Linienzugbeeinflussung

редактировать
Дорожка с петлями LZB. Обратите внимание на второй кабель в нижней части левого рельса.

Linienzugbeeinflussung (или LZB ) - это сигнализация кабины и система защиты поезда используется на выбранных линиях Германии и Австрийской железной дороги, а также на линиях AVE и некоторых линиях пригородных поездов в Испании. Система была обязательной, когда поездам разрешалось 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 городских и городских линиях скоростного транспорта для увеличения пропускной способности. Немецкий Linienzugbeeinflussung переводится как непрерывное управление поездом: влияние линейного поезда. Его также называют linienförmige Zugbeeinflussung.

LZB устарел и будет заменен на Европейскую систему управления поездами (ETCS) в период с 2023 по 2030 год. На нее ссылается Агентство железных дорог Европейского Союза (ERA) в качестве системы поездов класса B в National Train Control (NTC). В большинстве случаев можно заменить классическую логику управления бортовыми блоками ETCS (OBU) на общий Driver Machine Interface (DMI). Специальные передаточные модули для LZB для дальнейшей поддержки установки LZB разработаны специальные передаточные модули (STM) для дальнейшей поддержки установки LZB.

Содержание

  • 1 Обзор
  • 2 История
    • 2.1 Выбор сигнализации из кабины
    • 2.2 Разработка
    • 2.3 График разработки
  • 3 Линейное оборудование
    • 3.1 Кабельные петли
    • 3.2 Центр LZB (центральный контроллер)
    • 3.3 Другое оборудование
  • 4 Автомобиль оборудование
  • 5 Управление
    • 5.1 Телеграммы
      • 5.1.1 Формат телеграммы вызова
      • 5.1.2 Формат ответной телеграммы
    • 5.2 Вход в LZB, зоны и адрес
    • 5.3 Сигнализация скорости
    • 5.4 Выход из LZB
    • 5.5 Особые режимы работы
      • 5.5.1 Переход на противоположный путь
      • 5.5.2 Движение по визуальному сигналу
      • 5.5.3 Неисправность трансмиссии
  • 6 Удлинители
    • 6.1 CIR ELKE-I
    • 6.2 CIR ELKE-II
  • 7 Неисправности
  • 8 Оборудованные линии
    • 8.1 DB (Германия)
    • 8.2 ÖBB (Австрия)
    • 8.3 RENFE (Испания)
  • 9 Неосновные использует
    • 9.1 Дюссельдорф, Дуйсбург, Крефельд, Мюльхайм-ан-дер-Рур
    • 9,2 Вена (Вена)
    • 9,3 Мюнхен
    • 9,4 Нюрнберг
    • 9,5 Лондон
  • 1 0 См. Также
  • 11 Ссылки

Обзор

Главная консоль ICE 2 тренируется в режиме LZB. Текущая, максимальная и целевая скорость - 250 км / ч. Целевое расстояние составляет 9,8 км. Панель интерфейса машиниста (DMI) поезда ICE 4 в режиме LZB (STM), показывающая максимальную заданную скорость 200 км / ч

В Германии стандартное расстояние от удаленного сигнала до его домашнего сигнала составляет 1000 метров (3300 футов). В поезде с сильными тормозами это тормозной путь от 160 км / ч. В 1960-х годах в Германии оценивались варианты увеличения скорости, включая расстояние между сигналами дальнего и дома и сигнализацию из кабины. Увеличение расстояния между домом и удаленными сигналами снизит пропускную способность. Добавление еще одного затруднит распознавание сигналов. В случае изменения обычных сигналов не решает проблему видения и реакции на высоких скоростях. Чтобы преодолеть эти проблемы, Германия решила использовать непрерывную сигнализацию.

Система сигнализации кабины LZB была впервые применена в 1965 году, когда выполнялись ежедневные поезда на Международной транспортной выставке в Мюнхене двигаться со скоростью 200 км / ч. Система получила дальнейшее развитие в течение 1970-х годов, внедрение на различных линиях в Германии в начале 1980-х, испанских и австрийских высокоскоростных линий в 1990-х годах с поездами, движущимися до 300 км / ч (190 миль в час) 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. Компьютер центра управления получает информацию о занятых блоках от рельсовых цепей или счетчиков осей и заблокированных маршрутов от блокировок. Он запрограммирован с конфигурацией пути, включая точки, 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 помощью двух проводных поездов, которые проходят между путями и пересекаются каждые 100 м. Центр управления отправляет средству пакеты данных, известные как телеграммы, дают ему право движения (как он может двигаться и с какой скоростью), транспортное средство отправляет обратно пакеты данных, указывающие его конфигурацию, возможности транспорта, скорость и положение.

Бортовой компьютер обрабатывает пакеты и отображает следующую информацию для машиниста:

  • Текущая скорость : локально полученная от оборудования для измерения скорости - отображается 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 с помощью номеров светодиодов в нижней части спидометра
  • Целевое расстояние : расстояние для целевой скорости - отображается светодиодными полосками, показывающими до 4000 м, с указанием расстояния для больших расстояний

Если перед поездом есть большое расстояние, машинист увидит целевую скорость и разрешенную скорость, максимальную линейную скорость, с указанием расстояния от 4 км до 13,2 км в зависимости от подразделения, поезда и линии.

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

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

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

LZB также включает систему Automatic Train Operation, известную как AFB (Automatische Fahr- und Bremssteuerung, автоматическое управление движением и торможением), которая позволяет машинисту компьютер управлять поездом в автоматическом режиме. -пилот, автоматически движущийся 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 транспортных средств LZB включает в себя обычную систему защиты поездов Indusi (или PZB) для использования на линиях, не оборудованных LZB.

История

Выбор сигнализации из 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.

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

Одной из возможностей увеличения скорости может быть увеличение расстояния между основным и дальним сигналами. Но для этого потребляются более длинные блоки, что уменьшит пропускную способность линий для более медленных поездов. Другим решением было бы 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 обработки сигналов в длинные блоки, а сигналы - на более короткие. Кроме того, это не решает 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 кабины решает эти проблемы. Для линий связи он может быть добавлен 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 немедленно узнает об изменениях сигнализации.
    • 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 таких условий, как сход с рельсов или сход лавины.
  • Водитель может с помощью электроники «видеть» большое расстояние (до 13 км) по рельсам, что позволяет ему или ей вести поезд более плавно.
  • Поезд, следующий за более медленным поездом, может «видеть» более медленный поезд заранее, двигаясь по инерции 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 60 км / ч (25 или 37 миль в час) для стрелок. Современные немецкие сигналы могут сигнализировать о любом приращении 10 км / час (6,2 мили в час), но LZB может сигнализировать даже более мелкие приращения.)
  • Позволяет разделить путь на большое количество небольших блоков, если необходимо увеличить пропускную способность.
  • Это позволяет использовать более мощную систему Автоматическая защита поездов.
  • Он включает систему AFB Automatic Train Operation.

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

Разработка

Первый прототип системы был разработан Немецкими федеральными железными дорогами совместно с Siemens и испытан в 1963 году. Он установлен в классе 103 Представленные в 1965 году локомотивы со скоростью 200 км / ч (120 миль / ч) курсируют на поездах на Международную выставку в Мюнхене. На основе этой компании Siemens разработала систему LZB 100 и представила ее на линии Мюнхен-Аугсбург-Донаувёрт и Ганновер-Целле-Эльцен, все в локомотивах класса 103. Система была наложена на существующую сигнальную систему. Все поезда будут подчиняться стандартным сигналом, 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.

Все исходные установки были жестко зашитой логикой. По мере развития 1970-х годов 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 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.

Когда Германия начала работу в своей высокоскоростной линии, начиная с участка Фульда-Вюрцбург, который начал работу в 1988 году, онаила LZB в линии.. Линии были разделены на блоки длиной примерно от 1,5 до 2,5 км (от 0,93 до 1,55 миль), но вместо сигналов 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 темным, и поезд продолжал 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 ввели LZB в свои системы, 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)) участок дороги. Westbahn между Линцем и Вельсом.

Компания Siemens продолжила работать системы с линейным оборудованием «Computer Integrated Railroading» или «CIR ELKE» в 1999 году. Это необходимо более короткие блоки и допустимые ограничения скорости для переключателей. Подробнее см. ЦИР ЭЛКЕ ниже.

График разработки

ДатаОписаниеЦентры управления / Длина
1963Испытания на линии Форххайм - Бамберг
1965презентационные поездки на 200 км / ч на линии Мюнхен - Аугсбург установлены на локомотивах класса 103
1974–1976Эксплуатация испытание на линии Бремен-Гамбург 3 контроллера / 90 км или 56 миль
1976Расширенное испытание до линии Хамм-Гютерсло.
1978–1980Пилотный проект скоростной железной дороги в Мадриде (RENFE )1 диспетчер / 28 км или 17 миль
1980–1985Начало работы на некоторых Deutschen Bundesbahn ( DB) линии7 контроллеров / 309 км или 192 миль
1987Начало работы на новых высокоскоростных линиях Фульда - Вюрцбург и Мангейм-Хоккенхайм 4 диспетчера / 125 км или 78 миль
1987Австрийские федеральные железные дороги решают достижение LZB
1988–1990Дальнейшее расширение на новые маршруты в Германии2 диспетчера / 190 км или 1 20 миль
1991Ввод в эксплуатацию оставшейся части высокоскоростной железной дороги Ганновер - Вюрцбург, высокоскоростной железной дороги Мангейм - Штутгарт и маршрутов10 диспетчеров / 488 км или 303 миль
1992Открытие высокоскоростной железнодорожной линии Мадрид-Севилья в Испании8 диспетчеров / 480 км или 300 миль
1992Первый участок Вена - Зальцбург маршрут в Австрии1 Диспетчер / 30 км или 19 миль
1995Ввод в эксплуатацию линии Мадрид C5 Cercanias (пригородная железная дорога)2 диспетчера / 45 км или 28 миль
1998Ввод в эксплуатацию высокоскоростной железной дороги Ганновер-Берлин и расширение железной дороги Нюрн-Вюрцбург в сочетании с электронными блокировками.6 контроллеров
1999Ввод в эксплуатацию пилотного проекта CIR ELKE на линии Оффенбург - Базель с системным программным продуктом CE14 контроллера
2001Ввод в эксплуатацию КИ R ELKE пилотный проект на Ахерн 1 контроллер
2002Ввод в системе высокоскоростной железнодорожной линии Кельн-Франкфурт с использованием CE2 системного программного обеспечения4 контроллера
2003Ввод в эксплуатацию обновлений на железнодорожной линии Кельн - Дюрен (–Аахен) (LZB с программным устройством CE2)1 контроллер / 40 км или 25 миль
2004Ввод в эксплуатации обновлений на линии Гамбург - Берлин (LZB с системным программным обеспечением CE2)5 контроллеров
2004Ввод в эксплуатацию обновлений городской городской железной дороги с более использованием программного обеспечения CE2 и короткие блоки)1 контроллер
2006Ввод в эксплуатацию модернизации линии Берлин - Галле / Лейпциг, где LZB (CE2) и ETCS впервые объединены.4 контроллера
2006Ввод в эксплуатацию высокоскоростной железной дороги Нюрнберг – Мюнхен (LZB с системным программным обеспечением CE2 с расширением стрелочного перевода)2 контроллера

Линейное оборудование nt

Кабельные петли

Кабельные петли

Центр управления LZB связывается с поездом, используя петли для проводникового кабеля. 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). При переходе сигнал фазовый угол 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.

Центр маршрутизации LZB (центральный контроллер)

Ядро центра маршрутизации LZB или центрального контроллера состоит из компьютерной системы 2 из 3 с двумя подключенными компьютерами к выходам и дополнительный для режима ожидания. Каждый компьютер имеет собственный блок питания и находится в собственном корпусе. 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

Знак начала LZB Знак, указывающий на новый (виртуальный) блок LZB
  • Повторители: повторители соединяют отдельные участки петли длиной 300 м (984 фута) с первичными линиями связи,усиление сигнала из центра маршрута и отправка ответов транспортных средств.
  • Фиксированные петли: фиксированные петли, обычно длиной около 50 м (164 футов), размещаются на концах контролируемого участка. Они передают фиксированные телеграммы, которые позволяют входить в состав поезда получать адрес.
  • Изолирующие шкафы: длинная линия связи будет состоять из нескольких кабелей, соединенных в «изоляционных шкафах», которые предотвращают попадания низкочастотного напряжения. от контактной сети от накопления на кабеле.
  • Знаки: Знаки указывают границы блока LZB (если нет сигнала), а также вход и выход из контролируемой зоны LZB.

Оборудование транспортных средств

рычаг питания в кабине машиниста поезда ICE 1 с заданными пределами максимальной скорости в км / ч (V soll), отмеченными справа. При работе на пути с поддержкой LZB система AFB автоматически поддерживает максимальную скорость, определяемую указанным рычагом мощности, а также при необходимости, автоматическое снижение скорости и торможение поезда.

Оборудование транспортных средств в оригинальной конструкции LZB80 состоял из:

  • Компьютеры: Бортовое оборудование, сконцентрированное на компьютерной системе «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 самой программой. Прерывания запускают программы сравнения и вывода. Периферийное оборудование было расположено вокруг компьютеров, при этом все интерфейсы были электрически разделены, все заземления были привязаны к каркасу шкафа, который был привязан к шасси автомобиля.
  • Резервный источник питания: компьютеры и периферийное оборудование снабжены резервным питанием на основе двух одинаковых трансформаторов напряжения. Каждый был способен обеспечить питание, необходимое для всего оборудования. Обычно их меняли поочередно, но если один выходил из строя, его заменял другой. Бортовые аккумуляторы также могут обеспечивать временное питание.
  • Одометрия: скорость автомобиля и пройденное расстояние измеряются по двум генераторам импульсов, установленными на разных осях. Каждый используется с блоком на базе микроконтроллера, который используется для исправления любых неточностей. Центральная логика опрашивает два устройства, а также акселерометр, сравнивает значения и проверяет их на достоверность.
  • Приемник: две пары приемных антенн подаются каждый на селективные, саморегулирующиеся усилители, выходной сигнал подается на демодулятор , а которые на каждом- 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 с частотой 56 кГц, причем сигналы смещены на фазовый угол 90 °.
  • Аварийный тормоз соединение: компьютеры подключаются к тормозу через реле. Компьютерная команда или пропадание тока 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 компьютеру. Телеграммы передаются циклически как от компьютеров, так и на них.
  • Блок ввода данных для водителя: водитель вводит данные, связанные с поездом, такие как тип торможения (пассажирский / грузовой), тормозной потенциал, максимальная скорость поезда и длина поезда на блок интерфейса драйвера. Затем это отображается водителю, чтобы убедиться, что он правильный.
  • Модульный дисплей в кабине (MFA): модульный дисплей в кабине показывает соответствующую скорость и расстояние до водителя, как описано в обзоре.
  • Автоматическое управление движением / тормозом: при включении машинистом блок автоматического управления движением / тормозом (AFB) будет вести поезд с допустимой скоростью. Когда не работает на линии с LZB, то есть в режиме Indusi, AFB работает в основном как «круиз-контроль », двигаясь в соответствии со скоростью, установленной водителем.

Оборудование в более новых поездах является похоже, 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 шкалы «Модульного дисплея кабины» (MFA).

Работа

Телеграммы

LZB работает путем обмена телеграммами между центральным контроллером и поездами. Центральный контроллер передает «телеграмму вызова» с использованием частотной манипуляции (FSK) сигнализации со скоростью 1200 бит в секунду на частоте 36 кГц ± 0,4 кГц. Поезд отвечает «телеграммой» со скоростью 600 бит в секунду при 56 кГц ± 0,2 кГц.

Формат телеграммы вызова

Длина телеграммы вызова составляет 83,5 бита:

  • Начальная последовательность: синхронизация: 5,5 бит, начальный элемент + код пекаря: 3 бита
  • Адрес: ID раздела: AE, A1-A3, Местоположение: 1-127 или 255-128
  • Информация об автомобиле: Направление движения: вверх / вниз, Тип торможения: пассажирские / грузовые, 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 расстоянии, 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: Идентификация группы: 1-4 - Указывает требуемый тип ответа, Идентификатор линии: новые высокоскоростные / нормальные основные линии, Центральный контроллер тип: LZB 100/72
  • Циклический контроль избыт очности (CRC): 8 бит

Можно заметить, что существует поле «идентификация поезда» в телеграмме. Вместо поезд этого определяется по положению. Подробнее см. Зоны и адрес.

Формат ответной телеграммы

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

Самый распространенный тип телеграммы - это тип 1, который используется для передачи положения 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 транспортных средств: количество дополнительных 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 подверженных кривых торможения
  • Фактическая скорость: 0–320 км / ч (0–199 миль / ч)
  • Оперативная и диагностическая информация : 5 бит
  • Циклический контроль избыточности (CRC): 7 бит

Другие телеграммы используются в основном, когда поезд входит в участок, управляемый LZB. Все начинаются с одинаковой начальной системы определения и «группового они определяются» для типа телеграммы и заканчиваются CRC. Их поля данных различаются следующим образом:

  • Тип 2: расположение местоположения транспортных средств, местоположение в зоне, типможения, номер кривой торможения, максимальная скорость поезда, длина поезда
  • Тип 3: железная дорога, номер поезда
  • Тип 4: серия локомотивов / поездов, серийный номер, длина поезда

Вход в LZB, зоны и адресация

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

Топология LZB

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

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

С этого момента времени поезда используется для идентификации поезда. Когда поезд входит в новую зону, он отправляет ответную телеграмму с заполненным «подтверждением местоположения транспортных средств», 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). Поезд может не построить до 3 точек транспозиции и по-прежнему оставаться под контролем LZB.

Процедура входа на контролируемый путь LZB повторяется, когда поезд переходит 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 любые 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 скорости и расстоянии, которое он может пройти. Это достигается путем передачи периодических телеграмм о вызовах каждому поезду от одного раза 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 включения тормоза.

Целевая скорость и местоположение используются для цели скорости и расстояния до водителя. Допустимая скорость поезда рассчитывается с использованием кривой торможения поезда, которая может изменяться в зависимости от типа поезда, и местоположения XG, которое представляет собой расстояние от начала зоны 100 м (328 футов), которая используется для местоположения поезда. Если поезд приближается к красному сигналу или началу занятого квартала, местоположение будет соответствовать определению сигнала или границе блока. Бортовое оборудование рассчитывает 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:

V разрешено = 2 ⋅ decel ⋅ (XG - dist) {\ displaystyle V _ {\ rm {allowed}} = {\ sqrt {2 \ cdot decel \ cdot (XG-dist)}}}V _ {{{\ rm {разрешено}}}} = {\ sqrt {2 \ cdot decel \ cdot (XG-dist)}}

где:

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

Где приближается поезд при ограничении скорости центра управления будет отправлен пакет с определением XG, установленным в точку за ограничением скорости, так что поезд, замедляясь на основе своей кривой торможения, достиг правильной скорости в начале ограничения 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 аварийные 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 миль 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.

Торможение с полным набором функций ICE и замедление LZB

Темпы замедления более консервативны с LZB, чем с традиционной немецкой системой сигнализации. Типичная кривая торможения пассажирского поезда может иметь замедление «допустимой скорости» 0,5 м / с (1,6 фут / с) и замедление «контролируемой скорости» 0,71 м / с (2,3 фут / с) на 42% больше, чем замедление для допустимая скорость, но ниже 0,76 м / с (2,5 фута / с), необходимых для остановки со скоростью 140 км / ч (87 миль / ч) на расстоянии 1000 м (3281 фут). ICE3, который имеет замедление при полном рабочем торможении 1,1 м / с (3,6 фута / с) ниже 160 км / ч (99 миль / ч), снижается до 0,65 м / с (2,1 фута / с) на 300 км / ч (190 миль / ч), имеет замедление целевой скорости LZB только от 0,68 м / с (2,2 фут / с) до 120 км / ч (75 миль / ч), 0,55 м / с (1,8 фут / с) от 120 до 170 км / ч (75 и 106 миль / ч), и 0,5 м / с (1,6 фута / с) на более высоких скоростях.

Между допустимой скоростью и скоростью контроля находится скорость предупреждения, обычно на 5 км / ч (3,1 миль / ч) выше разрешенная скорость. Если поезд превышает th на скорости, LZB мигает светом "G" на дисплее поезда и подает звуковой сигнал.

Выход из LZB

Примерно за 1700 м (5 577 футов) до конца участка 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 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, охватываемые полной системой LZB, или отказы могут перевести LZB в один из специальных режимов работы.

Переход на противоположный путь

Когда поезд приближается к переходу на путь, обычно противоположный взгляд, 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).

Движение по прямой видимости

Немецкие системы сигнализации имеют сигнал «движение по прямому», состоящий из трех 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 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, «E / 40» погаснет и загорится «V40». вспышка. Сигнал «V40» указывает на способность водить машину на глаз.

Сбой передачи

Если обмен данными прерывается, система расстояния поездов не может разрушить 4 или более точек перестановки кабеля, 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 - это усовершенствование системы LZB. Он использует тот же физический интерфейс и пакеты, что и стандартный LZB, но обновляет свое программное обеспечение, добавляя 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 C компьютер I интегрированный R ailroading - E rhöhung der L eistungsfähigkeit im K ernnetz der E isenbahn (Интегрированная компьютерная система железных дорог - увеличение пропускной способности железнодорожной сети). Являясь расширением LZB, он также называется LZB-CIR-ELKE, сокращенно LZB-CE.

CIR-ELKE включает следующие улучшения:

  • Более короткие блоки - блоки CIR-ELKE могут быть всего лишь 300 метров (984 фута) или даже короче для систем S-Bahn. Система городской железной дороги Мюнхен имеет 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.
  • Скорость изменяется в любом месте - стандартная система LZB требует, 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 замедляться, увеличивая среднюю скорость.
  • Изменения в оценке телеграммы - 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 будет две одинаковые действительные телеграммы. Чтобы компенсировать увеличение количества телеграмм, CIR-ELKE реже отправляет телеграммы неподвижным поездам.

CIR ELKE-II

Исходная система LZB была ограничена для разрешенных скоростей до 280 км / ч (170 миль / ч) и градиенты до 1,25%. Высокостная железнодорожная линия Кельн - Франкфурт была спроектирована для работы со скоростью 300 км / ч (190 миль / ч) и имеет уклон 4%; Таким образом, потребовалась новая версия LZB, и для этой линейки была добавлена ​​CIR ELKE-II.

CIR ELKE-II имеет следующие особенности:

  • Максимальная скорость 300 км / ч (190 миль / ч).
  • Поддержка кривых торможения с более высокими замедлениями и кривыми с учетом фактических высотный профиль расстояния впереди вместо предположения о максимальном уклоне участка. Это делает работу с уклоном 4% практичной.
  • Поддержка целевых расстояний до 35 000 м (114 829 футов) до точки остановки или ограничения скорости. Если на этом расстоянии нет такой точки, система отображает целевое расстояние 13000 м (42 651 фут) и заданную скорость линейной скорости.
  • Поддержка включения вихретокового тормоза из поездов ICE3. По умолчанию вихретоковый тормоз включен только для экстренного торможения. С CE2 можно включить его и для рабочего торможения.
  • Сигнализация об изменении напряжения или фазы.
  • Звуковые предупреждающие сигналы за 8 секунд до точки торможения или за 4 секунды для Munich S -Bahn, вместо 1000 м (3281 фут) до или с разницей скорости 30 км / ч (19 миль / ч), сделанной ранее.

Неисправности

Система LZB была достаточно безопасной и надежной; настолько, что на линии, оборудованных LZB, не было столкновения из-за отказа системы LZB. Однако были некоторые неисправности, которые привели к несчастным случаям. Это:

  • 29 июня 1991 г., после беспорядка, машинист поезда отключил систему LZB и передал сигнал остановки с двумя поездами в туннеле в Юнде на Ганновер-Вюрцбург. высокостная линия.
  • 29 июня 2001 г. на перекрестке Ошац на железнодорожной линии Лейпциг-Дрезден чуть не произошло серьезное происшествие. Кроссовер должен 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 Биненбюттель 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 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 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, управляемые LZB, остановились с двумя поездами в каждом направлении линии останавливаются в одном блоке сигнализации (Teilblockmodus - управление разделенным блоком). Когда компьютер был перезагружен, он подал сигнал 0 км / ч (0 миль / ч) для поездов вперед и 160 км / ч (99 миль / ч) для следующих поездов. Однако машинисты следующих поездов не двинулись дальше - один машинист увидел поезд перед другим машинистом дважды проверил в оперативном центре, который предупредил его перед отправлением, чтобы предотвратить два столкновения. В результате инцидента два оператора магистральных поездов (DB Cargo и DB Passenger Transport ) дали своим водителям инструкции быть особенно осторожными в периоды отключения LZB, когда система работает в режиме разделенных блоков. Причина оказалась в программной ошибке.

Оборудованные линии

DB (Германия)

Линии с Linienzugbeeinflussung (красный) и ETCS (синий) в Германии (по состоянию на май 2020 г.)

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

Примечание: курсивом указано физическое местонахождение центра управления LZB.

ÖBB (Австрия)

Западная железная дорога (Вена - Зальцбург ) оборудована LZB на трех участках:

RENFE (Испания)

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

Тоннели в системах Дюссельдорф и Duisburg Stadtbahn (легкорельсовый транспорт), а также в некоторых туннелях на Эссен-Штадтбан вокруг Мюльхайм-ан-дер-Рур Обеспечение LZB.

Вена (Вена)

За исключением линии 6, вся Венская метро с момента постройки оборудована LZB и включает возможность автоматического вождения с оператором, наблюдающим за поездом.

Мюнхен

Мюнхенская метро была построена с контролем LZB. Во время обычных дневных операций поезда автоматически управляются, а оператор просто запускает поезд. Стационарные сигналы в это время остаются темными.

Вечером 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.

Мюнхенская использует S-Bahn LZB на своем основном участке туннеля (Stammstrecke).

Нюрнберг

Нюрнбергская U-Bahn Линия U3 использует LZB для полностью автоматической (без драйверов) работы. Система была подключена к системе 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., лицензия на эксплуатацию выдана 30 апреля 2008 г. Несколько дней спустя поезда без машиниста начали курсировать с пассажирами. сначала по воскресеньям и в праздничные дни, затем в 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 регулярном движении премьер-министра Баварии и федерального министра транспорта, регулярное движение началось с изменениями 15 июня 2008 г. Нюрнбергская метро снова переоборудовать У2 до режима работы примерно через год.

Лондон

Docklands Light Railway на востоке Лондона использует технологию SelTrac, заимствованную из LZB, для управления автоматизированными поездами. Поезда сопровождает сотрудник, который закрывает двери и сигнализирует поезду о начале движения, но затем в основном обслуживает клиентов и контролирует билеты. В случае отказа поезд может управляться вручную находимся в поезде персоналом.

См. Также

Ссылки

  1. ^«СПИСОК СИСТЕМ КЛАССА B» (PDF, 234 kB). Агентство железных дорог Европейского Союза. 2016-06-01. Проверено 4 апреля 2017 г.
  2. ^«Новый подход к бортовым устройствам ETCS, основанный на принципах открытого исходного кода» (PDF; 553 МБ). UIC, всемирная железнодорожная организация. 2011-03-01. Проверено 4 апреля 2017 г.
  3. ^«Внедрение европейской системы управления поездами ETCS - возможности для европейских железнодорожных коридоров» (PDF). UIC, всемирная железнодорожная организация. 2003-12-31. Архивировано из оригинала (PDF; 1,6 МБ) 21 апреля 2014 г. Проверено 4 апреля 2017 г.
  4. ^ Система сигнализации для высокоскоростных линий Германии, автор: Х. Убель, Standard Elektrik Lorenz AG, Штутгарт, Германия, представленный на «Международных конференциях по электрификации магистральных железных дорог 1989 года» С. 36-39.
  5. ^ Непрерывное автоматическое управление поездом и сигнализация кабины с LZB 80, Х. Спорледер, Siemens, AG, опубликовано в «Международной конференции по электрификации железных дорог 1989 года», стр. 40-46.
  6. ^Der ICE - ein Produkt des Systemverbundes Bahn. In: Deutsche Bahn AG: (http://www.db.de/site/shared/de/dateianhaenge/publikationen__broschueren/bahntech/bahntech200601.pdf ) bahntech, Nr. 1/06], С. 24 ф.
  7. ^Директива 96/48 / EC, Совместимость трансъевропейской высокоскоростной железнодорожной системы, Проект спецификаций для взаимодействия, Часть 3, приложения к TSI, Подсистема «Управление-команда и сигнализация», 19.05.2006.
  8. ^"Линейный вихретоковый тормоз ICE 3", д-р техн. Вольф-Дитер Мелер-Креднер и дипл. Инж. Йоханнес Гребер, опубликовано в «Railway Technical Review» (RTR), апрель 2003 г.
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Linienzugbeeinflussung.
Последняя правка сделана 2021-05-27 10:40:12
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте