VLAKOVÉ ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉMY. V. Chudáček, J. Jakl, L. Lochman

VLAKOVÉ ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉMY V. Chudáček, J. Jakl, L. Lochman

ČD - VÚŽ Praha, 1999

2

Předmluva

Hlavním úkolem vlakového zabezpečovacího zařízení je zajistit, že nedojde k ohrožení vlaků při omylu nebo indispozici strojvedoucího. K tomu účelu musí zařízení shromáždit potřebné informace, na jejích základě určit limit bezpečného pohybu vlaku, pak trvale dohlížet na jeho dodržování a zasáhnout do jízdy vlaku v případě jeho překročení. Tyto činnosti může zařízení plnit v různém rozsahu a s různou kvalitou v závislosti na požadavcích železniční správy. Pokud však budou na vlak přenesené informace dostatečné (a to jak obsahem, tak kvalitou), pak je možné za normálních provozních podmínek zcela vyloučit případy, kdy vlak nerespektuje rychlostní omezení, návěstidla atd. Moderní vlaková zabezpečovací zařízení se ale na celkovém řízení dopravy mohou podílet mnohem výrazněji. Za určitých okolností mohou totiž sama poskytovat řídícímu dopravnímu systému některé důležité základní informace. U klasických zařízení je informace o poloze vlaku získána pomocí fixních zařízení umístěných podél trati (kolejovými obvody, počítači náprav) s nejistotou délky překlenovaného úseku, informace o rychlosti vlaku je málo aktuální nebo, častěji, vůbec nedostupná. Moderní vlakové zabezpečovací zařízení je schopno tyto informace poskytnout řídícímu systému podstatně přesněji, jako produkt své běžné činnosti a za významně nižší investiční náklady. S vhodně koncipovaným vlakovým zabezpečovacím zařízením lze tak dospět ke skutečně sofistikovaným bezpečným řídícím systémům jako je pohyblivý blok, komplexní radioblokový systém atp. Publikace je věnována problematice vlakových zabezpečovacích zařízení a přímo navazuje na Železniční zabezpečovací techniku, úvodní publikaci série věnované problematice moderních zabezpečovacích zařízení [10]. Neopakuje se zde tedy stať o systémovém zařazení těchto zařízení do zabezpečovací techniky, ani základní úvahy o smyslu a požadavcích na tato zařízeni. Právě tak neuvádíme informace o starších zařízeních, která jsou dobře popsána např. v knížkách [1], [2], [3], [4]. Publikace začíná kritickým hodnocením používaných systémů na ČD a v Metru a uvádí nová řešení, opřená o nové technologie. Je prvotně určena zabezpečovacím inženýrům, technikům a vysokoškolským studentům tohoto oboru. Publikaci vydává Výzkumný ústav železniční v Praze (VÚŽ), Novodvorská 1698, 142 00 Praha 4, s podporou AŽD. Recenze se ujali Vl. Kyjovský a I. Konečný, kteří tak svými zasvěcenými připomínkami přispěli ke konečné podobě publikace. Autoři

3

Obsah 1. STÁVAJÍCÍ STAV U ČD............................................................................................................................ 6 1.1 ZHODNOCENÍ LS II-IV ......................................................................................................................... 6 1.2 LS - 90 ...................................................................................................................................................... 8 1.2.1 Vstupní obvody.................................................................................................................................. 9 1.2.2 Dekodér........................................................................................................................................... 10 1.2.3 Logické obvody ............................................................................................................................... 10 1.2.4 Technická bezpečnost...................................................................................................................... 12 1.2.5 Problémové oblasti LS-90............................................................................................................... 14 1.3 KBS........................................................................................................................................................ 15 2. STÁVAJÍCÍ STAV U DP-METRO.......................................................................................................... 17 2.1 ZHODNOCENÍ ARS ............................................................................................................................. 17 2.2 SYSTÉM PA 135 ................................................................................................................................... 18 2.2.1 Hlavní funkce .................................................................................................................................. 20 2.2.2 Technický popis............................................................................................................................... 21 2.2.3 Bezpečnost funkce ........................................................................................................................... 30 2.2.4 Provozní zkušenosti......................................................................................................................... 30 3. MODERNÍ ŘEŠENÍ VZ ........................................................................................................................... 32 3.1 JZG 700 .................................................................................................................................................. 32 3.1.1 Bezpečný bodový přenos ................................................................................................................. 32 3.1.2 Funkce mobilního zařízení .............................................................................................................. 34 3.2 TVM 430 ................................................................................................................................................ 35 4. SYSTÉM ERTMS/ETCS .......................................................................................................................... 37 4.1 VŠEOBECNÝ POPIS ............................................................................................................................ 37 4.1.1 Přenos informací............................................................................................................................. 37 4.1.2 Funkce............................................................................................................................................. 38 4.1.3 Aplikační úrovně ............................................................................................................................. 40 4.1.4 Architektura mobilní části systému ................................................................................................. 42 4.2 MÓDY MOBILNÍHO ZAŘÍZENÍ......................................................................................................... 44 4.2.1 Zapnutí ............................................................................................................................................ 44 4.2.2 Zadání dat ....................................................................................................................................... 44 4.2.3 Úplný dohled................................................................................................................................... 45 4.2.4 Částečný dohled .............................................................................................................................. 45 4.2.5 Podřízení ......................................................................................................................................... 46 4.2.6 Posun .............................................................................................................................................. 46 4.2.7 Porucha systému ............................................................................................................................. 46 4.2.8 Vyřazení .......................................................................................................................................... 47 4.2.9 Vypnutí ............................................................................................................................................ 47 4.3 JEDNOTLIVÉ FUNKCE....................................................................................................................... 47 4.3.1 Lokalizace polohy vlaku.................................................................................................................. 47 4.3.2 Výpočet statického rychlostního profilu.......................................................................................... 48 4.3.3 Dočasná omezení rychlosti ............................................................................................................. 50 4.3.4 Výběr nejvíce omezujícího statického rychlostního profilu............................................................. 50 4.3.5 Výpočet dynamického rychlostního profilu..................................................................................... 50 4.3.6 Pomocné funkce .............................................................................................................................. 54 4.4 TRAŤOVÁ ČÁST.................................................................................................................................. 56 4.4.1 Eurobalise ....................................................................................................................................... 56 4.4.2 Euroloop ......................................................................................................................................... 59 4.4.3 Euroradio........................................................................................................................................ 59 4.5 MOBILNÍ ČÁST.................................................................................................................................... 59 4.5.1 MMI ................................................................................................................................................ 60 4.5.2 TIU .................................................................................................................................................. 62 5. RADIOBLOK............................................................................................................................................. 63

4

5.1 ZÁKLADNÍ FUNKCE RBC ..................................................................................................................64 5.1.1 Přidělení jízdní cesty .......................................................................................................................64 5.1.2 Oprávnění k pohybu ........................................................................................................................65 5.1.3 Monitorování pohybu ......................................................................................................................65 5.1.4 Zrušení závěru cesty ........................................................................................................................65 5.2 OSTATNÍ SUBSYSTÉMY....................................................................................................................65 5.2.1 Diagnostický systém a registrace ....................................................................................................65 5.2.2 Databáze..........................................................................................................................................66 5.2.3 Další RBC........................................................................................................................................66 5.2.4 Doplňková zařízení..........................................................................................................................66 6. LITERATURA ...........................................................................................................................................67

5

1. STÁVAJÍCÍ STAV U ČD 1.1 ZHODNOCENÍ LS II-IV ČD používá od počátku šedesátých let vlastní liniový čtyřpojmový vlakový zabezpečovač typu LS II až LS IV (podle určení pro provoz při různé trakci) s přenosem kódu prostřednictvím dodatečně kódovaných kolejových obvodů (klíčovací frekvence 0,9; 1,8; 3,6; 5,4 Hz). Zařízení je detailně popsáno v publikacích [1], [2]. Zařízení přenáší 4 znaky (5 při "kmitavé červené") odvozené z hlavního návěstidla, ke kterému se vlak blíží. Dva znaky jsou restriktivní („červená“ a „žluté mezikruží“), dva znaky jsou povolující („zelená“ a „žlutá“). V případě přenosu restriktivního pojmu nebo při přerušení přenosu musí strojvedoucí periodicky (cca každých 20 s) obsluhovat tlačítko bdělosti, při příjmu povolujících informací není obsluha vyžadována. Zařízení smí strojvedoucí vyloučit (pomocí přepínače funkcí) vždy, když hnací vozidlo nejede v čele vlaku (posun, postrk atd.); v takovém případě se na opakovači rozsvítí modré světlo, přeruší se vstupní kanál a vyloučí se kontrola bdělosti. Kromě této manuální výluky má zařízení ještě výluku automatickou, ke které dochází automaticky vždy při současném poklesu rychlosti pod 10 km/h a zvýšení tlaku v potrubí přídavné brzdy nad 1,5 atm. Při automatické výluce není přerušen vstupní kanál a na opakovači dále svítí přijímaný znak doprovázený modrým světlem, kontrola bdělosti je vyloučena. Zásahy do řízení vozidla provádí VZ pouze nouzovým brzděním, tj. otevřením hlavního potrubí pneumatické brzdy pomocí elektromagnetického ventilu a to v případě, že není přenášen ani povolující znak, ani není řádně obsluhováno tlačítko bdělosti či není zřízena některá z výluk. Mobilní část (viz obr. 1-1) pomocí snímačů získává signál úměrný proudu v kolejích. Tento signál je dále filtrován (F), zesílen a detekován (Z) - výstupní impulsní relé Q (nebo jeho elektronická náhrada) pak opakuje klíčovací frekvenci vyslanou do kolejového obvodu. Dešifrátor D (využívající magnetických zesilovačů) spolu s funkční kontrolou FK (dvě pořadí impulsních dekodérů) zajišťuje rozsvícení odpovídající návěsti na návěstním opakovači. Další logické zpracování přijímaných informací a kontroly bdělosti pro výsledný povel elektromagnetického ventilu brzdy EMV zajišťuje reléová sada RS.

F

Z

Q

D

RS

FK Houkačka

EMV

Aut. výluka TB Registrace

Obr. 1-1

Vlakový zabezpečovač ČD tedy nepřenáší informace o stupni návěštěného omezení rychlosti a nedohlíží na skutečnou rychlost vlaku - vyžaduje pouze periodické potvrzování bdělosti strojvedoucího v oblasti zábrzdné vzdálenosti před hlavními návěstidly omezujícími jízdu vlaku. Zařízení se také žádným způsobem nepodílí na dohledu nad dodržováním ostatních omezení rychlosti - z titulu stavu tratě, vlaku atd. Zařízením tohoto typu jsou vybaveny téměř všechny lokomotivy a všechny tratě vybavené autoblokem (cca 1500 km hlavních, převážně dvojkolejných tratí). Na ostatních tratích ČD není provozován žádný druh vlakového zabezpečovacího zařízení. Při zavádění systému LS II-IV se předpokládalo, že :

6

• traťová část zařízení bude postupně nasazována v ucelených úsecích; v místech doposud traťovou částí nevybavených bude kontrolní funkce zvláštním úkonem zrušena a bude znovu zavedena po obnovení přenosu, • doprava bude organizována převážně podle grafikonu, • strojvedoucí bude svou činnost vykonávat zodpovědně, se znalostí předpisů a vůlí se jimi řídit a bude v základních projevech dodatečně kontrolován, • zařízení bude využíváno v rozsahu existujícího návěstního systému, • zařízení bude kontrolovat bdělost strojvedoucího při jízdě bez povolujícího znaku a zároveň bude strojvedoucím samo kontrolováno. Po více než třiceti letech lze potvrdit, že pro tyto předpoklady byl zvolen optimální systém; řadě zahraničních správ se to ve stejné době nebo i později nepodařilo. V Evropě jsou železnice, které vlakový zabezpečovač dodnes neprovozují vůbec, nebo jen v jednodušší podobě či v malém rozsahu. Jiné železnice dnes provozují i několik nekompatibilních systémů, vznikajících postupně během let proto, že původně zvolený systém nebyl vyhovující. Pro úvahy o novém vlakovém zabezpečovači je však třeba také posoudit, do jaké míry jsou původní předpoklady oprávněné a do jaké míry se kryjí s dnešní realitou. V prvé řadě je třeba konstatovat, že traťová část vlakového zabezpečovače nebyla u ČSD budována spojitě; nevybavena dodnes zůstala většina stanic. Přesto pro nevybavené úseky byla zrušena výluka funkce kontroly (tlačítko výluky) a tlačítko bdělosti bylo využito ve funkci periodické kontroly bdělosti strojvedoucího (tzv. živák) nejen na takovýchto krátkých nevybavených úsecích, ale dokonce na celých nevybavených traťových ramenech. Toto, jak dnes už víme, zneužití tlačítka bdělosti bylo ve své době motivováno snahou ušetřit speciálně vyvinutý zjednodušený bodový zabezpečovač pro tratě bez autobloků. Na vrub této "úspory" padá a dále bude padat velká část nehod, obecně připisovaných nedostatečnosti kontroly bdělosti. Druhým závažným rozporem je systém organizace dopravy, kdy se běžně (a často dokonce záměrně) vytvářely (a dodnes nejsou dostatečně předpisově omezeny) situace, v kterých se řada vlaků za sebou pohybuje v obsazených oddílech a popojíždí kolem permisivní návěsti "stůj". V této situaci je zabezpečovací zařízení bez užitečných informací i u těch nejsložitějších systémů a strojvedoucí je prostě musí řešit ve své výlučné odpovědnosti a bez podpory zabezpečovacího zařízení a bezpečnost je tedy plně závislá na zkušenosti, zodpovědnosti a rozvaze strojvedoucího. Třetím významným rozporem je skutečnost, že výkon služby strojvedoucího ve vztahu k zařízení VZ je dnes prakticky bez kontroly. Nebyly realizovány v potřebném rozsahu registrace a není dostatečně zpětně vyhodnocována kvalita práce strojvedoucích. Shora uvedené tři případy nevyžadují ani tak změnu výchozích předpokladů, jako spíše lepší výběr lidí zodpovědných za řízení železnice. Další předpoklady čas přece jen poznamenal a tak je již bylo nutné pozměnit. Snahy (či zatím spíše jen úvahy) o zvyšování rychlosti nad 120 km/h vyvolaly požadavek na využití vlakového zabezpečovače nad rámec stávajícího návěstního systému. Informace "žlutá" na VZ ztrácí význam povolujícího znaku, protože pro tyto případy je vzdálenost mezi předvěstí a hlavním návěstidlem menší než zábrzdná vzdálenost. Nelze pak ani uvažovat o tom, že strojvedoucí může korigovat chybu zařízení, protože při "zelené" nemá srovnatelnou informaci z trati včas. Přenos informací a vyhodnocení musí tedy být provedeno plně podle zásad zabezpečovací techniky. Přesun informace "žlutá" do skupiny zakazujících znaků dále způsobí zvětšení počtu vynucovaných obsluh tlačítka bdělosti. Lokomotivy ČD jsou dnes ve značné míře vybaveny automatickými regulátory rychlosti, některé obsahují i další nástavbové automatizační prvky řízení hnacích vozidel - cílové brzdění a optimalizátor jízdy vlaku. Jde vesměs o domácí zařízení, vzniklá ve VÚŽ na základě mnohaleté práce v oblasti řízení hnacích vozidel a ke své činnosti využívají informace o aktuální dopravní situaci ze zařízení LVZ. Předpokladem jejich kvalitního a bezpečného provozu je ale odpovídající dohled vlakovým zabezpečovacím zařízení. Tuto úlohu není stávající vlakový zabezpečovač ČD schopen na potřebné úrovni zastávat. Všechny tyto okolnosti nutí souhrnně konstatovat, že úroveň bezpečnosti a ostatních služeb, které poskytuje současný vlakový zabezpečovač ČD, jsou z dnešního pohledu jednoznačně nedostatečné. Uvedené i další skutečnosti soustředily v 80-tých létech pozornost na dva hlavní směry dalšího řešení vlakového zabezpečovače pro ČSD: • nové obvodové řešení mobilní části liniového vlakového zabezpečovače, zachovávající stávající přenos informací a kontrolu bdělosti, ale provedené plně podle aktuálních požadavků na technickou bezpečnost. Takto pojaté mobilní zařízení bylo na přelomu 80tých a 90tých let vyvinuto pod označením LS-90.

7

• systémové řešení rozšíření vlakového zabezpečovače LS-90 o úplnou kontrolu rychlosti. Po nerealizovaných návrzích ze 70tých let převést zařízení LS z kontroly bdělosti na kontrolu rychlosti, byl u ČSD v roce 1989 vyzkoušen systém ALSK-2 (ERICAB-700), v té době zaváděný na základě licence fy Ericsson u BDŽ. Při spolupráci s LS-90 měly být aktivovány přenosové funkce u obou systémů, kontrolní a výkonné funkce pouze u systému bodového. Ten by bral v úvahu i informace přijaté liniovým systémem a s patřičnými prioritami by zajišťoval kontrolu rychlosti. Získané zkušenosti potvrdily, že kombinace inovovaného liniového systému s dobrým bodovým systémem představuje správný směr pro další vývoj vlakového zabezpečovače. V kritické fázi, kdy mělo padnout rozhodnutí o použitém systému přídavného bodového přenosu, se objevily úvahy o zařízení ETCS (viz dále), jehož koncepce, i když podstatně velkorysejší, těmto zkušenostem v zásadě odpovídala a tak bylo rozhodnuto podílet se na jeho vývoji a toto zařízení využít (při zachování kompatibility se stávajícím systémem) pro zásadní zlepšení v oblasti vlakových zabezpečovacích zařízení pro ČD.

1.2 LS - 90 Zařízení LS - 90 je novým obvodovým a konstrukčním řešením mobilní části vlakového zabezpečovače ČD, zachovává stávající systém přenosu informací a kontrolu bdělosti a zpracovává stejné informace, poskytované traťovou částí, jako předchozí typy LS II - IV. Cílem jeho vývoje bylo dosažení lepší stability přenosového kanálu s ohledem na vzrůstající rušivé vlivy, náhrada již zastaralých konstrukčních prvků a prvků vyžadujících nadměrnou údržbu, zajištění větší stability funkce v čase a zlepšení bezpečnostních parametrů. Zařízení bylo vyvinuto ve Výzkumném ústavu železničním, za spolupráce podniku Automatizace železniční dopravy, vývojové pracoviště Brno, kde proběhl vlastní konstrukční vývoj, byla zpracována kompletní výrobní dokumentace a vyrobeny a ověřeny prototypy. Zařízení umožňuje podmínit vyžadování obsluhy tlačítka bdělosti nejen přenášeným znakem ale i skutečnou rychlostí vlaku, pokud bude vozidlo vybaveno vhodným rychloměrem. Nově bylo řešeno i napájení a ovládání zařízení, připraveny byly i pomůcky pro diagnostiku a servis zařízení. Souhrnným výsledkem těchto změn je dosažení vyšší bezpečnosti při radikálním snížení objemu a hmotnosti zařízení, potřebného příkonu a pracnosti údržby. Zařízení bylo vyvinuto především pro použití na nových hnacích vozidlech, lze jím však, po úpravě kabeláže a konstrukčního upevnění přístrojové skříně, ovládacích jednotek a návěstních opakovačů na hnacím vozidle, nahradit i zařízení LS II - IV.

Snímače

Detekce impulzů 1

Vstupní obvody 1

Vstupní obvody 2

A/D 1

A/D 2

Detekce impulzů 2

Dekodér Rychloměr Aut. výluka

Log. obvody TB Houkačka Registrace EMV Obr. 1-2

8

Zjednodušené blokové schéma zařízení je na obr. 1-2. Přijímaný signál je nejprve ošetřen ve vstupních obvodech (výběr snímačů, zesílení, filtrace, detekce). V obvodech dekodéru je signál bezpečně dekódován a upraven pro návěstní opakovač a konečné zpracování. To probíhá v logických obvodech, kde se na základě informací o přijímaném znaku, o výluce a o obsluze tlačítka bdělosti rozhoduje o stavu výstupní informace pro elektromagnetický ventil EMV nouzového zabrzdění. Zařízení je plně ovladatelné z obou stanovišť strojvedoucího, kde jsou umístěny ovládací skřínky a návěstní opakovače. Elektronické obvody včetně napájení jsou soustředěny v přístrojové skříni. Jsou zde připraveny i obvody pro diagnostiku zařízení, pro úplnou registraci činnosti zařízení a obsluhy a pro podmíněnou změnu povolujících a zakazujících informací v závislosti na skutečné rychlosti vozidla.

1.2.1 Vstupní obvody Blokové schéma vstupních obvodů je na obrázku 1-3. Vstupní obvody jsou realizovány dvěma identickými paralelními kanály. Signály z výstupu snímačů S1 prvního stanoviště a S2 druhého stanoviště jsou přivedeny do elektronického přepínače EP1. Stejnosměrným ovládacím signálem ST jsou připojeny patřičné snímače ke vstupním diferenčním zesilovačům Z v obou kanálech. V každém kanálu je pak signál ze zesilovače veden do kaskádně řazené dolní propusti DP (s mezním kmitočtem 85 Hz) a horní propusti HP (s mezním kmitočtem 45 Hz). Obě propusti jsou navržené jako aktivní filtry RC 5.řádu s Cauerovou aproximací amplitudové frekvenční charakteristiky a spolu tvoří pásmovou propust s propustným pásmem 45 až 85 Hz. Tato "široká" pásmová propust slouží k filtraci vstupních kódovaných signálů na tratích se stejnosměrnou trakční soustavou nebo na tratích bez elektrické trakce a zpracovává signály s nosným kmitočtem jak 50 Hz, tak i 75 Hz.

O S1 ST

Z

DP

HP

M

F

PP

EP2

EP1 S2

D k dekodéru

Z

DP

HP

M O

PP

EP2

D

F

Obr. 1-3

Pro střídavou trakci, kde nosný kmitočet má výhradně 75 Hz, pokračuje kaskáda filtrů "úzkou" pásmovou propustí se středním kmitočtem 75 Hz a s vysokým potlačením rušivých signálů zejména v okolí 50 Hz. U tohoto filtru se využívá posunu kmitočtového pásma do vyšší kmitočtové polohy (heterodynní princip). Signál z propusti HP je veden na první vstup modulátoru M a na druhý vstup modulátoru je přiveden pomocný kmitočet 250 Hz z oscilátoru O. Za modulátorem je připojena pásmová propust PP, řešená jako aktivní filtr RC se středním kmitočtem 175 Hz. Propust PP je optimalizována tak aby při vysoké selektivitě minimálně zkreslovala impulsně modulovaný signál. Pomocí kmitočtu 250 Hz z oscilátoru O dochází ke konverzi vstupního kmitočtu 75 Hz na kmitočet 175 Hz. Výstupy z horní propusti HP a pásmové propusti PP jsou přivedeny na elektronický přepínač EP2. Stejnosměrným ovládacím signálem F lze výstup přepínače přepojit z horní propusti HP (široký filtr) na pásmovou propust (úzký filtr). Na přepínač EP2 navazuje detektor D, zajišťující demodulaci informačních kódových složek. Na výstupu detektorů budou obdélníkové signály 0,9 - 5.4 Hz s úrovní TTL, odpovídající kódu v kolejnicích.

9

1.2.2 Dekodér Dekodér slouží k bezpečnému přiřazení návěstních znaků na lokomotivním opakovači k přijímanému kódu. Skládá se z převodníků a dynamických hradel XOR a AND vlastní konstrukce, která vyhovují pro zabezpečovací techniku. Obdélníkový signál z detektoru zpracovává nejprve v každém kanálu samostatně převodník (obr. 14). V jeho první části se vzorkuje délka periody vstupního signálu vzorkovacím kmitočtem 100 Hz a počet vzorků za periodu se načte čítačem (převod A/D) bez ohledu na poměr impuls/mezera. Obsah čítače se porovná se zadanou převodní tabulkou zahrnující i tolerance jednotlivých přijímaných kódů a podle výsledku se nastaví jeden ze čtyř výstupů. V případě, že počet vzorků nevyhovuje převodní tabulce nenastaví se žádný výstup. Výstupy se vedou přes čtyřbitovou vyrovnávací paměť k dalšímu zpracování. S ohledem na společné chyby jsou výstupy z převodníku 2. kanálu inverzní k výstupům 1. kanálu, což je dosaženo rozdílnou převodní tabulkou, uloženou v paměti ROM.

Vstup Přetečení

Řízení

800 Hz :8

Čítač

Dvojice odpovídajících výstupů obou kanálů jsou pak porovnány funkcí XOR (nonekvivalence) a jejich výsledky jsou ověřovány dynamickým logickým součinem AND (obr.1-5). Do něj je zaveden i výsledek kontroly impulsní funkce detektorů obou kanálů DIF (potvrzení o aktuálnosti obsahu vyrovnávací paměti). Výstup dynamického součinového hradla je veden přes spínače SP, ovládané výstupy 1. kanálu, zesilovací a oddělovací stupně Z k odpovídajícím světlům návěstního opakovače, registračním relé a do obvodů logiky VZ. Vzhledem k jednoduchosti přijímaného kódu a požadované rychlosti reakce zařízení bylo třeba se zabývat i rušivými impulsy,

7 ROM 4 Vyrovnávací paměť z ž žm č Obr. 1-4

z1

=1 z2 ž1

z1

=1

ž2 žm1

z

SP

Z

ž

SP

Z

žm

SP

Z

č

& =1

č2 D1

Z

ž1

=1 žm2 č1

SP

žm1

DIF1 č1

D2

DIF2 Obr. 1-5

které projdou přes vstupní filtrační obvody, a pauzami v přenosu kódu. S ohledem na problémy při průkazu bezpečnosti obvodů bylo nakonec použito pouze řešení s vzájemným posunem kanálů o délku impulsu, což lze snadno realizovat pouhou inverzí vstupního signálu jednoho kanálu dekodéru. Nestejnost dvou následných period se projeví zablokováním komparačního hradla a návěstní opakovač se nerozsvítí.

1.2.3 Logické obvody Účelem této části zařízení je sloučit vstupní informace vlakového zabezpečovače do jediné informace výstupní - ovládání elektromagnetického ventilu EMV nouzového zabrzdění. Rozhodující vstupní

10

KB

Skříň mobilní části VZ

A R1 B

X

R2 C

P

IP R3

SM

žm ž V40

EMP

TB +

m

AV

HO

+

Reg.

z

X

X Start

V120 +

+

+

EMV

Vmax

Ostatní součásti výstroje na hnacím vozidle Obr. 1-6

informace jsou přijaté a dekodérem vyhodnocené znaky, automatická výluka a kontrola bdělosti strojvedoucího. Není-li přijímán povolující znak a není-li provedena automatická výluka (stojící vozidlo), aktivuje se kontrola bdělosti strojvedoucího. Nejsou-li splněny ani podmínky kontroly bdělosti strojvedoucího, dojde k zániku výstupní informace, EMV odpadá a otevírá se průběžné brzdové potrubí. Dále zařízení může zpracovat signál "nesoulad" (v blokovém schématu nekresleno), který se odvozuje od kontaktů rychloměru a ovládacích prvků příslušně vybaveného hnacího vozidla. Signál vznikne v případě, že se vozidlo začne pohybovat směrem, který neodpovídá nastavení ovládacích prvků pro jízdu vozidla na stanovišti strojvedoucího a způsobí odpad elektromagnetického ventilu brzdy. Znemožní se tak nechtěné couvání vlaku. Pokud by totiž vlak na trati při příjmu povolující informace na trati zastavil a poté se začal pohybovat směrem zpět, mohlo by dojít k nehodě, aniž by jí jinak mohl vlakový zabezpečovač zabránit. K této situaci by mohlo dojít např. z důvodu indispozice strojvedoucího, samovolného ujetí nedostatečně zajištěného hnacího vozidla atd. Princip logických obvodů je na obr. 1-6. Hlavní činnost spočívá ve vyhodnocování napětí v bodě C odporového děliče R1, R2, R3 napájeného z bodu A nebo B. Pokud napětí v bodě C leží v tolerančním pásmu vyhodnocujícího hladinového obvodu HO, připojeného za impedančním převodníkem IP, je relé X nataženo. Vybočí-li napětí v bodě C z tolerančního pásma, relé X odpadá a odpojí ventil a napájení. Napájení se obnoví teprve obsluhou startu při automatické výluce (tj. při stojícím a zabrzděném vozidle) nebo při příjmu povolujícího znaku. Napětí do bodu B se přivádí přes převodník P z automatické výluky AV a z povolujících znaků. Napětí do bodu A se přivádí z obvodů kontroly bdělosti KB. Zaniknou-li napětí přiváděná do bodů A i B, klesá napětí na kondenzátoru a tedy i na vstupu obvodu HO. Čtyři sekundy před dosažením dolní meze tolerančního pásma obvodu HO spíná spínač akustického signálu SAS a zazní akustický signál (trvalý tón z reproduktoru o kmitočtu cca 0,6 kHz s nastavitelnou úrovní). Spínač SAS spíná 20 s po poslední obsluze tlačítka bdělosti a 3 s po zániku povolujícího znaku nebo automatické výluky. Obvod kontroly bdělosti tvoří monostabilní multivibrátor a kapacitní dekodér. Po stlačení tlačítka překlopí multivibrátor a nabitý kondenzátor z dekodéru se připne do bodu A. Po návratu do výchozího stavu (cca 4 s) se v dekodéru opět začne nabíjet kondenzátor. Dobu nabíjení i návratu je možné nastavit. Modré světlo na opakovači se rozsvěcí přes spínač SM při automatické výluce a při překlopení multivibrátoru, jako odpověď na obsluhu tlačítka bdělosti. Jak patrno, všechny důležité časové funkce jsou získávány analogovým procesem - vybíjením kondenzátoru - ve spolupráci s bezpečným hladinovým čidlem. Všechny poruchy tak povedou ke zkrácení měřené doby, což v tomto případě znamená, že výsledný projev zařízení bude i při poruše bezpečný.

11

Analogové řešení je poplatné době vzniku; v současné době výrobce podniká kroky k náhradě tohoto řešení řešením založeným na bázi později realizované bezpečné časové jednotky UČJ. Zařízení je možné provozovat i nad 120 km/h (až do rychlosti cca 140 km/h). V tom případě se pojem "žlutá" řadí do kategorie pojmů restriktivních, resp. se mu přiřazuje rychlostní omezení do 120 km/h.

1.2.4 Technická bezpečnost Požadavky na technickou bezpečnost je možné splnit za použití různých principů. S ohledem na situaci v době vzniku zařízení (druhá polovina 80tých let) a zvolenou součástkovou základnu bylo ve vstupních obvodech a při detekci použito hardwarové redundance s následující komparací. Komparační obvod sám je konstruován jako obvod s vnitřní bezpečností. Zbývající zabezpečovací funkce - tj. zobrazení informace na návěstním opakovači a zřízení logických vazeb pro výstup do brzdové soustavy - byly řešeny obvody s vnitřní bezpečností přímo. Zpracování vstupní informace se tedy uskutečňuje dvěmi paralelními obvody bez vnitřní bezpečnosti a zabezpečení před poruchami zajišťuje komparátor - obvod, porovnávající výsledek dvojnásobného zpracování informací. Tento způsob řešení problému technické bezpečnosti je založen na předpokladu, že jakákoliv porucha při jednom zpracování informace způsobí rozdílný výsledek než druhé zpracování informace a komparátor chybu neprodleně odhalí a vyvodí patřičné důsledky. Proto je v této souvislosti věnována pozornost poruchám, které jsou způsobeny jednou příčinou, ale mohou působit současně na obě paralelní části zařízení tak, že by vzniklá chyba mohla zůstat neodhalena - tzv. společným chybám. Jako zásadní ochrana před společnými chybami je v částech zařízení LS-90, kde se využívá hardwarové redundance, použito inverze signálu. V jednom kanálu vstupních obvodů je signál v prvním vhodném místě - v detekčních obvodech - invertován a dále zpracováván (proti druhému kanálu) inverzně, což v tomto jednoduchém případě dostatečně zabraňuje vzniku výše uvedených jevů. Předcházející vstupní obvody (filtry, zesilovače, část detektorů) nejsou a ani nemohou být touto ochranou vybaveny. Ze zabezpečovacího hlediska se tato část zařízení chová jako prodloužení přenosového kanálu v kolejích, kde je kvalita ochrany dána odstupem signálu od hluků, úrovní kódového zabezpečení přenášené informace, četností výskytu rušivých signálů atd., tedy souhrnně datovou redundancí. Tato část sice není z dnešního pohledu řešena ideálně, ale byla plně převzata z předchozího zařízení a s ohledem na striktní požadavek kompatibility starého a nového řešení nebylo možné na ni nic měnit. Za nebezpečný stav zařízení by se považovalo: • rozsvícení více povolujícího znaku na návěstním opakovači (na dobu delší než 1 s) než toho, který odpovídá frekvenci kódu pod snímači, • neodpadnutí relé X do 22 s po poslední obsluze tlačítka bdělosti v případě, že není ani přijímán povolující kód, ani nejsou splněny podmínky automatické výluky, • neodpadnutí relé X do 10 s po zániku povolujícího kódu pod snímači v případě, že neběží ani výluka po poslední obsluze tlačítka bdělosti, ani nejsou splněny podmínky automatické výluky. a) b) c) d) e) f)

Z těchto důvodů byly prověřeny z hlediska technické bezpečnosti následující funkční celky: přepínání filtrů v obou kanálech současně, komparaci obou kanálů po dekódování (obvod XOR a AND), obvody svícení návěstního znaku, obvody signálu "povolující znak", logické obvody (hlavní časovací obvod a hladinový obvod HO-2), obvod elektromechanického převodníku EMP (viz dále).

Společné chyby, mající za následek nesprávné současné přepnutí v obou kanálech ze širokého filtru na úzký filtr mohou vzniknout chybným přepnutím ovladače strojvedoucím nebo chybným sepnutím spínače (stykače) z ovládací části elektrické lokomotivy, který nahrazuje ruční ovládání filtru současně s přepnutím trakce. Těmto případům je věnována pozornost v části 1.2.5 s vyhovujícím závěrem. Poruchy ve vlastním zařízení LS-90 mohou navíc způsobit nanejvýš současné paralelní připnutí úzkého a širokého filtru. V takovém případě se pak zařízení chová jako by byl připnut pouze široký filtr, což je nepříznivé z hlediska rušení přenosu, ale z hlediska bezpečnosti nepředstavuje problém. V ostatních vyjmenovaných funkčních celcích je v zásadě použito obvodů s vnitřní bezpečností. Bezpečnost ve většině případů spočívá na zavedení vhodného dynamického režimu do činnosti relativně primitivních elektronických obvodů, což bylo prokázáno podrobnými rozbory. Jako příklad uveďme jedno

12

z možných řešení obvodu XOR. Obvod je realizován jednoduchým diodovým můstkem. Zjednodušené schéma je na obr. 1-7. Elektronické spínače S1, S2 jsou ovládány jednotlivými výstupy redundantních kanálů (v nakresleném případě výstupy č1,č2), které jsou za bezporuchového stavu v inverzní poloze. Bude-li fototranzistor FT 1 nasvěcován dynamickým optickým signálem s frekvencí f1, bude fotodioda FD se stejnou frekvencí blikat. Jakékoliv poruchy v obvodu povedou ke ztrátě dynamického režimu FD. Tento závěr je platný (viz tab. 1-1) za předpokladu, že bude jiným způsobem dostatečně Obr. 1-7 vyloučena možnost výskytu zvlnění na napájecím napětí, že se spokojíme s projevem (odhalením) některých poruch (v prvním případě poruchy ne nebezpečným) až při změně stavu a že upravíme topologii obvodu tak, že nebude existovat možnost závislých poruch spínačů S1, S2. Významnou výhodou řešení je, že výsledky komparace nonekvivalence jednotlivých bloků z obr. 1-5 je možné pomocí uvedených optočlenů řetězit a tak jednoduše získat vícenásobnou výslednou funkci AND. (Skutečně použité řešení se od uvedeného obrázku mírně liší - bližší viz připravovaná publikace Aplikace elektronických prvků v železniční zabezpečovací technice.) Tab. 1-1

Porucha č. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

díl R1 R2 R3 R4 D1 D2 D3 D4 FT FD S1 S2

druh P P P P Z P Z P Z P Z P Z P Z P Z P Z P

Výstup při Výstup při komplem. souhlas. S1, S2 S1, S2 dyn. 0 0 0 dyn. 0 dyn. 0 0 0 0 0 dyn. 0 dyn. 0 0 0 0 0 dyn. 0 dyn. 0 0 0 stat. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 dyn. 0 dyn. 0 0 0

Poznámka Bezporuchový stav Projeví se v opačné poloze Snížení rozkmitu Ztráta napájení FD Projeví se v opačné poloze Projeví se v opačné poloze Ztráta napájení FD Projeví se v opačné poloze Projeví se v opačné poloze

Projeví se v druhé poloze S1 Projeví se v druhé poloze S2

Pozn.: P.....přerušení, Z.....zkrat. U spínačů S1, S2 realizovaných na jednom substrátu nelze vyloučit závislé poruchy (např. rozpojení S2 při poruchovém sepnutí S1).

13

1.2.5 Problémové oblasti LS-90 Kontrola bdělosti Zařízení LS-90 zůstává zařízením s kontrolou bdělosti strojvedoucího, což předpokládá, že k obsluze tlačítka bdělosti dochází pouze vědomě a v případech, kdy strojvedoucí obsluhou potvrzuje, že si je vědom zhoršené dopravní situace, vyžadující jeho zvýšenou pozornost. Rozhodující pro přijatelnost takového systému je zda se podaří zajistit, že strojvedoucí skutečně bude obsluhovat tlačítko bdělosti předpokládaným způsobem. Relativně chudší (a tedy podstatně levnější) technické vybavení musí být doplněno promyšlenou soustavou netechnických opatření, zabraňujících vzniku stereotypu při obsluze tlačítka bdělosti a zajišťujících vysokou zodpovědnost strojvedoucích (výběr, školení a kontrola). Pokud zkušenosti s provozem zařízení z kontrolou bdělosti jsou takového rázu, že naznačují nedostatečnost zavedených netechnických opatření a nedaří-li se jejich účinnost zvýšit (a zdá se, že to je případ ČD), nezbývá než se poohlédnout po systému s kontrolou rychlosti. Zdvojení klíčovacích frekvencí

91.4

89.6

86

87.8

84.2

82.4

80.6

77

78.8

75.2

73.4

71.6

68

69.8

66.2

64.4

62.6

59

60.8

57.2

55.4

53.6

50

51.8

48.2

46.4

44.6

41

42.8

Při nesprávně přepnutém filtru (ať chybnou obsluhou nebo poruchou zařízení) může vlivem vstupních obvodů mobilní části dojít k příjmu dvojnásobné klíčovací frekvence v porovnání s klíčovací frekvencí do kolejového obvodu vysílanou. Důvod je patrný z obr. 1-8. Užitečná informace je do kolejového obvodu předávána ve formě klíčování (tj. periodickém spínání a rozpínání) signálu kolejového obvodu o kmitočtu f. V systému jsou využity klíčovací frekvence F (0.9, 1.8, 3.6 a 5.4 Hz) a každé je přiřazen jiný význam. Při klíčování nosného kmitočtu do kolejového obvodu vznikají užitečné frekvenční složky f a (f ± F), ale také vedlejší složky (f - n.F), kde n jsou lichá celá čísla pro klíčování symetrické a všechna celá čísla pro klíčování asymetrické. Na obr. 1-8 je zachycen spektrální obraz vysílaného signálu pro případ symetrického kódování kolejového obvodu 50 Hz kmitočtem 1,8 Hz a idealizovaná charakteristika „úzkého“ filtru 75 Hz v přijímací části. Signál, propuštěný filtrem, obsahuje pouze složky vzájemně vzdálené o 2F a tedy při detekci bude detekována klíčovací frekvence 2F, tedy frekvence 3,6 Hz.

f(Hz)

Obr. 1-8

Úplné vyřešení tohoto problému by znamenalo změnu systému kódování nebo alespoň doplnění kolejových obvodů se signální frekvencí 50 Hz filtry pro potlačení horních modulačních postranních pásem. Protože tato řešení leží mimo oblast reálných možností, byla provedena všechna dostupná náhradní opatření. Výsledkem je, že se zdvojení může projevit jen je-li filtr přepnut na 75 Hz ("úzký" filtr) v místech, kde je pod snímači kódovaný signál s nosnou frekvencí 50 Hz, přičemž citlivost zařízení poklesne o cca 10 dB. To při správném nastavení úrovně kódování zajistí, že po vjezdu do kolejového obvodu dojde nejprve k přerušení přenosu, poté k nepravidelné činnosti zařízení a teprve pak (pouze u některých dlouhých kolejových obvodů) může dojít k falešnému příjmu "žlutého mezikruží" namísto "červené" nebo k falešnému

14

příjmu "žluté" namísto "žlutého mezikruží". Bude-li přenášena "žlutá" nebo "zelená", zůstane opakovač zhaslý po celou dobu pobytu v kolejovém obvodu (u starého provedení VZ může v těchto případech na opakovači svítit "zelená"). Ve všech případech je strojvedoucí výrazně a bezodkladně na nesprávnou činnost zařízení upozorněn neobvyklým projevem a v případech falešného znaku má i možnost bezprostřední konfrontace s návěstidlem. Možnost chybného přepnutí filtru je pro zařízení LS-90 dále výrazně omezena tím, že u elektrických dvouproudových trakčních vozidel je nastavení filtru odvozeno automaticky od lokomotivního voliče trakční soustavy a u jednoproudových elektrických trakčních vozidel je přepínání vypuštěno a nahrazeno pevnou propojkou (není k němu důvod). Pouze u hnacích vozidel nezávislé trakce byl přepínač filtru ponechán s tím, že jej obsluhuje strojvedoucí a to pouze při překračování hranice oblasti se střídavou trakční soustavou. V případech, kdy má být v činnosti pouze "široký" filtr, nejsou "úzké" filtry (deska pásmové propusti) vůbec do zařízení osazovány. Při těchto opatřeních a s vědomím, že se počet kolejových obvodů s nosným kmitočtem 50 Hz soustavně snižuje, se tento stav považuje za přijatelný. Elektromechanický převodník Zařízení LS-90 může být v určených případech doplněno o elektromechanický převodník (EMP). Tento převodník nahrazuje obsluhu tlačítka bdělosti strojvedoucím v případě, že strojvedoucí právě vykonává jinou manipulaci s některým z vybraných ovladačů na vozidle. Použití EMP se příznivě projeví při delších jízdách na nevybavených tratích, kdy je zařízení VZ degradováno na činnost "živáku" a u strojvedoucích by se bez EMP jen podporoval návyk na podvědomou obsluhu tlačítka bdělosti. Činnost elektromechanického převodníku, jako náhrady za obsluhu tlačítka bdělosti, musí však být blokována v době, kdy je přijímán jakýkoliv kód a ještě cca 12 s po ukončení příjmu kódu. Smyslem tohoto opatření je zajistit, aby vlivem působení elektromechanického převodníku nedošlo nevědomky k nechtěnému odložení výstrahy a následného odpadu relé X při ztrátě povolujícího kódu. Blokování EMP lze snadno realizovat při bezporuchovém stavu zařízení, ale nelze ji realizovat bezpečně způsobem vyhovujícím zabezpečovací technice. Důvodem je nevhodný vztah mezi logickou hodnotou a fyzikální interpretací signálu, což je v podstatě zaviněno ze zabezpečovacího hlediska nesprávným spojením ovladače pro funkci VZ a "živáku". Důsledkem je, že LS-90 se zapojeným EMP nemůže splnit požadavky na chování zabezpečovacích zařízení při poruchách v obvodu blokování EMP. Při poruše může dojít k nebezpečnému stavu výše popsaným mimoděčným vyloučením výstrahy i následného zabrzdění při ztrátě povolujícího znaku. Tato okolnost musí být brána v úvahu při rozhodování, zda a které lokomotivy mohou mít obvody EMP v činnosti.

1.3 KBS Zařízení pro kontrolu bdělosti strojvedoucího (KBS) slouží k periodické kontrole bdělosti obsluhy hnacích vozidel v železniční dopravě. Jsou povinnou součástí vybavení hnacích vozidel u většiny správ drah ale nejsou vlakovým zabezpečovacím zařízením, protože nezřizují žádnou funkční závislost na skutečném stavu jízdní cesty. Tato zařízení se podle požadavků železničních správ liší okolnostmi, za kterých se potvrzení bdělosti strojvedoucího vyžaduje. Obvykle je potvrzení bdělosti vyžadováno periodicky po uplynutí určité doby nebo po ujetí určité dráhy, případně v kombinaci obou parametrů. U ČD se od strojvedoucího požaduje obsluha tlačítka bdělosti periodicky v intervalu cca 20 s vždy, když hnací vozidlo jede v čele vlaku a není v provozu vlakové zabezpečovací zařízení. Pokud strojvedoucí nepotvrdí v předepsaném časovém intervalu svou bdělost (tj. neobslouží tlačítko bdělosti), musí dojít k zastavení vlaku. Protože tato funkce je obdobná s požadavkem na kontrolu bdělosti u vlakového zabezpečovacího zařízení ČD typu LS v době, kdy zařízením není přenášen povolující jízdní znak, bylo dodavatelem zařízení LS 90 vyvinuto zařízení KBS-E, odvozené od zařízení LS 90. Úprava spočívala zejména ve vypuštění přenosového kanálu informací z tratě a obvodů, které tyto informace zpracovávají. Zařízení KBS-E je tak určeno pro hnací vozidla, která se jen výjimečně pohybují po tratích, vybavených traťovou částí vlakového zabezpečovače, tedy pro vozidla určená pro provoz na vedlejších tratích. Pokud strojvedoucí nepotvrdí v

15

předepsaném časovém intervalu svou bdělost (tj. neobslouží tlačítko bdělosti), spustí se nejprve akustická výstraha a pokud nedojde k obsluze tlačítka bdělosti ani během této výstrahy, dojde k zabrzdění vlaku prostřednictvím elektromagnetického ventilu v průběžné vlakové brzdě. Obsluha tlačítka není vyžadována, pokud jsou splněny podmínky pro automatickou výluku, tj. pokud je rychlost jízdy nižší než 10 km/h a je zabrzděno přídavnou brzdou. Obsluhu tlačítka může nahradit činnost tzv. elektromechanického převodníku (je-li jím vozidlo vybaveno). Tento převodník je v činnosti pokud strojvedoucí obsluhuje některý z ovládacích prvků hnacího vozidla. Dále zařízení KBS-E může vyhodnocovat (stejně jako zařízení LS 90) signál "nesoulad", který vznikne v případě, že se vozidlo (příslušně vybavené) začne pohybovat směrem, který neodpovídá nastavení ovládacích prvků pro jízdu vozidla na stanovišti strojvedoucího. I v tomto případě dojde k zastavení vozidla prostřednictvím elektromagnetického ventilu brzdy.

16

2. STÁVAJÍCÍ STAV U DP-METRO Podzemní dráha systému městské hromadné dopravy (metro) je zařazena do kategorie drah speciálních, u nichž se pro zajištění provozu s cestujícími bezpodmínečně vyžaduje nasazení vlakových zabezpečovacích systémů. Od samého počátku provozu metra v Praze byl zde v činnosti vlakový zabezpečovač ARS, který je na trati C v současné době modernizován systémem PA 135. Relativní homogennost vozového parku, ohraničenost prostoru dráhy a jednoduchost provozu přímo vybízejí k nasazení nadstavbových systémů automatického vedení vlaků. V minulosti tak byl na již vyřazených vlakových soupravách typu Ečs provozován systém automatického cílového brzdění. Zmíněný systém PA 135 rovněž zajišťuje funkce automatického vedení vlaků. Velice perspektivní a z hlediska malé provozní náročnosti a finanční rentability jsou zajímavé i systémy s tzv. integrální automatizací, které se v poslední době značně rozvíjejí. Jsou to systémy s plně automatickým provozem bez strojvedoucích, např. lehké metro typu VAL, systém těžkého metra MAGGALY na trati D v Lyonu či nejnovější linka metra v Paříži METEOR. Zvláštním požadavkem, uplatňovaným na uvedené vlakové zabezpečovací systémy a automatické vedení vlaků v podzemních drahách, jsou požadavky na propustnou výkonnost trati. Ta se udává ve dvou parametrech: • minimální interval následného mezidobí, požadovaná hodnota – 90s, • minimální hodnota obchodní (cestovní) rychlosti, což je průměrná hodnota rychlosti jízdy vlaků z jedné konečné stanice trati do druhé se započítáním předepsaných dob pobytu vlaků ve stanicích, požadovaná hodnota 30 – 36 km/hod. Požadavky na výkonnost trati mají s přihlédnutím na profil trati v každém místě i na trakční a brzdové parametry vlakových souprav dopad na provedení traťových a staničních zabezpečovacích zařízení, zejména na rozdělení trati na kolejové obvody.

2.1 ZHODNOCENÍ ARS V síti pražského metra je provozován ruský vlakový zabezpečovací systém ARS. Provoz tohoto systému úzce souvisel s provozem ruských vlakových souprav typu Ečs (již vyřazených) a je v současné době vázán na provoz ruských vlakových souprav typu 8171. Ovládání trakce i elektrodynamické brzdy u výše uvedených ruských souprav je realizováno nehospodárnou odporovou regulací stejnosměrných trakčních motorů. Systém ARS plní pouze funkci vlakového zabezpečovače, strojvedoucí řídí vlak ručně. K překonání úseků např. se ztrátou kódu má strojvedoucí k dispozici tlačítko bdělosti, při jehož stisknutí systém povoluje max. rychlost jízdy 20 km/hod. Systém ARS kontroluje nepřekročení rychlosti v pěti rychlostních stupních: 80, 60, 40, 20 a 0 km/hod. Do stacionární části systému jsou z traťového a staničního reléového zabezpečovacího zařízení předávány informace o volnosti kolejových obvodů, stavu absolutních návěstidel, poloze výhybek, stavu tlačítek nouzového zastavení vlaku ve stanicích a stavu tlakových uzávěrů. Na základě těchto informací vysílá stacionární část systému ARS do obsazených kolejových obvodů, tj. přímo do kolejí, proudy nf. kmitočtů, které po dešifrování v mobilní části znamenají povolenou max. rychlost v daném úseku: 75Hz – 80 km/hod, 125Hz – 60 km/hod, 175Hz – 40 km/hod, 225Hz – 20 km/hod, 275Hz – 0 km/hod. Proudy výše uvedených kmitočtů se produkují v tzv. generátorech GALS. Každý kolejový obvod je i s příslušnou výstrojí vybaven jedním generátorem, který se přelaďuje v závislosti na stavu informací ze zabezpečovacího zařízení. Dodatečné kódování kolejových obvodů, tj. jistý druh úplné blokové podmínky, zajišťuje, že se do traťového úseku jednoho kolejového obvodu vysílá buď signální kmitočet základního kolejového obvodu 275Hz (úsek volný nebo uvolňovaný) nebo kmitočty ARS (úsek obsazený). Signalizace ARS je dále zdokonalena doplněním vlastní indikace povoleného rychlostního stupně o indikaci předvěstní, která je realizována vysíláním dalšího druhého nf. kmitočtu do kolejí. Jako zdroje druhého kmitočtu se využívá generátor GALS pro následující nebo předchozí kolejový obvod. Předvěstní indikace signalizuje strojvedoucímu buď: • max. povolený rychlostní stupeň v následujícím kolejovém obvodu (v případě snížení povolené rychlosti oproti kolejovému obvodu projížděnému) – např. nyní povolená rychlost 80 km/hod., v dalším obvodu 40 km/hod, nebo

17

• povolená rychlost v následujícím kolejovém obvodu je stejná nebo vyšší, než v kolejovém obvodu projížděném (rozsvícením zvláštní návěsti na pultu strojvedoucího). Na signalizaci systému ARS, platné pro projížděný úsek, musí strojvedoucí reagovat úpravou max. rychlosti. Pokud tak neučiní, aktivuje mobilní části systému ARS na soupravě provozní elektromagnetickou brzdu a průběžně na všech vozech kontroluje její účinnost. Při negativním vyhodnocení vydá pokyn k zásahu nouzové elektropneumatické brzdy. Zařízení ARS je realizováno na základě reléové logiky, vysílacími a dešifrovacími obvody přenosu signálů z tratě na vozidlo jsou jednoduché laděné LC obvody. Podrobný popis systému je v publikaci [4]. Funkce vlakového zabezpečovacího systému vyhovuje pro stávající provoz vlakových souprav 8171. Je však elektromagneticky nekompatibilní se systémem plynulého řízení trakčních motorů, ať stejnosměrných nebo asynchronních. U nich se předpokládá ve zpětném trakčním proudu v kolejích existence širokého spektra rušivých frekvencí v nf. pásmu, proti nimž není systém ARS nijak chráněn. Přes řadu zdokonalení, kterými prošel systém ARS od doby prvního nasazení v roce 1974, není pro síť pražského metra nadále perspektivní a musí být nahrazen systémy, které elektromagnetickou kompatibilitu zaručují. Jedním z těchto systémů je systém PA 135, který je provozován na trati C.

2.2 SYSTÉM PA 135 Systém PA 135 (Pilotage automatique PA 135) německo-francouzské společnosti MATRA TRANSPORT INTERNATIONAL v sobě integruje funkci dvou rozdílných subsystémů: • liniového vlakového zabezpečovače (automatic train protection – ATP), který v návaznosti na existující staniční a traťové zabezpečovací zařízení kontroluje při zajištění předepsané propustné výkonnosti trati bezpečnost jízdy vlaků a ohrožení bezpečnosti předchází tím, že vlak bez zásahu strojvedoucího zastaví zásahem nouzové pneumatické brzdy (ventilem EPV). Na tuto část zařízení PA 135, zajišťující výše uvedené zabezpečovací funkce a podléhající normám pro zabezpečovací zařízení, je zpracován tzv. průkaz bezpečnosti poruch, • automatického vedení vlaků (automatic train operation – ATO), který omezuje činnost strojvedoucího pouze na otevření dveří ve stanici, spuštění hlášení vlakového rozhlasu, na pokyn k odjezdu vlaku od nástupiště a na ovládání světel (tlumená/dálková). Všechny další rutinní úkony strojvedoucích včetně řízení jízdy vlaků v mezistaničních úsecích i při jízdách do/z obratových a odstavných kolejí jsou (samozřejmě kromě zprovoznění stanoviště strojvedoucího) plně automatizované. Zařízení PA 135 se z hlediska prostorového rozmístění dělí na tyto části (viz blokové schéma na obr. 2-1): a) stacionární část, tzv. staniční skříně, umístěné v reléových místnostech staničních a traťových zabezpečovacích zařízení (nebo v případě nedostatku místa v jejich blízkosti) ve všech stanicích metra. Ve stanicích rozvětvených jsou zpravidla instalovány 2 skříně, v ostatních stanicích 1 skříň. Do staničních skříní jsou zavedeny informace: • ze staničního a traťového zabezpečovacího zařízení (stav kolejových obvodů, absolutních návěstidel, vyhybek, tlačítek nouzového zastavení vlaků ve stanicích, stav tlakových uzávěrů apod.), které tak zůstává plně ve funkci a • ze zařízení dálkového ovládání zabezpečovacího zařízení vlakovým dispečinkem, které přináší povely o volbě chodů vlaků v mezistaničních úsecích, okamžiku odjezdu a povolení k průjezdu stanice. Staniční skříně výše uvedené informace zpracovávají a na jejich základě vysílají vysokofrekvenční signály modulované příslušnými signály nízkých kmitočtů do programového pásu k využití v mobilní části zařízení PA 135 pro řízení nebo kontrolu jízdy vlakových souprav,

18

Obr. 2-1

19

b) programový pás, tzv. koberec, uložený do přesně definovaného místa (klasifikace B2 dle UIC) mezi kolejovými pasy buď blíže pravé kolejnici nebo v případě překážky blíže levé kolejnici. Jedná se o 165 mm široký krytý anténní systém, určený pro přenos signálů z trati na vlaky, který je bez přerušení (až na délkově přesně definovaná místa tlakových závěrů) instalován ve všech jízdních, obratových i odstavných kolejích trati C a cca do poloviny spojek k tratím A a B. Funkce systému PA 135 povolující jízdu je tedy založena na nepřerušovaném přenosu signálů z tratě na vozidlo. K napájení programů v pásech příslušnými signály ze staničních skříní slouží vf. kabely, rozvodné skříňky a stíněné párové kabely, umístěné v kolejišti metra, c) mobilní část, instalovaná na čelních vozech vlakových souprav, která přijímá prostřednictvím dvou speciálních vf. snímačů signály z programového pásu, dešifruje je a ovládáním vozových obvodů (prostřednictvím interface) zajišťuje samočinně zabezpečovací i automatizační funkce zařízení PA 135. • • • • • •

Mobilní část včetně interface přijímá informace z těchto dalších zařízení na vozech: dvou čidel rychlosti (akustických kol), ovládacích prvků na pultu strojvedoucího, vlakového rozhlasu, přepínačů režimů, dotekové sady kohoutu EPV (nouzové brzdy), dotekové sady kohoutu hlavního potrubí brzdiče,

a předává informace, popř. povely, do těchto dalších zařízení: • registračního rychloměru • vizuálních a akustických indikačních prvků na pultu strojvedoucího • vlakového rozhlasu. Vlaky metra jsou povinně vybaveny registračními rychloměry, na vlakových soupravách s instalovaným zařízením PA 135 se používají rychloměry výrobce VZLÚ-SPEEL Praha, typu RRM-4, kde se potřebné údaje zaznamenávají do pamětí PROM. Registruje se průběh rychlosti vztažený k ujeté dráze nebo k času, zrychlení a dále 16 logických diskrétních signálů. Vlastní mobilní část zařízení PA 135 je sestavena ze šesti bloků, umístěných ve výklopné skříni ve dvou patrech. Označení a funkce bloků: • ALIMENTATION - mění vstupní jmenovité stejnosměrné napájecí napětí 72 V na řadu napětí pro napájení obvodů • ATP - zajišťuje zabezpečovací funkce zařízení • ATO - zajišťuje automatizační funkce zařízení • CAPTATION - snímá a vyhodnocuje signály z programového pásu • DCV - zajišťuje zdvojené funkce (speciálně vyvinuté pro pražské metro) • DAM – jedná se o diagnostický blok s mikropočítačem, s kapacitou záznamu pěti poruch, které měly za následek spuštění nouzové brzdy (EPV). Zaznamenávají se vnitřní stavy elektroniky bloků s indikací pravděpodobné příčiny zásahu EPV, tj. určení vadného obvodu nebo technologického uzlu. Záznam o poruchách lze vyvolat na displeji bloku.

2.2.1 Hlavní funkce S hlavními funkcemi zařízení PA 135 úzce souvisí tzv. režimy řízení vlaku, které může strojvedoucí zvolit pomocí přepínače režimů a kohoutu EPV. Jedná se o režimy: A) Režim automatického vedení RAV, režim s nejvyšším dosažitelným stupněm automatizace řízení vlakové soupravy, kdy je plně ve funkci automatizované vedení vlaků a kdy se činnost strojvedoucího omezuje pouze na spuštění hlášení vlakového rozhlasu (popř. uzavření dveří při jízdách do obratu), na pokyn k odjezdu vlaku od nástupiště, na otevření dveří a ovládání světel Plně fungují rovněž obvody ATP, zajišťující bezpečnost jízdy. Na tomto místě je nutné uvést, že původně měly být plně automaticky zajišťovány i funkce otevření dveří vlaku na straně nástupiště při dojezdu do stanice a ovládání světel, takto byl režim RAV vyzkoušen na prototypu zařízení PA 135. DP Metro však následně ustoupil od automatizace těchto funkcí a nechal jejich vykonávání v rukách strojvedoucích, aby zvýšil pocit jejich odpovědnosti za bezpečnost pohybu cestujících při vystupování a nastupování ve stanici. B) Režim vlakového zabezpečovače RVZ, kdy je ve funkci pouze vlakový zabezpečovač (ATP) a strojvedoucí řídí jízdu vlaku ručně včetně vykonávání všech dalších činností, jako ovládání vlakového rozhlasu apod. Z hlediska dodržování povolených rychlostí, dodržování rozestupů vlaků, respektování

20

návěstí na absolutních návěstidlech apod. je jízda vlaku nepřetržitě zabezpečovacím způsobem kontrolována a to včetně nepřekročení rychlostí daných křivkami cílového brzdění při zastavování u nástupiště každé stanice. Zabezpečovacím způsobem je rovněž kontrolováno otevření dveří na správné straně nástupiště. C) Režim tlačítek bdělosti RTB, kdy strojvedoucí řídí vlak ručně se stisknutými tlačítky bdělosti a zařízení PA 135 bez kontroly volnosti úseku trati omezuje pouze velikost rychlosti na hodnotu max. 30 km/hod. D) Vypnutí, kdy strojvedoucí řídí vlak ručně bez jakékoliv kontroly, zabezpečovací a automatizační obvody jsou vypnuty, kohout EPV je uzavřen. Tento režim nelze použít při provozu s cestujícími. Přechod na jakýkoliv režim je umožněn strojvedoucímu pouze při zastavení vlaku po obsluze přepínače režimů (popř. navíc kohoutu EPV) a tlačítka aktivace. Přechod do režimů s plným zabezpečením jízdy, tj. do režimů RAV a RVZ, je navíc možný pouze na předem určených místech v tzv. aktivačních zónách za splnění podmínky volnosti úseků před vlakem a popř. volnoznaku na absolutním návěstidle. Zóny jsou umístěny ve stanicích u odjezdové hrany nástupiště, na obratech, odstavných kolejích apod., tj. všude tam, kde bude standardně nebo po nouzovém projetí porouchaného kolejového obvodu vyžadován přechod do režimů RAV nebo RVZ. Aktivační zóny jsou označeny na vrchní straně programového pásu pro snazší orientaci strojvedoucích bílou fólií. Dále je uveden přehled hlavních funkcí zařízení PA 135, zajišťovaných v jednotlivých provozních režimech jednotlivými subsystémy (uvedenými v závorce): • nepřetržitá kontrola překročení rychlosti zadávané ze stacionární části (tj. kontrola rozestupů vlaků, neprojetí absolutního návěstidla v poloze „Stůj“ apod.) – funguje v režimech RAV, RVZ (je zajišťována subsystémem ATP), • kontrola správné polohy vlaku ve stanici a kontrola strany otevření dveří – RAV, RVZ (ATP), • kontrola zpětného pohybu vlaku od hodnoty 3 km/hod. – RAV, RVZ (ATP), • zvukové a vizuální indikace v kabině strojvedoucího – RAV, RVZ, RTB (ATO), • kontrola mezní rychlosti 30 km/hod. – RTB (ATP), • kontrola stisknutí tlačítek bdělosti – RTB (ATP), • odjezd vlaku stisknutím tlačítka „Odjezd“ – RAV (ATO), • kontrola uvolnění nástupiště – RAV (ATO), • automatické řízení vlaku – RAV (ATO), • zajištění minimálního intervalu následného mezidobí – RAV (ATO), • regulace chodů vlaků (dob jízdy v mezistaničních úsecích) – RAV (ATO), • všeobecná identifikace stanic – RAV (ATO), • kontrola zpětného pohybu vlaku od hodnoty 2,6 km/hod. – RAV (ATO), • ovládání parkovací brzdy – RAV (ATO). Pro správné pochopení funkce celého systému je nutné rozlišovat režimy řízení vlaků (RAV, RVZ, RTB) od subsystémů (ATO, ATP), které příslušné funkce režimů zajišťují. Tak např. v režimu RAV jsou plně ve funkci subsystémy ATP i ATO, v režimu RVZ je ve funkci pouze subsystém ATP a v režimu RTB je v činnosti pouze část subsystému ATP.

2.2.2 Technický popis Základním principem řízení a kontroly rychlosti vlaku v zařízení PA 135 je nepřetržité porovnávání (v mobilní části) daného časového intervalu s časem průjezdu mezi dvěma body části traťové. Základní časový interval, zakódovaný v systému PA 135 a používaný v režimu jízdy RAV je 300 ms. Blok vlakového zabezpečovače ATP mobilní části PA 135 pracuje s hodnotou základního časového intervalu 290 ms, v některých případech 250 ms (viz dále). Kontrolní body jsou realizovány překřížením dvou souběžných vodičů umístěných v programovém pásu v kolejišti. Tyto vodiče jsou od sebe vzdáleny 15 cm a trvale v nich teče proud o frekvenci 135 až 135,5 kHz s fázově namodulovanou směsí frekvencí v pásmu 1 až 2 kHz. Na vlaku, na jeho druhém podvozku ve směru jízdy, jsou umístěny dva vf. snímače, ve kterých se při jízdě nad napájeným programovým pásem indukuje napětí vysílaných frekvencí. Při průjezdu nad kříženími vodičů dochází k registraci křížení a k vyhodnocování časů průjezdů. Je-li vzdálenost stále stejná, udržuje zařízení PA 135 rychlost vlaku na konstantní hodnotě. Tak např. pro rychlost 80 km/hod. je vzdálenost křížení 6,66 m. Se zkracující se vzdáleností mezi kříženími vydává zařízení PA 135 úměrně tomu i povely ke snížení rychlosti jízdy vlaku a naopak. Tohoto principu se využívá pro řízení zastavení vlaku na určeném místě, tj. u nástupiště ve stanici nebo v mezistaničním úseku podle volnosti kolejových obvodů před vlakem. Zakódování charakteru jízdy do

21

pásů je nazýváno programem, přičemž program využívající maximální možné rychlosti v daném úseku se nazývá zelený program (PV – programme vert). Program, který snižuje rychlost jízdy vlaku vzhledem k obsazení kolejových obvodů pro zajištění rozestupů vlaků nebo před absolutním návěstidlem s návěstí „Stůj“, se nazývá programem červeným (PR – programme rouge). Oba programy jsou v pásu realizovány současně různými obvody (smyčkami), stacionární zařízení PA 135 určuje podle informací ze zabezpečovacího zařízení, který z programů bude napájen. Pravidla napájení červených a zelených programů v závislosti na jízdě vlaků (a tedy na stavu fiktivních návěstidel R – rouge, červená, V – vert, zelená) jsou patrné na obr. 2-2. Je zde rovněž naznačen princip zabezpečení dostatečného rozestupu vlaků zavedením tzv. ochranných (prokluzových) úseků. Tyto úseky se pro daný profil trati a garantované parametry vlaku počítají pro všechny body všech brzdných parabol zvlášť. Největší vypočítaná vzdálenost tvoří pro daný červený program požadovanou délku ochranného úseku, skutečná délka až k chráněnému bodu (v případě pražského metra k příslušnému izolovanému styku kolejového obvodu nebo k absolutnímu návěstidlu bez vykřičníku v poloze „Stůj“ s odečtením 3m přesahu spřáhla vozu od osy poslední nápravy) musí být vždy stejná nebo větší. Zvláštností pražského metra je existence dvou druhů absolutních návěstidel, které se liší uspořádáním prokluzových úseků: •

absolutní návěstidla bez vykřičníku, kde jsou ochranné prokluzové úseky situovány pouze před návěstidlo, tzn. že chráněný bod může ležet nejdále v úrovni návěstidla

•

absolutní návěstidla s vykřičníkem, kdy ochranné prokluzové úseky mohou být při splnění některých dalších podmínek situovány i za návěstidlo, chráněný bod může ležet za návěstidlem.

Na obr. 2-3 je znázorněna zásada napájení jednotlivých programů při respektování požadavku na dodržení minimálního intervalu následného mezidobí 90s a minimální hodnoty obchodní (cestovní) rychlosti. Nejkritičtějším místem v návrhu napájení programů i při praktickém ověřování je stav, kdy předchozí vlak stojí předepsanou dobu u nástupiště ve stanici (pro jednotlivé stanice je stanovena doba 20s nebo 30s) a následující vlak se do této stanice blíží plnou traťovou rychlostí. V této situaci se vlaky k sobě přibližují na minimální povolenou vzdálenost. Pro zajištění potřebné výkonnosti systému (minimální interval a obchodní

Obr. 2-Chyba! Neznámý argument přepínače.

rychlost) proto musí být odjíždějící vlak ze stanice sledován s dostatečnou přesností a pro vlak přijíždějící je nutné instalovat před stanicemi dostatečně hustou síť červených programů, viz obr. 2-4. Požadavek minimálního intervalu totiž znamená, že tento interval mezi vlaky musí být dodržen v každém místě trati. Jestliže vlak přejede stanovený bod zastavení PR buď chybou strojvedoucího nebo závadou subsystému ATO, vjede do ochranného úseku bez napájení signálů PA 135, což způsobí nevratné nouzové brzdění a zrušení režimu RAV nebo RVZ. Opětná volba zabezpečených režimů RAV nebo RVZ je možná v určené aktivační zóně ZR, jak bylo uvedeno dříve. Výše uvedený princip řízení a kontroly rychlostí, založený na pevných programech jízd instalovaných v kolejišti, je charakteristickým znakem systému PA 135. Protože tento systém pracuje s veličinou „relativní“ a nikoliv „absolutní“ požadované rychlosti, nepotřebuje v podstatě čidla rychlosti. Tím je realizován jeden z požadavků francouzského pojetí absolutní bezpečnosti: nepřípustnost získávání (pro účely zabezpečení) informací z čidel rychlosti, instalovaných na hnací a brzděné nápravy. Čidla rychlosti jsou použita v systému PA 135 skutečně pro funkce zejména automatického vedení vlaků, určování zrychlení jízdy apod. Veličinou relativní rychlosti se zde rozumí poměr Vs/Vp.100 v procentech, přičemž Vs je rychlost skutečná a Vp rychlost povolená. Rychlost povolená je dána vzdáleností jednotlivých po sobě následujících křížení v programovém pásu a není omezena žádnými předem danými rychlostními stupni – zadání povolené rychlosti tedy je plynulé. To je významné pro subsystém ATO, kde je zadání povolené rychlosti s určitou rezervou také zadáním rychlosti požadované pro automatické vedení vlaku. Uvedený princip má svůj důsledek i pro konstrukci ukazatele na pultu strojvedoucího: zde se indikuje v rozmezí 60 – 120% veličina relativní rychlosti, aniž by měl strojvedoucí k dispozici údaj o povolené rychlosti v absolutních hodnotách (má samozřejmě k dispozici údaj o okamžité rychlosti skutečné). Na přiblížení skutečné rychlosti vlaku k rychlosti požadované je strojvedoucí dále upozorňován i akustickou návěstí, od určité hodnoty se frekvence impulsů této indikace zvyšuje, pokud se skutečná rychlost vlaku přibližuje rychlosti povolené.

22

Obr. 2-2

23

Obr. 2-3

24

Při návrhu celého systému a pro splnění požadavků na propustnou výkonnost trati ap. je z důvodu existence pevných programů jízd nutná úvodní simulace všech jízdních cest, které jsou systémem zabezpečeny. Nejedná se pouze o jízdní cesty v mezistaničních úsecích, ale také o cesty v obratových a odstavných kolejích stanic s kolejovým rozvětvením. Tato simulace je založena na matematickém modelu parametrů trati, parametrů vlaků i ovládacího SW subsystému ATO. Při návrhu programů bylo požadováno, aby pokud možno jízda v mezistaničním úseku proběhla s jedním zapnutím a vypnutím trakčních motorů (úspory elektrické trakční energie a snížení opotřebení agregátů vozů). Přehled simulované jízdy v úseku stanic Vyšehrad - I. P. Pavlova pro plně zatížený vlak 8osob/m2 je uveden na obr. 2-4.

25

Obr. 2-4

26

Obr. 2-5

Na obr. 2-5 je pro tentýž úsek zpracován schematický plán zelených (PV) a červených (PR) programů s uvedením požadovaných a skutečných ochranných úseků a dalších potřebných údajů pro

27

vyhodnocení propustné výkonnosti. Vysvětlení některých zkratek na obou obrázcích: Vt - max. povolená traťová rychlost, Vp - rychlost programovaná v pásu PA 135, Vs - model skutečné rychlosti vlaku 8171, t časová křivka, PENTES - profil trati, RAYON - trať přímá nebo oblouky s uvedením poloměru v m, CANTON - rozdělení na kolejové obvody, DEP max. autorisé – max. povolená prokluzová vzdálenost, DEP – max. vypočítaná prokluzová vzdálenost z brzdné paraboly (musí být stejná nebo menší než DEP max. autoriseé), TP – jízdní doba v mezistaničním úseku, TRe – doba reakce zabezpečovacího zařízení, TS – předepsaná doba pobytu vlaku ve stanici I.P.Pavlova, čísla v rámečcích na obr. 2-5 udávají dílčí vypočtené intervaly mezi vlaky vztažené k příslušnému izolovanému styku (uvolnění předchozího kolejového obvodu). Nejvyšší hodnota se stává hodnotou celého mezistaničního úseku, v daném případě 85s. Z konfigurace prokluzových úseků na obr. 2-5 je patrné, jak postupné uvolňování kolejových obvodů odjíždějícím vlakem aktivuje čím dále bližší červené programy před stanicí, až dovolí následujícímu vlaku vjezd do stanice. Cílem návrhu je, aby i při maximální propustné výkonnosti (minimálním intervalu a co největší obchodní rychlosti) byly jízdy vlaků realizovány jen na zelených programech (PV). Pro přenos dalších informací ze stacionární části na vlak je použita řada 9 hodnot frekvencí v pásmu 1 až 2 kHz. Jednotlivé frekvence jsou generovány ladičkovými oscilátory. Poté se v programové matici vytvoří jejich kombinace a ty se pak fázově modulují na nosnou frekvenci 135 – 135,5 kHz. Výsledný signál se zesílí a podle stavu informací ze zabezpečovacího zařízení se vysílá do programového pásu. Použité nf. signály fázově modulované na vf. nosnou 135 kHz a jejich význam: a) AM (Autorisation de Marche – Povolení k jízdě) 1140 Hz. Trvalá modulace vf. nosné tímto kmitočtem v případě dostatečného rozestupu vlaků, zdvojená kontrola funkční schopnosti přenosového kanálu. Nepřítomnost nosné 135 kHz nebo signálu AM má za následek nouzové brzdění vlakové soupravy. b) ZR (Zone de Réarmement – Zóna aktivace) 1488 Hz. Signál vysílán pouze do aktivačních zón a jen tehdy, je-li úsek před vlakem volný, popř. je-li na absolutním návěstidle návěst povolující jízdu (s výjimkou obratových kolejí koncových stanic). Přítomnost signálu ZR umožňuje strojvedoucímu přechod do zabezpečených režimů RVZ nebo RAV. c) AF (Autorisation de Franchissement de station – Povolení k průjezdu stanice) 1824 Hz. Všechny vlaky jsou standardně naváděny k zastavení u nástupiště v každé stanici a strojvedoucí bez vypnutí režimů RAV nebo RVZ nemůže tuto funkci ovlivnit. Pro umožnění průjezdu vlaku stanicí, aniž by bylo nutné vypínat režim RAV nebo RVZ, je nutné z vlakového dispečinku popř. ze stavědla nejbližší stanice s rozvětvením, vyslat do staniční skříně PA 135 příslušný povel k průjezdu daného vlaku. Staniční skříň zajistí aktivaci programu pro průjezd, zablokování programu pro zastavení a modulaci nosné signálem AF k zajištění dalších potřebných funkcí. d) OD (Validation d´ouverture des portes a gauche – Povolení k otevření dveří vpravo) 1356 Hz. e) OG (Validation d´ouverture des portes a gauche – Povolení k otevření dveří vlevo) 1680 Hz. Signály jsou vysílány v závislosti na straně nástupiště do programového pásu v délce cca 5 m v místě zastavení vlaku ve stanici. Je tím nejen určena strana nástupiště, ale zkontrolována i správná poloha zastavení vlaku. f) SE (Sécurité Elargie – Rozšířená bezpečnost) 1104 Hz. Signál je vysílán pouze do programů zastavení vlaku, ať už do programů zelených (PV) při zastavování ve stanicích nebo do programů červených (PR) a zde povoluje překročení snižující se rychlosti dané brzdnou parabolou o cca 17% (změnou měrného intervalu 290 ms v mobilní části ATP na 250 ms - při dané pevné vzdálenosti křížení v pásu je možné při snížení měrného intervalu přejet tuto vzdálenost vyšší rychlostí). Toto opatření rozšiřuje prostor pro optimální ovládání vlaku při brzdění a bere se do úvahy při výpočtech prokluzových vzdáleností (stanovení ochranných úseků). g) CNP (Coupures Non Pontables – Nepřeklenutelné dělení přívodní kolejnice) 1188 Hz. Signál je vysílán do programového pásu v místě nepřeklenutelného dělení přívodní kolejnice. Mobilní část PA 135 zajišťuje průjezd této oblasti buď výběhem nebo na stupeň max. M1, aby nedošlo k poškození trakčních motorů. h) LQ (Localisation a quai – Identifikace stanice) 1080 Hz Signál je vysílán do programového pásu v prostoru nástupiště. Je využit pro ovládání vlakového rozhlasu. i) SL (Sécurité Longue – Dlouhá bezpečnost) 1260 Hz. Přítomnost signálu znamená, že vlaková souprava může jet výkonem (se zapnutými motory). Signál je odepínán samočinně v úsecích s kritickými prokluzovými vzdálenostmi v závislosti na podmínkách rozestupů vlaků, tj. v úsecích, kde vlaky brzdí. Výše uvedené signály jsou přenášeny a zpracovány zabezpečovacím způsobem, neboť plní zabezpečovací funkce v rámci celého zařízení PA 135. Příklad vysílání nf. signálů do programů ve stanici, což je nejsložitější případ, znázorňuje obr. 2-6. Další možnosti ovládání vlaku (automatizační funkce) jsou tyto: j) DSO (Départ Sur Ordre – Povel k odjezdu). Signál je vysílán z vlakového dispečinku po zavedení nadstavby programového řízení jízd vlaků. Na vlacích mobilní část PA 135 po vyhodnocení tohoto

28

signálu spouští zvukové znamení v kabině strojvedoucího. V zařízení PA 135 je signál realizován přerušením vysílání signálu OD nebo OG (body d nebo e) na dobu 500 ms. k) A (Allure – Chody vlaků). Pro řízení doby jízdy vlaku mezistaničními úseky ve špičce nebo v sedle slouží tzv. ovládání chodů vlaků. Zařízení může prostřednictvím 11 frekvencí nosné 135 kHz v pásmu 135,00 – 135,50 kHz po kroku 0,05 kHz regulovat rychlost vlaku tak, že frekvenci 135,50 kHz odpovídá maximální možná rychlost, daná traťovými poměry a každý další stupeň směrem ke kmitočtu 135,00 kHz snižuje tuto rychlost o cca 3 %. Je-li tedy maximální rychlost při chodu A1 (frekvenci 135,50 kHz): 80 km/hod., pak při frekvenci nejnižší 135,00 kHz je maximální rychlost ve stejném úseku: 55 km/hod. Tomu odpovídá i úměrné snížení průměrné rychlosti vlaku a prodloužení doby jízdy v mezistaničním úseku. Zařízení PA 135 umožňuje v každém mezistaničním úseku použít tři různé chody A1, A2 a A3 z výše uvedených 11 možností, které je možné předem zvolit pro každý úsek a směr jízdy zvlášť. Za provozu bude pak možno z vlakového dispečinku ručně (nebo automaticky po zavedení nadstavby programového řízení vlaků) volit pro každý úsek zvlášť (nebo generálně) nebo pro každý vlak zvlášť některý ze tří chodů a tím ovlivňovat průměrnou rychlost oběhu vlaků na trase. Jestliže není zvolen žádný stupeň, zařízení PA 135 řídí jízdu vlaků podle chodu A1, tj. s nejkratší dobou jízdy. Informace o chodu je na vlak předávána při jízdě ve stanici v programech zastavení a výjezdu ze stanice. Při další jízdě v mezistaničním úseku mobilní část zařízení PA 135 udržuje informaci o zadaném příslušném chodu až do následující stanice.

Obr. 2-6

29

2.2.3 Bezpečnost funkce Subsystém ATP, zajišťující potřebné zabezpečovací funkce, je konstruován ve své stacionární i mobilní části na základě diskrétních elektronických součástek (max. transistorů), významnou funkci pro generování a selekci nf. signálů tvoří bezpečné elektromechanické ladičkové filtry. Jedná se tedy o systém s vnitřní bezpečností. Průkazy bezpečnosti proto jsou vytvořeny klasickým způsobem: pro základní součástky jsou stanoveny hypotézy poruch, na jejichž základě se prověřuje bezpečná funkce všech základních stavebních obvodových komponent systémů, jako např.: zesilovačů, oscilátorů, statických relé, ladičkových oscilátorů, šířkových a fázových modulátorů, pásmových propustí, umlčovačů šumů, demodulátorů atd. Systém PA 135 pro svoji stacionární i mobilní část využívá celkem 48 typových základních stavebních obvodových komponent, které jsou z hlediska analýzy bezpečnosti relativně jednoduché a jejich funkce je tedy průhledná. Z těchto součástí je pak pro staniční skříně jednotlivých stanic i mobilní zařízení na vlacích vytvořena potřebná konfigurace celého systému, což je rovněž podrobeno analýze bezpečnosti.

2.2.4 Provozní zkušenosti Systém PA 135 je na trati C a na soupravách typu 8171 v provozu s cestujícími od ledna 1998. Provozní zkušenosti lze shrnout do těchto bodů: • Bezpečnost provozu byla zajištěna, za celou dobu provozu nenastaly potenciální nebezpečné situace, na které by mobilní zařízení nereagovalo zavedením nouzové brzdy. • Vzhledem ke své relativní jednoduchosti je spolehlivost stacionární části systému vynikající. Toto hodnocení se týká nejen elektroniky staničních skříní, ale i programového pásu. Nevýhodou je však podle současných znalostí nutnost jeho demontáže v případě strojního podbíjení kolejí (na trati C se tento problém týká pouze výhybkových objektů a křížení kolejí v pěti stanicích). • Spolehlivost mobilní části odpovídá požadovanému ukazateli dle ČSN 34 2617. • Problémy činily tzv. anomálie funkce. S tímto fenoménem se setkalo pražské metro poprvé v souvislosti s nasazením mikroprocesorové techniky. Jedná se o bezdůvodné zásahy nouzové brzdy působením tzv. měkkých poruch (softfail), které jsou krátkodobé a samovolně pomíjejí. Hlavní příčina byla odhalena v nasazení neodpovídajících součástkách mikroprocesorů a podpůrných obvodů, které nestačily v reálném čase zpracovávat značný objem instrukcí ovládacího SW subsystému ATO, způsobovaly RESET programu a následující překročení povolené rychlosti, na což reagoval subsystém ATP zásahem nouzové brzdy. Další práce na ovládacím SW ATO měly za cíl zlepšit způsoby automatického řízení ruských souprav 8171, které ovšem nejsou pro tento způsob ovládání naprosto přizpůsobeny. Zlepšení ovládání se očekává od nasazení mobilních zařízení PA 135 na rekonstruované 8171M a nové M1 vlakové soupravy metra, kde je možné plynule měnit sílu trakce i brzdy. Při srovnání systému PA 135 se stávajícím, dlouhodobě provozovaným zařízením ARS, z dopravního hlediska je systém PA 135 více restriktivním, což je předmětem kritiky dopravních zaměstnanců. Při řízení vlaku i v režimu RVZ nedovolí strojvedoucímu takovou volnost, jakou měl u zařízení ARS. Tak například: • aktivace mobilního zařízení je možná pouze na předem stanoveném místě a za předem stanovených podmínek (na konci nástupišť, před absolutními návěstidly), zatímco u zařízení ARS v kterémkoliv kolejovém obvodu s povolujícím kódem, • v režimu RVZ i v případě, že je trať před vlakem volná, je strojvedoucí při dojíždění do stanice respektovat naprogramovanou parabolu cílového brzdění, která je navržena pro dodržení prokluzové vzdálenosti za stanicí, • realizace rozhodnutí o projetí stanice nespočívá pouze v rukách strojvedoucího, ale musí k tomu vyslat povel vlakový dispečer, protože vlaky jsou systémem PA 135 standardně naváděny k zastavení ve stanici, • v režimu RAV, tj. při automatickém řízení, existuje pouze omezená možnost pro strojvedoucího ovlivnit průběh jízdy, a to individuální obsluhou přepínače vypnutí a zapnutí trakčních motorů (strojvedoucí má možnost i zde vlak nouzovou brzdou kdykoliv zastavit). Popsané rozdíly jsou dány základní koncepcí systému PA 135, který před určitou volností obsluhy dává přednost všestrannému zabezpečení dopravy. Systém PA 135 je určen k relativně jednoduchému, ale intenzivnímu provozu v podzemních dráhách za ustálených podmínek. Jeho přizpůsobení event. zcela odlišným trakčním a brzdovým charakteristikám jiných typů vlakových souprav by bylo obtížné, protože by vyžadovalo min. zásah do

30

programových pásů stacionárního zařízení. Tato potřeba však v podmínkách pražského metra není aktuální, protože trakční a brzdové charakteristiky nových a rekonstruovaných vlakových souprav metra s moderním ovládáním pohonů jsou téměř shodné.

31

3. MODERNÍ ŘEŠENÍ VZ 3.1 JZG 700 Toto zařízení je příkladem moderního řešení vlakového zabezpečovacího systému. S jistým zjednodušením lze konstatovat, že bylo prvním plně elektronickým programovatelným systémem v této oblasti a zcela jistě znamenalo výrazný skok v řešení obdobných systémů i když vzniklo již koncem 70-tých let. Podařilo se zde vyřešit první skutečně bezpečný bodový přenos a realizovat první procesorově orientovaný bezpečný systém na vozidle. Zařízení uvedla na trh zabezpečovací divize firmy Ericsson (nyní ADtranz) a je značně rozšířené ve Švédsku, Norsku, Francii (zde pod označením KVB), Turecku, Portugalsku a v dalších státech i mimo Evropu a dodnes se buduje v různých verzích pod společným označením EBICAB 700. Jednotlivé varianty se od sebe poněkud liší a to jak v technickém řešení (zejména propracovanosti přenosového kanálu), tak ve funkčních vlastnostech, upravovaných podle specifických požadavků drah. Systém je v zásadě řešen jako nástavba k stávajícím staničním a traťovým zabezpečovacím systémům s velkou mírou flexibility. Vstupy systému jsou tvořeny vlastně výstupy stávajících zabezpečovacích zařízení - návěstidla a tato informace je spolu s informacemi o traťových omezeních rychlosti, sklonu, vzdálenosti k dalšímu návěstidlu, vzdálenosti místa dalšího přenosu atd. přenesena na vozidlo prostřednictvím bodových transpondérů - balíz, umístěných na trati. Palubní počítač pak na základě z balíz sejmutých informací informuje strojvedoucího o rychlostních omezeních a vypočítává odpovídající brzdící křivky k těmto omezením. Dále pak porovnává aktuální rychlost a polohu vlaku s těmito křivkami a intervenuje do jízdy vlaku prostřednictvím brzdy v případě, že strojvedoucí nevede vlak bezpečně. Systém tedy výrazně zvyšuje bezpečnost, aniž by bylo nutné měnit stávající zabezpečovací zařízení ve stanicích a na trati, tím, že dohlíží na respektování nejen všech návěstidel ale i všech ostatních rychlostních omezení přenesených na vozidlo.

3.1.1 Bezpečný bodový přenos Informace z tratě získává mobilní část zařízení na vozidle pomocí pasivní balízy, která je umístěna na trati uprostřed koleje. Přenosový systém pracuje v oblasti vysokých frekvencí. Vysílač na vozidle vysílá směrem k balízám modulovaný signál 27 MHz a přenáší tak jednak potřebnou energii pro balízy a současně i

Anténa

~ = PP

DP PRF

Přijímač

PP LJ Vysílač Paměť nebo externí vstup

Obr. 3-1

32

synchronizační PRF signál (Pulse Repetition Frequency). Balízy jsou tedy napájeny energií elektromagnetického pole vysílaného z antény na vozidle a touto energií (získávanou po dobu, kdy lokomotiva míjí balízu) vysílají zpět na vozidlo sériově svou zprávu. Vysílání probíhá amplitudovou modulací (klíčováním) nosného kmitočtu 4,5 MHz, přičemž je vysílač řízen PRF signálem. Balízy sestávají z desky (obsahující anténu), která má na spodní části umístěnu kazetu s elektronikou. Jak deska, tak kazeta je vyrobena z plastu. Balízy obsahují (viz obr. 3-1 pro balízu s fixními informacemi): • přijímací/vysílací anténu, • přijímač 27 MHz, v němž se z přijatého signálu filtrací (DP, PP) oddělí taktovací PRF signál a připraví napájecí napětí pro vysílač, • vysílač 4,5 MHz, • modulační detektor signálu PRF z lokomotivy, • napájecí kondenzátor, • logické obvody (LJ), které v taktu PRF signálu cyklicky vysunují do vysílače obsah paměti vysílaného telegramu, • interface ke kódovacímu a řídícímu kabelu. V případě, že balízy vysílají neproměnnou informaci, jsou zakódovány pevně pomocí propojek na příslušné vstupní zástrčce balízy a tedy mohou být instalovány v libovolném místě na trati. Pokud balíza přenáší proměnné informace (např. v závislosti na dopravní situaci), je propojena kabelem s informačním zdrojem. Tím mohou být např. proudové transformátory řazené v sérii s návěstní žárovkou a připojené k balíze prostřednictvím kódovacího adaptéru nebo doteky závislostních relé s externím napájením. Balíza vysílá po dobu kdy je napájena směrem k vlaku cyklicky zprávu se strukturou: ...

S1

X, Y, Z

S2

X, Y, Z

S1

...

S1 a S2 jsou dvě 8mi bitová synchronizační slova, která označují počátek a konec vlastní zprávy. V přijímači jsou tato slova detekována bit po bitu porovnáním v logické jednotce tak, že by v synchronizačních slovech muselo dojít nejméně ke změně šesti bitů, aby došlo k falešné synchronizaci (tedy Hammingův odstup = 6). Zpráva mezi synchronizačními slovy je akceptována pouze v případě, že za synchronizačním slovem S1 (01110010) následuje synchronizační slovo S2 (00001101) nebo naopak. Vlastní zpráva sestává ze tří 8mi bitových slov (X, Y, Z). Každé z nich obsahuje 4 informační a 4 redundantní bity. Každé slovo je tedy kódováno zvlášť modifikovaným Hammingovým kódem (8, 4). Ten je schopen detekovat všechny případy, kdy v jednom slově bude 1, 2, 3, 5, 6 nebo 7 bitů falzifikováno a 80% případů, kdy budou falzifikovány čtyři bity. Pokud by byly falzifikovány všechny bity (inverzní data) nebude chyba detekována. Pro vyšší bezpečnost jsou ve zprávě vysílány informační a redundantní bity odděleně: x7,x6,x5,x4 Xi

y7,y6,y5,y4 Yi

z7,z6,z5,z4 Zi

x3,x2,x1,x0 Xr

y3,y2,y1,y0 Yr

z3,z2,z1,z0 Zr

Informační obsah každého slova je 24 = 16 uživatelských informací, z nichž se prakticky využívá jen 15, resp. 14 (vypuštěna jsou kódová slova složená ze samých jedniček, resp. nul). První slovo (X) je použito pro určení kategorie informace, zbylá dvě (Y, Z) pro hodnotu informace. Tato dvě slova poskytují v kombinaci 28 = 256 uživatelských informací. Pro další zmnožení počtu informací je možné také kombinovat slova Y a Z do jednoho slova s 11ti informačními bity a 5 ti redundantními bity (informaci o tom, že jde o kombinaci slov Y a Z musí nést slovo X). Použitý Hammingův kód (16,11) pak poskytuje Hammingův odstup = 4, tedy vlastně stejně jako v předchozím případě, přičemž počet kombinací je 211 = 2048. Pro dosažení ještě většího zmnožení uživatelských informací se užije více balíz ve skupině. Pro PRF signál 50 kHz (tedy přenosovou rychlost 50 kbit/s) pak doba přenosu jednoho telegramu (S+X+Y+Z = 4*8 =32 bit) trvá 0,64 ms. Pokud vazba balízy s anténou mobilní části bude pro přenos dostatečná po dráze 0,5 m (délka balízy), bude při rychlosti 300 km/h (přenos je až do této rychlosti výrobcem garantován) během přenosu celý telegram minimálně 8x zopakován. Balízy jsou konstrukčně v zásadě dvojího typu:

33

• balíza pro neproměnné informace - má tři zásuvky (každá zásuvka pro jeden byte), do kterých se zasouvají kódovací vložky s pevným programem (propojkami), • balíza pro neproměnnou informaci v byte X a proměnnou informaci v byte Y a Z - má jednu zásuvku pro kódovací vložku a konektor pro propojení balízy s řídícím zařízením (kabel max 200 m).

3.1.2 Funkce mobilního zařízení Mobilní část se skládá z lokomotivní antény (sloužící jak pro vysílání energie pro napájení balíz, tak pro příjem informací z balíz), z centrální procesorové jednotky, ze dvou (popř. pouze jednoho) indikačních a ovládacích panelů umístěných na pultu strojvedoucího, záznamového zařízení, interface na lokomotivní prvky (brzdové ventily, tlakové spínače atd.) a rychloměru, který systému poskytuje údaje o ujeté dráze, rychlosti vlaku a směru pohybu. Mobilní část přijímá informace z traťových informačních bodů. Ty jsou tvořeny skupinou 2 až 5 balíz umístěných mezi kolejemi, ve správném pořadí a ve vzájemné vzdálenosti 2,3 až 3,5 m (jednotlivé informační body musí být od sebe vzdáleny minimálně 10,5 m). Mobilní část přijímá pouze informace z těch skupin balíz, které míjí v předem stanoveném pořadí; projíždí-li je vlak v opačném pořadí, je jejich obsah ignorován s výjimkou případu, kdy se jedná o speciální oboustrannou balízu (informační bod). Přenáší se řada informací popisujících více či méně podrobně dopravní situaci a infrastrukturu před vlakem, ale přenáší se také vzdálenost k dalšímu informačnímu bodu, kde se má uskutečnit další, z hlediska bezpečnosti jízdy vlaku relevantní, přenos. Pokud by k tomuto přenosu nedošlo (s jistou dráhovou tolerancí), je zařízení schopno adekvátně reagovat. Tento postup „řetězení“ balíz (linking) odstraňuje nejzásadnější námitku proti dřívějším bodovým systémům - neschopnost bezpečné reakce při neuskutečněném přenosu z informačního bodu. Mobilní zařízení na hnacím vozidle se zapíná zvláštním řadičem při odbrzděném stavu. Po zapnutí probíhá samočinný test zabezpečovacího vlakového zařízení ale také test některých jeho vnějších prvků (např. se prověřuje, zda po zapůsobení brzdového ventilu dojde skutečně k poklesu tlaku v brzdovém potrubí). Pokud se během testu zjistí závada, proces testování se přeruší a na display určeném pro zobrazení dovolené rychlosti se zobrazí číslo testu při kterém došlo k závadě. Z katalogu poruch lze identifikovat vadnou část zařízení. Po pozitivním ukončení testu kmitá kontrolka systémové chyby a současně je dávána akustická výstraha (testování kontrolky a akustické výstrahy). Strojvedoucí obslouží zadávací tlačítko, čímž jednak potvrdí konec testu a jednak může zadat charakteristiku vlaku, tj. maximální povolenou rychlost vlaku (např. minimum z konstrukčních rychlostí jednotlivých vozidel v soupravě a rychlosti dané typem vlaku, jízdním řádem, brzdovými procenty atd.), délku vlaku, dobu reakce brzdy (vyhledá se např. v tabulce na základě počtu náprav ve vlaku a typu brzdy), dosažitelné odrychlení (vyhledá se např. v tabulce na základě brzdových procent vlaku a typu brzdy) popř. korekci rychlostí vzhledem k zvláštním vlastnostem vlaku (např. pro vlaky s naklápěcí skříní). S takto připraveným zařízením musí vlak nejprve získat informaci o maximální dovolené traťové rychlosti, tj. minout balízu určitého typu (určitý obsah slova X). Dokud se tak nestane, zařízení dovoluje jízdu vlaku s limitovanou rychlostí (např. 40 km/h) - na display dovolené rychlosti svítí dvě pomlčky. Po obsloužení tlačítka uvolnění rychlosti (např. při jízdě na nevybavenou trať) bude rychlost vlaku dohlížena pouze na úrovni maximálně povolené rychlosti vlaku zadané strojvedoucím (viz výše). Pokud zařízení získá všechny potřebné informace z traťového informačního bodu (bodů), je jeho rychlost dohlížena na úrovni minima z : • maximálně povolené rychlosti vlaku - zadané strojvedoucím, • dovolené traťové rychlosti pro danou trať, • případné trvalé nebo dočasné omezení traťové rychlosti pro daný úsek trati, • rychlosti stanovené výpočtem bezpečnostní křivky při snižování rychlosti požadovaném návěstidly nebo omezením traťové rychlosti. Trvalé nebo dočasné omezení traťové rychlosti může být na vozidlo přeneseno dvěma způsoby. Při komfortním způsobu jsou balízy umístěny u předvěstníku, rychlostníku i u konce pomalé jízdy. V tomto případě zařízení dohlíží na snižování rychlosti před pomalou jízdou, na dodržení rychlosti během projíždění úseku s pomalou jízdou a po minutí konce omezení rychlosti dohlíží na její další dodržování po dobu, než konec omezení rychlosti mine také konec vlaku. Teprve pak strojvedoucímu dovolí opět zvyšovat rychlost (pokud tomu nebrání jiné okolnosti). Při méně komfortním způsobu je balíza umístěna pouze u předvěstníku - zařízení pak dohlíží na snížení rychlosti na potřebnou úroveň a nedovolí její překročení. Při míjení konce

34

pomalé jízdy musí strojvedoucí obsloužit tlačítko uvolnění rychlosti. Zařízení umožní poté zvyšovat rychlost po ujetí dráhy rovnající se zadané délce vlaku. Omezení traťové rychlosti se mohou překrývat až do počtu tří a vlak se bude vždy řídit tím, které je pro něj nejvíce omezující. Pokud strojvedoucí respektuje všechna omezení jízdy (plynoucí z dopravní situace, stavu trati, sestavy vlaku), zařízení do jízdy vlaku nijak nezasahuje. Strojvedoucímu je na panelu zobrazována dovolená rychlost a cílová rychlost (jen pokud je nižší než momentálně dovolená rychlost), informaci o okamžité rychlosti získává z rychloměru, který není součástí panelu. Pokud dojde k překročení dovolené rychlosti, rozsvítí se na panelu kontrolka překročení rychlosti a spolu se zvukovou signalizací upozorňuje na problém. Pokud strojvedoucí ani v tomto případě nereaguje, dojde k provoznímu brzdění. Když za této situace rychlost vlaku dostatečně poklesne a odpovídá bezpečnostním podmínkám, může strojvedoucí tlačítkem „Uvolnění brzdy“ zrušit povel zařízení pro brzdění a brzdění přerušit. Pokud zařízení při provozním brzdění zjistí nedostatečný účinek brzdy, spouští i nouzovou brzdu. Návěstidlo v poloze „stůj“ lze projet, pokud strojvedoucí drží stisknuté tlačítko „Projetí návěstidla“ po dobu než vlak projede asi 50 m. Rychlost jízdy je přitom až do příjmu povolující informace omezena na fixní hodnotu, zadanou v systému podle národních předpisů (obvykle 20 km/h). Podobně, zastaví-li vlak i v případě, že poslední přijaté informace jízdu povolují třeba i plnou traťovou rychlostí, předpokládá se, že povolující informace nemusí být nadále platná a vlaku se umožňuje po následujícím rozjezdu jízda pouze omezenou rychlostí (např. opět 20 km/h) a to až do doby, než bude povolující informace znovu obnovena při dalším přenosu. Zařízení dále umožňuje pohyb vlaku v režimu posun (po obsluze příslušného tlačítka) omezenou rychlostí (např. 40 km/h) do omezené vzdálenosti (např. 800 m) a zajišťuje i bezpečnost proti nežádoucímu couvání (při pohybu vlaku větším než 5 m v obráceném směru než je navolen směrový řadič se spouští nouzová brzda).

3.2 TVM 430 Pro rychlostní tratě ve Francii (TGV) je používán sytém TVM (Transmission Voie-Machine). Na rozdíl od zařízení popsaného v předchozí kapitole je toto zařízení určeno pro speciální trať, na níž nejsou stálá rychlostní omezení vyplývající z konstrukce trati a po níž jezdí pouze vlakové soupravy s unifikovanými parametry a tak systém vystačí s výrazně menším počtem přenášených informací. Zařízení bylo vyvinuto francouzskou firmou CSEE, vychází z fixních traťových oddílů a jako základní přenosový kanál slouží neohraničené kolejové obvody typu UM 71 [11]. Na starších tratích TGV byl použit typ TVM 300, který může prostřednictvím uvedeného typu kolejového obvodu přenášet až 18 informací (využito je dodnes 14). Kolejové obvody s nosnou frekvencí 1700 a 2300 Hz (v druhé koleji 2000 a 2600 Hz) jsou frekvenčně modulovány jedním z modulačních kmitočtů v pásmu 10,3 až 29 Hz (při odstupu 1,1 Hz se získá právě 18 různých informací). Mobilní zařízení tyto informace příjme a s pomocí elektronických logických obvodů s vnitřní bezpečností dohlíží, zda vlak respektuje „schodovitou“ rychlostní křivku. Celé brzdění je rozloženo do čtyř (pěti) oddílů o délce 2100 m při maximální rychlosti 270 km/h (300 km/h). Pokud vlak nemá při vstupu do následujícího oddílu rychlost menší než je předepsaná, spouští se automatické brzdění, které zajišťuje zastavení nejpozději v prokluzovém oddílu (mezi obsazeným oddílem a koncem povolené cesty následujícího vlaku je ponechán jeden oddíl volný pro prokluz). Systém je podrobněji popsán např. v publikaci [1]. Na později budovaných tratích je použit typ TVM 430. Trať je rozdělena do oddílů délky cca 1500 m, což umožní zkrátit následné mezidobí na 3 minuty. Kolejové obvody byly modifikovány tak, že lze stejné nosné signály jako u předchozího typu modulovat 27 modulačními frekvencemi, které se mohou vyskytovat současně a v jakékoliv kombinaci. Induktivní vazbou mobilním zařízením sejmutý a detekovaný signál je upraven do formy 27 bitového slova, kde každý bit koresponduje s jedním z 27 modulačních kmitočtů kolejového obvodu. Toto slovo je rozděleno do několika polí, která nesou rychlostní informace, informaci o sklonu, informaci o délce oddílu, kód sítě a 6ti bitové CRC. Rychlostní informace jsou tři: maximální bezpečná rychlost uvnitř oddílu, cílová rychlost na konci oddílu a cílová rychlost na konci následujícího oddílu. Rychlosti jsou přitom uváděny v 5ti stupních - 300, 270, 230, 170 a 0 km/h pro tratě

35

TGV, pro jiné druhy tratí (např. Channel Tunnel, kde je maximální rychlost 160 km/h) lze zvolit jiných 5 hodnot (rozlišení zajišťuje kód sítě). Podobně stupňovitě jsou zakódovány informace o sklonu a délce oddílu. Celé slovo je vstupní informací pro vlakový počítač, který tak může původní schodovitou rychlostní informaci proložit spojitou křivkou okamžité dovolené rychlosti. Jak v mobilní, tak v traťové části jsou použity procesory typu Motorola 68020. Bezpečnost se zajišťuje redundantním HW (včetně např. tachometrů). Zařízení na trati je soustředěno do objektů, které ovládají cca 15 km trati. Kromě liniových informací se na vozidlo dopravují přídavné informace prostřednictvím krátké smyčky umístěné mezi kolejnicemi. Využívá se obdobný princip kódování jako u kolejových obvodů a přenáší se slovo o délce 28 bit. Tyto informace se snímají jinými snímači a po dekódování indikují hranice (vstup nebo opuštění) rychlostní tratě, zvedání a stahování pantografu, vypínání napájení, uzavření ventilace při vjezdu do tunelu atd. Celý systém je doplněn digitálním nahrávacím zařízením, které monitoruje všechny činnosti systému TVM 430 a současně všechny akce strojvedoucího. Všechny záznamy jsou za pomoci počítače analyzovány.

36

4. SYSTÉM ERTMS/ETCS Během let byla vytvořena v různých zemích a v různých obdobích řada vlakových zabezpečovacích zařízení rozdílné úrovně a většinou vzájemně nekompatibilních. Protože inteligentní státy a železnice předvídají zvyšování hustoty vlakové dopravy a výraznou globalizaci dopravy v rámci Evropy, je mezi jinými připraven i standard evropského vlakového zabezpečovacího zařízení pod označením ERTMS/ETCS (European Rail Traffic Management System/ European Train Control System) s hlavními cíli: • dosažení optimální bezpečnosti a spolehlivosti systému, • možnost jeho aplikace podle potřeb uživatele, • umožnění postupné výstavby (bezkonfliktní přechod k vyšším aplikačním úrovním v budoucnosti), • kooperace s existujícími národními systémy (prostřednictvím speciálních modulů, které umožní příjem informací z národního systému a zajistí překlad do formátu dat ERTMS/ETCS), • nezbytná normalizace (řídících funkcí, komunikačních prostředků a důležitých stykových míst), • dosažení optimální efektivnosti řešení (značně nižší souhrn investičních, montážních a provozních nákladů v porovnání s jinými existujícími systémy), • zajištění bezproblémového překračování hranic (z hlediska zabezpečovací techniky), Projekt byl z podnětu a za řízení UIC zahájen v roce 1991 v ERRI pod označením ETCS. Na projektu se kromě železničních správ postupně podílelo i sdružení hlavních evropských výrobců zabezpečovací techniky EUROSIG a další struktury EU, která posléze celý projekt pro jeho závažnost zahrnula do svých vlastních plánů pod označením ERTMS. V roce 1995 byly v ERRI dokončeny funkční požadavky (FRS) a systémové požadavky (SRS), v roce 1997 pak byly dokončeny práce Users Group na revizi systémových požadavků podle EU. Současně byly ověřovány některé uzly systému (balíza, MMI atd.) a probíhaly přípravy pilotních projektů. V roce 1996 byl připraven projekt Vídeň - Budapešť, v roce 1997 další tři testovací úseky - po jednom u každé z železnic Users Group (SNCF, DB, FS) a projekt EMSET (trať mezi Madridem a Sevillou) určený zejména pro testování vlakové části zařízení. Výsledky testů by měly být k dispozici v roce 1999. Bude se jednat nejen o prokázání funkceschopnosti a bezpečnosti jednotlivých částí systému, ale i o praktické testy interoperability vozidlových a traťových částí na zkušebních úsecích. Další projekty jsou zatím ve stadiu příprav. Aplikace tohoto systému ČD umožní : • zvýšit úroveň bezpečnosti poskytovanou na tratích ČD, • zajistit bezpečné a bezbariérové překračování hranic, • vytvořit základ pro moderní řízení a zabezpečení železniční dopravy na hlavních tratích při významně nižších investičních a provozních nákladech (radioblok, prvky automatického vedení vlaku - časová a energetické optimalizace atd.), využitelný i pro případné budoucí vysokorychlostní tratě • vytvořit základ pro zabezpečení provozu na vedlejších tratích bez dopravních zaměstnanců (zjednodušený radioblok). Směřuje tedy k řešení existujících bezpečnostních problémů ČD a současně vytváří podmínky pro přechod ČD k modernímu a ekonomickému řízení pohybu vlaku.

4.1 VŠEOBECNÝ POPIS Systém je navržen jako otevřený a přizpůsobivý různým potřebám a požadavkům jednotlivých evropských železničních zpráv. Prostým přidáním technických nebo softwarových modulů je možné měnit jeho zaměření od relativně prostého vlakové zabezpečovače s kontrolou rychlosti až po vysoce výkonný systém pohyblivého bloku nebo rozhodující součást komplexního radioblokového systému.

4.1.1 Přenos informací Vlak, jedoucí pod dohledem ERTMS/ETCS, se smí pohybovat pouze po přijetí platného povolení k jízdě. To může být vydáno staničním nebo traťovým zabezpečovacím zařízením, resp. centrálou radioblokuChyba! Záložka není definována. (RBC). Na vlak je předáno bodovým prostředkem - balízou, semikontinuálním prostředkem - smyčkou nebo liniově - rádiem. V prvních dvou případech lze přijmout povolení k jízdě jen v době kdy se vlak nachází nad těmito zařízeními, u rádia s plným pokrytím tratě je

37

možné povolení k jízdě vyslat prakticky kdykoliv a to buď na základě žádosti z vlaku nebo inicializací staničním (traťovým) zařízením, přičemž inicializace může být řízena událostí nebo cyklicky. Každé povolení k jízdě je ohraničeno prostorově nebo prostorově a časově. Přijetím platného povolení k jízdě je vlaku dovolen pohyb do jisté vzdálenosti v určeném směru; nebude-li této polohy dosaženo do jisté doby (dané případným časovým ohraničením), vlak musí zastavit a povolení k jízdě zanikne. Povolení k jízdě dovoluje vlaku jízdu s cílovou rychlostí nulovou nebo nenulovou. Povolení s nenulovou cílovou rychlostí může být samozřejmě předáno pouze v případě, že vnější zařízení garantuje, že před dosažením hranice povolení k jízdě bude předáno nové povolení k jízdě, nebo-li, že za cílovým místem je připravena další vlaková cesta minimálně na zábrzdnou vzdálenost z předchozí cílové rychlosti. Současně s povolením k jízdě nebo samostatně mohou být na vozidlo předána i ostatní data popisující infrastrukturu před vlakem (rychlostní limity, sklony, příkazy, oznámení atd.) - pro úplný dohled je nutné pouze zajistit, že budou všechny informace předány včas. Použít lze libovolného přenosového prostředku systému ERTMS/ETCS: balízy, smyčky nebo rádia (fixní informace mohou být navíc umístěny na vozidle již předem v tzv. mapě trati). Mezi všemi možnými přenosovými systémy mají balízy v systému ERTMS/ETCS výlučné postavení pro lokalizaci polohy vlaku a jako referenční body na trati, k nimž se vztahují veškeré dráhové údaje v informacích přenášených i jinými přenosovými systémy.

4.1.2 Funkce Na základě dat popisujících infrastrukturu před vlakem, povolení k jízdě a dat charakterizujících vlak lze určit pro každou polohu vlaku maximální rychlost s níž se vlak může ještě bezpečně pohybovat. Při znalosti okamžité polohy a okamžité rychlosti vlaku lze pak rozhodnout, zda se vlak pohybuje v bezpečných hranicích, zda se je připravuje opustit, zda je již překročil atd. a podle povahy přijmout rozhodnutí o nutných zásazích do další jízdy vlaku. Během těchto procesů je třeba vykonat určité elementární funkce. Obecný příklad základních funkcí je na obr. 4-1. Spodní část obrázku reprezentuje trať, horní část strukturu hlavních

Vlaková část ETCS

Vlastnosti vlaku Statické rychlostní profily

Nejvíce omezující stat. profil

Dynam. rychlostní profil

Komparace

Brzdění

Vzduchová mezera ETCS Primární údaje o jízdní cestě

Traťová část ETCS

Obr. 4-1

funkcí na vozidle. Komunikace mezi traťovým zařízením a vozidlem probíhá přes vzduchovou mezeru pomocí jednoho z přenosových zařízení - balízy, smyčky nebo rádia. Některé z funkcí uvedených na straně vozidla mohou být (při existenci oboustranné komunikace mezi vlakem a tratí) provedeny i na straně tratě; do mobilního zařízení se pak přenese výsledek funkce aniž by bylo nutné mobilní zařízení měnit. Charakteristika základních funkcí : • Výpočet statického rychlostního profilu - tato funkce počítá maximální rychlost, kterou vlak nesmí překročit (bezpečný rychlostní profil) nebo maximální rychlost, kterou strojvedoucí může jet bez

38

•

•

• •

jakékoliv intervence zařízení (nominální rychlostní profil). Primární data mohou obsahovat fixní omezení rychlosti, nebo soubor statických rychlostních profilů pro různé typy vlaků - závislá omezení rychlosti se pak vyberou podle charakteristik vlaku. Existuje tedy obvykle více různých statických rychlostních profilů - jeden pro každý soubor působících vlakových a traťových faktorů, např. geometrie trati, tunely, troleje, třída vlaku atd. Statický rychlostní profil se dále doplní případnou prostorovou limitací povolení k jízdě, koriguje se délkou vlaku (podle toho, zda omezení rychlosti platí pro čelo vlaku nebo pro celý vlak atd.) a maximálně možnou odometrickou 1 chybou (pomocí tzv. konfidenčního intervalu odometru) a to podle bezpečnostních kritérií. Výběr nejvíce omezujícího statického rychlostního profilu - tato funkce vybírá nejvíce omezující rychlostní profil mezi různými statickými rychlostními profily, předzpracovanými funkcí Výpočet statického rychlostního profilu. Nejvíce omezující rychlostní profil pak sestává z nejvíce omezujících segmentů ze všech individuálních statických rychlostních profilů, kterým vlak musí vyhovět. Všechny výpočtu musí být opět prováděny s uvažováním nejhorších podmínek a tolerancí z hlediska bezpečnosti. Výpočet dynamického rychlostního profilu - funkce počítá individuální dynamické brzdící dohledové křivky, tj. křivku intervence brzd, varovnou křivku atd. Tyto dynamické rychlostní profily vycházejí z nejvíce omezujícího statického rychlostního profilu, individuálních brzdových vlastností vlaku a sklonů. Výsledkem tedy je předvídání dynamického chování vlaku pro účely dohledu. Alespoň výpočet křivky intervence nouzové brzdy musí být proveden opět s uvážením nejhorších podmínek z hlediska bezpečnosti. Porovnání aktuální rychlosti a polohy vlaku s brzdovou křivkou - tato funkce určuje rozdíl rychlosti a dráhy mezi brzdícími křivkami a skutečnou rychlostí a polohou vlaku. Srovnání umožňuje včas generovat varování, příkazy k aplikaci brzd atd. Brzdění - tato funkce zajišťuje řízení dostupných brzdových prostředků. Když v důsledku předchozí funkce bude vydán příkaz k aplikaci brzdy, může systém působit nejprve na provozní brzdu a v případě, že provozní brzda nepracuje správně, bude spuštěna nouzová brzda. Aplikace nouzové brzdy se děje způsobem, který zajišťuje co nejvyšší bezpečnost.

Kromě těchto základních funkcí je systém schopen provádět i další funkce, které ani nejsou vždy přímo spojeny s dohledem nad pohybem vlaku, ale účelně využívají stejných přenosových cest a koncových zařízení, např.: • místní čas (kalendář) - vlaky se mohou pohybovat v různých časových zónách, strojvedoucímu je vždy poskytován místní čas, který nemusí být totožný s hodinami vlastního mobilního zařízení. Informace o místním času mohou být do systému přeneseny jakýmkoliv médiem, používajícím formát dat ERTMS/ETCS. K nastavení odpovídajícího času dochází například při zapnutí systému nebo při minutí balízy v oblasti časové hranice. • pomocné funkce na vlaku: • řízení pantografu, • řízení obvodu jističe, • přepínaní trakce, • řízení hlavního vypínače, • řízení dveří. • pomocné funkce na trati: • úrovňové přejezdy : • předání dat známých na vozidle do přejezdu pro jeho korektní aktivaci, • modifikace rychlostního profilu při poruše přejezdu atd., • varování traťových čet, • silný vítr, • tunely, • mosty, • potkávání vlaků.

1

Odometr - zařízení pro měření ujeté vzdálenosti - obdoba rychloměru.

39

4.1.3 Aplikační úrovně Řídící a dohlížecí funkce pracují nezávisle na typu přenosového média (balíza, smyčka, rádio, STM). Lokalizační funkce (tj. orientace vlaku na infrastruktuře) je založena na unikátně identifikovatelném a přesně lokalizovatelném zařízení na trati - balíze. Její poloha je pak referenčním místem balízového souřadného systému, v němž balíza představuje počátek a veškeré přenášené vzdálenosti jsou vztaženy k tomuto počátku (každá balíza má tedy svůj vlastní souřadný systém). Odometr na vozidle poskytuje referenční polohu všem funkcím, u bezpečnostně relevantních výpočtů se bere v úvahu i nepřesnost odometru (tzv. konfidenční interval). Přenos polohových informací mezi tratí a vozidlem probíhá zásadně v balízových souřadnicích. Poloha vlaku v balízově orientovaném souřadném systému pak například sestává z identity balízy (skupiny), orientace balízové skupiny, vzdálenosti od balízy a informace říkající, zda vlak minul balízu v normálním nebo reverzním směru.

4.1.3.1 Aplikační úroveň 1 Tato úroveň (obr. 4-2) je určena jako doplněk klasického staničního a traťového zabezpečovacího zařízení, které zajišťuje detekci vlaku a další funkce obvyklými prostředky. Navíc je trať doplněna bodovými přenosovými zařízeními - balízami (nebo skupinami balíz), které vlaku předávají všechny relevantní informace. Balízy jsou zároveň využity jako referenční bod k předávaným vzdálenostním informacím, k orientaci směru jízdy a ke korekci odometru. Časově proměnné informace (povolení k jízdě atd.) jsou předávány prostřednictvím přepínatelných balíz, které jsou přes kabel a interface (LEU) připojeny ke klasickému zabezpečovacímu zařízení (podle výhodnosti k návěstidlu nebo stavědlu). Neproměnné informace mohou být přenášeny nepřepínatelnými balízami. V případě potřeby sdělit zprávu z vlaku na trať (aplikace to však nevyžaduje) je možné použít balízu obousměrnou.

Konec traťového oddílu

Balíza

Obr. 4-2

Jak patrno, v této úrovni se z funkčního hlediska jedná o typicky bodové vlakové zabezpečovací zařízení, které zůstane bez informací, pokud vlak zastaví před návěstidlem v poloze „stůj“. I když později dojde ke změně návěstního znaku na povolující znak, nebude nová informace na vlak předána, protože je nepravděpodobné, že vlak zastaví přesně v oblasti, kde je možný přenos z balízy na lokomotivu. O další jízdě tedy musí rozhodnout strojvedoucí na základě sledování návěstidla a zařízení mu v ní nesmí bránit. Problém nevznikne, bude-li balíza nahrazena (doplněna) smyčkou pokrývající celou oblast v níž vlaky před návěstidlem zastavují. Na stojící vozidlo před návěstidlem pak může být při změně návěstního znaku přenesena nová (dodatečná - infill) informace.

40

4.1.3.2 Aplikační úroveň 2 Zařízení této úrovně (obr. 4-3) je také v principu určeno k aplikaci na tratích s klasickým staničním a traťovým zabezpečovacím zařízením. Časově proměnné informace (povolení k jízdě atd.) jsou však zásadně předávány na vozidlo prostřednictvím rádia a tak odpadá dodatečná kabelizace k přepínatelným balízám a problémy s aktualizací informace při změně návěstidla před blížícím se nebo stojícím vlakem. Neproměnné informace mohou být přenášeny jak radiovým kanálem, tak nepřepínatelnou balízou nebo obojím a to v jakémkoliv poměru. Balízy nadále slouží jako referenční bod pro vlaku předávané vzdálenostní informace, k orientaci směru jízdy a případně korekci odometru. V případě potřeby lze opět použít balízy obousměrné.

Stavědlo a RBC

Volnost oddílu

Konec traťového oddílu

Balíza Obr. 4-3

4.1.3.3 Aplikační úroveň 3 Tato úroveň (obr. 4-4) je určena pro realizaci radiobloku. Pokud bude vlak vybaven prostředkem

Kontr. celistv. vlaku

Balíza

Obr. 4-4

41

pro bezpečnou detekci celistvosti vlaku, může vlak sám bezpečně hlásit (prostřednictvím rádia) svou polohu a tedy odpadá potřeba klasických zařízení pro detekci vozidel. Lze pak prostřednictvím RBC realizovat i takovou funkci jako je pohyblivý blok, přičemž na trati zůstává pouze nepřepínatelná balíza. Ta nadále plní úlohu při lokalizační funkci vlaku a slouží jako referenční traťový bod, případně poskytuje směrovou orientaci a možnost korekce odometru. 4.1.3.4 Kooperace ERTMS/ETCS s existujícími systémy Minimálně pro přechodné období je nezbytné, aby mobilní zařízení ERTMS/ETCS dovolilo provoz na infrastruktuře vybavené existujícím národním systémem vlakového zabezpečovače. Tuto funkci zajistí zvláštní přenosový modul STM (obr. 4-5). Jeho úkolem je přijmout z existujícího národního zařízení stávající informace a převést je do formátu ERTMS/ETCS. To umožní, aby činnost dalších částí systému zůstala v podstatě zachována stejně jako kdyby přijímala data z přenosových kanálů ERTMS/ETCS a to při nejmenším celkovém množství hardware i software a bez ztráty již existujících dat. Jestliže jednu nebo více proměnných nezbytných pro plnou funkci dohledu systému ERTMS/ETCS nebude možné odvodit z informací přenášených existujícím systémem, lze použít následující opatření : a) STM přiřadí bezpečnou hodnotu (omezující implicitní hodnotu, předem uloženou v STM) k chybějící proměnné, b) infrastruktura bude doplněna ETCS balízou přenášející chybějící proměnnou a přídavná proměnná bude vložena do souboru přenášených proměnných přídavným předzpracujícím programem běžícím v STM. Tato koncepce je velmi výhodná pro řešení přechodu z našeho systému LS na systém ERTMS/ETCS a spolu

Vlaková část ETCS Vlastnosti vlaku Statické rychlostní profily

Nejvíce omezující stat. profil

Dynam. rychlostní profil

Komparace

Brzdění

Fiktivní vzduchová mezera (Emulace trať. zař. ETCS)

ETCS Data

Modul STM

Konv. tabulka

Vzduchová mezera Primární data exist. systému

Trať. část existujícího systému Obr. 4-5

se zavedením mapy tratě umožní minimalizovat náklady v přechodném období.

4.1.4 Architektura mobilní části systému Na obr. 4-6 je blokové schéma mobilní části systému ERTMS/ETCS. Zařízení se skládá z : • prostředků pro styk s obsluhou - na každém stanovišti strojvedoucího (MMI), • přenosových modulů pro komunikační kanály :

42

• • • •

• balízy (BTM), • smyčky (LTM), • rádio - interface k radiovému datovému kanálu (RIM), • národní - (STM), interface k součástem hnacího vozidla - brzdy, pantograf, dveře atd. (TIU), modulu zabezpečovacího počítače - vlastního jádra systému (EVC), komunikační sběrnice (ETCS BUS) a distribučního vedení (CTODL BUS), dalších modulů systému : • časové a odometrické jednotky (TOU), • řídícího počítače (MC), • záznamové jednotky (RU).

MMI TOU

EVC

MMI

MC

RU

CTODL BUS

ETCS BUS TIU BTM

RIM

LTM

STM

Obr. 4-6

Modul EVC je bezpečným "mozkem" mobilní části systému. Data si s ostatními částmi systému vyměňuje v ETCS formátu po ETCS Bus (Open Data Communication Link). Obsahuje software vykonávající příslušné řídící a dohlížecí algoritmy - třídí a rozbaluje informace přijaté od traťové části, provádí výpočet statického a dynamického rychlostního profilu, porovnání aktuální rychlosti a polohy s dynamickým rychlostním profilem, prostřednictvím TIU inicializuje funkce brzdění. Modul je schopen i v případě poruchy poslat příkaz k neprodlenému zastavení do interface nouzové brzdy v jednotce TIU zvláštním přímým vedením. Zajišťuje i další pomocné funkce vztahující se k úrovňovým přejezdům, varovnému zařízení traťových čet atd. EVC má dostatečnou časovou a paměťovou kapacitu pro řízení databáze traťové mapy a počítá i s pozdějším rozšířením systému bez potřeby nahradit jej výkonnějším modelem. Modul řídícího počítače (MC) ovládá funkce vlakového zařízení, které nesouvisí přímo s bezpečností. Řídí komunikaci styku s obsluhou (MMI), ovládá diagnostiku atd. Modul záznamové jednotky (RU) není povinou součástí systému, zachycuje v podstatě všechny události hlášené přes sběrnici ETCS a ukládá je spolu s časovými a odometrickými údaji v době hlášení. Časová a odometrická jednotka (TOU) zajišťuje prostřednictvím distribuční sítě CTODL časové a odometrické (poloha, rychlost, zrychlení, vnitřní čas systému) údaje pro všechny ostatní moduly. Vstupem jednotky (na obrázku nenaznačeným) je snímač odometru. Jednotka zajišťuje také detekci pohybu vozidla při vypnutém zařízení.

43

Jednotka styku s obsluhou (MMI) je na každém stanovišti strojvedoucího a má podobu barevného displeje kombinovaného s klávesnicí (touch screen) a doplněného akustickým výstupem. Její umístění odpovídá ergonomickým pravidlům, zobrazení informací pro strojvedoucího je pro provoz v módu ERTMS/ETCS univerzální (jazyk popisků je možné volit). Je však navržena tak, že umožňuje (volitelně) při jízdě po existující národně vybavené infrastruktuře zobrazit informace pro strojvedoucího blízké zavedeným zvyklostem. Přenosový modul balízy (BTM) snímá informace z míjených balíz. Anténa na vozidle trvale vysílá nosnou vlnu vhodnou pro napájení balízy, takže vlastní balíza na trati může být energeticky pasivní. K přijaté informaci z balízy je v BTM neprodleně připojen časový a odometrický údaj - razítko. BTM přijímá, razítkuje a prověřuje (zjišťuje chyby a stejnost) přicházející informace po celou dobu, kdy přijímací anténa zachycuje zprávy z balízy. BTM je současně schopen (měřením intenzity signálu) detekovat střed balízy v rozsahu ± 20 cm od skutečného středu balízy. Protože vybraná technologie balízy a umístění balízy nedovoluje přímé určení směru jízdy, ke kterému balíza patří (tj. směr v kterém je skupina balíz míjena, ve vztahu k normálnímu směru balízy), vyhodnocení směrově závislé platnosti balízové informace je založeno na sekvenci balíz ve skupině nebo dvou bodů přenosu. Technologie naopak umožňuje také datový přenos v opačném směru - z vlaku do balízy. I ten je řízen BTM, transparentním způsobem, kódováním signálu určeného pro napájení balízy. Přenosový modul smyčky (LTM) a modul radiového interface (RIM) se použijí pouze v případě využití těchto přenosových kanálů, jejich funkce je obdobná jako u BTM. Použití modulu BTM je vždy nezbytné, protože balízy i v těchto případech slouží jako reference.

4.2 MÓDY MOBILNÍHO ZAŘÍZENÍ Palubní zařízení je schopné zvládnout všechny provozní situace. Podle okolností se zařízení z hlediska obsluhy (strojvedoucího) nachází v jednom z dále uváděných módů, pro který je vždy přesně definována odpovědnost strojvedoucího a zařízení.

4.2.1 Zapnutí Jakmile strojvedoucí vstoupí do kabiny a oživí řídící pult, zařízení ERTMS/ETCS se zapne spolu s ostatními zařízeními lokomotivy. Zapnutím se spouští automatické testování všech částí systému, které mají vliv na bezpečnost. Trvání celého testu nepřesahuje 15 s a může proběhnout pouze na stojícím vozidle. Všechny detekované závady, jakož i úspěšné dokončení testu, jsou zobrazeny strojvedoucímu na obrazovce a registrovány v paměti. Poté může strojvedoucí zvolit mód Zadání dat nebo Posun. Tím opustí mód Zapnutí a přejde do módu nově zvoleného. Pokud je však zařízení řízeno jiným zařízením (např. při jízdě soupravy s více hnacími vozidly), přejde po testu automaticky do podřízeného módu Spící. Na vozidle umístěný detektor pohybu „studeného“ vozidla (tj. vozidla s vypnutým zařízením) registruje, zda mezi vypnutím zařízení a opětovným zapnutím došlo k pohybu vozidla. Pokud ano, budou z paměti zařízení odstraněny všechny informace, vztahující se k jeho poloze. Zařízení v oblasti aplikační úrovně 2 nebo 3 mohou získat novou informaci o poloze vozidla z RBC. Také přechod do módu Posun se v těchto případech uskuteční teprve po souhlasu RBC.

4.2.2 Zadání dat Tento mód volí strojvedoucí prostřednictvím MMI na stojícím vozidle. Data o vlaku mohou být zadána automaticky, prostřednictvím manažerského systému nebo z paměti systému, nebo ručně strojvedoucím. Ručně či automaticky zadávaná data, relevantní pro bezpečnost vlaku, musí strojvedoucí individuálně potvrzovat. Ostatní automaticky zadávaná data potvrzuje strojvedoucí skupinově. Je možné přepisování a opravování dat. Ruční vstup dat je veden v dialogové formě a kde je to možné jsou vkládaná

44

data porovnávána s uloženými limitními hodnotami nebo je zkoumána konzistence dat. V případě nesouladu jsou data odmítnuta. Po ukončení procedury vstupu dat lze přejít do módu Posun, Přípřež nebo Částečný dohled. Pokud se do módu Zadání dat přešlo z některého jiného módu (nešlo o počáteční fázi startování zařízení, ale jen o opravu vlakových dat), volbou Vlak na MMI se uskuteční návrat do toho módu, v němž zařízení bylo před vstupem do módu Zadání dat. Pro přechod do módu Posun nebo Přípřež v úrovni 2 nebo 3 je opět nutný souhlas RBC.

4.2.3 Úplný dohled V tomto základním módu, je bezpečnost pohybu vlaku plně zajišťována zařízením. Předpokladem je přítomnost všech potřebných data o vlaku a trati.

4.2.4 Částečný dohled Částečný dohled bude zařízení vykonávat při zvládání různých poruchových stavů a provozních nepravidelností a jde vlastně o degradované módy Úplného dohledu. Dále jsou uvedeny provozní situace, kdy vlak nebude mít kompletní data a zodpovědnost částečně přebírá strojvedoucí. Neinformovaný Když vlak opouští oblast vybavenou traťovou částí ERTMS/ETCS, bude mu poslední balízou vybavené oblasti nebo rádiem předána informace, která zařízení přepne do módu Neinformovaný. V tomto módu je vlak dohlížen podle charakteristik vlaku, s cílovou vzdáleností, která může být nekonečná. Strojvedoucí musí respektovat vnější návěstidla a charakter tratě na vlastní odpovědnost. Zařízení bude přijímat pouze vybrané telegramy a informace z kanálu STM. Ostatní telegramy systému ERTMS/ETCS bude ignorovat (tím se umožní např. příprava nového dosud neschváleného úseku tratě). Nezavěšený postrk Nezavěšený postrk tlačí vlak na určitou vzdálenost. Tento mód volí strojvedoucí na pokyn dopravního zaměstnance, z příslušné hlavní balízy dostává údaj o rychlosti sunutí a vzdálenost sunutí. Po volbě módu může hnací vozidlo ujet určitou vzdálenost (národní hodnota), v níž musí dostat informaci o povolení jízdy nezavěšeného postrku z balízy, nebo bude zastaven. Po příjmu povolení k postrku zařízení bude ignorovat příjem signálu „Stůj“ na povolenou vzdálenost. Při přiblížení se ke konci dovolené vzdálenosti vlak počítá brzdnou křivku aby sunoucí lokomotiva nepřejela povolenou hranici. Návrat zpět se děje v módu Jízda podle strojvedoucího (volnost tratě garantuje zařízení vydávající povolení k jízdě postrku). V případě RBC vydává povolení k zpětné jízdě RBC a návrat se děje s plnou kontrolou. Jízda podle rozhledu Tento mód je použit v případě kdy se vlak má plánovaně pohybovat v úseku obsazeném již jiným vlakem, resp. v případě, kdy se vlak má spojit s jiným vlakem. Strojvedoucí nemůže zvolit tento mód sám. Povolení k přechodu do tohoto módu dostane zařízení z RBC nebo balízy. Přechod musí potvrdit strojvedoucí, jinak dojde k samočinnému zabrzdění. Zařízení dohlíží na jízdu v souladu s přijatým rychlostním profilem a navíc hlídá maximální rychlost, povolenou pro použití tohoto módu národními předpisy. Jízda podle strojvedoucího Tento mód se použije, když : • se vlak ocitne uvnitř oblasti úrovně 1 bez povolení k jízdě, nebo ztratí svou polohu a dostane ústní povolení od dopravního zaměstnance k přechodu do tohoto módu, • traťová část zařízení řádně nepracuje a strojvedoucí dostane ústní povolení k projetí návěstidla na „stůj“.

45

V obou případech podle národních pravidel (např. souhlas dispečera) přebírá zodpovědnost za jízdu strojvedoucí a zařízení nerespektuje chybějící povolení k jízdě (ostatní platná rychlostní omezení zařízení nadále respektuje). Ve druhém případě je potlačení funkce po projetí návěstidla platné pouze pro toto návěstidlo. Projetí stůj Když vlak mine konec povolení k jízdě, bude aplikováno nouzové brzdění až do zastavení. Když vlak zastaví, strojvedoucí musí projetí potvrdit. Toto potvrzení uvolní nouzovou brzdu. K situaci může dojít ze tří příčin: • neočekávané zkrácení povolení k jízdě, • projetí návěstidla na stůj (maximálně s uvolňovací rychlostí stanovenou národními předpisy nebo vypočtenou zařízením podle dohodnutých algoritmů), • minutí balízy s příkazem „Stop pro posun“ při posunu. Ve všech případech strojvedoucí musí kontaktovat příslušného dopravního zaměstnance a od něj získat další povolení k jízdě. V případě RBC to může být zasláním nového povolení k jízdě, v úrovni 1 na pokyn dopravního zaměstnance pokračuje v módu Jízda podle strojvedoucího.

4.2.5 Podřízení V obou následujících případech není kontrola rychlosti aktivována, protože palubní zařízení se nenachází na vedoucím hnacím vozidle. Přípřež Použije se u dalšího hnacího vozidla v činnosti na vlaku (přípřež, zavěšený postrk, ale i jiné hnací vozidlo uvnitř vlaku), ale neřízeného z vedoucího vozidla přímo. Protože je v takovém případě na vozidle strojvedoucí, MMI může (je-li zřízena linka) poskytovat informace stejné jako na vedoucím vozidle. Funkce aktivované při projetí návěstidla na stůj jsou potlačeny. Zařízení může také spolupůsobit při poskytování informaci o celistvosti vlaku (např. když je vozidlo na konci vlaku, může vysílat informaci o poloze konce vlaku pro RBC). Spící Použije se u závislých hnacích vozidel dálkově řízených z vedoucí lokomotivy. Protože v tomto případě není na stanovišti strojvedoucí, zachovává si zařízení pouze funkce spojené s hlášením polohy (např. jako konec vlaku).

4.2.6 Posun Posun musí být prováděn v tomto módu, jde opět o degradovaný mód, strojvedoucí je za pohyb během posunu zodpovědný. Mohou ale nemusí být přenášeny údaje o trati, případné údaje o vlaku nejsou brány v úvahu. Oblast posunu může být stanovena pevně nebo dočasně. Pevná oblast je chráněna speciálními balízami, zabraňujícími opuštění oblasti, dočasná oblast může být vytvořena prostřednictvím RBC. Rychlost je dohlížena podle národně stanovené hodnoty. Mód je v oblasti zařízení úrovně 1 aktivován strojvedoucím, v úrovni 2 a 3 RBC.

4.2.7 Porucha systému Pokud je v systému detekována neopravitelná porucha, která nedovoluje další provoz zařízení, zařízení přejde automaticky do tohoto módu a bude aktivována nouzová brzda. Strojvedoucí může, podle údajů MMI a v souladu s předpisy, po zastavení vyřadit systém částečně nebo plně. Při úplném vyřazení zařízení přejde do módu Vyřazení.

46

4.2.8 Vyřazení V tomto módu jsou plně vyřazeny veškeré řídící funkce, systém ERTMS/ETCS nadále neovlivňuje brzdy. Pokud lze, zobrazuje se na MMI pouze aktuální rychlost vlaku, což strojvedoucímu signalizuje plnou zodpovědnost za jízdu vlaku. Zařízení pro Vyřazení je zvláštním způsobem chráněno, aby se předešlo jeho nežádoucímu použití. Vyřazení je registrováno.

4.2.9 Vypnutí Tento mód se aktivuje pokud je zařízení napájeno ale není aktivováno žádné stanoviště a zařízení není v módu Spící. Za tohoto stavu zařízení poskytuje ochranu proti ujetí v obou směrech a je aktivován detektor pohybu studeného vozidla. Pokud bude následně totéž stanoviště do určité (národně stanovené) doby aktivováno, aniž by bylo vypnuto napájení, systém se vrátí do téhož módu ve kterém bylo před zavedením Vypnutí. Tedy například při změně strojvedoucího, když první opustí vozidlo uvedené do tohoto módu, a druhý aktivuje stejný řídící pult do určené doby, obnoví se původní mód, se všemi daty. Pokud bude zařízení ve stavu Vypnutí a bude detekováno dálkové řízení vozidla z jiné hlavní trakční jednotky, zařízení přejde do módu Spící.

4.3 JEDNOTLIVÉ FUNKCE Zjednodušeně lze říci, že funkce systému spočívá v odpovídající reakci na dvojice informací cílová vzdálenost - cílová rychlost a to vzhledem k okamžité poloze vlaku. K tomu je ovšem třeba lokalizovat polohu vlaku a udávat cílové vzdálenosti ve vzájemně kompatibilních souřadnicích. Systém se přitom opírá o lokalizační funkci, založenou na unikátně identifikovatelném a přesně detekovatelném přenosovém zařízení na trati - referenční balíze. Další funkci zařízení lze rozdělit na řadu elementárních funkcí, které zařízení vykonává. V následujícím jsou uvedeny nejdůležitější.

4.3.1 Lokalizace polohy vlaku Odometr na vozidle při pohybu vlaku odměřuje neustále ujetou dráhu a jeho údaj za normálního provozu není nikdy resetován. Při minutí referenční balízy je příjem její informace doplněn okamžitým

Obr. 4-7

časovým a odometrickým údajem z modulu TOU. Kdykoliv později lze tak okamžitou vzdálenost vlaku od

47

této balízy určit odečtením okamžitého údaje odometru a údaje odometru připojeného k informaci přijaté při míjení balízy (obr. 4-7). Balízový souřadný systém Vzdálenosti se definují vždy od referenčního bodu, kterým může být kterákoliv balíza nacházející se (s ohledem na nejhorší očekávané vlastnosti vlaku) dostatečně před místem, k němuž se informace vztahuje. Veškeré údaje o vzdálenostech jsou tedy balízově orientované, tj. v souřadném systému příslušné referenční balízy, která pak tvoří počátek svého souřadného systému. Systém ovšem nevystačí jen s jedinou vzdáleností. Předpokládejme situaci podle obr. 4-8, na kterém je zobrazena situace pro vlak brzdící na dva oddíly, tedy případ, kdy zábrzdná vzdálenost vlaku je větší než vzdálenost hlavních návěstidel. Cílová

Obr. 4-8

vzdálenost dT (Target Distance) je z hlediska balízy u návěstidla Lo1 složena z tzv. základní vzdálenosti dB (Basic Distance) a dodatečné vzdálenosti dD (Deferment Distance). V tomto případě vzdálenost dB tvoří zároveň tzv. spojovací vzdálenost dL (Linking Distance), tj. takovou vzdálenost v níž je umístěna další informace. Pokud by se v této vzdálenosti neuskutečnil další přenos, bude vlak zastaven, protože hrozí, že byla ztracena další informace (informace z balízy u návěstidla Lo2), mající význam pro další bezpečný pohyb vlaku. Přenosem této spojovací vzdálenosti dojde k „řetězení“ důležitých balíz (balízových skupin), což je důležitý předpoklad pro zajištění bezpečnosti v moderních bodových přenosových systémech. B

Jak patrno, jsou všechny vzdálenosti jednorozměrné a při přenosu musí být u nich vyjádřeno, ke kterému počátku se vztahují, tedy ke kterému balízovému koordinačnímu systému patří. To je provedeno připojením unikátního identifikačního označení referenční balízy. Transformace mezi souřadným systémem odometru na vozidle a souřadným balízovým systémem nečiní podstatných potíží, pokud bude zachována konvence, že kladné hodnoty balízově orientovaných souřadnic jsou ve stejném směru, jako nominální směr balíz (např. od první balízy ve skupině k balíze druhé atd.). Pro vzdálenosti je použita lineární stupnice. Stejným počtem bitů (15 bitů) lze popsat krátké vzdálenosti (do 3,2 km) s přesností 10 cm, delší vzdálenosti (do 32 km) s přesností 1 m a dlouhé vzdálenosti (do 320 km) s přesností 10 m (samozřejmě, že současně musí být přenesen kvalifikátor měřítka - 2 bity).

4.3.2 Výpočet statického rychlostního profilu Tato funkce je skokovou funkcí rychlosti v závislosti na dráze. Lze definovat: • bezpečný statický rychlostní profil, který nesmí vlak v žádném případě překročit nebo, • nominální statický rychlostní profil, který udává maximální rychlost, kterou strojvedoucí může jet bez jakékoliv intervence zařízení. Parametry vlaku ovlivňující rychlostní limit se týkají složení vlaku, kvality podvozků, zavěšení skříně atd. a podle nich lze vypočítávat individuální rychlostní profil, pokud budou známy všechny relevantní traťové parametry. Tento obecně nejsprávnější, ale na přenos dat nejnáročnější postup, lze modifikovat zavedením jistého počtu vlakových tříd. Aby se tento přístup co nejvíce přiblížil stávající praxi u různých železnic, je systém schopen pracovat s třemi rozdílnými pakety statických rychlostních profilů : • mezinárodní základní a přídavné profily podle rozdílných charakteristik vlaku, • národní profily podle národní klasifikace vlaků,

48

• profily podle nápravového tlaku. V následující tabulce je jako příklad uvedeno přiřazení rychlostních profilů podle mezinárodní klasifikace, která může zahrnout až 16 kategorií: Statický rychlostní profil 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Popis základní statický rychlostní profil profil pro vlaky s nebezpečným nákladem A profil pro vlaky s nebezpečným nákladem B profil pro vlaky s nebezpečným nákladem C profil pro vlaky s nízkou absorpční schopností brzd profil pro vlaky s obtížným průjezdem oblouků a výhybek rezerva rezerva rezerva rezerva rezerva rezerva profil pro vlaky s pasivním naklápěním profil pro vlaky s aktivním naklápěním rezerva rezerva

Je třeba pečlivě uvážit, zda je možné se přidržet této mezinárodní klasifikace, nebo zda jsou dostatečné důvody proto, abychom do systému zavedli klasifikaci národní. Statický rychlostní profil je v paketu ukládán jako dvojice hodnot určujících úroveň rychlosti a dráhu, po kterou platí (vzdálenosti jsou dány přírůstkově). Popis obvykle začíná v referenčním místě, tj. v místě referenční balízy, ale může začínat i v jakémkoliv jiném místě, pokud první hodnota rychlosti V_STATIC(0) obsahuje speciální hodnotu 1022 (viz obr. 4-9). Pak hodnota D_STATIC(1) znamená vzdálenost od referenčního bodu k místu, kde popis začíná. Obdobně bude-li hodnota V_STATIC(n) = 1023, je v bodě určeném D_STATIC(n) konec popisu.

Obr. 4-9

Každý jednotlivý statický rychlostní profil předávaný na hnací vozidlo tedy obsahuje : • totožnost referenční balízy, • kvalifikátor, zda jde o nominální nebo bezpečný rychlostní profil,

49

• soubor dvojic statických rychlostí a míst diskontinuit, • kvalifikátor indikující zda se rychlostní omezení aplikuje na čelo vlaku nebo celý vlak. Ve vyšších aplikačních úrovních, kde je známa charakteristika vlaku v traťových zařízeních, může být pro určitý vlak vybrán příslušný profil v traťové části zařízení a vlaku je vyslán pouze příslušný profil. Tam, kde to zařízení neumožňuje (např. v aplikační úrovni 1), je vlakům vysílán celý soubor profilů a v mobilním zařízení je vybrán odpovídající profil podle charakteristik vlaku. Rychlostní profil je pak na vozidle korigován podle délky vlaku a kvalifikátoru rychlostního omezení, popř. maximálně možnou odometrickou chybou (pomocí tzv. konfidenčního intervalu odometru lze provést u statického profilu nebo kdykoliv později až do okamžiku srovnání skutečné rychlosti s brzdovou křivkou).

4.3.3 Dočasná omezení rychlosti Dočasná omezení rychlosti mohou být přenesena balízou třemi způsoby: • přidáním informace manuálně do již existující „řetězené“ balízy, • vložením odkazu do existující balízy na balízu, nesoucí informaci o dočasném omezení rychlosti, • použitím neřetězené balízy s identifikací, že jde o dočasnou balízu. Hodnoty rychlostního statického profilu v takto označené balíze pak mají přednost před ostatními přijatými rychlostními profily. Při radiovém přenosu informací je možné informovat RBC, aby omezení zahrnul do statického rychlostního profilu vysílaného vlaku.

4.3.4 Výběr nejvíce omezujícího statického rychlostního profilu Tato funkce vybírá nejvíce omezující rychlostní profil mezi různými statickými rychlostními profily, předzpracovanými funkcí Výpočet statického rychlostního profilu. Situace, kdy bude třeba vytvořit souhrnný rychlostní profil nastanou v případě, kdy do daného úseku zasahuje konec povolení k jízdě nebo jízda přes přejezd, který pro poruchu není zabezpečen atd. Nejvíce omezující rychlostní profil pak sestává z nejvíce omezujících segmentů ze všech individuálních statických rychlostních profilů, kterým vlak musí vyhovět (obr. 4-10). Ke každému segmentu nejvíce omezujícího rychlostního profilu se ukládá informace, dočasné omezení

povolení k jízdě základní rychlostní profil

nejvíce omezující rychlostní profil

Obr. 4-10

která určí rychlostní profil, z něhož pochází. Tak lze i dodatečně rekonstruovat důvod, který k omezení vedl. Všechny výpočtu musí být opět prováděny s uvažováním nejhorších podmínek a tolerancí z hlediska bezpečnosti.

4.3.5 Výpočet dynamického rychlostního profilu Na základě nejvíce omezujícího statického rychlostního profilu a brzdných schopností vlaku lze vypočítat křivky, které jsou použity pro dohled a řízení vlaku. Existuje řada různých křivek, z nichž nejdůležitější jsou (obr. 4-11): • intervenční křivka nouzového brzdění, • intervenční křivka provozního brzdění, • varovná křivka,

50

• přípustná křivka, • předpovědní křivka.

intervenční křivka nouzového brzdění intervenční křivka provozního brzdění varovná křivka přípustná křivka předpovědní křivka Obr. 4-11

První dvě křivky jsou použity pro aktivaci brzd a tady zajišťují, že vlak vyhoví rychlostním omezením. Jestliže vlak překročí některou z těchto křivek, spustí se automaticky brzdění. Ostatní křivky jsou použity pro signalizaci strojvedoucímu a nemají na jízdu vlaku přímý vliv. Bezpečné zpracování pak vyžaduje pouze intervenční křivka nouzového brzdění. Okamžik inicializace nouzové brzdy musí brát na vědomí bezpečným způsobem: • parametry pro matematický model brzdění zadané v módu Zadání dat, • dobu pro přerušení trakce, • možnost, že vlak maximálně akceleruje v okamžiku iniciace nouzové brzdy, • sklony s odpovídající přesností a vlastnostmi vlaku (váha, délka atd.), • nepřesnost odometru, • skutečnou adhesi. Při jízdě za normálních okolností, za úplného dohledu, přípustná křivka ukazuje strojvedoucímu dovolenou rychlost. Když jede příliš rychle (rychlost je vyšší než rychlost určovaná přípustnou křivkou v daném místě) je tato skutečnost strojvedoucímu indikována na MMI (opticky). Pokud to ignoruje a je následně překročena varovná křivka, je strojvedoucí prostřednictvím MMI varován, že vlak jede příliš rychle. Jestliže strojvedoucí nereaguje na varování (akustické i optické) a dojde k překročení intervenční křivky provozního brzdění, bude spuštěna provozní brzda. Jestliže provozní brzdění selže, bude překročena intervenční křivka nouzového brzdění a automaticky bude aplikována nouzová brzda. (Pokud poruchu provozního brzdění lze detekovat jinými prostředky dříve, bude nouzová brzda aplikována přiměřeně dříve.) Předpovědní křivka znázorňuje vývoj rychlosti v závislosti na poloze vlaku v blízké budoucnosti, vycházeje z momentálních příkazů strojvedoucího. (Předpovědní křivka závisí tedy na činnosti strojvedoucího a proto musí být trvale přepočítávaná, kdežto ostatní křivky je třeba přepočítávat pouze při příjmu nové informace z trati, nebo když se změní charakter vlaku.) Křivka tedy upozorňuje na vývoj rychlosti vlaku a slouží k včasnému upozornění strojvedoucího nebo jako pomůcka strojvedoucího ve výběru vhodného odrychlení. Obrázek 4-11 vychází z tzv. bezpečného statického rychlostního profilu - statický rychlostní profil je považován za nepřekročitelný, tedy žádný vlak nesmí v žádném případě jím stanovené meze překročit. Proto jsou křivky dynamického rychlostního profilu konstruovány pod statickým rychlostním profilem (všechny body všech křivek dynamického rychlostního profilu leží pod bezpečným statickým rychlostním profilem) a vlak se za normálních okolností bude pohybovat co nejtěsněji v okolí přípustné křivky. U většiny drah v Evropě jsou však rychlosti ve statickém rychlostním profilu chápány jako rychlosti nominální, kterými se vlak za normálního stavu může pohybovat a restriktivní reakce vlakového zabezpečovacího zařízení je požadována až úměrně ke stupni překročení tohoto profilu. V tomto případě je možné statický rychlostní profil označit za nominální, křivky dynamického rychlostního profilu budou nominální statický

51

rychlostní profil přesahovat (viz obr. 4-12) a vlak se bude pohybovat (s výjimkou rychlostních změn) v těsné blízkosti statického rychlostního profilu. Systém ETCS je schopen obě pojetí statického rychlostního profilu odlišit, počítá se ale, že bude uplatňován pouze způsob druhý, tj. nominální statický rychlostní profil.

Bod ohrožení EOA

Obr. 4-12

Všechny křivky dynamického rychlostního profilu mají dvě části : část s konstantní rychlostí, která zajišťuje, že vlak v příslušném segmentu rychlostního profilu nepřekročí dovolenou rychlost a část přechodovou, která zajišťuje, že vlak do více omezující sekce nepřijede příliš rychle. Tvar křivek při přechodech z vyšší rychlostní úrovně na úroveň nižší (opačný přechod je z hlediska bezpečnosti nezajímavý a je tedy řešen jako skokový) je závislý na vlastnostech brzdy vlaku a sklonu, ale i odporu vzduchu, jízdních odporech atd. Systém může spolupracovat s dvěmi brzdami - provozní brzdou a nouzovou brzdou. Provozní brzda dovoluje komfortní brzdění, poskytuje nejvyšší hodnotu decelerace ale nelze u ní garantovat bezpečnou funkci. Provozní brzdění může strojvedoucí přerušit (obsluhou MMI), pokud je rychlost vlaku nižší než rychlost dovolená. Nouzová brzda je považována za fail-safe a předpokládá se, že bude aplikována pouze v mimořádných případech, kdy provozní brzda spuštěná systémem řádně nepracuje; možnost jejího uvolnění (odbrzdění) závisí na konstrukci a předpisových zvyklostech dané železnice. Problémy vzniknou, když tato nouzová brzda bude dosahovat výrazně nižší decelerace než brzda provozní. Řada vlaků užívá elektropneumatickou brzdu a elektrickou brzdu jako brzdu provozní a jednoduchou pneumatickou brzdu jako brzdu nouzovou. Dosažené odrychlení i aplikační doba nouzové brzdy pak může být výrazně horší než u brzdy provozní. Logické řešení spočívá buď ve využití prokluzových vzdáleností (znázorněno na obr. 4-12 - EOA je konec povolení k jízdě, prokluzová vzdálenost je v naznačeném případě dráha mezi EOA a bodem ohrožení) nebo v takové konstrukci nouzové brzdy, která zajistí (třeba jen jednorázově) stejné nebo dokonce vyšší odrychlení než brzda provozní. Pokud ani jedno řešení není možné, je nutné do systému zanést relativně velké rezervy, tj. všechny křivky posunout odpovídajícím způsobem dolů podle vlastností nouzové brzdy. Také k této otázce musí ČD zaujmout jasné a pro další léta neměnné stanovisko. U brzdového procesu lze rozlišit několik fází. Pokud je vlak v tahu (nebyla předem vypnuta trakce), aktivuje se současně s brzdou proces odpojení trakce. V přechodové fázi, po uplynutí doby reakce, začnou brzdy nabíhat (např. tlak v hlavním potrubí klesá, postupně se aktivují brzdy všech vozidel a vozidla postupně dosahují maximální decelerace). Od tohoto okamžiku jsou brzdy v ustálené fázi (obr. 4-13). Systém ERTMS/ETCS pracuje se zjednodušeným modelem; pro obě brzdy předpokládá, že po době reakce nabíhá odrychlení lineárně na ustálenou hodnotu. Pro vlak je nutné znát oba časové údaje (reakční doba brzdy a doba za kterou naběhne plné odrychlení) a velikost dosahovaného ustáleného odrychlení.

52

a

t

0

doba odpojení trakce doba reakce brzdy

doba náběhu brzdy

ustálený stav

Obr. 4-13

Druhým výrazným činitelem při brzdění je sklon. Ten se k výpočtu předává jako pole bodů délky a gradientu (záporný gradient je klesání) obdobně jako body statického rychlostního profilu. Sklonový profil se upraví podle odometrické chyby, délky vlaku a případně rozložení hmoty ve vlaku. Pak lze pro každý bod určit přídavné tíhové zrychlení (odrychlení) podle jednoduchého vztahu

a g ( i) = g( i) ⋅ g kde

ag(i) je akcelerace způsobená sklonem v bodě i, g(i) je sklon v bodě i - záporné hodnoty při spádu, kladné při stoupání, g = - 9,8 m/s2.

4.3.5.1 Výpočet křivek Křivky jsou obecně počítány zpětně, tj. začíná se v cílovém bodě a pokračuje se ve směru proti vlaku. Nejdříve se vypočítává tzv. základní křivka, kdy se předpokládá, že brzdy mají nulovou reakční a aplikační dobu, tj. případ, kdy vlak brzdí a brzdy se nachází již v ustáleném stavu. Z cílového bodu (obvykle z místa konce povolení k jízdě) se postupuje zpětně dokud se nenarazí na křivku statického rychlostního profilu. Pak se sleduje statický rychlostní profil pokud nedojde ke změně na vyšší úroveň rychlosti. V tomto místě diskontinuity statického rychlostního profilu začne nový výpočet, s novými hodnotami cílového bodu. Podle základní křivky lze vypočítat křivku intervence brzdy beroucí v úvahu přechodovou fázi brzdění. Tato intervenční křivka je pak množinou bodů v nichž je nutné zahájit brzdění, aby nebyla překročena základní křivka. Obě křivky, základní a intervenční, se vypočítávají zvlášť pro provozní a nouzovou brzdu, protože obvykle mají rozdílné parametry. Varovná křivka je v principu křivka intervence provozní brzdy posunutá o jistou rychlost směrem dolů. Inicializuje se vždy, když dojde k jejímu prvnímu překročení a když decelerace zůstává po jistou dobu neměnná a varování trvá dokud rychlost vlaku neklesne pod přípustnou rychlost. Obdobně je vypočítána křivka přípustná s tím rozdílem, že rychlostní diference od křivky intervence provozní brzdy je větší. Diference se pro varovnou křivku uvažuje 5 km/h, pro přípustnou křivku 8 km/h. Aby význam těchto křivek zůstal zachován i při nízkých rychlostech, tyto diference se od určité hraniční rychlosti (cca menší než 20 km/h) dolů redukují vztahem

RD = kde

D⋅V , H

RD je redukovaná diference,

53

D je stanovená diference, H je hraniční rychlost a V je okamžitá rychlost. 4.3.5.2 Uvolňovací rychlost Intervenční křivka nouzové brzdy musí být inicializovaná co nejpozději, ale bezpečně tak, aby vlak nepřekročil cílové místo (za předpokladu, že cílová rychlost je nulová). Výsledkem tady bude, že vlak zastaví v nějaké vzdálenosti před cílovým místem a přesné dosažení cílového místa bude nemožné, protože mu bude zařízení bránit. To by bylo nepraktické ve dvou případech: když vlak potřebuje dosáhnout skutečného cílového místa (např. při dojíždění dlouhého vlaku těsně k odjezdovému návěstidlu, aby byl uvolněn vzadu ležící námezník) nebo v případě, že cílovým místem je místo dalšího přenosu informací na vozidlo (tato situace nastane u zařízení s aplikační úrovní 1 vždy, když vlak zastaví před návěstidlem v poloze „stůj“). Pro tyto případy musí být vlaku umožněno dosáhnout cílového bodu s jistou tzv. uvolňovací rychlostí. Teoreticky vzato je to maximálně taková rychlost, která zajistí, že při přejetí skutečného cílového místa bude vlak zastaven tak včas, aby nepřejel hranice určené prokluzovou vzdáleností (pokud je zavedena) nebo aby nedosáhl místa skutečného možného ohrožení (např. jazyk nebo námezník výměny). Tuto rychlost je možné buď pro daný vlak vypočítat na základě přenesených výše uvedených údajů nebo ji na vozidlo pro danou situaci přímo přenést nebo ji do systému uložit jako obecně platnou např. národní hodnotu.

4.3.6 Pomocné funkce Systém zahrnuje velké množství pomocných funkcí. V následujícím je uveden krátký přehled nejdůležitějších. ♦ Náhradní hodnoty Existuje mnoho faktorů, které musí znát systém pro každou cestu a které by bylo nepohodlné stále zadávat prostřednictvím MMI. Funkce uchovává všechny takové parametry v paměti a nabízí je k použití, pokud nejsou zadané nové hodnoty. ♦ Registrace Tato funkce nahrává a poskytuje data pro pozdější analýzu událostí. ♦ Aplikace provozní brzdy Systémem vydávané příkazy pro provozní brzdu jsou pomocí TIU překládány na příkazy provozní brzdy. TIU tedy logický příkaz ve formě procenta plné provozní brzdy přemění na analogový signál vhodný pro brzdový systém. V případě, že je vozidlo vybaveno více brzdami, rozhoduje kdy bude která brzda aplikována. ♦ Aplikace nouzové brzdy Tato funkce, obdobně jako v předešlém případě, pomocí TIU překládá logický příkaz (aplikovat/neaplikovat nouzovou brzdu) na analogový signál vhodný pro brzdový systém. V případě, že je vozidlo vybaveno více brzdami, opět rozhoduje kdy bude která brzda aplikována. ♦ Test brzdy Je možné testovat řídící obvody brzdy (opět prostřednictvím TIU). Potvrzení o výsledku testu je zasláno opět do TIU. Pokud se vyskytne závada, je informace předána na MMI. ♦ Potlačení funkce záchranné brzdy Tato funkce dává železnici možnost potlačit (odložit) funkci záchranné brzdy vyvolané cestujícím v určitém traťovém úseku (např. tunel, most atd.). ♦ Ovládání pantografu Pantograf lze ovládat ručně, na základě popisu tratě (mapy) nebo příkazy s tratě přenesenými přenosovými kanály systému ERTMS/ETCS. Ovládání se děje opět prostřednictvím TIU, přičemž se bere v úvahu zda je vypnuta trakce, jaká je okamžitá poloha a rychlost vlaku a údaje o časových charakteristikách činnosti pantografu tak, aby došlo k vydání příkazu v optimální době. Funkce také zobrazuje aktuální stav pantografů na monitoru MMI. ♦ Vypnutí trakce Tato funkce může být vyvolána příkazem např. z tratě, ale může být vyvolána i jiným příkazem např. povelem k ovládání pantografu. ♦ Vypnutí hlavního vypínače

54

Obdoba předchozího. ♦ Kontrola dveří Smyslem této funkce je znemožnit rozjezd vlaku pokud nejsou uzavřeny a zajištěny dveře u soupravy. Předpokladem této funkce je příslušný dohledový systém v soupravě. ♦ Sledování odometru Měření prováděná odometrickou jednotkou (vzdálenost, rychlost a přesnost odometru) jsou z hlediska bezpečnosti zásadní. Proto se požaduje, aby rychloměr sám o sobě požadavky bezpečnosti splňoval. Tato funkce však přídavně monitoruje výstup odometru a zjišťuje jeho věrohodnost na základě konzistentnosti poskytovaných údajů (náhlé změny v měření rychlosti a dráhy, nenulová rychlost při stabilním odometrickém čtení atd.). Pokud funkce detekuje poruchu, podává zprávu na MMI, izoluje odometr a aplikuje nouzové brzdění. ♦ Přídavné funkce pro účely lokalizace Funkce detekuje směr ze spojovacích informací, které udávají vzdálenost, identitu a orientaci následné balízy. Porovnáním dvou po sobě jdoucích balíz lze získat informaci o aktuálním směru. ♦ Ochrana proti ujetí a opačnému pohybu Pokud se vlak pohybuje směrem, který neodpovídá povolení k jízdě aplikuje se nouzová brzda. Zároveň tato funkce zřizuje ochranu proti ujetí v případě, že nejsou navoleny jízdní stupně a vlak stojí. ♦ Kontrola vhodnosti tratě Funkce zajišťuje, že trať odpovídá struktuře vlaku. ♦ Textové zprávy Textové zprávy poskytují možnost komunikace strojvedoucího s tratí. Jsou zobrazovány na MMI nebo jsou přenášeny do centrály. Mohou být přenášeny volně nebo kódovaně. ♦ Živák Systém umožňuje zachování stávajících funkcí „živáku“. Přitom může být zachována činnost stávajícího zařízení nebo může stejné funkce zajišťovat přímo systém ERTMS/ETCS. Kontroluje se pak aktivita strojvedoucího v definovaném intervalu s optickým a akustickým varováním. ♦ Zjištění chybějící balízy Funkce detekuje, zda v odpovídajícím místě byla přečtena řetězená balíza. Přitom se bere v úvahu spojovací vzdálenost, poloha vlaku a její nepřesnost, popř. duplikované balízy. ♦ Diagnostické funkce Funkce směřující k získání co nejdokonalejšího přehledu o stavu jak mobilního, tak traťového zařízení. ♦ Celistvost vlaku Tato funkce poskytuje informaci ze zařízení pro zjišťování integrity vlaku. Zároveň umožňuje, aby funkci tohoto zařízení převzal strojvedoucí. ♦ Počítač náprav Systém je připraven pro příjem počtu náprav z počítače náprav a jeho vyslání do centrály. Lze tak dosáhnout ekonomicky zajímavého údaje o vyklizení úseku tratě. ♦ Úrovňové přejezdy V závislosti na stavu přejezdu je možné upravovat rychlost vlaku nebo je možné aktivovat (deaktivovat) přejezdy z vlaku ♦ Varování pracovních čet Obdobně jako v předešlém případě lze z vlaku aktivovat zařízení pro varování pracovních čet na trati nebo snížit rychlost vlaku. ♦ Poskytování informací pro systémy automatického řízení vlaku Předávají se všechny údaje relevantní pro systém automatického řízení včetně zpráv určených speciálně pro tento systém a přenesených systémem ERTMS/ETCS.

55

4.4 TRAŤOVÁ ČÁST Pro přenos informací z tratě na vozidlo a naopak jsou v systému použité tři kompatibilní a takřka libovolně mísitelné subsystémy: • EUROBALISE - prostředek bodového přenosu, jehož kontaktní délka je řádu 1 m (tedy podstatně kratší než délka vozidla) - realizovaný balízou umístěnou na trati uprostřed mezi kolejnicemi, • EUROLOOP • nesouvislý (přerušovaný) přenosový systém realizovaný krátkou smyčkou (řádu desítek metrů), střední smyčkou (řádu stovek až tisíců metrů, ale nepřesahující délku traťového oddílu), nebo • kontinuální přenosový systém realizovaný dlouhou smyčkou (tzv. CETS - Continuous Euroloop Transmission System). • EURORADIO - kvasikontinuální systém realizovaný digitálním rádiem typu GSM-R. Ze všech těchto subsystémů pouze subsystém první - balíza - obsahuje prostředek pro lokalizaci polohy vlaku. Do subsystémů samozřejmě patří i odpovídající část na vozidle.

4.4.1 Eurobalise Balíza si zachovává některé rysy svého výchozího vzoru ze systému JZG 700. V průběhu společného vývoje konsorciem evropských zabezpečovacích firem byly však výrazně vylepšeny její vlastnosti. Balíza nyní může přenášet alternativně telegram délky 1023 bit nebo 341 bit (bezpečná koexistence a rozlišitelnost dvou formátů v systému), přičemž poskytuje prokazatelnou bezpečnost proti různým typům přenosových poruch (viz obr. 4-18), přenos nemusí začínat na počátku telegramu (detekční procedura je zcela transparentní ve vztahu k cyklickému posunu telegramu), rozpoznatelná je i inverze všech bitů telegramu (přičemž je možné ji vyhodnotit jako chybu, nebo ji opravit reverzí). Přenosový systém tak zajišťuje bezpečný a spolehlivý přenos informací až do rychlosti 500 km/h. Obecné blokové schéma traťové části balízy je na obr. 4-14, na obr. 4-15 je blokové schéma přijímací části na vozidle. Pro balízu je definován interface A, který určuje podobu přenášené zprávy a

Kabel (interface S)

Kabel (interface C)

Vzduchová mezera (interface A)

Informace pro vlak Informace z vlaku

Informace trať-vlak

LEU

BEU

Balíza

Napájení

Informace vlak-trať Napájení

Programovací interface Obr. 4-14

napájení mezi traťovou a vozidlovou částí a tedy zajišťuje kompatibilitu balíz různých výrobců. S přepínatelnou balízou na trati koresponduje traťová elektronická jednotka LEU (lineside electronic unit), která zprostředkovává vstupy do balízy z traťového (staničního) zabezpečovacího zařízení. Nepřepínatelné balízy (tj. balízy, které přenášejí pouze fixní informace) LEU nepotřebují, protože fixní informace jsou uloženy přímo v balíze - v BEU (balise electronic unit). Naprogramování BEU a kontrola jeho obsahu je dostupná pomocí utěsněného konektoru na balíze (alternativně bezkontaktní induktivní vazbou programovacího a kontrolního zařízení s balízou). Kabel mezi vlastní balízou a LEU může být za určitých okolností až 3000m dlouhý.

56

Anténa umístěná pod vlakem (v porovnání se systémem JZG 700 podstatně menší a lehčí a alternativně umístitelná na skříni nebo na podvozku) vysílá obdobně jako u systému JZG 700 signál 27,115 MHz ± 5 kHz, kterým aktivuje balízu na trati, takže balíza nepotřebuje žádné vlastní napájení. Balíza

Telegram z balízy

Varování: porucha příjmu

Varování: neúplný tg.

Telegram pro trať

Varování: neúplný tg.

CTODL

Interface B (přijímacího modulu)

Test balízy

Lokalizace balízy

Hledání kompletního telegramu

Test

27 MHz

Kompletace telegramu pro trať

Lokalizační funkce

Napájení Anténa

Interface A

Obr. 4-15

odpovídá tentokrát frekvenčně klíčovaným (FSK) signálem, který v pásmu 3,9 - 4,5 MHz (přesně 3,954 MHz pro logickou 0 a 4,519 MHz pro logickou 1) přenáší na vozidlo telegram rychlostí 564 kbit/s. Anténa tento signál přijme a prostřednictvím přijímacího modulu balízy (BMT) zpracuje a výsledek postoupí ostatním částem mobilního systému. Jak patrno z obr. 4-15, systém pracuje se všemi dostupnými (i částečnými) informacemi a zahrnuje v sobě i diagnostiku. Balíza i přijímací část na vozidle jsou upraveny i pro přenos informací v opačném směru. Formát telegramu je znázorněn na obr. 4-16, telegram je vysílán v pořadí zleva doprava podle obrázku. Začíná blokem tvarovaných dat, který obsahuje uživatelská data, podrobená jistému dále uvedenému tvarování. V dlouhém formátu obsahuje tento blok 83 jedenáctibitových slov, v krátkém 21 slov.

83.11=913 nebo 21.11=231 bit tvarovaná data

3 bit 22 bit 85 bit cb esb kontrolní bity

Obr. 4-16

Tvarování zabírá určité množství bitů, takže počet aktuálních uživatelských bitů je menší (892 resp. 225 bit). Zbytek telegramu tvoří v obou formátech 10 jedenáctibitových slov. Nejdříve následují tři řídící bity (cb control bits), z nichž první je tzv. inverzní bit, který musí být vždy nastaven na nulu a zbylé dva zatím nejsou využity (předpokládá se pozdější využití pro účely dalších variant formátu - zatím musí být nastaveny též na nulu). Následujících 22 bitů jsou zvláštní tvarovací bity (esb - extra shaping bits), které jsou určeny pro

57

tvarování kontrolních bitů. Zbývajících 85 kontrolních bitů (check bits) se skládá ze 75 paritních bitů detekčního kódu a 10 bitů synchronizačních. Za normálních okolností jsou telegramy vysílány opakovaně po celou dobu, kdy vlak balízu míjí. Je však také možné, že během vysílání dojde ke změně telegramu (tato okolnost bude diskutována později). Kódová slova jsou určena generačními polynomy; pro dlouhý formát je použit generační polynom g1(x), pro krátký formát g2(x): g1(x) = x75 + x73 + x72 + x71 + x67 + x62 + x61 + x60 + x57 + x56 + x55 + x52 + x51 + x49 + x46 + x45 + x44 + x43 + x41 + x37 + x35 + x34 + x33 + x31 + x30 + x28 + x26 + x24 + x21 + x17 + x16 + x15 + x13 + x12 + x11 + x9 + x4 + x + 1 g2(x) = x75 + x72 + x71 + x70 + x69 + x68 + x66 + x65 + x64 + x63 + x60 + x55 + x54 + x49 + x47 + x46 + x45 + x44 + x43 + x42 + x41 + x39 + x38 + x37 + x36 + x34 +x33 + x32 + x31 + x30 + x27 + x25 + x22 + x19 + x17 + x13 + x12 + x11 + x10 + x6 + x3 + x + 1 Kódová slova cyklických kódů jsou bezezbytku dělitelná jejich generačním polynomem. Polynomy g1(x) a g2(x) jsou voleny tak, že třikrát opakované kódové slovo krátkého formátu tvoří kódové slovo dlouhého formátu. Tato vlastnost zjednodušuje rozlišení obou formátů. Tvarování zajišťuje (kromě jiného), že se v telegramu nevyskytují úseky s více než 8mi po sobě jdoucími jedničkami či nulami (což ovšem znamená, že se v žádném jedenáctibitovém slově nesmí vyskytnout sledy 00000xxxxxx, 11111xxxxxx, xxxxxx00000, xxxxxx11111, 10000000001, 01111111110) a že každý blok 75ti po sobě jdoucích bitů bude obsahovat nejméně 13 nul, 13 jedniček a 13 přechodů (0-1 nebo 1-0). Kódování celkem sestává ze tří kroků (viz obr. 4-17): 1. tvarování dat - transformace uživatelských dat do jedenáctibitových slov, která vyhovují shora uvedeným podmínkám, 2. výpočet kontrolních bitů, vedoucích k platnému synchronizovanému kódovému slovu, 3. vynucení tvarovacích požadavků pro řídící bity (cb), zvláštní tvarovací bity (esb) a kontrolní bity modifikací bitů esb. Klíčovým problémem tradičních formátů je bloková synchronizace při detekci - ochrana detekčními kódy je podmíněna správnou synchronizací a je obtížné potlačit pravděpodobnost špatné synchronizace pod potřebnou mez. V tomto případě je zvolen opačný postup - přijatá zpráva je nejprve detekována na chybu a teprve potom synchronizována. Využívá se přitom skutečnosti, že cyklicky posunuté kódové slovo vytvořené polynomem g(x) je také dělitelné (bezezbytku) polynomem g(x). Po detekci takového cyklicky posunutého slovo je ovšem nutné vypočítat počet kroků, o které je nutno dekódovaný telegram cyklicky posunout, aby souhlasil s originálem. K tomu účelu slouží synchronizační polynom zvláštních vlastností, pro každý formát jiný. Zmínili jsme již možnost, že během přenosu dojde ke změně vysílané informace. Taková změna uprostřed vysílaného telegramu by zcela narušila

Typ chyby

Počet chybných bitů pro 1023/341 bitů

náhodná chyba shluk chyb ztráta bitu vložení bitu Obr. 4-18

58

< 15/17 bitů < 75 bitů ≤ 1 bit ≤ 1 bit

uživatelská data

tvarování dat formování prozatímních kontrolních bitů tvarování kontrolních bitů platný telegram Obr. 4-17

předpoklady platné pro cyklické kódy - nejde o náhodnou chybu - a jejím výsledkem by mohlo být vyhodnocení falešné zprávy. Tento problém je řešen tak, že v případě změny telegramu se do toku dat (mezi starý a nový telegram) vkládá string složený ze samých jedniček o délce nejméně 75 bit. Kromě vlastní přenosové funkce zajišťuje balíza i funkci lokalizační. Jejím smyslem je co nejpřesněji určit polohu vlaku v momentě, kdy míjí elektrický střed balízy. Tato funkce se provádí hodnocením úrovně signálu v přijímači mobilní části.

4.4.2 Euroloop Krátké a střední smyčky co do přenosových vlastností korespondují s balízou (skupinou balíz) a budou přenášet prakticky tytéž informace; smyčky ovšem nejsou pasivní, ale mají své vlastní napájení ze zdroje na trati a vysílají trvale, bez ohledu na přítomnost vlaku. Jejich logické uplatnění je zejména v aplikační úrovni 1, kde mohou plnit funkce dodatečné informace. Podle prozatímních úvah o aplikaci systému ERTMS/ETCS u ČD se nepočítá s jejich uplatněním ani pro tento účel. Dlouhá smyčka poněkud vybočuje ze systematického přístupu ostatních médií a uvažována je na přání některých železnic, které již zařízení orientovaná na tento druh přenosového média využívají. Zdá se však, že nakonec ani ty nebudou toto médium nadále používat a dají přednost rádiovému systému.

4.4.3 Euroradio Na rozdíl od předchozího média se rádiový přenosový systém nyní považuje za víceúčelový perspektivní komunikační a přenosový systém, který do budoucna bude u všech evropských železnic tvořit univerzální spojení stacionárních center na trati se všemi mobilními jednotkami v oblasti (tj. s vlaky, ale také např.s posunovači, údržbářskými a pracovními četami atd.) a podle potřeby i mezi mobilními jednotkami navzájem. Jako jedna z prvních aplikací datového přenosu na tomto přenosovém systému je právě aplikace pro systém ERTMS/ETCS úrovně 3. Tento přenosový systém, označovaný jako GSM-R, vychází ze standardu digitálního mobilního rádia GSM, který rozšiřuje o speciální vlastnosti potřebné pro železnice. Umožňuje splnit na úrovni veškeré požadavky železnic na mobilní hlasovou i datovou komunikaci efektivněji než doposud používané roztříštěné rádiové komunikace. Požadavky byly definovány skupinou EIRENE, realizace pilotních projektů je náplní konsorcia výrobců a železničních provozovatelů s označením MORANE. Specifické železniční požadavky zahrnují možnost skupinového volání (např. skupina posunu, staničního rádia, údržby atd. pro hlasová volání a skupiny VZ, dálkového ovládání atd. pro datová volání), všeobecného volání, zavedení víceúrovňových priorit, funkční adresaci, adresaci závislou na poloze atd. Spojení probíhá v pásmech

RBC

Euroradio vrstva bezpečné komunikace

GSM-R

Euroradio vrstva bezpečné komunikace

ERTMS mobilní část

Obr. 4-19

vyhrazených pro železnici, tj. 876-880 (890) MHz (uplink) a 921-925 (935) MHz (downlink), na rozdíl od veřejného pásma, které je 890-915 MHz a 935-960 MHz. U datového přenosu lze dnes uvažovat s přenosovou rychlostí 9,6 kb/s (max. 14,4 kb/s). Se zavedením služeb GPRS (GSM Packed Radio Services) se očekává zvýšení na cca 120 kb/s (zavedení cca v r. 2000). (Paralelně běží vývoj digitálního rádia UMTS Universal Mobile Telecommunication System, kde se očekává schopnost datového přenosu větší než 2 Mb/s.) Logické rozvrstvení systémů použitých v ERTMS/ETCS úrovně 3 je znázorněno na obr. 4-19. Jak patrno, GSM-R nemá samo o sobě žádné přímé bezpečnostně relevantní úkoly. Tuto oblast řeší prostřednictvím logické vrstvy bezpečné komunikace až aplikace.

4.5 MOBILNÍ ČÁST Mobilní část řeší typické zabezpečovací problémy dnes již dostatečně prozkoumanými multiprocesorovými prostředky. Přitom je mobilní část, stejně jako celý systém, řešena jako otevřená struktura, která je schopna pojmout do sebe v budoucnu i případně vzniklá nová a lepší řešení dílčích problémů. Architektura systému a soupis jednotlivých bloků je uveden v části 4.1.4.

59

Technicky zajímavá jsou zejména řešení přesné lokalizace vlaku, zajištění aktuálnosti dat, styku s obsluhou (MMI) a zvláštních přenosových modulů (STM). Momentálně jsou tato řešení ještě předmětem ověřování a tak jejich popis by byl předčasný. Uvádíme proto zatím jen základní informace k MMI a TIU.

4.5.1 MMI K systému ERTMS/ETCS je definován ergonomický interface MMI pro předávání informací mezi systémem a strojvedoucím. Funkce interface jsou rozděleny do dvou skupin : povinné a doporučené. Pro každou provozní funkci je stanoveno jaký typ informace musí být zobrazen a pro informace mající vliv na bezpečnost je předepsáno i jak musí být zobrazeny. Normalizovány jsou také akustické informace a zobrazované ikony. Smyslem je zajistit, že všichni evropští strojvedoucí budou schopni systému stejně rozumět a použít ho. Interface přitom bere v úvahu i národní systémy a může zobrazovat i jeho informace. Technologie interface (včetně rychloměru), výběr doporučených funkcí a informace národního systému jsou určovány jednotlivými železničními správami. Jazyk zobrazovaných textů je určen identifikací strojvedoucího. MMI celkově poskytuje informace související s řízením rychlosti a brzd, plánováním, sledováním a akcemi strojvedoucího (obr. 4-20). Za určitých okolností (zejména při částečném dohledu) je třeba, aby určité informace byly zobrazeny bezpečně (např. informace o aktuální rychlosti, některé informace při funkci STM).

Doba do intervence

150 200

Cílová vzdálenost

100

Oblast pro příkazy a informace ikonami

300

50

Oblast pro popis tlačítek

400

0

Mód

Oblast pro: Oblast pro národníl STM •Intervenci systému do brzdy •Dohled aktivity strojvedoucího •Záchranou brzdu pro cestující

178

STM

STM STM

Oblast pro textové zprávy

Architektura hlavní obrazovky ERTMS/ETCS

Obr. 4-20

Kromě MMI musí být na stanovišti strojvedoucího k disposici záložní jednotka pro zobrazení aktuální rychlosti (pro případ poruchy MMI) a indikace, zda ERTMS je v činnosti nebo izolován. Činnost MMI zahrnuje: • zobrazení dynamických informací pro řízení rychlosti a brzdění, • zobrazení zpráv, • zobrazení stavu,

60

• • • •

zobrazení informací pro řízení, zobrazení informací o trati, vstupy strojvedoucího, zobrazení informací STM (národního systému).

Informace vztahující se k řízení rychlosti a brzd musí být (s výjimkou zadávací procedury při stání vlaku) viditelné trvale. Informace vztahující se k brzdění obsahují aktuální vzdálenost do cíle, aktuální rychlost, rychlostní limit a údaje o průběhu brzdění. V oblasti kontroly rychlosti se zobrazuje aktuální rychlost, současná úroveň maximálně dovolené rychlosti a úroveň maximálně dovolené rychlosti u následujícího omezení rychlosti. Vzdálenost do cíle je vyznačena svislou lištou šedé barvy, indikující zbývající vzdálenost do cíle. Vyznačuje se pouze v případě, že se vlak nachází v oblasti brzdění a to s logaritmickou stupnicí (interpolace mezi 0 až 100m je však lineární). Aktuální rychlost vlaku je zobrazena digitálně (tří místné číslo) a ručičkou na analogově zobrazeném (podrobně normalizovaném) rychloměru. Hlavním prostředkem pro zobrazení brzdových informací je lišta umístěná okolo analogového rychloměru. Když je vlak mimo oblast brzdové křivky, lišta ukazuje dovolenou rychlost a cílovou rychlost. Od hodnoty 0 km/h do hodnoty cílové rychlosti má tmavošedou barvu, od hodnoty cílové rychlosti do hodnoty aktuálně dovolené rychlosti má světlešedou barvu. Na hodnotě dovolené rychlosti je lišta v délce cca 2,5 ° rozšířena směrem dovnitř rychloměru a tvoří tzv. háček. Pokud je vlak v oblasti brzdové křivky, je část nad hodnotou cílové rychlosti žlutá. Jsou-li splněny podmínky pro varování, změní se barva na oranžovou, při podmínkách pro intervenci brzdy na červenou. Navíc se čtvercovým indikátorem (stejné barvy jako má lišta) indikuje předpokládaný čas do intervence. Čtverec se zvětšuje nepřímo úměrně k době zbývající do intervence. Na obr. 4-21 je vyznačena situace, kdy rychlost vlaku přesáhla varovnou křivku.

Obr. 4-21

MMI zobrazuje zprávy (upozornění, varování), které mohou být zaslány vlaku nebo vytvořeny funkcí mobilní části systému. Pokud zpráva vyžaduje potvrzení, zůstává zobrazena až do obsluhy tlačítka potvrzení, jinak po určeném čase sama zmizí. Při příchodu nové zprávy zazní krátký akustický signál. Může jít o tzv. kódované texty nebo volné zprávy. U kódovaných textů (ze seznamu normalizovaných) je zaručen překlad do jazyka strojvedoucího. Pro potvzovací funkci existuje jediné povinné tlačítko s určenou polohou. Stav zařízení (např. spuštění brzdy) je vyjadřován předepsanými ikonami. Informace pro řízení mohou zobrazovat jízdní řád, odchylky od jízdního řádu, dodatečné rady pro udržování určité rychlosti atd. Informace o trati se zobrazují na vzdálenostní stupnici v plánovací oblasti. Mohou obsahovat naléhavé příkazy (houkat, stáhnout pantograf atd.) - systém pak na jejich vykonání dohlíží a připomíná jejich aktuálnost. Zobrazeny mohou být také další informace, jako jména stanic, tunely, profil sklonu, statický rychlostní profil, počáteční bod brzdové křivky, kilometrická poloha vlaku na trati atd. Strojvedoucí má v základní poloze možnost zvolit na MMI specifická sub-menu, jako:

61

• MODE - dovoluje strojvedoucímu navolit odpovídající mód funkce (posun, jízda podle rozhledu atd.), • DATA - dovoluje strojvedoucímu zadat svou identifikaci, zapsat číslo vlaku, zadat data o vlaku, zobrazit data zadaná do systému. Vkládání některých dat musí být bezpečné. To je zajištěno použitím určité procedury nebo vnějším zařízením. • SERVICE - zobrazuje výsledky automatických vnitřních testů, umožňuje změny některých parametrů MMI (úroveň akustických signálů, svítivost obrazovky atd.). Součástí MMI je i připravený způsob komunikace mezi MMI a STM, který umožňuje naprogramovat zobrazení způsobem, který odpovídá národnímu systému. Dále se předpokládá, že MMI bude využit i pro ovládání rádia.

4.5.2 TIU Účelem vlakového rozhraní TIU (Train Interface Unit) je zprostředkování styku s jednotlivými zařízeními vně systému ERTMS/ETCS, patřícími k výbavě vozidla (vlaku). TIU musí být schopna porozumět příkazům jádra systému, zpracovat je, přenést je na externí zařízení a hlásit jádru stav externích zařízení. V některých případech může také ukládat data a provádět optimalizační výpočty. Aby to bylo možné, dostává informace o aktuálním čase a aktuální poloze (poslední relevantní skupina balíz a vzdálenost od ní). Z toho je patrné, že TIU může být jednoduchým převodníkem mezi systémem a externími vozidlovými zařízeními, nebo velmi složitým zařízením s vlastní inteligencí. Pro TIU je stanoven seznam dat, která si TIU a jádro systému vyměňují. Jaká zařízení bude skutečně TIU ovládat záleží na vlastnostech vozidla a jednotlivých správách drah. Povinné je pouze připojení nouzové brzdy. Data se týkají následujících zařízení: • nouzová brzda, • provozní brzda, • sběrač, • řídící systém dveří, • celistvost (integrita) vlaku, • těsnost vlaku, • klimatizace, • řízení trakce, • automatické řízení vlaku, • hlavní vypínač, • aktivní naklápění, • živák, • záchranná brzda pro cestující, • detektor pohybu vypnutého vozidla, • zvláštní brzdové systémy (vířivými proudy, rekuperační, magnetické atd.), • palubní akustické a optické signály, • čtečka karet.

62

5. RADIOBLOK Pojmem radioblok se označuje komplexní řídící a zabezpečovací systém, který zajišťuje bezpečný provoz vlaků, přičemž jeho charakteristickým rysem je přímé předávání povelů z radioblokové ústředny na vlak a informací z vlaku do ústředny prostřednictvím přímého radiového spojení mezi radioblokovou ústřednou (RBC) a vlaky (posunujícími díly). Radiobloková ústředna je pak zodpovědná jak za korektní vyhrazování jízdní cesty (po vhodných úsecích) pro jednotlivé vlaky i posun (včetně zajištění protisměrných a následných jízd), tak za vybavování již projeté vlakové či posunové cesty (a to na základě informací vlaků o jejich poloze) a popřípadě i za návrat zařízení do základní polohy po ukončení jízdy vlaku.

Stavědlo

Informace o vozech Databáze koleje Sousední RBC

RBC Funkce RBC pro ERTMS/ ETCS

Traťová zařízení

Vlaky

Traťová zařízení

Varovný systém

Obr. 5-1

Tyto základní funkce může radioblok provádět sám (v případě, že všechny vlaky jsou příslušně vybaveny, včetně zařízení pro sledování celistvosti vlaku) nebo za větší či menší spolupráce s dalšími podsystémy a s úrovní odpovídající potřebám provozu. Radioblokové systémy jsou tak zaměřené buď na řídký provoz na vedlejších tratích, kde jejich hlavní úlohou je s co nejnižšími investičními a provozními náklady řídit a zabezpečovat jízdu vlaků, nebo jsou naopak orientovány na extrémně zatížené tratě, kde jejich hlavním účelem je ekonomicky přístupnými prostředky zajisti vysokou propustnost infrastruktury. Právě tak budou existovat systémy radiobloku využívající již vybudované části klasické sdělovací a zabezpečovací infrastruktury, stejně jako systémy budované na „zelené louce“. Obecné blokové schéma systému radiobloku je na obr. 5-1, na obr. 5-2 jsou naznačeny kooperující části a sítě systému. Jak patrno, pro existující systém dálkového ovládání klasických staničních zabezpečovacích zařízení (DOZ) a rádia (s vhodným datovým kanálem) postačí pouze zajistit nově vstup RBC do rádiové sítě a RBC pak zastává funkci prostředníka mezi již vybudovaným zařízením a vlaky, přičemž optický kanál přenosu informací - návěstidla - se stává nadbytečným a bude sloužit (v redukované míře) jen jako záložní systém pro případ poruchy nebo pro jízdu vlaků nevybavených inteligentním mobilním vlakovým zařízením. Zařízení přitom bude schopno poskytovat i služby, které jdou daleko za rámec možností původního systému, bez podstatných zásahů do již existujícího klasického zařízení (např. zkrácení následného mezidobí prostřednictvím zavedení pohyblivého bloku v RBC). V případě nové výstavby je nasnadě, že mohou odpadnout podstatné části klasických zabezpečovacích zařízení (např. prostředky pro zjišťování volnosti kolejí a návěstidla ve stanici, celé traťové zařízení), protože tyto funkci převezme RBC. Samozřejmým předpokladem pro aplikaci radiobloku je inteligentní vlakové zabezpečovací zařízení na vozidle, v jednoduchých případech (např. pro provoz na vedlejších tratích) postačí pouhý terminál, schopný spolupracovat s brzdovým systémem vlaku. Dále je evidentní, že předpokladem pro to, aby mohl odpadnout nákladný klasický systém detekce vlaku (kolejové obvody, počítače náprav atd.), musí být na vozidle k disposici informace o celistvosti (integritě) vlaku [9, část 10].

63

Radioblokem pro jednoduché poměry jsme se zabývali v publikaci [9, část 17.3]. V následujícím jsou některé podrobnosti k systémům zaměřeným na hlavní či vysokorychlostní tratě a to v souvislosti s vybavením vozidel vlakovým zabezpečovačem ERTMS/ETCS úrovně 2 a 3.

rádiová síť data

fónie

data

Obslužné pracoviště DOZ RBC 1

RBC 2 síť DOZ

Stavědlo A

Stavědlo B

Stavědlo C

Stavědlo D

Obr. 5-2

5.1 ZÁKLADNÍ FUNKCE RBC Rozhodujícími funkcemi RBC jsou : přidělení jízdní cesty, vydání oprávnění k pohybu, monitorování pohybu vlaků, zrušení závěru cesty.

5.1.1 Přidělení jízdní cesty Pohyb vlaků je řízen v reálném čase z obslužného pracoviště, které může být přímo ovládáno dopravním zaměstnancem nebo automaticky, např. dalším nadřazeným systémem s jízdním řádem. U zařízení ERTMS/ETCS úrovně 2, kde je sled vlaků zabezpečován konvenčním zabezpečovacím systémem, jízdní cestu připraví bezpečným způsobem stavědlo a předá ji RBC. RBC ví, pro který vlak je jízdní cesta určena, zná jeho charakteristiku z radiové komunikace s vlakem a může tedy zkontrolovat kompatibilitu přidělené cesty a vlaku (např. nepřekročení jízdního profilu, dovolené nápravové hmotnosti, vhodnost trakce). U zařízení úrovně 3 mohou být vlastnosti stavědla omezeny pouze na schopnost přestavení výměn do správné polohy, jejich uzavření a vyhrazení celé cesty do doby, než dostane pokyn od RBC k jejímu uvolnění. RBC je v tomto případě samo navíc odpovědno za volnost cesty (na základě monitorování pohybu všech ostatních vlaků v oblasti). Přidělení jízdní cesty nemusí probíhat pouze adresně, pro jediný vlak, ale obdobně jako u klasických systémů může být stavědlem pro RBC poskytnuto najednou pro celou skupinu vlaků. V takových

64

případech nebude docházet k uvolnění cesty (výměn) po každém vlaku, ale až na pokyn z RBC po posledním vlaku. Stavědlo má také možnost RBC požádat o uvolnění (vrácení) předané cesty. RBC ji v takovém případě může vrátit jen pokud je zajištěno, že vlak, pro který byla připravována, bude schopen včas zastavit.

5.1.2 Oprávnění k pohybu Jakýkoliv pohyb vlaků (u zařízení ERTMS/ETCS úrovně 3 i posunu) v oblasti řízené RBC musí RBC vlaku povolit. Vydává k tomu účelu vlaku rádiovou cestou povolení k jízdě (viz část 4.1.1). RBC přitom může předávat i charakteristice vlaku odpovídající statický rychlostní profil. Přitom RBC nemusí vydávat povolení k jízdě pro celou připravenou cestu najednou, ale může povolovat jízdu jen po nezbytných částech. To má význam ze dvou důvodů - schopnost rychlé reakce při změně disposic a možnost realizace pohyblivého bloku. Pohyblivý blok pak lze vytvořit s respektováním absolutní nebo relativní zábrzdné vzdálenosti. V prvním případě bude jízda řízena povolením k jízdě pro následný vlak s limitem poslední známé polohy vpředu jedoucího vlaku, v druhém případě bude uvažována ještě nejstrmější možná zábrzdná křivka vlaku vpředu jedoucího a následu bude jízda limitována až k místu nejblíže možného zastavení předního vlaku. Druhý způsob umožní (samozřejmě při respektování nejnepříznivější shody všech tolerancí) jízdu následu v nejmenším možném následném mezidobí. Stejně jako u klasických zařízeních je i v systémech radiobloku uvažován nouzový prostředek pro jízdu vlaku úsekem, od kterého nejsou dostupné bezpečné údaje opravňující k řádné jízdní cestě. RBC je proto schopen za určitých okolností vydat povolení k jízdě podle rozhledu (viz část 4.2.4).

5.1.3 Monitorování pohybu Vlak v zásadě při všech komunikacích s RBC udává současně svou aktuální polohu a to v balízových souřadnicích. RBC je schopen z tohoto údaje za pomoci traťové databáze určit absolutní polohu vlaku. Kromě těchto případů si může RBC, např. při přípravě cest kolidujících nebo následných vlaků, speciálně aktuální polohu určitého vlaku vyžádat. S takto získanými údaji pak RBC, (s ohledem na konfidenční interval a další bezpečnostní rezervy) nakládá příslušně k povaze věci.

5.1.4 Zrušení závěru cesty V aplikační úrovni 2 je za normálních okolností klasické stavědlo samo schopno rozhodnout o tom, kdy je možné zrušit (vybavit) jízdní cestu, protože k tomu má své informace o pohybu vlaků. V aplikační úrovni 3 je k této činnosti vždy nezbytné povolení RBC. RBC povolení ke zrušení závěru jízdní cesty vydá, když zjistí, že poslední vlak, jemuž tuto cestu (nebo její část) přidělil, ji již koncem vlaku minul, nebo jízdu jiným způsobem ukončil, přičemž se opět bere v potaz i nejnepříznivější shoda všech tolerancí (tzv. konfidenční interval).

5.2 OSTATNÍ SUBSYSTÉMY Kromě centrálního obslužného pracoviště (manuálně či automaticky řízeného), stavědel (v klasické či redukované podobě), DOZ, radiového datového přenosového systému a vlakového zabezpečovače zajišťují činnost celého systému ještě další subsystémy spolupracující s RBC.

5.2.1 Diagnostický systém a registrace Zvolené události, ke kterým v RBC došlo, mohou být zaznamenány ze dvou důvodů. Prvním jsou diagnostické účely, kdy registrované údaje dovolí přesně a rychle odhalit místo, kde došlo k problému v činnosti zařízení a napomáhají tak ke zkrácení doby opravy, případně k předcházení poruchy. Druhým

65

účelem je registrovat události, ke kterým v RBC došlo a které mohou být rozhodující pro účely dodatečného šetření provozu, např. při nehodových událostech.

5.2.2 Databáze K funkci systému je nezbytná řada dat. Hlavní jsou soustředěna v traťové databázi, která systému poskytuje informace nutné pro tvorbu statického rychlostního profilu, protože v aplikační úrovni 3 se předpokládá, že informace budou na vlak většinou přenášeny rádiovou cestou. Tato databáze je částí celého souboru zařízení, která jsou odpovědná za tvorbu, správu a kontrolu údajů uložených v mapě jízdní cesty včetně např. přechodných pomalých jízd. Další databáze soustřeďuje veškeré informace týkající se vozidel. Ta je využitelná při dalších operacích v systému, např. pro kontrolu dat zadávaných strojvedoucím.

5.2.3 Další RBC Sousední RBC jsou systémem uvažovány jako další vnější podsystémy. Existuje řada důvodů proč dvě sousední ústředny musí mezi sebou komunikovat, např.: • změna oblasti RBC - řízení vlaku se předává z jedné oblasti do druhé, • funkce při startu mobilního zařízení - např. hlásí-li se vlak na síti, může být v kontaktu s nesprávnou RBC. Nesprávně kontaktovaná RBC pak má možnost kontaktovat správnou RBC. • funkce managementu dat - např. rozdělování informací, výměna databází.

5.2.4 Doplňková zařízení Do systému mohou být podle potřeby a požadavků dráhy zahrnuta další zařízení: • přejezdová zařízení : • kontrolní linky přejezdových zařízení ovládaných klasickými detekčními prvky, • ovládaná na základě informací RBC o pohybu vlaků, • se smíšeným ovládáním, např. pro vlaky s nižší rychlostí ovládání klasickými detekčními prvky, pro vlaky s vyšší rychlostí a vybavené ETCS spouštění před vydáním povolení k jízdě atd., • informační systémy detekující a informující RBC o nepravidelnostech na vlaku i na trati: • indikátory horkých ložisek, • detektory plochých kol, • detektory padajícího kamení, • lavinové detektory, • detektory sesuvu půdy, • detektory větru atp., • zařízení pro varování osob ve stanicích (pro vysokorychlostní tratě), v tunelech, varování pracovních čet ap.

66

6. LITERATURA [1] Poupě O. a kol.: Zabezpečovací technika v železniční dopravě II. díl. NADAS, Praha 1990. [2] Poupě O.: Liniový vlakový zabezpečovač. NADAS 1965. [3] Semernik M.L., Šišljakov A.V.: Bystrodejstvujuščaja avtomatičeskaja lokomotivnaja signalizacija dlja metropolitenov. Transport, Moskva 1970. [4] Jakl J. a kol.: Příručka zabezpečovacích a ovládacích zařízení metra. Dopravní podnik hl.m. Prahy, Praha 1988. [5] Liniový vlakový zabezpečovač a zařízení automatického vedení vlaků typu Pilotage automatique PA 135, DPM, 1995 [6] Zpráva k etapě E 06 státního úkolu P 07 127 808 04 "Traťová zabezpečovací zařízení s relé REL". VÚŽ listopad 1987. [7] Průkaz bezpečnosti mobilní části vlakového zabezpečovače ČSD typ LS-90. VÚŽ, Praha 1989. [8] Materiály A200, ERTMS. [9] Firemní materiály ADtranz (ABB, Ericsson). [10] Chudáček V. a kol.: Železniční zabezpečovací technika. ČD-VÚŽ, Praha 1996. [11] Chudáček V., Kyjovský Vl., Lochman L.: Detekce kolejových vozidel. ČD-VÚŽ, Praha 1997.

67