика (группа из двух приемоответчиков установлена в месте расположения каждого фиктивного основного сигнала, которое помечено специальным сигнальным знаком).
Центр RBC является основой стационарной части системы FSS. Он управляет интерфейсами с АРМ двух диспетчеров и технического персонала, со всеми системами централизации в зоне действия FSS, а также посредством сети GSM-R — со всеми поездами. Все эти коммуникационные интерфейсы RBC основаны на стандарте Ethernet,

При использовании системы ETCS уровня 2 значительная часть классических устройств СЦБ сохраняется. Как и прежде, установка и замыкание маршрутов вьшолняются системами централизации. Это прежде всего касается всех напольных устройств с движущимися механическими частями, таких, как стрелочные переводы и устройства закрытия путей, переездов. Классическими средствами решаются также задачи контроля свободное™ пути для обеспечения проверки полносоставно-сти поезда и размыкания маршрутов (здесь используются рельсовые цепи и счетчики осей).
Система FSS контролирует движение поездов, но не маневровые передвижения, поэтому сохранились в неизменном виде все напольные устройства, необходимые для маневровой работы.

Во время движения в зоне действия FSS с поезда непрерывно передается в RBC информация о текущем местоположении, получаемая на основе показаний одометра относительно последнего проследованно-го приемоответчика. Благодаря этому RBC непрерывно следит за перемещением поезда по маршруту. Вместе с разрешением на движение RBC передает на поезд информацию о допустимой скорости движения поезда в виде программной кривой и детальную информацию об участке пути, в частности об уклонах и станциях. Эта информация также выводится на дисплей машиниста.
В Германии первой магистралью, оснащенной новой европейской системой управления движением поездов ETCS, стала линия Берлин— Ютербог—Галле/ЛейпциЕ В начале 2001 е был подготовлен проект оснащения первого опытного участка на линии Ютербог—Галле/Лейпциц в соответствии с которым в путь уложили 57 приемоответчиков. Топографические данные этого участка в форме атласа линии записали в компьютер центра автоблокировки на базе радиосвязи (RBC), расположенного на станции Биттерфельд. Данные об участке включали в себя сведения о местоположении путевых приемоответчиков, светофоров, стрелок, путей и мест, требующих снижения скорости. Из системы микропроцессорной централизации МПЦ на станции Биттерфельд центр RBC получает информацию о текущем состоянии напольных устройств и передает по сети радиосвязи GSM-R в бортовое устройство ETCS информацию, необходимую для управления поездом.


После проследования первой группы путевых приемоотвегчиков бортовое устройство ETCS устанавливает по радио связь с центром RBC, где вырабатывается и передается на поезд разрешение на его движение. На основе полученной информации бортовое устройство формирует кривую заданной скорости. Оно контролирует поддержание заданной скорости и ее индикацию на пульте машиниста.
Для достижения технической совместимости ETCS с существующими системами управления и обеспечения безопасности движения поездов в бортовом оборудовании реализован модульный принцип для основных функций регулирования движения поездов.
Совместимость системы ETCS является важнейшим свойством, под которым понимается отсутствие необходимости в остановке поездов, замене локомотивов и локомотивных бригад на стыках между национальными железными дорогами, а также в действиях машиниста, отличающихся от стандартных манипуляций с системой ETCS.

Одним из ведущих поставщиков при реализации проектов ETCS как с технической точки зрения и уровня разработок, так и с точки зрения уровней продаж и заказов, является компания Alstom, которая в рамках семейства систем ATLAS разработала ряд технических решений, соответствующих спецификациям ETCS и ориентированных на применение на различных железнодорожных сетях. При этом система ATLAS 100 отвечает спецификации ETCS уровня 1, ATLAS 200 — спецификации ETCS уровня 2, ATLAS 300 — спецификации ETCS уровня 3.
Система ETCS является радикальным шагом вперед по сравнению с существующими системами всех железнодорожных сетей:

• — она способна адаптироваться к самым разным условиям в отношении инфраструктуры и поездам разных категорий, предоставляя машинисту очень хороший обзор ситуации на линии;
• — установка системы мало влияет на существующую инфраструктуру;
• — она может служить стандартом построения систем обеспечения безопасности движения поездов, уникальным в истории железных дорог Европы и который не принадлежит ни одной железной дороге и ни одной компании-изготовителю. В этом смысле он эквивалентен стандарту GSM в современных сетях связи.

Система ETCS по оценке рабочей группы МСЖД к 2010 е может выйти на пятое место по распространению, охватив 16 тыс. км, уступая только системам, преобладающим в Германии, Франции и Великобритании. Этой же группой рекомендовано весь новый подвижной состав заказывать с оснащением системами ETCS или предусматривать возможность их установки в перспективе, а национальным компаниям инфраструктуры —планировать сроки перехода с учетом исчерпания сроков службы действующих систем светофорной сигнализации.
Следует отметить, что отечественная многоуровневая система управления и обеспечения безопасности движения поездов также учитывает требования международных МСЖД и ОСЖД стандартов, которые реализуются благодаря применению:

• — отдельных функциональных модулей на локомотивах для участков железных дорог с различной интенсивностью;
• — цифрового радиоканала в диапазоне 160 М1ц5 разрешенного для ОАО «РЖД», как в зоне станций, так и на участках до 20 км между станциями;
• — электронной карты на локомотивах с использованием систем спутниковой навигации;
• — цифрового канала для передачи информации с использованием рельсовой цепи;
• — системы электронной расшифровки информации;
• — технических решений по увязке МАЛС, диспетчерской централизации и микропроцессорной централизации в рамках единого комплекса;
• — систем передачи информации в диапазоне TETRA и GSM-R для передачи информационных сообщений в бортовые устройства локомотива;
• — технологии производства технических средств в России с учетом стандарта качества ISO 9000;
• — экспертизы программных средств на безопасность с учетом европейских стандартов;
• — технических средств автоблокировки с микропроцессорной системой управления.

При этом высокий уровень безопасности отечественных многоуровневых систем достигнут за счет того, что наряду с сохраняемым контролем состояния технических средств введен контроль за действием операторов и эксплуатационного штата, в том числе и для высокоскоростного движения.

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Комната совещаний.

Перенес: Admin. Держитесь и всего вам доброго.