ETCS – European Train Control System (Европейска система за контрол

151 глобална стратегия за по-нататъшното развитие на ЕRTMS и внедряването му в железопътната система.
През лятото на 1998 г. с основаването на UNISIG (Съюз на европейските компании произвеждащи системи за сигнализация и контрол) започва и провеждането на тестове по отсечки в различни европейски държави, като
Франция, Германия и Италия.
ERTMS е проект, създаден от шест члена на UNIFE (Асоциацията на
Европейската железопътна индустрия), съвместно с Европейската общност и
GSM – индустрията. Участници ш проекта са: ALCATEL, ALSTOM, ANSALDO
SIGNAL, BOMBARDIER, INVENSYS и SIEMENS.
Към ERTMS освен автоматичната система за защита на влаковете, която ще замени съществуващите национални системи, има още един компонент
GSM-R.
GSM-R, комуникационната платформа на ERTMS и е разработена от
Европейския институт по стандартите в телекомуникациите (ETSI). Тя е неотменна част от GSM. GSM-R е платформа за мобилни комуникации, която отговаря на нуждите на железопътните оператори и предоставя широка гама телекомуникационни услуги, носещи честоти, допълнителни услуги и различни мрежови опции. Напълно съвместима е с ISDN и IP. GSM-R е разработена като неотменна част от стандартния пакет GSM и няма документи или спецификации, различни от този стандарт. Честотният обхват е включен в радио-спецификациите на GSM. Една мобилна станция на GSM-R трябва да улавя и обществения честотен обхват на GSM 900, както и разширения честотен обхват на GSM 900. Така тя ще може да бъде използвана и в обществените GSM мрежи. Влаковете могат да бъдат регистрирани чрез функционални номера, които са отбелязани в мрежата като еквиваленти на конкретни телефонни номера (MSIDN). Друга основна задача пред GSM-R е осигуряването на достатъчно високо качество на услугите при високи скорости.
Това е цифрова мрежа, доработена стандартна система за GSM, работеща в обхвата 900 MHz. Тя позволява да се повиши качеството на обслужване на абонатите и нивото на безопасност. Тази система служи за диалог между управляващия център и локомотива, с което се постига безопасното водене на влака. Доработката се свежда до изграждане на център, който да позволява работата на един локомотив едновременно с две клетки. Това означава, че реално покритието на ж.п мрежата трябва да бъде 200 %. Центърът може да се надгражда и да управлява влаковете по цялата жп мрежа. В момента в Европа всички жп администрации изграждат GSM-R.
Системата ERTMS има три нива:

Ниво 1
Това ниво се нуждае от светлинна сигнализация – стандартни севетофори
(евросемафори), управлявана от командния център и разположена странично на релсовия път. Всеки сигнал е свързан чрез кабел към крайпътните електронни устройства (LEU) и към съответната активна еуробализа (eurobalise – устройство за точково предаване на данни). Комуникацията между еубализата и състава се осъществява чрез специфичен предавателен модул (STM).

152
Показанията от сигнала се преобразуват в определен вид протокол, който се предава на бордовото оборудване при преминаването на влака върху нея. То обработва информацията и я подава на дисплея при локомотивния машинист.
По този начин бордовата система, респективно машиниста регулира скоростта, като знае какво да очаква като показание на следващият сигнал.
Позиционирането на влаковия състав се извършва от програмирани неактивни бализи, който при преминаването му над тях получава съхранената в тях информация. За следене движението на влаковия състав и неговата цялост се използват релсово-токови вериги или броячи на оси (фиг. 16.5).
Фиг. 16.5. Ниво 1 на ERTMS
Чрез поставянето в системата на Euroloop (устройство за непрекъснато предаване на данни) се дава допълнителна възможност на бордовото оборудване да получава предварителна информация за показанието на следващата попътна сигнална точка. По този начин още по-добре се регулира скоростта на движението. Това ниво има възможност да бъде допълнено и с радиоуправление на активните евробализи (фиг. 16.6).
Фиг. 16.6. Ниво 1 на ERTMS с радио допълване – GSM-R

153

Ниво 2
Това ниво (фиг. 16.7) не изисква странична сигнализация. Разрешението за движение на влаковия състав се предава чрез GSM-R връзка на бордовото оборудване от радио-блок център – RBC. Ниво 2 може да бъде изградено и със запазване на влаковите сигнали по трасето. За определяне на местоположението на влака се използват фиксирани евробализи, разположени на определени места по трасето. Целостта на влака се определя също, както при ниво 1 от релсово- токови вериги или броячи на оси. Получената информация от радио-блок центъра се обработва от бордовото оборудване и се предава на дисплея на локомотивния машинист. По този начин то определя и регулира скоростта на движение на състава.
Разрешението за движение се предава на влака също от радио-блок центъра. Това ниво може да бъде изградено в два варианта – със запазване на влаковите сигнали по трасето и без влакови сигнали. За корекция на местоположението на влака се използват фиксирани евробализи, разположени на определени места по трасето.
Фиг. 16.7. Ниво 2 на ERTMS

Ниво 3
Ниво 3 на ERTMS (фиг. 16.8) е все още в процес на изпитания и има отношение към самото управление на трафика. Влаковете сами изпращат сведения за положението си по линията, което позволява оптимизиране на капацитета на пътя и намалява още повече необходимостта от наземни съоръжения.
Това ниво представлява надграждане на съществуващото ниво 2.
Влаковете определят своето местоположение чрез поставените на пътя бализи, а има възможност това да се извършва и с помощта на глобалната позиционираща система (GPS). Радио-блок центъра управлява движението на влаковете заедно с безопасната зона (подвижен блок-участък) около тях.
Дължината на зоната се променя в зависимост от скоростта на движението.

154
Отпада необходимостта от релсово-токови вериги или броячи на оси, тъй като целостта на влака се следи от бордовото оборудване. Постига се максимална пропускателна способност на железопътната инфраструктура. Напълно се премахват влаковите сигнали и голяма част от апаратурата на осигурителната техника по железния път. Остават само стрелковите апарати и прелезните устройства, които се управляват от радио-блок центъра.
Фиг. 16.8. Ниво 3 на ERTMS
16.4. Възможности за използване на GPS в железопътната техника
Спътниковите навигационни системи получиха огромно приложение във всички видове транспорт - сухопътен, морски, въздушен и железопътен.
Американската спътникова система GPS (NAVSTAR) е сертифицирана и е с доказани характеристики. В близките няколко години се очаква Европа да бъде обслужвана от три спътникови навигационни системи GPS, Galileo и
ГЛОНАСС.
Следващото поколение спътникови навигационни системи са допълнените (диференциалните) навигационни системи – DGPS. Това са диференциални навигационни системи, при които се използват базови станции с известни координати, които изпращат сигнали за корекция на всички потребители на навигационна информация. Последните години са белязани с мощно навлизане на космически базираните допълнени навигационни системи, при които станциите, изпращащи сигнали, са базирани в космоса и това са геостационарни спътници. Подобни системи се разработиха или се разработват в САЩ (WAAS), Европа (EGNOS), Индия (GAGAN), Япония (MSAS) и др.
Американската и европейската допълнени системи са вече и сертифицирани за определен клас навигационни услуги.
Европейската космическа агенция (European Space Agency - ESA), като член на тристранната група за разработка и приложение на системата EGNOS работи по няколко проекта, финансирани от Европейския съюз, за използването

155 на космически базираните допълнени спътникови навигационни системи. В много напреднал етап на работа е приложението на системата EGNOS за авиационни цели. По подобен път се върви и при използването на системата
EGNOS за нуждите на железопътния транспорт.
Управлението на железопътния транспорт и в частност на подвижния релсов състав в съвременните условия постави високи изисквания по отношение на интегритета на цялата система, достъпността и точността при определяне на координатите на влаковите състави. В този смисъл още през
1994 г. Международният железопътен съюз (International Railways Union - UIC) декларира важността на спътниковите навигационни системи за железопътния транспорт и по-точно необходимостта от:

Приложение на спътниковите навигационни системи за по-ефективно и безопасно използване на съществуващите технологии за управление;

Замяна на съществуващите стационарни системи и средства за управление и определяне на местоположението на влаковите състави, когато спътниковите навигационни системи достигнат еквивалентни характеристики на по-ниски цени;

Създаване на нови железопътни системи и средства за управление на базата на спътниковите навигационни системи, които са технологически невъзможни за реализация със съществуващите наземни средства за управление.
Системата GPS работещата съвместно с нея допълваща система EGNOS, откриват нови възможности и перспективи пред железопътния транспорт. Така в края на 2001 г. стартира проектът ECORAIL (EGNOS Controlled Railway
Equipment), чиято задача е да демонстрира възможностите и ползите от приложението на системите GPS и EGNOS, при интеграцията им с
Европейската система за управление на влаковия състав и Системата за управление на железопътното движение ERTMS. Този проект е ръководен от
ESA с участието на институти и организации от Европа. Целите, които си постави проектът са:

Подобряване на характеристиките на системите за управление с паралелно намаляване на грешките при управление на влаковите състави и възможните откази в системите за управление;

Намаляване консумираното гориво на базата на по-точното определяне местоположението на влаковите състави и тяхното движение във времето;

Повишаване ефективността на системите за сигнализация по информация за координатите и скоростите на влаковия състав;

Интегриране на централизираните и бордни системи за по-добро диагностициране на състоянието на влаковия състав, повишаване на достъпността и интегритета на системата за позициониране и управление на трафика;

Определяне на местоположението на влаковия състав за подобряване управлението на железопътния транспорт, оптимизация на капацитета

156 на трафика, бързо възстановяване на трафика след принудителни прекъсвания и извършване на работи по железопътната инфраструктура;

Оптимизация на графика на експлоатационния персонал;

Създаването на интелигентни системи за подпомагане работата на експлоатационния персонал;

Оценка на възможните оптимални траектории за движение.

Синхронизиране на движението на влаковите състави на базата на единното системно време на системата GPS.
Използването на GPS и EGNOS в железопътния транспорт ще върви по пътя на интегрирането и в обща система за навигация със съществуващите навигационни системи. В момента доминиращи са две такива системи – скоростомер и транспондер. Транспондерът е стационарен и свързан с релсите.
Преминаването на влаковата композиция води до много точно определяне на координатите на борда. Тази информация служи за корекция в информацията на скоростомера, чиито показания могат да натрупат интегрална грешка.
Наличието на спътниковите навигационни системи може да доведе до отпадането на транспондера като навигационно средство, имайки предвид, че грешката при използване на EGNOS е с нулево математическо очакване. В такъв случай интегрирането на спътниковата навигационна система със скоростомера ще доведе до много висок интегритет, достъпност и точност на интегрираната навигационна система.
Значима стъпка във внедряването на GPS технологиите в железопътната осигурителна техника представлява проектът LOCOPROL (LOw COst satellite based train location system for signalling and train PROtection for Low density traffic railway lines). Разработва се от консорциум от единадесет европейски фирми и железопътни администрации с водещото участие на ALSTOM. В проекта участва и Китай.
GPS технологиите, развиващи се в днешно време много интензивно, все повече намират приложение в железопътната техника. Това позволява намирането на ефективни и надеждни решения, които са с достатъчна съвместимост с европейските тенденции, залегнали в проекта ERTMS.

157

Изтегляне 4.37 Mb.

Сподели с приятели: