AKTUÁLNÍ PROBLEMATIKA ZABEZPEČOVACÍ TECHNIKY VE VZTAHU K POŽADAVKŮM PROVOZU

7. konference - Zabezpečovací a telekomunikační systémy na železnici Aktuální výzvy moderního řízení železniční dopravy a zajištění její bezpečnosti

České Budějovice 10.-12.11.2015

AKTUÁLNÍ PROBLEMATIKA ZABEZPEČOVACÍ TECHNIKY VE VZTAHU K POŽADAVKŮM PROVOZU Ing. Marcel Klega SŽDC, GŘ, Odbor automatizace a elektrotechniky 1.

ÚVOD

Odvětví zabezpečovací techniky dlouhodobě reaguje na požadavky spojené s řízením a organizováním drážní dopravy. Je to pochopitelné, neboť zabezpečovací zařízení neslouží samoúčelně, ale jeho hlavním úkolem je přispívat k bezpečnosti drážní dopravy tím, že nahrazuje a kontroluje drážní zaměstnance ve výkonu služby. Až do nedávné minulosti „náhrada“ zaměstnanců spočívala v náhradě výhybkářů, signalistů, hláskařů, hradlařů a závorářů. V současné době však dochází i k náhradě výpravčích, která vyžaduje po zabezpečovacím zařízení, či po jeho nadstavbě další funkce. Co se týká kontroly drážních zaměstnanců má zabezpečovací zařízení v České republice jeden velký rest. Tou je kontrola činnosti strojvedoucího. Dosud byla zajišťována jen liniovým vlakovým zabezpečovačem, který přenáší zjednodušeným způsobem z trati návěsti na vedoucí drážní vozidlo v čele vlaku a podle přenášené informace kontroluje pouze bdělost strojvedoucího, případně mobilní část MIREL generuje brzdné křivky na jednotnou vzdálenost od místa změny kódu s cílovou rychlostí vyplývající z přenesené zjednodušené informace o návěsti, popř. upravené strojvedoucím směrem nahoru. Dohled nad řízením vlaku zajišťovaný systémy kontroly bdělosti strojvedoucího, je ještě menší. 2.

STANIČNÍ A TRAŤOVÉ ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ

Nové požadované funkce staničního zabezpečovacího zařízení (dále jen SZZ) a traťového zabezpečovacího zařízení (dále jen TZZ) však nejsou vyvolány jen dálkovým ovládáním zabezpečovacího zařízení (dále jen DOZ), ale také vyššími rychlostmi vlaků a nutností poskytovat informace systému evropského vlakového zabezpečovače ETCS. 2.1 Zaústěné tratě se zjednodušeným řízením drážní dopravy V posledních letech se u Správy železniční dopravní cesty, státní organizace (dále jen SŽDC), ustoupilo od výpravy vlaků výpravčím. Na to již SZZ částečně reagovalo tím, že se do něj doplnily dříve nepoužívané závislosti, např. závislost hlavních návěstidel na pohotovostním stavu přejezdových zabezpečovacích zařízení. Ovšem v poslední době se vyskytla potřeba dalších doplnění. Je to třeba záležitost zaústěných tratí se zjednodušeným řízením drážní dopravy (D3) do dálkově ovládaných dopraven, kde dosud nebyla zřízena žádná technická zařízení, která by umožnila, aby traťový dispečer, příp. výpravčí DOZ nemusel při stavění vlakové cesta na trať D3 zadávat dokumentovaný povel, kterým by potvrzoval, že má svolení k odjezdu od dirigujícího dispečera. Stanovení požadavků na takové zařízení je jedním z dnešních úkolů. 2.2 Viditelnost návěstidel Požadavky na další specifikace vyplývají z takového uspořádání stanic, kde strojvedoucí nevidí z místa pravidelného stání vlaku osobní dopravy na odjezdové (cestové) návěstidlo. Tím, že ho na trati s DOZ nemůže vypravit výpravčí, je třeba, aby viděl návěst návěstidla, nebo mu ho poskytl vlakový zabezpečovač nebo byl o návěsti dovolující jízdu 62



vlaku informován jiným způsobem. Možnosti LVZ a v určitých situacích i ETCS jsou omezené a neumožňují tuto informaci poskytnout. Typickým případem je situace, kdy na návěstidle svítí návěst „Rychlost 40 km/h a opakování návěsti Výstraha“. Před takovou návěstí ukazuje jak samostatná opakovací předvěst, tak i návěstní opakovač vlakového zabezpečovače stejnou návěst, jako při návěsti „Stůj“, případně při „Přivolávací návěsti“. Proto byl odborem automatizace a elektrotechniky připraven návrh použití tzv. návěstního napodobovače, který svou návěstí bude moci informovat strojvedoucího i v těchto případech. V letošním roce se vyskytlo několik případů, kdy je obtížné zajistit viditelnost návěstidel dle požadavků vyhlášky č. 173/1995 Sb. Souvisí to zejména s vyšší rychlostí vlaků v obloucích než v minulosti (díky soupravám s aktivním naklápěním, případně díky vozům s vyšším přípustným nedostatkem převýšení v obloucích). Kritická je situace, kdy se na sousední koleji na vnitřní straně oblouku nacházejí stojící nebo jedoucí vozidla. V takovém případě nelze zajistit požadovanou viditelnost pro rychlost, kterou umožňuje poloměr oblouku. Je několik možných řešení: a)

přemístění návěstidel do vhodnějšího místa, avšak to nepřichází v úvahu ve stanicích

b)

přemístění návěstidel do větší vzdálenosti od vnější koleje, ale to lze prakticky použít také jen na trati

c)

zmírnění požadavků na viditelnost návěstidel, např. při jízdě pod úplným dohledem ETCS nebo při označení takových míst vhodnou návěstí, což má negativní důsledek při jízdě k návěsti „Rychlost 40 km/h a opakování návěsti Výstraha“ nebo k „Přivolávací návěsti“, protože jsou předvěstěny stejnou návěstí jako návěst „Stůj“; dokud strojvedoucí nevidí na návěstidlo, neví, jaká je na něm návěst, a proto se k němu musí blížit malou rychlostí

d)

omezení rychlosti.

Tuto problematiku řešíme s projekčními organizacemi, Ministerstvem dopravy České republiky a se zástupci strojvedoucích a hledáme případná další řešení. Poznámka: Umístění návěstidel na návěstní lávky či krakorce dobu viditelnosti návěstí při vozidlech na sousední koleji na vnitřní straně oblouku prakticky neprodlužuje. 2.3 Zabezpečení vleček a nákladišť na širé trati Výstavbou DOZ na regionálních tratích přibývá případů zabezpečení vleček a nákladišť na širé trati do TZZ 3. kategorie dle TNŽ 34 2620, buď proto, že se tam již vyskytují, nebo se na nákladiště mění dosavadní stanice. I když je jejich budoucnost vzhledem k diskuzím o omezení přepravy vozových zásilek nejistá, nelze do případného zrušení vlečky, resp. nákladiště jejich zabezpečení ignorovat. Pro zabezpečení vlečky, resp. nákladiště (dále jen vlečky) je rozhodující způsob jejich obsluhy, čili buď vlečkovým vlakem, který se vrací do výchozí dopravny, nebo manipulačním vlakem, který pokračuje do další stanice. Podle intenzity provozu, či při taktové osobní dopravě je případně třeba počítat s uzamčením na vlečce. Podstatná, z hlediska bezpečnosti vzhledem k obsluze zabezpečovacího zařízení na zaměstnanci dopravce, je eliminace rizika nesprávné obsluhy vůči přejezdovým zařízením. Znamená to navrhovat mezi vlečkou a přejezdem s přejezdovým zařízením přejezdník. Způsob zabezpečení vlečky výrazně ovlivňuje cenu TZZ, proto je třeba se důslednému návrhu s ohledem na způsob obsluhy vlečky věnovat již v úrovni studie proveditelnosti (nebo v záměru projektu) a v dalších stupních projektové dokumentace již ho neměnit. 2.4 Spolupráce s ETCS Systém evropského vlakového zabezpečovače přináší na jedné straně nové provozní možnosti pro zabezpečovací zařízení a na druhé straně vede k novým provozním 63



omezením. Nové možnosti vyplývají z funkcí ETCS, které dovedou zajistit větší dohled nad jízdou vlaku při jízdě na obsazenou kolej (takových případů přibývá v souvislosti s rozšiřujícím se provozem elektrických a motorových jednotek, příp. vratných souprav s řídicími vozy) a díky tomu dovolit jízdu alespoň v části vlakové cesty na obsazenou kolej vyšší rychlostí, než je tomu dnes při jízdě na „Přivolávací návěst“. ETCS umožňuje poskytnout větší dohled nad jízdou vlaku také při jízdě na „Přivolávací návěst“. V obou případech potřebuje rádiobloková centrála (RBC) od SZZ k tomu potřebné informace. V souvislosti s provozem jak rychlých, tak i pomalejších vlaků na hlavních tratích a s nehodovými událostmi na železničních přejezdech je třeba se zamyslet nad tím, zda by SZZ mohlo měnit délku skutečného přibližovacího úseku ne podle rychlosti, kterou je návěstí dovoleno pojíždět příslušnou vlakovou cestu, nýbrž podle dovolené rychlosti vlaku. V zásadě se nabízejí řešení na základě:

3.

a)

stanovené rychlosti vlaku zadané strojvedoucím do mobilní části ETCS a touto mobilní části dohlížené; stanovenou rychlost předává mobilní část ETCS RBC současně s ostatními parametry vlaku

b)

rychlosti vlaku uvedené v systémech řízení dopravy a promítnuté do systému automatického stavění vlakových cesty (ASVC), kdy na základě přenosu informace z ASVC cestou SZZ do RBC o stanové rychlosti vlaku a případně také o zastavení na zastávkách a ve stanicích RBC generuje statický rychlostní profil v souladu s těmito informacemi (přitom je třeba počítat s nějakou nejvyšší dovolenou rychlostí pro vlaky bez mobilní části ETCS nebo s jízdou v módu „Na odpovědnost strojvedoucího“

c)

rychlosti změřené v určité části přibližovacího úseku – ovšem toto řešení je nevhodné, protože vlak může v přibližovacím úseku z různých důvodů potřebovat zrychlit (po pomalé jízdě, po rozjezdu ze zastávky, po snížení rychlosti z důvodu povětrnostních podmínek apod.) a nelze po strojvedoucím a ani po dopravcích požadovat, aby vlaky v přibližovacím úseku přejezdu nezrychlovaly.

VLAKOVÉ ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ

I když v České republice byl realizován pilotní projekt systému ETCS a probíhá první komerční stavba, vyžaduje systém ETCS značnou pozornost. Týká se několika oblastí. 3 . 1 P r a v i d l a p r o p r o v o z v l a k ů s e s ys t é m e m E T C S Připravujeme předpis pro provozování ETCS. Sice lze vyjít z technické specifikace Provoz a řízení dopravy (TSI OPE), ovšem je třeba doplnit pro některé situace tzv. neharmonizovaná pravidla. Tj. pravidla, na kterých se evropské železnice dosud neshodly a musí si je doplnit každá železnice v souladu se svými provozními pravidly. 3.2 Implementace základní specifikace 2 TSI CCS (tzv. Baseline 3) Počátkem roku 2015 byla zveřejněna nová verze Technické specifikace interoperability Řízení a zabezpečení (TSI CCS), která stanovuje požadavky také tzv. základní specifikace 2 (Baseline 3). Nová specifikace přináší novou konstrukci brzdných křivek, pro které musí provozovatel dráhy stanovit některé národní hodnoty. Dále umožňuje použít nové provozní módy LS (Limited Supervision – Omezený dohled) a PS (Passive Shunting – Pasivní posun). Rovněž přináší další možnosti, jak omezit případy spuštění provozního brzdění při poruše jedné balízy v balízové skupině, vůči možnostem daným základní specifikací 1 (Baseline 2). 3.3 Zaústěné vedlejší tratě Problematika zaústěných vedlejší tratí se ani netýká definování požadavků na řešení vstupu do oblasti ETCS, ale výběru, zda má proběhnout automatické přepnutí pod dohled ETCS u vjezdového návěstidla stanice nebo až v ní po zastavení vlaku, případně při 64



pokračování v jízdě bez zastavení někde na dopravní koleji stanice nebo až za stanicí. Volba řešení úzce souvisí s dotační politikou státu na pořízení mobilních částí ETCS. Sice lze navrhovat všude automatické přepnutí za jízdy v úrovni vjezdového návěstidla, ovšem vyžaduje to pokrytí vedlejší tratě rádiovým signálem GSM–R na vzdálenost odpovídající jízdě traťovou rychlostí po dobu cca 2 minut, což stávající pokrytí ledaskde nezajišťuje. 3 . 4 Ú s e k y c e l o s t á t n í d r á h y m o d e r n i z o v a n é p r o r yc h l o s t v yš š í n e ž 1 0 0 k m / h d o s u d n e v yb a v e n é n á r o d n í m v l a k o v ý m z a b e z p e č o v a č e m TSI CCS a dotační pravidla Evropské unie vyžadují instalaci systému ETCS v případě prvotní instalace vlakového zabezpečovače. To znamená, že tam, kde dosud vlakový zabezpečovač na celostátní dráze nebyl a nově se pro dovolení jízdy rychlostí vyšší než 100 km/h instaluje, je současně povinná instalace systému ETCS. Postupná modernizace trati po krátkých úsecích neumožňuje smysluplné nasazení ETCS úrovně 2, a pravděpodobně ani jeho ekonomicky efektivní výstavbu. Řešením by mohlo být použití standardního ETCS úrovně 1, nebo použití módu „LS“ – Limited Supervision. Ovšem obě řešení vyžadují použití proměnných balíz a vybudování kabelizace k nim, resp. k jejich traťovým elektronickým jednotkám. Při použití módu LS bude rozsah kabelizace menší. U projektů, které byly k 7. 1. 2015, v pokročilé fázi rozvoje nebo jsou předmětem probíhajícího plnění smlouvy (míněno na realizaci) a které nespadaly do působnosti předchozí TSI, lze v průběhu letošního roku požádat Evropskou komisi o výjimku z uplatnění TSI CCS, která rozšiřuje jejich působnost na celou evropskou železniční síť. U dalších projektů takto již postupovat nelze. Dle dopisu Ministerstva dopravy České republiky z 25. 8. 2015 se za projekty v pokročilé fázi rozvoje považují projekty, které mají: a)

schválenou studii proveditelnosti nebo

b)

schválený záměr projektu nebo

c)

vydané platné územní rozhodnutí nebo územní souhlas.

3.5 Vjezd na kolej ukončenou zarážedlem Z důvodu zajištění bezpečnosti systém ETCS standardně nedovolí dojet až k zarážedlu. Pokud by to systém ETCS měl dovolit, nemůže současně zabránit najetí až na zarážedlo. Pouze kombinací nenulové tzv. uvolňovací rychlosti, která umožňuje „projetí“ konce oprávnění k jízdě, a instalací tzv. dynamického zarážedla je možné současně zajistit jak dojetí vlaku co nejblíže zarážedlu, tak současně vyloučit takovou nehodovou událost, k jaké došlo letos v Praze na Masarykově nádraží. 4.

PŘEJEZDOVÉ ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ

V letošním roce došlo k několika tragickým nehodám na železničních přejezdech. Zatím nejtragičtější bylo střetnutí Pendolina s kamiónem převážejícím plechy ve Studénce. Nehod s kamióny přibývá a řešení zabezpečení přejezdů by na to mělo reagovat. Nejde o to, že bychom chtěli tolerovat neukázněnost řidičů silničních vozidel, ale našim cílem by především měla být ochrana životů a zdraví strojvedoucích a cestujících. Jaké máme možnosti: a)

omezit budování přejezdových zabezpečovacích zařízení bez závor, připustit je při traťové rychlosti do 120 km/h např. pouze na chodnících, cyklistických stezkách nebo na místních a účelových komunikacích v případech nízkých traťových rychlostí.

b)

pro eliminaci uzavření vozidel mezi závorami navrhovat závory poloviční, případně 4kvadrantové postupně sklápěné

c)

instalovat detektory překážek na železničním přejezdu 65


d)

instalovat mezi závory a nebezpečné pásmo přejezdu pohyblivé bariéry

e)

nahrazovat úrovňová křížení mimoúrovňovými.


Řešení a) až c) vždy vedou k prodloužení celkové doby uzavření přejezdu. Pokud by již celková denní doba uzavření zatíženého přejezdu byla vysoká, ekonomické benefity časových úspor uživatelů pozemní komunikace a cestujících ve vlaku v případech, kdy vlak při obsazení části přibližovacího úseku před návěstidle bude čekat, až uplyne doba rozsvícení návěstidla, povedou ke kladnému ekonomickému posouzení náhrady takto vybaveného úrovňového křížení (zejména při řešení podle c) s dovolením jízdy na přejezd až po vyhodnocení jeho volnosti), křížením mimoúrovňovým. Mnoho PZS vybudovaných v poslední době se 4kvadrantovými závorami má závory současně sklápěné. Důvodem může být snaha projektanta nebo dodavatele zjednodušit si zařízení, ale také skutečnost, že závory přehrazují rovněž chodník (levou krajnici na komunikaci bez chodníku) a je třeba dát chodci čas vyjít za závoru za přejezdem. Jedním řešením je vyvést chodník mimo závoru, která je pro vozidla závorou před přejezdem. Nebo závoru, která je pro chodce závorou za přejezdem a současně pro vozidla závorou před přejezdem, sklápět ve stejný okamžik jako dnes, avšak závoru, která je pro vozidla závorou za přejezdem, sklápět až po zahájení sklápění závory před přejezdem a po následném uplynutí doby jízdy konce vozidla od závory před přejezdem za závoru za přejezdem. Co se týká detektoru překážek, existuje na světě již několik výrobců potřebné technologie. Otázkou však je, jak postupovat při zjištění překážky na přejezdu. Obecně lze: a)

v okamžiku uplynutí předzváněcí doby nesklopit žádné břevno závory

b)

v okamžiku uplynutí předzváněcí doby pro závoru za přejezdem u 4kvadrantových závor nesklopit břevna závor pro vozidla za přejezdem

c)

v okamžiku, kdy uplyne předzváněcí doba pro závoru za přejezdem nebo doba sklápění závor (nebo nějaký okamžik mezi tím) u PZS s celými závorami (včetně 4kvadrantových) nebo vyklizovací doba přejezdu u PZS s polovičními závorami vypnout kód VZ, v ETCS položit pomalou jízdu 10 km/h ze vzdálenosti 60 m před přejezdem platnou jen pro čelo vlaku, a změnit návěst dovolující jízdu na návěstidle před přejezdem na návěst zakazující

d)

nerozsvítit návěst „Uzavřený přejezd“ na přejezdníku

e)

nerozsvítit návěst dovolující jízdu na přejezd

f)

vyslat nouzový stop do TRS a GSM-R.

Pokud nemá být jízda vlaku omezována, musí být v případech d) a e) prodloužen přibližovací úsek tak, aby došlo ke změně návěsti nejméně před místem: 

požadované viditelnosti kmenového přejezdníku



požadované viditelnosti předvěsti posledního hlavního návěstidla před přejezdem



kde je kód VZ závislý na návěsti posledního hlavního návěstidla před přejezdem (tj. na trati s automatickým blokem nejméně dva prostorové oddíly)



kde se uplatní varovná brzdná křivka nejhůře brzdícího vlaku vybaveného ETCS (současně by bylo vhodné zohlednit případnou reakci systému ATO, aby nedocházelo zbytečně k omezení tažné síly).

Aby nedocházelo ke zbytečnému stresování strojvedoucího a zastavování vlaků (či posunových dílů) v případech a), b), c) a f), bylo by obzvláště vhodné počítat s nějakou rezervou pro „neukázněné řidiče“, kteří by opouštěli prostor přejezdu později. Pravděpodobně bude vhodné nastavit detektor tak, aby nevyhodnocoval obsazení přejezdu chodcem případně zvířetem (pes, srna), protože by to negativně ovlivňovalo vlaky.

66



Použití detektoru překážek, pokud má přispět k bezpečnosti, obecně povede vždy k prodloužení celkové doby výstrahy na železničním přejezdu pro uživatele pozemní komunikace a v některých situacích i k omezování jízdy vlaků. Řešení, které vydává dovolení jízdy až po vyhodnocení volnosti přejezdu, by na přejezdu ve Studénce vedlo k prodloužení celkové doby uzavření přejezdu z cca 9,5 hodiny na cca 13 hodin denně, možná i více. Řešení a), b), c) a f) přitom neošetří případy uváznutí vozidla na přejezdu, pouze mohou zmírnit následky případného střetnutí. Ale ani řešení podle d) a e) nevyloučí střetnutí. K němu může dojít, pokud řidič nezastaví vozidlo před přejezdem a vjede na přejezd při přeražení závor nebo jejich objetí. Ani zřízení pohyblivé zábrany před železničním přejezdem nemůže zcela vyloučit střetnutí, protože ani zvednutá pohyblivá zábrana nebude schopná zastavit rychle jedoucí naložený těžký nákladní automobil tak, aby se žádná jeho část nedostala na přejezd. Samotná pohyblivá zábrana nemůže zabráním střetnutím v případech, kdy vozidlo uvázlo na přejezdu (dokonce vyvolává opačný efekt u řidičů, protože mohou mít obavu z přejezdu odjet) a musela by vždy být doplněna detektorem překážek. Proto by všude, kde je to z hlediska místních podmínek (výkup pozemků, souhlas majitelů sousedních nemovitostí, atd.) a z ekonomického hodnocení možné, mělo být upřednostňováno řešení s mimoúrovňovým křížením, i když jeho příprava a výstavba je dražší a výrazně delší. 5.

ZÁVĚR

Je vidět, že před námi stojí několik úkolů, které vyžadují nemálo analýz, rozhodování a podrobnější specifikace požadavků na funkci zabezpečovacího zařízení. Je třeba, aby se na nich podílel nejen odbor automatizace a elektrotechniky SŽDC, ale také výrobci zabezpečovacího zařízení, vysoké školy a projekční organizace a společně hledali optimální, nebo alespoň nejméně špatné řešení.

67

AKTUÁLNÍ PROBLEMATIKA ZABEZPEČOVACÍ TECHNIKY VE VZTAHU K POŽADAVKŮM PROVOZU

Recommend Documents