Ключевые слова: цифровая железная дорога, радиоканал, ETCS, цифровые сигнальные устройства (DSTW), провозные технологии.
Процесс цифровизации технологических процессов идет стремительными темпами на всем пространстве земного шара. Особенно актуальны вопросы цифровизации в технологической сфере, а если рассматривать транспортный сектор — то в области обеспечения безопасности движения они с недавних пор являются основополагающими.
Считается, что Digital Node Stuttgart — как основа будущих дорог Германии.
Внедрение Европейской системы управления движение поездов ETCS и цифровых сигнальных устройств (DSTW) направлено на повышение надежности и одновременном снижении эксплуатационных затрат на техническое обслуживание в железнодорожном секторе, а также для унифицирования европейских железных дорог к единому стандарту движения. European Train Control System имеет первостепенное значение для бесшовных пассажирских и грузовых железнодорожных перевозок. Процесс диджитализации инноваций на железнодорожном транспорте является основным вектором развития жд транспорта Германии до 2030 года.
Правительство Германии намерено автоматизировать как можно больше жд линий и поездов, что позволит сократить межпоездной интервал и получать информацию о поезде в режиме реального времени.
Для решения данной задачи была запущена Цифровая железная дорога Германии (DSD). Это программа оцифровки железнодорожной системы, направленная на повышение работоспособности ETCS и DSTW по всей федеральной маршрутной сети.
Цифровой узел в Штутгарте устанавливает новые стандарты в области железнодорожных перевозок на основе ETCS и DSTW. Благодаря этим двум технологиям в ближайшие пять лет правительство Германии хочет повысить провозную и пропускную способность.
Данная система обеспечения безопасности движения рассматривается и в России в большей степени как один возможных способов обеспечения безопасности движения. Европейская система управления движением поездов была разработана в рамках международного сотрудничества стран Европы для унификации автоматики, телемеханики, связи и диспетчерского контроля, зачастую для передачи информации о передвижении и состоянии поезда преимущественно используется радиоканал Euroradio и спутниковая связь как в станционных, так и в перегонных системах ЖАТ. Euroradio базируется на стандарте GSM-R. Радиоканал координирует взаимодействие путевых устройств с поездом центр блокировки на базе радиосвязи (Radio Block Centre —RBC), а также регулирует движение на протяженном участке линии, хранит статические данные о пути и транслирует на поезд динамические данные о показаниях сигналов и положении стрелок, полученные от систем централизации.
Главный недостаток ETCS, который препятствует внедрению системы в российские железных дорог заключается в инфраструктуре, которая ориентирована на системы электромагнитных реле с использованием числового кода. Были сделаны большие инвестиции в существующие национальные устройства АЛС и переход к ETCS требует двойного оборудования линий и/или подвижного состава в течение долгого времени. Как было сказано ранее — главная цель ETCS — это стандартизация систем ЖАТ более чем 30 стран.
За пределами Европы ETCS используется на некоторых линиях железных дорог Тайваня, Республики Корея, Китая, Саудовской Аравии, Турции, Индии, Австралии и Мексики.
Цифровая железная дорога Германии (DSD), использующаяся преимущественно для повышения пропускной и провозной способности железнодорожную систему ERTMS, как аналог, отличающийся от российских стандартов.
Европейская система управления движением поездов — является основной составляющей европейской системы управления железнодорожным движением ERTMS (European Rail Traffic Management System), которая в основе работы использует радиоканал.
В усовершенствованной форме вся линейная информация передается машинисту по беспроводной связи внутри кабины, устраняя необходимость в линейных сигналах, к примеру, таких как светофоры.
Digital Node Stuttgart — первый цифровой железнодорожный узел Германии, оснащенный цифровым постом центразиции (DSTW), ETCS и интегрированной системой управления поездным движением iLBS, а также системой ATO GoA
— Цифровой пост централизации (DSTW) — гарантирует свободность пути и переключение стрелок на основе радиосигнала через зашифрованные соединения передачи данных. В Штутгарте DSTW таким способом контролирует примерно 125 километров маршрута.
— Европейская система управления поездами (ETCS) — В зависимости от уровней работы системы поезда и блок-посты обмениваются данными о свободности пути, местоположении и скорости через зашифрованную радиосоединение (GSM-R). Вместо того, чтобы направлять поезда по простой красно-желто-зеленой схеме световых сигналов, бортовой компьютер ETCS рассчитывает межпоездной интервал, на основе расчетов передается информация о скорости движения поездов по блок-участку. Cпецификации ETCS предусматривают пять уровней системы: 0, 1, 2, 3 и STM. Самые распространенные в использовании считаются L2 и L3. ETCS Level 2 — это радиосистема, которая отображает сигналы сигнализации и движения в кабине. Поезд непрерывно отправляет данные в Центр радиоблоков (RBC), чтобы сообщить о его точном положении и направлении. Eurobalises используются в качестве пассивных маяков позиционирования. Поезда улучшают свое положение с помощью дополнительных датчиков, таких как акселерометры, одометры или радар. Уровень спроектирован так, чтобы машинист не мог видеть визуальные знаки на боковой линии во время скоростных поездов. Обычные поезда, которые будут использовать эту систему, должны иметь собственный компьютер или электронную систему управления. В случаях внезапного изменения скорости, необходимая управляющая информация отправляется в поезд через GSM-R, чтобы снизить скорость поезда до указанной скорости вместо остановки. Эта информация передается поездам или поездам, идущим сзади, для обеспечения непрерывности навигации. В частности, в поездах, эксплуатируемых с частыми интервалами, остановки движения запрещаются в ненужных ситуациях.
ETCS Level 3 — полностью радиоуправляемый уровень без какого-либо оборудования для слежения. Центр радиоблока (РБК) непрерывно позиционирует каждый поезд и рассчитывает минимально возможные расстояния поезда в любое время. Поэтому блок-участок больше не разделяется фиксированными рельсовыми цепями, а разбивается на «движущиеся блоки». В то же время жизненно важно, чтобы поезда гарантировали их целостность, поскольку для предоставления этой информации нет оборудования для слежения.
— Автоматическая операция поезда (ATO) используется в цифровом узле Штутгарта на уровне автоматизации 2 (GoA 2). Система работает как круиз-контроль с дистанционным управлением, то есть на основе информации полученной от ETCS контролируется скорость движения поезда. В случае отставания от ГДП (Графика движения поездов) компьютер может автоматически повышать скорость движения. ATO также позволяет рассчитать скорость движения поезда для высокоточной остановке на платформах. Это позволяет избежать задержек и сокращает расстояние между двумя поездами.
Таким образом повышается работа железной дороги за счёт стандартизации автоматики и телемеханики на транспорте путем переоборудования поездов и блок-участков.
Литература:
- https://ru.rayhaber.com/2014/04/Что-такое-железнодорожные-технологии-ertmsetcs/
- https://scienceforum.ru/2019/article/2018010509?ysclid=ldetow3w4k169209143
- https://ru.wikibrief.org/wiki/European_Train_Control_System
- https://digitale-schiene-deutschland.de/Digitaler-Knoten-Stuttgart
- https://bmdv.bund.de/SharedDocs/DE/Artikel/E/digitalisierung-der-schiene.html
