Внедрение ETCS уровня 2 в Венгрии

Внедрение ETCS уровня 2 в Венгрии
 
в последние годы в самых разных странах мира успешно вводится в эксплуатацию европейская система управления движением поездов ETCS уровня 2. Целый ряд проектов находится на этапе реализации на железных дорогах Венгрии, где размещены заказы на оборудование системой ETCS уровня 2 линий общей протяженностью 500 км.
 
На железных дорогах Венгрии (MAV) уже долгое время эксплуа­тируется система локомотивной сигнализации EVM, построенная на базе рельсовых цепей частотой 75 Гц, которые способны переда­вать на локомотив лишь неболь­шой объем информации и рассчи­таны на скорость движения поез­дов до 120 км/ч. Это стало одной из причин, побудивших MAV сделать выбор в пользу современной систе­мы управления движением поездов ETCS уровня 2, которая к настояще­му времени уже подтвердила свою надежность и эффективность.
К реализации проектов вне­дрения ETCS в Венгрии привлечен целый ряд компаний, в том чис­ле Thales, которая имеет большой опыт оборудования устройствами ETCS уровня 2 линий в Австрии, Германии, Испании, Нидерландах, Саудовской Аравии и Швейцарии, а также получила заказы на постав­ку этой системы от железных дорог Дании, Польши, Румынии и Тур­ции. Финансирование проектов в Венгрии осуществляется при под­держке Европейского союза.
 

 

Рис. 1. Приемоответчики системы ETCS уровня 2 на станции Дьёр

 
Проекты ETCS уровня 2 в Венгрии
Первая система ETCS была вне­дрена в Венгрии на участке Бу­дапешт — Дьёр — Хедьешхолом (рис. 1), являющемся частью маги­страли Будапешт — Вена. В 2005 г. здесь впервые в мире началось при­менение ETCS уровня 1 в междуна­родном сообщении. В дальнейшем ETCS уровня 1 оборудовали уча­сток Ходош— Заласеб-Шаломвар, примыкающий к Словении. Опыт, накопленный в ходе эксплуатации ETCS уровня 1, позволил железным дорогам Венгрии сформулировать требования к оснащению системой ETCS уровня 2 участков общей про­тяженностью 500 км (рис. 2), входя­щих в трансъевропейские коридоры 1У и У, а также в состав линии, со­единяющей Венгрию со Словенией. Заказы на реализацию этих проек­тов были размещены в 2011, 2013 и 2014 гг.
Наряду с Thales заказы на обо­рудование к концу 2015 г. системой ETCS уровня 2 участков общей про­тяженностью 200 км в Венгрии на сумму 60 млн евро получила компа­ния Simens.
 
Проекты, выполняемые компанией Thales
Один из участков длиной 66 км (Сайоль — Пюшпёкладань), кото­рый компания Thales оснащает си­стемой ETCS уровня 2, входит в со­став международного коридора, со­единяющего Венгрию с Украиной и Румынией. Здесь наряду с уста­новкой центра радиоблокиров­ки (RBC) типа А1Тгас 6481 компа­ния должна заменить пять суще­ствующих систем централизации микропроцессорными системами и оснастить для всего участка центр управления, в зону действия кото­рого войдут 180 стрелок и 340 сиг­налов. Кроме того, предусмотрено подготовить интерфейс с будущи­ми соседними центрами радиобло­кировки. Размещение на участке пу­тевых приемоответчиков выделено в отдельный проект, который будет реализован позднее.
Еще один участок длиной 101 км (Байяншенье — Боба) входит в трансъевропейский коридор V. Здесь Thales должна поставить полный комплект оборудования ETCS уров­ня 2, включая RBC и путевые прие­моответчики, а также увязать это оборудование с 13 существующи­ми системами МПЦ типа ELEKTRA 1 и интегрировать в систему боль­шое число переездов. Южную часть участка, примыкающую к Слове­нии, предусмотрено оснастить ETCS уровня 1 (в том числе путем модер­низации установленного там ранее оборудования этой системы).
Третий участок длиной 36 км Дьома — Бекешчаба — Лёкёшха-за входит в состав трансъевропей­ского коридора 1V, который прохо­дит от Дрездена через Прагу, Вену и Братиславу, затем через Будапешт в направлении Бухареста. Участок на­ходится на юго-востоке Венгрии, в южной его части необходимо устро­ить небольшой отрезок с ETCS уров­ня 1, а в северной — обеспечить увяз­ку с соседним RBC.
Четвертый участок длиной 70 км Кёбаньа-Кишпешт — Монор также входит в состав трансъевропейско­го коридора IV. Здесь необходимо интегрировать ETCS с пятью си­стемами централизации, в том чис­ле с тремя МПЦ ELEKTRA 1 и од­ной ELEKTRA 2 (обе эти системы поставляла Thales), а также с ре­лейной централизацией Вотто 70 (поставлена компанией Integra-Sig-num). По обе стороны участка тре­буется увязка с соседними RBC.
Наконец, последний из реали­зуемых компанией Thales в Вен­грии проектов — это оборудование системой ETCS уровня 2 важной уз­ловой станции Секешфехервар, на которой трансъевропейский ко­ридор V стыкуется с целым рядом других железнодорожных линий.

 

Рис. 2. Сеть основных железнодорожных линий и проекты ETCS уровня 2, реализуемые в настоящее время в Венгрии

 
Здесь наряду с ETCS внедряется си­стема МПЦ, которая заменит сра­зу три старые системы централиза­ции, в том числе две электромеха­нические и одну релейную. В зону действия МПЦ войдут 90 стрелок и 140 сигналов.
Технические решения для Венгрии
У компании есть большой опыт реализации проектов ETCS уровня 2 в разных странах и обеспечения со­вместимости с разными поставщи­ками бортовых устройств данной системы. Этот опыт свидетельствует, что, несмотря на наличие специфи­каций ETCS, осуществление первых проектов у конкретного оператора требует больших усилий, посколь­ку необходимо учитывать особен­ности применения ETCS и наличие национальных систем обеспечения безопасности движения поездов.
При подготовке технических ре­шений для MAV компания Thales опиралась на опыт, полученный в хо­де осуществления проектов на желез­ных дорогах Австрии (ОВВ), Герма­нии (ВВ) и Швейцарии (SВВ). Хотя между всеми этими проектами мно­го общего, компании Thales потребо­валось разработать для MAV целый ряд дополнительных функций:
  • учет кодов, передаваемых по рельсовым цепям частотой 75 Гц (они обеспечивают, в частности, защитную реакцию при нарушении целостности маршрута);
  • учет различий в системах сиг­нализации (в первую очередь в от­ношении дополнительных требова­ний к пригласительным сигналам);
  • снижение скорости в зоне пере­ездов до момента полного закры­тия дорожного движения через них (при помощи функции временного ограничения скорости TSR по спе­цификации ETCS);
  • учет условий включения запре­щающих показаний сигналов на MAV и плана размещения приемо-ответчиков на путях;
  • интеграция участков пути в зоне действия блокировки на базе при­нятых на MAV рельсовых цепей ча­стотой 75Гц, не интегрированных в системы централизации;
  • интеграция релейной центра­лизации Вотто, не оборудован­ной электронными интерфейсами с внешними системами;
  • учет специфических требований MAV в отношении времени контро­ля соединений по радио между RBC и локомотивом;
  • адаптация пользовательского интерфейса RBC к применяемому на MAV расширенному набору сим­волов;
  • отображение на АРМ оператора RBC и передача на поезд текстовых сообщений.
Наряду с функциональными до­полнениями необходимо было реа­лизовать ряд требований системной интеграции, в частности:
• возможность удаленного управ­ления из диспетчерского центра в Будапеште или другого пункта;
• дистанционный доступ к диа­гностической информации системы;
• расширение возможностей ин­терфейса с соседним RBC с учетом текущего состояния примыкающих систем;
• адаптация автоматизированных рабочих мест существующих систем в зоне действия ETCS.
Особые функции ETCS уровня 2 в Венгрии
 
Внедряемая на MAV новая си­стема управления движением поез­дов должна обеспечить поддержку принятых в Венгрии процедур вы­полнения эксплуатационного про­цесса. При этом оператор готов, как правило, вносить необходимые по­правки и дополнения в инструкции по эксплуатации, однако без изме­нения базовых процедур. Допол­нительные требования обуслов­лены также местными особенно­стями проектов и особенностями размещения напольных устройств, регламентируемыми националь­ными инструкциями. В результа­те возникает необходимость вно­сить изменения в базовую функ­циональность RBC, а в некото­рых случаях — и в функции систем централизации.
Зона включения запрещающего показания. За редким исключением зона включения запрещающего по­казания сигнала на сети MAV нахо­дится непосредственно в месте рас­положения основного сигнала. Это означает, что красный огонь на све­тофоре зажигается, как только пер­вая колесная пара поезда просле­дует сигнал. С точки зрения систе­мы ETCS вследствие допусков при определении местоположения по­езда возможна ситуация, когда си­стема предполагает расположение поезда перед сигналом, хотя фак­тически его первая колесная пара уже проследовала сигнал. По сооб­ражениям безопасности при закры­тии сигнала на поезд посредством RBC должна передаваться коман­да экстренной остановки, что на практике приводит зачастую к не­желательному включению прину­дительного торможения, особен­но на поездах, движущихся с малой скоростью. Разрешить эту пробле­му можно двумя способами: переда­вать в RBC извещение о включении запрещающего показания с задерж­кой или сместить зону, при входе в которую включается запрещающее показание. Поскольку задержка пе­редачи извещения проблематична с точки зрения безопасности, выбор был сделан в пользу второго спо­соба. В результате RBC посылает в бортовое устройстBGETCS инфор­мацию не о фактическом, а о сме­щенном на определенное расстоя­ние местоположении сигнала. Вели­чина смещения может конфигури­роваться в зависимости от местных условий.
Нарушение целостности марш­рута. Традиционная система локо­мотивной сигнализации железных дорог Венгрии предусматривает непрерывную передачу информа­ции на поезд по кодовым рельсо­вым цепям. При этом контролиру­ется также целостность замкнутого маршрута, на котором находится поезд, причем этот контроль пре­кращается после полного размыка­ния маршрута и включает проверку нескольких условий, при которых сигнал начала маршрута закрыва­ется. В числе этих условий —руч­ная установка запрещающего по­казания и размыкание маршрута по команде оператора. При нару­шении целостности маршрута со­ответствующий поезд должен быть остановлен, даже если он уже про­следовал сигнал начала маршрута. Для решения этой задачи были ис­пользованы уже реализованные в МПЦ ELEKTRA функции управле­ния кодовыми рельсовыми цепями. Информация о целостности марш­рута передается в RBC, где при не­обходимости формируется и пере­дается на поезд команда экстренной остановки.
Переезды. Практически на всех железнодорожных линиях в Вен­грии имеются переезды в одном уровне. Это касается и линий, ко­торые оборудуются системой ETCS уровня 2. В спецификациях ETCS не регламентированы процедуры, определяющие работу системы при наличии переездов, поэтому MAV разработали их самостоятельно при внедрении ETCS уровня 1 с после­дующими дополнениями, направ­ленными на внедрение ETCS уровня 2. Было принято решение об обес­печении безопасности на располо­женных на перегонах (т.е. контро­лируемых автоблокировкой) пере­ездах посредством технических ре­шений, основанных на применении путевых приемоответчиков (рис. 3).
Безопасность переездов на стан­циях должен обеспечивать центр радиоблокировки RBC (рис. 4). В обоих случаях ограждение пере­езда осуществляется путем пере­дачи на поезд команды временно­го снижения скорости (Теmporary Speed Restrictions -  TSR) при про­следовании групп приемоответчиков TSR BG1 и TSR BG2. В зависи­мости от состояния переезда на по­езд передаются команды снижения скорости до 15 и 120 км/ч начиная с точки соответственно в 30 м до пе­реезда и 30 м после него.
Если переезд не оборудован средствами ограждения со стороны автомобильной дороги, то на по­езд передается команда на сниже­ние скорости до 15 км/ч. Если огра­ждение со стороны автодороги на переезде имеется, но не выполнены условия для движения поезда с бо­лее высокой скоростью, то на поезд поступает команда снижения ско­рости до 120 км/ч. Если соблюде­ны все условия для движения с бо­лее высокой скоростью, то необхо­димость в ее снижении отсутству­ет. Вследствие присущих системе задержек путевые датчики АР 1 и АР 2 срабатывания переездной сиг­нализации необходимо проектиро­вать таким образом, чтобы сохра­нялась возможность своевременно выполнить все необходимые усло­вия. Это означает, что переезд дол­жен быть закрыт, прежде чем по­езд вынужден будет начать тормо­жение вследствие получения одной из соответствующих команд. Это учитывают при проектировании на участке мест расположения датчи­ков включения переездной сигна­лизации и приемоответчиков, че­рез которые на поезд передается та или иная информация о временном снижении скорости.
Сигнал, который ограждает пе­реезд, расположенный на станции, может быть открыт, даже если пере­ездная сигнализация еще не срабо­тала. При этом следует обеспечить возможность своевременной пере­дачи на поезд информации о необ­ходимости снизить скорость. Для этого команды о снижении ско­рости до 15 (TSR 15) или 120 км/ч (TSR 120) передаются на поезд вместе с разрешением на движение и отменяются после выполнения соответствующих условий. Эта тех­нология позволяет обеспечить без­опасность при возможном наруше­нии в работе радиоканала, так как в случае сбоя ограничение скорости сохранится. В существующих си­стемах это требует увеличения рас­стояния между датчиками включе­ния переездной сигнализации и са­мим переездом.
 

Рис. 3. Обеспечение безопасности при подходе поезда к переезду на перегоне

Текстовые сообщения. Техниче­ские требования MAV предусматри­вают возможность для оператора центра радиоблокировки устанав­ливать на схеме путей позиции для текстовых сообщений и стирать эти позиции. Содержание сообщений может быть заранее заданным или произвольным. При проследовании поездом места, позиция которого зафиксирована на схеме путей, текст сообщения отправляется из RBC в бортовое устройство ETCS. Таким образом машинист получает сооб­щения с дополнительной информа­цией, не влияющей на безопасность.
Переход из зоны действия одного RBC в зону действия соседнего RBC.
Уже в первых проектах ETCS уровня 2 в Венгрии возникла необходимость реализовать переходы между соседними RBC. Это потребовало совместно с MAV решить вопросы, связанные с унификацией интерфейса между RBC и выработкой единой технологии обеспечения безопасности переездов. Было решено устраивать границы между RBC всегда в месте расположения проходного сигнала автоблокировки или входного сигнала на станции, чтобы предотвратить переход поезда между зонами действия соседних RBC на станционных путях и однозначно определить сферы ответственности центров радиоблокировки. За состояние переездов отвечает центр радиоблокировки, принимающий поезд. Он же транслирует соседнему RBC команду временного снижения скорости для ее последующей передачи на поезд.
Контроль соединения по радиоканалу между RBC и поездом. Для использования ETCS необходимо установить на национальном уровне нормативы по времени реакции си­стемы. Одним из важнейших пока­зателей является интервал време­ни, в течение которого отсутствует связь бортового устройства ETCS с центром радиоблокировки. По ис­течении этого времени в бортовом устройстве должен сработать меха­низм защитной реакции. По специ­фикации ETCS длительность данного интервала может находиться в диа­пазоне от 1 до 255 с, причем в специ­фикации нет явных рекомендаций ее расчета для конкретного оператора. Если на европейских железных до­рогах этот параметр составляет от 40 до 60 с, то в технических требовани­ях MAV его сначала установили рав­ным 30 с, а после анализа допусти­мого времени реакции системы при сбое в работе переездной сигнализа­ции и нарушении целостности марш­рута значение параметра пересмо­трели и уменьшили до 18 с.
Автоблокировка и ETCS уровня 2. Почти на всех основных магистраль­ных линиях MAV применяется ав­тоблокировка на базе рельсовых це­пей частотой 75 Гц. Они используют­ся как для локомотивной сигнализа­ции, так и для контроля свободности пути. В соответствии с технически­ми требованиями при движении по­езда в режиме ETCS свободность пу­ти должна контролировать дополни­тельная система счета осей, посколь­ку надежность рельсовых цепей невысока. В проектах Thales исполь­зуется система счета осей AzLM ти­па FieldTrac 6315. Информация о со­стоянии контролируемых участков передается системой счета осей в со­седнюю систему МПЦ, определяю­щую на основе этих данных и инфор­мации о состоянии автоблокировки (в частности, о направлении движе­ния) сигнальные показания для си­стемы ETCS, на основе которых RBC формирует разрешение на движение. При этом реализована также функ­ция, разрешающая въезд поезда на занятый блок-участок по пригласи­тельному сигналу, не в полной мере отраженная в спецификациях ETCS.

Рис. 4. Обеспечение безопасности при подходе поезда к переезду на станции

Взаимодействие с системами ре­лейной централизации. На одном из участков, оборудуемых ETCS, необ­ходимо обеспечить подключение к RBC релейной централизации типа Domino 70. Для этого использует­ся система, разработанная венгер­ской компанией Рго1ап, безопасно считывающая необходимую инфор­мацию (прежде всего о состоянии стрелок и сигналов) с контактов ре­ле системы централизации и преоб­разующая ее, чтобы в RBC инфор­мация поступала в таком же виде, как и от МПЦ.
Реализация проектов
Основываясь на технических требованиях к стационарным под­системам ETCS уровней 1 и 2, а так­же на тендерной документации, схе­мах путей и технических описани­ях, компания Thales разработала на языке SysML их описание в фор­ме сценариев использования ETCS. Эти сценарии представляют все со­ответствующие эксплуатационные процессы в таком виде, что поведе­ние и взаимодействие компонентов системы ETCS уровня 2 отобража­ются в текстовой или графической (блок-схемы процессов) форме, по­нятной заказчику. В качестве ком­понентов системы выступают как технические устройства (центры радиоблокировки, бортовые устрой­ства ETCS, системы централизации, переезды), так и задействованный персонал — операторы (диспетче­ры) и машинисты локомотивов. Как показывает опыт реализации дру­гих проектов, такое представление информации значительно облегча­ет взаимодействие с MAV и привле­ченной проектной компанией.
Тестирование комплекса обору­дования осуществлялось в испыта­тельных лабораториях Thales в Ав­стрии и Венгрии. Предварительно выполнялись тестирования отдель­ных подсистем (МПЦ, RBC, система увязки для релейной централизации и др.). Для комплексных испытаний было построено несколько испы­тательных установок, включавших центр радиоблокировки, несколько МПЦ и необходимое тестовое окру­жение. При испытаниях системы увязки дополнительно имитирова­лись выходные сигналы релейной централизации Domino.
Одной из ключевых задач ком­плексных испытаний является мак­симально полное тестирование си­стем в условиях, аналогичных ре­альным, еще до монтажа на месте установки. Важное значение при этом имеет максимально точная имитация поездных передвижений и работы бортовых устройств ETCS.
Комплексные испытания нача­лись весной 2015 г. Следующим эта­пом станет начало полевых испы­таний на одном из участков, кото­рый оборудует Thales. Для этого по­требуется завершить строительство соответствующей инфраструктуры 05М-К, смонтировать на участке приемоответчики и обновить про­граммное обеспечение МПЦ.
Перспективы
Железные дороги Венгрии де­лают упор на использование ETCS уровня 2, поскольку эта система, как и используемая в настоящее время АЛСН на базе рельсовых це­пей, обеспечивает непрерывную пе­редачу информации на локомотив.
Можно ожидать, что в ближай­шие годы MAV продолжат расши­рять полигон использования ETCS уровня 2 в дополнение к реализуе­мым в настоящее время проектам. Согласно существующим перспективным планам (см. рис. 2) общая протяженность линий, на которых будет внедрена ETCS, в Венгрии превысит 1000 км.