The analysis of technologies of system ERTMS
advertisement
ВИДЕНИЕ И ПОТЕНЦИАЛ БУДУЩИХ СТРАТЕГИЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Авторы: Эксперты по сигнализации МСЖД Martin E. Pope, Ian Harman 29/01/2007 Этот документ подготовлен для анализа технологий системы ERTMS в области интерфейсов и путевого оборудования 1 Содержание 1. Сокращения 2. Ссылки 3. Предпосылки 4. Введение 5. Цель 6. Объяснение 6.1 Эксплуатационное 6.2 Стратегия Проекта 6.3 Коммерческое обоснование 6.4 Оборачиваемость активов под систему ERTMS 6.5 Преимущества установки системы ETCS 6.6 Концепции интервала попутного следования поездов 7. Предлагаемые методологии для перехода на систему ERTMS/ETCS 7.1 Прежние работы 7 .2 Поставщики 7.3 Текущая ситуация 8. Идентификация задачи 8.1 Идентификация типа системы 8.2 Эксплуатационные сценарии 8.3 Планирование перехода на систему ERTMS/ETCS 9. Функциональная совместимость и взаимосвязи системы 9.1 Сигнальное устройство и система команд и управления движением поездов 10 Требования и принципы.сигнализации 11.Важные рекомендации 12. Технические решения 12.1 Основы 13. Архитектурная стратегия 14. Требования к интерфейсу 15. Стратегия перехода 15.1 Существующая архитектура железнодорожной сигнализации 16. Обработка затруднительных положений 17. Иерархия блокировки 18. Предложения и рекомендации 18.1 Рекомендация 1 18.2 Рекомендация 2 18.3 Рекомендация 3 18.4 Рекомендация 4 18.5 Рекомендация 5 18.6 Рекомендация 6 18. 7 Рекомендация 7 18.8 Рекомендация 8 18.9 Рекомендация 9 18.10 Рекомендаций 10 18.11 Рекомендация 11 19. Маршруты трансъевропейской сети 20. Текущие проекты системы ER TMS 21. Распрелделение блокировки на дорогах Португалии 22. Основные типы блокировки в Дании 2 23. Распрелделение блокировки на дорогах Германии (DB Netz) 3 1. Сокращения AEIF Ассоциация европейской железнодорожной функциональной совместимости ATP Автоматическая защита поезда CBA Анализ преимуществ и затрат CER Сообщество компаний европейских железных дорог и инфраструктуры CTRL Железнодорожное сообщение Тоннеля под Ла-Маншем BDK Датские железные дороги DB Немецкие железные дороги EC Европейская комиссия EIM Управляющие европейской инфраструктурой ERA Европейское железнодорожное агенство ERIG Группа по реализации проекта Eirene ERTMS Европейская система управления железнодорожным движением ESIS Европейские стандарты интерфейсов сигнализации (МСЖД) ETCS Европейская система управления поездом EU Европейский союз GENERIS Общие требования для централизации (МСЖД) GSM-R Глобальные мобильные системы связи на железных дорогпах GWML Велика западная магистраль (Великобритания) HMI Человеко-машинный интерфейс IRSE Институт инженеров железнодорожной сигнализации MA Полномочия движения PPI Индикатор положения стрелочного перевода RBC Оператор радиоблокировки RIS Система радиоблокировки (централизации) TCCS Система команд и управления движением поездов TEN Трансевропейская сеть TSI Технические требования к функциональной совместимости UIC МСЖД UNISIG Союз международных компаний поставщиков сигнализации UNIFE Ассоциация европейских железнодорожных отраслей 2. Ссылки: Исследование реализации проекта UIC ESIS Технические условия группы пользователей системы ERTMS AEIF - техническая спецификация для функциональной совместимости. Бизнес – пример евроблокировки версии 2.0 (декабрь 2000) Меморандум европейской комиссии о понимании системы (17 марта 2005) f) ERTMS Региональная FSR том 3.0 g) ERTMS региональная спецификация том 4.29 h) ERTMS SRS том 2.2. a) b) c) d) e) 4 3. Предпосылки Мероприятия в пределах Европы для распространения новых процессов и стандартов являются чрезвычайно сложными, и имеется несколько ключевых заинтересованных групп и сторон, задействованных или заинтересованных в этих мероприятиях. Диаграмма, представленная ниже дает некую идею относительно существующих комплексных структур и ключевых заинтересованных групп, которые были до настоящего времени привлечены к разработке системы ERTMS и ее крупных узлов системы ETCS и GSM-R. Эта структура в значительной степени была нацелена на разработку новых продуктов и их внедрение особенно связанных со скоростными линиями, и предложенных европейских коридорах грузовых перевозок. Первоначальный подход EC к системе ERTMS возложил значительную ответственность на отраслевую промышленность (особенно на союз UNISIG) в разработке продуктов системы ERTMS, который привел к недостаточной функциональной совместимости между различными решениями изготовителей, закрытым интерфейсам и значительным трудностям в установлении рентабельного пути перехода от существующих железнодорожных систем до решений системы ERTMS. 5 Конкретные проблемы на железных дорогах в результате существующего подхода к системе ERTMS: Необходимость изменения монтажа сигнализации с пригодным для эксплуатации сроком службы, оставшимся для обеспечения внедрения системы ERTMS и ее крупных подсистем. Действующая необходимость поддерживать смешанный режим управления движением поездов с и без системы ERTMS и ее подсистем в ходе перехода, из-за стоимости и 6 сложности оснащения необходимым оборудованием подвижного состава, и возможного недостатка бизнес примеров оснащения поезда, которые в противном случае не будут обладать функциональной совместимостью. Нет никакой спецификации в рамках TSI, которая обеспечивает любую форму основы для построения системы СЦБ вне системы ERTMS и ее подсистем, типа границ между человеко-машинным интерфейсом, блокировками и контроллерами полевых объектов. Готовность продуктов в масштабируемых формах, которые могут быть развернуты в различных типах линий в пределах различных государств – членов ЕС, начиная от высокоскоростного движения поездов через смешанные, интенсивные тяжеловесные перевозки, пассажирские перевозки и местное сообщение. 4. Введение Исторически получилось, что задача разработки путевых систем ERTMS стала задачей железнодорожных отраслей промышленности, но для того, чтобы решить эту задачу эффективно, есть необходимость в ясных и кратких требованиях клиента для этих будущих систем. Остается необходимость железных дорог разъяснить их позицию, особенно там, где рассматриваются затраты жизненного цикла, преимущества и выгоды после внедрения системы в соответствии с типами линий и их связью с TSl. Отсутствие контакта между сторонами до настоящего времени внесло свой вклад в некоторые неожиданные и субоптимальные результаты и расширило шкалу времени реализации многих экспериментальных проектов с последующим риском подрыва доверия к системам ETCS и ERTMS. Отсутствие "пользовательских требований" для системы - один из ключевых моментов первопричины возрастания затрат, как капитальных так и доходных, которые в свою очередь создают препятствия для реализации TSI на маршрутах всех классов по всей Европе. Есть подтверждение, что спецификации TSl, разработанные до настоящего времени, представляет собой суммирование общих эксплуатационных и технических факторов, используемых на железных дорогах в том виде, в каком они существуют сегодня. Кроме того, считается, что спецификации TSl являются спецификациями 'общего наивысшего фактора', которые описывают железные дороги сегодня, и что эти спецификации 'бизнес ориентированы' и хорошо представлены в документальном виде. Единственным исключением может быть спецификации функциональной совместимости для системы управления, команд и сигнализации (CCS TSI), которые предписывают использование новой системы ERTMS. Однако рентабельное внедрение CCS TSI в эксплуатационную железнодорожную среду, и связанные с ней интерфейсы может, привести к целому ряду экономических и политических вызовов для железнодорожных администраций и отраслей промышленности. Любое недоразумение в этой сфере, вероятно, приведет к неожиданным результатам, умаляющим преимущества системы ERTMS. Теперь, когда многочисленные железнодорожные сообщения в пределах EC, и некоторые вне ЕС были номинированы в качестве 'коридоров' как часть стратегии для реализации функциональной совместимости, важно обсудить эксплуатационные 7 потребности этих линий, а также технические проблемы, связанные с переходом на системы ERTMS/ETCS. Фактически это обсуждение должно быть сосредоточено на тех линиях, чье оборудование для систем управления, команд и сигнализации (CCS) планируется для обновления, но сами линии не обозначаются как "коридоры", и как будущий переход к системе ETCS мог бы финансироваться в текущей технической и политической среде. В этом исследовании излагается видение возможных структур и архитектур системы ERTMS/ETCS с точки зрения пользователей, и даются рекомендации для перечня работ, чтобы обеспечить сближение между указанным видением и потребностями промышленности и железнодорожных администраций, особенно нацеленных на переход на новые системы, а также, связанных с проблемами затрат всего жизненного цикла новых систем. Только через этот подход может быть достигнуто лучшее понимание между всеми заинтересованными сторонами в "реальном мире" развертывания теоретической спецификации функциональной совместимости (TSI) и, если такое понимание может быть достигнуто, то оно внесет свой вклад в выигрыш всех заинтересованных сторон, которые пойдут на пользу железнодорожных перевозок в Европе в целом. Необходимо обеспечить, чтобы отрасли - поставщики железнодорожной продукции не остались вне игры при обсуждениях указанных ранее проблем. Важно, что все стороны признают, что плановый подход к проблемам стороны поставщиков продукции абсолютно необходим, если все стороны хотят получить выгоду от участия в этих мероприятиях. К настоящему времени, AEIF (Ассоциация функциональной совместимости на европейских железных дорогах) фактически закончил порученную ему работу, и передал EC большинство спецификаций TSl, над которыми AEIF работал с 2005 года. Остающаяся работа группы касается поддержки документов через их обсуждение специализированным Комитетом согласно статье 21. В течение этого процесса, AEIF подготовит документ 'полученные уроки', который также будет передан EC. 5. Цель Данный документ был написан, чтобы открыть обсуждение по переходу на новые системы и эксплуатационных проблем, и ввести некоторые гипотезы относительно решений для реализации системы ERTMS на путевом уровне, как в переходной железнодорожной среде, так и в недавно построенных линиях. К предмету обратились в терминах следующих подклассов: 1) Обоснование 2) Бизнес пример (доказательство) 3) Использование актива 4) Преимущество системы ETCS 5) Предложенные методологии для перехода к системе ETCS 8 6. Обоснование 6.1 Эксплуатационное Полагая, что железные дороги в общем случае отражают национальное политическое разнообразие за последние 150 лет, а не какую-либо форму международной интеграции, часто трудно увидеть общий путь для движения вперед. Пока имеется сотрудничество, необходим согласованный подход, чтобы обратиться к современным европейским проблемам, особенно когда это связано с проблемами блокировки и системами управления поездами. При этом некоторые обсуждения выпадают за рамки проблем функциональной совместимости. Остается много линий, которые, кажется, выпадают из области действия спецификаций TSl, или рассматриваются в общем смысле, а не в контексте требований TSI. В ближайшей перспективе, вероятно, будут специально выделенные линии (включая линии коридоров) исключительно управляемые поездами, оснащенными системами ETCS. Большинство линий (включая коридоры), по крайней мере, должные предусматривать работу в "смешанном режиме" для функционально совместимых поездов с системой ETCS, и обычных национальных систем СЦБ для функционально не совместимых поездов. Также ясно, что администрации считают возможным установить системы ETCS в больших транспортных узлах или узловых станциях, хотя анализ затрат и прибыли - вот что является предметом первостепенной важности, как и определение "узловая станция или транспортный узел". В то время как "двойное оснащение" поездов или инфраструктуры приведет в краткосрочном плане к нежелательному увеличению совокупности оборудования, и поэтому, связанное с ним уменьшению надежности, увеличению затрат и времени, которое потребуется для оснащения таких линий и поездов так, чтобы могла использоваться система ETCS, вероятно будет продолжительным, если они выполнимы. Для достижения образующего единого целого и организованного перехода к системе ETCS, необходим массовый выпуск систем, а воздействие этих систем в их рабочей среде должны быть ясно осознаны с эксплуатационной точки зрения. Как вариант, можно было бы рассмотреть "островной или постепенный" подход, при котором постепенно разрушает промежутки между "островами" установки системы ETCS. Это означало бы, что однажды оборудованная достаточная совокупность подвижного состава отслужит свой срок и когда оборудование сигнализации также закончит свой срок службы, они были бы заменены системами ETCS, и поездами, работающие между ETCS и обычной (стандартной) сигнализацией в рамках границ между ETCS и стандартной сигнализацией по мере необходимости. Кроме того, там, где используется система ETCS, можно получить некоторые преимущества от эксплуатации поездов, разрешая поездам с системами ETCS работать с применением более коротких блок - участков, чем предусмотренные в обычной национальной системе СЦБ. Однако, предоставление необходимой согласованности информации от систем СЦБ до ETCS-оснащенных и не оснащенных поездов, также вероятно, приведет к более сложным решениям, чем в случае поездов соответствующих одной системе, и эта сложность и влияние на надежность неизбежно должны показать любой железнодорожной администрации необходимость развертывания системы ERTMS. Предлагается также, чтобы система ETCS была разработана настолько гибкой, насколько возможно, и имела потенциал для работы с существующими национальными системами 9 СЦБ, вместо того, чтобы требовать изменения или замены систем СЦБ для реализации системы ETCS. Без такого подхода, обеспечение финансового обоснования развертывания исключительно системы ERTMS/ETCS, вероятно, останется явным вызовом и проблемой для железнодорожных администраций. Рассмотрите, например, коридор западной магистрали (GWML) в Великобритании, которая использует стратегию управления сигнализацией (СЦБ) из шести центров СЦБ вдоль первых 140км из коридора в 500км, каждый с распределенными путевыми блокировками, управляемых дистанционно из центров управления регулирования. Эта эксплуатационная стратегия для GWML очень отличается от перспективы немецких железных дорог, где Еммерих - Базельским коридором (хотя он в три раза длиннее) управляют, используя ассортимент главных центров управления и локальные посты централизации (STW). Эксплуатационный контекст, и задачи, связанные с переходом на новые системы управления движением поездов, поэтому полностью отличны между каждой железной дорогой и каждым коридором. Рисунок 1: Различие конфигураций области управления С транспортной точки зрения, эти две линии весьма похожи в плане их использования. GWML определяется как "Скоростная сеть TEN", но в действительности, движение, используя сейчас и под управлением системы ETCS в будущем будет включать и скоростное движением поездов (до 200км/час), движение на скоростях (до 160км/час), включая грузовые перевозки со скоростью до 90км /час, некоторые из которых могут быть международными. Кроме международных грузовых поездов, линия используется внутренними поездами, работающими полностью в пределах границ Великобритании, и поэтому такие поезда не предполагаются оснащать оборудованием для функциональной совместимости. С таким 10 разнообразием использований, не может быть никакого простого способа отделить поезда с системой ETCS от поездов, не оснащенных системой ETCS, не строя новые линии и инфраструктуру, выполнимость которых невозможно предусмотреть даже долгосрочном плане. Проблема перехода к системе ETCS/ERTMS на таком маршруте, имеющем необходимость в долгосрочном смешанном движении, сразу становится очевидной. Другие стандартные и скоростные маршруты сети TEN в Великобритании также испытывают те же самые ограничения, даже с действительно "Скоростной линией Великобритании" 300км/час. Как следует из вышесказанного, вывод гармонизированных правил движения поездов по таким типам коридоров будет сложной задачей, и она должна внести свой вклад в требования для гармонизированной европейской стратегии движения по железным дорогам, оснащенным системой ERTMS. Комплект правил должен быть достаточно гибким, чтобы обеспечить операторов руководством по применению системы ERTMS и ее назначению, например, ряд "основных правил", позволяющий операторам создавать вокруг этих "основных правил" системы ERTMS, необходимые прикладные правила, которые охватывают интерфейс национальной системы СЦБ, включая работу национальной системы одновременно с системой ERTMS, или примыкая ее к системе ERTMS. Для того чтобы решить выше указанные проблемы, ясно, что разработка гармонизированного комплекта требований к сигнализации и управлению поездом является очень желательной для системы ERTMS на всех уровнях. Эта деятельность должна быть закончена одновременно с завершением разработки правил системы ERTMS и дополнена таким комплектом с целью цементирования процесса разработки на устойчивой основе. Если это не сделать быстро, европейская железнодорожная отрасль имеет хороший шанс на столкновение с той же самой ситуацией, которая имела место с унаследованием национальных СЦБ, например, правила, и решения удовлетворяли только продуктам их поставщика, что привело к некоторым чрезвычайно сложным проблемам перекрестной приемлемости, существующим сегодня. 6.2 Стратегия проекта Обстоятельство для стандартизации внутренних правил, как полагают, лежит в уменьшении различий в архитектуре, таким образом, понижая требуемое участие в акционерном капитале, улучшая гибкость систем и т.д. и другие возможности снижения затрат, которые будут очевидно вытекать от такого стандартизированного системного подхода. Стоимость конкретной системы или подсистемы можно существенно понизить, когда объем закупок систем является большим, или при обновлении железной дороги, или при реализации программы ее модернизации. Если бы все страны заказали идентичные системы от множества различных поставщиков, большая прибыль была бы обеспечена. Кроме того, как заклинание необходимо придерживаться принципа "инженер, менеджер проекта или поставщик продукции не должен повторно изобретать колесо". Творческие различия между поставщиками становятся более очевидными, по мере проведения исследований в других проектах союза МСЖД. Наиболее важно, что в рамках проекта UIC GENERIS (Евроблокировка) обнаружено, что различия между функциональными требованиями железнодорожных блокировок, в большей степени 11 оказываются результатом принятия решений поставщиков продукции, а не собственных разработок правил сигнализации органами управления железными дорогами. Это с возможным исключением "погоды" являлось основой технических решений. Стандартизация структуры систем управления поездов в целом должна значительно улучшить способность сетей работать поперек границ, национальных и международных, и разрабатывать общий комплект "основных правил" эксплуатации железных дорог между государствами - членами ЕС. Однако если различия возникают в сценариях эксплуатации и восстановления между системами управления поездами смежных железных дорог, структура системы должна предусмотреть некоторую степень модульности, так, чтобы урегулирование этих различий не требовало бы изменения системы, или необходимости разрабатывать решения по заказу вне основной системы. Кроме того, необходимо отметить, что система ERTMS не касается проблем международного электроснабжения для нужд тяги поездов и т.п., которые не являются предметом рассмотрения настоящей статьи и полной системы ETCS. Потенциальная потребность в более сложных агрегатах тяги, чтобы приспособить варианты в напряжениях питания также останется, если эту проблему не рассматривать. 6.3 Коммерческое обоснование Финансирование обновления системы управления поездом, связанного с переходом на систему ERTMS, контролируется EC, которое дает разумное объяснение, что замена унаследованных систем на 'подобные’ больше не являются опцией. Чтобы удовлетворять эту ситуацию и также помочь менеджерам инфраструктуры в будущих программах обновления, становится ясно, что коммерческие потребности так же как технические потребности железных дорог Европы должны быть поддержаны спецификациями TSl. Теперь необходимо рассмотреть дальнейшую разработку TSl на подразделы, которые тесно связаны с эксплуатацией отдельных железнодорожных маршрутов. Повторное включение в состав проблемы временной шкалы для выполнения, которая запущена реальной выгодой, то есть, функциональной совместимостью систем и их составными частями рентабельности также желательно осуществить сейчас. В таблице 1 показаны некоторые взаимосвязи между типичной (стандартной) линией и типами операций, используемых в Великобритании, и применением к ним спецификации TSI для скоростного движения. Четко видно, что многие (и это вероятно не только британская ситуация) типы линий и операций не входят в область действия этой спецификации TSI, и любая попытка осуществить ее условия к ним не соответствующим образом, вероятно, приведет к значительно раздутым затратам, которые сделали бы любое обновление невозможным оправдать материально. Поэтому проблемой для управлений железными дорогами и поставщиков является предоставление систем, основанные на составных частях системы ETCS (чтобы достигнуть экономии за счет роста производства), которые могут быть с готовностью и рентабельно приспособлены на линиях различных классов. Также должны быть предусмотрены резервы для обеспечения внедрения альтернативных технологий вместо некоторых подсистем системы ETCS, при условии, что они связаны с помощью интерфейса с системой ETCS таким же образом, как и подсистема, которую они замещают. Примером могло бы быть использование спутниковой навигации 12 для определения местоположения поезда вместо приемоответчиков на малодеятельных линиях. Такой подход будет работать только, если интерфейсы между подсистемами инфраструктуры системы ETCS будут ясно очерчены, и основаны на согласованных "открытых" спецификациях. Путь вперед к достижению этих целей требует совместных усилий всех сторон, чтобы создать гибкие, модульные, приемлемые для различных дорог решения, основанные на системе ETCS и по разумной стоимости, с возможностью смешивать и согласовывать решения различных поставщиков благодаря их открытости, определенными интерфейсами между подсистемами системы инфраструктуры. Размах такой задачи требует тесного сотрудничества между железными дорогами и поставщиками систем, подобного которому никогда не было прежде. Проектирование и поставка гармонизированного оборудования инфраструктуры всеми сторонами для удовлетворения требований этих честолюбивых программ являются основой консолидированных усилий. Без этого, затраты существующего подхода к развертыванию ERTMS останутся постоянной проблемой при реализации системы ERTMS, а само развертывание системы займет намного больше времени и вызовет много политических дебатов. Также считается, что процесс перехода от сегодняшних путевых и ботовых систем к системе ETCS был бы также облегчен при помощи стандартизированного, модульного подхода, основанного на "открытых" интерфейсах. Потребность европейских железных дорог и их поставщиков двигаться к стандартизации и процессу гармонизации оборудования инфраструктуры в попытке удовлетворить бизнес ведомое объяснение для оборудования каждой линию является очевидной. Конечно, разработка будущих систем должна осуществляться в двунаправленной манере между железными дорогами и их поставщиками. Руководители железных дорог понимают, что система поставщика – организация, концентрирующая внимание на доходе, и развертывание системы ETCS не должна быть ничем иным, как источником получения дохода. Источники капитала, имеющиеся в распоряжении управлений железных дорог для развертывания системы ETCS, также находятся под возрастающим давлением с целью извлечения максимальной прибыли для каждой инвестиции. Текущая дорогостоящая ситуация возникает возможно из целей системы ERTMS, сосредоточенных на функциональной совместимости и отсутствии гибкости в спецификации TSI, которая могла бы учитывать различные потребности конкретных типов линии. Процессы прошлого, посредством которых были начаты, закончены и затем пересмотрены, или исправлены многие проекты и подпроекты за последние несколько лет, должны рассматриваться, как часть создания коммерческого обоснования для каждого типа линии, которая будет преобразована. Эти обсуждения требуют более глубокого международного подхода к системе ERTMS, чем он был в прошлом и, особенно для маршрутов, определяемых как "Железнодорожные маршруты для международного доступа поездов" (ITAR), и разработки идей, которые формируют основу новой межгосударственной европейской сети, требует подхода, основанного на потребностях с уравновешенными затратами. Зная, что многие национальные линии не связаны с пересечением границ, нет никакой очевидной необходимости добиваться для них функциональной совместимости. Они вписываются в так называемые 'Региональные железные дороги, которые в лучшем случае можно рассматривать как соединительные ветви на главные или международные линии, и 13 для них может также потребоваться изменение подсистемы ETCS, чтобы удовлетворить их, менее значительные эксплуатационные требования. Что еще более важно, эти линии и их интерфейсы, которые действительно касаются 'функциональной совместимости', должны быть идентифицированы, а решения приняты в соответствии с требованиями гармонизации систем управления железными. Это верно и на уровне инфраструктуры системы, и на уровне систем сигнализации и управления поездом с новым оборудованием для управления поездом. Железнодорожной промышленности редко представляется возможность для модернизации и усовершенствования продукции в масштабах, предусмотренных для системы ERTMS и спецификации TSI. Необходимость разрабатывать схемы и методы, касающиеся применения систем ETCS на линиях коридора с различными характеристиками, например, международные линии, магистральные линии товаропассажирского сообщения и региональные линии, обсуждается ниже. Каждая из них имеет свои проблемы и вызовы, и каждая может затребовать анализа используемых безопасных стратегий, относительно стоимости ее применения. 14 Таблица 1: Использование линий и их отношение к HS TSI (технической спецификации для функциональной совместимости высокоскоростных линий) 15 6.4 Использование актива подсистемой ERTMS Ключевые соображения в стратегии владельца относительно его активов состоят в том, чтобы получить максимальную прибыль от них на протяжении их эксплуатационного срока службы. Это может быть достигнуто, гарантируя, что они проходят техническое обслуживание таким способом, которое позволяет поддержать их рабочие характеристики в течение всего срока службы, и при наличии разумного представления о том, когда активы должны быть заменен. Такая замена должна быть проведена прежде, чем потребность обновления будет оправдана ухудшением надежности актива. Эти формулировки считаются достоверными и для установленной инфраструктуры и для поездов. Однако обоснование для обновления активов перед завершением его теоретического срока службы может привести к ряду различных политических препятствий для владельцев инфраструктуры, и одна из ключевых проблем сегодня лежит в основе развертывания систем ERTMS/ETCS в Европе. Массовое обновление активов с незавершенными сроками использования, остаются главной целью обеспечения развертывания только системы ERTMS/ETCS, и потенциально представляет большую политическую проблему для некоторых владельцев актива, из-за множества противоречивых давлений на доступность инвестиционных фондов, и средств доказательства в их политической среде выгоды от совершенных расходов. Это доказательство, вероятно, будет чрезвычайно чувствительно к коммерческой практике заинтересованной железнодорожной администрации. Ключевой индикатор рентабельности для руководства дорог будет часто включать в себя, например, время движения между фиксированными точками дороги или он может быть основан на требовании для надежности, что поезда прибывают в заданный узел при своем перемещении, или комбинацию обоих. Можно спорить, что трудно обосновать применение системы ERTMS/ETCS, где "надежность прибытия" является ключевым индикатором эффективности работы железной дороги, поскольку сама система ERTMS/ETCS, возможно, не имеет существенного влияния на этот параметр. Если время движения является ключевым параметром эффективности работы для железнодорожной администрации, то обоснование применения системы ERTMS/ETCS должно быть легче, хотя измеряемое усовершенствование (снижение времени движения) вероятно только там, где рассматриваемое движение поезда "пересекает" границу между различными администрациями железных дорог, а не для перемещений, которые остаются в пределах одной администрации. Ясно, что система ERTMS/ETCS может внести свой вклад в повышение пропускной способности линий, однако только это одно может не быть обоснованием обновления актива, если нет никакого требования на увеличение пропускной способности, обеспечиваемое развертыванием системы. Последующее коммерческое обоснование для применения системы ERTMS/ETCS объединяется с потребностью многих линий, кроме, возможно, предназначенных для скоростного движения поездов, нуждающихся в обеспечении смешанного движения поездов с функциональной совместимостью и "национальных" поездов, где "национальные" поезда не могут обосновать применение системы ERTMS/ETCS, как отмечалось ранее. Это приводит к тому, что многие линии, нуждающиеся в некоторой форме развертывания системы ERTMS/ETCS, которая позволяет "необорудованным" национальным поездам продолжить работу среди "оснащенных новым оборудованием" с функциональной 16 совместимостью поездов. Проблема поэтому состоит в том, чтобы обеспечить масштабируемое развертывание систем ERTMS/ETCS для различных приложений, которые: Обеспечивают гибкость, позволяющую поэтапное развертывание системы ETCS и на инфраструктуре, и на поездах и Признают, что завершение развертывания системы ERTMS/ETCS представляет собой многолетнюю работу для тех управлений железными дорогами, которые имеют значительные сети дорог, и Вероятно, потребуют сосуществования системы ERTMS/ETCS и связи с помощью интерфейса с каждыми унаследованными системами владельца актива и в течение перехода и во многих случаев, в течение их срока службы Позволяют каждому управлению железных дорог разработать обоснование прибыли, которая является соразмерным с их политической ситуацией и окружающей средой для принятия решения Предусматривает и развитие (сосуществование с существующими системами) и переделку (полная и массовая замена систем) систем управления Не создают такую сложную систему, которая приведет к снижению надежности, отрицая любые выгоды, которые могли бы быть получены 6.5 Преимущества от установки системы ETCS Со времен цветовой сигнализации и ее разновидностей от скоростной до маршрутной сигнализации, было вычислено, что интервал между попутно следовавшими поездами, свойственный для таких систем, ограничен расстоянием между точкой, где скорость не имеет ограничений (зеленый цвет светофора) и фактической точкой остановки поезда после встречи со следующим предупредительным сигналом или сигналом предварительного предупреждения. Можно показать, что с установкой системы ETCS или других систем непрерывной защиты ATP, расстояние интервала попутного следования поездов может быть уменьшено до расстояния между первой точкой предупреждения и точкой остановки поезда, которая определяется, исходя из согласованных параметров для тормозной кривой поезда. Это уменьшение расстояния в некоторых системах может составлять до 2км полезного расстояния между поездами, если сигнализация установлена корректно, и поэтому должна уменьшить интервал попутного следования поездов и увеличить пропускную способность, а также улучшить способность восстановления графика движения поездов в случае его нарушения. В Великобритании система ERTMS воспринимается, как возможный способ увеличить пропускную способность сети в ключевых узлах, где существующая система сигнализации для фиксированных блок – участков, как полагают, является сдерживающим фактором, поскольку обычно такая система сигнализации оптимизируется на характеристики худшего поезда. К сожалению, отсутствие согласованных метрик для того, чтобы определить 17 пропускную способность и производительность линии (см. UIC 405R и UIC406), создает значительные трудности для их определения. 6.6 Концепция интервала между попутно движущимися друг за другом поездами Стандартная путевая сигнализация Рисунок 2: Уменьшение интервала попутного следования поездов за счет сигнализации, основанной на системе ETCS 7. Предлагаемые методологии для перехода на новые системы Этот раздел представляет собой комментарий к текущей ситуации в рамках железнодорожного сообщества и призывает все заинтересованные стороны к обсуждению и поиску технических решений проблем перехода на новые системы ERTMS/ETCS, поскольку они касаются различных линий и проблем их эксплуатации. Эти вопросы возникли из понимания результатов исследований и публикаций в последние годы, чтобы идентифицировать основные требования железных дорог с точки зрения требований к системам и их сопряжения. Эти требования первоначально были определены относительно элементов системы ERTMS и RBC, блокировки и объектных контроллеров и их соответствующих интерфейсов. Были рассмотрены интерфейсы систем команд и управления движением поездов (TCCS), но они в значительной степени игнорировались с технической точки зрения, оставляя необходимость острой дискуссии на будущее. Важно понимать, что как нормальная работа, так и работа в аварийном режиме не может осуществляться без решения указанных выше проблем. 7.1 Проделанный объем работ В проекте стандарта интерфейса европейской сигнализации (UIC ESIS) была предпринята попытка выдвинуть предмет стандартизированных путевых интерфейсов связи на передний план, понимая, что они обеспечивают основу для более гармонизированного и 18 открытого мира связи. Развивающийся проект платформы UIC ERTMS (фаза 2 Евроцентрализации) обещает продолжить работу, проделанную в течение фазы 1 (ESIS), и она должна включать в себя преобразование функциональных требований для системы централизации, предполагающих работу в среде системы ERTMS. Проект также должен предусмотреть работы в направлении более стандартизированной архитектуры в соответствии с гармонизированными правилами эксплуатации и непротиворечивыми режимами отказа. Все прежние наработки потребуются в качестве движителя при переходе к системе ERTMS, и при выполнении спецификации TSI в первую очередь относительно функциональной совместимости. Эксплуатационные сценарии, которые будут поддержаны системой, например, ERTMS, также требуют анализа, чтобы гарантировать распознание непротиворечивой ошибки, управление, реакцию и внесения поправок поперек железнодорожных сетей Европы. Анализ текущих и будущих потребностей в этой области будет затребован в качестве важного элемента для пропорционального распределения функциональных требований и архитектуры для путевой части системы. ERTMS-подситемы, а именно, GSM-R Европриемоответчики, путевой индуктивный шлейф (Euroloop) для передачи сигнальных показаний, Еврокабина, Еврорадио и другие уже стали стандартами, и они формируют основу любой будущей системы. ERTMS-меморандум о понимании (MOU), вышедший в марте 2005 года в результате применения TSI, представляет пример, где проблемы одной группы (Бортовые системы) казались первостепенными, а область путевых систем осталась полностью неизученной. Проблема причастности путевой системы к функциональной совместимости никем не была исследована ни с точки зрения перехода на новые системы, ни с точки зрения новой линии, и поэтому понятна только стороне поставщика изделий. MOU параллельно с TSI касается также вопросов перехода на новые системы на национальном уровне, и планы реализации сети на основе системы ERTMS. MOU действовало только в течение 18 месяцев, едва представляя достаточное время, чтобы представить предложения о требованиях к путевому оборудованию международным и значащим способом. 7.2 Поставщики Связанные с приобретением системы ERTMS, железнодорожные компании выбрали путь, который объединяет поставщиков в консорциумы, чтобы найти правильный путь продвижения вперед. Конечно, этот подход кажется правильным, так как бюджет научноисследовательских и опытно-конструкторских работ разумно и равномерно распределен (стратегия победы). Что не совсем ясно, так это эффект, который этот тип стратегии приобретения систем и подсистем будет иметь на будущее и возможности для гармонизированного подхода. Хорошо видно, что элементы проектов между консорциумом поставщиков испытываются между их подсистемами, и до некоторой степени этот процесс успешен. Это однако выполняется только между членами консорциума. Кажется, что существует немного проектов, учитывающих функциональную совместимость изделий между консорциумами, или в пределах которых продукты международных консорциумов подвергаются тем же самым режимам испытаний поперек национальных границ. 19 Если рассмотреть все проблемы, необходимо учитывать, что совместный европейский подход, используя прагматические технологии разработки систем, представляют собой единственный путь вперед к управляемому техническому будущему. 7.3 Текущая ситуация Многочисленные железнодорожные сообщения в пределах ЕС, и некоторые вне ЕС, были запланированы, как часть стратегии функциональной совместимости. Некоторые карты дорог включены для того, чтобы продемонстрировать соединения линий, предложенные странами EC и управляемые под надзором ассоциаций, типа UNISIG/UNIFE/UIC/ERTMS пользовательской группы ERIG, а недавно AEIF/EIM/ERA/CER. Это коммерческая структура изменится с закрытием AEIF, и усилится с введением в нее EIM. В таблице 1 выше, представлен пример того, как спецификация TSI для скоростного движения в действительности не рассматривает проблемы 'реальной' эксплуатации железных дорог, особенно по линиям, не связанным ни с международным, ни товаропассажирским сообщением, осуществляемому на различных скоростях. Хорошо видно, что имеется целых шесть различных типов линий, управляющие различными типами поездов, с различными длинами, весом и критериями эффективности их работы. HS (скоростная) спецификация TSI в действительности является представителем только одной из линий. В таблице представлены не все типы железных дорог Европы, каждый из которых имеет похожие, но не те же самые проблемы функциональной совместимости при внедрении системы ETCS. Структурирование технических и коммерческих групп и их комбинации должно привести к определению границ путевых систем ERTMS и других подручных задач. Их мандат должен состоять в том, чтобы уменьшить дублирование и напрасные работы, которые имели место в прошлом, разрешая линейное развертывание систем с рассмотрением их функционирования в реальном мире. Ясно, что идеалы и аргументы за гармонизацию лежат в понижении затрат, эффективности реализации систем и уменьшении времени жизненного цикла проектирования. Ни одна из этих проблем до сих пор не была выполнена в рамках проектов системы ERTMS. 8. Идентификация задачи 8.1 Идентификация типа системы. В таблице 1, представленной ранее можно увидеть, что для различных категорий линий должны быть различные решения. Необходимо также рассмотреть вопросы, связанные с уровнем полноты безопасности, которая требуется для конкретного типа линии, объемов перевозок и т.д. На более низком уровне в выборе системы, мы должны принять во внимание уровень безопасности, необходимый для передачи данных между элементами системы связи и управления. 20 Кроме того, типы компоновки системы и функциональных возможностей широко отличаются для линий одного и того же типа. Взятое в контексте это делает задачу выбора архитектуры путевых систем ETCS сложной проблемой. Различия, уже замеченные между архитектурой проекта магистральной системы ETCS и разработкой для региональных линий в Швеции, являются указателями пути, по которому могут дрейфовать решения для проекта далеко от идеальной формы, если проект не контролируется железными дорогами. 8.2 Эксплуатационные сценарии Исторически сложилось так, что разработка и развитие традиционных систем сигнализации и правил ее применения является результатом либо изменений требований эксплуатации, либо непредвиденных последствий серьезных аварий. При этом разработки систем производились, как правило, в пределах границ железных дорог отдельных администраций. Неизбежное изменение проекта в плане его оборудования и архитектуры сопровождались в те годы наряду с гонкой внедрения новых технологий. К сожалению, при осуществлении изменений систем сигнализации стандартизацию принимали во внимание очень редко. Эксплуатационные требования в каждом случае касаются многих проблем, являющихся результатом движения поездов. Некоторые из них приведены ниже. Техническая поддержка интервала попутного следования поездов и его уменьшение. Сортировка поездов (Управление узловой станцией и обработка разветвлений дороги). Необходимость в эксплуатационной гибкости оборудования. Поддержание работы в течение отказов Сценарии восстановления отказа. Разъединение и соединение поездов. Обнаружение поезда Основные изменения в управлении поездом и стратегиях эксплуатации, которые необходимы для системы ERTMS на внетранзитных применениях железнодорожного транспорта, требующих того же самого философского подхода к разработке будущих требований безопасности. Они также требуют рассмотрения вопроса о том, действительно ли система ETCS требуется на линиях, на которых она должна быть применена и кроме того, время применения системы, когда рассматривается ее установка на предмет затрат и прибыли от реализации проекта. Вышеупомянутые проблемы и технические особенности, связанные с изменением и вводом в действие традиционных систем СЦБ теперь должны быть объединены в общую систему для будущего. Эта разработка не должна быть спонтанной. Она должна использовать современные технологии и средства для достижения поставленных целей. То же самое относится и к разработке сценарии эксплуатации системы, предмет, которым пренебрегают в 21 течение разработки спецификация системных требований (SRS) к системе ETCS/ERTMS. Кажется, что до сих пор остается некая степень неудовлетворенности сценариями, разработанными группой пользователей ERTMS, и они не могли быть осуществлены в национальных масштабах, и что особенно плохо, они не были реализованы в межгосударственном масштабе. В терминах нормальной работы и "аварийного восстановления работоспособности" и сценариев восстановления, вполне может быть, что SRS потребуют пересмотра, чтобы обратиться к этим проблемам, и на обновляемых железных дорогах и на новых линиях. Была исследована методология, в которой разработка системных требований для ERTMS получены из нисходящего процесса извлечения указанных требований из эксплуатационных требований, и “восходящего” преобразования существующих функциональных правил и требований в среду и архитектуру системы ERTMS. Этот процесс применяется и на обновляемых железных дорогах и на новых линиях. Не последнее место среди этих проблем занимает необходимость в начальном выделении требований операторов, чтобы разрешить им отправлять поезда. Возможность сделать это удачно и эффективно опирается исключительно на объем информации, требуемой диспетчерами и имеющейся в наличии. Тогда возникает потребность разработки функциональных спецификаций для интерфейса между TCCS и RBC, а в дальнейшем необходимость разработки требований для эксплуатационных связей аварийного восстановления между TCCS и его централизованным оборудованием блокировки. 8.3 Планирование перехода на новые системы На многих встречах, семинарах и собраниях задавали вопрос: "Как защитить текущие инвестиции в сигнализацию в ее путевую и бортовую систему, которым, вероятно, придется служить еще много лет, но на начальном этапе она не может быть совместима с ERTMS?" Эта загадка формирует основу второй проблемы, которая будет обсуждена ниже. Эта проблема связана с тем, что маршруты трансъевропейской сети TEN, оборудованы старыми типами сигнализации и блокировки, которым необходим специальный метод для внедрения системы ERTMS, не замещая существующее оборудование полностью. Первая задача состоит в том, чтобы идентифицировать те линии, которых выше указанная проблема касается, и внимательно посмотреть на существующие системы СЦБ, их сравнительный возраст, и возможную пригодность для ее переделки в обозримом будущем для работы по правилам системы ERTMS. Была сформирована группа железных дорог в Нидерландах, Германии, Швейцарии и Италии, чтобы исследовать первый коридор сети TEN между Роттердамом и Миланом, и соответствующие линии, очевидно, обеспечат хорошего кандидата для необходимых исследований. Немецкая железная дорога Die Bahn и ее дочерняя компания, DB Netz AG, датские государственные железные дороги BaneDanmark, и Португальская компания REFER предоставили детальную информацию о своих системах СЦБ для двух основных коридоров сети TEN (один из которых является частью упомянутого выше маршрута). Это данные включены в приложение A. Проблемы, с которыми придется столкнуться в будущем, очевидны. Возраст централизации на двух указанных выше маршрутах составляют в среднем 30 лет, и благодаря прошлым стратегиям и другим проблемам, не обязательно отражает непротиворечивый 22 проект. Напротив, большая часть сигнализации португальской сети магистральных дорог была обновлена в течение последних 10 лет. Учитывая тот факт, что эти магистрали были оборудованы системами защиты поезда АTP (EBICab 700), администрации португальских дорог не имеют желания переходить к системе ERTMS со сценарием программы замены всей централизации. Сходство между железными дорогами состоит в том, что системы архитектурно не последовательны, и представляют множество поставщиков с различными архитектурными решениями. Португальская сеть, однако, как и многие другие администрации железных дорог, придерживается одного набора общих "правил" сигнализации, которые поддерживают приложения в каждом конкретном месте. Существует проблема поездов, оборудованных стандартными бортовыми системами защиты АTP, требующие изменений для работы на линиях ERTMS, ERTMS оборудованные поезда должны работать на линиях оборудованных системами АТР. Имеется также коммерчески обоснованная проблема, а именно, когда и где должна быть оборудована линия, основанная на критериях коммерческой необходимости и типа предусмотренного движения. На рисунке 1 представлен процесс достижения перехода перемещения, идеального для всех систем, которых это касается. 8.3.1 Аварийные и ухудшенные режимы В случае аварийных ситуаций, когда основная система не работает, команды управления и информация должны выдаваться таким способом, чтобы поддержать заданный уровень работы и оказать помощь в процессе восстановления системы, и обеспечить безопасное движение поездов. Разработка объяснения, в соответствии с которым можно обратиться к решению указанных проблем, требует того же самого подхода ко всем железным дорогам, так называемых маршрутов трансъевропейской сети TEN, а позже для других магистралей, поскольку они добавлены к сети. Нет никакой очевидной причины, почему эти сценарии и системы, разработанные для системы ERTMS должны быть различными, например, в Финляндии и во Франции, хотя есть, конечно, различия в существующей ситуации между европейскими странами. Переход к системе ERTMS может потребовать национальных стратегий, но фокус и результат должны отвечать международным стратегиям, разработанным в течение процесса перехода. Через надлежащий анализ потребностей оператора напрашивается вывод, что проектировщик может быть в состоянии распределить функциональные возможности таким способом, что линии связи с уровнем полноты безопасности SIL4 не нужны, например, за счет кодирования сообщений, обеспечивая передачу "важных для обеспечения безопасности" сообщений по "открытым сетям" (как это сделано в Великобритании), таким образом, экономя затраты. Некоторые старые технологии сигнализации также нужно учитывать, особенно возможно в терминах авиационной промышленности и ее технологий при рассмотрении систем управления на основе связи в мире систем ETCS. Авиационная промышленность, например, имеет совсем другой подход к "живучести" в его стратегиях бортовой связи. 23 Рисунок 3: Сценарии перехода на новые системы для подвижного состава и инфраструктуры от конкретных национальных решений к европейским стандартам 24 Есть необходимость обеспечить окончательное решение системы ERTMS для новых железнодорожных линий. Проблемы разработки систем для подвижного состава и перехода на них не настолько трудны. Что является трудным, так это установление норм для оборудования новых линий с целью обеспечения будущей стандартизации и истинной функциональной совместимости в рамках правил, и обеспечение гарантии, что стратегии, используемые при переходе на новые системы, фактически отражены в конечном продукте для всех линий. Большие вопросы остаются в плане, "как лучше всего адаптировать линии", либо модернизацией существующего оборудования, либо его полной заменой, и, "как создать действительно панъевропейское решение” для тех линий, на которые распространяются требования спецификации по функциональной совместимости TSI. 25 9. Функциональная совместимость и взаимосвязи систем За последние несколько лет, EC, вместе со своими комитетами, выпустило директивы относительно железнодорожной функциональной совместимости между странами. Если мы приведем это требование к его самому низкому общему знаменателю, функциональная совместимость означает соседние страны с общими маршрутами, обычно определяемыми как маршрут TEN (трансъевропейская сеть). Поскольку некоторые страны занимаются этой проблемой, строя новые линии для скоростных, и по существу пассажирских перевозок, возникает проблема общности новой технологии. Важно, чтобы такие линии имели гармонизированные правила работы железных дорог и систем управления поездами. То, как это было достигнуто, находится в настоящее время в руках группы пользователей системы ERTMS и в неявном виде у поставщиков систем сигнализации UNISIG/UNIFE. Их сопроводительная документация до сих пор не имеет никаких отклонений от гармонизированной работы и кажется, оставила спецификации достаточно открытыми, чтобы разрешить разнообразие проекта. Это очень нежелательная ситуация, в которой отстаивается стандартизированный продукт и спецификация. Большая проблема возникает из-за того, что протяженные маршруты товаропассажирского сообщения, типа DB Емерих - Базель, и маршрут BaneDanmark из Германии в Швецию через Копенгаген составляют основу маршрутов сети TEN. Там, где дело обстоит именно так, проблема замены или изменения существующей блокировки и путевой аппаратуры СЦБ, которая должна удовлетворить согласованный проект систем ERTMS выходит на первый план масштабного проекта. 9.1 Связист и TCCS Роль связиста и его интерфейса с системой СЦБ через TCCS (Система команд и управления движением поездов) является другой областью, в которой проводилось недостаточно общественные дебатов. Способ, которым эти системы должны быть в состоянии обмениваться данными с операторами радиоблокировки (RBC), транспортным средством или блокировкой во всех типах эксплуатационной ситуации является первостепенным для разработки правил эксплуатации, особенно касающихся восстановления системы после неисправности, воздействующего на движение транспорта или безопасность. Кажется, хотя возможно не очевидно, что функционально совместимые интерфейсы касаются исключительно пользователей, то есть, машиниста поезда и его поезда, и их отношение к видимым частям системы управления. В этом примере приводятся следующие функционально совместимые интерфейсы: Оборудование кабины интерфейс поезда: (HMI машиниста) HMI - человеко-машинный Путевые сигналы (если имеются): (HMI машиниста) Путевое оборудование связи для системы ERTMS (Бортовой интерфейс) 26 Зная, что технологические решения позади них в общем случае невидимы для пользователя, можно спросить, почему должно быть сделано так много акцента на общности. Один ответ, конечно, находится в природе общих состояний отказа и восстановления систем по единой форме, с использованием гармонизированной инструкции по эксплуатации. Другие ответы связаны с минимизацией стоимости, обеспечением технических ресурсов, подготовка кадров и т.д. В вышеупомянутом списке отсутствует система TCCS и его интерфейсы вместе с потребностями связиста. Предмет требует совершенно отдельного анализа, поскольку при помощи предусмотренного интерфейса связист может использовать инструкцию по эксплуатации по ее назначению. Действительно система TCCS должна быть разработана в поддержку инструкции по эксплуатации и сценариев, содержащихся в ней. Поиск отправной точки правил полосы отчуждения, должен, в конечном счете, включать в себя функциональные возможности системы TCCS, поскольку это воздействует на требования к пользовательскому интерфейсу к другим путевым системам и централизованным информационным системам железной дороги, особенно в требовании защиты движения поездов во время аварий и в течение восстановления от отказа. Это является главной проблемой и необходимо сказать, что гармонизация здесь, и в области правил эксплуатации, вероятно, будет продолжительным и непростым путем национального юридического спора, чтобы иметь максимальные функциональные возможности, переданные от блокировки к системе TCCS, и освободить системы эксплуатационные ловушки, которые существуют у нас на сегодняшний день под маской 'Эксплуатационных потребностей, а не требований безопасности и коммерческих требований”. 27 10.Принципы и требования сигнализации Железные дороги Европы со своей историей и врожденными национальными особенностями - одни из самых трудных объектов для гармонизации и связанных с ней проблем. При внедрении различных типов сигнализации, разных профилей сигналов, скоростной и маршрутной сигнализации и т.д. нет никакого согласия относительно гармонизации сигнализации или принципов эксплуатации для унаследованных систем. Появление системы ERTMS дарит нам превосходную возможность достигнуть этого. На этом фоне, и в пределах только систем блокировки и обеспечения безопасности поезда можно назвать следующие моменты, которые должны быть учтены: Специфические типы от поставщика (особенно проект) Электронные системы против системы на основе реле Свободная передача данных по проводам против географических систем Механическая блокировка Внутренний / внешний блок – участок линии Блок – участок рельсовой цепи Системы блокировки на основе символов/дощечек с надписью/ телефонной связи для малодеятельных и однопутных железнодорожных линий. Оборудование железнодорожных переездов Было несколько публичных примеров ловушек, ждущих неосторожного инженера и чрезмерно оптимистического оператора, которые всегда желают по максимуму использовать свои железные дороги. Магистральная линия вдоль западная побережья в Великобритании предоставила один из лучших недавних примеров в Европе, связанных с проблемами, с которыми столкнулись системные инженеры и связисты при попытках перестроить унаследованные системы в системы будущего. Эта линия в ходе последних нескольких лет являлась предметом постоянных дебатов, правительственного вмешательства, давления со стороны прессы, неадекватной стратегии обновления, нестандартные для Европы габариты грузов и слабой системы технических вариантов. Короче говоря, это линия также была жертвой тех операторов, которые хотели достигнуть максимального использования сети, с неспособностью осуществить масштабное переоборудование устройств СЦБ и другие работы в удобной и своевременной форме, не вызывая массовые беспорядки в службе движения. Вышеупомянутое не должно вообще применяться при построении новых железнодорожных магистральных линий, как высокоскоростных, так среднескоростных, или при строительстве соединительных ветвей линий. С европейской точки зрения, эксплуатационные проблемы для системы ERTMS были достаточно хорошо определены в различных технических документах, например, в спецификации системных требований (SRS). К сожалению, они не дают читателю детальное 28 представление относительно заданных принципов (требований) для управления путевыми системами в среде ERTMS, или под ее полным управлением, или в режиме нейтрализации неисправности после отказа. Поэтому вызовы, как кажется, связаны со следующими проблемами и путями их решения. Устанавливать сигнальное оборудование с нуля только на тех скоростных линиях, необходимых для европейской функциональной совместимости, которые требуются ЕС, и не более того. Переоборудовать СЦБ как указано выше, но включая товаропассажирские скоростные линии Заново использовать приспособленные существующие системы СЦБ таким способом, при котором они соответствуют новым принципам и приводят непосредственно к полной системе ERTMS, когда существующие системы окончательно устаревают Обеспечение совместимости между существующими унаследованными системами и системами ERTMS, чтобы позволить сосуществование унаследованной системы и системы ETCS, пока потребность в унаследованной системе не отпадет. 29 11. Важные рекомендации Как и со всеми системами, спецификации для использования, функциональных возможностей, и стратегии работоспособности при неисправностях, остаются критически важными задачами. Сами железнодорожные компании остаются лучшими организациями для: Проектирования схем расположения железных дорог, на основе их знаний требований службы движения поездов, как в настоящее время, так и в будущем, и с присущим знанием требований безопасности. Разработки эксплуатационных сценариев, основанные на природе движения поездов и степени отклонения от нормального движения поездов Разработки стратегия перехода на аварийный режим или нейтрализации неисправности, основанные на железнодорожных стандартах и инструкциях. Проведения переговоров о пересмотренных стратегиях перехода на аварийный режим, основанных на соглашениях между соседними железными дорогами или железными дорогами совместно использующие общую линию в будущем. Независимые технические консультанты или квалифицированный персонал по сигнализации в пределах каждой железной дороги или в пределах железнодорожной организации сети дорог лучше всего подходят, чтобы: Подготовить функциональные требования, в соответствии с которыми будет разработана предложенная система. Переводить эксплуатационные сценарии и сценарии перехода в аварийный режим на соответствующий язык систем сигнализации и систем управления поездом. Определить самую подходящую архитектуру для сигнализации и системы управления поездом, основанные на заданной общности использования. Определить общие режимы отказа, чтобы гарантировать, что функциональные возможности могут быть нормализованы поперек пользовательских железных дорог в соответствии с нормализованной инструкцией по эксплуатации и стратегиями восстановления для формализованной архитектуры. Ни в одном из этих действий не предполагается, что вышеуказанные лица несут ответственность за проект системы, и это важно. Каждая из вовлеченных групп, однако, ответственна за то, что проект, полученный из их спецификации требований, действительно удовлетворяет и может поддержать уровень эксплуатационной гибкости, предусмотренной в начальном этапе проектирования, и что проект отвечает требованиям оператора и его коммерческому применению. Проще говоря "не перегружайте сигнализацией линии, которые не требуют этого", в то же самое время, обеспечивая оператора всем необходимым, а не тем, что может предоставить система. 30 12. Технические решения 12.1 Основы Много было сказано и написано относительно архитектуры системы для системы управления сигнализацией на основе ERTMS. Как уже говорилось, это не касается бортового (поездного) оборудования, которое в общем случае было согласовано. Что не было согласовано, однако, так это стандарт для основной безопасности путевой для ETCS и ее интерфейс. Как может быть замечено ниже, существует целый ряд проблем, связанных с интерфейсом, которые имеют очень большое значение. Об этом мы поговорим в следующих разделах данной работы. От таблицы 1 можно увидеть, что существует много типов линии, и что системы СЦБ, представленные для каждого типа, и теперь и в будущем, должны быть установлены с коммерческим обоснованием, который поддерживает решения для этого уровня сложности. На рисунке 4 ниже представлена полная путевая часть системы управления поездом ETCS. На рисунке можно увидеть, что имеется много уровней функциональных возможностей, и обязательно много комплексных интерфейсов, которые будут рассмотрены. Не последние из них представляют собой интерфейсы RBC – RBC, RBC - Блокировка и Блокировка – Блокировка. Все указанные интерфейсы должны переносить нести безопасные данные, если они жестко не спаяны в медные цепи. В некоторых администрациях, есть даже требования, чтобы обеспечить средства 'безопасной’ блокировки автоматической системы управления, чтобы разрешить движение поездов в условиях отказа. Это последнее требование привело к необходимости иметь уровень полноты безопасности SIL3 или лучше для системы связи между системы TCCS и полевыми системами, если не доказана возможность использования структуры кодирования, чтобы обеспечить необходимый уровень безопасности системы, когда сообщения передаются по "открытому" каналу связи. Проект системы ETCS на рисунке 4 требует путевую систему блокировки, которая устанавливает маршруты точно так же, как это делают существующие сегодня блокировки. Разница состоит в том, что теперь имеется 3 управляющих уровня, TCCS, ARS (автоматический выбор маршрута в сети) и RBC вместо первоначальных двух, и две функциональные архитектуры, требующие уровень безопасности SIL3 или выше, в зависимости от линии и интенсивности движения. Конечно, существуют лучший и более дешевый способ достигнуть поставленных целей. На рисунке 5 показано, как стоимость путевой магистральной системы ETCS можно было бы уменьшить. На рисунке можно увидеть, что для путевого оборудования на уровне 'местонахождения блокировки' было установлено очень низкие эксплуатационные требования, а именно, устанавливать и опознавать положение стрелочных переводов, обеспечить непосредственную информацию о местоположении поезда, и обеспечить немного очень ограниченной информации для машиниста поезда (положение стрелочных переводов в ситуации восстановления системы). В то время как это минимизирует стоимость путевого оборудования, ответственность за обеспечение 'маршрута поезда' теперь проходит к RBC. При рассмотрении архитектуры этих различных подсистем, цель должна состоять в том, чтобы понизить затраты постепенно, насколько это возможно. На рисунке 5 показана архитектура системы для магистральных линий, посредством чего определенные функции 31 объединены в системы того же самого уровня безопасности SIL, таким образом, избегая возможности, что функции с уровнем SIL 0 мог ли бы фактически быть спроектированы и встроены в технические средства и программное обеспечение с уровнем безопасности SIL4. В этом примере действительная установка маршрута и блокировки вместе с построением и выпуском полномочий движения выполнена посредством SIL3 или 4 участка пути РБК, тогда как разработка маршрута и графика движения осуществляется системами TCCS/ARS, вместе они были названы TMS (Система управления движением). Этот проект подобен тому, который выбран шведскими железными дорогами для их региональных линий. Все эти новшества, оставаясь желательными, стоят денег и большого объема работ в терминах проектирования, установки и обслуживания, и имеют тенденцию быть чрезвычайно сложными. Эта сложности уже были решены, но в современной, коммерчески ориентированной железной дороге, эти решения, возможно, не являются идеальными. Железные дороги теперь имеют тенденцию к установке своих собственных внутренних систем связи, со средствами обслуживания доступа к линии связи вдоль линии для интерфейсов, которые необходимы современной железной дороге. Такие новшества требуют исследования проблем 'открытых сетей’ и требований к данным, которые будут переданы по ним. 32 Установка физического маршрута Обнаружение стрелочных переводов и показаний сигнала блокировки Нагревание стрелочных переводов ВКЛ/ВЫКЛ Средства управления защитой АTP Обнаружение нити накаливания лампы Средство управления стрелочными переводами светофора Нагревание стрелочных переводов Показания сигналов для движения без Занятость /свободность TVP-участка использования системы ETCS Данные восстановления Индикаторы положения стрелок Обнаружение блокируемого устройства Восстановление участка TVP Блокируемые устройства освобождения Интерфейсы А: TCCS – RBC SIL 0 Интерфейсы B: RBC – RBC SIL 4 Интерфейсы C: RBC – подсистемы блокировки SIL 4 Интерфейсы D: TCCS – блокировка SIL 0-2 Интерфейсы E: Блокировка – блокировка SIL 4 Интерфейсы F: RBC GSM-R связь с транспортом SIL 4 Рисунок 4: Архитектура путевой системы ERTMS 2006 33 Приводы стрелочного привода Обнаружение стрелочных переводов Световая сигнализация для движения Нагревание стрелочных переводов ВКЛ/ВЫКЛ поездов без системы ETCS Обнаружение нити накаливания лампы Индикаторы положения стрелок светофора Восстановление участка TVP Блокируемые устройства освобождения Занятость /свободность TVP-участка Нагревание стрелочных переводов Данные восстановления Интерфейсы А: TCCS – RBC SIL 0 Интерфейсы B: RBC – RBC SIL 2 Интерфейсы C: RBC – подсистемы блокировки SIL 0 Интерфейсы D: TCCS – возврат блокировок в исходный режим SIL 0 Интерфейсы F: RBC -GSM-R SIL 4 Рисунок 5: Упрощенный подход к блокировке для путевого оборудования системы ETCS 34 Технико-экономическое обоснование проекта UIC ESIS 2004 (европейские стандарты интерфейсов сигнализации) первоначально предназначалось для того, чтобы вызвать обсуждения относительно стандарта для интерфейсов системы СЦБ. Текущая версия документа, принятого группой, разрабатывающей Евроблокировку в ноябре 2003 года, предлагает две возможные архитектура системы управления ERTMS L2 (уровня 2). Приемлемость этих вариантов, когда они рассматриваются на фоне проблем открытых законченных и ограниченных в доступе линий связи, и перехода на новые системы будет обсуждена, наряду с предложениями о способе применения стандарта для системы ERTMS всех уровней, основанных на использовании эксплуатационных сценариев с целью создания "Нисходящего " подхода к разработке. Приводы стрелочного привода Обнаружение стрелочных переводов Световая сигнализация для движения Нагревание стрелочных переводов ВКЛ/ВЫКЛ поездов без системы ETCS Обнаружение нити накаливания лампы Индикаторы положения стрелок светофора Восстановление участка TVP Блокируемые устройства освобождения Занятость /свободность TVP-участка Нагревание стрелочных переводов Данные восстановления Интерфейсы B: TCCS RBC – TCCS RBC SIL 2 Интерфейсы C: RBC – подсистемы блокировки SIL 0 Интерфейсы D: TCCS – возврат блокировок в исходный режим SIL 0 Интерфейсы F: RBC -GSM-R SIL 4 Рисунок 6: Упрощенная система ETCS для региональных или малодеятельных линий 35 Рисунок 7: Технико-экономическое обоснование проекта UIC ESIS - архитектура системы СЦБ "A" Рисунок 8: Технико-экономическое обоснование проекта UIC ESIS - архитектура системы СЦБ "В" 36 Примечательно, что из исследований МСЖД (UIC) и из рисунков 7 и 8 ясно, что переход от существующих систем блокировки на новые системы был опущен при обсуждении проблем перехода. Включать предмет для обсуждения, как считалось, сделало бы проект ESIS недоказуемым (ESIS - европейские стандарты интерфейсов сигнализации). Прибавьте к этому факту, что переход со старых систем на новые системы рассматривается железными дорогами как 'национальная' проблема, и каждая из дорог приходит к похожему положению или состоянию. Как указывалось ранее в этой публикации, железнодорожные компании Европа сталкивается с несколько более серьезными задачами относительно использования унаследованных систем, и эти проблемы мы рассмотрим ниже. 37 13. Архитектурная стратегия Как указано выше, архитектура для поставляемых формироваться, исходя из нескольких важных проблем: систем ERTMS будет Коммерческий пример для линии, которая будет переведена на новую систему сигнализации 'Тип' линии и ее отношение к HS TSI показаны в таблице 1 Имеющаяся технология (ноу-хау) Действительно ли существующие системы добиваются перехода на новые системы Согласованные международные стандарты Зная, что европейские железные дороги в настоящее время имеют множество различных механических и релейных типов блокировки, целый набор различных электронных типов блокировки, и других унаследованных электромеханических систем СЦБ, не удивительно, что существуют трудности при разработке решений для будущих систем. Только в результате требований строгого соблюдения европейских директив менеджеры дорог и инфраструктуры были вынуждены иметь дело с поставленными проблемами. В то время как интерфейсы между элементами, которые поддерживаются в международном масштабе, а именно, связь путевого оборудования к и от подвижного состава, очень продвинута и нормализована в международном масштабе, предлагаемая архитектура и связь путевыми элементами вообще представляется плохо для всей концепции системы ERTMS. Было мало свидетельств, что поставщики систем в железнодорожной отрасли хотели бы изменить прежний подход защищенного рынка и сотрудничать, чтобы найти действительно международное решение задачи архитектуры систем управления поездом. Многие страны связаны с различными 'консорциумами' железнодорожной отрасли для разработки решений, основанных на немедленных, возможно политических или только инновационных целях, а не на долгосрочных целях создания действительно европейского поезда и гармонизации путевых систем управления. То, что требуется в пределах среды системы ERTMS, так это ряд стандартов, которые проследят, что элементы подсистем каждого поставщика являются действительно взаимозаменяемыми. Например, платы связи или обмена данными, которые могут использоваться в любой системе, чтобы соединить подобные элементы с подобными требованиями для источника питания, управлять множеством протоколов или идентичными протоколами, и подобными и множественными вариантами использования. Это может быть достигнуто только после того, как будет установлен ряд международных стандартов для системы, достигнуто пропорциональное функциональное распределение, и спецификации интерфейсов для всех подсистем также будут согласованы. Базис для этой стратегии вращается не только вокруг функциональной совместимости, но также и по причинам снижения стоимости и проектного риска. Эти подсистемы остаются большим стимулом для снижения стоимости для железных дорог и к ним нужно обратиться с применением европейских стандартов. 38 Другая необходимость для будущих систем централизации должна состоять в модульном подходе, который позволяет определенным частям логики быть сохраненными для использования системой ERTMS, в тот время как другие части будут удалены, благодаря функциональным возможностям RBC и других подсистем. Эти функциональные разбиения в настоящее время имеются в архитектуре большинства систем блокировки и сигнализации, и релейных и на основе программного обеспечения. 39 14. Требования к интерфейсам Интерфейсы между подсистемами системы ERTMS/ETCS в общем случае вписываются в четыре функциональные связи. Они ни в коем случае не являются стандартами, но представляют взаимосвязь архитектуры данной системы, выделенную выше как стандартная основная архитектура системы управления поездом ETCS, Местонахождение интерфейса RBC – блокировка Статус TCCS - блокировка На сегодня гибкий, в зависимости от эксплуатационных требований SIL 0,1 или 4 (в зависимости от руководства по эксплуатации) Блокировка – блокировка Открытый SIL 4 TCCS – RBC Открытый SIL 0 или 4 Блокировка – путевое оборудование Обычно на правах собственности SIL 4 Открытый или защищенный какими-либо правами собственности Общий уровень безопасности приложения SIL 2 или 4 Таблица 2: Анализ структур интерфейсов Уровни полноты безопасности, заявленные в таблице, указывают, что как только архитектура изменяется, или фактически эксплуатационные и юридические требования, тогда степень безопасности, и поэтому стоимость, может измениться. Некоторые из приведенных ниже диаграмм укажут дополнительные различия, которые могут быть рассмотрены в этом свете. Есть необходимость повторно обратиться к проблеме интерфейса для ситуации перехода от устаревшей системы к новой системе. Если элементы системы не сильно изменяются, то между ними остаются те же самые основные интерфейсы. Развивающиеся эксплуатационные требования для обеспечения движения поездов в режиме без обмена данными по ERTMS – оборудованной линии, и для эксплуатации и контроля элементов путевого оборудования с неисправными элементами системы исторически привели к дополнительному требованию для обеспечения интерфейса между TCCS и каждой блокировкой для работы в режиме нейтрализации неисправности и для специальных ситуаций. Очевидно, что функциональное пропорциональное распределение между элементами системы ERTMS также воздействует на функциональные требования к интерфейсу, и к этой проблеме также обращаются в рекомендациях для принятия установленной архитектуры системы ERTMS каждого уровня, основанного на равновесии между эксплуатационными потребностями и безопасностью, и эффективностью издержек по жизненному циклу системы. 40 Совершенно ясно, что проект системы, и понимания реальных задач ее подсистем является основой для понижения количества и уровня полноты безопасности интерфейсов. Региональный проект, например, уменьшил количество интерфейсов с 6-ти до 3-х, и весьма возможно, что степень необходимой сложности каждого интерфейса была также понижена. Как и во многих вещах, анализы рисков покажут, являются ли такие понижения подходящими, но факт состоит в том, что такие работы проводятся, и это приводит к снижению уровня полноты безопасности SIL. 41 15. Стратегия перехода от устаревшей системы к новой системе Тема перехода от существующих систем СЦБ к системе ERTMS долгое время была проблемой для инженеров сигнализации. Но разработка совместной стратегии перехода не была осуществлена. В этой статье сделана попытка исправить положение, и активно искать соответствующую методологию, посредством чего инвестиции в существующую инфраструктуру СЦБ могут быть сохранены и использованы в соответствии с полными системными требованиями ERTMS. Такая методология должна быть исследована одной группой, и в настоящее время этой группа является группа перемещения системы ERTMS. Некоторые железные дороги, привлеченные в текущие и прошлые проекты системы ERTMS, решили, что существующая централизация должна быть полностью заменена той же самой архитектурой при рассмотрении применения системы ERTMS. Такая точка зрения вызвала целый ряд исследований, направленных на сохранение актива и сделанных инвестиций. Шведская железная дорога (BV) считает и аргументирует, что полная замена в некоторых случаях является технически бесполезной, когда логические решения могут быть найдены в верхних уровнях системы, а именно в системе RBC, оставляя более низкие уровни блокировки работать так, как они работают сегодня. Элемент риска работы на старых системах, конечно, нужно принимать во внимание, но с соответствующими его уменьшениями теперь необходимо провести серьезное исследование в возможности использования унаследованных систем. На рисунке 5 показана возможность для архитектуры с уменьшенной стоимостью как для совершенно новых линий с системами ERTMS, так и для новых или существующих товаропассажирских линий сообщения под управлением системы ERTMS. Концепция состоит в том, чтобы предусмотреть и обеспечить уменьшенные функциональные возможности путевого оборудования блокировки, а системы RBC наделить намного большими возможностями генерации полномочий движения поездов и зонами блокировки виртуальных маршрутов. Концепция обеспечивает возможность исследовать оборудование существующей системы СЦБ на маршрутах сети TEN, и модифицировать его по пониженной стоимости, удовлетворяя вышеупомянутый формат. В данном случае оборудование блокировки обеспечивает только основные функциональные возможности, типа защелкивания стрелочного перевода, TVP наблюдения, время захвата простой операции, и контроль стрелочных переводов и показаний сигнала. Понимая, что старые системы страдают от ухудшения и износа электропроводки, и ограниченной готовности взаимосвязей, программа, типа этой потребует глубокой проработки, и поэтому сейчас и здесь не приводятся никакие детализированные технические решения. Препятствия могут, возможно, быть преодолены с применением некоторых более дешевых вариантов, при условии, что полная маршрутизация и функциональные возможности M.A, требуемые для системы ERTMS, будут перенесены в RBC, и что сопряженные стратегии стыковки будут разработаны, чтобы избежать воздействия системы ERTMS на остающееся полевое оборудование. Конечная модель для ERTMS должна также отразить сценарий уменьшенных функциональных возможностей путевого оборудования, как только оборудование блокировки будет заменено из-за дальнейшего износа и старости. 42 Главный аргумент, чтобы не отказываться от путевого оборудования и для сохранения непосредственных элементов блокировки относится к необходимости в системах СЦБ в товаропассажирском сообщении по маршрутам TEN в течение перехода на новые системы. Учитывается, что операторы не будут снижать пропускную способность линий в течение периода перехода в пользу системы эксплуатации, не имеющей двойного назначения. Такие системы как KCRC TP в Гонконге в значительной степени преодолели эту проблему, но с использованием систем блокировки, обеспечивая системы АTP и бортовую передачу информации вместо систем RBC и ERTMS. Сигналы в этом случае были оборудованы дополнительным синим аспектом, но это, возможно, не обязательно на европейской арене, где можно было бы рассмотреть вместо этого отменение сигналов. Это решение аргументируется на основе затрат, поскольку добавление новых аспектов к существующим сигналам приводило в прошлом к большим расходам, особенно для требования дополнительной или модифицированной логики, чтобы управлять новыми сигналами. Дальнейшая эксплуатационная проблема в течение перехода на новые системы заключается в поддержании пропускной способности (производительности) линии или даже ее увеличении. Пока можно лишь увеличить количество поездов на линиях с чистыми системами ERTMS, сокращая длины блок - участков и т.д., эта задача в состоянии перехода на новые системы привлекла бы перемещение сигналов и любых других путевых устройств, ограничивающих интервал попутного следования поездов. Затраты, связанные с такими действиями нужно тщательно рассмотреть в свете предыдущих событий, особенно учитывая проект KCRC ATP. 15.1 Архитектура существующей железнодорожной сигнализации Как видно из данных (любезно предоставленные в приложениях железными дорогами, для которых переход на новые системы является сложной задачей), существующие системы блокировки на определенных маршрутах не обеспечивают никакого простого пути к адекватному и с разумными тратами переходу на новые системы. Немецкий пример для маршрутов сети TEN маршруты между городами Емерих и Базелем подробно вскрывает проблему, что безотносительно используемой стратегии, существующая и стареющая инфраструктура СЦБ не может игнорироваться. Стратегии, выделенные здесь, предполагают, что системы СЦБ на основных маршрутах имели инвестиции за последние 40 лет, таким образом, обеспечивая решение проблем одним или несколькими способами. То, с чем мы сталкиваемся в немецких и датских ситуациях, однако – это всеобъемлющий проект переоборудования устройств СЦБ, чтобы привести системы в современное состояние, и в то же самое время, отвечать требованиям системы ERTMS, если существующие системы блокировки не могут быть изменены. Возможно другой комплект данных, который уместен в данном случае, представлен в Евроблокировке – коммерческий пример для европейских железных дорог. Хотя не полностью принятый, этот документ содержит неоценимые данные от других железных дорог, которые дают дальнейшие указания на существующие проблемы и процент существующих типов оборудования. Информация, представленная здесь попытается заполнить промежутки документов по, предоставляя данные от немецких дорог (DB), по крайней мере, для одной магистральной линии, и пока это не отображает целую или полную картину, а является лишь ее представителем. 43 16. Обработка узловой станции Многие системы централизации установлены для управления зонами главных или узловых станций, а не разъездов или небольших станций на железнодорожной линии. Поэтому требуется решение относительно того, как они должны работать в среде системы ERTMS, или фактически должны ли узловые станции быть включены в уравнение системы ERTMS. Ответ состоит в том, что, если бы функциональная совместимость была бы применена в ее самом широком смысле с самого начала, проблема узловых станций касалась бы только "конечных станций" на протяженных открытых линиях. Немецкие магистрали для высокоскоростных поездов представляют классический пример для этого, где, например, сигнализация главных вокзалов в Кельне или Емерихе не была переоборудована и переделана, чтобы удовлетворить требованиям системы ERTMS, поскольку нет никакой необходимости делать это. Все поезда останавливаются там, особенно пассажирские поезда, и поэтому непрерывная система ERTMS не требуется, поскольку поезда могут повторно получить связь с системой управления после входа на следующий участок линии. Тот же самый подход должен быть использован там, где маршруты сети TEN имеют узловые станции. Не трудно заметить, что применение системы ERTMS на проходных станциях типа Мангейма, было бы чрезвычайно дорогим, возможно, ненужным действием, если бы соблюдались принципы предыдущего параграфа. Однако имеется встречный аргумент, который состоит в том, что система ERTMS может увеличить способность узловых станций обрабатывать повышенные объемы перевозок при условии, что система ERTMS совмещается с существующей системой СЦБ. Эта потенциальная возможность системы ERTMS нуждается в тщательном изучении. 44 17. Иерархия блокировки Если взглянуть на разработку путевых требований для систем ERTMS, то следовало бы задать вопрос, являются ли требования к существующей централизации уместными в среде системы ERTMS. Изменились ли требования к функциональным возможностям блокировки в терминах выхода через 60 лет? В большинстве случаев - нет, кроме, разве что, электрические или гидравлические приводы или машины заменили механическое оборудование для работы подвижных элементов инфраструктуры, а лампы накаливания в лампах светофоров были заменены на излучающие диоды. Можно спорить, что с натиском внедрения систем ERTMS, никакое дальнейшее изменение не требуется для путевых систем безопасности, за исключением удаления путевых сигналов для интервального разделения поездов, как только каждая линия и все поезда, работающие на ней, будут полностью оборудованы системой управления поездом ETCS. Общие проблемы безопасности никуда не делись. Вся существующие централизации превосходно работают на основном уровне, и когда рассматриваются добавленные функции установки маршрута, автоматизации и т.д., можно заметить, что они могут работать логически на уровне выше, чем только путевые функции. Интерфейсы к другой аппаратуре СЦБ, например, TCCS и т.д. появляются на еще более высоком уровне и так далее. Обоснованная логика не изменилась или не удалена, и при этом она не требуется для работы системы ERTMS, но мы приводим ее здесь просто их соображений архитектуры. Рисунок 9: Функциональная иерархия типичной релейной блокировки (централизации) На рисунке 9 представлена схема типичной централизации. Согласно цвету, зеленые области схемы будут теми частями, остающимися в сценарии, где существующая блокировка "урезана" для сопряженной работы системы ERTMS. Они включают в себя элементы, которые останутся, включая перевод стрелки и обнаружение положения стрелочного 45 перевода, выбор показания сигнала для областей товаропассажирского сообщения (с системой ERTMS и без нее) или для ситуаций нейтрализации неисправности в режиме работы системой ERTMS. При рассмотрении вычислительной мощности доступной для разработчика системы RBC, и которая может быть использована для решения проблем установки и блокировки маршрута поезда, каждый задается вопросом, почему эта логическая функция не передана системе радиоблокировки RBC? Оказывается, что очевидное ограничение состоит в том, что существующая блокировка не будет работать без уровня установки маршрута, но 'что, если', по словам известной компьютерной компании, этот слой был бы снят, первоначально временно, но в конечном проекте постоянно, чтобы освободить путь для новой стратегии управления поездом. На рисунке 8 показано, как это можно достигнуть для новой централизации, где заботы относительно качества и целостности основы системы, например, электропроводка не настолько беспокоит, или где система может быть разобрана в терминах платформы программного обеспечения. На рисунке 10 описано пересмотренное функциональное пропорциональное распределение для системы централизационного управления, которая перемещает требования установки маршрута в систему RBC (Справа). Путевую часть централизации тогда оставляют с ответственностью за перемещением и обнаружением путевых элементов, и непосредственных функций блокировки, необходимых для сценариев восстановления в случае отказов RBC или интерфейсов. Рисунок 10: ERTMS Функциональное пропорциональное распределение для упрощенной системы блокировки 46 18. Предложения и рекомендации В вышеизложенном материале была предпринята попытка предоставить разумно точную и уравновешенную оценку ситуации с внедрением системы ERTMS и ее средой, а также обеспечить понимание схем некоторых подсистем, которые могли бы дать ответы с разумными затратами на их разработку. Следующие рекомендации касаются технических проблем относительно системы ERTMS как в ситуации перехода на новые системы, так и в окружающих средах новых линий. Пока рекомендации, приведенные ниже, прямо не связаны с проектами Евроблокировки, одобрение некоторых рекомендаций означало бы, что работы по тем проектам должны быть реструктурированы, как только рекомендации будут приняты для исполнения. 18.1 Рекомендация 1 Рекомендуется, чтобы исследования на предмет "Обнаружения фактов", были проведены, чтобы накопить и сконцентрировать техническую информацию о текущих проектах реализации системы ERTMS в Европе относительно структуры путевых элементов системы, и требований связи установленной между ними, Необходима также информация об реализованных эксплуатационных сценариях. 18.2 Рекомендация 2 Рекомендуется, чтобы сравнения эффективности работы, затрат и ограничивающих факторов между текущими решениями задач перехода на системы ERTMS и взаимосвязи с будущими проектами обновления были выполнены. Такое исследование должно также касаться применения системы ERTMS на узловых станциях, и преимуществ и недостатков ее применения в таких зонах. 18.3 Рекомендация 3 Рекомендуют подробно исследовать, через специально предназначенный проект, если считается необходимым, резервную опцию для будущего, которая учитывает переход от унаследованных систем к системе ERTMS в соответствии с приоритетами железных дорог. Такая система должна обеспечить уровень обслуживания в процессе перехода, который будет эквивалентным или лучше чем сегодняшний уровень и представить основу для подсистемы, которая может достигнуть ее первоначального технического срока службы, в то время как разработка системы ERTMS продолжается. Такие условия означали бы, что, когда действительно приходит время для модернизации линии, блокировки на основе новых технологий будущего могли бы легко заменить старые блокировки с незначительным изменением системы RBC или путевого оборудования, поскольку интерфейсы и функциональные требования (принципы) сохраняются много лет. 18.4 Рекомендация 4 Рекомендуется, чтобы был проведен анализ, который исследует существующие переходы на новые системы СЦБ и их применения, где весь парк транспортных средств не мог быть переоборудован в период осуществления проекта СЦБ, таким образом, требуя, чтобы 47 товаропассажирские перевозки продолжали осуществляться. Их применимость в среде системы ERTMS и вопрос о том, должно ли использование существующей системы сигнализации быть продолжено, должны быть подтверждены или отвергнуты в рамках ЕС контекста для задачи перехода на новые системы. Установку системы ERTMS уровня 2 в качестве совмещенной системы в случае перехода нужно рассматривать как функциональное требование высокого уровня, и стандартизация такого совмещения должна быть обязательна, если затраты должны быть существенно сокращены, чтобы обеспечить стимул для железных дорог на предмет внедрения системы ERTMS. 18.5 Рекомендация 5 Рекомендуется, чтобы было проведено исследование относительно того, имеется ли в распоряжении дороги, на которой осуществляется переход, требуемое количество транспортных средств для работы системы ERTMS, а смешанные товаропассажирские перевозки по существующему маршруту сети TEN не требуются, сохранение существующей путевой инфраструктуры может быть опцией, и выполнима ли стратегия "пониженных функциональных возможностей" блокировки. 18.6 Рекомендация 6 Рекомендуется, чтобы проблемы параллельного включения и восстановления поезда в сценариях перехода были исследованы и далее, особенно при решении следующей задачи: имеется ли необходимость параллельного подключения сигналов, когда известен тип предложенных систем СЦБ? Кроме того, следующие рекомендации касаются в большей степени организационных проблем, сосредоточенных на аспекте обязательства железных дорог, железнодорожной отрасли и Европейского союза. В общем случае они существенны для успешной реализации проектов ERTMS: 18.7 Рекомендация 7 Рекомендуется, чтобы вся разработка системы для работы ERTMS была под началом одной группы специалистов, на которую возложена ответственность за планирование работ по переходу на новые системы ERTMS на маршрутах сети TEN. Далее рекомендуется, чтобы проекты Евроблокировки были переданы такой же группе, которая имела бы достаточные полномочия для консультаций и разработки стандартов. 18.8 Рекомендация 8 Рекомендуется, чтобы было проведено исследование с целью изоляции потребностей отдельных железнодорожных администраций относительно внедрения и последующих проблем воздействия конкретных решений, отдельных дорог на другие смежные управления железных дорог. 18.9 Рекомендация 9 48 Рекомендуется, чтобы европейские Железные дороги сформировали "Комитет разработки законов" с полномочиями регулирования функциональных требований рассматриваемых систем и спецификации архитектур. 18.10 Рекомендаций 10 Рекомендуется, чтобы европейские Железные дороги сформировали "Комитет по эксплуатации железных дорог" уполномоченный для решения задачи "Создания руководства по международным перевозкам", касающегося потребностей системы ERTMS на всех уровнях, начиная с новых высокоскоростных межгосударственных линий, и заканчивая переходом железных дорог и железнодорожных веток на новые системы с недорогими или региональными решениями. 18.11 Рекомендаций 11 Рекомендуется, чтобы регулирующие Комитеты были уполномочены наблюдение за согласованным внедрением систем ERTMS по всей Европе. вести 49 Приложения 19. Маршруты сети TEN Директива 2001/16 – Функциональная совместимость Трансъевропейской системы обычных железных дорог Подсистема "Командно управляющая и сигнализации" 50 20. Текущие проекты системы ERTMS Некоторые осуществляемые сегодня проекты на европейских железных дорогах были просмотрены в попытке сделать некоторые выводы. ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ REFER/RENFE Португалия/Испания, Лиссабонская/Порто – Мадрид /Барселонский HSL Прорельс Голландия, высокоскоростная линия Zuid Прорельс Голландия, BB21 Прорельс Голландия, Betuweroute RHK Финляндия, Турку - Хельсинки - коридор на Российской границе BaneDanmark, предложен переход на систему ERTMS всех магистральных линий Banverket Швеция, региональные линии с системой ERTMS Железнодорожная сеть Великобритании, Кембрийское побережье (ERTMS на экспериментальной эинии) Италия, скоростная линия Рим - Неаполь SNCF Франция, Страсбург - Париж TGV (ERTMS) SBB Швейцария, транзит Gotthard / Mattstetten - Rothrist 51 21. Распределение блокировок на португальских железных дорогах В таблице детальная разработка блокировки на португальских железных дорогах REFER/RENFE. Данные предоставлены в качестве индикатора разработки сигнализации в пределах этой страны. Эти данные дают основание отказаться от немедленного перехода на системы ERTMS. 52 53 22. Основные типы блокировок на датских железных дорогах Информация касается маршрутов сети трансъевропейской сети железных дорог TEN от немецкой границы до Копенгагенского аэропорта Kastrup и моста 0resund в Швеции. Информация показывает, что линия имеет оборудование блокировок различных возрастов и разного качества, и только недавно была частично модернизирована благодаря внедрению новой инфраструктуры 54 55 23. Распределение блокировок на немецких железных дорогах DB Netz по маршрутам сети TEN Ниже представлены данные о блокировках коридора Емерих - Базель. Эта линия входит в состав сети TEN. 56 57 58 59 60
