Linienzugbeeinflussung

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

Linienzugbeeinflussung (или LZB ) - это система сигнализации кабины и защиты поездов, используемая на отдельных железнодорожных линиях Германии и Австрии, а также на линиях AVE и некоторых пригородных железнодорожных линиях в Испании . 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 железнодорожных линиях и линиях скоростного городского транспорта для увеличения пропускной способности. Немецкий Linienzugbeeinflussung переводит непрерывное управление движением поездов , в буквальном смысле: линейный поезд воздействующий . Его еще называютlinienförmige Zugbeeinflussung .

LZB устарел и будет заменен Европейской системой управления поездом (ETCS) в период с 2023 по 2030 год. Агентство Европейского Союза по железным дорогам (ERA) ссылается на нее как на систему защиты поездов класса B в Национальном управлении поездом (NTC). ^[1] Вождение автомобилей в большинстве случаев должно заменить классическую логику управления бортовыми блоками ETCS (OBU) с общим интерфейсом Driver Machine Interface (DMI). ^[2] Поскольку высокопроизводительные поезда часто не списываются и не используются повторно на линиях второго порядка, для дальнейшей поддержки установки LZB были разработаны специальные специальные модули передачи (STM) для LZB. ^[3]

Обзор [ править ]

В Германии стандартное расстояние от удаленного сигнала до домашнего сигнала составляет 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 рельсовых цепей или счетчиков осей и заблокированных маршрутах 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 : вычисляется локально с помощью оборудования для измерения скорости - отображается стандартным спидометром
• Разрешенная скорость : теперь максимально допустимая скорость - отображается красной линией или треугольником на внешней стороне спидометра.
• Целевая скорость : максимальная скорость на определенном расстоянии - отображается цифрами светодиода в нижней части спидометра.
• Расстояние до цели : расстояние для скорости цели - отображается светодиодными полосами, показывающими до 4000 м, с числами для больших расстояний

Если перед поездом имеется большое свободное расстояние, машинист увидит целевую 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 стрелки, LZB подаст звуковой сигнал и отобразит расстояние до ограничения и скорость. 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 автоматическую защиту поезда . 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 в себя систему автоматического управления поездом, известную как AFB (Automatische Fahr- und Bremssteuerung, автоматическое управление движением и торможением), которая позволяет водителю 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, система транспортного средства LZB включает в себя обычную систему защиты поездов Indusi (или PZB ) для использования на линиях, не оборудованных LZB.

История [ править ]

Выбор сигнализации кабины [ править ]

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 / с ² (2,5 фут / с ² ), могут останавливаться на скорости 140 км / ч (87 миль в час) на этом расстоянии. Поезда с сильными тормозами, обычно включающими электромагнитные гусеничные тормоза , замедляются со скоростью 1 м / с ² (3,3 фут / с ^2).) 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 с увеличением скорости, 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. Другим решением было бы 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, таким образом, 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 обычные немецкие сигналы могут сигнализировать любое приращение 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 использовать более эффективную систему автоматической защиты поездов .
• Он включает систему автоматической работы поезда AFB .

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

Развитие [ править ]

Первый прототип системы был разработан Федеральными железными дорогами Германии совместно с Siemens и испытан в 1963 году. Он был установлен в локомотивах класса 103 и представлен в 1965 году со скоростью 200 км / ч (120 миль / ч) в поездах, направляющихся на Международную выставку в Мюнхен. 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 по мере развития 1970-х Standard 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 , Кордову и Севилью . В 1987 году австрийские железные дороги внедрили LZB в свои системы, а с изменением расписания 23 мая 1993 года ввели поезда EuroCity, работающие со скоростью 200 км / ч (120 миль в час) на 25-километровом (16 миль) участке Вестбан между Линцем и Вельсом .

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. Подробнее см. CIR ELKE ниже.

График разработки [ править ]

Линейное оборудование [ править ]

Кабельные петли [ править ]

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 фазовый угол сигнала изменяется на 180 °, что снижает электрические помехи между путями и поездом, а также дальнее излучение сигнала. 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.

LZB route center (центральный контроллер) [ править ]

Ядро центра маршрутов LZB, или центрального контроллера, состоит из компьютерной системы «2 из 3» с двумя компьютерами, подключенными к выходам, и дополнительным 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 положения переключателя, индикацию сигналов и занятость рельсовой цепи или счетчика осей. Наконец, компьютеры маршрутного центра связываются с управляемыми поездами через ранее описанные кабельные петли.

Другое оборудование [ править ]

• Ретрансляторы : Ретрансляторы соединяют отдельные участки петли длиной 300 м (984 фута) с основными 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.
• Изолирующие шкафы : длинная линия связи будет состоять из нескольких отдельных кабелей, соединенных в «изолирующие шкафы», которые служат для предотвращения накопления низкочастотного напряжения, поступающего от контактной сети, на кабель.
• Знаки : знаки указывают границы блока LZB (если нет сигнала), а также вход и выход из контролируемой области LZB.

Оборудование автомобиля [ править ]

Оснащение транспортного средства в первоначально разработанном LZB80 состояло из: ^[5]

• Компьютеры : бортовое оборудование сконцентрировано вокруг компьютерной системы типа «2 из 3». Первоначальная конструкция LZB 80 использовала микропроцессоры 8085, запрограммированные на языке 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 раме 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 : каждая из двух пар приемных антенн подается на селективные саморегулирующиеся усилители , выход которых подается на демодулятор, а затем на 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 °.
• Подключение аварийного тормоза : компьютеры подключаются к тормозу через реле. Команда компьютера или пропадание тока приведет к выпуску воздуха из тормозной магистрали, задействовав аварийный тормоз.
• Подключение звукового сигнала Indusi : Звуковой сигнал, сигнализирующий водителю, также подключается 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 данных для водителя : водитель вводит данные, относящиеся к поезду, такие как тип торможения (пассажирский / грузовой), потенциал торможения, максимальная скорость поезда и длина поезда, на блок интерфейса водителя. Затем он отображается для драйвера, чтобы убедиться в его правильности.
• Модульный дисплей в кабине (MFA) : модульный дисплей в кабине показывает соответствующую скорость и расстояние до водителя, как описано в обзоре .
• Автоматическое управление движением / тормозом : когда водитель разрешает его, блок управления автоматическим движением / тормозом (AFB) ведет поезд с допустимой скоростью. Когда он не работает на линии с LZB, то есть в режиме Indusi, AFB действует в основном как « круиз-контроль », двигаясь 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 более новых автомобилях используется полноэкранный компьютерный дисплей «Интерфейс человек-машина» (MMI), а не отдельные шкалы «Модульного дисплея кабины» (MFA).

Операция [ править ]

Телеграммы [ править ]

LZB работает путем обмена телеграммами между центральным диспетчером и поездами. Центральный контроллер передает «телеграмму вызова», используя сигнализацию с частотной манипуляцией (FSK) 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 [ править ]

Телеграммы вызова имеют длину 83,5 бита:

• Стартовая последовательность: Синхронизация: 5,5 бит, Стартовый элемент + код пекаря: 3 бита
• Адрес: ID раздела: AE, A1-A3, расположение: 1-127 или 255-128
• Информация об автомобиле: Направление движения: вверх / вниз, Тип торможения: пассажирское / грузовое, Номер кривой торможения: 1-10, AB
• 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
• Циклический контроль избыточности (CRC): 8 бит

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

Формат телеграммы ответа [ править ]

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 пределах зоны, 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.

Вход в ЛЗБ, зоны и адресация [ править ]

Перед входом в секцию, управляемую LZB, машинист должен включить поезд, введя необходимую информацию в блок ввода данных машиниста и включив LZB. При включении поезд загорится светом "B".

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

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 на то, 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 идентифицирует, что он вошел в новую зону, либо обнаружив точку перестановки кабеля в кабеле, либо пройдя 100 метров (328 футов). ^[5] Поезд может пропустить обнаружение 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 [ править ]

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 при замедлении, обозначенном 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».

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.

Скорость замедления более консервативна с LZB, чем с традиционной немецкой сигнализацией. Типичная кривая торможения пассажирского поезда может иметь замедление «допустимой скорости» на 0,5 м / с ² (1,6 фут / с ² ) и замедление «контролируемой скорости» на 0,71 м / с ² (2,3 фут / с ² ) на 42% выше. чем замедление для разрешенной скорости, но ниже 0,76 м / с ² (2,5 фут / с ² ), необходимых для остановки со скоростью 140 км / ч (87 миль / ч) на 1000 м (3281 фут), используемой в обычной сигнализации. ICE3, который имеет полное замедление при торможении 1,1 м / с ² (3,6 фут / с ² ) ниже 160 км / ч (99 миль / ч), снижается до 0,65 м / с ² (2,1 фут / с ^2).) на 300 км / ч (190 миль / ч), имеет замедление целевой скорости LZB только от 0,68 м / с ² (2,2 фут / с ² ) до 120 км / ч (75 миль / ч), 0,55 м / с ² (1,8 фут / с ² ) от 120 до 170 км / ч (от 75 до 106 миль в час) и от 0,5 м / с ² (1,6 фут / с ² ) на более высоких скоростях. ^[8]

Между разрешенной 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 [ править ]

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 [ править ]

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

Кроссовер на противоположный трек [ править ]

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 [ править ]

Немецкие сигнальные системы имеют сигнал "проезжать по прямой", который состоит из 3 белых огней, образующих треугольник с одним огнем вверху. Этот сигнал, обозначенный 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.

Ошибка передачи [ править ]

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 [ править ]

CIR ELKE-I [ править ]

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 является аббревиатурой английского / немецкого проекта название C omputer I ntegrated R ailroading - E rhöhung дер L eistungsfähigkeit им K ernnetz дер E isenbahn (Computer Integrated Railroading - увеличение пропускной способности в сети железных дорог ядра). 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 системе городской железной дороги Мюнхена есть блоки длиной всего 50 метров (164 фута) в начале платформы, что позволяет поезду заезжать на платформу, когда другой уходит, и дает возможность пропускать 30 поездов в час.
• Изменение скорости в любом месте - стандартная система LZB требовала, чтобы ограничения скорости начинались на границах блока. С CIR-ELKE ограничения скорости можно начинать в любой момент, например, на стрелке. Это означает, что поезду не нужно сразу же снижать скорость, увеличивая среднюю скорость.
• Изменения в оценке телеграмм - 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 [ править ]

Первоначальная система LZB была разработана для разрешенных скоростей до 280 км / ч (170 миль / ч) и уклонов до 1,25%. Линия высокоскоростной железной дороги Кельн – Франкфурт была спроектирована 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 вихретокового тормоза 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 [ править ]

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 поезда отключил систему LZB и передал сигнал остановки с двумя поездами в туннеле в Юнде на высокоскоростной линии Ганновер-Вюрцбург .
• 29 июня 2001 года чуть не произошло серьезной аварии на перекрестке Ошац на железнодорожной линии Лейпциг-Дрезден . 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 сумел снизить скорость до 170 км / ч (106 миль / ч) перед переездом, и поезд не сошел с рельсов. Причиной подозревалась программная ошибка компьютера LZB.
• Похожая авария произошла 17 ноября 2001 года в Биненбюттеле на железнодорожной линии Гамбург-Ганновер . 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 года на линии высокоскоростной железной дороги Ганновер-Берлин из- за неисправности в центральном компьютере линии LZB остановились четыре поезда, управляемых LZB, причем два поезда в каждом направлении линии останавливались в одном блоке сигнализации (Teilblockmodus - разделенный блок контроль). 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 оператора магистральных поездов ( DB Cargo и DB Passenger Transport) 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 [ править ]

DB (Германия) [ править ]

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

• Аугсбург - Динкельшербен - Ульм (7,3 км - 28,5 км)
• Берлин - Nauen - Glöwen - Wittenberge - Hagenow Land - Rothenburgsort - Гамбург (км 16,5 - км 273,1)
• Бремен - Гамбург (253,9 км - 320,1 км)
• Дортмунд - Хамм (Вестф) - Билефельд (кроме станции Хамм)
• Франкфурт-на-Майне - Гельнхаузен - Фульда (24,8 км - 40,3 км)
• Ганновер - Штадтхаген - Минден (4,4 км - 53,4 км)
• Ганновер - Целле - Ильцен - Люнебург - Гамбург (4,0 км - 166,5 км)
• Ганновер - Геттинген - Кассель-Вильгельмсхёэ - Фульда - Вюрцбург (4,2 км - 325,6 км)
• Карлсруэ - Ахерн - Оффенбург - Кенцинген - Лойтерсберг - Вайль-на-Рейне - Базель-Бад. Bf. (102,2 км - 270,6 км)
• Кёльн - Ахен (1,9 км - 41,8 км)
• Кёльн - Дюссельдорф - Дуйсбург (6,7 км - 37,3 км и 40,1 км - 62,2 км; главный вокзал Дюссельдорфа не оборудован)
• Кельн - Тройсдорф - Монтабаур - Лимбург-ад-Лан - Франкфурт-на-Майне (8,7 км - 172,6 км)
• Лейпциг - Вурцен - Дрезден (3,6 км - 59,5 км)
• Ленгерих (Westf) - Мюнстер (Westf)
• Лерте - Стендаль - Берлин-Шпандау
• Мангейм - Карлсруэ
• Мангейм - Файхинген-ан-дер-Энц - Штутгарт (2,1 км - 99,5 км)
• Мюнхен - Аугсбург - Донауверт (км 9,2 - км 56,3 и км 2,7 - км 39,8; главный вокзал Аугсбурга не оборудован)
• Нюрнберг - Аллерсберг - Киндинг - Ингольштадт - Север ( ABS: 97,9 км - 91,6 км; NBS: 9,0 км - 88,7 км)
• Нюрнберг - Нойштадт-ан-дер-Айш - Вюрцбург (34,8 км - 62,7 км)
• Оснабрюк - Бремен (139,7 км - 232,0 км)
• Падерборн - Липпштадт - Зост - Хамм (Вестф) ( Штреке 1760: км 125,2 - км 180,8; Штреке 2930: км 111,5 - км 135,6)
• Цеппелинхайм под Франкфуртом-на-Майне - Мангейм

Примечание: курсивом обозначено физическое расположение центра управления LZB.

ÖBB (Австрия) [ править ]

Западный железнодорожный ( Вена - Зальцбург ) оснащен LZB в трех секциях:

• Санкт-Пёльтен - Иббс-ан-дер-Донау (62,4 км - 108,6 км)
• Амштеттен - Санкт-Валентин (125,9–165,0 км)
• Линц - Атнанг-Пуххайм (190,5–241,6 км)

RENFE (Испания) [ править ]

• Мадрид - Кордова - Севилья (9 центров / 480 км), работает с 1992 года. С 2004 года конечная станция Мадрид Аточа также оборудована LZB. В ноябре 2005 года была открыта ветка до Толедо . (20 км).
• Линия Cercanías Madrid C5 от Хумана через Мадрид-Аточа до Мостолес-Эль-Сото , работает с 1995 года. Она имеет длину 45 км и включает два центра LZB и 76 автомобилей серии 446.
• Вся сеть Eusko Trenbideak - Ferrocarriles Vascos, за исключением трамвайных путей Euskotren Tranbia .

Неосновное использование [ править ]

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

Дюссельдорф, Дуйсбург, Крефельд, Мюльхайм-ан-дер-Рур [ править ]

Туннели в системах Düsseldorf и Duisburg Stadtbahn (легкорельсовый транспорт), а также некоторые туннели Essen Stadtbahn вокруг района Mülheim an der Ruhr оборудованы LZB.

Вена (Вена) [ править ]

За исключением линии 6, вся Венская метро оборудована LZB с момента ее постройки и включает в себя возможность автоматического вождения с оператором, контролирующим поезд.

Мюнхен [ править ]

Мюнхен U-Bahn была построена 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 окончания работы и по воскресеньям операторы водят поезда вручную по стационарным сигналам, чтобы оставаться на практике. Планируется автоматизировать размещение и разворот пустых поездов.

Мюнхен S-Bahn использует LZB на своей основной магистрали туннеля секции (Stammstrecke) .

Нюрнберг [ править ]

Нюрнберг U-Bahn линия U3 использует LZB для полностью автоматического ( без драйверов) операции. Эта система была совместно разработана Siemens и VAG Nuremberg 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, регулярное движение началось с изменения расписания 15 июня 2008 г. Нюрнбергская метро планирует переоборудовать У2 до автоматического режима работы примерно через год.

Лондон [ править ]

Docklands Light Railway в восточной части Лондона использует SelTrac технологию , которая была получена от LZB для запуска автоматических поездов. Поезда сопровождает сотрудник, который закрывает двери и сигнализирует поезду о начале движения, но затем в основном занимается обслуживанием клиентов и контролем билетов. В случае отказа поезд может управляться вручную находящимся в поезде персоналом.

См. Также [ править ]

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

Ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Linienzugbeeinflussung .