Usprawnianie sygnalizacji kolejowej za pomocą zaawansowanych systemów liczenia osi
W dziedzinie zapewniania płynnej, bezpiecznej i wydajnej pracy systemy kolejowe polegają na różnorodnych technologiach. Kluczową rolę odgrywają pod tym względem systemy liczenia osi oraz systemy oparte na obwodach torowych. Obie te technologie służą podstawowemu celowi, jakim jest monitorowanie i wykrywanie ruchu pociągów; jednakże to liczniki osi stały się preferowanym wyborem operatorów na całym świecie. Wynika to w dużej mierze z szeregu funkcji i korzyści związanych z tą technologią, takich jak wysoki poziom niezawodności, dostępności i bezpieczeństwa w porównaniu z systemami opartymi na obwodach torowych.
Obwody torowe: konwencjonalna metoda kontroli niezajętości toru
Z uwagi na prostotę działania technologia obwodów torowych od dziesięcioleci stanowi podstawę kolejowych systemów sygnalizacyjnych. Zasadniczo polega ona na użyciu torów kolejowych do zamknięcia obwodu elektrycznego. W typowej konfiguracji prąd elektryczny o niskim napięciu jest wysyłany przez jedną szynę i odbierany przez drugą, przy czym poszczególne sekcje torowe są oddzielone izolowanym połączeniem lub szczeliną. Sekcje te podłączone są do źródła zasilania na jednym końcu oraz przekaźnika lub odbiornika detekcji na drugim. Źródło zasilania stale przesyła prąd o niskim napięciu przez jedną szynę, a ten z kolei wraca drugą szyną do odbiornika, zamykając w ten sposób obwód.
Gdy w sekcji torowej nie ma pojazdu, prąd płynie nieprzerwanie przez szyny do odbiornika, co wskazuje, że sekcja jest wolna. W momencie pojawienia się pojazdu jego osie, wykonane z przewodzącego metalu, wypełniają lukę między dwiema szynami, tworząc zwarcie. Powoduje to przekierowanie prądu do odbiornika przez osie pociągu zamiast przez szyny. Fakt przekierowania prądu powoduje odłączenie zasilania przekaźnika na końcu obwodu, co sygnalizuje zajętość sekcji torowej.
Systemy liczenia osi i ich zastosowanie na całym świecie
Liczniki osi wykorzystuje się w sygnalizacji kolejowej do rozmaitych celów — zwłaszcza w przypadkach zapotrzebowania na wysoce niezawodne i dostępne systemy kontroli niezajętości toru. Ze względu na ogólną wydajność oraz wysoką niezawodność i dostępność liczniki osi stały się trzonem nowoczesnej sygnalizacji kolejowej. W odróżnieniu do obwodów torowych technologia liczenia osi polega na wykorzystaniu czujników indukcyjnych, które wykrywają koła pojazdu mijające wyznaczony punkt na torze. Za każdym razem, gdy koło mija czujnik, generowany jest sygnał, który następnie zostaje przesłany do jednostki przetwarzania w celu dalszego wykorzystania.
Jak sama nazwa wskazuje, liczenie osi polega na liczeniu osi pojazdu szynowego wkraczającego w obręb obwodu licznikowego. Gdy oś pojazdu mija punkt detekcji, system liczenia zwiększa odczyt licznika obwodu o jedną oś. Z kolei gdy oś pojazdu przekracza punkt detekcji na wylocie obwodu, system zmniejsza odczyt o jedną oś. Procedura ta działa w obu kierunkach. Jeśli zliczona liczba osi wjeżdżających jest równa liczbie osi wyjeżdżających, sekcję uznaje się za wolną. Jeśli jednak liczba osi wjeżdżających przewyższa liczbę osi wyjeżdżających, sekcja oznaczana jest jako zajęta. W przypadku liczby ujemnej lub wystąpienia błędu zgłaszana jest usterka. System domyślnie przechodzi wówczas w stan bezpieczny, oznaczając sekcję jako zajętą do czasu usunięcia błędu.
Jedną z głównych zalet liczników osi w porównaniu z systemami opartymi na obwodach torowych są zaawansowane funkcje i opcje, znacznie wykraczające poza zakres standardowych danych kontroli niezajętości toru. Obejmują one takie informacje, jak kierunek jazdy, liczba osi, prędkość i dane diagnostyczne. Ze względu na ogólną wydajność i zaawansowane funkcje nowoczesne rozwiązania z dziedziny liczenia osi stanowią kluczową część systemów sygnalizacyjnych i infrastruktury kolejowej na całym świecie.
Zaawansowany Licznik Osi Frauscher (FAdC®) jako najnowocześniejszy system liczenia osi
Zastosowania interfejsy licznika FAdC®
Zaawansowany Licznik Osi Frauscher (FAdC®) to powszechnie uznany system liczenia osi produkowany przez firmę Frauscher Sensor Technology. Od momentu wejścia na rynek licznik FAdC® znajduje zastosowanie w wielu projektach na całym świecie za sprawą ogromnych korzyści, jakie przynosi operatorom. FAdC® stanowi doskonały punkt wyjściowy do spełniania specyficznych wymagań klientów i rynku, zgodnie z najbardziej rygorystycznymi normami bezpieczeństwa określonymi przez standard SIL 4. To z kolei sprawia, że system ten jest idealnym wyborem do kluczowych zastosowań, takich jak ochrona przejazdów kolejowych czy kontrola niezajętości toru. Ponadto fakt, że system nie wymaga umieszczania w przytorowej puszce kablowej elementów elektronicznych, oznacza ograniczenie bezpośredniego wpływu środowiska na jego działanie, co sprzyja minimalizacji wymagań w zakresie utrzymania oraz złożoności przy jednoczesnym obniżeniu kosztów.
Jeśli chodzi o integrację z systemami wyższego rzędu, FAdC® gwarantuje elastyczność architektury za sprawą szerokiej gamy rozwiązań interfejsowych umożliwiających bezproblemowe dopasowanie do istniejącej infrastruktury. FAdC®oferuje trzy opcje: interfejs przekaźnikowy, interfejs transoptorowy i interfejs Ethernet. Licznik FAdC® zawiera interfejs przekaźnikowy z kartą IO-EXB, za pośrednictwem którego możliwy jest bezpieczny przesył danych z dwóch obwodów licznikowych i połączenie ich z systemem nadrzędnym, takim jak nastawnica przekaźnikowa. Co więcej, dzięki karcie komunikacyjnej licznik FAdC® dysponuje również najnowocześniejszym interfejsem Ethernet, obsługującym wiele bezpiecznych protokołów, takich jak Frauscher Safe Ethernet, protokoły dedykowane oraz EULYNX. W ramach inicjatywy EULYNX licznik FAdC® udostępnia ujednolicony, standardowy interfejs dla systemów sygnalizacyjnych.
Szeroki zakres opcji konfiguracyjnych
Elastyczność i skalowalność licznika FAdC® umożliwia również dostosowanie systemu do konkretnych wymagań projektowych w celu zapewnienia najbardziej wydajnej i opłacalnej realizacji projektu, z utworzeniem w pełni zdecentralizowanej architektury włącznie. Skalowalność licznika FAdC® jest jedną z najistotniejszych zalet tego systemu, obejmującą szereg korzyści technicznych i ekonomicznych w zakresie ograniczania złożoności systemu oraz niskich kosztów utrzymania i konfiguracji.
W sferze obsługi kolei decentralizacja architektury znacząco poprawia solidność i skalowalność systemu. W przeciwieństwie do systemów scentralizowanych, gdzie pojedyncza awaria może prowadzić do rozległych zakłóceń, architektura zdecentralizowana zapewnia rozłożenie funkcji sygnalizacyjnych na wiele połączonych ze sobą węzłów. Taka konfiguracja pozwala na utrzymanie działania sieci kolejowej nawet wtedy, gdy w jednej części systemu wystąpią problemy, co zwiększa ogólną niezawodność i skraca czas przestojów. W każdej lokalizacji z licznikiem FAdC® można dodać dowolną liczbę punktów detekcji. Zdecentralizowane lokalizacje FAdC® można następnie ze sobą połączyć za pomocą sieci telekomunikacyjnej, np. światłowodowej. Możliwe jest również ich połączenie ze strukturą scentralizowaną. Rozwiązanie to często przekłada się na istotne korzyści w postaci uproszczonej architektury sieci, mniejszej ilości okablowania oraz niższych kosztów projektu.
Inteligentne funkcje
Choć licznik FAdC® już nie ma sobie równych pod względem niezawodności i dostępności, uwzględniliśmy w nim jeszcze kilka innowacyjnych funkcji zapewniających najwyższą wydajność.
Jedną z nich jest układ sterowania punktem liczącym (CHC), cechujący się wysoką konfigurowalnością umożliwiającą dostosowanie do wymagań każdego projektu. Główną funkcją CHC jest zapobieganie generowaniu błędów zliczania i komunikatów o usterkach wynikających z zakłóceń spowodowanych czynnikami zewnętrznymi. Obejmuje to między innymi takie czynniki jak ruch drogowy, metalowe przedmioty lub zanieczyszczenia na powierzchni torów, a wszystkie one mogą skutkować błędnymi naliczeniami.
Dzięki układowi CHC punkty liczące można przełączyć w tryb gotowości, gdy przyległe obwody licznikowe są wolne, aby uniknąć zakłóceń mogących generować błędy. Ponadto liczbę tłumionych zakłóceń lub fałszywych wykryć można dowolnie skonfigurować, co oznacza, że obwód zostanie uznany za zajęty dopiero po osiągnięciu ustawionego progu. Gdy pojazd najeżdża na jeden z przyległych obwodów licznikowych, tłumienie zostaje natychmiast zdezaktywowane, umożliwiając normalną detekcję pojazdu zgodnie z wymaganiami SIL 4.
Podobnie jak CHC funkcja sekcji nadzorującej (STS) stanowi szczególną cechę rozwiązania FAdC®, zaprojektowaną w celu zwiększenia dostępności operacji kolejowych. STS to zautomatyzowany proces korekcji błędów, dzięki któremu w przypadku wystąpienia błędu na torze system jest w stanie automatycznie się wyzerować bez konieczności czasochłonnej interwencji manualnej.
Zasadą działania systemu STS jest sparowanie indywidualnych obwodów licznikowych z sekcją nadzorującą. Jeżeli występuje błąd w obwodzie, lecz odpowiadająca mu sekcja nadzorująca jest wolna, system automatycznie wykonuje zerowanie. Analogicznie, pobudzona sekcja nadzorująca zostaje wyzerowana, jeśli odpowiadające jej obwody licznikowe w ramach tej sekcji są wolne.
Układ, w którym punkty liczące na obwodach licznikowych są sparowane z sekcjami nadzorującymi, jest wysoce konfigurowalny i łatwy do dostosowania do konkretnych potrzeb i wymagań projektu. Rozwiązanie STS jest w pełni zgodne ze standardem SIL 4 i może być wykorzystywane w wielu zastosowaniach, m.in. do kontroli niezajętości toru. W efekcie oferuje zwiększony poziom dostępności przy jednoczesnym zachowaniu najwyższego poziomu bezpieczeństwa.
Te dwie funkcje są namiastką szerokiej gamy innowacyjnych i wydajnych udogodnień, umożliwiających integratorom i operatorom uproszczenie obsługiwanych systemów i procedur operacyjnych.
Ponieważ FAdC® stanowi podstawę systemów liczenia osi firmy Frauscher, klienci otrzymują korzyść w postaci ciągłych ulepszeń i nowych rozwiązań o krótkim cyklu innowacji.
![Frauscher Logo Frauscher Logo](/Blog/Autoren/image-thumb__4378__author-img/frauscher-logo.jpg)