1

Semnalizare mixtă – semnalizare convențională și ERTMS pe aciași linie

Autor: Patrik Ahlqvist / Mathias Hering -- Revista Signal+Draht Nr. 3 / 2007

De exemplu s-au recomandat pentru linia ProRail Amsredam – Utrecht un scenariu de exploatare cu o arhitectură mixtă cu semnalizare convențională și cu European Rail Traffic Management System ( RTMS ) Level 2 precum și avantajele unei semnalizări mixte aferente. 1. Introducere. A început echiparea cu European Rail Traffic Management System ( RTMS ) în Europa și numărul țărilor care introduc ERTMS crește. Prin introducerea ERTMS operatorul de exploatare trebuie să decidă, dacă o linie se va echipa în exclusivitate numai cu ERTMS sau dacă o semnalizare mixtă ar fi soluția mai bună. Tot mai multe operatori de exploatare de cale ferată introduc un sistem mixt de semnalizare, atât convențional cât și ERTMS, din următoarele motive: -- Dim motive financiare și de exploatare este imposibil, pe durata unui interval scurt de timp, să se introducă ERTMS pe o întreagă rețea. -- Nu toate trenurile sunt echipate pentru a circula pe linii cu ERTMS și trenurile echipate cu ERTMS nu circulă numai pe linii noi. -- Cu un sistem suport de revenire disponibil se reduce riscul pentru exploatare. La semnalizarea mixtă este posibil ca să se exploateze o linie în egală măsură cu trenuri convenționale și cu trenuri cu ETCS și se utilizează avantajele tehnologiei ERTMS ( de ex viteză crescută sau densitate mai mare de trenuri) numai cu trenurile înzestrate, fără a trebui să înzestrezi toată flota cu ERTMS. În capitolele ce urmează se va descrie o arhitectură a unui sistem de semnalizare mixt, scenarii de exploatare și se prezintă avantajele unei semnalizări mixte. 2. Scopurile Ca parte a strategiei căilor ferate din Țările de Jos în secolul 21 ProRail a inițiat programul BB21 ( Beter Benutten – Programm ). Scopul acestui program este dezvoltarea și implementarea de sisteme, care se dea posibilitatea unei mai bune descongestionări a rețelei feroviare existente. Acest program cuprinde conceperea unui sistem de semnalizare – ERTMS ( Bev 21). Bombardier, anterior Adtranz, a încheiat un contract cadru cu NS Railinfrabeheer, azi ProRail, pentru conceperea și apoi utilizarea sistemului Bev – 21. În 1999 drept consecință a contractului cadru s-a închiat de către Bombardier contractul pentru concepere (Devlopment Element Assignment). Scopul acestui contract a fost conceperea sistemului Bev – 21. Sistemul a fost conceput în mai multe variante de sistem de cuprindere a funcționalităților, care să se adapteze la fazele liniei Amsterdam – Utrecht și au fost alese pentru punerea în siguranță a etapelor concepției. Contractul de concepere cuprinde realizarea unei instalații pilot pentru rețeaua Țărilor dr Jos în vederea testării sistemului. Ca

2

poziționare este vorba de o linie dublă de 26 km între Steenwijk și Heerenveen cu două stații mici și două trenuri de test. Echiparea pentru testare nu se va conforma reglementărilor de exploatare existente. La linia Pilot este vorba defapt de o linie Pilot națională ERTMS pe cadrul inițiativei EU TEN, prin care să fie finanțate o parte a costurilor de concepție a lui ProRail inclusiv contractul de concepție cu Bombardier. În mai 2003 Bombardier primește contractul pentru Amsterdam – Utrecht, în a cărui cadru Sistemul Bev – 21 este o parte a modernizării liniei Amsterdam – Utrecht. Parte a acestui este planificarea, realizarea, instalarea și verificarea a două sisteme Bev – 21, de care aparțin opt instalații de centralizare EBI Lock, două EBI Com Radio Bloc Centres ( RBC ) și șaptesute de balize. Linia qvadruplă de 30,5 km cu cinci stații între Amsterdam Duivendrecht și Utrecht susține semnalizarea duală atât pentru trenurile naționale care sunt înzestrate cu sistemul (Țărilor de Jos) de siguranță a trenurilor ATB-EG, cât și pentru trenurile cu dotare ERTMS. Proiectul urma să fie pus în funcție în patru faze între august 2005 și decembrie 2006. Programul Bev-21 a fost astfel conceput ca realizarea și utilizarea sistemului să fie efectiv coordonată și activitățile de exploatare să fie susținute în relație cu alte posibile utilizări. Partea principală a programului este realizarea și punerea în funcție a sistemului de semnalizare Bev–21 pe linia Amsterdam – Utrecht cu respectarea specificațiilor și fazelor oferite de ProRail(Fig. 1). 3. Arhitectura sistemului. Principiul semnalizării mixte ( Fig. 2) se bazează pe experiența acumulată prin exploatarea comercială a lui Level 2 pe linia Olten – Luzern ( SBB ) și a liniei Pilot dintre Meppel și Heerenveen, de care au aparținut și verificările făcute succesiv cu aparate pentru mijloace de tracțiune, ale firmelor Bombardier, Siemens și Alstom (Fig. 3 și 4 ). Din acestea a rezultat conceptul generic pentru soluția INTERFLO 450 al firmei Bombardier, care pentru semnalizarea liniei principale poate recurge la exploatarea cu Level 2 pur sau la exploatarea cu nivele mixte ( Level multiplu), de exemplu cu NS în Tările de Jos și Botniabanan în Suedia. Linia Amsterdam – Utrecht se comandă prin Bombardier INTERFLO 450 și este dotată cu semnalizare mixtă pentru level 2 și Level STM-ATB pentru modulul de transfer specific ATB. Zonele învecinate sunt dotate cu Level STM. Linia principală qvadruplă este divizată orizontal în două zone de linie redundante Est și Vest. Zonele Bev-21 sunt comandate fiecare printr-un EBI Com CBR Radio Block Center ( RBC ), un adaptor pentru interfața de management al trenurilor ( VIA ) și patru centralizări electronice EBI Lock. Există mai multe punți între zonele Bev-21, unde se află transferator RBC în Level 2. Aceasta înseamnă că două linii (fire) ale liniei, independente de o indisponibilitate, pot fi exploatate în zona

3

învecinată Bev-21. Fig. 3. Test Țările de Jos cu comutare către ERTMS Level 2 Un tren dotat cu Level 2 cu un cifru (parolă) criptografic acceptat valabil modifică Level-ul la intrarea în zona Bev-21 în Level 2. Alte trenuri rămân în Level STM. Dotarea corespunzătoare ale mijloacelor de tracțiune aleg Level-ul corespunzător dat la intrarea în zonă prin tabela de priorități. Conducătorul poate modifica Level -ul ulterior dar numai în staționare alegând între nivele (Level-e) admise. La părăsirea zonei Bev-21 trenurile cu level 2 comută pe Level STM. Mecanicul unui tren înzestrat cu Level 2 respectă indicațiile ERTMS și vede dealungul căii de regulă numai indicații de semnal cu un segment alb. Segmentul alb este un rând vertical de LED-uri albe pe lungimea semnalului. Mecanicul unui tren dotat numai cu Level STM va circula corespunzător indicațiilor luminoase normale și a indicațiilor standard STM-EG. Linia Amsterdam – Utrecht va fi dotată cu semnalizare cu Level mixt, dacă evoluția exploatării cu Level mixt va fi aprobat de operatorii naționali. Aceștia vor fi verificați corespunzător în pauze de exploatare dacă linia Amsterdam – Utrecht va ajunge în exploatare comercială pe parcursul anului 2006. Fig. 4. Locomotive de test cu EBI Cab cu dotare ERTMS L2 4. Scenarii de exploatare. Principiul semnalizării cu Level mixt se bazează pe principii simple prin utilizarea unui schimb de date pe două direcții între Radio Block Center și instalațiile de centralizare. Operatorul uman stabilește un parcurs și nu trebuie să cunoască dacă acesta este consumat de un tren cu Level STM sau cu Level 2. Un parcurs se înzăvorăște de instalația de centralizare după reglementările naționale și Radio Block Center va fi informat asupra acestei inițierii a parcursului. Radio Block Center verifică dacă este posibilă alocarea unui tren Level 2 la parcursul stabilit. În caz că un tren Level 2 a fost alocat, Radio Block Center informează instalația de centralizare asupra acestui fapt. Instalația de centralizare activează în acest caz indicațiile ERTMS cu bara albă pentru toate semnalele ce se află dea lungul parcursului și în sfârșit și semnalul de final de parcurs și nu emite codul ATB-EG către linie. Radio Block Center emite o aprobare de parcurs Movement Authority (MA) către tren. În caz contrar semnalul arată indicația de trecere și codul ATB-EG aparținător trenului se emite în șină. Imediat ce un tren cu Level 2 se prezintă în fața unui parcurs aflat atunci pe semnalizare optică laterală, de ex după un procedeu de start ETCS Start of Mission sau dacă mecanicul comută de pe Level STM pe Level 2, alocarea cu semnalizare optică laterală se revalorifică automat pe Level 2 permisiune de parcurs. În consecință se va valorifica o permisiune de parcurs Level 2 după o limită de timp predefinită cu alocare de semnalizare optică laterală de linie, dacă mecanicul închide starea cu mecanic sau dacă se descoperă o defecțiune, care limitează permisiunea de parcurs, de exemplu la căderea comunicațiilor radio GSM-R. ProRail și Bombardier au lucrat intensiv la aceasta, pentru a exclude posibilele pericole referitor la conceptul semnalizării mixte printr-o analiză comună. Aceasta a condus la un set admisibil de scenarii de exploatare, unde sunt descrise și scenarii de revenire. Rezultatul este un set concludent de cerințe, care urmează să fie un ''Imput'' pentru cuprinderea în reglementările de exploatare ale rețelei feroviare a Țărilor de Jos. Drept consecință se implementează în sistem măsuri tehnice de eliminarea pericolelor. O situație tipică este ca un tren cu Level 2 cu o comandă să poată fi divizat într-un tren cu Level 2 și într-unul cu Level STM în fircare succesiune. O situație asemănătoare poate apare când un tren înzestrat cu Level 2 pe o linie ocupată cu parcurs la vedere și o permisiune pentru Level 2 la vedere pătrunde peste aceasta.

4

Dacă se emite o permisiune de continuare de parcurs pentru un parcurs normal, care se cuplează la prcursul la vedere, sistemul nu poate recunoaște sigur, dacă înaintea trenului înzestrat cu Level 2 nu circulă un alt tren neînzestrat cu Level 2 în sensul aceluiași parcurs sau că alocarea se datorează altor cauze. În astfel de situații Radio Block Center emite un semnal de oprire limitat la începerea continuării parcursului, scăzând lungimea trenului cu Level 2, dacă pe următorul parcurs se descoperă o alocare. Dacă trenul cu Level 2 își alocă parcursul, trenul ignoră semnalul de oprire limitat, dacă trenul a depăși deja punctul de oprire; dar dacă parcursul este alocat de un tren neînzestrat, permisiunea de parcurs pentru trenul cu Level 2 la sfârșitul parcursului OS, aceasta înseamnă că parcursul pentru circulația la vedere se scurtează. Aceasta se întâmplă fără intervenția frânei de serviciu, dacă viteza este redusă. Indicația de semnal la sfârșitul parcursului la vedere se prezintă întodeauna în manierea sistemului de semnalizare optică laterală, pentru a nu dezorienta mecanicul. Exemplu de scenariu: Start pentru un tren înzestrat cu Level 2 după permiterea automată a parcursului ( Fig. 5). Situația de ieșire: Nu este nici un parcurs înzăvorât și un tren înzestrat cu Level 2 se află în fața semnalului S1 pe roșu cu panoul de operare blocat(desactivat). Parcursul sub tren se eliberează(dezăvorăște) automat atât timp cât nu există macaze și instalații BAT/SAT între tren și semnalul S1. Semnalul S1 arată o indicație cu alb atât timp cât panoul de operare a fost blocat. Evenimente și rezultate sperate: 1. Operatorul de trafic ( supraveghetor de trenuri) comandă parcursul 1. 2. Instaslația de centralizare înzăvorăște parcursul 1 și verifică dacă Radio Block Center a semnalat vreun tren cu Level 2. Dacă acest fapt nu s-a produs, instalația de centralizare dă o permisiune de parcurs cu semnalizare optică laterală pentru tren. Semnalele S1, S2 și S3 arată liber și semnalul S4 la finele parcursului arată oprirea. 3. Mecanicul deschide (activează)panoul de operare și comunicația cu Radio Block Center se stabilește. Trenul comunică o poziție valabilă cu grupa de balize BG1 ca ultimă grupă relevantă de balize LRBG.

4. Radio Block Center informează instalația de centralizare că un tren cu Level 2 stă în fața semnalului S1. 5. Instalația de centralizare emite o admitere de semnalizare pentru parcursul 1 în starea „liber” către Radio Block Center. 6. La recepționarea admiterii semnalizării Radio Block Center emite o permisiune de parcurs MA pentru acea linie de la BG1 până la sfârșitul parcursului 1 pentru acel tren. MA se dă până la Radio Block Center sfârșitul parcursului 1 la S1, cu modul ''a circula la vedere'' pentru linia până la S1. 7. Trenul începe să circule. Dacă trenul depășește semnalul S1 el își schimbă modul în ''Supraveghere deplină'' și emite o prezentare de poziție la Radio Block Center. 8. Instalația de centralizare recunoaște că parcursul 1 este angajat/alocat, semnalul S1 sare pe indicația roșu și statutul parcursului 1 se modifică în ''alocat'', cea ce se semnalează la Radio Block Center. Semnalele S2, S3, și S4 arată acum numai benzi albe. 9. Radio Block Center recepționează prezentarea de poziție și informează instalația de centralizare despre trenul cu Level 2 aflat pe parcursul 1.

5

5. Avantajele semnalizării mixte. În Europa majoritatea liniilor sunt deja echipate cu sisteme de semnalizare, astfel încât semnalizarea mixtă se prezintă ca o posibilitate bună de a completa liniile convenționale cu ERTMS. Introducerea semnalizării mixte pe linie are mai multe avantaje: -- La modernizare liniilor existente nu este obligatorie dotarea întregii infrastructuri. ERTMS poate fi montat ca o completare la sistemele de semnalizare existente. -- La o semnalizare mixtă trenul poate fi exploatat cu și fără dotare cu ERTMS. Ca urmare nu este necesară dotarea simultană a întregii flote pentru circulația cu ERTMS. -- Este posibilitatea să permiți să circule mai multe trenuri pe aceiași linie și distanța dintre trenurile aflate în circulație se poate reduce. -- Printr-un amestec de trenuri convenționale și cu ERTMS pe aceiași linie costurile de administrare sunt mai mici și planul de modernizare mai simplu. -- Exploatarea trenurilor în semnalizare mixtă semnifică că transpunerea trenurilor de la convențional la Level 2 nu necesită oprirea trenului. -- Sistemul nu poate folosi o dotare ERTMS a mijlocului de tracțiune necertificată, fără o procedură suplimentară, deoarece numai mijloace cu dotare ERTMS pe Level 2 pot comuta. -- Sistemul poate, fără să influențeze exploatarea, să permită manipularea viitoarelor versiuni ERTMS la montare, deoarece trenurile în timpul schimbului circulă în modul STM. -- Dacă dotarea ERTMS nu funcționează din vreun motiv, trenurilor mai pot fi exploatate pe linia cu semnalizarea mixtă, în modul convențional. 6. Privire de viitor. ERTMS este viitorul sistemelor de semnalizare nu numai în Europa ci și în multe alte țări din lumea întreagă. Conceptele semnalizării mixte sunt un mod practic al introducerii ERTMS. În Țările de Jos Bombardier a început cu introducerea unei semnalizări mixte, care a fost instalată în 2006 / 2007; se poate presupune că multe alte administrații din Europa vor urma exemplul. Prescurtări și semnificațiile acestora: LRBG = grupă relevantă de balize BG1 = grupa de balize RTMS = Rail Traffic Management System MA -- Movement Authority – = autorizare de deplasare EOA -- End of Authority = sfârșitul autorizării Level STM(-ATB) = nivel standard existent în exploatare în prezent BB21 - Beter Benutten – Programm = program de mai bună exploatare Traducere / Fulea Dan / septembrie 2014 / Brașov