Togkontroll

Det viktigste signalet gjør at toget for å gå til neste delen av toget overskriften

Togkontroll , togkontrollsystem eller togkontrollsystem er navnene på tekniske systemer og systemer i jernbaner som styrer togets bevegelse avhengig av tillatt hastighet. Hvis reisen ikke er tillatt, eller hvis et tog kjører for fort, blir det automatisk bremset av en togkontroll.

Ulike tekniske systemer og driftsbestemmelser ble utviklet allerede på 1800-tallet for å sikre togreiser . Signaler som tillater (kjørestilling) eller forbyder (stoppestilling) reiser for en bestemt ruteseksjon er utbredt , der samtidig godkjenning av "fiendtlige" reiser, det vil si reiser med fare for ulykker, ofte i stor grad er ekskludert på grunn av tekniske avhengigheter. Signalene har imidlertid ingen umiddelbar effekt på toget. Den lokomotivføreren må oppfatter dem, og når det nærmer seg et signal som indikerer en stopper eller begrenser den hastighet, bremsen toget tilsvarende. Imidlertid, hvis en lokføreren overser et signal, kan det føre til betydelige farer og alvorlige ulykker. For å motvirke denne risikoen er det utviklet systemer som griper direkte inn i kjøreoperasjoner ved å utløse nødbremsing om nødvendig . Den samme teknologien kan også brukes til å overvåke toghastigheten.

historie

Bang kapsel patentert av EA Cowper i 1842 kan betraktes som den første ikke-visuelle, tekniske enheten for overføring av informasjon . Fra og med 1872 utviklet de to ingeniørene MM. Lartigue og Forest Crocodile, det første signalavhengige togstyringssystemet som var basert på en snittvis galvanisk kobling av lokomotivet og linjen (se nedenfor). I 1920, med Continuous Cab Signals (CCS), fant muligheten for kontinuerlig påvirkning basert på kodede skinnekretser veien inn i jernbanedrift. Grunnideen til dette opprinnelig amerikanske systemet kom da via Italia ( RS4 Codici ) til Sovjetunionen ( ALSN ) og andre land i den daværende økonomiske alliansen i Comecon . I dag kan du finne utløpet z. B. i Tsjekkia og Slovakia ( LS ), Ungarn ( EVM ), Italia ( BACC ) og Nederland ( ATB-EG ).

Juridisk situasjon

Dette sporet i Wittenberg stasjon er utstyrt med både punkttogkontroll (gule Eurobalises for ETCS ) og linjetogkontroll (kabelleder i midten av sporet for LZB).

I Tyskland må jernbanelinjer være utstyrt med et togkontrollsystem i samsvar med § 15 (2) EBO hvis de

  • Grenlinjer,
    • som flere tog kjører på samtidig
      • Hastigheter på over 50 km / t eller med
      • Persontogtrafikk, eller hvis de
    • Grenlinjer for hastigheter over 80 km / t eller
  • Hovedlinjer

er.

De ledende kjøretøyene ( lokomotiver , flere enheter og kontrollbiler ) krever utstyr som er passende for togkontroll ( § 28 EBO). Infrastrukturselskapet er ansvarlig for å strukturere dette kravet på sporsiden.

Hovedsakelig tre systemer brukes på DB Netz- rutene :

  • Induktiv togkontroll av trefrekvent resonansdesign PZB 90 (tidligere: Indusi ) med magnetsystemer festet til sporet til høyre i kjøreretningen
  • Polyline-kontroll (LZB) med en signallinje lagt midt på sporet
  • ETCS som et standardisert system i EU i forskjellige former ( ETCS-nivåer ). Plater lagt midt på banen ( Eurobalise ) for toveis informasjonsoverføring mellom lokomotivet og infrastrukturen er karakteristiske.

Andre eller modifiserte systemer brukes til spesielle applikasjoner som lokale transportsystemer ( S-Bahn , U-Bahn , trikk ).

Ved tillatte kjørehastighet på mer enn 160 km / t, lovgiver foreskriver trene kontroll med førerhuset signalering , siden den driver ikke lenger kan sikkert registrere utenfor signaler . I Tyskland er LZB og ETCS fra ETCS nivå 2 godkjent for dette.

Andre land mener også at:

Punktlig togkontroll

Krokodilkontaktbørste som en del av et elektromekanisk togkontrollsystem på undersiden av et lokomotiv
Magnetisk togbeskyttelse ZST-90: permanentmagnet til venstre, elektromagnet til høyre

Punktlig togkontroll overfører bare signalinformasjonen på diskrete punkter - ofte på stedet for linjesignalene - til lokomotivet. De fleste systemer er ikke signalteknisk sikre fordi de fungerer i henhold til åpen krets-prinsippet - et unntak fra dette er ETCS nivå 1 full tilsyn. Svikt i sporutstyret kan bare bestemmes gjennom spesielle tester. Likevel gir punktlig togkontroll en høy økning i sikkerhet til relativt lave kostnader.

Avhengig av typen overføring av informasjon, er det eller var følgende typer punktlig togkontroll:

Mekanisk togkontroll

Informasjonen overføres før eller ved stoppsignalet gjennom mekanisk kontakt mellom sporet og kjøretøyets utstyr. Den mekaniske togstyringen er egnet for relativt lave hastigheter opp til ca. 90 km / t. Velkjent applikasjon: togsperrer som ble introdusert i mange urbane jernbanetransportbaner før første verdenskrig, og som fortsatt er delvis i drift.

Elektromekanisk togkontroll

Kraften overføres fra det bevegelige toget til skinnesystemet ved hjelp av kontaktbørster eller kontaktsko. Strømmen returneres via skinnene . Signaloverføring kan forstyrres av snø og is. Velkjent applikasjon: Krokodille på den franske, belgiske og luxembourgske jernbanen.

Magnetisk togkontroll

Når det gjelder magnetisk togkontroll, er det permanente magneter langs ruten , hvis magnetfelt blir plukket opp og evaluert ved å passere lokomotiver. En elektromagnet anordnet ved siden av permanentmagneten bygger opp et motstridende magnetfelt når signalet peker, slik at effekten av de to magnetfeltene blir kansellert og togene kan passere uhindret. Magnetisk togkontroll blir også referert til som en magnetisk reiselås . Søknadene er begrenset til togsystemer uten høye hastigheter:

Induktiv togkontroll

Funksjonelt prinsipp for punktlig togkontroll (ETCS nivå 1)

Induktiv togkontroll bruker dataoverføring gjennom elektromagnetisk kobling.

Induktiv togkontroll med et konstant magnetfelt

Den permanente magneten eller elektromagneten til det passerende trekkvognen induserer en strøm når du kjører over en spormagnet, som kortsluttes når signalet beveger seg. Når signalet viser et stopp, induserer en andre elektromagnet en strøm i mottakerspolen til kjøretøyet, som evalueres av kjøretøyets utstyr. Denne togkontrollen kan bare anta og overføre to stater.

Velkjent applikasjon: Integra-Signum i Sveits

Induktiv togkontroll med elektromagnetiske vekslende felt i lavfrekvensområdet

En oscillerende krets ("kjøretøymagnet ") kontinuerlig matet med vekselstrøm genererer et vekselfelt som induserer en strømstrøm når den passerer over en sporoscillerende krets (" spormagnet") innstilt på samme frekvens. Gjennom tilbakemelding (resonans) av sporet til kjøretøymagneten trekkes energi ut av kjøretøymagneten, og derved reduseres strømmen i kjøretøymagneten. Dette avfallet vurderes av den innebygde enheten. Denne togkontrollen kan bare akseptere og overføre to tilstander per overføringsfrekvens som brukes.

Velkjent applikasjon: Indusi / PZB i Tyskland, Østerrike og andre land, tre frekvenser brukes.

Induktiv togkontroll med elektromagnetiske vekslende felt i høyfrekvensområdet

Sporkoblingsspoler ( baliser ) og tilsvarende kjøretøyantenner brukes til å overføre informasjon . Disse kan også overføre datatelegramer toveis . Energien som kreves for dette, utstråles fra lokantennene og absorberes av sporkoblingsspolene. Med det relativt store informasjonsvolumet som kan overføres, kan presise bremsekurver med målhastighet og målavstand beregnes. Fordi hver spolespiral også overfører avstanden til neste datapunkt, oppdages svikt i sporkoplingsspoler (overvåket driftsstrømprinsipp).

Velkjent applikasjon: ETCS, togkontrollsystem S-Bahn Berlin

Optisk togkontroll (Opsi)

Den optiske togkontrollen (Opsi) ble utviklet av Deutsche Reichsbahn og testet over lang tid. Systemet fungerte med lys og var designet for å sikre signaler i togtrafikk. Målet med systemet var en automatisk nødbremsing av jernbanevognen når det nærmer seg et signal som indikerer et stopp. For å gjenkjenne signalinformasjonen ble lyskilder festet til lokomotivene, som leder en sterk lysstråle fremover. Bevegelige kubehjørnespeil var festet til signalene , som var vertikale da signalet ble stoppet og reflekterte lysstrålen. Den reflekterte lysstrålen ble registrert på lokomotivet med en kontaktcelle. Ved feil handling fra førerens side, bør en nødbrems utløses. Dette for å sikre at toget ikke kjørte over stoppsignalet.

For de omfattende testene av dette systemet var mange signaler og lokomotiver utstyrt med speil og lyskilder. Det var ment å brukes over hele linja. Systemet fungerte imidlertid ikke pålitelig. Speilene ble lett tilsmusset eller i dårlig vær ble lyset ikke gjenkjent av lokomotivet. Problemer oppstod også når sollyset var for sterkt. Opsi-prosjektet ble avviklet i 1943.

Skriv Bäseler-Zeiss

Togkontroll med kontinuerlig dataoverføring

Mottaksantenn LS for jernbanelinjeledere på en tsjekkisk flerbruksenhet
Skinneleder med kodet skinnekrets
rød: kjøretøyutstyr med mottaksantenner (E), kjøretøyenhet (A, med evalueringssystem og førerhusdisplay ), bremsegruppe (B) og hjulsett (R); Kjøreretning (F) på toget
Blå: Matesiden på skinnekretsen med kodeanordning (S) på skinnelinjelederen med styring fra det tildelte signalet
Svart: Isolasjonskoblinger (I) på skinnekretsen
Gul: Strøm til skinnekretsen kortsluttet av kjøretøyet
Kabelleder med krysspunkt, føringen av den andre kabelen kan sees på venstre skinne.

Med disse systemene utveksles data mellom ruten og lokomotivet uten avbrudd. Som et resultat kommuniseres endringer i tillatt hastighet umiddelbart til kjøretøyet, noe som forbedrer strømmen og øker sikkerheten. Arbeide kontinuerlig transmisjonssystemer i henhold til lukket- kretsprinsippet , noe som betyr at feilene i de linjeutstyr på kjøretøyene føres umiddelbart. De medfører høye kostnader, men er uunnværlige for høyhastighetstrafikk. Faste signaler kan utelates takket være pålitelig visning av tillatt hastighet i førerhuset . En i stor grad automatisk kjøre- og bremsekontroll er også mulig med slike systemer.

Linjeleder

Linjekabler muliggjør induktiv overføring av informasjon til kjøretøyet.

Skinneleder

Signalet overføres via et elektromagnetisk felt som dannes rundt skinnene i sporkretser . Feltet skannes via lokomotivmottakende antenner og informasjonen som mates inn i de såkalte kodede sporkretsene blir mottatt.

Ulempen er større elektrisk demping i motsetning til kabelledere , noe som betyr at bare et lite volum informasjon kan overføres. Forskjellige frekvenser til de kodede sporkretsene tillater overføring av flere hastighetsnivåer. Stopp ved maksimal hastighet kan skje over flere seksjoner, hvor hastighetsnivåene velges på en slik måte at omtrent samme bremselengde fører til neste nedre del.

Systemet er teknisk enkelt, og bortsett fra sporkretsene, krever det ingen ekstra ledere på sporet. Sporkretsene må imidlertid kunne byttes for overføring av tilleggsinformasjonen som er registrert foran den første akselen til det ledende kjøretøyet. Det er nødvendig at stafettkretsen alltid brukes først under en togreise. Kontinuerlig overføring av informasjon er ikke mulig når du kjører mot tillatelse og på stasjoner uten fastlagt rute . Siden ingen lokaliseringsinformasjon overføres fra toget til sporutstyret, må lengden på skinnekretsene og dermed også lengden på blokkseksjonene tilpasses lengden på bremselengden avhengig av stigningen . Fordi informasjonen "Stopp" bare gjenkjennes når du kjører på blokkdelen, er farepunktet bak enden av seksjonen.

Kjente applikasjoner: TVM på franske høyhastighetslinjer, RS4 Codici og BACC i Italia

Kabelleder

Togkontroll med radiooverføring: Hvordan ETCS nivå 2 fungerer

For dataoverføring brukes et elektromagnetisk felt som forplanter seg ut til et emne mellom skinnekabelen. Med faste intervaller, f.eks. B. hvert 100 m er kablene krysset. Disse krysspunktene kan brukes til å bestemme togens posisjon . Systemet er preget av gode overføringsegenskaper mellom ruten og kjøretøyet og omvendt. Muligheten for ekstremt korte blokkavstander gjør det mulig å oppnå veldig korte togkjørsler . Kabelledningene er imidlertid en hindring når du arbeider med overbygningen, fjerning og installasjon av dem krever betydelig høyere tid sammenlignet med delene av linjeutstyret til andre togstyringssystemer. De er også følsomme for skade.

Velkjente applikasjon: Linje togkontroll (LZB) i Tyskland og andre land

Radiooverføring

Den trådløse teknologien var så avansert siden begynnelsen av 1990-tallet at de for sikker dataoverføring mellom faste rutesentre ( Radio Block Center kunne brukes, RBC) og motorkjøretøyer.

En stabil radioforbindelse er en forutsetning, for i tilfelle avbrudd eller forstyrrelse kan togene bare kjøre på sikt eller stole på et mindre kraftig tilbakeslagsnivå. På begynnelsen av 1990-tallet ble den moderne GSM-standarden brukt i Europa. Det viste seg imidlertid at spesielle krav til jernbanesøknader ikke kunne oppfylles av den eksisterende standarden. Derfor ble det utviklet en spesiell standard GSM-R . Dette ble også grunnlaget for ETCS-standarden. Den nåværende oppdateringen av GSM-R har også inkludert den pakkeorienterte overføringen GPRS og EDGE som kvasikontinuerlig dataoverføring i standarden. Disse metodene kan utnytte tilgjengelige mobile radiofrekvenser bedre og er derfor nødvendige for urbane sentre og jernbaneknuter.

På grunn av

Arbeidet pågår for å ta i bruk den nåværende LTE -teknologi for jernbaneapplikasjoner.

I noen land (Finland, Kasakhstan, Russland) brukes TETRA- standarden som brukes av myndighetene i stedet for GSM-standarden for denne kommunikasjonen .

Radiooverføringen har fordelen at det ikke kreves noen enheter i eller på sporet. Videre er standardene i stor grad implementert som programvare som er lettere å oppdatere og tilpasse seg lokale forhold. Dette har imidlertid også ulempen med muligheten for store forstyrrelser i logikkområdet og strømforsyningen.

Kjent program: ETCS nivå 2 og 3

Togkontroll med delvis kontinuerlig dataoverføring

Hull i den diskrete overføringen av informasjon

En punktlig togkontroll overfører bare informasjonen til faste punkter på lokomotivet, der den blir evaluert for å sikre togreisen. Ingen informasjon overføres mellom overføringspunktene (ÜP1 og ÜP2 på bildet til høyre). Når kort tid etter å ha kjørt forbi det fjerne signalet, aktiveres et hastighetsøkende signalaspekt som skaper arbeidshemming . Hvis signalet uventet endres til å stoppe etter å ha kjørt forbi det fjerne signalet, noe som er veldig sjeldent, er det en operasjonell risiko . Slike problemer kan reduseres ved en kontinuerlig signaloverføring etter overføringspunktet ÜP1. Slike togkontroller med delvis kontinuerlig dataoverføring består av komponenter i punktlige togkontroller og et system med kontinuerlig dataoverføring.

De semi-kontinuerlige operativsystemene inkluderer ETCS Level 1 (Europe-wide), SELCAB (Spain) og ZUB 121 (Switzerland).

litteratur

Referanser og kommentarer

  1. ↑ De kjører forskrift av de sveitsiske jernbaner henvist til tog kontroll frem til 2016 med begrepet toget beskyttelse ( sveitsiske kjøre forskrifter FDV A2015 Federal Office of Transport , 28. juli, 2016 [PDF, 8 MB]).
  2. ↑ Indusi / PZB reduserer dette problemet med 500 Hz spormagnet, som er 150 til 250 m foran hovedsignalet.
  3. ↑ Fordi den lineære komponenten ofte ikke brukes med ETCS nivå 1, brukes den vanligvis som et punktlignende togkontrollsystem.

weblenker