Транспортный оператор N6VOG (Австрия) стремится сократить стоимость жизненного цикла своей железнодорожной инфраструктуры и внедрил на региональной линии Mariazellerbahn протяженностью 84 км (рис. 1) системы микропроцессорной централизации (МПЦ), построенные на программируемых контроллерах и сертифицированные в соответствии с требованиями уровня безопасности SIL4.
Рис. 1. Моторвагонный поезд на станции Мариацелле линии Mariazellerbahn
Австрийская компания RDCS Informationstechnologie с 1999 г. поставляет местным региональным железным дорогам устройства СЦБ и системы информирования пассажиров, получившие допуск к эксплуатации от министерства транспорта страны. Ранее она уже внедрила устройства СЦБ. соответствующие уровню безопасности SIL2, на линиях колеи 760 мм Stubaitalbahn (18 км) и Zillertalbalm (31км) в Тироле.
В настоящее время компания RDCS Informationstechnologie выпускает семейство систем управления движением поездов RTMS (Rail Traffic Management System) уже четвертого поколения. В состав этого семейства входят следующие основные компоненты:
- центр диспетчерского управления RTMS/CENTRAL;
- бортовые устройства (включают датчики и бортовой компьютер) RTMS/OBCS;
- комплект напольной аппаратуры RTMS/INFRA (система радиосвязи для передачи данных и голоса, путевые приемоответчики);
- система микропроцессорной централизации RTMS/ILOCK-RC, соответствующая уровню безопасности SIL4.
МПЦ RTMS/ILOCK-RC является новейшей разработкой компании и построена на программируемых контроллерах немецкой компании HIMA Paul Hildebrandt (рис. 2). для которых имеется сертификат соответствия SIL4.
Рис. 2. Шкаф с программируемыми контроллерами HIMax
Применение модульных масштабируемых программируемых контроллеров в МПЦ позволило компании RDCS Informationstcchnologie победить в международном европейском тендере на поставку устройств управления движением поездов для линии Mariazellerbahn, предложив оптимальное решение за низкую цену.
Разработка микропроцессорной централизации, соответствующей уровню безопасности SIL4, началась в 2012 г., а сертификация системы завершилась в 2015 г. Применение стандартных промышленных компонентов, включая программируемые контроллеры, в системах микропроцессорной централизации соответствует современным тенденциям в сфере СЦБ. о чем свидетельствует. в частности, опыт железных дорог Нидерландов.
Однопутная линия Mariazellerbahn колеи 760 мм, принадлежащая транспортной компании N0VOG (второй по размерам оператор после Федеральных железных дорог Австрии), проходит от Санкт-Пёльтена в предгорьях Альп до местечка Мариацелле на высоте 900 м над уровнем моря и пользуется большим успехом у туристов.
Структура системы RTMS
На рис. 3 показаны несколько МПЦ RTMS/ILOCK-RC. расположенных вдоль железнодорожной линии и подключенных к центру диспетчерского управления RTMS/CENTRAL. Компоненты каждой МПЦ размещены на одном из трех уровней:
- уровень управления и отображения информации (он может быть интегрирован в центр диспетчерского управления RTMS/CENTRAL с возможностью организации локального управления в качестве опции);
- станционный уровень обеспечения безопасности;
- уровень напольного оборудования.
Уровни обеспечения безопасности и напольного оборудования разрабатывали исходя из основного требования обеспечения модульности и масштабируемости при условии достижения уровня безопасности SIL4. Оборудованием станционного уровня, главным компонентом которого является центральный процессор ILOCK-HEAD-SPS, при необходимости можно управлять с локального пульта независимо от центра диспетчерского управления. Для подключения к центральному процессору системы контроля свободности пути служит сеть Ethernet.
Рис. 3. Конфигурация МПЦ и центра диспетчерского управления в системе RTMS
В качестве объектных контроллеров используются отдельные программируемые контроллеры ILOCK- CTL-SPS. число которых зависит от размера станции. К каждому объектному контроллеру может быть подключено два стрелочных привода через выходной модуль SDNU и четырехпроводную линию или два светофора через выходной модуль SCNU. При подключении только одного стрелочного привода свободные цифровые входы и выходы могут использоваться для подключения электронных стрелочных замков и ответственных контактов. В этом случае подключение осуществляется через модули увязки, также соответствующие уровню безонасности SIL4 и позволяющие подключать к МПЦ напольное оборудование со специализированными интерфейсами. Благодаря этому имеется возможность без больших затрат интегрировать в МПЦ напольное оборудование (стрелочные приводы. сигналы) разных типов.
При использовании обычных промышленных программируемых контроллеров в компактном исполнении масштабирование системы ограничивается в связи с ростом потребности в помещениях под оборудование МПЦ. В системе МГ1Ц RTMS/ILOCK-RC эта проблема решается за счет применения программируемых контроллеров с высокой степенью интеграции компонентов семейства HIMax. размещаемых в стандартные 19-дюймовые шкафы.
В зависимости от размеров МПЦ и выделенных для ее оборудования площадей систему проектируют в расчете на то или иное семейство программируемых контроллеров. При сертификации МПЦ RTMS/ILOCK-RC использовали конфигурацию с контроллерами семейств HIMatrix и HIMax.
Программируемые контроллеры HIMatrix были разработаны для приложений, требующих не более нескольких сотен входов и выходов. При этом преследовалась цель создать недорогие, компактные и в то же время достаточно производительные устройства, отличающиеся простотой монтажа и предназначенные прежде всего для распределенных систем, критичных к времени реакции. Контроллеры HIMatrix позволяют существенно экономить кабель, поскольку допускают как централизованное, так и децентрализованное размещение.
Программируемые контроллеры HIMax спроектированы в расчете на ответственные приложения и обеспечение высокой эксплуатационной готовности. Они удовлетворяют самым высоким требованиям в отношении времени реакции и числа устройств ввода/вывода. Отдельные компоненты контроллеров могут быть заменены без прерывания работы системы.
Обмен информацией между центральным процессором LOCK-HEAD-SPS и объектными контроллерами ILOCK-CTL-SPS осуществляется по дублированным сетевым соединениям с использованием сертифицированного компанией HIMA протокола SafeEthernet (он соответствует уровню SIL4 по стандарту CENELEC EN 50128). Для проектирования МПЦ используется инструментарий SILworX, также сертифицированный HIMA.
Аппаратуру RTMS/ILOCK-RC монтируют в 19-дюймовых шкафах, размещаемых в обычных релейных помещениях постов централизации. Аппаратура МПЦ для малых станций (с числом централизованных стрелок не более 8) может быть установлена в напольных шкафах с системой обогрева и вентиляции. Пульт местного управления системы централизации монтируют вблизи пути.
Для электроснабжения МПЦ используют сеть переменного тока напряжением 400 В. В каждом месте размещения аппаратуры МПЦ устанавливают источник бесперебойного питания.
Контроль свободности пути обеспечивается при помощи интегрированной в МПЦ системы счета осей FAdC компании Frauscher. Подключение этой системы, соответствующей уровню безопасности SIL4, осуществляется через дублированную сеть Ethernet с использованием протокола FSE. Наличие сдвоенного сетевого соединения позволяет отказаться от дорогостоящей увязки с системой контроля свободное™ пути через цифровые контакты.
На линии Mariazellerbahn эксплуатируются современные стрелочные приводы типа АН 950 производства австрийской компании МКЕ (рис. 4), подключаемые по четырехпроводной схеме.
Рис. 4. Стрелочный привод АН 950
Три независимых МПЦ на линии Mariazellerbahn объединены в сеть при помощи уложенного вдоль линии кольцевого волоконно-оптического кабеля, в котором две пары световодов выделены специально для систем СЦБ.
Перспективы
На линии Mariazellerbahn системами МПЦ RTMS/ILOCK-RC оборудованы станции Санкт-Пёльтен-Главный. Санкт-Пёльтен-Альпен- банхоф и Лаубснбахмюлс. Кроме того, на линии имеется центр диспетчерского управления, к которому подключены все три МПЦ. Для повышения уровня безопасности движения поездов используется локомотивная сигнализация, отображающая сигнальные показания в кабине машиниста и контролирующая действия машиниста. Все 22 поезда, курсирующие по линии, оборудованы компьютерами бортовой системы безопасности, которые передают по радиоканалу в центр диспетчерского управления информацию о местоположении поезда, корректируемую при проследовании путевых приемоотвегчиков. Для определения местоположения используется, в частности, система спутниковой навигации. Бортовая система безопасности создавалась с использованием технологий немецкой компании MEN Mikro Elektronik, специализирующейся в сфере компьютерных систем для ответственных приложений (рис. 5 и 6). Бортовой компьютер соответствует уровню безопасности SIL2 и рассчитан на диапазон рабочих температур от -40 до +85 °С. Компания MEN Mikro Elektronik участвовала также в создании центра диспетчерского управления (рис. 7).
Рис. 5. Бортовой компьютер (фото: MEN Mikro Elektronik)
Рис. 6. Кабина машиниста одного из поездов на линии Mariazellerhahn
Рис. 7. Рабочее место оператора центра диспетчерского управления на линии Mariazellerhahn (фото: MF.N Mikro Elektronik)
В систему управления движением поездов RTMS могут быть интегрированы также дополнительные модули:
- оповещения путевых бригад;
- планирования расписаний и графиков оборота подвижного состава;
- сопряжения с банком данных об инфраструктуре (для планирования работ по техническому обслуживанию);
- сопряжения с информационной системой Союза транспортных предприятий Австрии;
- информирования пассажиров в поездах и на станциях.
Компания RDCS Informationstechnologie рассчитывает, что современная система централизации RTMS/ILOCK-RC на программируемых контроллерах найдет применение не только на региональных линиях с пассажирским движением, но и на сортировочных станциях, в депо и на промышленных железных дорогах.
Железные дороги мира - 2016, №7
