Przekazywanie informacji między torem i pojazdem

Urządzenia przekazywania informacji między torem i pojazdem umożliwiają kontrolę czujności oraz przekazywanie istotnych informacji dla maszynisty. Są niezastąpione na liniach dużych prędkości, gdzie widoczność sygnalizatorów przytorowych jest znacznie utrudniona. Urządzenia takie dzielą się na punktowe, gdzie informacja przekazywana jest w danym punkcie toru, oraz liniowe, umożliwiające ciągłą komunikację na pewnym odcinku (współpracujące zwykle z sygnalizacją kabinową). Informacja przekazywana jest z toru do pojazdu i zawiera instrukcje dotyczące dalszej jazdy, tzn. prędkości, sytuacji ruchowej na następnych odstępach, a niekiedy także informacje o profilu linii itp. System może kontrolować reakcję maszynisty i w razie niebezpieczeństwa rozpocząć hamowanie awaryjne. Istnieją także urządzenia które automatycznie prowadzą na tej zasadzie pociąg poruszający się bez maszynisty - rozwiązania takie stosowane są na niektórych liniach metra. W bardziej zaawansowanych systemach informacja przekazywana może być także z lokomotywy do urządzeń zewnętrznych, np. o chwilowej prędkości i precyzyjnym położeniu składu.

Koncepcja urządzeń ETCS (European Train Control System) na poziomie 3 zakłada zastosowanie takich rozwiązań do prowadzenia ruchu w tzw. odstępie ruchomym, gdzie nie istnieją tradycyjne sygnalizatory, odstępy blokowe a nawet urządzenia kontroli niezajętości na szlakach. Centrum sterowania zbiera dokładne informacje o sytuacji ruchowej (np. długość wolnego odcinka przed pociągiem) i na podstawie ich analizy przekazuje instrukcje dotyczące dalszej jazdy, co znacznie zwiększa przepustowość. System taki wymagać będzie jednak specjalnego wyposażenia pociągów (urządzenia kontroli ciągłości składu) i prawdopodobnie zastosowany zostanie przedewszystkim na wydzielonych liniach, np. szybkiego ruchu.

Elektromagnes torowy

Elektromagnesy torowe są przykładem urządzeń o działaniu punktowym. Służą do przekazywania sygnałów do pojazdu trakcyjnego zbliżającego się do miejsca niebezpiecznego (np. semafora). Zasada działania elektromagnesu torowego polega na sprzężeniu indukcyjnym obwodów rezonansowych dostrojonych do odpowiedniej częstotliwości, umieszczonych w elektromagnesie przytorowym (rezonatorze) oraz w generatorze w pojeździe trakcyjnym, co jest wykrywane i wywołuje odpowiednie reakcje w pojeździe. Elektromagnes może być niezależny (bierny) lub uzależniony od wskazań sygnalizatora (czynny). Systemy wykorzystujące elektromagnesy torowe dzielą się na jedno, dwu oraz trzypunktowe.

Urządzenia SHP

Elektromagnes SHP

Przykładem elektromagnesu biernego jest stosowany na PKP elektromagnes SHP (system jednopunktowy). Układy przytorowy oraz w pojeździe trakcyjnym dostrojone są do częstotliwości 1000Hz. Przejazd nad elektromagnesem powoduje wzbudzenie układów ostrzegania (sygnał optyczny i następnie akustyczny w kabinie) i - w przypadku braku reakcji maszynisty - powoduje samoczynne zahamowanie pociągu. Elektromagnesy SHP stosowane są 200m przed semaforami/tarczami ostrzegawczymi.

Urządzenia PZB

Elektromagnes czynny zapewnia większą kontrolę czujności maszynisty i znalazł zastosowanie w wielu systemach w różnych zarządach. Przykładem jest trzypunktowy system PZB (Punktförmige Zugbeeinflussung) stosowany na kolejach niemieckich (DB). Układ ten składa się z trzech elektromagnesów dostosowanych do różnych częstotliwości i włączanych zestykiem w zależności od wskazania sygnalizatora. Pierwszy elektromagnes umieszczany jest przy tarczy ostrzegawczej (lub przy semaforze pełniącym jej funkcję), drugi ok. 200m przed semaforem, trzeci - bezpośrednio przy semaforze.

Jeżeli tarcza wskazuje sygnał ostrzegający, znajdujący się przy niej elektromagnes zostaje dostrojony do częstotliwości 1000Hz i powoduje wzbudzenie odpowiedniego układu w pojeździe trakcyjnym. Po potwierdzeniu czujności w przeciągu 4 sekund od przejazdu nad elektromagnesem (w przeciwnym wypadku od razu włączane jest awaryjne hamowanie) na pulpicie pojazdu trakcyjnego zapalana jest żółta kontrolka i przez pewien czas kontrolowana jest prędkość pociągu - jeżeli maszynista nie rozpocznie hamowania w określonym czasie, włączane zostaje hamowanie nagłe. Sposób kontroli zależy od kategorii pociągu (wybieranej przełącznikiem w lokomotywie) oraz wersji urządzeń - w starszych prędkość kontrolowana była jednorazowo po upływie określonego czasu, w nowszych kontrola ma charakter ciągły (nieprzekraczanie prędkości określonej krzywą hamowania). System rozróżnia trzy kategorie pociągów - O, M, U (oberen, mittleren, unteren - wysoka, średnia i niska; pociągi pospieszne, osobowe i towarowe).

W drugim punkcie (500Hz) w przypadku sygnału "stój" następuje zapalenie lampki czerwonej i kolejna kontrola prędkości - i w razie przekroczenia włączenie hamowania.

Trzeci elektromagnes (2000Hz) powoduje włączenie hamowania w razie przejechania semafora wskazującego sygnał "stój". W razie potrzeby jazdy obok semafora wskazującego sygnał "stój" (jazda na rozkaz, manewry) używany jest przycisk rozkazu (Befehl), który umożliwia przejazd obok semafora wskazującego "stój" z prędkością do 45 km/h. Po użyciu przycisku rozkazu zapala się lampka koloru białego a czynność rejestrowana jest na tachografie.

Urządzenia o działaniu ciągłym

Urządzenia o działaniu ciągłym umożliwiają ciągły przekaz informacji do pojazdu trakcyjnego na pewnym odcinku. Zasada działania takich urządzeń polega na indukowaniu pola magnetycznego przez odpowiednio zasilany obwód torowy lub specjalną pętlę indukcyjną umieszczoną między tokami szynowymi. Sygnał może być generowany prądem o różnych częstotliwościach lub kodowany cyfrowo. Urządzenia o działaniu ciągłym stosowane są najczęściej na liniach z samoczynną blokadą liniową i przekazują informacje o wskazaniach następnych sygnalizatorów oraz stanie kolejnych odstępów. Wskazania wyświetlane są w kabinie, na sygnalizatorze kabinowym. Tak samo jak w przypadku urządzeń o działaniu punktowym, stosuje się zwykle automatyczną kontrolę nieprzekraczania zadanej prędkości i w razie niebezpieczeństwa hamowanie nagłe.

Przykładowy kształt pętli indukcyjnych

Urządzenia LVZ

Przykładem sygnalizacji kabinowej opartej urządzeniach o działaniu ciągłym jest system LVZ (Liniový Vlakový Zabezpečovač) stosowany na kolejach czeskich (ČD). Sygnał o częstotliwości 75Hz nadawany jest przez układ znajdujący się zwykle przy semaforze w obwód torowy, odbierany przez odbiorniki zainstalowane w lokomotywie, dekodowany i wyświetlany na sygnalizatorze kabinowym. Poszczególne sygnały otrzymywane są poprzez modulowanie częstotliwości w zakresie 0.9 - 5.4 Hz.

Sygnalizator kabinowy LVZ zainstalowany w EU07-477 (przystosowanej do jazdy na terenie ČD)

czerwone (0.9 Hz)
semafor wskazuje "stój"
czerwone pulsujące (0.9 Hz, sygnał przerywany)
kolejny semafor za najbliższym wskazuje "stój", przy czym jego odległość od poprzedniego jest mniejsza od drogi hamowania
żółty krążek (1.8 Hz)
semafor wskazuje obniżenie prędkości
żółte (3.6 Hz)
semafor wskazuje ostrzeżenie lub nakazuje jazdę z zadaną prędkością
zielone (5.4 Hz)
semafor wskazuje sygnał "wolna droga"

Podczas jazdy po szlaku niekodowanym lub podczas dojeżdżania do sygnalizatora wskazującego "stój" lub ograniczenie prędkości (czerwone/żółty krążek) maszynista musi co ok. 20s wciskać przycisk czuwania. Jeżeli przycisk czuwania nie zostanie wciśnięty, najpierw włączony zostanie alarm dźwiękowy, a następnie dojdzie do nagłego zahamowania składu. Wciskanie przycisku czuwania nie jest wymagane podczas hamowania. Potwierdzeniem wciśnięcia przycisku czuwania jest świecenie się dodatkowej, niebieskiej kontrolki na sygnalizatorze kabinowym.

D1 - Instrukcja sygnalizacji na ČD
Program wyświetlający wskazania sygnalizatorów przytorowych i kabinowych ČD

10.06.2008:

modernizacja SRK
w Wadowicach

DH2-3204 (NL)