Systemy sterowania ruchem kolejowym na polskich torach – niektóre urządzenia mają kilkadziesiąt lat

Automatyka sterowania ruchem kolejowym w Polsce stanowi konglomerat rozwiązań pochodzących z różnych epok, począwszy od okresu międzywojennego. Na kolei, oprócz urządzeń elektrycznych i sterowanych mikroprocesorowo, wciąż można spotkać urządzenia o napędzie mechanicznym.

Z biegiem lat ten stan rzeczy będzie ulegał zmianie, zabytki trafią do muzeów, zastąpią je nowoczesne systemy sterowane komputerowo. Polska kolej jest modernizowana, widać to doskonale na przykładzie Centralnej Magistrali Kolejowej czy linii Kraków–Rzeszów. Jednak większość dróg kolejowych o znaczeniu lokalnym, stacji i górek rozrządowych musi cierpliwie czekać na swoją kolej, utrzymywana przy życiu przez automatyków.

Systemy mechaniczne

Na początku były zwrotnice i sygnalizatory mechaniczne, sterowane ręcznie przy pomocy dźwigni albo korby umieszczonej przy urządzeniu. Ułożenie przebiegu dla pociągu wymagało obejścia wszystkich urządzeń. Później zaczęto centralizować sterowanie: zwrotnice i sygnalizatory, wciąż mechaniczne, były uruchamiane z nastawni za pośrednictwem pędni i linek. Nadal ręcznie, ale już bez potrzeby obchodzenia wielu punktów.

Systemy elektryczne

Kolejnym etapem rozwoju urządzeń sterowania ruchem były urządzenia suwakowe (elektromechaniczne). Realizacja zależności odbywa się w nich nadal przede wszystkim mechanicznie, ale napędy zwrotnic i semaforów kształtowych są już elektryczne. Po nich przyszła kolej na urządzenia elektryczne (przekaźnikowe). W tym przypadku wszystkie urządzenia, sterowane z nastawni, mają napęd elektryczny. Stosowana jest wyłącznie sygnalizacja świetlna. Zależności są tworzone przy pomocy obwodów elektrycznych, powiązanych ze sobą przekaźnikami.

Najpopularniejszymi urządzeniami tego typu w PKP są urządzenia E1, oparte częściowo na przekaźnikach elektronicznych IZH111 (nazywane również E2) i półblokowe PB. Przy okazji modernizacji nastawni, wyposażonych w urządzenia elektryczne, często zastępuje się klasyczne pulpity komputerami, wyposażonymi w wyspecjalizowane oprogramowanie. Wszystkie informacje dotyczące ustawienia zwrotnic i sygnałów są wyświetlane na monitorach, a sterowanie odbywa się przy pomocy klawiatury i myszki. Na wielu stacjach i bocznicach można spotkać urządzenia typu OSA-H i nowsze, OSA-H2, będące rozwinięciem systemu OSA.

System OSA-H2, produkowany przez Krakowskie Zakłady Automatyki S.A., jest przeznaczony do sterowania ruchem kolejowym na bocznicach i stacjach. Kompaktowa budowa i wykorzystanie małogabarytowych przekaźników JRF z podtrzymaniem magnetycznym, zasilanych napięciem 48 V, sprawiają, że urządzenia są energooszczędne i stosunkowo niewielkie. Można je zainstalować w istniejących obiektach nastawni albo w kontenerach. Dyżurny ruchu obsługuje system przy pomocy komputerowego pulpitu nastawczego, który prezentuje pełną informację o stanie urządzeń srk na stacji. System jest wyposażony w dwa komputery, z których jeden jest wykorzystywany do bieżącego sterowania, a drugi pełni funkcję „gorącej” rezerwy i przejmuje sterowanie w przypadku awarii pierwszego komputera.

Na ekranie komputera jest wyświetlany schemat torów stacyjnych wraz ze zwrotnicami i semaforami. Stan urządzeń, utwierdzenie przebiegu itp. są sygnalizowane przez zmianę koloru symboli, co ułatwia błyskawiczną ocenę sytuacji.

Program komputerowy wspomaga pracę dyżurnego ruchu między innymi w ten sposób, że automatycznie wycofuje z listy dostępnych poleceń te, których w danym przypadku nie można wykonać. Dzięki temu unika się pomyłek i oszczędza czas, który należałoby poświęcić na wycofywanie błędnych dyspozycji. Przebieg pociągowy może być ustawiany indywidualnie – przez przestawienie zwrotnic wchodzących w drogę przebiegu, albo przebiegowo – przez wpisanie kolejno nazw semaforów początkowego i końcowego.

Oprogramowanie posiada funkcję „czarnej skrzynki”, wyświetla na ekranie i rejestruje na dysku wszystkie zdarzenia systemowe: czynności wykonywane przez dyżurnego oraz ewentualne komunikaty o błędach i nieprawidłowościach w działaniu urządzeń.

Który rodzaj transportu najmniej niszczy nasze środowisko?

ERTMS (European Rail Traffic Management System)

Od kilku lat na polskich kolejach przygotowywany jest grunt pod prawdziwą rewolucję w sterowaniu ruchem pociągów. Zgodnie z podpisanymi umowami międzynarodowymi, jesteśmy zobowiązani do wdrożenia Europejskiego Systemu Zarządzania Ruchem Kolejowym (European Rail Traffic Management System). System ten składa się z dwóch zasadniczych komponentów: ETCS (European Train Control System) oraz GSM-R. ETCS jest systemem kontroli ruchu pociągów, GSM-R to, jak wspomniano wcześniej, standard cyfrowej łączności radiowej umożliwiającej przesyłanie głosu i danych.

ETCS może być wdrażany na jednym z trzech poziomów. Poziom pierwszy jest najłatwiejszy i najtańszy do realizacji, ale korzyści ograniczają się do poprawy bezpieczeństwa pojedynczych pociągów, bez zmiany przepustowości szlaków kolejowych. ETCS wdrożony na poziomie trzecim umożliwia bezpieczne zmniejszenie odstępów pomiędzy pociągami na szlaku, a tym samym znaczne zwiększenie przepustowości.

Dla maszynisty ETCS oznacza również powtarzanie sygnałów nadawanych przez sygnalizatory na wyświetlaczu w kabinie. Dzięki temu znacznie zmniejsza się ryzyko przeoczenia sygnału, bo informacja o sygnale nadawanym przez następny sygnalizator jest widoczna zanim pociąg się do niego zbliży. Dzięki temu pociąg poruszający się z prędkością do 160 km/h może prowadzić jeden maszynista. Na marginesie warto przypomnieć, że powtarzanie sygnałów w kabinie nie jest nowinką. Podobny system, oparty na rozwiązaniach znacznie starszych niż ETCS, od lat działa w Republice Czeskiej.

Wdrożenie ETCS i innych nowoczesnych systemów jest konieczne z kilku powodów. Po pierwsze, dzięki tym inwestycjom prowadzenie ruchu pociągu będzie o wiele bezpieczniejsze. Po drugie, ETCS umożliwi prowadzenie pociągów z prędkością większą niż 160 km/h. Po trzecie, ETCS i GSM-R sprawią, że polska sieć kolejowa, a przynajmniej ważniejsze jej odcinki, stanie się interoperacyjna. Po ujednoliceniu przepisów, procedur i sygnalizacji na polskie tory będą mogły bez przeszkód wjeżdżać pociągi ciągnięte przez lokomotywy zagranicznych przewoźników kolejowych.

Specyfika rynku

Zróżnicowanie urządzeń występujących na polskich kolejach sprawia, że od utrzymujących je ludzi wymaga się szczególnych umiejętności. Automatycy muszą mieć bardzo rozległe kwalifikacje. Powinni radzić sobie z systemami mechanicznymi, elektromechanicznymi i sterowanymi przy pomocy mikrokontrolerów.

Niecodzienne są również wymagania stawiane dostawcom urządzeń i systemów SRK. Ponieważ nie ma mowy o kompleksowej, szybkiej wymianie wszystkich urządzeń starszych generacji na nowoczesne systemy, szansę na sukces mają firmy potrafiące podejść elastycznie do potrzeb klienta. Takie, które chcą i potrafią zaprojektować i wyprodukować krótkie serie podzespołów zastępujących nieosiągalne elementy, wyprodukowane w latach 70. i 80. XX w.

Fot. Shutterstock.com
Pełna treść artykułu została opublikowana w magazynie „KZA Express”.