Модуль1. Основы высокоскоростного железнодорожного транспорта Тема 2. 5.

Модуль1. Основы высокоскоростного железнодорожного транспорта Тема 2. 5. Особенности систем сигнализации 1

Условия движения с высокой скоростью не укладываются в границы возможностей традиционных систем сигнализации, что потребовало новых подходов. Эти границы очерчены, с одной стороны, возможностями восприятия показаний напольных сигналов а с другой – удлинением тормозного пути, не позволяющим остановить поезд на отрезке между предупредительным и основным сигналами. 2

Основные виды передачи информации на поезд Рельсовые цепи. Наряду с контролем свободности пути рельсовые цепи служат для передачи различной сигнальной информации. Кодирование информации осуществляется путем частотной, амплитудной или фазовой модуляции несущей частоты или за счет передачи импульсов. Недостатком рельсовых цепей является потребность в поддержании заданного сопротивления балласта и реализации мер по устранению влияния обратного тягового тока. К достоинствам следует отнести возможность распознавания излома рельса и защиты от опасных ситуаций. Системы сигнализации на основе рельсовых цепей работают на высокоскоростных линиях в Японии, Франции и Италии; 3

Основные виды передачи информации на поезд Кабельные индуктивные шлейфы. Кабель, уложенный вдоль рельсового пути, используется как среда передачи и стационарная антенна. Данные могут передаваться в обоих направлениях. Недостатками по сравнению с рельсовыми цепями являются более высокая вероятность повреждения и большие расходы на установку и техническое обслуживание. Например, кабельные индуктивные шлейфы применяют в Германии в составе системы АЛСН LZB; 4

Основные виды передачи информации на поезд Радиосвязь. Передача по радио относится к наиболее современным технологиям. Преимуществом являются более низкие затраты на напольное оборудование. При использовании радиосвязи важно обеспечить надежное покрытие территории, по которой движется поезд. Передача сигнальной информации возможна в аналоговой или цифровой формах. Радиосвязь используется в европейской системе управления движением поездов ETCS уровней 2 и 3. 5

В памятке МСЖД 734 дана следующая классификация железнодорожных сообщений в зависимости от скорости движения и соответствующих систем сигнализации: для скорости примерно до 140 - 160 км/ч достаточно светофорной сигнализации с традиционным расстоянием (от 1000 до 1500 м) между предупредительным и основным сигналами. При скорости примерно до 200 км/ч, расстояния между предупредительным и основными сигналами недостаточно для остановки поезда, поэтому его торможение осуществляется в пределах двух блок-участков. В Великобритании и Франции в применяемой традиционной системе сигнализации добавляется еще одно предупредительное сигнальное показание. 6

Максимально допустимая скорость при светофорной сигнализации в некоторых странах, км/ч 7

Инфраструктуру для скорости движения более 160 км/ч можно обобщенно классифицировать следующим образом: • Реконструированные линии (максимальная скорость обычно до 200 км/ч). • Новые линии (скорость составляет в большинстве случаев не менее 250 км/ч). 8

Команды на движение и данные о допустимой скорости могут генерироваться двумя способами: • Децентрализованно (например АБ). • Централизованно (например центр автоблокировки RBC). 9

Регулирование скорости может осуществляться следующими способами: • вручную с техническим контролем. • полуавтоматически. • автоматически с поддержкой со стороны человека. • полностью автоматически. 10

При торможении кривая контроля скорости может строитьсяследующим образом: • непрерывный расчет кривой вне границ блокучастков до места изменения скорости. • расчет кривой по промежуточным значениям скорости. • ступенчатая кривая контроля скорости. 11

На высокоскоростных линиях Японии используется полуавтоматическое управление – торможение по соображениям безопасности перед препятствием осуществляется автоматически; машинист управляет процессами тяги и торможения, не влияющими на безопасность, такими, как остановка на перронных путях станций или разгон поезда. Данные с пути на поезд передаются посредством кодовых рельсовых цепей, причем на каждом блок-участке размещены две рельсовые цепи. 12

В 1990 -е годы была разработана более современная система управления, в которой по рельсовым цепям передаются цифровые сигналы. В ней на поезд транслируется следующая информация: • идентификационный код рельсовой цепи; • число впередилежащих свободных блок-участков; • сведения о направлении движения приближении к ответвлениям; • действующие ограничения скорости. На поезде имеются поездные данные и данные об участке. Для измерения пройденного пути служит одометр, показания которого калибруются через небольшие расстояния посредством напольных устройств. 13

Для высокоскоростных линий Франции была разработана система локомотивной сигнализации ТУМ 300, также использующая рельсовые цепи, которые могут достигать в длину до 3000 м (использование конденсаторов). 14

Полезная информация передается посредством частотной модуляции, позволяющей получить в системе TVM 300 18 разных кодов сообщений. 15

Дополнительно при помощи коротких шлейфов возможна точечная передача информации, в частности: • о начале и конце зоны действия системы сигнализации для высокоскоростного движения; • о смене пути; • о разнице между местами обязательной и пермиссивной остановки; • о включении и выключении тягового тока, а также поднятии и опускании токоприемника. 16

Новая система TVM 430 используется на некоторых линиях в некоторых случаях совместно с системой ЕТСS уровня 2. Данные о линии размещены на распорядительном посту ТУМ 430. С пути на поезд передаются цифровые 27 -разрядные сообщения. 17

Особое положение занимает тоннель под Ла-Маншем, соединяющий Францию и Великобританию. В нем использована система сигнализации, в значительной мере идентичная ТУМ 430, однако максимально допустимая скорость в тоннеле составляет 160 км/ч. 18

В Италии система автоблокировки БАСС была адаптирована для линий со смешанным движением высокоскоростных и обычных поездов. В данной системе также используются рельсовые цепи. Длина рельсовых цепей на перегонах составляет в среднем 1350 м, при большей длине происходит нежелательное увеличение времени хода поездов. 270 180 75 19

Сигнализация в системе БАСС передается с помощью девяти или 4 кодов. Наряду с несущей частотой 50 Гц введена вторая несущая частота - 178 Гц, которая также подвергается импульсному кодированию. Передаваемый на этой частоте код позволяет пересчитывать сигнальные показания, транслируемые на несущей частоте 50 Гц, в более разрешающие. Трансляция девяти кодов вместо четырех удлиняет доступный тормозной путь до четырех рельсовых цепей и делает возможным проследование ответвлений с более высокой скоростью. 20

В Германии, организовано смешанное движение высокоскоростн ых и обычных поездов. Это требует двойного оснащения устройствами сигнализации высокоскоростн ых поездов, а также новых и реконструирова нных линий, рассчитанных на скорость более 160 км/ч. 21

В системе LZB, в отличие от рассмотренных выше систем, для обмена информацией между поездом и напольными устройствами служит кабельный индуктивный шлейф. Ключевую роль в ней играет распорядительный пост LZB, в котором хранятся данные об участке и который получает от систем централизации данные о свободных блок-участках и положении стрелок, а от поезда – информацию о его текущем местоположении и тормозных свойствах 22

Система – ERTMS (European Rail Traffic Management System) 23

Система ERTMS имеет две подсистемы : • «напольная» подсистема, которая включает в себя сигналы, систему распознавания и управления, управляющие диспетчерские пульты и систему передачи данных между ними. . • «бортовая» подсистема, включающая все элементы, находящиеся на борту поезда. 24

В системе ERTMS, в которой со временем можно полностью отказаться от боковой напольной сигнализации, разрешения передаются не с помощью сигнала, а с помощью сообщения, выдаваемого системой, обрабатываемого затем бортовой системой и передающегося на Интерфейс Человек/Машина в виде указаний разрешающих поезду движение, в виде ограниченной допустимой скорости и режима ведения поезда. 25

Переход на регулирование движения системой ERTMS определяется двумя основными причинами: • невозможность заменить сразу весь тяговый подвижной состав, работающий на одной линии. • невозможность заменить все оборудование на всей протяженности линии. 26

Уровни системы ERTMS уровень 1 предназначен для нынешних линий, оснащенных боковой сигнализацией, функциональные возможности которых сопоставимы с возможностями систем, где передача информации осуществляется через радиомаяки (например, KVB во Франции), 27

Уровни системы ERTMS уровень 2 предназначен для строящихся линий, с системами передачи сопоставимыми с TVM или LZB, этот уровень 2 также может применяться дополнительно к ныне существующей сигнализации 28

Уровни системы ERTMS уровень 3, позволяющий обеспечить максимальную производительность линии, и обходящийся без путевых устройств 29

Уровни системы ERTMS Различия меду этими тремя уровнями касаются : 1. Способа передачи информации (Eurobalise для уровня 1, GSM-R для уровней 2 и 3). 2. Способом определения местоположения - рельсовыми цепями или счетчиком осей для уровня 1 и 2 или самими поездами на уровне 3. 30

Спасибо за внимание! 31