Automatyka w branży kolejowej

Pojazdy szynowe i infrastruktura im towarzysząca wspomagane są szeregiem rozwiązań, które przyczyniają się przede wszystkim do poprawy bezpieczeństwa. Chodzi tu m.in. o otwarte systemy zarządzania i monitorowania taboru kolejowego firmy Ente czy urządzenia typu Westerno firmy Tekniska, zapewniające łączność w systemach ochrony zwierząt UOZ-1, które zapobiegają kolizjom pociągów ze zwierzętami (firma Neel). Firma Newag oferuje m.in. elektryczne zespoły trakcyjne, a także lokomotywy elektryczne, tramwaje i wagony. Urządzenia SRK oferuje m.in. firma DP System. Ponadto urządzenia te mają w swojej ofercie również firmy Nakar, El-Mech oraz Zakłady Automatyki Kombud. Ta ostatnia firma dodatkowo oferuje urządzenia automatyki trakcyjnej, systemy i urządzenia do obsługi pasażerów oraz systemy telewizji dozorowej.

Wspomniana już firma Neel oferuje również systemy ogrzewania składów wagonów na kolejowych stacjach postojowych. Natomiast system Locomote firmy Radioautomatyka umożliwia zdalne sterowanie lokomotyw. Firma Medcom oferuje m.in. sterowanie, napędy, systemy informacji pasażerskiej, zasilanie pomocnicze oraz sterowanie klimatyzacją w pojazdach szynowych. Warto wspomnieć o urządzeniach sterujących i sygnalizacyjnych łącznie z nastawnikami jazdy i łącznikami dźwigienkowymi przeznaczonymi do montażu na pulpicie maszynisty, wewnętrznych systemach informacji pasażerskiej oraz systemach telewizji przemysłowej. Z myślą o kolejnictwie oferowane są specjalne złącza – np. z oferty firmy Harting, a także przyciski, przełączniki dla pojazdów szynowych (np. firma Turck) czy nagrzewnice do wagonów (np. Limatherm Sensor). Urządzenia techniki bezpieczeństwa oferuje m.in. firma Pilz.

Oferowane na rynku systemy komunikacji kolejowej coraz częściej wykorzystują sieć Ethernet. W odpowiednie sieci łączone są nie tylko wnętrza pojazdów szynowych, ale również dworce czy elementy infrastruktury kolejowej. Jeżeli chodzi o urządzenia, które montowane są we wnętrzu pociągu to ważne jest, aby spełniały one wymagania odpowiednich norm kolejowych. W pojazdach szynowych dochodzą dodatkowe czynniki wpływające na pracę urządzeń, takie jak wstrząsy czy wibracje. Stąd też od urządzeń sieciowych oczekuje się np. spełniania wymagań normy EN 50155.

Wiele pojazdów wyposaża się w systemy rozrywkowe bazujące na specjalnych monitorach, które montowane są z tyłu każdego siedzenia. Na monitorach pasażerom udostępnia się filmy, rozrywkę, muzykę, gry oraz inne informacje, np. turystyczne.

Istotną rolę odgrywają systemy informacji pasażerów bazujące na tablicach LED i wyświetlaczach LCD. Z kolei urządzenia pracujące na dworcach, które są łączone w sieci, to przede wszystkim systemy sterowania bramami, maszyny do kontroli biletów czy automaty biletowe. Dla prawidłowej pracy systemu ważne są odpowiednie urządzenia wymiany danych, np. switche pozwalające tworzyć stabilne, redundantne i bezpieczne sieci.

Systemy automatyki zastosowane zarówno w pojazdach szynowych jak i infrastrukturze jej towarzyszącej stanowią bardzo szerokie zagadnienie. Są to urządzenia oraz przyrządy w postaci elektromagnesów torowych i testerów wykonujących pomiary stacyjnych obwodów torowych SOT. W tym przypadku wykonywany jest pomiar częstotliwości w zakresie ١٥٨٠ Hz do ١٤,٦ kHz. Warto wspomnieć o pulpitach pozwalających na sterowanie rogatkami elektrycznymi, a także o zasilaczach impulsowych, wzmacniaczach, przetwornicach 12 V i 24 V, a także o systemach zasilania buforowego i awaryjnego. Należy pamiętać o układach wentylacyjnych i grzewczych instalowanych m.in. w szafach sterowniczych i zasilających. Infrastruktura kolejowa nie obejdzie się również bez urządzeń zasilająco-sterujących przeznaczonych do urządzeń przejazdowych.

W systemach automatyki pojazdów szynowych oraz instalacjach zasilających stosowane są transformatory z rdzeniami zwijanymi, toroidalnymi i blaszanymi. Warto wspomnieć o dławikach, urządzeniach separacyjnych oraz transformatorach używanych w systemach sterowania ruchem kolejowym. Zastosowanie znajdują rozdzielnie zasilająco-sterownicze układów zasilania, a także urządzenia sygnalizacyjne, urządzenia zasilające słupy oświetleniowe oraz układy optyczne do semaforów i tarcz manewrowych. Ważne są również odpowiednie głowice kablowe, zapewniające wytrzymałość mechaniczną i elektryczną kabli.

Poszukujemy nowych wyzwań w obszarze B+R, w tym algorytmów sztucznej inteligencji Grzegorz Kamiński, Prezes Zarządu Ente Sp. z o.o. ENTE Sp. z o.o. już od 16 lat projektuje oraz produkuje rozwiązania i systemy dla kolejnictwa. Sztandarowym produktem spółki jest system dynamicznej informacji pasażerskiej AWIA SDIP, który w czerwcu 2019 r. został nagrodzony Godłem Promocyjnym „Teraz Polska”. Jest to nowoczesne i kompleksowe rozwiązanie, które umożliwia: zarządzanie informacją pasażerską, wyświetlanie treści multimedialnych i reklam, komunikację przez interkom wewnątrz pojazdu, dostęp do Internetu dla pasażerów, lokalizację GPS pojazdu, prezentację służbowego rozkładu jazdy (SKRJ), podgląd i rejestrację obrazu z kamer, wykrywanie rozbłysków na sieci trakcyjnej, zliczanie potoków pasażerskich oraz autodiagnostykę urządzeń. Szerokie zainteresowanie rozwiązaniami ENTE jest efektem m.in. wysokiego poziomu technologicznego oraz unikatowości produktów firmy w skali kraju i świata. Oferowana przez spółkę stacja prób trakcyjnych silników elektrycznych umożliwia weryfikację stanu wspomnianych silników we wszystkich środkach transportu: pociągach, tramwajach, pojazdach metra. ENTE aktywnie poszukuje nowych wyzwań w obszarze B+R, czego dobrym przykładem jest zastosowanie algorytmów sztucznej inteligencji w najnowszym rozwiązaniu – systemie automatycznego monitorowania rozbłysków przy pantografach AWIA Flash. Umożliwia on wykrywanie rozbłysków między linią napowietrzną a ślizgaczem pantografu, powstających na skutek np.: mechanicznego uszkodzenia linii napowietrznej czy jej oblodzenia. Spółka oferuje również inne rozwiązania dla kolei, tj. systemy monitorowania poziomu paliwa, zarządzania i monitorowania taboru kolejowego, sterowania i diagnostyki oraz detekcji poślizgu.

Systemy monitoringu w pojazdach szynowych

Pojazdy szynowe bardzo często wyposaża się w systemy monitoringu. Dzięki nim można szybko identyfikować sprawców wykroczeń, w tym aktów wandalizmu. Można też analizować ruch osób na dworcach i pociągach oraz analizować linie i kierunki pod kątem obciążenia. W ten sposób zbiera się dane pozwalające na usprawnienie transportu. Zaawansowane systemy monitoringu umożliwiają odtworzenie ewentualnych kolizji z jednoznacznym ustaleniem sprawcy. Obraz zazwyczaj rejestruje się w wysokiej rozdzielczości. Przydatne rozwiązanie stanowią bezprzewodowe systemy wymiany danych bazujące na GSM czy Wi-Fi. Szereg funkcji analitycznych zyskuje się dzięki inteligentnym funkcjom analizy obrazu. Kierowca pojazdu szynowego wjeżdżając na stację może uruchomić podgląd z kamer zamontowanych na lusterkach. Przydatna jest możliwość integrowania systemu monitoringu z interkomami, systemami informacji pasażerskiej, diagnostyką on-line oraz rejestratorami zdarzeń.

Na typowy system monitoringu wizyjnego składają się przede wszystkim kamery, które montowane są na zewnątrz i wewnątrz pojazdu. Istotną rolę odgrywają mikrofony i rejestratory cyfrowe. W kabinie maszynistów znajduje się monitor LCD. Ważne jest specjalne oprogramowanie zapewniające dostęp do nagrań. Można również odtwarzać zarejestrowany materiał z funkcją zdalnego pobierania plików z rejestratora, bez konieczności wchodzenia do pojazdu. Bardzo często zastosowanie znajduje szereg aplikacji i modemów GSM pozwalających na zarządzanie flotą oraz wyświetlanie na ekranie komputera obrazu z każdej kamery jaka jest zamontowana w pojeździe. Ważne są przy tym odpowiednie zabezpieczenia antywibracyjne będące gwarancją bezpieczeństwa pracy systemu. Kamery zewnętrzne rejestrują tor jazdy pojazdu, a także przystanek lub peron oraz obraz części pojazdu. Dzięki systemowi monitoringu maszynista ma wsparcie przy manewrze cofania, przez co zwiększa się bezpieczeństwo pasażerów wsiadających i wysiadających z pojazdu. Pociągi mają zapewniony monitoring w czasie rzeczywistym przy wykorzystaniu obrazów zarejestrowanych w przedziałach pasażerskich. Oprócz tego operator jest informowany o aktualnej lokalizacji pociągu. Wiele aplikacji bazuje na monitoringu zintegrowanym z nagłośnieniem. Takie rozwiązanie umożliwia nawiązanie kontaktu z pasażerami, którzy znajdują się w środku. System komunikacji głosowej odpowiada za wspomaganie ewakuacji, przyczyniając się do skutecznego ścigania przestępców. Rejestrowane jest przy tym wszelkie użycia hamulca awaryjnego i awaryjnego otwarcia drzwi.

Z oferty firmy Pixel wybrać można systemy monitoringu bazujące m.in. na wewnętrznych kamerach typu Fisheye – rybie oko. Kamery wykorzystują kąt widzenia, który wynosi 180°, co zapewnia obraz panoramiczny 360°. Ponadto dzięki kamerze można monitorować całą powierzchnię wnętrza pojazdu używając jednej kamery. Warto wspomnieć o funkcji WDR (szeroki zakres dynamiki) zapewniającej realistyczne odwzorowanie ciemnego i jasnego obszaru w monitorowanym obszarze.

Sieci trakcyjne

Sieci trakcyjne najczęściej bazują na sieci jezdnej napowietrznej oraz sieci powrotnej. W przypadku sieci napowietrznej zastosowanie znajdują konstrukcje wsporcze pozwalające na zawieszenie jezdnych przewodów przewodzących. Pojazd trakcyjny jest połączony z siecią za pomocą pantografu. Z kolei szyny stanowią część powrotną sieci trakcyjnej i są połączone z podstacją przez kabel powrotny. Sieć trakcyjna składaja się z odcinków, z których każdy może być osobno wyłączony.

Nowoczesne sieci trakcyjne bazują na nowoczesnych systemach sterujących. Istotną rolę odgrywa tu zarządzanie pracą odłączników. W zależności od bieżących potrzeb, sterowanie może odbywać się zdalnie – np. z dyspozytorni lub lokalnie. Każda z podstacji trakcyjnych przetwarza napięcie z sieci elektroenergetycznej na zasilanie właściwe dla danej sieci trakcyjnej. Sieci pracujące na terenie Polski mają napięcie 3 kV DC. Typowa podstacja bazuje na zasilaniu realizowanym przez dwie linie niezależne. Jedna z linii stanowi rezerwę. W skład osprzętu elektrycznego wchodzą przede wszystkim urządzenia pozwalające na przetwarzanie i rozdział energii. Pierwsze urządzenie, które jest między siecią elektromagnetyczną a siecią trakcyjną to rozdzielnia średniego napięcia. Istotną rolę odgrywa zespół prostownikowy przetwarzający prąd przemienny na stały. Ostatnim urządzeniem jest rozdzielnia trakcyjna odpowiedzialna za dostarczanie energii do zasilacza sieci trakcyjnej.

Dzięki odpowiednim systemom automatyki można nadzorować sieci kolejowe podstacji trakcyjnych i tramwajowych stacji prostownikowych. W skład typowego systemu automatyki wchodzi przede wszystkim sterownik komunikacyjny. Dzięki niemu dane mogą być przesyłane do centrum zdalnego sterowania i odwrotnie. Sterowniki są montowane w rozdzielnicy trakcyjnej prądu stałego. Znajdują się one w polu zasilaczy trakcyjnych oraz w polu zasilacza rezerwowego. Istotną rolę odgrywają sterowniki znajdujące się w polu średniego napięcia 6–24 kV, 50 Hz. Trzeba mieć również na uwadze sterowniki zespołów prostownikowych umieszczonych po stronie prądu stałego oraz na potrzeby własne stacji. Szereg urządzeń zabezpieczeń ziemnozwarciowych w obwodach prądu stałego to gwarancja bezpieczeństwa systemu sterowania siecią trakcyjną.

Elastyczne i ekonomiczne systemy oparte na sterownikach PLC z certyfikacją CENELEC zyskują na popularności Grzegorz Golan, Business Development manager, functional Safety Engineer Rail (TÜV SÜD RAIL), Pilz polska Transport szynowy przechodzi obecnie w Polsce i w EU swój renesans. Do Polski napływają znaczne środki z EU przeznaczone na inwestycje w transport szynowy, mające na celu jego unowocześnienie, a także powrót do stanu przed zapaścią kolei w latach 90. W EU działania te są skupione na zapewnieniu dostępności, ekonomiczności i bezpieczeństwa sieci kolejowych. W praktyce oznacza to konieczność zastosowania innych rodzajów urządzeń i systemów w różnych aplikacjach. Z pewnością w obu przypadkach następuje rewolucja technologiczna polegająca na przejściu z systemów sterowania opartych na przekaźnikach na systemy sterowania oparte na systemach komputerowych i PLC. W Polsce obecnie około 79% systemów nadal bazuje na systemach przekaźnikowych, które są problematyczne ze względu na swoje wymiary oraz ograniczone możliwości technologiczne, i do których części zamienne są coraz trudniej dostępne. Rozwiązaniem, które zdobywa obecnie popularność ze względu na elastyczność i cenę, są systemy oparte na sterownikach PLC z certyfikacją CENELEC dla kolei. Na takich urządzeniach budowane są standardowe aplikacje przejazdów, rozjazdów czy blokad liniowych. Systemy te mają jednak swoje wady polegające na braku unifikacji protokołów i funkcjonalności różnych producentów. Odpowiedzią na te problemy jest inicjatywa EuLynx, właścicieli infrastruktury europejskiej, mająca na celu wspólne tworzenie wymogów i interfejsów bazujących na systemach PLC, umożliwiająca obniżenie kosztów zarówno inwestycyjnych, jak i utrzymaniowych.

Urządzenia SRK

Oferowane na rynku systemy SRK znacznie różnią się od tych, jakie były stosowane jeszcze kilkanaście lat temu. Nowoczesne rozwiązania tego typu to systemy bazujące nie tylko na automatyce, ale również na dedykowanym oprogramowaniu wizualizacyjno-sterującym. Wszystko to pozwala skutecznie sterować ruchem kolejowym. Chodzi tutaj również o bocznice oraz stacje linii, zarówno jedno-, jak i wielotorowych. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych przekaźników o niewielkich wymiarach urządzenia nie potrzebują dużo miejsca.

Dzięki systemom SRK można kontrolować m.in. niezajętość pojedynczych torów, torów szlakowych, rozjazdów i wykolejnic. Jest również możliwe kontrolowanie obszarów układów torowych w okręgach nastawczych, które bazują na zliczaniu osi. Trzeba mieć na uwadze współpracę z blokadami liniowymi z kontrolowaniem niezajętości szlaku. Ponadto system umożliwia nastawianie i kontrolowanie położenia zwrotnic i wykolejnic przez napędy elektryczne. Oprócz tego nastawia się i kontroluje sygnały udostępniane przez sygnalizatory świetlne oraz wskaźniki żarowe i ledowe.

Systemy zasilania SRK

Systemy SRK są zasilane za pomocą gwarantowanych stacyjnych układów SRK. Wiele instalacji bazuje na czterech źródłach zasilania – podstawowym, rezerwowym, modułach UPS, agregacie prądotwórczym. Takie rozwiązanie pozwala bezprzerwowo zasilać obwody prądu stałego (12 V DC, 24 V DC, opcjonalnie 36 V/48 V/60 V/DC) oraz przemiennego (3 × 230 V/400 V AC). Warto mieć na uwadze możliwość monitorowania parametrów wszystkich źródeł zasilania. Zebrane w ten sposób dane mogą być przesyłane do punktów operatorskich. Urządzenia diagnostyczne bazują na kontrolerach mikroprocesorowych pracujących niezależnie. W efekcie podczas przerwy w dostawie energii dochodzi do bardzo szybkiego przełączenia na inne źródło prądu. Jest możliwe zarówno lokalne, jak i zdalne udostępnianie informacji o stanie pracy poszczególnych źródeł prądu. Ważna jest przy tym możliwość pracy w trybie awaryjnym, który pozwala na pominięcie układu automatyki.

Z oferty firmy Enika warto wybrać m.in. przetwornice ENI-PL3000/80/S. Pozwalają one na zasilanie obwodów elektrycznych napięciem przemiennym sinusoidalnym 3 × 400 V, 50 Hz. Jest również możliwe zasilanie napięciem stałym w szczególności w przypadku modernizowanych lokomotyw typu EU/EP07. Urządzenie jest zasilane napięciem WN zgodnie z wymaganiami normy UIC-600. Napięcie wyjściowe ma wartość 2000 V DC–4000 V DC, a moc znamionowa wynosi 80 kW. Napięcie znamionowe wyjść AC, to 3 × 400 V (50 Hz) oraz 110 V DC.

Rozwiązania modularne Han-Modular ułatwiają łączenie mediów różnych typów Marek Juchimiuk, Menadżer Produktu Electric, Harting Polska  Wśród złączy przemysłowych niezmiennym liderem w zakresie transportu szynowego pozostają rozwiązania modularne (Han-Modular), które umieszczane są w obudowach o najwyższych parametrach odpornościowych (HPR). Jest to dość oczywiste połączenie, biorąc pod uwagę kwestię zastosowania aplikacyjnego w pojazdach szynowych – zmienne warunki pogodowo-temperaturowe, różne narażenia mechaniczne oraz różne rodzaje mediów, które występują w kolejnictwie (dane, sygnały, zasilanie). Taka kombinacja umożliwia łączenie mediów różnych typów za pomocą jednego interfejsu, np. modułów do transmisji danych z modułami sygnałowymi, zasilającymi czy nawet wysokoprądowymi. Dzięki takiemu upakowaniu wkładów/modułów, możliwe jest wykonywanie połączeń w sposób zoptymalizowany (w jednym złączu). Natomiast zastosowanie obudów o największej odporności pozwala uzyskać stopień ochrony złącza dochodzący do IP68/69k. Takie rozwiązania z sukcesem stosowane są od wielu lat w różnego rodzaju pojazdach szynowych. Dodatkowo rozwiązania modularne są „odporne na przyszłość”. Oczywiste jest, że technologia nieustannie rozwija się, a co za tym idzie, występują nowe potrzeby w obszarze łączeniowym. Wraz z rozwojem technologii rozwijane i wytwarzane są nowe moduły, które bez przeszkód mogą być stosowane/dołożone do interfejsów, które już są w użyciu. Dzięki temu raz zainstalowane złącze modularne może być „unowocześniane” w kolejnych latach bez potrzeby całkowitej wymiany.

Zdalne sterowanie SRK

Nowoczesna automatyka kolejowa nie obejdzie się bez systemów pozwalających na zdalne sterowanie i nadzór dyspozytorski. Rozwiązania tego typu są nieodzownym elementem wyposażenia obiektów, w których konieczne jest zbieranie danych z infrastruktury cechującej się dużą rozległością i rozproszeniem terytorialnym. Jest to gwarancją sterowania i nadzoru pracy urządzeń, jakie są używane w podstacjach trakcyjnych w zakresie podstawowych elementów układu zasilania trakcji kolejowej lub tramwajowej. Konieczna jest też możliwość współpracy z podsystemami zdalnego sterowania obejmującymi układy uzależnień kabin sekcyjnych oraz systemy sterowania odłączników umieszczonych na sieciach trakcyjnych i liniach średniego napięcia na potrzeby nietrakcyjne.

Dzięki systemom zdalnego sterowania można realizować szereg dodatkowych funkcji jak paszportyzacja eksploatowanych urządzeń wraz z nanoszeniem wszelkich zdarzeń związanych z tymi urządzeniami. W efekcie zyskuje się zoptymalizowanie planów prac związanych z konserwacją i remontami oraz doskonalenie zarządzania bieżącą eksploatacją i zakupami części zamiennych. Oferowane systemy bardzo często współpracują z różnymi obiektami, zarówno o prostej strukturze oraz o rozbudowanych systemach zbudowanych na kilkuset obiektach o dużym rozproszeniu. Są tu wykorzystywane różne media transmisyjne łącznie ze światłowodami. Bezpieczeństwo przesyłu danych zapewnia m.in. stosowanie komponentów i urządzeń optoelektronicznych.

Należy podkreślić, że typowy komputerowy system SRK wykorzystuje warstwę komputerową i warstwę kart sterowników obiektowych. Dzięki urządzeniom komputerowym jest możliwa wymiana danych przy wypracowaniu odpowiednich decyzji zależnościowych. Nie mniej ważne są karty sterowników obiektowych odpowiedzialne za sterowanie i kontrolowanie pracy urządzeń wykonawczych, takich jak semafory, elektryczne napędy zwrotnicowe czy czujniki obwodów niezajętości torów itp. Warstwa komputerowa obejmuje komputery zależnościowe określające wszelkie dozwolone i niedozwolone zależności przebiegowe. Należy uwzględnić komputery nadrzędne (podstawowy i rezerwowy) łącznie ze stanowiskami zobrazowania. Na drugą część systemu składają się szafy obiektowe kontrolowane przez kartę komputera wykonawczego.

Nowoczesne systemy SRK wykorzystują szereg narzędzi usprawniających oraz podnoszących komfort pracy dyżurnych. Stąd udostępniane są informacje dotyczące stanu pracy poszczególnych urządzeń i sieci. Zapewnione jest przy tym wsparcie na etapie podejmowania decyzji, np. przez określenie dostępności poleceń. Obrazuje się selekcję przebiegów z automatyzacją nastawiania przebiegowego sygnałów i zwrotnic.

Firma Elmark Automatyka oferuje m.in. komputery zaprojektowane z myślą o kolejnictwie. przykładowo jest komputer MOXA V2616A. Ważne jest spełnianie przy tym wymagań normy IEC 61373. W komputerze przewidziano dwie kieszenie na dyski SSD/HDD 2,5. Mogą być one wyjmowane w czasie pracy. Stan systemu jest monitorowany przez SynMap. Istotną rolę odgrywa izolowane wejście zasilające. W razie potrzeby jest możliwe łatwe wyjęcie baterii bios-u. Oprogramowanie Smart Recovery zapewnia automatyczne lub zdalne odzyskiwanie systemu.

Kluczowe miejsce zajmują systemy sterowania rogatkami. Przykładem jest nastawnik rogatki PSR oferowany przez firmę Telekom – Oleszno odpowiedzialny za sterowanie jedną lub dwoma parami napędów rogatkowych. Urządzenie sygnalizuje obecność zasilania z jednoczesnym kontrolowaniem położenia drągów. Sygnalizowana jest również poprawność działania urządzeń sygnalizacji przejazdowej. Nastawniki z sygnalizacją dźwiękową mogą być wyposażone w przełączniki kluczykowe.

Rośnie zainteresowanie przemysłowymi systemami transmisji danych Michał Łęcki, Sales Engineer, Elmark Automatyka Systemy sterowania ruchem kolejowym lub generalizując – automatyka kolejowa z roku na rok staje się coraz bardziej inteligentna i autonomiczna. Aby działać w ten sposób, konieczna jest ciągła wymiana danych M2M. Struktura komunikacyjna takiego systemu bardzo często decyduje o prawidłowości jego funkcjonowania. Dlatego obszarem, który cieszy się coraz większym zainteresowaniem w branży, jest telekomunikacja a konkretnie przemysłowe systemy transmisji danych. Ze względu na ściśle określone w przetargach czasy reakcji oraz likwidacji usterki, podstawowym problemem jest zapewnienie możliwie bezprzerwowej transmisji danych. Dużym zainteresowaniem cieszą się switche zarządzalne zgodne z wymaganiami norm kolejowych EN 50155 (automatyka pokładowa) i EN 50121-4 (automatyka przytorowa). Jednak współczesne trendy wskazują, iż sama redundancja nie jest wystarczająca. W dobie Big Data dysponujemy szerokim wachlarzem narzędzi, które pozwalają na agregację i analizę danych, i sprawne dotarcie do przyczyn usterki lub jej uniknięcie. Firmy z branży transportu szynowego często zwracają się również ku oprogramowaniu do monitorowania i zarządzania siecią, które pozwala na bieżąco monitorować status struktury oraz w odpowiednim czasie oraz w odpowiedni sposób reagować na obserwowane anomalia. Rosnące zainteresowanie tymi obszarami jest wypadkową obecnego kierunku rozwoju automatyki kolejowej, tj. rosnącego zapotrzebowania na dane. Urządzenia wymieniają między sobą bardzo dużą ilość informacji, zwłaszcza w tak wrażliwych systemach jak SRK. W konsekwencji systemami, które w szczególności zyskują na znaczeniu, są systemy transmisji danych oraz platformy do ich pozyskiwania i agregacji.

Automatyka bezpieczeństwa pociągu

Na automatykę bezpieczeństwa pociągu ABP składa się przede wszystkim system SHP, czyli samoczynne hamowanie pociągu, CA (czuwak aktywny), a także radiostop. Automatyka bezpieczeństwa pociągu ma za zadanie zapewnienie bezpieczeństwa pojazdu trakcyjnego.

Wspomniane systemy SHP i CA pozwalają kontrolować czujność maszynisty. Z kolei system radiostop pozwala wstrzymać ruch wszystkich pojazdów trakcyjnych znajdujących się w strefie bezpośredniego zagrożenia ruchu kolejowego. Prędkościomierz wskazująco-rejestracyjny odpowiada za rejestrowanie pracy wszystkich urządzeń automatyki bezpieczeństwa pociągu oraz czujność maszynisty.

Dużym uznaniem cieszą się urządzenia SHP jednopunktowe ze sprzężeniem indukcyjnym z uwzględnieniem zależności w stosunku do wskazań semaforów. Typowy system SHP wykorzystuje część przytorową. Składa się na nią rezonator torowy. Najczęściej jest nim elektromagnes torowy umieszczony przy torze w odległości 200 m przed tarczą ostrzegawczą lub przed semaforem wjazdowym. Ważny jest również elektromagnes umieszczony przy semaforze wjazdowym i grupowym. Ważna jest też część przejazdowa. W jej skład wchodzą czujniki taborowe, a także urządzenia wykonawcze w postaci generatora SHP. Część przejazdowa jest umieszczona w kabinie maszynisty pojazdu trakcyjnego.

Typowy system SHP wykorzystuje technologię, w której informacja z toru do kabiny maszynisty jest przenoszona za pomocą sprzężenia obwodów rezonansowych w czujniku, który znajduje się na pojeździe. Istotną rolę odgrywa przy tym rezonator torowy. Urządzenia są tak dostrojone, aby miały taką samą częstotliwość (1000 Hz). W efekcie sprzężenia powstaje impuls odczytywany przez urządzenie SHP. Następnie jest on zamieniany na sygnał świetlny a po dwóch sekundach na sygnał dźwiękowy. Maszynista musi ten sygnał skasować używając do tego przycisku czujności. Jeżeli czynność ta nie zostanie wykonana do ok. 4 s od momentu zadziałania sygnału świetlnego w kabinie generowany jest sygnał akustyczny. Jeżeli przycisk czujności nadal nie będzie naciśnięty przez maszynistę to urządzenie SHP w sposób samoczynny zostanie zainicjowane nagłe hamowanie. Pociąg będzie mógł ruszyć dopiero po wcześniejszym jego całkowitym zatrzymania.

Firma Mavex-Rekord oferuje m.in. usługę zabudowy urządzeń bezpieczeństwa ruchu w pojazdach szynowych. W szczególności chodzi o systemy takie jak radiostop, system SHP, rejestrator jazdy czy czuwak aktywny.

Z oferty firmy PSI wybrać można m.in. narzędzia informatyczne odpowiadające za wspomaganie zarządzania infrastrukturą pojazdów szynowych. PSItraffic/DMS jest oprogramowaniem zarządzającym zajezdniami szynowymi i autobusowymi. Umożliwia wspomaganie procesów, jakie realizują zajezdnie. W szczególności jest to zarządzanie ruchem i pracownikami, infrastrukturą i pojazdami. W efekcie można wyznaczać miejsca postojowe uwzględniając kolejność wyjazdu z zajezdni. Ważna jest tu automatyczna lokalizacja pojazdów wykorzystująca technologię RFID.

Firma Trapeze oferuje m.in. system informacji pasażerskiej. Dzięki zastosowaniu różnych mediów zapewnione są dokładne informacje z szeregiem interaktywnych rozwiązań w odniesieniu do transportu publicznego. Są to centra obsługi telefonicznej, automatyczne serwisy telefoniczne czy strony internetowe.

Z kolei firma It-Trans oferuje m. in. system biletu internetowego pozwalający na sprzedaż dowolnych typów biletów. Należy podkreślić, że jest też możliwe doładowanie kart elektronicznych. Bilety generują się zarówno do wydruku, jak i do odczytu na urządzeniach mobilnych. Istotną rolę odgrywa specjalny portal biletowy łączący poszczególne rozwiązania jedną platformą obsługującą karty elektroniczne i kody QR.

Podsumowanie

Nie ma wątpliwości co do tego, że nowoczesne pojazdy szynowe wraz z rozbudowaną infrastrukturą, jaka im towarzyszy, nie obejdą się bez zaawansowanych systemów i urządzeń automatyki. Mowa tu zarówno o rozbudowanych systemach zdalnego sterowania wraz z oprogramowaniem i urządzeniami wykonawczymi oraz o pojedynczych czujnikach generujących sygnały na potrzeby sterowania. 

Czytaj więcej w numerze 9/2019 Miesięcznika Automatyka

źródło: Automatyka 9/2019