ZA TREŚĆ NIE PONOSZĘ ODPOWIEDZIALNOŚCI. Obszerne fragmenty zaczerpnięte z książki autorstwa p. Mirosławy Dąbrowy – Bajon i część ze stron internetowych, gdzie jest to wyszczególnione i z innych źródeł.

STEROWANIE RUCHEM KOLEJOWYM II – zagadnienia egzaminacyjne

1. Struktura EBILOCK 850 [MOŻE KTOŚ WIE JAKIE SĄ RÓŻNICE MIĘDZY EBILOCKIEM 850 a 950?]

Nastawnica komputerowa EBILOCK 850 składa się ogólnie rzecz ujmując z kilku poziomów strukturalnych.

1. Poziom operatorski – na tym poziomie umożliwiono operatorowi wprowadzania za pomocą klawiatury lub myszy odpowiednich poleceń, które następnie są przetwarzane i transmitowane do poziomu zależnościowego. Drugim zadaniem poziomu operatorskiego jest pobieranie informacji o sytuacji ruchowej i stanie systemu z komputera zależnościowego oraz tworzenie obrazu tej sytuacji wyświetlanego na ekranie monitora tzw. Ebiscreen.

2. Poziom zależnościowy – składa się z dwóch komputerów zależnościowych o identycznej strukturze sprzętowej pracujących na procesorach firmy Motorola. Jeden komputer pracuje jako zasadniczy, a drugi jako gorąca rezerwa. W trakcie pracy w komputerze zasadniczym jednocześnie przetwarzane są 2 programy (A i B) stworzone przez różne zespoły programistów. Analizowane wyniki z tych programów są następnie porównywane. W razie wystąpienia niezgodności, system przełącza się na pracę zasadniczą na komputerze gorącej rezerwy.

3. Poziom modułów transmisyjnych – przekazują polecenia i meldunki przez dwuprzewodowe pętle transmisyjne danych do obiektów sterowanych. Dzięki tym pętlom połączona jest nastawnica z koncentratorami w terenie z dwóch stron, co powoduje, że nawet w razie przerwy w linii, zawsze istnieje możliwość dotarcia sygnału „z drugiej strony”.

4. Poziom przewodów z koncentratorów – rozchodzą się przewody do wszystkich obiektów sterowanych w terenie tj. napędy zwrotnicowe, obwody świateł sygnałowych, sterowniki zapór drogowych, urządzenia przekazywania informacji do pojazdu, odbiorniki obwodów torowych.

Zaprogramowanie nastawnicy komputerowej

Nastawnica komputerowa EBILOCK 850 może pracować pod specjalizowanym systemem operacyjnym lub pod standardowym systemem czasu rzeczywistego. W systemie analizowane są bez przerwy równocześnie dwa programy, a następnie są porównywane. Czas realizacji cyklu przetwarzania obu programów wynosi 0,6 s. W razie wystąpienia niezgodności nastawnica przełącza się na pracę na komputer gorącej rezerwy, o czym informowany jest także operator.

Nastawnica musi mieć zapewnione wykrywanie nawet krótkotrwałych zdarzeń występujących w okręgu sterowania. Np. przejazd lokomotywą przez krótki odcinek izolowany nie może pozostać niezauważony. Nastawnica jest zaprogramowana za pomocą wprowadzonych danych w postaci tablicy danych wejściowych o obiektach, którym przypisane są atrybuty stałe i zmienne. Atrybuty stałe to np. nazwa sygnalizatora lub zwrotnicy, a zmienne to stan obiektu np. wyświetlanie sygnału „stój”, zwrotnica w położeniu „+”.

Przetwarzanie zależności zapewnione jest za pomocą tzw. równań zależnościowych, które opisują sposób przetwarzania każdej funkcji systemu dla każdego elementu w celu uzyskania wymaganego stanu.

Bezpieczeństwo i niezawodność nastawnicy komputerowej EBILOCK 850 realizowana jest poprzez dwukrotne zapisywanie danych do przetwarzania w konwencji odwracania wartości bitów i odwracania kolejności bitów. Porównywanie wyników odbywa się na różnych poziomach struktury: na poziomie zależnościowym + synchronizacja i ostatni raz w sterownikach samych obiektów sterowanych. Stan urządzeń sterowanych kontroluje się nadzorując stan zestyków tych urządzeń lub za pomocą próbkowania wielkości prądu.

Połączenia w tej nastawnicy komputerowej wykonane są w sposób kablooszczędny tzn. do koncentratorów doprowadzone są tylko dwukanałowe pętlicowe linie transmisyjnych i dopiero od koncentratora do sterowników konkretnych obiektów przebiega wiele pętli transmisyjnych. Taka struktura powoduje niezawodność połączeń. Sygnał przekazywany jest z nastawnicy przez pętle w postaci w pełni cyfrowej. Dopiero w sterownikach następuje przekształcenie sygnału cyfrowego na sygnał analogowy sterowania pracą obiektów sterowanych.

Bezpieczeństwo nastawnicy komputerowej EBILOCK 850:

- istnieje uzgodniony i zaakceptowany przez specjalistów zapis algorytmu przetwarzania realizujący logikę sterowania

- dwukanałowość przetwarzanych danych w programach napisanych przez różne zespoły programistów zgodnie z ustalonymi zasadami i zapisanych w różnych obszarach pamięci

- następuje pobieranie danych do przetwarzania z dwu zbiorów reprezentacyjnych.

1. Funkcje dyspozytora i obieg informacji przy ustawieniu kierunku blokady liniowej typu Eac na linii jednotorowej.

   Blokada Eac jest obecnie popularnym rozwiązaniem w kolejnictwie polskim, dzięki swoim niewątpliwym zaletom użytkowym. Kolejne posterunki odstępowe połączone ze sobą kablem zależnościowym dwużyłowym, a przekaźniki pracują w sposób kaskadowy.

   W przypadku konieczności włączenia kierunku blokady liniowej Eac na linii jednotorowej dyspozytor musi wykonać szereg czynności:

1. Włączenie blokady rozpoczyna się z chwilą naciśnięcia przycisku Wbl. W obwodzie przekaźnika Wbl kontrolowane są wszystkie stany przekaźników liniowych i przekaźników kierunkowych i dochodzi do wzbudzenia się przekaźnika Nc, który swoim zestykiem włącza napięcie przemienne o wartości 30 V do układu liniowego i sygnał jest przekazywany do pierwszego posterunku w kierunku stacji Następnej.

2. Na posterunku sygnał kryterium c (prądu przemiennego) zasila przekaźnik Jc, a następnie jest przetransmitowany w kierunku następnego posterunku. Sytuacja powtarza się również na kolejnych posterunkach w kierunku stacji Następnej.

3. Na stacji Następnej wzbudza się przekaźnik Jc. Od tego momentu za pomocą przycisku Pzk dyżurny na tej stacji poprzez naciśnięcie go zostanie wzbudzony przekaźnik Pzk, a przy spełnionych wszystkich warunkach, odwzbudzi się przekaźnik Dp. Odcina to możliwość odbioru prądu stałego i rozpoczyna nadawanie sygnału prądu stałego w kierunku stacji Pierwszej.

4. W kierunku stacji Pierwszej wysyłany jest w zależności od wskazań z prostowników zestawu elektronicznego ZEM przez zestyki przekaźników kontroli sygnalizatorów, sygnały prądu stałego kryteriów: a, a+d lub b+d.

5. Na posterunku najbliższym stacji Następnej odbierane są sygnały prądu stałego przez właściwe do tego przekaźniki liniowe Ja, Ja+Jd, Jb+Jd. Powoduje to w konsekwencji w zależności od sygnałów nadawanych na semaforze wjazdowym, nadanie odpowiednich sygnałów na sygnalizatorach odstępowych oraz sygnały prądu stałego przekazywane są na następny posterunek w kierunku stacji Pierwszej.

6. Sygnały prądu stałego docierają do stacji pierwszej. Wzbudza się przekaźnik Jb oraz przekaźnik Op, który swoim zestykiem odwzbudza przekaźnik Nc, a to powoduje wyłączenie nadawania sygnału c. Na posterunkach dochodzi do zwolnienia przekaźników JcP itd. Zestyki przekaźnika Op i przekaźników Ja, Jb i Jd umożliwiają wyświetlenie światła zezwalającego na semaforze wyjazdowym stacji Pierwszej.

Przejazd pociągu przez szlak powoduje kolejno zwalnianie przekaźników torowych It, a także przekaźników liniowych J i zostaje podany sygnał zabraniający jazdy na semaforach kolejnych posterunków odstępowych.

Zwalnianie blokady

Może nastąpić automatycznie po wjeździe pociągu na stację Następną, co jest zalecane w przypadku szlaków jednotorowych. Następuje to poprzez wzbudzenie przekaźnika Zwp. Zwolnienie blokady jest również możliwe do dokonania w sposób manualny poprzez wciśnięcie przycisku Zwbl, które inicjuje przejście w stan czynny przekaźnika Nc i nadanie sygnału c w kierunku stacji Pierwszej.

1. Dochodzi do wzbudzenia przekaźnika Jc pod warunkiem jednak, że szlak jest wolny, co może być kontrolowane przez przekaźniki torowe It.

2. Przy spełnionych wszystkich warunkach, odwzbudza się przekaźnik Op.

3. Na stacji Pierwszej przy czynnym przekaźniku Jb, wzbudza się przekaźnik Nc i do linii transmisyjnej jest ponownie włączany sygnał c i transmitowany do stacji Następnej.

4. Na stacji Następnej dochodzi do wzbudzenia przekaźnika Dp, który wyłącza nadawanie prądu stałego do obwodu liniowego.

5. Następuje wygasanie na kolejnych posterunkach sygnałów i zwolnienie przekaźników liniowych i kierunkowych.

6. Zwolnienie przekaźników Jd oraz Jb na stacji Następnej powoduje zwolnienie przekaźnika Nc i wyłączenie nadawania sygnału c. Na kolejnych posterunkach odstępowych zwalniają kolejno przekaźniki JcN – koniec procesu zwalniania blokady.

1. Funkcje Centrum Zdalnego Sterowania Ruchem Kolejowym.
   Urządzenia zdalnego sterowania ruchem (ZS) umożliwiają prowadzenie ruchu z jednej nastawni na obszarze kilku posterunków. Pracownikiem Nastawni Zdalnego Sterowania jest odcinkowy dyżurny ruchu. Polecenia nastawcze i meldunki o stanie urządzeń i sytuacji ruchowej muszą być szybko i niezawodnie transmitowane między obsługą i pulpitem sterowniczym a urządzeniami w terenie.

   Urządzenia zdalnego sterowania ruchem składają się z:

   - wyposażenia Nastawni Zdalnego Sterowania (NZS)

   - wyposażenia Obiektów Zdalnego Sterowania lub Miejscowego Sterowania (OZS lub OS)

   - linii transmisyjnych łączących NZS i OZS oraz urządzenia zasilające.

   Urządzenia NZS obejmują:

   - wyposażenie stanowiska odcinkowego dyżurnego ruchu

   - zestaw mikrokomputerów realizujących funkcje wprowadzania poleceń dyżurnego i przetwarzania ich na postać transmitowaną do OZS

   - modemy transmisji poleceń i odbioru meldunków oraz układy przetwarzania odebranych meldunków

   Urządzenia OZS obejmują:

   - modemy transmisji meldunków do i z NZS

   - moduły zgodnego z adresem przekazywania poleceń do urządzeń nastawczych i adresowania meldunków od urządzeń nastawczych

   Zdalne sterowanie ruchem – scentralizowane sterowanie urządzeniami SRK na obiektach zdalnie sterowanych z nastawni zdalnie sterowanej (NZS), a w ramach tego podstawowe funkcje to:

1. Wprowadzanie poleceń dyżurnego dotyczących

   - nastawiania przebiegów pociągowych i manewrowych w okręgu ZS objętym przekaźnikowymi lub komputerowymi urządzeniami srk

   - indywidualnego nastawiania zwrotnic i sygnalizatorów na obszarze ZS

   - obsługi urządzeń samoczynnej i półsamoczynnej blokady liniowej oraz urządzeń samoczynnej sygnalizacji przejazdowej

   - sterowania urządzeniami sygnalizacji pożarowej i włamaniowej, elektrycznego ogrzewania rozjazdów, oświetlenia itp.

2. Zbieranie informacji o miejscu znajdowania się pociągu w obszarze kontrolowanym

3. Obrazowanie aktualnej sytuacji ruchowej w postaci liczby i numerów pociągów umieszczonych na ogólnych, przeglądowych i szczegółowych szkicach układów torowych kontrolowanego obszaru

4. Prezentowanie planowanego i rzeczywistego wykresu ruchu pociągów dla dowolnego wycinka i całego obszaru

5. Kontrola zgodności jazd rzeczywistych i planowanych

6. Przesyłanie dla posterunków ruchu poleceń dyspozytora np. odwoływanie pociągu

7. Regulacja, synchronizacja i zmiana czasu w całym systemie

8. Przechowywanie i wywoływanie rozkładu jazdy dowolnego pociągu i rozkładu jazdy dla posterunku

9. Archiwizowanie procesu ruchowego

10. Tworzenie i przechowywanie dzienników ruchu wszystkich posterunków

11. Tworzenie raportów stacyjnych i dyspozytorskich np. raporty o przebiegu pociągów

12. Tworzenie zestawień statystycznych np. nt. regularności ruchu

13. Wykrywanie konfliktów ruchowych i tworzenie systemów doradczych

14. Przekazywanie informacji o pociągu dla podróżnych

15. Przekazywanie informacji do organów tj. np. jednostki ochrony kolei

16. Kierowanie do sektorów ruchu pasażerskiego i towarowego dla celów tj. śledzenie przesyłek

Obiekty Zdalnego Sterowania OZS realizują funkcje tj.:

1. Odbiór poleceń z NZS

2. Automatyczna realizacja poleceń indywidualnych i grupowych dotyczących np. przebiegowego nastawiania oraz poleć samoczynnie powtarzanych

3. Nadawania meldunków o stanie urządzeń i sytuacji ruchowej danego posterunku do NZS

4. Programowej obsługi urządzeń SRK, czyli sprawdzanie warunków realizacji poleceń

5. Rejestracji zdarzeń

6. Programowej obsługi transmisji z i do NZS

7. Odtwarzania na żądanie zapisów rejestratora zdarzeń na terminalach technicznych

1. Urządzenia pojazdowe i liniowe systemu ETCS.

Europejski System Sterowania Pociągiem (European Train Control System) jest to system odpowiedzialny za zapewnienie możliwości bezpiecznego prowadzenia pociągu na europejskich szlakach kolejowych. System ma być stosowany głównie dla kolei dużych prędkości, a jego cechą charakterystyczną jest to, że opiera się on na kabinowej informacji dostarczanej bezpośrednio ze szlaku. System ETCS jest częścią większego systemu ERTMS (European Rail Traffic Management System), która ma zapewnić w przyszłości większą interoperacyjność kolei operujących na obszarze Europy. Uzgodniono cztery najważniejsze warunki, jakim musi sprostać przejazd pociągu kolei dostatecznie interoperacyjnej:

1. Przejazd bez zatrzymywania się na granicach

2. Przejazd bez zmieniania lokomotywy na granicach

3. Przejazd bez zmieniania maszynisty na granicach

4. Przejazd bez wykonywania jakichkolwiek innych niż standardowo określone w ERTMS zadań przez maszynistę.

System ERTMS składa się z 2 części:

1. System GSM-R – kolejowa odmiana łączności komórkowej GSM przeznaczonej do transmisji danych pakietowych wykorzystywanych w celu np. lokalizacji, telemetrii, telematyki, jako nośnik danych do ETCS oraz do transmisji głosowej

2. ETCS – dotyczy sygnalizacji kabinowej i automatyzacji prowadzenia pociągów.

3. ETML – (European Traffic Management Layer) – Europejska Warstwa Zarządzania Ruchem

W zależności od stopnia zaawansowania systemu ETCS, podzielono go na 3 poziomy oznaczające także stopień przepustowości linii i maksymalną dopuszczalną prędkość.

1. Poziom 1 – jest to poziom, w którym maszynista musi jeszcze obserwować sygnały nadawane na szlaku i informacja o sygnałach bezpośrednio w kabinie jest ograniczona. Za pomocą balis i przez anteny zainstalowane w lokomotywie odbierana jest informacja o zezwoleniu na jazdę zależnie od wskazań sygnalizatora. Odbierany sygnał jest wizualizowany na specjalnym monitorze w kabinie maszynisty. Umożliwia to nadzorowanie jego pracy i sposobu prowadzenia pociągu. Lokomotywa poruszająca się po szlaku wyposażonym w poziom 1 ETCS musi posiadać: bezpieczny komputer EVC, komputer do komunikacji z maszynistą MMI, rejestrator, odometr, anteny do odbioru sygnałów z transponderów (balis). Wszystkie elementy połączone są w magistrali ETCS-bus. Parametry 1 poziomu ETCS: czas następstwa t_n = 3 min, liczba pociągów na godzinę N_max = 20 poc/h, prędkość maksymalna V_max = 160 km/h.

2. Poziom 2 – za pomocą obwodów torowych jest przekazywana sygnał do lokomotywy nt. zajętości odstępu i dopuszczalnej prędkości jazdy. Na tym poziomie sygnalizatory przytorowe mogą nie być instalowane o ile wszystkie kursujące po tym szlaku lokomotywy wyposażone są w urządzenia ETCS poziomu 2. Na poziom 2 składają się ponadto urządzenia, które muszą być zainstalowane w lokomotywie tj. urządzenie do obsługi cyfrowego kanału radiowego (EURORADIO), tor musi być dodatkowo wyposażony w Centra Sterowania RBC komunikujące się z lokomotywą. Generalnie jest to poziom bazujący na ciągłej dwukierunkowej wymianie transmitowanych danych. Parametry 2 poziomu ETCS: czas następstwa t_n = 2 min 30 sek., liczba pociągów na godzinę N_max = 24 poc/h, V_max = 300 km/h.

3. Poziom 3 – na tym poziomie zadanie kontroli zajętości torów zostaje przeniesione z urządzeń przytorowych do urządzeń kabinowych. Można zrezygnować z takich urządzeń torowych jak liczniki osi, dzięki zastosowaniu w lokomotywach 3 poziomu ETCS systemu kontroli całości składu TIU. Zezwolenia na jazdę i sytuacja kontrolowana jest za pomocą kombinacji balis i systemów kontroli całości składu. Dzięki temu istnieje możliwość zastosowania wydawania zezwoleń na jazdę zgodnie z zasadą ruchomego odstępu blokowego. Parametry 3 poziomu ETCS: czas następstwa t_n = 2 min, liczba pociągów na godzinę N_max­­ = 30 poc/h, V_max = 500 km/h.

Na Centralnej Magistrali Kolejowej obecnie instalowany jest poziom 1 ETCS, a na linii E-30 Legnica – Wrocław instalowany jest na ponad 80 km odcinku poziom 2 ETCS.

1. System dyspozytorski Metra Warszawskiego

   [NIECH KTOŚ MOŻE UZUPEŁNI]

   Ze strony Metra Warszawskiego:

Mózgiem metra jest Centralna Dyspozytornia, zlokalizowana na terenie Stacji Techniczno-Postojowej Kabaty. Stanowiska dyspozytorskie kontrolują ruch pociągów, działanie urządzeń energetycznych oraz urządzeń sanitarnych i mechanicznych. Pracę urządzeń energetycznych nadzoruje dyspozytor energetyczny wyposażony w komputerowy system zdalnego sterowania szwajcarskiej firmy SAUTER. System, zbudowany w oparciu o układy mikroprocesorowe, kontroluje i zapewnia szybkie sterowanie wszystkimi urządzeniami elektrycznymi i trakcyjnymi. Jednostka centralna systemu, zainstalowana w Centralnej Dyspozytorni, zbiera informacje o stanie nadzorowanych urządzeń oraz dokonuje analizy tych danych. 

Za prawidłowe prowadzenie ruchu pociągów oraz bezpieczeństwo posażerów odpowiada dyspozytor ruchu, który ma do dyspozycji:

• komputerowy system monitorowania ruchu pociągów pozwalający na lokalizację każdego z nich na trasie metra,

• system TV przemysłowej umożliwiającej obserwację stacji,

• system łączności przewodowej i bezprzewodowej zapewniającej łączność z dyżurnymi poszczególnych stacji,

• brygadami ratownictwa technicznego, maszynistami pociągów na trasie oraz służbami miejskimi  - policją, strażą pożarną i pogotowiem ratunkowym.

Ze względu na wagę tej funkcji, stanowisko dyspozytora jest zdublowane. Informacje nadchodzące z poszczególnych obiektów oraz polecenia wydawane przez dyspozytora przedstawiane są na monitorze w postaci tekstowych list dialogowych lub w formie graficznej. Praca wszystkich urządzeń zapisywana jest do banku danych.

Funkcje systemu dyspozytorskiego ogólnie. Polecenia wydawane przez dyspozytora w Centrum Dyspozytorskim:

1. Czasowe zatrzymanie ruchu

2. Zmiana kolejności pociągów

3. Zamknięcie toru szlakowego

4. Odwołanie wcześniejszego polecenia

5. Wprowadzenie ruchu dwukierunkowego lub jednokierunkowego po torze szlakowym

6. Rozwiązanie lub uruchomienie nowego pociągu

7. Zmiana numeru pociągu

8. Inne polecenia niestandardowe o treści dowolnej

1. Obieg informacji i czynności dyżurnego ruchu przy włączaniu półsamoczynnej blokady liniowej typu Eap.

Blokada półsamoczynna Eap jest zbudowana ideowo podobnie do blokady samoczynnej Eac i korzysta z wielu rozwiązań stosowanych w blokadzie Eac. Jest to blokada liniowa stosowana na liniach, na których natężenie ruchu nie wymaga budowy blokady samoczynnej, a zastosowanie blokady półsamoczynnej i tak jest nowocześniejszym rozwiązaniem niż urządzenia elektromechaniczne.

Blokada półsamoczynna Eap jest także przekaźnikowa i ma charakter dwukierunkowy. Stacje obsługiwaną tą blokadą połączone są dwuprzewodową linią kablową, przez którą przekazywane są sygnały prądu przemiennego c i prądu stałego a i b.

Stanem zasadniczym blokady jest stan gotowości do włączenia dowolnego kierunku, w tym stanie wyprawienie pociągu ze stacji nie jest możliwe.

Włączenie blokady:

1. Na stacji Pierwszej naciśnięcie przycisku Wbl, następuje włączenie do obwodu sygnału c, który oznacza żądanie pozwolenia od stacji przyjmującej pociąg.

2. Na stacji Następnej sygnał c jest odbierany, a jest to sygnalizowane przez migającą strzałkę kierunku Pwl i dźwięk dzwonka.

3. Stacja Następna za pomocą przycisku Poz wywołuje Danie pozwolenia, co powoduje odwzbudzenie się przekaźnika Dp i włączenie do obwodu sygnału prądu stałego a i wysłanie go w kierunku stacji Pierwszej.

4. Na stacji Pierwszej dochodzi do wzbudzenia przekaźnika otrzymania pozwolenia Op.

5. Zaistniała gotowość do wyprawienia pociągu. Po wyprawieniu pociągu następuje wzbudzenie przekaźnika sygnałowego, co powoduje zwarcie obwodu liniowego

6. Informacja o wyprawieniu pociągu w postaci sygnałów prądu stałego zostaje wysłana do stacji Następnej, gdzie wzbudza się przekaźnik pWy, a po zwolnieniu przekaźnika sygnałowego zwalniane są przekaźniki Lzs i pWy. Wyprawienie kolejnego pociągu nie jest możliwe, gdyż wzbudzony pozostaje przekaźnik Pwl i nie możliwe jest ponowne wzbudzenie przekaźnika sygnałowego.

7. Na stacji Następnej kontrola wjazdu pociągu może być dokonywana automatycznie za pomocą badania sekwencji zajmowania odcinków izolowanych lub działania układu EON.

8. Dyżurny ruchu na tej stacji ma za zadania sprawdzić sygnały końca pociągu i potwierdzić jego wjazd w całości za pomocą przycisku Ko, co wzbudza przekaźnik Zwbl, a to powoduje wysłanie sygnału c i odwołanie danego wcześniej pozwolenia na stacji Następnej.

9. Kierunek przepływu prądu jest zmieniany i w efekcie wysyłany jest sygnał b do stacji Pierwszej.

10. Na stacji Pierwszej wzbudza się przekaźnik Zp. Zestyki czynne przekaźników Ic oraz Zp zamykają obwód zwalniający przekaźnika Op i blokada wraca do stanu zasadniczego

Istnieje także możliwość awaryjnej obsługi blokady. Za pomocą specjalnych przycisków dPo, dKo można prowadzić ruch pociągów bo linii obsługiwanej przez blokadę na sygnał zastępczy.

1. Podsystemy i wyposażenie górki rozrządowej wchodzące w skład systemu automatycznego rozrządu metodą „strzał do celu”. [to raczej też dotyczy metody „prowadzenie do celu” MÓGŁBY KTOŚ DOPISAĆ COŚ O METODZIE „strzał do celu”?]

W ramach PKP automatyzacja rozrządu dotyczy właściwie automatyzacji nastawiania zwrotnic oraz sterowania hamulcami torowymi. Nie stosuje się w Polsce zdalnego sterownia lokomotywą napychającą.

Metoda strzał do celu polega na kierowaniu automatycznym odsprzęgu od zepchnięcia z górki rozrządowej poprzez hamulce torowe odstępowe i docelowe. Aby w ten sposób zautomatyzowany rozrząd mógł być prowadzony wymagane jest posiadanie przez stację rozrządową następujących urządzeń:

1. Automatycznie ustawianej tarczy na grzbiecie górki

2. Szybkobieżnych napędów zwrotnicowych

3. Czujników i odcinków izolowanych do kontroli zajętości zwrotnicy

4. Identyfikatora odsprzęgu

5. Czujników pomiaru oporów ruchu odsprzęgu

6. Czujników włączania radarów

7. Czujników kontroli zajęcia hamulca

8. Radarowych urządzeń pomiaru prędkości

9. Hamulców np. dwuszczękowych hamulców ciężarowych HO i jednoszczękowych HD

10. Generatorów do pomiaru wolnej długości torów kierunkowych np. z wykorzystaniem zmiany impedancji toru.

Schemat częściowo zautomatyzowanej stacji rozrządowej:

Z Beskidzkiej Strony Kolejowej:

Automatyka sterowania rozrządem

Automatyka sterowania rozrządem (ASR) na PKP obejmuje takie funkcje jak samoczynne nastawianie zwrotnic w zależności od adresu odprzęgu i samoczynne sterowanie hamulcami torowymi. W niektórych innych zarządach stosowane jest także zdalne sterowanie lokomotywą napychającą - wówczas proces rozrządzania odbywa się właściwie samoczynnie, zgodnie z wprowadzonym programem rozrządzania.


Samoczynne nastawianie zwrotnic

Samoczynne nastawianie zwrotnic polega na automatycznym układaniu drogi przebiegu dla każdego odprzęgu w zależności od jego adresu (numeru toru kierunkowego). Aby było to możliwe, musi istnieć możliwość zaprogramowania kolejności odprzęgów. Rozróżnia się programowanie pełne, gdzie wszystkie dane wprowadzane są przed rozpoczęciem rozrządzania, oraz programowanie częściowe, gdzie można zaprogramować maksymalnie kilka odprzęgów a reszta dodawana jest na bieżąco po rozrządzeniu poprzednich.

W pierwszym przypadku programowanie może polegać na wybraniu kolejnych numerów torów z klawiatury numerycznej, a w starszych urządzeniach - wciśnięciu stabilnych przycisków lub włożenia wtyczek sznurowych w gniazda rejestratora, mającego postać matrycy. Ilość gniazdek/przycisków w poziomie odpowiada ilości torów kierunkowych, a w pionie - maksymalnej możliwej do zaprogramowania ilości odprzęgów. Urządzenia takie zajmują jednak dużo miejsca i niemożliwe jest wprowadzanie zmian po rozpoczęciu procesu rozrządzania.

Przy programowaniu częściowym wprowadzić można numery torów dla kilku, np. pięciu, odprzęgów. Numery pokazywane są na wyświetlaczach umieszczonych w szeregu. Po zjeździe odprzęgu z górki i ustawieniu pierwszej zwrotnicy jego numer jest usuwany, pozostałe przesuwane do przodu - ostatnie pole jest zwalniane i można wprowadzić numer dla kolejnego odprzęgu. Istnieje także możliwość usunięcia lub korekty wprowadzonego numeru.

Układ samoczynnego nastawiania zwrotnic składa się z grup przebiegowych i rejestrujących dla każdej zwrotnicy, połączonych geograficznie. W przypadku odstępów między zwrotnicami pozwalającymi na przebywanie na nich dwóch odprzęgów stosowane są dodatkowe grupy pomiędzy grupami zwrotnic. Pierwsza zwrotnica nastawiana jest natychmiast po zarejestrowaniu numeru toru dla odprzęgu. Numer ten przekazywany jest kaskadowo pomiędzy grupami poszczególnych zwrotnic i powoduje ich przestawienie wraz z zajmowaniem przez odprzęg odcinków izolowanych (lub liczników) poprzednich zwrotnic. Wraz ze zjazdem taboru ze zwrotnicy jej grupa jest zwalniana i może przyjąć numer toru kolejnego odprzęgu.


Samoczynne sterowanie hamulcami torowymi

Urządzenia samoczynnego sterowania hamulcami obejmują głównie mierniki wolnej długości torów kierunkowych, czujniki do pomiaru oporów ruchu odprzęgów, radary prędkości odprzęgów przejeżdżających przez hamulec oraz układy stwierdzania zajętości hamulca (np. liczniki osi).

Zasada samoczynnego sterowania hamulcami polega na wyhamowaniu odprzęgu do takiej prędkości, aby dojechał jak najbliżej stojących już na torze kierunkowym wagonów bez uderzania w nie. Do określenia tej prędkości potrzebna jest informacja o wolnej długości toru kierunkowego oraz o oporach ruchu danego odprzęgu. Po wjeździe na hamulec dokonywana jest ciągła kontrola prędkości za pomocą radaru Dopplera, i kiedy odprzęg zostanie wyhamowany do zadanej prędkości, hamulec zostaje wyłączony.

Zdalne sterowanie lokomotywą napychającą

Obszar pracy lokomotywy sterowanej zdalnie ograniczony jest tzw. punktami oporowymi, wyposażonymi w czujniki identyfikujące lokomotywę. Lokomotywa sterowana jest drogą radiową, a jej położenie kontrolowane jest czujnikami w torze oraz poprzez pomiar przebytej drogi. Przed niekontrolowanym najechaniem na stojący skład lokomotywę zabezpiecza radarowy miernik odległości. Zdalne sterowanie lokomotywą napychającą nie jest stosowane na PKP.


Pulpit do obsługi urządzeń ASR



Pulpit nastawczy

Na powyższym zdjęciu widoczny jest fragment przykładowego pulpitu w zautomatyzowanej nastawni rozrządowej. Po lewej widoczne są tory bezpośrednio za grzbietem górki, po prawej - część głowicy grupy kierunkowej (pozostała część obsługiwana jest z innego, podobnego pulpitu). Rzędy przycisków służą do sterowania hamulcami (poziome - hamulców odstępowych, pionowe - docelowych; dwa białe przyciski - przełączanie trybu automatycznego i półautomatycznego, pomarańczowe - ustawianie prędkości docelowej , czerwony i zielony - ręczne sterowanie hamulcem). Białe przyciski służą do przestawienia zwrotnicy do przeciwnego położenia lub wyświetlenia/wygaszenia sygnału Ms2 na tarczy manewrowej. Pozostałe przeznaczone są do kontrolowania pracy maszynowni, dawania zgód na rozrządzanie itp. Sterowanie tarczami rozrządowymi odbywa się z osobnego pulpitu. Widoczne są także wyświetlacze zaprogramowanych numerów torów dla odprzęgów (pulpit do ich programowania nie jest widoczny). Monitor nad pulpitem obrazuje ilość wolnego miejsca na torach kierunkowych.

1. Opis struktury i działania urządzeń samoczynnej sygnalizacji przejazdowej typu SPA-4 dla linii jednotorowej przy skrzyżowaniach kategorii B.

Komputerowy system sygnalizacji przejazdowej SPA-4 został opracowany przez firmę ADtranz. Struktura tego systemu składa się z następujących elementów:

1. Układy CTI – oddziaływają na system podczas przejazdu pociągu i są układane w torze w liczbie trzy do sześciu pod każdym z toków szynowych. Mogą być zastępowane przez obwody nakładane EOC.

2. Układy sterowane, czyli:

   - sygnalizatory drogowe

   - dzwony

   - napędy rogatkowe

   - przejazdowe tarcze ostrzegawcze

Działanie komputerowego systemu sygnalizacji przejazdowej SPA-4:

1. Pociąg zbliżający się do przejazdu wjeżdża w strefę czujników włączających. Włącza się ostrzeganie wstępne na sygnalizatorach drogowych i sygnał akustyczny

2. Po 3 sekundach uruchamiają się białe światła na przejazdowych tarczach ostrzegawczych (jeżeli wszystkie warunki bezpieczeństwa i działania systemu na przejeździe zostały spełnione). Włączenie białych świateł ostrzegawczych zezwala na przejazd pociągu z maksymalną dopuszczalną prędkością.

3. Wstępne ostrzeganie na przejeździe trwa 8 sekund. Po tym czasie rozpoczyna się opuszczanie drągów zamykających prawe pasy jezdni.

4. Po osiągnięciu dolnych położeń tych drągów, uruchamiane jest opuszczanie rogatek zamykających dla lewych pasów jezdni (jeżeli przejazd został wyposażony w pełny zestaw rogatek).

5. Wjazd pociągu na skrzyżowanie powoduje wyłączenie sygnału akustycznego, a ostatnia oś przejeżdżającego pociągu powoduje wyłączenie tarcz ostrzegawczych przejazdowych

6. Po upływie 4,5 sekundy po przejeździe pociągu rozpoczyna się otwieranie przejazdu. Sygnał akustyczny wyłącza się w momencie znalezienia się wszystkich drągów w położeniu górnym.

Od strony programu sterującego komputerowym systemem sygnalizacji przejazdowej SPA-4 wygląda to działanie w następujący sposób:

1. Stanem zasadniczym systemu jest stan gotowości do włączenia ostrzegania

2. Struktura systemu obejmuje dwa kanały sprzętowe odrębne od siebie nawzajem.

3. Algorytm sterowania jest realizowany w dwóch sterownikach PLC

4. Sterowniki są połączone w celu wymiany sygnałów i synchronizacji działania kanałów przez łącza TTY

5. Sterownik A wysyła odpowiedni sygnał i oczekuje na odpowiedź od sterownika B przez 1,5 sekundy (brak odpowiedzi świadczy o zakłóceniu w pracy)

6. Programy realizowane A i B są od siebie odrębne i zostały stworzone przez 2 różne zespoły programistów. Są zapisane w różnych obszarach pamięci, każdy w odrębnym sterowniku.

7. System wykorzystuje też mechanizmy autotestowania tj.:

   - system operacyjny sprawdza, czy wykonanie cyklu programu nie przekracza określonego czasu

   - obliczana i kontrolowana jest zawartość pamięci programu po zakończeniu każdego cyklu oraz poprawność wskaźnika stosu

   - testowane są kody wszystkich instrukcji programu

   - testowany jest poziom napięcia baterii podtrzymania pamięci danych RAM

   - okresowe testowanie ciągłości włókna żarówek sygnalizatorów drogowych

   - testowanie żądanego stanu żarówek tarcz ostrzegawczych przejazdowych

   - ciągłe testowanie drągów rogatek

   - ciągłe testowanie połączenia czujników CTI z szafą aparatową poprzez badanie ciągłości kabla tworzącego zamknięty obwód elektryczny

   - ciągłe testowanie położenia napędów

   - kontrola poprawności sygnałów pochodzących z czujników

   - ciągłe testowanie obecności napięcia sieciowego

   - ciągłe testowanie wartości napięcia akumulatorów

   - ciągłe testowanie komunikacji między kanałami A i B

   - okresowe testowanie komunikacji każdego sterownika PLC z urządzeniem zdalnej kontroli ERP-6

   Działanie systemu może być nadzorowane i obrazowane na stanowisku kontroli w najbliższym zdalnym centrum sterowanie lub w pomieszczeniach służby utrzymania. Możliwe do wystąpienia usterki podzielono na dwie kategorie I krytyczne i II niekrytyczne. Wystąpienie usterki krytycznej równoznaczne jest z zaistnieniem sytuacji niebezpiecznej, co wymusza prowadzenie ruchu pociągów przez przejazd z prędkością 15 km/h, czyli z prędkością umożliwiającą zahamowanie pociągu przed przeszkodą na przejeździe.

   

1. Obszary monitora MMI w systemie ETCS.

1. Dane dotyczące hamowania

2. Prędkościomierz – prędkość rzeczywista (strzałka) i dopuszczalna (pasek)

3. Wartość prędkości docelowej

4. Planowanie odległości

5. Nadzór

6. Klawiatura maszynisty dla systemu ETCS i GSM-R. Przycisku ETCS: „tryb pracy lokomotywy”, „przejazd obok sygnalizatora stój”, „przejście do wprowadzania danych o pociągu”. Przyciski systemu GSM-R-EIRENE: „funkcja radia pokładowego”, „łącz z drugim operatorem”, „łącz z nadzorem zasilania”, „pilne ostrzeżenie dla wszystkich pociągów w danym obszarze”.

1. Podsystemy i wyposażenie górki rozrządowej wchodzące w skład systemu automatycznego rozrządu prowadzone metodą „prowadzenie do celu” (System Automatycznej Regulacji Prędkości Odsprzegów – SARPO)

System Automatycznej Regulacji Prędkości Odsprzegów (SARPO) stanowi nową jakość w prowadzeniu operacji rozrządu i umożliwia przeprowadzanie rozrządu metodą „prowadzenie do celu” w odróżnieniu od metody „strzał do celu”. Elementy systemu SARPO to:

1. Urządzenia hamujące – punktowy hamulec torowy czynny typu KX-HTC-3. Posiada on dwa stany: „hamuj” i „nie hamuj”. Hamulce torowe ułożone są po kilka elementów w kilkunastu sekcjach wzdłuż toru, co umożliwia quasi-ciągłe regulowanie prędkości odsprzęgu. Odsprzęg wjeżdżający w sekcję hamulców w stanie „hamuj” zmniejsza się jego energię kinetyczną.

2. Urządzenia pomiaru energii – sterowanie odsprzęgiem odbywa się na podstawie poziomu jego energii kinetycznej, który jest obliczany w postaci energii chwilowej na podstawie masy i prędkości odsprzęgu. Pomiar masy odsprzęgu jest dokonywany przy jego wjeździe na tor kierunkowy poprzez pomiar nacisku każdego koła na szynę. Pomiar prędkości i położenia odsprzęgu jest prowadzony za pomocą czujników torowych osi. Wyniki pomiarów przekazywane są do estymatora prędkości i położenia, z którego następnie otrzymuje się ocenę energii kinetycznej odsprzęgu jako funkcję czasu lub drogi.

3. Urządzenia realizacji systemu – podsystem SCTO/TK zbudowany na bazie systemu mikroprocesorowego o inteligencji rozproszonej. Jego zadaniem jest śledzenie zmian energii kinetycznej odsprzęgu.

4. Urządzenia wizualizacji i operowania rozrządu – system jest wyposażony w zespół wizualizacyjno – operatorski umożliwiający operatorowi nadzorowanie prowadzonego rozrządu.

5. Zespół rejestratora zdarzeń

6. System Utrzymania i Diagnostyki

Ze strony firmy TENS:

Właściwości SARPO:

1. Precyzyjne i bezpieczne prowadzenie odprzęgów do celu 
- brak uszkodzeń ładunków i taboru - brak konieczności dopychania wagonów 
2. Relatywnie niski koszt zabudowy systemu 
- elastyczna konfiguracja dopasowana do potrzeb każdej stacji - możliwość sukcesywnej zabudowy, modernizacji i rozbudowy
- możliwość integracji z innymi systemami funkcjonującymi na górce  - brak konieczności długotrwałego wycofywania obiektu z eksploatacji 
3. Wysoka podatność diagnostyczna i utrzymaniowa
- rozbudowany monitoring stanu technicznego - rejestracja historii zdarzeń, z możliwością wizualizacji graficznej.

1. System identyfikacji pociągów i ograniczenia prędkości w Metrze Warszawskim (SOP).

System SOP automatycznie nadzoruje prędkość pociągu w zależności od sytuacji ruchowej i reakcji maszynisty. Informacja o dopuszczalnej prędkości pociągu jest wytwarzana w urządzeniu nadawczym w torze na podstawie liczby wolnych odstępów przed pociągiem i wysyłana jest w formie zakodowanej poprzez pętle nadawcze i antenę pociągu do urządzeń w kabinie, gdzie jest dekodowana i porównywana z aktualną prędkością pociągu. Sytuacja jest prezentowana na pulpicie u operatora.

W razie wystąpienia przekroczenia dopuszczalnej prędkości przez pociąg system wprowadza cykl hamowania polegający na:

1. Odłączeniu zasilania napędu

2. Jeśli prędkość jest nadal za wysoka, następuje włączenie hamowania służbowego

3. Jeśli prędkość nadal nie zmniejszy się, następuje uruchomienie hamowania nagłego.

Cały odstęp międzystacyjny, po którym porusza się pociąg, jest podzielony na poziomy prędkości, które są zobrazowane na pulpicie maszynisty i dzięki temu wie on, jak ma regulować prędkość. Jeżeli przekroczy on prędkość, automatycznie uruchamia się cykl hamowania. Droga hamowania jest podzielona na odcinki o długości wynikającej z doboru prędkości kontrolowanych oraz profilu linii.

Maszyniście udostępnia się także informacje na pulpicie o przeszkodach ruchowych na fragmencie linii obejmującym odcinek od najbliższego odstępu blokowego przed pociągiem do pierwszego odstępu za najbliższym przystankiem.

System Ograniczenia Prędkości musi spełniać wymagany poziom czwarty poziom bezpieczeństwa tzn., że układy są w związku z tym budowane dwukanałowo i wyniki przetwarzania z układów są porównywane.

Ze strony Metra Warszawskiego

Urządzenia AOP realizują następujące funkcje:

• określenie wartości prędkości dopuszczalnej na poszczególnych odcinkach toru,

• przekazywanie w sposób ciągły, z toru do pojazdu, za pośrednictwem specjalnych pętli przewodowych, informacji o prędkości dopuszczalnej,

• pomiar wartości prędkości rzeczywistej pojazdu i jej porównanie z prędkością dopuszczalną,

• ocenę poprawności działania maszynisty (w razie potrzeby wyłączenie napędu i przejęcie sterowania aż do uzyskania prędkości bezpiecznej lub zatrzymania pociągu),

• przekazanie informacji maszyniście o sytuacji ruchowej na odcinku linii w przód do najbliższej stacji. 

1. System identyfikacji pociągów, automatycznego prowadzenia pociągów SOP-2.

   Ogólnie system SOP-2 jest to unowocześniona wersja systemu SOP. Oba zostały w pełni opracowane i wyprodukowane w Polsce. System SOP-2 ma być wprowadzany od razu na II linii Metra Warszawskiego. Dzięki niemu możliwe będzie zwiększenie częstotliwości kursowania pociągów z 3 min do ok. 1,5 min oraz zwiększenie prędkości do poziomu 80 km/h z obecnego poziomu 60 km/h (właściwie 58 km/h). Nowy system SOP-2 umożliwi także automatyczne prowadzenie pociągów, jednak z założenia maszynista w pociągu pozostanie w celu kontrolowania sprawności systemu i sytuacji nadzwyczajnych oraz będzie zamykał i otwierał drzwi na stacjach. Na końcowych stacjach zawracanie pociągów będzie się odbywało również automatycznie.