Linienzugbeeinflussung - Linienzugbeeinflussung

Дорожка оборудована петлями LZB. Обратите внимание на второй трос в нижней части левой направляющей.

Linienzugbeeinflussung (или же LZB) это сигнализация кабины и система защиты поездов используется на выбранных Немецкий и Австрийская железная дорога линий, а также на AVE и некоторые пригородные железнодорожные линии в Испания. Система была обязательной, когда поездам разрешалось превышать скорость 160 км / ч (99 миль / ч) в Германии и 220 км / ч (140 миль / ч) в Испании. Он также используется на некоторых более медленных железных дорогах и в городах. быстрый транзит линии для увеличения мощности. В Немецкий Linienzugbeeinflussung переводится как непрерывное управление поездом, в прямом смысле: линейный поезд, влияющий. Его еще называют linienförmige Zugbeeinflussung.

LZB устарел и будет заменен на Европейская система управления поездом (ETCS) с 2023 по 2030 год. Агентство железных дорог Европейского Союза (ERA) как класс B система защиты поездов в Национальный контроль поездов (NTC).^[1] Вождение автомобилей в основном должно заменить классическую логику управления на ETCS. Бортовые единицы (OBU) с общим Машинный интерфейс водителя (DMI).^[2] Поскольку высокопроизводительные поезда часто не утилизируются или не используются повторно на линиях второго порядка, специальные Конкретные модули передачи (STM) для LZB были разработаны для дальнейшей поддержки установки LZB.^[3]

Обзор

Основная консоль ДВС 2 тренироваться в режиме LZB. Текущая, максимальная и целевая скорость - 250 км / ч. Целевая дальность - 9,8 км.

Панель интерфейса машины и драйвера (DMI) ДВС 4 поезд в режиме LZB (STM), показывающий максимальную заданную скорость 200 км / ч

В Германии стандартное расстояние издалека сигнал до его домашнего сигнала 1000 метров (3300 футов). В поезде с сильными тормозами это тормозной путь от 160 км / ч. В 1960-х годах Германия оценила различные варианты увеличения скорости, в том числе увеличение расстояния между сигналами дальнего и дома и сигнализацию из кабины. Увеличение расстояния между домом и удаленными сигналами снизит пропускную способность. Добавление еще одного аспекта затруднит распознавание сигналов. В любом случае изменение обычных сигналов не решит проблему трудности видения и реакции на сигналы на более высоких скоростях. Чтобы преодолеть эти проблемы, Германия решила разработать непрерывную сигнализацию кабины.

Система сигнализации кабины LZB была впервые продемонстрирована в 1965 году, что позволило ежедневным поездам на Международной транспортной выставке в Мюнхене двигаться со скоростью 200 км / ч. Система получила дальнейшее развитие в течение 1970-х годов, затем была внедрена на различных линиях в Германии в начале 1980-х и на немецких, испанских и австрийских высокоскоростных линиях в 1990-х годах с поездами, движущимися до 300 км / ч (190 миль в час). Между тем в систему были встроены дополнительные возможности.

LZB состоит из оборудования как на линии, так и на поездах. Отрезок пути 30–40 км контролируется центром управления LZB.^[4] Компьютер центра управления получает информацию о занятых блоках от рельсовые цепи или же счетчики осей и заблокированные маршруты от блокировок. Он запрограммирован с конфигурацией пути, включая расположение точек, стрелочные переводы, уклоны и ограничения скорости на поворотах. При этом у него достаточно информации, чтобы рассчитать, как далеко может пройти каждый поезд и с какой скоростью.

Центр управления связывается с поездом с помощью двух проводных кабелей, которые проходят между путями и пересекаются каждые 100 м. Центр управления отправляет транспортному средству пакеты данных, известные как телеграммы, которые дают ему право движения (как далеко он может двигаться и с какой скоростью), а транспортное средство отправляет обратно пакеты данных, указывающие его конфигурацию, возможности торможения, скорость и положение.

Бортовой компьютер поезда обрабатывает пакеты и отображает машинисту следующую информацию:

• Текущая скорость: локально получено из оборудования для измерения скорости - показано со стандартным спидометром
• Разрешенная скорость: максимальная допустимая скорость сейчас - отображается красной линией или треугольником на внешней стороне спидометра
• Целевая скорость: максимальная скорость на определенном расстоянии - отображается цифрами светодиода в нижней части спидометра
• Целевое расстояние: расстояние для скорости цели - отображается светодиодными полосами, показывающими до 4000 м, с цифрами для больших расстояний

Если перед поездом имеется большое свободное расстояние, машинист увидит заданную скорость и разрешенную скорость, равные максимальной линейной скорости, причем расстояние показывает максимальное расстояние, от 4 до 13,2 км в зависимости от подразделения, поезда, и линия.

Когда поезд приближается к ограничению скорости, например, для поворота или поворота, LZB подает звуковой сигнал и отображает расстояние и скорость до ограничения. По мере движения поезда целевое расстояние будет уменьшаться. По мере приближения поезда к ограничению скорости разрешенная скорость начнет уменьшаться, достигнув целевой скорости на ограничении. В этот момент на дисплее появится следующая цель.

Система LZB рассматривает красный сигнал или начало блока, содержащего поезд, как ограничение скорости равное 0. Водитель увидит ту же последовательность, что и приближение к ограничению скорости, за исключением того, что целевая скорость равна 0.

LZB включает Автоматическая защита поездов. Если водитель превышает разрешенную скорость плюс запас, LZB активирует зуммер и световой сигнал превышения скорости. Если машинисту не удается замедлить поезд, система LZB может сама задействовать тормоза, при необходимости останавливая поезд.

LZB также включает Автоматическая работа поезда система, известная как AFB (Automatische Fahr- und Bremssteuerung, автоматическое управление движением и торможением), которая позволяет машинисту позволить компьютеру управлять поездом на автопилоте, автоматически двигаясь на максимальной скорости, разрешенной в настоящее время LZB. В этом режиме машинист только наблюдает за поездом и следит за неожиданными препятствиями на путях.

Наконец, автомобильная система LZB включает в себя обычные Индуси (или PZB) система защиты поездов для использования на линиях, не оборудованных LZB.

История

Выбор сигнализации кабины

В 1960-х годах немецкие железные дороги хотели увеличить скорость некоторых своих железнодорожных линий. Одна из проблем при этом - сигнализация. Немецкие сигналы расположены слишком близко, чтобы между ними могли останавливаться высокоскоростные поезда, и машинистам поездов на высоких скоростях может быть сложно их видеть.

Германия использует дальние сигналы, размещенные на 1000 м (3300 футов) перед основным сигналом. Поезда с обычными тормозами, замедляющиеся со скоростью 0,76 м / с² (2,5 фут / с²), может остановиться на таком расстоянии со скоростью 140 км / ч (87 миль / ч). Поезда с сильными тормозами, обычно с электромагнитными гусеничные тормоза, замедляясь со скоростью 1 м / с² (3,3 фут / с²) могут останавливаться на скорости 160 км / ч (99 миль / ч), и им разрешено двигаться с этой скоростью. Однако даже при сильных тормозах и таком же замедлении поезду, движущемуся со скоростью 200 км / ч (120 миль в час), потребуется 1543 м (5062 фута) для остановки, что превышает сигнальное расстояние. Кроме того, поскольку энергия, рассеиваемая при заданном ускорении, увеличивается со скоростью, для более высоких скоростей может потребоваться меньшее замедление, чтобы избежать перегрева тормозов, что еще больше увеличивает расстояние.

Одна из возможностей увеличения скорости - увеличение расстояния между основным и дальним сигналами. Но для этого потребуются более длинные блоки, что уменьшит пропускную способность линий для более медленных поездов. Другое решение - ввести многоаспектную сигнализацию. Поезд, движущийся со скоростью 200 км / ч (120 миль / ч), увидит сигнал «медленно до 160» в первом блоке, а затем сигнал остановки во втором блоке.

Внедрение многоаспектной сигнализации потребует существенной переделки существующих линий, так как дополнительные удаленные сигналы нужно будет добавлять в длинные блоки, а сигналы переделывать в более короткие. Кроме того, это не решит другую проблему, связанную с работой на высоких скоростях, - сложность распознавания сигналов при проезде поезда, особенно в неблагоприятных условиях, таких как дождь, снег и туман.

Сигнализация в кабине решает эти проблемы. Для существующих линий он может быть добавлен поверх существующей системы сигнализации с небольшими изменениями, если таковые имеются, в существующей системе. Помещение сигналов внутрь кабины позволяет водителю легко их видеть. Помимо этого, система сигнализации кабины LZB имеет и другие преимущества:

• Водитель сразу узнает об изменениях сигналов.
  • Это позволяет водителю прекратить замедление, если сигнал в конце блока улучшается, экономя энергию и время.
  • Это также позволяет центру управления немедленно подавать сигнал об остановке в случае опасных условий, таких как сход с рельсов или сход лавины.
• Машинист может с помощью электроники «видеть» большое расстояние (до 13 км) по рельсам, что позволяет ему или ей управлять поездом более плавно.
• Поезд, следующий за более медленным поездом, может «видеть» более медленный поезд заранее, двигаясь накатом или используя рекуперативное торможение для замедления и тем самым экономии энергии.
• Он может сигнализировать о различных скоростях. (Обычные немецкие сигналы в 1960-х годах могли сигнализировать только 40 или 60 км / ч (25 или 37 миль в час) для стрелок. Современные традиционные немецкие сигналы могут сигнализировать о любом приращении 10 км / час (6,2 мили в час), но LZB может сигнализировать даже более мелкие приращения. )
• Это позволяет разделить дорожку на большое количество небольших блоков, если необходимо увеличить пропускную способность.
• Это позволяет более способным Автоматическая защита поездов система.
• Это позволяет AFB Автоматическая работа поезда система.

Учитывая все эти преимущества, в 1960-х годах немецкие железные дороги предпочли использовать сигнализацию кабины LZB вместо увеличения расстояния между сигналами или добавления аспектов.

Разработка

Первый прототип системы был разработан Немецкие федеральные железные дороги в сочетании с Сименс и испытан в 1963 году. Он был установлен в локомотивах класса 103 и представлен в 1965 году со скоростью 200 км / ч (120 миль в час) на поездах на Международной выставке в Мюнхене. На основе этого компания Siemens разработала систему LZB 100 и представила ее на линиях Мюнхен-Аугсбург-Донаувёрт и Ганновер-Целле-Эльцен, все в локомотивах класса 103.^[5] Система была наложена на существующую сигнальную систему. Все поезда будут подчиняться стандартным сигналам, но поезда, оборудованные LZB, могут двигаться быстрее, чем обычно, если путь впереди на достаточном расстоянии. LZB 100 может отображать до 5 км (3,1 мили) заранее.

Первоначальные установки были полностью зашитой логикой. Однако в 1970-е годы Стандарт Elektrik Lorenz (SEL) разработала центральные контроллеры LZB L72 на базе компьютера и оборудовала ими другие линии.

К концу 1970-х, с развитием микропроцессоров, два компьютера из трех можно было использовать в бортовом оборудовании. Siemens и SEL совместно разработали бортовую систему LZB 80 и оборудовали все локомотивы и поезда, которые развивают скорость более 160 км / ч (99 миль в час), а также несколько локомотивов для тяжелых грузовых автомобилей. К 1991 году Германия заменила все оборудование LZB 100 на LZB 80 / L 72.^[4][5]

Когда Германия построила свои высокоскоростные линии, начиная с участка Фульда-Вюрцбург, который начал работу в 1988 году, она включила LZB в эти линии. Линии были разделены на блоки длиной примерно от 1,5 до 2,5 км (от 0,93 до 1,55 миль), но вместо сигнала для каждого блока есть только фиксированные сигналы на переключателях и станциях, расстояние между которыми составляет примерно 7 км (4,3 мили). Если бы поезда не было на всем протяжении, входной сигнал был бы зеленым. Если бы первый блок был занят, он был бы как обычно красным. В противном случае, если первый квартал был свободен и приближался поезд LZB, сигнал был бы темным, и поезд продолжал бы движение только по указателям LZB.

Система распространилась на другие страны. Испанцы оборудовали свою первую высокоскоростную линию со скоростью 300 км / ч (190 миль / ч) системой LZB. Он открылся в 1992 году и соединяет Мадрид, Кордова, и Севилья. В 1987 г. Австрийские железные дороги внедрили LZB в свои системы, а с изменением расписания 23 мая 1993 года ввели поезда EuroCity, идущие со скоростью 200 км / ч (120 миль в час) на 25-километровом (16 миль) участке дороги. Westbahn между Линц и Wels.

Компания Siemens продолжила разработку системы с «Computer Integrated Railroading» или «CIR ELKE», линейным оборудованием в 1999 году. Это позволило укоротить блоки и разрешить ограничения скорости для стрелок, которые начинались с переключателя, а не с границы блока. Видеть CIR ELKE подробности ниже.

График разработки

Линейное оборудование

Кабельные петли

Кабельная петля

Центр управления LZB связывается с поездом с помощью токопроводящих петель. Петли могут быть короче 50 метров, если используются на входе и выходе на контролируемую трассу LZB, или до 12,7 км (7,9 миль). Если петли длиннее 100 м (328 футов), они пересекаются каждые 100 м (328 футов). На переходе сигнал угол фазы изменяется на 180 °, уменьшая электрические помехи между путями и поездом, а также излучение сигнала на большие расстояния. Поезд обнаруживает этот переезд и использует его для определения своего местоположения. Более длинные петли обычно подают с середины, а не с конца.

Одним из недостатков очень длинных петель является то, что любой разрыв кабеля приведет к отключению передачи LZB на всем участке до 12,7 км (7,9 миль). Таким образом, более новые установки LZB, включая все высокоскоростные линии, разбивают кабельные петли на физические кабели длиной 300 м (984 фута). Каждый кабель питается от репитера, и все кабели в секции будут передавать одну и ту же информацию.

Конфигурация кабеля с короткой петлей.

LZB маршрутный центр (центральный контроллер)

Ядро центра маршрутов LZB, или центрального контроллера, состоит из компьютерной системы «2 из 3» с двумя компьютерами, подключенными к выходам, и дополнительным компьютером для ожидания. Каждый компьютер имеет собственный блок питания и находится в собственном корпусе.^[5] Все 3 компьютера получают и обрабатывают входные данные и обмениваются своими выходными данными и важными промежуточными результатами. Если кто-то не согласен, он отключается, и его место занимает резервный компьютер.

Компьютеры запрограммированы на фиксированную информацию о маршруте, такую ​​как ограничения скорости, градиенты и расположение границ блоков, переключателей и сигналов. Они соединены LAN или кабелями с системой блокировки, от которой они получают индикацию положений переключателей, индикацию сигналов и наличие счетчика присутствия рельсовой цепи или оси. Наконец, компьютеры маршрутного центра связываются с управляемыми поездами через ранее описанные кабельные петли.

Другое оборудование

Начало знака LZB

Знак, обозначающий новый (виртуальный) блок LZB

• Повторители: Повторители соединяют отдельные участки петли длиной 300 м (984 фута) с первичными линиями связи, усиливая сигнал из центра маршрута и отправляя ответы транспортного средства.
• Фиксированные петли: Фиксированные петли, обычно длиной около 50 м (164 фута), размещаются на концах контролируемой секции. Они передают фиксированные телеграммы, которые позволяют заходить в поезда для получения адреса.
• Шкафы изоляционные: Длинный канал связи будет состоять из нескольких отдельных кабелей, соединенных в «изоляционных шкафах», которые служат для предотвращения накопления низкочастотного напряжения, подаваемого из контактной сети, на кабель.
• Приметы: Знаки указывают границы блока LZB (если нет сигнала), а также вход и выход из контролируемой области LZB.

Автомобильное оборудование

Силовой рычаг в кабине водителя ДВС 1 поезд с предопределенными максимальными скоростями в км / ч (V_Soll), помеченные справа. При работе на пути с LZB система AFB автоматически поддерживает максимальную скорость, определяемую указанным рычагом мощности, а также, при необходимости, автоматическое снижение скорости и торможение поезда.

Оснащение автомобиля оригинальной разработкой LZB80 состояло из:^[5]

• Компьютеры: Бортовое оборудование сконцентрировано вокруг компьютерной системы «2 из 3». Использована оригинальная конструкция LZB 80 8085 микропроцессоров запрограммирован в язык ассемблера. Программы управлялись прерываниями, причем прерывания генерировались тактовым сигналом 70 мс, трековыми приемниками и передатчиками, последовательным интерфейсом, а также внутри самой программы. Прерывания запускают программы сравнения и вывода. Периферийное оборудование было расположено вокруг компьютеров, при этом все интерфейсы были электрически разделены, а все заземления были привязаны к каркасу шкафа, который был привязан к шасси автомобиля.
• Резервный источник питания: Компьютеры и периферийное оборудование поставлялись с резервным источником питания на основе двух идентичных трансформаторов напряжения. Каждый мог обеспечить питание, необходимое для всего оборудования. Обычно их меняли поочередно, но если один выходил из строя, то его заменял другой. Бортовые аккумуляторы также могут обеспечивать временное питание.
• Одометрия: Скорость автомобиля и пройденное расстояние измеряются по двум независимым каналам двумя генераторами импульсов, установленными на разных осях. Каждый связан с отдельным блоком на базе микроконтроллера, который используется для исправления любых неточностей. Центральная логика опрашивает два блока, а также акселерометр, сравнивает значения и проверяет достоверность.
• Приемник: Две пары приема антенны каждый питается селективным, саморегулирующимся усилители чей вывод подается на демодулятор а затем последовательно-параллельный трансформатор. Затем полученные телеграммы побайтно передаются в центральный логический компьютер. Приемники также указывают точки перехода и наличие сигнала.
• Передатчик: 2 выходных компьютера питают последовательно-параллельные трансформаторы. Они сравниваются после преобразования, и передача разрешена только в том случае, если они идентичны. Фактически передается только один сигнал, причем передатчик передает два сигнала на частоте 56 кГц, причем сигналы смещены на фазовый угол 90 °.
• Аварийный тормоз связь: Компьютеры подключены к тормозу через реле. Команда компьютера или пропадание тока приведет к выпуску воздуха из тормозной магистрали, задействовав аварийный тормоз.
• Подключение рожка Indusi: Звуковой сигнал водителя также подключен через реле.
• Последовательный интерфейс: Последовательный интерфейс используется для подключения остальных компонентов, включая входы водителя, дисплей, регистратор и автоматическое управление приводом и тормозом (AFB), к компьютерам. Телеграммы передаются циклически как с компьютеров, так и на них.
• Блок ввода драйвера: Водитель вводит данные, связанные с поездом, такие как тип торможения (пассажирское / грузовое), потенциал торможения, максимальная скорость поезда и длина поезда, на блок интерфейса водителя. Затем он отображается для драйвера, чтобы убедиться в его правильности.
• Модульный дисплей кабины (MFA): Модульный дисплей в кабине показывает соответствующую скорость и расстояние до водителя, как описано в обзор.
• Автоматическое управление приводом / тормозом: При включении машинистом блок управления автоматическим приводом / тормозом (AFB) будет вести поезд на разрешенной скорости. Когда не работает на линии, оснащенной LZB, то есть при работе в Indusi, AFB действует в основном как "круиз-контроль ", движение в соответствии со скоростью, установленной водителем.

Оборудование в более новых поездах аналогично, хотя детали могут отличаться. Например, некоторые автомобили используют радар, а не акселерометры, чтобы помочь в их одометрии. Количество антенн может различаться в зависимости от автомобиля. Наконец, в некоторых новых автомобилях используется полноэкранный компьютерный дисплей «Интерфейс человек-машина» (MMI), а не отдельные шкалы «Модульного дисплея кабины» (MFA).

Операция

Телеграммы

LZB работает путем обмена телеграммами между центральным диспетчером и поездами. Центральный контроллер передает «телеграмму вызова», используя Частотная манипуляция (FSK) передача сигналов со скоростью 1200 бит в секунду на частоте 36 кГц ± 0,4 кГц. Поезд отвечает "ответной телеграммой" со скоростью 600 бит в секунду при 56 кГц ± 0,2 кГц.^[7]

Формат телеграммы вызова

Телеграммы вызова имеют длину 83,5 бита:

• Стартовая последовательность: Синхронизация: 5,5 бит, Стартовый элемент + код пекаря: 3 бита
• Адрес: ID раздела: A-E, A1-A3, расположение: 1-127 или 255-128
• Информация об автомобиле: Направление движения: вверх / вниз, Тип торможения: пассажирский / грузовой, Номер кривой торможения: 1-10, A-B
• Информация о торможении: Расстояние до торможения: 0–1,550 м (0–5,085 футов)
• Номинальное расстояние XG: 0–12 775 м (0–41 913 футов), информация о цели, расстояние: 0–2 700 м (0–8 858 футов), скорость: 0–320 км / ч (0–199 миль / ч)
• Отображаемая информация, Информация о сигнале: 3 бита, Дополнительная информация: 5 бит
• Вспомогательная информация: Идентификатор группы: 1-4 - Указывает требуемый тип ответа, Идентификатор линии: новые высокоскоростные / нормальные основные линии, Тип центрального контроллера: LZB 100/72
• Циклическая проверка избыточности (CRC): 8 бит

Можно отметить, что в телеграмме нет поля «идентификация поезда». Вместо этого поезд определяется по положению. Видеть Зоны и адресация Больше подробностей.

Формат телеграммы ответа

Существует 4 типа ответных телеграмм по 41 бит каждая. Точный тип телеграммы, отправляемой поездом, зависит от «Групповой принадлежности» в телеграмме вызова.

Самый распространенный тип телеграммы - это тип 1, который используется для передачи информации о местоположении и скорости поезда центральному контроллеру. Он содержит следующие поля: {LZB p3}

• Синхронизация и последовательность запуска: 6 бит
• Идентификатор группы: 1-4 - указывает тип ответа
• Подтверждение местоположения автомобиля: количество продвинутых зон = ± 0, ± 1, ± 2
• Расположение в зоне: 0–87,5 м (0–287 футов) (с шагом 12,5 м или 41 фут)
• Тип торможения: пассажирский / грузовой
• Номер кривой торможения: 16 возможных кривых торможения
• Фактическая скорость: 0–320 км / ч (0–199 миль / ч)
• Оперативная и диагностическая информация: 5 бит
• Циклический контроль избыточности (CRC): 7 бит

Остальные телеграммы используются в первую очередь, когда поезд входит в контролируемый участок LZB. Все они начинаются с одинаковой синхронизации и начальной последовательности и «группового идентификатора» для определения типа телеграммы и заканчиваются CRC. Их поля данных различаются следующим образом:

• Тип 2: подтверждение местоположения транспортного средства, местоположение в зоне, тип торможения, номер тормозной кривой, максимальная скорость поезда, длина поезда
• Тип 3: Железная дорога, номер поезда
• Тип 4: серия локомотивов / поездов, серийный номер, длина поезда.

Въезд в ЛЗБ, зоны и адресация

Перед входом в участок, управляемый LZB, машинист должен включить поезд, введя необходимую информацию на Блок ввода драйвера и включение LZB. При включении поезд загорится светом "B".

Топология LZB

Контролируемый участок пути делится на 127 зон, каждая длиной 100 м (328 футов). Зоны нумеруются последовательно, отсчет от 1 в одном направлении и от 255 в обратном.

Когда поезд входит на участок пути, контролируемый LZB, он обычно проходит через фиксированную петлю, которая передает телеграмму «изменение идентификации участка» (BKW). Эта телеграмма указывает поезду идентификационный номер секции, а также зону старта, 1 или 255. Поезд отправляет обратно телеграмму подтверждения. В это время включаются индикаторы LZB, в том числе индикатор «Ü», указывающий, что LZB работает.

С этого момента местоположение поезда используется для идентификации поезда. Когда поезд входит в новую зону, он отправляет ответную телеграмму с заполненным «подтверждением местоположения транспортного средства», указывающим, что он продвинулся в новую зону. Затем центральный контроллер будет использовать новую зону при обращении к поезду в будущем. Таким образом, адрес поезда будет постепенно увеличиваться или уменьшаться в зависимости от его направления по мере его движения по рельсам. Поезд определяет, что он вошел в новую зону, либо обнаружив точку перестановки кабеля в кабеле, либо пройдя 100 метров (328 футов).^[5] Поезд может не обнаружить до 3 точек транспозиции и по-прежнему оставаться под контролем LZB.

Процедура выхода на управляемый путь LZB повторяется при переходе поезда с одного контролируемого участка на другой. Поезд получает новую телеграмму «изменение обозначения участка» и получает новый адрес.

Пока поезд не узнает свой адрес, он будет игнорировать полученные телеграммы.Таким образом, если поезд не входит должным образом в контролируемый участок, он не будет находиться под контролем LZB до следующего участка.

Сигнализация скорости

Основная задача LZB - сигнализировать поезду о разрешенной скорости и расстоянии. Это достигается путем передачи периодических телеграмм о вызовах каждому поезду от одного до пяти раз в секунду, в зависимости от количества присутствующих поездов. Особенно важны четыре поля в телеграмме вызова:

• Целевое расстояние.
• Целевая скорость.
• Номинальный тормозной путь, известный как «XG» (см. Ниже).
• Расстояние до точки срабатывания тормоза.

Целевая скорость и местоположение используются для отображения целевой скорости и расстояния до водителя. Допустимая скорость поезда рассчитывается с использованием кривой торможения поезда, которая может варьироваться в зависимости от типа поезда, и местоположения XG, которое представляет собой расстояние от начала зоны 100 м (328 футов), которая используется для адресации поезда. Если поезд приближается к красному сигналу или началу занятого квартала, местоположение будет соответствовать местоположению сигнала или границы блока. Бортовое оборудование рассчитает допустимую скорость в любой точке, так что поезд, замедляющийся с замедлением, указанным его кривой торможения, остановится в точке остановки.

У поезда будет параболическая кривая торможения следующим образом:

${ Displaystyle V _ { rm {разрешено}} = { sqrt {2 cdot decel cdot (XG-dist)}}}$

куда:

• decel = замедление
• dist = расстояние от начала зоны 100 м (328 футов)

Когда поезд приближается к ограничению скорости, центр управления будет передавать пакет с местоположением XG, установленным в точку за ограничением скорости, так что поезд, замедляясь на основе своей кривой торможения, достигнет правильной скорости в начале пути. ограничение скорости. Это, а также замедление до нулевой скорости, показано зеленой линией на рисунке «Расчет разрешенной и контролируемой скорости».

Расчет разрешенной и контролируемой скорости

Красная линия на рисунке показывает «контролируемую скорость», то есть скорость, при превышении которой поезд автоматически задействует экстренные тормоза. При движении с постоянной скоростью это на 8,75 км / ч (5,44 мили в час) выше разрешенной скорости для транзитного экстренного торможения (до тех пор, пока скорость не снижается) или на 13,75 км / ч (8,54 мили в час) выше разрешенной скорости для непрерывного экстренного торможения. При приближении к точке остановки контролируемая скорость следует кривой торможения, аналогичной разрешенной скорости, но с более высоким замедлением, которое приведет ее к нулю в точке остановки. При приближении к ограничению скорости кривая торможения контролируемой скорости пересекает точку ограничения скорости на 8,75 км / ч (5,44 мили в час) выше постоянной скорости.

Полнофункциональное торможение ICE и замедление LZB

Скорость замедления более консервативна с LZB, чем с традиционной немецкой сигнализацией. Типичная кривая торможения пассажирского поезда может иметь замедление "допустимой скорости" 0,5 м / с.² (1,6 фут / с²) и замедление "контрольной скорости" 0,71 м / с.² (2,3 фут / с²) На 42% выше замедления для разрешенной скорости, но ниже 0,76 м / с² (2,5 фут / с²) требуется для остановки со скоростью 140 км / ч (87 миль / ч) на расстоянии 1000 м (3281 фут). ICE3 с полным замедлением при торможении 1,1 м / с.² (3,6 фут / с²) ниже 160 км / ч (99 миль / ч), снижение до 0,65 м / с² (2,1 фут / с²) на 300 км / ч (190 миль / ч), имеет замедление целевой скорости LZB всего 0,68 м / с² (2,2 фут / с²) до 120 км / ч (75 миль / ч), 0,55 м / с² (1,8 фут / с²) от 120 до 170 км / ч (от 75 до 106 миль / ч) и 0,5 м / с² (1,6 фут / с²) на более высоких скоростях.^[8]

Между допустимой скоростью и скоростью контроля находится предупреждающая скорость, обычно на 5 км / ч (3,1 мили в час) выше разрешенной скорости. Если поезд превысит эту скорость, LZB мигнет светом "G" на дисплее поезда и подаст звуковой сигнал.

Выход из LZB

Примерно за 1700 м (5 577 футов) до конца участка, контролируемого LZB, центральный контроллер отправит телеграмму, чтобы объявить об окончании управления LZB. В поезде будет мигать световой сигнал «ENDE», который водитель должен подтвердить в течение 10 секунд. На дисплее обычно отображается расстояние и целевая скорость в конце контролируемого участка, которые будут зависеть от сигнала в этой точке.

Когда поезд достигает конца LZB-контроля, световые индикаторы «Ü» и «ENDE» гаснут, и обычная система Indusi (или PZB) берет на себя автоматическую защиту поезда.

Специальные режимы работы

Особые условия, не охватываемые полной системой LZB, или отказы могут перевести LZB в один из особых режимов работы.

Переход на противоположный трек

Когда поезд приближается к перекрестку с обычно противоположным направлением пути, на дисплее будет мигать индикатор «E / 40». Водитель подтверждает индикацию, и разрешенная скорость снижается по кривой торможения до 40 км / ч (25 миль / ч). Когда достигается кроссовер, дисплеи выключаются, и водитель может проехать через кроссовер со скоростью 40 км / ч (25 миль в час).

Двигайтесь по визуальному сигналу

Немецкие сигнальные системы имеют сигнал "проезжать по прямой", который состоит из 3 белых огней, образующих треугольник с одним огнем вверху. Этот сигнал, помеченный как «Zs 101», размещается с боковым сигналом фиксированной линии и, когда он включен, позволяет водителю пройти фиксированный красный или неисправный сигнал и проехать визуально до конца блокировки не быстрее 40 км / ч. (25 миль / ч).

При приближении к такому сигналу на территории LZB свет «E / 40» будет гореть за 250 м (820 футов) до сигнала, затем «E / 40» погаснет, а «V40» будет мигать. Сигнал «V40» указывает на способность водить машину на глаз.

Отказ трансмиссии

Если обмен данными прерывается, система измерения расстояния поездов выходит из строя или поезд не может обнаружить 4 или более точек перестановки кабеля, система LZB переходит в состояние отказа. Загорится индикатор «Stör», а затем мигнет «Ü». Водитель должен подтвердить показания в течение 10 секунд. Машинист должен замедлить поезд до скорости не более 85 км / ч (53 миль / ч) или ниже; точная скорость зависит от установленной резервной системы сигнализации.

Расширения

CIR ELKE-I

CIR-ELKE является усовершенствованием базовой системы LZB. Он использует тот же физический интерфейс и пакеты, что и стандартный LZB, но обновляет свое программное обеспечение, добавляя возможности и изменяя некоторые процедуры. Он разработан для увеличения пропускной способности линии до 40% и дальнейшего сокращения времени в пути. Название представляет собой аббревиатуру англо-немецкого названия проекта. Cкомпьютер яинтегрированный рпоездка - ERhöhung der Leistungsfähigkeit im KErnnetz der EIsenbahn (Компьютерные интегрированные железные дороги - увеличение пропускной способности основной железнодорожной сети). Являясь расширением LZB, он также называется LZB-CIR-ELKE, в дальнейшем сокращенно LZB-CE.

CIR-ELKE включает следующие улучшения:

• Более короткие блоки - Блоки CIR-ELKE могут быть короче 300 метров (984 фута) или даже короче для систем S-Bahn. В Городская электричка Мюнхена Система имеет блоки длиной до 50 метров (164 фута) в начале платформы, что позволяет одному поезду заезжать на платформу, когда другой уходит, и позволяет пропускать 30 поездов в час.
• Изменение скорости в любом месте - Стандартная система LZB требовала, чтобы ограничения скорости начинались на границах блоков. С CIR-ELKE ограничения скорости можно начинать в любой момент, например, на стрелке. Это означает, что поезду не нужно сразу же тормозить, увеличивая среднюю скорость.
• Изменения в оценке Telegram - Для повышения безопасности в системе с более короткими интервалами между поездами CIR-ELKE дважды отправляет идентичные телеграммы. Поезд будет действовать по телеграмме только в том случае, если он получит две одинаковые действительные телеграммы. Чтобы компенсировать рост количества телеграмм, CIR-ELKE реже отправляет телеграммы неподвижным поездам.

CIR ELKE-II

Первоначальная система LZB была разработана для разрешенных скоростей до 280 км / ч (170 миль / ч) и градиенты до 1,25%. В Линия высокоскоростной железной дороги Кельн – Франкфурт был разработан для работы со скоростью 300 км / ч (190 миль / ч) и имеет уклоны 4%; Таким образом, потребовалась новая версия LZB, и для этой линейки был разработан CIR ELKE-II.

CIR ELKE-II имеет следующие особенности:

• Максимальная скорость 300 км / ч (190 миль / ч).
• Поддержка кривых торможения с более высокими значениями замедления и кривых с учетом фактического профиля высоты на расстояние впереди вместо предположения о максимальном уклоне участка. Это делает практичным работу с градиентом 4%.
• Поддержка целевых расстояний до 35 000 м (114 829 футов) до точки остановки или ограничения скорости. Если на этом расстоянии нет такой точки, система отобразит целевое расстояние 13 000 м (42 651 фут) и заданную скорость линейной скорости.
• Поддержка включения Вихретоковый тормоз поездов ICE3. По умолчанию вихретоковый тормоз включен только для экстренного торможения. С CE2 можно включить его также для рабочего торможения.
• Сигнализация изменения напряжения или фазы.
• Звуковые предупредительные сигналы за 8 секунд до точки торможения или за 4 секунды для городской городской железной дороги Мюнхена вместо 1000 м (3281 фут) до или с разницей скорости 30 км / ч (19 миль / ч), сделанной ранее.

Неисправности

Система LZB оказалась достаточно безопасной и надежной; настолько, что на линиях, оборудованных LZB, не было столкновений из-за отказа системы LZB. Однако были некоторые неисправности, которые потенциально могли привести к несчастным случаям. Они есть:

• 29 июня 1991 года, после беспорядка, машинист отключил систему LZB и передал сигнал остановки с двумя поездами в туннеле на Юнде на Ганновер-Вюрцбург высокоскоростная линия.
• 29 июня 2001 г. на заводе почти произошла серьезная авария. Ошац кроссовер на Лейпциг-Дрезден Железнодорожная линия. Кроссовер должен был расходиться с ограничением скорости 100 км / ч (62 мили в час), но система LZB показывала ограничение 180 км / ч (112 миль в час). Водитель ICE 1652 распознал расходящийся сигнал и успел снизить скорость до 170 км / ч (106 миль / ч) перед переездом, и поезд не сошел с рельсов. Причиной подозревалась программная ошибка компьютера LZB.
• Аналогичная авария произошла 17 ноября 2001 г. в г. Bienenbüttel на Гамбург-Ганновер железнодорожная линия. Чтобы обойти отказавший грузовой поезд, поезд ICE перешел на противоположный путь со скоростью 185 км / ч (115 миль / ч) через кроссовер, который был рассчитан на 80 км / ч (50 миль / ч). Подозреваемой причиной было неправильное выполнение изменений в системе блокировки, при которой скорость кроссовера была увеличена с 60 до 80 км / ч (от 37 до 50 миль в час). Без этого ограничения скорости система LZB продолжала показывать линейную скорость в 200 км / ч (120 миль / ч) на дисплее в кабине - машинист поезда нажал на тормоза, распознав боковые сигнальные огни, настроенные на расхождение, и поезд не сошел с рельсов.
• 9 апреля 2002 г. Линия высокоскоростной железной дороги Ганновер-Берлин, неисправность в центральном компьютере линии LZB привела к остановке четырех поездов, управляемых LZB, с остановкой двух поездов в каждом направлении линии в одном и том же блоке сигнализации (Teilblockmodus - управление разделенными блоками). Когда компьютер был перезагружен, он подал сигнал 0 км / ч (0 миль / ч) для поездов впереди и 160 км / ч (99 миль / ч) для следующих поездов. Однако машинисты следующих поездов не двинулись дальше - один машинист увидел поезд перед собой, а другой машинист дважды проверил в оперативном центре, который предупредил его перед отправлением, чтобы предотвратить два возможных столкновения. В результате этого инцидента два машиниста магистральных поездов (DB Cargo и Пассажирский транспорт DB ) дал указание своим драйверам быть особенно осторожными в периоды сбоя LZB, когда система работает в режиме разделенных блоков. Причина оказалась в программной ошибке.

Оборудованные линии

DB (Германия)

Линии, оборудованные Linienzugbeeinflussung (красный) и ETCS (синий) в Германии (по состоянию на декабрь 2020 г.)

Следующие строки Deutsche Bahn оснащены LZB, позволяющими развивать скорость более 160 км / ч (обеспечивая общую пригодность трассы):

• Аугсбург - Dinkelscherben - Ульм (7,3 км - 28,5 км)
• Берлин - Науэн - Glöwen - Виттенберге - Hagenow Land - Rothenburgsort - Гамбург (км 16,5 - км 273,1)
• Бремен - Гамбург (км 253,9 - км 320,1)
• Дортмунд - Хамм (Вестф) - Билефельд (кроме станции Хамм)
• Франкфурт-на-Майне - Гельнхаузен - Фульда (24,8 км - 40,3 км)
• Ганновер - Stadthagen - Minden (км 4,4 - км 53,4)
• Ганновер - Целле - Ильцен - Люнебург - Гамбург (км 4,0 - км 166,5)
• Ганновер - Гёттинген - Kassel-Wilhelmshöhe - Фульда - Вюрцбург (км 4,2 - км 325,6)
• Карлсруэ - Ахерн - Offenburg - Kenzingen - Leutersberg - Weil am Rhein - Базель Плохо. Bf. (102,2 км - 270,6 км)
• Кёльн - Аахен (км 1,9 - км 41,8)
• Кёльн - Дюссельдорф - Дуйсбург (км 6,7 - км 37,3 и км 40,1 - км 62,2; Главный вокзал Дюссельдорфа не оборудован)
• Кёльн - Тройсдорф - Монтабаур - Limburg a.d. Лан - Франкфурт-на-Майне (км 8,7 - км 172,6)
• Лейпциг - Wurzen - Дрезден (км 3,6 - км 59,5)
• Ленгерих (Вестф) - Мюнстер (Вестф)
• Лерте - Стендаль - Берлин-Шпандау
• Мангейм - Карлсруэ
• Мангейм - Файхинген-ан-дер-Энц - Штутгарт (км 2,1 - км 99,5)
• München - Аугсбург - Донаувёрт (9,2 км - 56,3 км и 2,7 км - 39,8 км; Главный вокзал Аугсбурга не оборудован)
• Нюрнберг - Allersberg - Добрый - Ингольштадт -Норд (АБС: 97,9 км - 91,6 км; NBS: км 9,0 - км 88,7)
• Нюрнберг - Neustadt an der Aisch - Вюрцбург (34,8 км - 62,7 км)
• Оснабрюк - Бремен (км 139,7 - км 232,0)
• Падерборн - Липпштадт - Soest - Хамм (Вестф) (Strecke 1760: км 125,2 - км 180,8; Strecke 2930: км 111,5 - км 135,6)
• Цеппелинхейм bei Франкфурт-на-Майне - Мангейм

Примечание: курсив указать физическое расположение центра управления LZB.

ÖBB (Австрия)

В Западная железная дорога (Вена –Зальцбург ) оснащен ЛЗБ в трех секциях:

• Санкт-Пёльтен –Ибс-ан-дер-Донау (62,4 км - 108,6 км)
• Амштеттен –Святой Валентин (125,9 км - 165,0 км)
• Линц –Attnang-Puchheim (190,5 км - 241,6 км)

RENFE (Испания)

• Мадрид - Кордова - Севилья (9 Центров / 480 км), работает с 1992 года. С 2004 года конечная остановка Мадрид Аточа также оснащен LZB. В ноябре 2005 г. была открыта ветка до г. Толедо был открыт. (20 км).
• Cercanías Madrid линия C5 от Humanes над Мадридом Аточа в Мостолес-Эль-Сото, работает с 1995 года. Его протяженность составляет 45 км, на нем расположены два центра LZB и 76 автомобилей серии 446.
• Все Eusko Trenbideak - Ferrocarriles Vascos сеть за исключением Euskotren Tranbia трамваи.

Неосновное использование

Помимо магистральных железных дорог, версии системы LZB также используются на пригородных (S-Bahn) железных дорогах и метро.

Дюссельдорф, Дуйсбург, Крефельд, Мюльхайм-ан-дер-Рур

Туннели в Дюссельдорф и Duisburg Stadtbahn (легкорельсовый транспорт) и некоторые туннели Essen Stadtbahn вокруг Мюльхайм-ан-дер-Рур площади оборудованы ЛЗБ.

Вена (Вена)

За исключением строки 6, весь Вена U-Bahn оборудован LZB с момента его создания и включает возможность автоматического вождения с оператором, контролирующим поезд.

Мюнхен

В Мюнхен U-Bahn был построен с управлением LZB. Во время обычных дневных операций поезда автоматически управляются, и оператор просто запускает поезд. Стационарные сигналы в это время остаются темными.

По вечерам с 21:00. до конца работы и по воскресеньям операторы управляют поездами вручную по стационарным сигналам, чтобы оставаться на практике. Планируется автоматизировать размещение и разворот пустых поездов.

В Городская электричка Мюнхена использует LZB на своих участок основного магистрального тоннеля (Stammstrecke).

Нюрнберг

В Метро Нюрнберга Линия U3 использует LZB для полностью автоматической (без водителя) работы. Система была разработана совместно Сименс и ВАГ Нюрнберг и является первой системой, в которой поезда без машиниста и обычные поезда разделяют участок пути. Существующие линейные поезда U2 с традиционным приводом делят сегмент с автоматическими линейными поездами U3. В настоящее время в поездах с автоматическим управлением по-прежнему сопровождает сотрудник, но позже поезда будут ездить без сопровождения.

После нескольких лет задержек последний трехмесячный пробный запуск был успешно завершен 20 апреля 2008 г., а лицензия на эксплуатацию была выдана 30 апреля 2008 г. Несколько дней спустя поезда без машиниста начали курсировать с пассажирами, сначала по воскресеньям и в общественных местах. праздники, затем будние дни в часы пик и, наконец, после утреннего часа пик, когда идет плотная последовательность поездов U2. Официальная церемония открытия линии U3 состоялась 14 июня 2008 г. в присутствии премьер-министра Баварии и федерального министра транспорта, регулярная эксплуатация началась с изменения расписания 15 июня 2008 г. Нюрнбергская метро планирует переоборудовать У2 до автоматического режима работы примерно через год.

Лондон

В Доклендское легкое метро в восточном Лондоне использует SelTrac технология, которая была получена из LZB для управления автоматизированными поездами. Поезда сопровождает сотрудник, который закрывает двери и сигнализирует поезду о начале движения, но затем в основном занимается обслуживанием клиентов и контролем за билетами. В случае отказа поезд может управляться вручную находящимся в поезде персоналом.

Смотрите также

• Автоматическая защита поездов
• Система защиты поезда
• Европейская система управления поездом

Рекомендации