ETCS
Первая система ETCS уровня 2 без напольных сигналов в Германии Железнодорожный проект VDE 8 входит в число проектов «Германское единство», реализуемых для развития транспортных связей между западной и восточной частями страны. На новых линиях VDE 8.1 и VDE 8.2, строящихся в рамках проекта VDE 8, впервые в Германии предусмотрено внедрить европейскую систему управления движением поездов ETCS уровня 2 без напольных сигналов. 107 км на Эбенсфельд. Напольными устройствами СЦБ северной части этой линии управляет исполнительный пост микропроцессорной
Гамбург/Росток
Новые линии по проекту VDE 8 Реконструируемые линии по проекту VDE 8
Берлин
Линия VDE 8.3
ЛютерштадтВиттенберг
г
ур
еб
гд
Ма
Железнодорожный проект VDE 8 охватывает (рис. 1) магистраль между Нюрнбергом и Берлином. В рамках проекта эта магистраль разделена на три основные линии, включая соответствующие узловые станции. Первая линия Галле/Лейпциг — Берлин (VDE 8.3) длиной 187 км была реконструирована и введена в эксплуатацию в 2006 г. К ней примыкает строящаяся линия VDE 8.2 Эрфурт — Галле/Лейпциг длиной 123 км. Основные работы в железнодорожном узле Галле/Лейпциг были завершены в 2003 г. При этом был введен в эксплуатацию новый участок длиной 23 км. В настоящее время участки линии VDE 8.2, примыкающие к Эрфурту с севера, сам Эрфуртский узел и примыкающий к нему с юга участок VDE 8.1 оборудуют системой ETCS уровня 2, соответствующими системами централизации и средствами диспетчерского управления движением поездов. Линии VDE 8.1 и VDE 8.2 рассчитаны на скорость движения поездов 300 км/ч. Для строящегося участка линии VDE 8.2 ввод в эксплуатацию запланирован на декабрь 2015 г. Затем системой ETCS будет оснащен участок линии VDE 8.1 южнее Эрфурта и Эрфуртский узел. В ходе первого этапа реконструкции будет обеспечена возможность выезда поездов с Эрфуртского узла на новую линию. К линии VDE 8.1 за Эрфуртом примыкает новая линия длиной
централизации (МПЦ) в Эрфурте, южной — исполнительный пост МПЦ в Унтерляйтербахе. На новых высокоскоростных участках линий VDE 8.1 и VDE 8.2 полностью отказались от традиционной системы сигнализации; здесь предусмотрено использовать ETCS уровня 2 без напольных сигналов. Между Нюрнбергом и Эбенсфельдом реконструируемый участок длиной 83 км, входящий в состав VDE 8.1,
Биттерфельд Галле Линия VDE 8.2
Франкфурт-на-Майне
Кобург
Лейпциг Грёберс
Дре
зде
н
Эрфурт
Линия VDE 8.1
Эбенсфельд Унтерляйтербах
Бамберг Эрланген Нюрнберг Мюнхен/Верона
Рис. 1. Строящиеся и реконструируемые линии по проекту VDE 8
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2014, № 12 71
ETCS
оборудуется ETCS с напольными сигналами и новыми устройствами СЦБ. Управление этим участком будет осуществлять исполнительный пост МПЦ на станции Унтерляйтербах, где устраивают обгонный пункт, в котором грузовые поезда будут пропускать более быстрые высокоскоростные экспрессы. Ввод в эксплуатацию всей линии VDE 8.1 запланирован на декабрь 2017 г., но первый участок реконструируемой линии в зоне действия соответствующего исполнительного поста МПЦ Унтерляйтербах ABS должны открыть уже в конце 2015 г. После завершения строительства и реконструкции участков линий VDE 8.1 и VDE 8.2 длительность поездки от Берлина до Мюнхена сократится примерно до 4 ч. Участок от Эбенсфельда до Галле/Лейпцига является частью трансъевропейского коридора TEN V, который соединяет Германию со Словакией, Венгрией, Румынией, Болгарией и Турцией.
Система ETCS Целью разработки системы ETCS, которая наряду с цифровой системой радиосвязи GSM-R и
системой диспетчерского управления ETML (European Train Management Layer) является составной частью европейской системы управления железнодорожными перевозками ERTMS, является гармонизация перевозок на трансъевропейской железнодорожной сети. ETCS позволит создать технические предпосылки для облегчения доступа операторов к железнодорожной сети в масштабах Европы. Внедрение ETCS позволит повысить экономическую эффективность работы железных дорог, в том числе за счет открытия рынка перевозок в Европе. Отказ от напольных сигналов способствует снижению потребности в инвестициях в инфраструктуру и расходов на ее техническое обслуживание. На железных дорогах Германии (DB) переход к ETCS требует внесения изменений в оснащение железнодорожной инфраструктуры и подвижного состава. По линиям VDE 8.1 и VDE 8.2 могут курсировать только те поезда, которые оборудованы бортовыми устройствами ETCS. По мере того как на других линиях будут внедряться системы ETCS, на железных дорогах Германии в среднесрочной перспективе
отпадет необходимость в размещении на подвижном составе нескольких устройств АЛС. Требования к системам ETCS, которые будут размещены на линиях VDE 8.1 и VDE 8.2, установлены в технических спецификациях по эксплуатационной совместимости (TSI), принятых на европейском уровне. Кроме того, DB разработали свои директивы по внедрению ETCS в рамках проекта VDE 8. В число этих документов входят: • техническое задание BTSF (эксплуатационно-технические функциональные требования) для ETCS по спецификации SRS версии 2.3.0d с соответствующими запросами на изменения; • техническое задание BTSF3 для ETCS по спецификации согласно базовому документу Baseline 3; • техническое задание для систем микропроцессорной централизации (МПЦ), включающее функциональные условия для логики централизации и интегрированные в МПЦ технологии для взаимодействия с ETCS на линиях VDE 8.1 и VDE 8.2; • т ехнические задания для отдельных компонентов ETCS, централизованного управления МПЦ, анализ рисков при работе ETCS и др.
Рис. 2. Высокоскоростной испытательный поезд ICE-S следует по мосту через долину р. Унструт на новой линии VDE 8.2 Эрфурт — Галле/Лейпциг
72 ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2014, № 12
ETCS
Региональный центр управления в Мюнхене, район управления 9
Региональный центр управления в Лейпциге, район управления 13
RBC Унтерляйтербах Местный центр управления Эберн
RBC Эрфурт NBS
UZ Галле
Распорядительный пост МПЦ Кобург
UZ NBS Унтерляйтербах
UZ Эрфурт NBS
Массеталь
Брайтенгюсбах
UZ ABS Унтерляйтербах
RBC Галле
RBC Эрфурт NBS
Вайсенбрунн Дёрфис- Тойерн Эсбах
Айшлебен
Илменау
Удаленная МПЦ Галле-Аммендорф Заубахталь
UZ Гроссбрембах Эрфуртский узел
Дёрстевитц
Юдендорф
UZ Лейпциг Нойвидеритцш
Бад-Штаффельштайн
Удаленная МПЦ Грёберс
Реконструируемые линии (ABS) Новые линии (NBS) Соединительные линии
Новые посты МПЦ
RBC Эрфуртский узел
RBC Нойвидеритцш
Существующие посты МПЦ
Рис. 3. Размещение систем МПЦ и центров радиоблокировки на линиях VDE 8.1 и VDE 8.2
Оснащением линий VDE 8.1 и VDE 8.2 устройствами СЦБ и связи занимается консорциум FunkZugSicherung (FZS), образованный компаниями Siemens и Kapsch CarrierCom Deutschland. Компания Siemens возглавляет консорциум и поставляет системы МПЦ и ETCS, компания Kapsch отвечает за сеть радиосвязи GSM-R. Дисплей системы ETCS уровня 2 в кабине машиниста отображает разрешение на движение, значения разрешенной и фактической скорости, а также данные об участке. Информация передается из центра радиоблокировки RBC на поезд через подсистему Euroradio, использующую в качестве среды передачи сеть GSM-R. В рамках проекта VDE 8 будут применяться путевые приемоответчики Trainguard Eurobalise S 21 компании Siemens, размещаемые в середине междурельсового пространства. Пассивные приемоответчики предназначены для калибровки бортовой системы определения местоположения, активные приемоответчики — для передачи обновляемой информации о маршруте
(сигнальных показаниях, разрешенной скорости и т. п.). Центр радиоблокировки непрерывно получает информацию от системы централизации и бортовых компьютеров поездов. При возникновении изменений в поездной ситуации на поезд немедленно передаются необходимые данные. На линиях VDE 8.1 и VDE 8.2 применяются системы МПЦ Trackguard Simis D. Свободность пути контролируется системами МПЦ при помощи систем счета осей Clearguard AC 100. Как и в традиционных системах сигнализации, используются традиционные блокучастки. На новых участках линии VDE 8.1 и новой линии VDE 8.2 внедряется ETCS уровня 2 без напольных сигналов и без резервной традиционной системы АЛС. На реконструируемом участке в южной части линии VDE 8.1 традиционная система сигнализации с напольными светофорами будет сохранена. К вводу в эксплуатацию линии VDE 2 Эрфурт — Галле/Лейпциг предусмотрено внедрение системы ETCS, отвечающей спецификации SRS версии 2.3.0d, но к декабрю 2017 г.,
когда будет вводиться в эксплуатацию участок Эрфурт — Эбенсфельд линии VDE 8.1, предусмотрено перейти к ETCS по спецификации SRS, отвечающей требованиям документа Baseline 3.
Оснащение линии VDE 8.2 На линии VDE 8.2 Эрфурт — Галле/Лейпциг в настоящее время выполняются испытательные поездки для измерения параметров систем колесо — рельс и контактная сеть — токоприемник (рис. 2). После ввода в эксплуатацию на этой линии будет работать система ETCS уровня 2 без напольных сигналов, выполненная по спецификации SRS версии 2.3.0d. Для этого линию оборудуют четырьмя новыми системами МПЦ, которые будут подключены к распорядительному посту МПЦ в Эрфурте (UZ Эрфурт NBS), интегрированному в качестве линейного пункта в район управления 13 регионального центра управления движением поездов в Лейпциге (рис. 3). Этот распорядительный пост и центр радиоблокировки для высокоскоростной
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2014, № 12 73
ETCS
линии (RBC Эрфурт NBS) размещены в здании имеющегося распорядительного поста МПЦ Эрфуртского железнодорожного узла. Для увязки с системами централизации в Грёберсе, Аммендорфе и Эрфурте применяется унифицированный интерфейс системы автоблокировки. Кроме того, наряду с RBC Эрфурт NBS устраивают еще несколько центров радиоблокировки — на распорядительных постах МПЦ на станциях Галле-Главный, Нойвидеритцш (в Лейпциге) и непосредственно для Эрфуртского железнодорожного узла. Здесь используются системы Trainguard 200 RBC компании Siemens, допускающие модернизацию для выполнения требований документа Baseline 3 и рассчитанные на одновременное управление 60 поездами каждая. Для обеспечения передачи данных ETCS по каналу радиосвязи на линии Эрфурт — Галле/Лейпциг устанавливают 14 базовых радиостанций сети GSM-R. Уровень управления. До введения ETCS в состав уровня управления системы централизации входили средства ввода команд и отображения информации, дополненные модулями индикации номеров поездов и автоматического управления установкой маршрутов. Теперь возникла потребность в интеграции в этот уровень пользовательского интерфейса ETCS согласно директиве Ril 415.9802 железных дорог Германии. При этом важно организовать управление системой ETCS независимо от конкретной МПЦ, что реализуется при помощи заданных стандартных интерфейсов. Линия VDE 8.2 входит в зону действия 13-го района управления регионального центра управления в Лейпциге. Резервное АРМ диспетчера находится на распорядительном посту UZ Эрфурт NBS. Напольные устройства. Вместо светофоров на новых высокоскоростных участках в рамках проекта VDE 8 устанавливают сигнальные
Рис. 4. Сигнальный знак ETCS на строящейся высокоскоростной линии Эрфурт — Галле/Лейпциг
знаки ETCS (рис. 4). Они служат машинистам для ориентирования и указывают на места остановки в случае нарушений в работе ETCS. На перегонах и станциях высокоскоростных линий из оборудования СЦБ предусмотрены лишь счетчики осей для контроля свободности пути, стрелочные приводы со средствами контроля и управления, а также кабельная сеть. Некоторые стрелки, рассчитанные на высокоскоростное движение, выполнены многоприводными. Здесь используются стрелочные электроприводы типа Switchguard 700 K и устройства контроля положения стрелок. Приемоответчики типа Trainguard Eurobalise S 21 потребовалось адаптировать к условиям применения на линии со скоростью движения до 300 км/ч, поскольку прежние системы крепления их к шпалам были рассчитаны на скорость движения поездов до 160 км/ч. На основе новых технических требований компания Siemens разработала систему защиты приемоответчиков BSS 85 для использования на пути на жестком основании. Проверки на ее пригодность и лабораторные испытания выполняли при нагрузках, превышающих нормативные на 10 %. Цель разработки состояла в предотвращении повреждений
приемоответчика при падении на него льда с поезда, движущегося с высокой скоростью. Важно было также обеспечить надежное закрепление приемоответчика на пути при экстремально высоких нагрузках. После испытаний новой системы в течение 4 мес в середине ноября 2014 г. начат монтаж приемоответчиков с новой системой защиты на линии. На путях, где максимальная скорость не превышает 160 кч/ч, применяется обычная система крепления приемоответчиков типа BU 20. Для обеспечения радиосвязи GSM-R на новой линии Эрфурт — Галле/Лейпциг предусмотрено установить 15 новых базовых станций в дополнение к уже имеющимся.
Оснащение линии VDE 8.1 Линия VDE 8.1 охватывает новый высокоскоростной участок, на котором предусмотрено разместить четыре системы МПЦ, подключенные к распорядительному посту UZ Эрфурт NBS, и две МПЦ, подключенные к распорядительному посту UZ Унтерляйтербах NBS. Зона действия МПЦ в Унтерляйтербахе и децентрализованная система МПЦ в Брайтенгюсбахе относятся к распорядительному посту UZ Унтерляйтербах АBS. Оба распорядительных поста войдут в зону действия района управления 9 регионального центра управления в Мюнхене. На высокоскоростном участке планируется использовать ETCS уровня 2 без напольных сигналов, отвечающую требованиям спецификации SRS по документу Baseline 3. Увязка с соседними системами централизации, управляющими участками в направлении Кобурга и Бад-Штаффельштайна, реализована при помощи стандартных интерфейсов автоблокировки. Для обслуживания системы ETCS на линии VDE 8.1 предусмотрено нарастить мощности центра радиоблокировки
74 ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2014, № 12
ETCS
в Эрфурте и устроить еще один центр радиоблокировки на распорядительном посту UZ Унтерляйтербах NBS. На последней очереди строительства новых и реконструкции существующих участков линии VDE 8.1 предусмотрено ввести в эксплуатацию всего пять центров радиоблокировки типа Trainguard 200 RBC. Уровень управления. На линии VDE 8.1 также предусмотрено интегрированное рабочее место для управления системами МПЦ и центрами радиоблокировки. Управление обоими распорядительными постами МПЦ в Унтерляйтербахе будет осуществляться из регионального центра управления в Мюнхене. Резервное АРМ на распорядительном посту для нового участка сможет управлять и МПЦ, и системой ETCS, а резервное АРМ на распорядительном посту для реконструированного участка — только системами централизации. Напольные устройства. На высокоскоростном участке линии VDE 8.1 предусмотрено такое же оснащение напольными устройствами СЦБ, что и на линии VDE 8.2. Реконструируемый участок будет оборудован традиционной системой сигнализации. Последняя очередь строительства линий VDE 8.1 и VDE 8.2 предусматривает создание нового района управления в региональном центре управления движением поездов в Лейпциге, а также ввод в эксплуатацию трех новых распорядительных постов МПЦ и 12 удаленных систем МПЦ. В зону их действия войдут 266 стрелочных приводов, более 600 пунктов счета осей,
традиционные светофоры на реконструируемом участке. Система ETCS будет включать в себя пять центров радиоблокировки и 1200 приемоответчиков. Сеть GSM-R будет включать 41 базовую радиостанцию и 31 пункт усиления радиосигнала.
Особые требования Отказ от традиционной светофорной сигнализации с переходом к ETCS уровня 2 требует повышенной эксплуатационной готовности систем передачи информации. Кроме того, на линиях проекта VDE 8 необходимо было учитывать целый ряд особых требований к системам ETCS и МПЦ — например, проследование поезда при отказе базовой станции GSM-R, защита от боковых наездов при отсутствии напольных светофоров, безопасный переход от режима с использованием специализированного модуля передачи (т. е. национальной АЛС) к режиму ETCS уровня 2, выключение огней светофоров при следовании поезда, машинист которого руководствуется показаниями в кабине управления, и т. п. Важное значение для успешного ввода в эксплуатацию первой в Германии линии с ETCS уровня 2 имеют также функции, реализовать которые необходимо в пределах зон действия сразу нескольких систем централизации: например, инициализация запроса на выключение ламп напольных светофоров в соседних зонах управления, из которых поезда под управлением ETCS въезжают на линию, оборудованную этой системой; управление центрами радиоблокировки
на соседних постах централизации, оснащенных техникой других компаний-изготовителей; организация обмена информацией через стандартные интерфейсы, спецификации на которые согласуются одновременно со строительством новых устройств. В рамках проекта необходимо было также подтвердить эксплуатационную совместимость всех задействованных систем. Особенностью линии VDE 8.1 является запрет на встречное проследование поездами тоннелей. Эти тоннели проектировали и строили двухпутными однотрубными (в отличие от двухтрубных тоннелей на линии VDE 8.2). В связи с этим необходимо реализовать функцию предотвращения встреч поездов определенных категорий в тоннелях (например, грузовых поездов с пассажирскими).
Перспективы В ближайшие годы и в среднесрочной перспективе темпы внедрения системы ETCS в Германии будут нарастать. Прежде всего это касается линий, входящих в состав международных коридоров, вновь строящихся и реконструируемых линий, а также линий с высокоскоростным движением (общая протяженность — 2465 км), на которых в настоящее время используется национальная система непрерывной АЛС LZB на базе индуктивных шлейфов. M. Fußy, Signal und Draht, 2014, № 9, S. 6 – 11; материалы компаний DB Netz (fahrweg.dbnetze.com) и Siemens (www.siemens.com).
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2014, № 12 75