UNIVERZITA PARDUBICE DOPRAVNÍ FAKULTA JANA PERNERA KATEDRA ELEKTROTECHNIKY, ELEKTRONIKY A ZABEZPEČOVACÍ TECHNIKY V DOPRAVĚ
AUTOMATICKÉ STAVĚNÍ VLAKOVÝCH CEST
DIPLOMOVÁ PRÁCE
AUTOR PRÁCE: VEDOUCÍ PRÁCE:
Jan Kirschner Ing. Josef Vopálenský
2006
UNIVERSITY OF PARDUBICE JAN PERNER TRANSPORT FACULTY DEPARTMENT OF ELECTRICAL AND ELECTRONICAL ENGINEERING AND SIGNALLING IN TRANSPORT
AUTOMATIC ROUTE SETTING SYSTEM THESIS
AUTHOR: Jan Kirschner SUPERVISOR: Ing. Josef Vopálenský
2006
Prohlašuji: Tuto práci jsem vypracoval samostatně. Veškeré literární prameny a informace, které jsem v práci využil, jsou uvedeny v seznamu použité literatury.
Byl jsem seznámen s tím, že se na moji práci vztahují práva a povinnosti vyplývající ze
zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, zejména se
skutečností, že Univerzita Pardubice má
právo na uzavření licenční
smlouvy o užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona, a s tím, že pokud dojde k užití této práce mnou nebo bude poskytnuta licence o užití
jinému subjektu, je Univerzita Pardubice
oprávněna ode mne požadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů, které na vytvoření díla vynaložila, a to podle okolností až do jejich skutečné výše.
Souhlasím s prezenčním zpřístupněním své práce v Univerzitní knihovně Univerzity Pardubice.
V Pardubicích dne 1. 5. 2006 Jan Kirschner
Tímto bych rád poděkoval Ing. Josefovi Vopálenskému z firmy AŽD Praha s.r.o., který mi poskytl potřebné podkladové materiály, odborné připomínky a hlavně věnoval svůj čas.
SOUHRN Stavění vlakových cest je proces, při kterém je přiřazena určitá část kolejiště pro jízdu konkrétního vlaku. Tento proces v sobě zahrnuje jednak práci
obsluhy
–
určení
parametrů
cesty
a
jejich
zadání
do
zabezpečovacího zařízení, a dále pak činnost zabezpečovacího zařízení, které zajistí samotné postavení vlakové cesty a bezpečnou jízdu vlaku po ní. Náplní této diplomové práce je navrhnout systém, který by na základě známých a pravidelných vstupních parametrů zastoupil lidskou obsluhu a její práci při definování a zadávání parametrů jednotlivých vlakových cest. Pro návrh systému automatického stavění vlakových cest jsou k dispozici existující zařízení, která jsou k stavění cest dnes používána. Systém automatického stavění vlakových cest redukuje obsluhu několika zařízení na
obsluhu
jednoho,
které
bude
nepravidelností a nestandardních situací.
obsluhováno
pouze
v případě
ABSTRACT Route settings is a technologikal process, which allocate a part of track to the one train. This process contains two parts. At first work of human oparator, who dedicate the parameters of the route and their enterig into interlocking plant. And the second, operation of interlocking plant, which attach setting of the route. This diploma thesis is intended design system, which can substitute part of human work in route settings process. This „Automatic route setting systém“ (ARSS) should defines and sets parameters of separate train routes. There are three present systems using to route setting, which can be used for designe the ARSS. The ARSS can work fully automaticly, except of substandard and irregular situations.
ÚVOD …………………………………………………………………………….9
1.
2.
3.
STAVĚNÍ VLAKOVÝCH CEST.............................................................. 10 1.1.
DEFINOVÁNÍ VLAKOVÉ CESTY.................................................... 10
1.2.
DEFINICE VLAKOVÉ CESTY PŘEDPISEM D2 .................................... 10
1.3.
DEFINOVÁNÍ VLAKOVÉ CESTY NORMOU PRO ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ
1.4.
POSTAVENÍ VLAKOVÉ CESTY .................................................................. 11
PROSTŘEDKY ZABEZPEČENÍ VLAKOVÉ CESTY ......................... 12 2.1.
ZABEZPEČENÍ VLAKOVÉ CESTY .............................................................. 12
2.2.
ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ ..................................................................... 12
SZZ TYPU ESA 11 ..................................................................................... 14 3.1.
4.
6.
TECHNICKÉ SPECIFIKACE ZAŘÍZENÍ ESA 11 ............................................ 14
JOP ............................................................................................................... 15 4.1.
JEDNOTNÉ OVLÁDÁNÍ ZABEZPEČOVACÍCH ZAŘÍZENÍ .............................. 15
4.2.
ZÁKLADNÍ ZADÁVACÍ JEDNOTKY JOP .................................................... 15
4.3.
INDIKAČNÍ ČÁST JOP ............................................................................... 16
4.4.
OBSLUHA JOP
4.5.
BEZPEČNÉ INDIKACE .............................................................................. 18
4.6.
POVINNĚ DOKUMENTOVANÝ ÚKON ........................................................ 18
4.7.
ČÍSLA VLAKŮ
4.8.
STAVĚNÍ VLAKOVÉ CESTY POMOCÍ JOP
4.9.
POUŽITÍ JOP PRO OVLÁDÁNÍ ZAB. ZAŘÍZENÍ........................................... 19
4.10. 5.
11
......................................................................................... 17
......................................................................................... 18 ................................................. 19
ZÁKLADNÍ PRVKY ZAB. ZAŘÍZENÍ A JEJICH ZOBRAZOVÁNÍ V
JOP....... 20
GRAFICKO-TECHNOLOGICKÁ NADSTAVBA................................. 22 5.1.
CHARAKTERISTIKA GTN ....................................................................... 22
5.2.
SPOLUPRÁCE GTN SE ZABEZPEČOVACÍM ZAŘÍZENÍM ............................... 22
5.3.
STRUKTURA GTN .................................................................................... 23
5.4.
MOŽNOSTI POUŽITÍ SYSTÉMU GTN .......................................................... 24
SYSTÉM AUTOMATICKÉHO STAVĚNÍ VLAKOVÝCH CEST ...... 28 6.1.
MOTIVACE PRO ASVC .............................................................................. 28
7.
6.2.
VSTUPNÍ PODMÍNKY PRO SYSTÉM ASVC .................................................. 28
6.3.
PROSTŘEDKY POUŽITELNÉ PRO SYTÉM ASVC .......................................... 29
6.4.
NÁVRH ASVC .......................................................................................... 29
6.5.
PŘÍMÉ OVLÁDÁNÍ ZABEZPEČOVACÍHO ZAŘÍZENÍ .................................... 30
6.6.
NEPŘÍMÉ OVLÁDÁNÍ ZABEZPEČOVACÍHO ZAŘÍZENÍ ................................ 31
ROZHODOVACÍ PRAVOMOCE SYSTÉMU ASVC............................ 31 7.1.
ZÁKLADNÍ MODEL OBSLUHY POMOCÍ ASVC.......................................... 32
7.2.
SOUČINNOST SYSTÉMU ASVC S RUČNÍ OBSLUHOU .................................. 32
7.3.
UVAŽOVANÉ STAVY PRO SYSTÉM ASVC .................................................. 33
7.4.
ROZHODOVACÍ ÚROVNĚ SYSTÉMU ASVC
7.5.
DOPRAVNÍ STAVY SYSTÉMU ................................................................... 34
................................................ 33
7.5.1.
Krajní dopravna řízené oblasti ..................................................... 34
7.5.2.
Ovládání traťového zabezpečovacího zařízení (TZZ)................... 35
7.5.3.
Odjezdy na trať bez TZZ ............................................................... 36
7.5.4.
Vjezdová cesta na obsazenou dopravní kolej................................ 37
7.5.5.
Část dopravny předaná na místní obsluhu ................................... 38
7.5.6.
Boční ochrana............................................................................... 40
Dalším typickým příkladem boční ochrany je výkolejka na vlečkové, nebo odstavné koleji. ............................................................................................. 40 7.5.7. 7.6.
Výluky a bezpečnostní štítky.......................................................... 41
ČINNOST SYSTÉMU ASVC PŘI PORUCHÁCH ZABEZPEČOVACÍHO ZAŘÍZENÍ 43
7.6.1.
Porucha kolejového obvodu.......................................................... 43
7.6.2.
Ztráta kontroly polohy výhybky .................................................... 44
7.6.3.
Porucha navazujícího přejezdového zabezpečovacího zařízení
(PZZ)
45
7.6.4.
Porucha navazujícího traťového zabezpečovacího zařízení (TZZ) 46
7.7.
DALŠÍ MOŽNOSTI VYUŽITÍ SYSTÉMU ASVC........................................... 46
7.8.
POUŽITÍ SYSTÉMU ASVC V PODMÍNKÁCH ČD....................................... 48
ZÁVĚR………………………………………………………………………..49
ÚVOD V diplomové
práci
se
budu
zabývat
možností
definovat
systém
automatického stavění vlakových cest. Tento systém by měl převzít některé rutinní a pravidelné úkony lidské obsluhy zabezpečovacích zařízení pro drážní dopravu. V práci bude definován pojem „vlaková cesta“ ve vztahu k dopravnímu zaměstnanci (obsluze zabezpečovacího zařízení) a ve vztahu k vlastnímu zabezpečovacímu zařízení (pro účely zabezpečení jízdy vlaků). Dále se práce zaměří na popis existujících zařízení a systémů, které se v současné době používají pro řízení, organizování a zabezpečení jízd vlaků v síti Českých drah. Na základě těchto zařízení pak bude navržen samotný systém automatického stavění vlakových cest. Další částí dokumentu bude popis činnosti systému ASVC a rozbor předpokládaných situací a konfliktních stavů, ke kterým může dojít při provozu. Budu se zabývat návrhem řešení konfliktů zařízení ať už v automatickém režimu, kdy by si zařízení mělo poradit s nastalou situací samo, tak ve spolupráci s lidskou obsluhou.
9
1. STAVĚNÍ VLAKOVÝCH CEST
1.1. DEFINOVÁNÍ VLAKOVÉ CESTY Vlaková cesta je obecně úsek kolejiště zajišťující bezpečnou jízdu jednoho konkrétního vlaku. Čili musí být bezpečným způsobem zajištěno, aby vlak, který obdržel povolení k jízdě na danou vlakovou cestu nebyl ohrožen jízdou jiného vlaku. Konkrétní vlaková cesta tedy musí být přesně definovaná a technickými prostředky zabezpečená. 1.2. DEFINICE VLAKOVÉ CESTY PŘEDPISEM D2 Z pohledu dopravního zaměstnance je vlaková cesta určeným úsekem kolejiště, který je vyhrazen pro jízdu (konkrétního) vlaku. Zpravidla bývá ohraničena hlavními návěstidly. Vlakovou cestu v dopravně s kolejovým rozvětvením definuje předpis pro organizování a provozování drážní dopravy ČD D2 následujícím způsobem: •
Vlaková cesta je úsek koleje v dopravně s kolejovým rozvětvením, určený pro danou jízdu vlaku
•
Vlakovou cestou u vlaku projíždějícího se rozumí úsek koleje mezi vjezdovým
návěstidlem
na
vjezdové
straně
a
vjezdovým
návěstidlem pro opačný směr jízdy vlaku na odjezdové straně •
Vlakovou cestou u vlaku odjíždějícího se rozumí úsek koleje od konce vlaku až po vjezdové návěstidlo pro opačný směr jízdy na odjezdové straně. Je-li mezi cestovým návěstidlem dovolujícím odjezd vlaku a vjezdovým návěstidlem pro opačný směr jízdy další hlavní návěstidlo (odjezdové nebo cestové), které platí pouze pro jednu kolej a zakazuje jízdu vlaku, končí vlaková cesta u tohoto návěstidla.
•
Vlakovou cestou u vjíždějícího a pravidelně zastavujícího vlaku se rozumí:
a) úsek koleje od vjezdového (cestového) návěstidla na vjezdové straně vlaku až k hlavnímu návěstidlu s návěstí zakazující jízdu vlaku, popř.
10
k červené desce nebo červenému terči s návěstí Stůj, nahrazující hlavní návěstidlo a upravené jako nepřenosné návěstidlo; tam, kde takové návěstidlo není nebo není přímo u koleje, anebo je umístěno za předním námezníkem, až k návěstidlu s návěstí Konec vlakové cesty, b) úsek koleje od vjezdového (cestového) návěstidla na vjezdové straně vlaku k zarážedlu kusé koleje. [1]
Průjezdová
vlaková
Vjezdová vlaková cesta Odjezdová vlaková cesta Obr. 1.2.1: schématické znázornění základních typů vlakových cest
1.3. DEFINOVÁNÍ
VLAKOVÉ
CESTY
NORMOU
PRO
ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ Z hlediska zabezpečovacího zařízení je možno pojem „Vlaková cesta“ definovat za pomoci normy TNŽ 342620 – Staniční a traťové zabezpečovací zařízení: zabezpečovacím zařízením zabezpečená jízda drážních vozidel, při které se zabezpečovací zařízení podílí na splnění předepsaných podmínek postavením jízdní cesty nebo zajištěním předepsaných podmínek pro jízdu vlaku traťovým oddílem či mezistaničním úsekem a vydáním příslušné dovolující návěsti [2] - zabezpečená jízda:
1.4. POSTAVENÍ VLAKOVÉ CESTY Vlakovou cestu staví obsluhující zaměstnanec obsluhou zabezpečovacího zařízení. Podle okamžité potřeby vyplývající z aktuální dopravní situace rozhoduje o postavení konkrétní cesty pro konkrétní vlak. Výsledkem procesu stavění vlakové cesty je vydání povolení k jízdě pro jeden
11
konkrétní vlak. Forma tohoto povolení je obecně závislá na technických prostředcích, použitých k zajištění bezpečnosti vlakové dopravy. 2. PROSTŘEDKY ZABEZPEČENÍ VLAKOVÉ CESTY 2.1. ZABEZPEČENÍ VLAKOVÉ CESTY Jak již bylo řečeno, vlaková cesta musí být pro konkrétní vlak zabezpečena tak, aby nemohlo dojít k jejímu narušení nebo ohrožení jinou vlakovou (nebo posunovou) cestou. Z hlediska možných škod, ke kterým by mohlo dojít při chybném vydání povolení k jízdě, je nutno na proces stavění vlakových cest nahlížet jako na tzv. kritický proces. Celý systém stavění vlakových cest tedy musí vykazovat vysokou míru spolehlivosti a bezpečnosti. Spolehlivost v tomto případě vyjadřuje míru, do jaké je možno se spolehnout, že celý systém plní svoji funkci tak, jak byl navržen a že je v daných podmínkách a daném čase bezpečný. Zabezpečovací zařízení, jehož úkolem je zajistit bezpečnost železniční dopravy, proto musí být konstruováno s maximálními ohledy na jeho bezpečnost a spolehlivost. 2.2. ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ Zabezpečovací zařízení v souvislosti s jízdami drážních vozidel přispívá k zajištění bezpečnosti železniční dopravy kontrolováním a náhradou podílu lidského činitele a umožňuje automatizaci dopravního procesu a zvyšování výkonnosti železničních stanic a tratí. Zabezpečovací zařízení pro drážní dopravu je možno třídit podle několika různých kritérií. Podle použité technologie: − mechanické
(elektromechanické)
-
bezpečné
závislosti
jsou
realizovány vzájemným postavením mechanických článků − reléové – prvkem zajišťujícím bezpečnost je elektromagnetické relé − elektronické – bezpečné závislosti jsou realizovány pomocí elektronického (polovodičového) počítače Podle účelu použití:
12
− přejezdové zabezpečovací zařízení – zabezpečuje křížení dráhy s jinou pozemní komunikací (silnice, chodník pro pěší) − traťové zabezpečovací zařízení (TZZ) – slouží k zabezpečení jízd vlaků v mezistaničních úsecích − staniční zabezpečovací zařízení (SZZ) – zabezpečuje jízdy vlaků ve stanicích Pro účely systému automatického stavění vlakových cest je stěžejní staniční zabezpečovací zařízení. Technické požadavky na konstrukci, řešení vzájemných závislostí a ovládání staničních zab. zařízení jsou definovány normou TNŽ 342620. Tato norma (mimo jiné) definuje tři kategorie úrovně zajištění a kontroly podmínek pro zabezpečenou jízdu (3 kategorie zabezpečovacího zařízení): a) 1.kategorie, ve kterých za splnění většiny bezpečnostních požadavků pro zabezpečenou jízdu vlaku odpovídají určení zaměstnanci; b) 2. kategorie, ve kterých splnění určených bezpečnostních požadavků pro zabezpečenou jízdu vlaku zajišťuje zabezpečovací zařízení a za splnění
ostatních
bezpečnostních
požadavků
odpovídají
určení
zaměstnanci; c) 3. kategorie, ve kterých splnění bezpečnostních požadavků pro zabezpečenou jízdu vlaku i posunu zajišťuje zabezpečovací zařízení. [2] Pro účely systému ASVC má význam pouze úroveň zabezpečení podle 3. kategorie, kdy je možno vyloučit spolupůsobení lidského činitele na bezpečnost stavěné vlakové cesty.
13
Styk s obsluhou
Rozhraní k jiným ZZ
Bezpečné jádro stavědla
Rozhraní k venkovním prvkům ZZ
kontrola volnosti úseků
přestavníky
návěstidla
Obr.2.2.1: obecné schéma staničního zabezpečovacího zařízení
3. SZZ TYPU ESA 11 ESA 11 je staniční zabezpečovací zařízení vyvinuté a vyráběné firmou AŽD Praha s.r.o.. ESA 11 je SZZ elektronického typu a splňuje požadavky TNŽ 342620 pro zab. zařízení 3. kategorie. Umožňuje zabezpečit všechny typické varianty kolejiště a vazby na navazující zab. zařízení (přejezdová, traťová). 3.1. TECHNICKÉ SPECIFIKACE ZAŘÍZENÍ ESA 11 -
Logické a bezpečnostní vazby stavědla ESA 11 jsou zajišťovány
elektronicky
(počítačovým
zařízením
s redundatní bezpečností). -
ESA 11 používá reléové výstupy – rozhraní mezi venkovními prvky a počítačovou částí stavědla je tvořeno pomocí relé I. Skupiny bezpečnosti funkce (kontroly svícení světel návěstidel, kontrola polohy výhybek).
14
-
Stavědlo je ovládáno pomocí zadávacích počítačů (dle standartu JOP – viz. níže).
-
Pro zjišťování volnosti kolejových úseků je možno používat zavedené kolejové obvody, nebo počítače náprav.
-
Umožňuje připojení pomocných stavědel i kontrolu samostatných
výhybek
a
výkolejek
pomocí
elektromagnetických zámků. -
Stavědlo ESA 11 lze navázat na nová i stávající zabezpečovací
zařízení
(traťová,
přejezdová,
zabezpečení vleček). -
Stavědlo
ESA
11
je
možno
dálkově
ovládat
prostřednictvím počítačové části připojené na systém AŽD DOZ. -
Ovládací část stavědla může být doplněna o grafickotechnologickou nadstavbu.
4. JOP 4.1. JEDNOTNÉ OVLÁDÁNÍ ZABEZPEČOVACÍCH ZAŘÍZENÍ Pro ovládání moderních stavědel, buďto plně elektronických, nebo elektronicky
povelovaných
a
diagnostikovaných
byl
vypracován
provozovatelem drážní dopravy koncept jednotného ovládacího pracoviště – ZTP JOP, jako jednotné rozhraní mezi dopravním zaměstnancem a zabezpečovacím
zařízením.
Tyto
základní
technické
požadavky
sjednocují způsob ovládání hybridních stavědel, elektronických stavědel a dálkového ovládání zabezpečovacích zařízení. Koncepce JOP je postavena na jednotném, přesně definovaném způsobu zobrazování a ovládání jak dílčích jednotek zabezpečovacího zařízení, tak ve způsobu stavění vlakových (i posunových) cest. ZTP JOP tedy závazně definuje způsob komunikace mezi obsluhou a zabezpečovacím zařízením. 4.2. ZÁKLADNÍ ZADÁVACÍ JEDNOTKY JOP Hlavním ovládacím prvkem pracoviště JOP je polohovací zařízení typu počítačové myši (popř. trackball). Myš musí umožňovat pohyb ovládacího 15
kurzoru po celém zobrazovaném kolejišti bez ohledu na počet obrazovek. Pro zadávání alfanumerických znaků slouží klávesnice. Klávesnice může být rovněž použita pro pohyb kurzoru. Ovládací prvky pracoviště musí být zálohovány. 4.3. INDIKAČNÍ ČÁST JOP Aktuální stav kolejiště je zobrazován na jednom nebo více barevných monitorech. Jejich počet je závislý na konkrétní topografii a složitosti ovládané části kolejiště. ZTP JOP nicméně doporučuje, aby jedno pracoviště neobsahovalo více než pět monitorů a aby počet výhybek ovládaných jedním pracovníkem nepřekročil 200 ks. Pro detailní zobrazení určité části kolejiště je možno zapnout funkci lupy, nicméně tato funkce nesmí být vyžadována pro možnost ovládání žádné části kolejiště. V určeném horním rohu se musí zobrazovat aktuální čas, reliéf kolejiště je doplněn ochrannými prvky, z jejich zobrazení smí obsluha usuzovat na správnost zobrazení bezpečných informací. Část plochy monitoru může být využita pro zobrazování komunikace s informačním systémem. Zobrazovací část JOP musí být u samostatně ovládané stanice zálohována.
obr. 4.3.1: příklad zobrazení kolejiště dle ZTP JOP
16
4.4. OBSLUHA JOP Jak již bylo zmíněno, k obsluze zab. zařízení pomocí JOP slouží myš a klávesnice. Myš je hlavním ovládacím prvkem, klávesnice slouží k obsluze menu, případně jako náhrada myši. Základním obbslužným prvkem je světle fialový kurzor, jehož pohyb je řízen myší. Myš: Levé tlačítko na myši slouží k vyznačení začátku vlakové cesty, konce vlakové i posunové cesty a k potvrzení volby. Pokud je levé tlačítko ovlivněno na jednotce, u které nemůže dojít k uvedenému vyznačení, dojde k vyvolání jejího obslužného menu. Střední tlačítko na myši slouží při jednoduchém stisknutí k vyznačení začátku posunové cesty a variantního bodu. Pokud je střední tlačítko ovlivněno na jednotce, u které nemůže dojít k uvedenému vyznačení, dojde k vyvolání jejího obslužného menu. Dvojí rychle za sebou následující stisknutí středního tlačítka (dvojklik) slouží k volbě jednotky, u které je požadováno provedení nějaké funkce (např. obsluha pro postavení návěstidla do polohy STŮJ). V případě provedení tohoto úkonu přímo na požadované jednotce se vyvolá odpovídající obslužné menu. V případě provedení tohoto úkonu na neaktivovatelném poli pak musí být následně zadáno číslo zásobníku (pokud je dostupný více než jeden zásobník) a následuje zobrazení dialogového pole s dotazem na jméno jednotky; zadáním jména jednotky se vyvolá odpovídající obslužné menu. Pravé tlačítko na myši slouží k rušení posledního provedeného úkonu, druhým stiskem pravého tlačítka lze zrušit celou volbu. Obsluha
tlačítek
na
myši,
vyjma
dvojkliku
středního
tlačítka,
na
neaktivovatelném poli je ignorována. [3]
Klávesnice: Klávesnice slouží buď jako náhrada myši – kurzorové klávesy řídí pohyb kurzoru, klávesa ENTER pak slouží jako ekvivalent levého tlačítka, klávesa Esc jako náhrada pravého tlačítka, nebo pro textová zadání při
17
obsluze myší. Textová zadání se provádějí výhradně na požadavek systému. 4.5. BEZPEČNÉ INDIKACE Při řízení dopravy nastane situace, kdy obsluha musí bezpečně vyhodnotit stav určitých částí zab. zařízení pouze z dostupných indikací. Typickým příkladem je odjezd vlaku na trať při porouchaném traťovém zab. zařízení, kdy musí obsluha před vydáním povolení k jízdě zkontrolovat stav přejezdových zab. zařízení (PZS) v daném traťovém úseku. Indikace těchto PZS musí být tzv. bezpečná. Bezpečná indikace musí být doplněna shodným textovým výpisem za současného správného zobrazení ochranných prvků na daném monitoru. 4.6. POVINNĚ DOKUMENTOVANÝ ÚKON V případech, kdy není možno provedení požadovaného úkonu bezpečně kontrolovat v navazujícím zařízení, je nutno zajistit, aby tyto úkony nemohly být provedeny náhodně, případně poruchou JOP. Například při vyvolání přivolávací návěsti je v zab. zařízení úmyslně ignorována část vazeb. Takovýto úkon může obsluhující pracovník zadat pouze pokud sám posoudí možná rizika a vezme je na vědomí. V systému JOP je při požadavku na výše popsaný úkon obsluha povinna potvrdit správnost požadavku
zadáním
potvrzovací
textové
sekvence
na
klávesnici.
Potvrzovací sekvence sestává ze znaků A S D F a stisknutí klávesy ENTER. Takovýto úkon je zároveň před svou realizací zaregistrován na určeném zařízení. Pokud obsluhující pracovník žádá provedení povinně dokumentovaného úkonu, musí si být vědom jeho vlastností a musí proto administrativně zajistit, aby ty podmínky, které navazující zabezpečovací zařízení při vykonávání plnit nebude, byly splněny ještě před vydáním tohoto povelu. 4.7. ČÍSLA VLAKŮ Přes rozhraní JOP je možno zadat do navazujícího zab. zařízení čísla vlaků na obsazených kolejích. Zab. zařízení poté sleduje pohyb vlaku podle obsazování kolejových úseků a zároveň předává informace o
18
pohybu vlaku do navazujících systémů – zobrazení v JOP, grafickotechnologická nadstavba. Číslo vlaku je vždy šestimístné, aby byla zajištěna kompatibilita v navazujících systémech. Skladba čísla vlaku: YXXXXX kde:
Y ....... udává zda jde o násled, přičemž ... Y = 0 ....... pro kmenový vlak Y = 1 ....... pro 1. násled Y = 2 ....... pro 2. násled, atd.
XXXXX
je číslo kmenového vlaku doplněné zleva nulami
(celkem 5 číslic) Na monitoru JOP je číslo zobrazováno bez počátečních nul u kmenových vlaků.
Číslo
vlaku
je
zobrazováno
u
příslušné
koleje,
vlaky
v mezistaničním úseku jsou zobrazovány v zásobníku umístěného poblíž symbolů pro daný traťový úsek. 4.8. STAVĚNÍ VLAKOVÉ CESTY POMOCÍ JOP Volba cesty se provádí označením počátku a konce zamýšlené cesty pomocí kurzoru na monitoru JOP. Začátkem cesty je vždy návěstidlo, konec cesty je určen kolejí, na kterou je cesta stavěna. Obsluha umístí kurzor nad symbol počátečního návěstidla a označí ho stiskem levého tlačítka myši. Poté umístí kurzor nad cílovou kolej a opět potvrdí levým tlačítkem myši. Zadání konce VC (případně zadání variantního bodu) musí následovat do 15 sec od počátku zadávání VC. Jinak bude volba automaticky zrušena a na monitoru se zobrazí chybové hlášení. V průběhu zadávání systém sleduje přípustnost volby. Pokud je volba nekorektní, je zadání zrušeno a vypíše se chybové hlášení. 4.9. POUŽITÍ JOP PRO OVLÁDÁNÍ ZAB. ZAŘÍZENÍ Jak
již
bylo
řečeno
je
JOP
definováno
technickou
specifikací
provozovatele dráhy – tj ČD. Tato technická specifikace vznikla, aby bylo možno sjednotit ovládání zabezpečovacích zařízení různých typů. Takto je
19
možno obsluhující pracovníky vyškolit na jednom zařízení a ti pak mohou být nasazováni v různých stanicích, dle potřeb zaměstnavatele. JOP ovládání sjednocuje z hlediska uživatele – vlakové cesty se stavějí stejným způsobem, stejně tak je jednotné zobrazování funkčních stavů jednotlivých prvků zab. zařízení – návěstidel, výhybek, kolejových úseků, přejezdů a pod. Samotná komunikace zadávacího počítače JOP se zabezpečovacím zařízením ovšem probíhá různě, podle typu použitého zab. zařízení. Způsob komunikace – softwarové vybavení – si určuje výrobce zabezpečovacího zařízení. Zadávací počítač je tedy nedílnou součástí konkrétního zab. zařízení. Dodavatel musí pouze zaručit, že pro obsluha bude probíhat dle specifikace JOP. 4.10. ZÁKLADNÍ PRVKY ZAB. ZAŘÍZENÍ A JEJICH ZOBRAZOVÁNÍ V JOP Kolejový obvod – úsek koleje, vybavený prostředky pro zjišťování přítomnosti vlaku, ať už přímá kolej, výhybka, nebo kolejová spojka.
Obr.4.10.1: volná kolej
Obr.4.10.2: obsazená kolej
Obr.4.10.3: volná kolej se závěrem vlakové cesty
Obsluha zab. zařízení ze zobrazení rozliší pohyb vlaků v řízené oblasti, postavení cest (vlakových a posunových) na konkrétních kolejových úsecích. Dále je možno různou barvou podkladu zobrazovat případné výluky v daném úseku, upozornění pro obsluhu, poruchy zab. zařízení. Hlavní návěstidla – určují počátky a konce vlakových cest (popř. i posunových). Symbol základního stavu znamená zakazující znak na návěstidle.
20
Opačným stavem je povolující znak. Správnost rozsvíceného znaku vzhledem k postavené cestě kontroluje samotné zab. zařízení
Speciálním povolujícím znakem je přivolávací návěst. Její rozsvícení je umožněno povinně dokumentovaným úkonem, tedy plně na odpovědnost obsluhy.
Obr.4.10.5: Povolující
Obr.4.10.4 Základní
návěst pro vlak
stav
Obr.4.10.6: Přerušovaně přivolávací návěst
Barva podkladu poté opět symbolizuje další možné stavy, jednak poruchové - zhaslé návěstidlo, ztráta komunikace, dále provozní – při volbě počátku vlakové cesty. Výhybky – symbol výhybky zobrazuje, jakým směrem je konkrétní výhybka postavena – přímý, nebo obočný směr.
Obr.4.10.7. Přímý
Obr.4.10.8. Odbočný
směr
směr
Barva koleje na konkrétní výhybce pak zobrazuje stav kolejového úseku, příslušného dané výhybce. Tedy volný/obsazený/pod závěrem. A opět barva podkladu symbolizuje výluky, poruchové stavy, upozornění. V podstatě totožně, jako kolejový úsek.
21
5. GRAFICKO-TECHNOLOGICKÁ NADSTAVBA 5.1. CHARAKTERISTIKA GTN Graficko
technologická
nadstavba
zabezpečovacího
zařízení
je
počítačová aplikace, která významným způsobem pomáhá řídit a organizovat vlakovou dopravu. Řídící pracovníci mají díky GTN přehled o skutečné situaci v dopravní síti. GTN umožňuje efektivní řízení dopravních procesů. Je primárně určena pro tratě s dálkovým ovládáním zab. zařízení (DOZ). • v reálném čase monitoruje činnost zabezpečovacího zařízení (ZZ) a na základě přenosu čísel vlaků v ZZ sbírá potřebné údaje o aktuálním stavu vlakové dopravy v řízené oblasti, • zobrazuje a dokumentuje praktickou realizaci dopravy na traťovém úseku a v jednotlivých dopravnách – záznam o vlaku, splněný grafikon vlakové dopravy (GVD), protokol obsluhy, • bezprostředně využívá informace o aktuálním stavu vlakové dopravy pro tvorbu prognostického modelu - průběžná aktualizace polohy trasy vlaku umožňuje okamžité vyhodnotit průběh dopravního procesu, • umožňuje ve výhledu měnit organizaci dopravy – plánování dopravy, • přes Intranet ČD komunikuje s informačním systémem operativního řízení (ISOŘ) a centrálním dispečerským systémem (CDS), čímž tvoří informační bránu mezi zabezpečovacím zařízením a informačními a řídícími systémy železniční dopravy. • komunikuje s informačními systémy pro cestující a umožňuje tak využití aktuálních informací o dopravní situaci pro automatizované zobrazování a hlášení informací pro veřejnost • umožňuje přístup k Internetu a elektronické poště a tím i získání dalších informací pro efektivní řízení dopravy 5.2. SPOLUPRÁCE GTN SE ZABEZPEČOVACÍM ZAŘÍZENÍM Mezi aplikací GTN a zab. zařízením probíhá jednosměrná komunikace ve směru od ZZ ke GTN. GTN není bezpečným zařízením ve smyslu ČSN 34 2600 a není proto přípustné, aby ovlivňovalo ZZ. GTN dokáže
22
spolupracovat s ZZ, které podporuje přenos čísel vlaků. Přenos čísel vlaků pro ZZ představuje vlastní realizaci dopravního procesu. Jsou sledovány úkony jako postavení vlakové nebo nouzové cesty, rušení cest projetím vlaku, nouzová rušení. Tím v ZZ vzniká obraz pohybu jednotek (vlaků) po sledované síti. Tyto informace jsou pak ze ZZ předávány do GTN jako číslo vlaku. Číslo vlaku pak představuje jednoznačnou identifikaci objektu v dopravní síti, se kterým souvisí dopravní události dokumentované v ELDODO. Jedinečnost čísla vlaku je v ZZ zajišťována pouze v rámci jedné stanice. Proto je k číslu vlaku předávaného ze ZZ přiřazováno tzv. subčíslo podle řízené zóny. Spojením těchto dvou čísel je pak zajištěna jedinečnost čísla vlaku . Provoz GTN je synchronizován s činností ZZ – pracují v jednotném systémovém čase. Zdrojem systémového času je ZZ.
ISOŘ
ISOŘ
ISOŘ
GTN/ELDODO
ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ
VLAK Obr. 5.2.1: vazba GTN na zabezp. zařízení 5.3. STRUKTURA GTN •
Elektronická dokumentace (ELDODO) – sytém GTN automaticky vede elektronickou dokumentaci o uskutečněné vlakové dopravě. Díky spolehlivým informací o pohybu vlaků ze zab. zařízení vyhodnocuje a dokumentuje důležité dopravní situace. Nahrazuje stávající, ručně vedenou dokumentaci – splněný GVD, záznam o vlaku a Protokol obsluhy. Údaje pořízené přímo ze zařízení, které sleduje pohyb vlaku, jsou spolehlivé a nezpochybnitelné.
23
•
Plánování dopravy - aplikace GTN umožňuje pomocí grafického rozhraní operativně upravovat grafikon vlakové dopravy (GVD). Pomocí myši lze upravovat trasy vlaků, jejich plánované příjezdy a odjezdy na každé dopravní koleji v jednotlivých dopravnách, případně přidávat úseky mezi dopravnami. Jsou umožněny dva režimy prováděných změn – trvalé, podle kterých se bude doprava řídit od okamžiku zavedení pravidelně každý den, a okamžité změny (směnový plán), které budou provedeny jen jednou po zadání.
•
Komunikace s informačními a řídícími systémy železniční dopravy – GTN zapojená do datové sítě ČD získává aktualizované informace o vlacích, jejich plánované poloze, délce a hmotnosti, osazení hnacímy vozidly, plánovaných změnách čísel apod.
•
Archivace uskutečněné dopravy – archiv uskutečněné dopravy vzniká každých 15 minut a ukládá se na paměťové médium. Takto uložené soubory lze prohlížet, kopírovat, či přenášet na jiné PC. 60 dnů starý archiv je automaticky komprimován a ukládán.
Obr. 5.3.1: struktura GTN 5.4. MOŽNOSTI POUŽITÍ SYSTÉMU GTN Primárně je GTN určeno pro tratě s dálkově ovládaným zabezpečovacím zařízením (DOZ). Je však možno ho použít i v izolované dopravně (především z důvodů vedení elektronické dokumentace. GTN může být rovněž nainstalováno na běžné PC v kanceláři, kde může sloužit k prohlížení archivů ELDODO, případně pro kontrolní a vyšetřovací činnost. Při použití na tratích s DOZ je GTN nasazováno na pracovišti řídícího dispečera DOZ, tj. v řídící stanici, nebo na centrálním dispečerském 24
pracovišti. Dále je GTN používáno jako tzv. předsunutý terminál ve vstupní stanici řízené oblasti. Řízená oblast obvykle sestává z několika funkčních celků: •
Vstupní dopravna – označení dopravny na hranici ŘO. Není součástí ŘO a ovládá se samostatně nebo z jiného systému (sousední řízená oblast). Z hlediska jízdy vlaku jde o dopravnu, kterou vlak opouští jako poslední dopravnu před vstupem do ŘO.
•
Výstupní dopravna – označení dopravny na hranici ŘO. Není součástí ŘO a ovládá se samostatně nebo z jiného systému (sousední řízená oblast). Z hlediska jízdy vlaku jde o dopravnu, do které vlak vjíždí jako do první dopravny po výstupu z ŘO.
•
Řídící dopravna – dopravna s řídícím pracovištěm, ze které se v základním provozním stavu ovládá ZZ vlastní dopravny, dopraven řízených a přilehlých mezistaničních úseků.
•
Řízená dopravna – dopravna, která se v základním provozním stavu ovládá z řídícího pracoviště (řídící dopravny). ZZ může umožňovat přepnutí ovládání této dopravny na místní provoz. Místním provozem se rozumí obsluha celého zabezpečovacího zařízení jedné dopravny a přilehlých traťových úseků výpravčím této dopravny.
•
Dopravní bod tratě (DB) – zahrnuje dopravny s kolejovým rozvětvením (stanice, výhybny, odbočky), dopravny bez kolejového rozvětvení (návěstidla automatického hradla, hradla, hlásky), nákladiště a zastávky, které se používají při konstrukci GVD v systému sestavy nákresného jízdního řádu výpočetní technikou (SENA-JŘ-VT).
V základním stavu je zabezpečovací zařízení celé řízené oblasti ovládá s dispečerského pracoviště řídící dopravny. GTN plní funkci vedení dopravní dokumentace pro celou oblast (ELDODO). Zabezpečovací zařízení dálkově řízené oblasti je obsluhováno s řídící dopravny pomocí terminálu JOP. Zároveň jsou přes terminál JOP zadávány a upravovány informace o vlacích – čísla vlaků při vstupu do ŘO, předvídané a skutečné
25
odjezdy, technologické manipulace s vlakem. Pokud je některá řízená dopravna předána na místní obsluhu, její výpravčí vede papírovou dopravní dokumentaci pro vlastní potřebu. GTN díky systému přenosu čísel vlaků nadále vede ELDODO o pro místně obsluhovanou stanici. Dispečer DOZ má díky GTN neustálý přehled o situaci v řízené oblasti. Pokud dojde k výpadku přenosu čísel vlaků, vkládá potřebné údaje pro vedení ELDODO do GTN dispečer DOZ ručně. Dopravny předané na místí obsluhu vedou dopravní dokumentaci v papírové formě.
26
Obr. 5.4.1: schéma řízené oblasti (ŘO)
Obr. 5.4.2: náhled na obrazovku pracoviště GTN
27
6. SYSTÉM AUTOMATICKÉHO STAVĚNÍ VLAKOVÝCH CEST 6.1. MOTIVACE PRO ASVC Stavění vlakových cest dnes provádí výpravčí stanice, případně dispečer dálkově řízené oblasti. Pro každou vlakovou cestu je nutno ručně zadávat počátek a konec. Před vlastním zadáním pokynu k postavení vlakové cesty je výpravčí povinen kontrolovat splnění podmínek pro postavení vlakové cesty. Tuto kontrolu následně provádí i zabezpečovací zařízení (předpokládáme zab. zařízení 3. kategorie). Pokud není zab. zařízení vybaveno nadstavbou GTN, vede výpravčí dopravní dokumentaci. Pokud je GTN aplikováno, provádí zároveň jeho obsluhu. Tato činnost je do značné míry mechanizována, jednak zaběhlou rutinou řadou podobných úkonů, jednak díky moderní technice, která celý proces usnadňuje a kontroluje. Zvláště u větších stanic (dopravních uzlů) a dálkově řízených oblastí je však výpravčí (dispečer) hlavně managerem zodpovědným za řízení a plynulý průběh dopravního procesu. To znamená, že musí mít dokonalý přehled o jím řízené části dopravní cesty. Je možno navrhnout systém, který by překlenul ruční rutinní práci mezi rozhodováním a organizováním dopravy na jedné straně a ovládáním zabezpečovacího zařízení (=stavěním vlakových cest). 6.2. VSTUPNÍ PODMÍNKY PRO SYSTÉM ASVC Pro návrh systému automatického stavění vlakových cest je nutno mít zabezpečovací zařízení 3. kategorie, schopné přenosu čísel vlaků a komunikace s navazujícími zabezpečovacími zařízeními. Ovládání
zabezpečovacích
zařízení
účastných
v ASVC
musí
být
postaveno na stejném principu, aby je bylo možno jednak shodně povelovat a za druhé umožňovalo shodnou ruční obsluhu v případě situací, kdy není možné z bezpečnostních důvodů nechat rozhodnout automat. Dále je potřeba mít sytém, který umožňuje přehledné zobrazování dopravní situace a obsahuje prostředky pro editaci a řízení dopravy podle momentální situace.
28
6.3. PROSTŘEDKY POUŽITELNÉ PRO SYTÉM ASVC Zabezpečovací zařízení ESA 11 splňuje výše definované podmínky pro komunikaci a přenos čísel vlaků. Zároveň je standardně ovládáno pomocí zadávacího počítače s rozhraním JOP. Rovněž je možno dálkově ovládat více stavědel z jednoho místa pomocí sytému DOZ. Graficko technologická nadstavba, pokud dostává ze zabezpečovací zařízení informaci o pohybu vlaků (prostřednictvím jednosměrného přenosu čísel vlaků), dává ucelený obraz o dopravní situaci v řízené oblasti. Umožňuje plánovat dopravu s ohledem na okamžitou situaci a ihned zobrazuje možné dopravní konflikty i výhled po provedení úprav. Obsluha
GTN
JOP
Zabezpečovací zařízení Obr. 6.3.1: schéma komunikace jednotlivých komponent
6.4. NÁVRH ASVC Systém ASVC lze navrhnout jako převodník povelů mezi nadstavbu GTN a zabezpečovacím zařízením. GTN má dnes aktuální informace o pohybu vlaků a grafický výstup, na kterém je zobrazena výhledová doprava pro celou řízenou oblast, včetně jednotlivých dopravních kolejí ve všech dopravnách. Vhodným programovým modulem je možno grafický výstup převést na sadu povelů, vhodných pro ovládání zabezpečovacího zařízení. V zásadě to lze provést dvěma způsoby. Buďto přímo zadávat povely do zabezpečovacího zařízení, nebo předávat požadavek ke stavění cest do JOP, které pak bude standardním způsobem ovládat zabezpečovací zařízení.
29
6.5. PŘÍMÉ OVLÁDÁNÍ ZABEZPEČOVACÍHO ZAŘÍZENÍ
Obsluha
GTN
JOP
ASVC
Zabezpečovací zařízení Obr. 6.5.1: přímé ovládání zabezpečovacího zařízení
Při přímém ovládání by jednotka ASVC fungovala jako další zadávací počítač,
který
by
přímo
poveloval
technologické
počítače
zabezpečovacího zařízení. Zabezpečovací zařízení by tedy mohlo být ovládáno paralelně buď pomocí rozhraní JOP, nebo z nadstavby GTN prostřednictvím modulu ASVC. Komunikace ASVC → JOP bude využívána, pokud systém ASVC vyhodnotí konfliktní situaci, kterou nelze vyřešit bez uvědomění, případně zásahu obsluhy. Při tomto uspořádání vzniká problém s komunikačním protokolem mezi GTN → ASVC → Zabezpečovací zařízení. Z důvodů bezpečnosti probíhá veškerá komunikace s bezpečným jádrem stavědla v tzv. uzavřeném prostředí. To znamená, že je přesně definován počet a typ jednotlivých prvků komunikační sítě a je technicky vyloučen neoprávněný přístup. Aplikace GTN je napojena na další informační systémy v síti ČD a pomocí internetu i mimo síť ČD. Nelze ji tedy v žádném případě brát jako prvek uzavřeného komunikačního prostředí. A jejím zapojením do systému s přímým ovládáním zabezpečovacího zařízení se z celého systému stává systém otevřený, ve kterém je nutno veškerou komunikaci zabezpečit podle stupně otevřenosti celého systému.
30
6.6. NEPŘÍMÉ OVLÁDÁNÍ ZABEZPEČOVACÍHO ZAŘÍZENÍ Obsluha
GTN
ASVC
JOP
Zabezpečovací zařízení Obr. 6.6.1: nepřímé ovládání zabezpečovacího zařízení Při nepřímém ovládání by modul ASVC získával data o požadavcích na stavění vlakových cest z nadstavby GTN stejně, jako při přímém ovládání. Povely k ovládání zabezpečovacího zařízení by ovšem nepředával přímo do bezpečného jádra stavědla, ale předkládal by je do ovládacího počítače JOP, který by pak ovládal zabezpečovací zařízení. Software zadávacího počítače JOP by bylo nutno upravit tak, aby přijímal povely nejen ze standardních ovládacích prvků (myš, klávesnice), ale byl schopen přijmout a předat povel v datové formě z modulu ASVC. Uzavřené komunikační prostředí zabezpečovacího zařízení by tím nebyla porušena. Povely přijaté datovým rozhraním lze považovat za stejně spolehlivé, jako povely zadávané ručně lidskou obsluhou. Nesprávné zadání bude vyhodnoceno stejným způsobem, jako nesprávné zadání pomocí myši (klávesnice) – chybovým hlášením na obrazovce JOP. Po připojení modulu ASVC k rozhraní JOP není nutné dále upravovat komunikační protokoly v navazujícím zabezpečovacím zařízení.
7. ROZHODOVACÍ PRAVOMOCE SYSTÉMU ASVC Modul ASVC má nahrazovat rutinní úkony obsluhy při ovládání zabezpečovacího zařízení. Obsluha stále zůstává zodpovědná za bezpečné řízení dopravy. Je proto třeba přesně definovat, kdy je možno 31
nechat rozhodování na automatu a kdy je nutná součinnost lidské obsluhy, případně do jaké míry. 7.1. ZÁKLADNÍ MODEL OBSLUHY POMOCÍ ASVC V základním stavu předpokládáme fungující zabezpečovací zařízení, pohyb vlaků v řízené oblasti odpovídá sestavenému grafikonu vlakové dopravy. Obsazeným dopravním kolejím jsou v zabezpečovacím zařízení přiřazena čísla vlaků. Podle dat dodávaných z graficko-technologické nadstavby bude modul ASVC předávat do zabezpečovacího zařízení pokyny ke stavění vlakových cest, ovládat traťové souhlasy navazujících TZZ, vkládat informace o předvídaných a skutečných odjezdech. V případě, že nedojde k žádným mimořádnostem, budou jízdy vlaků řízeny automaticky, podle modelu naprogramovaného grafikonem vlakové dopravy. Obsluha bude jednak zastávat funkci vrcholového dozoru, zadruhé se pak může věnovat řízení a organizování posunu v obvodu dopravny. 7.2. SOUČINNOST SYSTÉMU ASVC S RUČNÍ OBSLUHOU Ovládání zabezpečovacího zařízení pomocí modulu ASVC nenahrazuje obsluhujícího zaměstnance. Na obsluze nadále zůstává zodpovědnost za správné a bezpečné řízení dopravy. Při používání ASVC nelze vyloučit stavy, kdy systém nebude mít dostatek informací, k jednoznačnému vyřešení situace. Podle závažnosti situace pak bude požadovat spoluúčast lidské obsluhy na řešení dané situace. Pro základní třídění budeme předpokládat tři úrovně závažnosti situací: 1. Sytém ASVC je schopen situaci vyhodnotit a bezpečně rozhodnout sám 2. Systém ASVC je schopen navrhnout bezpečné řešení situace (případně několik variant) ale vyžaduje potvrzení správnosti řešení 3. Systém ASVC není schopen najít bezpečné řešení situace a vyžaduje převzetí kontroly (zodpovědnosti) po obsluze
32
Je tedy zřejmé, že pro návrh a vývoj funkčního modulu ASVC je třeba zpracovat kategorizaci možných provozních stavů podle výše uvedených kritérií. 7.3. UVAŽOVANÉ STAVY PRO SYSTÉM ASVC Analogicky k výše uvedenému třídění rozhodovacích kategorií lze uvažovat tři kategorie stavů, které bude muset systém ASVC řešit 1. základní
stav
–
provoz
bude
probíhat
podle
modelu
popsaného v odstavci 9.1. 2. nestandardní situace vyplývající z provozních (dopravních) okolností 3. poruchy zabezpečovacího zařízení Toto hrubé roztřídění budeme dále rozebírat na konkrétní uvažované situace a analyzovat pro přiřazení rozhodovací úrovně v systému ASVC.
ASV
I.
IIa.
II.
IIIa.
III.
IV. Obr. 7.3.1: rozhodovací úrovně ASVC 7.4. ROZHODOVACÍ ÚROVNĚ SYSTÉMU ASVC Podle vstupních podmínek pro postavení konkrétní vlakové cesty by měl systém ASVC rozhodnout, zda může danou cestu postavit, nebo bude
33
potřebovat asistenci obsluhy. Podle navrženého schématu (obr. 10.4.1.) by rozhodovací proces měl čtyři úrovně. I.
celý systém funguje podle základního modelu, cesty jsou stavěny
plně
automaticky,
bez
nutnosti
korekce
obsluhou. II.
Pokud se vyskytne nestandardní situace, je nutno zhodnotit závažnost problému. Má-li problém povahu pouze „informativní“, systém vyvolá na obrazovku JOP hlášení pro obsluhu. Obsluha potvrdí přečtení (ENTER) a modul ASVC pokračuje ve stavění cesty – úroveň IIa.
III.
Problém je povahy „zakazující“ – například je navazující zabezpečovací zařízení v poruše. Pokud je možno danou cestu postavit za použití povinně dokumentovaného úkonu, může modul ASVC podat informaci o možnosti stavět
cestu
automaticky.
Pokud
obsluha
potvrdí
navrhované řešení, bude cesta stavěna, samozřejmě s následným potvrzením sekvencí „A S D F“ – úroveň IIIa. IV.
Systém ASVC buďto není schopen navrhnout stavění cesty, případně obsluha na úrovni III. zamítla řešení navržené ASVC. Modul ASVC předá situaci plně k řešení obsluze a vyřadí ji jako splněnou.
7.5. DOPRAVNÍ STAVY SYSTÉMU 7.5.1.
Krajní dopravna řízené oblasti
Při vjezdu vlaku do řízené oblasti je nutné přiřadit mu v zabezpečovacím zařízení číslo vlaku. V zásadě by měl být modul ASVC schopen podle údajů o systémovém čase a informací o plánované dopravě z nadstavby GTN rozpoznat a správně přiřadit vstupnímu kolejovému obvodu číslo vlaku. To by pak zadal do zabezpečovacího zařízení. ASVC automaticky vyplní předvídaný odjezd ze sousední dopravny a číslo vlaku. Při obsazení prvního kolejového obvodu řízené oblasti porovná ASVC čas obsazení s předpokládaným odjezdem. Pokud budou údaje
34
souhlasit, zapíše do zabezpečovacího zařízení číslo vlaku – automatická funkce. Možné odchylky: K obsazení dojde později – ASVC vyhodnotí jako zpoždění vlaku, před zadáním čísla vlaku do zabezpečovacího zařízení vyžaduje potvrzení obsluhy o správnosti vyhodnocených údajů. K obsazení dojde dřív – je možno předpokládat jízdu vlaku s náskokem, ovšem k obsazení mohlo dojít poruchou kolejového obvodu
(KO).
Pokud
by
byla
následně
plněna
podmínka
postupného šuntu (obsazení následujícího KO, uvolnění prvního KO), je možno vyloučit poruchu KO a navrhnout zapsání čísla vlaku. Vyžaduje potvrzení obsluhy. Pokud je obsluha informována o zpoždění, nebo náskoku vlaku, měla by tyto údaje zadat do terminálu GTN, modul ASVC by pak opravil předvídaný příjezd vlaku. Zároveň by bylo vhodné doplnit vstupní stanici řízené
oblasti
terminálem
pro
zadávání
čísel
vlaků,
případně
elektronickým dopravním denníkem. Pro vkládání čísla vlaku na základě obsazení KO je třeba stanovit určitou časovou toleranci. Tu lze stanovit na základě statistického vyhodnocení údajů o plnění grafikonu vlakové dopravy. 7.5.2.
Ovládání traťového zabezpečovacího zařízení (TZZ)
Základním ovládaným prvkem TZZ je směr traťového souhlasu. Ten určuje, v jakém směru budou probíhat jízdy vlaků v mezistaničním úseku. Pokud je vyžadována změna směru souhlasu, vysílá strana, která vyžaduje souhlas (výzva k udělení souhlasu) požadavek a druhá strana ho musí potvrdit (udělení souhlasu). Pokud se mezistaniční úsek nachází uvnitř řízené oblasti, bude probíhat změna souhlasu automaticky, na základě údajů z GTN. TZZ mezistaničního úseku mezi krajní dopravnou řízené oblasti a dopravnou mimo řízenou oblast: Výzva k udělení souhlasu – ASVC vysílá automaticky na základě údajů z GTN (předvídaný odjezd vlaku)
35
Udělení souhlasu – pokud požadavek odpovídá GVD, je souhlas udělen automaticky. Pokud je dán požadavek na udělení souhlasu mimo pořadí stanovené v GVD, bude vyžadováno potvrzení obsluhy. Při správné obsluze GTN by nemělo docházet k mimořádným obsluhám traťového souhlasu. Udělení souhlasu ze sousední dopravny je v současnosti povinně vázáno na spolupráci s obsluhou příslušné stanice. Dle předpisu D2 je obsluha povinna přijmout vlak. ASVC by tedy při změně směru souhlasu mělo vyžadovat potvrzení obsluhou vždy. 7.5.3.
Odjezdy na trať bez TZZ
Při odjezdu na trať bez TZZ je odpovědnost za bezpečnou jízdu v mezistaničním úseku plně v rukou obsluhy. Podmínky pro postavení takové cesty jsou dány předpisem D2 a za jejich splnění je odpovědná obsluha zabezpečovacího zařízení. Jejich splnění potvrzuje zadáním povinně dokumentovaného úkonu. Pokud na dopravnu ovládanou pomocí ASVC navazuje traťový úsek bez TZZ, může provést modul ASVC volbu odjezdové vlakové cesty podle GVD. Zabezpečovací zařízení si následně vyžádá prostřednictvím JOP potvrzení povinně dokumentovaného úkonu. Pro stavění vjezdových cest z úseku bez TZZ jsou pro ASVC dostupné pouze informace z GTN o plánované dopravě – předpokládaném čase příjezdu vlaku. Na jejich základě je možno podle systémového času stavět vjezdové cesty. Před postavením cesty si musí modul ASVC vyžádat potvrzení požadavku na postavení cesty. Pokud
není
sousední
stanice
(rozuměj
dopravna
sousedící
za
mezistaničním úsekem bez TZZ) vybavena terminálem GTN s vedením elektronické dokumentace, musí mezi výpravčími probíhat telefonická komunikace ohledně nabízení a přijímaní vlaků. Teprve následně je možno začít stavět vlakovou cestu. Vzhledem k nutnosti komunikace obsluh a následnému potvrzování povinně dokumentovaných úkonů by stavění cest modulem ASVC na trať bez TZZ postrádalo jakýkoli komfort,
36
který může systém ASVC přinést. Proto se jeví vhodnější tento druh vlakových cest vůbec automatem nestavět.
7.5.4.
Vjezdová cesta na obsazenou dopravní kolej
Při stavění vjezdových cest pomocí ASVC může dojít k situacím, kdy je plánovaná cílová kolej obsazena. Důvodů obsazení může být několik. Porucha kolejového obvodu, odstavený posunový díl, vlak který z nějakého důvodu neodjel dle GVD. Systém ASVC může za určitých podmínek navrhnout postavení variantní vlakové cesty. Je ovšem nutné vyhodnotit několik vstupních podmínek: Zda existuje volná dopravní kolej Vlak, pro který je cesta stavěná, je osobní nebo nákladní Jedná se o projíždějící, nebo zastavující vlak Tzv. „peronizace“ – ochrana cestujících v nástupním prostoru. Existence volné variantní koleje je podmínka nutná, nikoli však postačující pro automatické postavení vlakové cesty. Pokud neexistuje dostupná dopravní kolej, ASVC cestu nestaví a informuje obsluhu. Vyhodnotí-li ASVC, že cesta má být stavěna pro nákladní vlak, případně pro projíždějící osobní vlak, může postavit variantní cestu po koleji, která nemá nástupištní hranu. Pro zastavující osobní vlaky smí ASVC stavět cestu pouze na koleje s volnou nástupištní hranou. Je třeba ovšem brát v úvahu určitá specifika, vyplývající z konfigurace stanice a nástupišť. Přednostně se pro automatické stavění musí používat ostrovní nástupiště s podchodem (nadchodem). Pokud takové nástupiště není k dispozici, je třeba zajistit, aby měli cestující nastupující a vystupující z vlaku zajištěnou volnou a bezpečnou cestu. Pro stavění cest pak platí následující zásady: a. Na předpokládané cestě z/na nástupiště k výpravní budově nesmí stát odstavený vlak, který by cestující museli obcházet (přelézat) b. Na předpokládané cestě z/na nástupiště k výpravní budově nesmí být v době stání osobního vlaku postavena jiná cesta.
37
c. Pokud ve stanici dochází ke křižování osobních vlaků, staví se cesta prvnímu přijíždějícímu vlaku na kolej blíže výpravní budovy, aby bylo zajištěno, že cestující nebyli ohrožováni přijíždějícím (pohybujícím se) vlakem. Čela vlaků pak musí zůstat stát na stejné úrovni. Tím je zajištěna zásada o nutnosti obcházení odstaveného vlaku (viz a.). Místo zastavení čel vlaků je nutno samozřejmě řešit označením přímo v kolejišti.
Obr.7.5.4.1: Zastavení křižujících vlaků Z těchto zásad pak lze sestavit doporučení pro automatické stavění. Je-li modul ASVC schopen postavit náhradní vlakovou cestu za dodržení všech zásad, může ji postavit. Nicméně by měl obsluhu upozornit, že došlo ke změně, minimálně z důvodu změny hlášení pro cestující. To znamená zobrazit hlášení o změně na monitoru JOP a cestu postavit až po potvrzení obsluhou (tlačítko ENTER). Pokud by nebylo možno dodržet kteroukoli z výše uvedených zásad, ASVC informuje, že není schopen cestu postavit a předá problém k řešení obsluze. Změnu může zadat obsluha v časovém předstihu v terminálu GTN. Stavění cesty pak proběhne modulem ASVC standardním způsobem. 7.5.5.
Část dopravny předaná na místní obsluhu
Dopravna může být vybavena jednotkami zabezpečovacího zařízení, které je možno předat na místní obsluhu. Například z důvodu provádění posunu. Mohou to být oblasti s ovládáním z pomocného stavědla (PSt), případně ručně stavěná výhybka, jejíž poloha je kontrolována pomocí elektromagnetického zámku (EMZ). V obu případech probíhá předání na
38
místní obsluhu obdobným způsobem. Po dohodě výpravčího s místní obsluhou nabídne výpravčí danou jednotku k místní obsluze. Prvek zůstává ve stavu „nabídnuto“ dokud venkovní obsluha nepotvrdí převzetí, nebo pokud výpravčí „nabídku“ nevezme zpět. Pokud venkovní obsluha potvrdí převzetí, zůstane ovládání a kontrola v její kompetenci, dokud ji opět nenabídne k převzetí výpravčímu. Přes místně ovládanou jednotu nelze stavět zabezpečenou cestu. Přes předanou, ani přes nabídnutou. Jednotku ve stavu „nabídnuto“ může výpravčí kdykoli převzít zpět na centrální ovládání.
Obr.7.5.5.1:
Obr.7.5.5.2:
Obr.7.5.5.3:
Ústřední
PSt v režimu
PSt převzato na
ovládání PSt
předávání obsluhy -
místní obsluhu
„nabídnuto“
Modul ASVC by bylo možno naprogramovat tak, že pokud bude zamýšlená cesta vedena přes jednotku ve stavu „nabídnuto“, bude automaticky převzata do centrálního stavění a cesta bude uskutečněna. Z hlediska
zabezpečovacího
zařízení
tento
postup
nevykazuje
bezpečnostní rizika. Pro obsluhující zaměstnance by však mohly vznikat situace, kdy si výpravčí s venkovní obsluhou domluví předání jednotky, nabídne ji k převzetí a automat ji vzápětí odebere. Tuto situaci by bylo možno řešit nutností potvrzovat převzetí obsluhou. Nicméně s ohledem na to, že výpravčí nabízí jednotku k místní obsluze vědomě, jeví se mi jako vhodnější řešení stavění cesty kolidující s nabídnutou jednotkou modulem ASVC přímo odmítnout.
39
7.5.6.
Boční ochrana
Některé prvky zabezpečovacího zařízení mají pro konkrétní vlakovou cestu předepsanou polohu (stav), i když nejsou v dané cestě přímo pojížděny. Tvoří tzv. boční ochranu vlakové cesty. Použití boční ochrany Odvratná poloha výhybky
Stavěná vlaková cesta Obr.7.5.6.1: příklad použití boční ochrany pro dané vlakové cesty je definováno normou „TNŽ 342620 – Staniční a traťové zabezpečovací zařízení“ a vychází z konfigurace kolejiště dané dopravny. Boční ochranu tvoří především odvratná poloha některých výhybek – výhybka musí být otočena tak, aby případný vlak projíždějící po ní nemohl narušit cestu, pro kterou tvoří výhybka boční ochranu. Dalším typickým příkladem boční ochrany je výkolejka na vlečkové, nebo odstavné koleji. Správná poloha všech prvků boční ochrany je dána závěrovou tabulkou a kontrolovány v zabezpečovacím zařízení. Jako takové, jsou prvky boční ochrany stavěny do správné polohy jako součást dané vlakové cesty a pro ASVC nevzniká problém. Pokud je na daném prvku (výhybce) zavedena výluka, je možné stavění vlakové cesty pouze pomocí povinně dokumentovaného úkonu. Jestliže tedy je prvek boční ochrany ve výluce měl by se modul ASVC pokusit najít variantní cestu, ve které vyloučený prvek nefiguruje. Pokud taková cesta Výkolejka tvořící boční ochranu
Nešuntující větev
Stavěná vlaková cesta
40 Obr.7.5.6.2: Nešuntující větev kolejového úseku
existuje, může ji postavit samostatně. Nenalezne-li řešení, informuje obsluhu a předá jí problém k řešení. Při hledání variantní cesty musí platit stejné zásady, jako v odstavci 7.5.4. Speciálním případem, kdy nebude možno automaticky přestavit prvek boční ochrany, je zapnutí funkce „Zavedení nešuntující větve kolejového úseku“. Tato funkce se používá u málo pojížděných kolejí, kde hrozí, že vlivem rzi a nečistot na kolejnicích, nedojde k obsazení kolejového úseku, i když v něm bude kolejové vozidlo (například lehký manipulační vozík). Je-li funkce nešuntující větve zavedena, musí výpravčí přestavení prvku boční ochrany do ochranné polohy potvrzovat povinně dokumentovaným úkonem. Dává tak najevo, že se přesvědčil, že v daném úseku nezůstalo stát žádné vozidlo. Pokud dojde k situaci, že prvek boční ochrany nebude ve správné poloze, může modul ASVC informovat obsluhu a nabídnout automatické přestavení prvku. Samozřejmě s použitím povinně dokumentovaného úkonu, před kterým je obsluha povinna se přesvědčit o splnění všech podmínek k jeho použití. 7.5.7.
Výluky a bezpečnostní štítky
Obsluha může na reliéfu kolejiště na terminálu JOP vyznačit pro určitý úsek kolejiště výluku, nebo umístit tzv. bezpečnostní štítek. Výluka může být kolejová, v případě tratě se závislou trakcí i napěťová. •
Bezpečnostní štítek slouží k upozornění obsluhy na nějakou nestandardní situaci v kolejišti – např. pohyb osob v určité části kolejiště. Pokud bude stavěna cesta na označenou část kolejiště, musí obsluha potvrdit stiskem klávesy ENTER, že bere informaci z bezpečnostního štítku na vědomí. Pro automatické stavění cest se tento postup jeví jako vyhovující. ASVC bude stavět cestu dle rozhodovací úrovně II. →IIa.
•
Informaci o zavedení napěťové výluky na určité části kolejiště zadává
do
terminálu
JOP
obsluha.
V konfiguraci
kolejiště
v zabezpečovacím zařízení jsou uloženy informace o napájených úsecích, které lze odděleně vypnout. Pokud je zavedena napěťová
41
výluka na některém z úseků stanice, výpravčí vyvolá v dané části kolejiště povel „napěťová výluka“. Pokud staví cestu na část kolejiště, na které je zavedená napěťová výluka, JOP ho na tuto skutečnost upozorní a vyžaduje potvrzení stiskem ENTER. Při automatickém stavění je možno tento postup zachovat. Před postavením cesty bude obsluha upozorněna, že se bude stavět cesta na kolej s napěťovou výlukou a po potvrzení, že bere informaci na vědomí, se cesta automaticky postaví. Pokud by existovala variantní cesta po kolejišti bez napěťové výluky, mohl by systém ASVC navrhnout její postavení. Obsluha by dostala na výběr, kterou cestu postavit. •
Kolejová výluka slouží k označení nesjízdné části kolejiště. Pokud obsluha chce stavět cestu přes vyloučenou část kolejiště, je nejprve upozorněna, že v plánované cestě je vyloučená část kolejiště (v případě více vyloučených úseků je požadováno potvrzení pro každý úsek zvlášť). Následně je vyžadováno provedení povinně dokumentovaného úkonu. Pro stavění pomocí ASDF by přicházela v úvahu snaha o nalezení variantní cesty. V případě nalezení řešení by byla postavena variantní cesta na úrovni IIa (potvrzení obsluhou), pokud variantní cesta nebude možná, pokračuje systém ASVC na úroveň IV, tj. předá situaci k řešení obsluze. Při hledání variantních cest opět plně platí zásady z 7.5.4.
Zavedení výluk a bezpečnostních štítků má z pohledu zabezpečovacího zařízení pouze informativní charakter. Jejich zavedení není vázáno na skutečný stav zabezpečovacího zařízení, či situaci v kolejišti. Rušení napěťové výluky a bezpečnostního štítku je rovněž plně v kompetenci obsluhy, bez následné kontroly v zabezpečovacím zařízení. Pouze rušení kolejové výluky je vázáno na povinně dokumentovaný úkon (předpokládá se, že kolejová výluka označuje nesjízdnou část kolejiště, proto je její ukončení dokumentováno). Z technického hlediska není používání ASVC při zavedení výluk problémem. Ovšem je třeba vzít v úvahu, že po jejich zavedení je vyžadována zvýšená pozornost obsluhy při vykonávání
42
rutinních činností. Z tohoto hlediska se jeví bezpečnější používání ASVC při zavedení výluky zakázat, nebo přinejmenším výrazně omezit. 7.6. ČINNOST
SYSTÉMU
ASVC
PŘI
PORUCHÁCH
ZABEZPEČOVACÍHO ZAŘÍZENÍ Konstrukce samotného zabezpečovacího zařízení zajišťuje, že jakákoli porucha bude odvedena bezpečným směrem. Z toho vyplývají určitá omezení s dopadem na dopravu a komfort obsluhy. Míra těchto omezení je závislá na závažnosti poruchy. Může se pohybovat v rozmezí od vydání informace
(upozornění)
obsluze,
až
po
znemožnění
stavění
zabezpečených cest. Analogicky k tomu se bude odvíjet činnost systému ASVC. Přičemž rozdělení reakcí by mělo odpovídat základnímu schématu rozhodovacích úrovní systému ASVC (obr.7.4.1). Pro činnost systému ASVC má samozřejmě význam uvažovat o poruchách nastalých před započetím stavění konkrétní cesty, čili z momentálně ustáleného stavu zabezpečovacího zařízení. Pokud by porucha nastala v průběhu stavění cesty, nebo po jejím postavení (už bylo vydáno povolení k jízdě), je správná reakce záležitostí samotného zabezpečovacího zařízení. 7.6.1.
Porucha kolejového obvodu
Jednou z podmínek pro zabezpečovací zařízení III. kategorie je souvislá izolace kolejiště. Tato podmínka umožňuje mimo jiné souvisle sledovat pohyb vlaku v kolejišti. U ČD se k tomuto účelu používají tzv. paralelní kolejové obvody, nebo na vedlejších tratích počítače náprav. U obou těchto zařízení se jakákoli uvažovaná porucha projeví stejně, jako obsazení kolejového úseku vlakem. Reakce zařízení tedy bude obdobná, jako při požadavku stavění cesty na obsazenou kolej. To znamená, že ASVC se pokusí najít vhodnou variantní cestu, která by nezahrnovala obsazený úsek. Pokud by vhodná varianta neexistovala, předá modul ASVC problém k řešení obsluze. V případě stavění cesty na obsazenou kolej jsme uvažovali pouze s obsazenou cílovou kolejí. Pro případ poruchy kolejového úseku je potřeba uvažovat s jakýmkoli úsekem v dopravně. Z hlediska konstrukce
43
(programování) modulu ASVC se jedná o obdobný úkol. Proto se mi jeví vhodné problém obsazené cílové koleje a problém poruchy kolejového obvodu (prostředku pro zjišťování přítomnosti vlaku) sloučit do jedné úlohy. Z čistě technického hlediska stojí za úvahu možnost rozlišení poruchy kolejového obvodu od vlakem obsazené koleje. Základním předpokladem je spolehlivé vyhodnocení pohybu vlaku (vlaků) v kolejišti. Za předpokladu souvislé izolace kolejiště je pohyb kolejového vozidla po kolejišti charakterizován postupným obsazováním a uvolňováním navazujících kolejových
úseků.
Naproti
tomu
porucha
kolejového
obvodu
je
charakteristická izolovaným obsazením jednoho úseku. Z těchto vstupních podmínek lze navrhnout systém (program), který bude tyto jevy sledovat a vyhodnocovat. Navrhovaný systém by se musel samozřejmě vypořádat s více variantami poruch kolejových úseků (v praxi dochází k poruše kolejového obvodu např. po průjezdu vlaku – tzn. že vlak úsekem projel, ale obvod po odjetí vlaku zůstane obsazený). Jejich rozbor není součástí této práce. Pro účely systému ASVC by ovšem existence takového zařízení mohla mít určité důsledky. V případě (spolehlivého) vyhodnocení poruchy kolejového úseku by modul ASVC mohl místo variantní cesty navrhnout postavení nouzové cesty. 7.6.2.
Ztráta kontroly polohy výhybky
Koncová poloha výhybky je kontrolována zabezpečovacím zařízením a je nutnou podmínkou pro postavení vlakové cesty. Ztráta kontroly může být způsobena celou řadou příčin od pouhého přepálení pojistky kontrolního obvodu, až po skutečnou mezipolohu výhybky (výhybka není držena v krajní poloze). Ke ztrátě kontroly polohy výhybky dochází přirozeně i při přestavování výhybky z jedné polohy do druhé. Pokud dojde ke ztrátě kontroly na výhybce, která není součástí procesu stavění cesty (pokud nějaké probíhá), zařízení obsluhu uvědomí a očekává potvrzení (klávesa ENTER), že obsluha situaci bere na vědomí. Výhybka zůstane na monitoru JOP označena symbolem ztráty polohy, nicméně zatím není vyloučena z ústředního stavění. Obsluha se jí může pokusit buď samostatně, nebo postavením vlakové cesty přestavit do koncové polohy,
44
nebo na ni zavést kolejovou výluku. Pokud dojde k obsazení kolejového úseku výhybky, která nemá kontrolu koncové polohy, vyhodnotí zabezpečovací zařízení výsledný stav jako rozřez a znemožní další stavění cest přes dotčenou výhybku. Při automatickém stavění cest by se v případě prosté ztráty polohy kontroly polohy mohl modul ASVC pokusit postavit cestu přes takovou výhybku. Pokud by se to nepovedlo (výhybka by nedošla při stavění do koncové polohy), předal by problém k řešení obsluze. Jako čistší řešení se mi ovšem jeví jiný postup. Modul ASVC by k výhybce v mezipoloze přistupoval jako k vyloučené. To znamená pokusit se najít variantní cestu (s potvrzením obsluhy) a v případě neexistence varianty předá k řešení obsluze. Při výskytu mezipolohy na výhybce měla obsluha přijmout nějaká opatření (výluka), případně situaci vyřešit (zajistit nápravu). Pokud obsluha pouze vzala na vědomí mezipolohu potvrzením, je možno předpokládat, že na řešení „zapomněla“, případně je odložila. Automatické postavení cesty by se sice mohlo zdařit, ale bez zjištění příčiny, proč ke ztrátě kontroly došlo, je postavení vlakové cesty riskantní. V případě zaznamenání rozřezu bude výhybka pro sytém ASVC automaticky nepoužitelná, tzn jako by byla ve výluce. 7.6.3.
Porucha navazujícího přejezdového zabezpečovacího
zařízení (PZZ) Pro přejezdová zařízení používaná u ČD jsou normou ČSN 34 2650 stanoveny dva stupně poruch. Porucha, která přímo neohrožuje bezpečnost provozu PZZ, obvykle označovaná jako „nouzový stav přejezdu“ a porucha přímo ohrožující bezpečnost – tzv. „poruchový stav přejezdu“. Norma ČSN 34 2650 přesně stanoví podmínky, kdy PZZ přechází do nouzového a poruchového stavu. V případě nouzového stavu PZZ je obsluha informována, nicméně stavění vlakových cest přes takovýto přejezd není nijak omezeno. Pro stavění cest pomocí ASVC rovněž nevznikají žádná omezení. Cesty přes přejezd v nouzovém stavu je možno stavět bez zásahů obsluhy. Pokud by se systém ASVC používal pro ovládání rozsáhlejší oblasti, bylo by možná
45
vhodné, navrhnout pro stavění cest přes PZZ v nouzovém stavu nějakou formu varování obsluhy. Například zobrazení informace na JOP. Při jízdách na přejezd v poruchovém stavu není možné postavit zabezpečenou vlakovou cestu. Jízda je možná pouze na přivolávací návěst – to je za použití povinně dokumentovaného úkonu. Navíc je obsluha (výpravčí) povinna zpravit strojvedoucího vlaku, že jede na přejezd v poruše (např. písemným rozkazem). S ohledem na tyto skutečnosti je vhodné automatické stavění cest na přejezd v poruše zakázat. Pokud by tedy ASVC mělo stavět cestu přes PZZ v poruchovém stavu, přejde automaticky na úroveň IV. 7.6.4.
Porucha navazujícího traťového zabezpečovacího
zařízení (TZZ) Traťové
zabezpečovací
v mezistaničních
úsecích.
zařízení
slouží
Zajišťuje,
k zabezpečení
aby
nebylo
jízd
možno
vlaků
postavit
odjezdovou cestu z krajní stanice, pokud není zajištěna bezpečná jízda mezistaničním úsekem. Pro obsluhu je stav TZZ zobrazován symbolem traťového souhlasu. Aby bylo možno postavit odjezdovou cestu na trať s TZZ, musí mít dopravna udělený souhlas k odjezdu. Obsluha traťového souhlasu spočívá v komunikaci mezi dopravnami, které si navzájem (dle momentální potřeby) udělují souhlas. Pokud dojde k poruše na TZZ, není možno postavit zabezpečenou odjezdovou cestu, ani otáčet směr souhlasu. V takovém případě se jízdy vlaků mezi dopravnami uskutečňují na základě administrativního opatření. Vlaky odjíždí na trať na přivolávací návěst, tj. povinně dokumentovaný úkon. Bezpečnost provozu je plně na zodpovědnosti obsluhujících pracovníků. Při ovládání TZZ pomocí modulu ASVC musí porucha na TZZ znamenat zákaz automatického stavění cest. Jízdy vlaků budou uskutečňovány za stejných podmínek, jako jízdy na trať bez TZZ. 7.7. DALŠÍ MOŽNOSTI VYUŽITÍ SYSTÉMU ASVC Využívání systému ASVC by mělo přinést hlavně zvýšení komfortu obsluhy při řízení dopravy na větších dopravních celcích, u velkých stanic, nebo u dálkově řízených tratí. Pokud systém ASVC funguje jak má,
46
nemusí se obsluha starat o pravidelné rutinní úkony, týkajících se pravidelných vlaků. Nicméně pro organizování dopravy uvnitř dopravny (např. posunu) musí mít obsluha přehled o tom, kterou část stanice má k dispozici, případně na jak dlouho. Systém ASVC by tedy měl nějakým způsobem dát obsluze na vědomí, že s konkrétní částí kolejiště počítá pro stavění automatické vlakové cesty. Systém ASVC by mohl s časovým předstihem označit na terminálu JOP část kolejiště, na které předpokládá stavění cesty pro vlak podle GVD. Toto zobrazení by bylo pouze informativního charakteru. Obsluha by si potom rozhodla, zda danou část kolejiště použije pro jiný účel – například přestavení hnacího vozidla, přemístění posunujícího dílu apod. Alokace kolejiště pro automaticky stavěnou cestu by měla proběhnout v rozumném časovém předstihu. Jeho délka by měla zohledňovat čas nutný pro postavení vlakové cesty modulem ASVC, neměl by být zbytečně dlouhý, aby neomezoval jinou činnost v dopravně, nicméně by měl poskytnou obsluze informaci dostatečně dopředu, aby stihla dokončit operace už započaté. Pro stanovení hodnoty výsledného času pro alokaci je třeba stanovit dobu nutnou pro postavení vlakové cesty. Při stavění vlakové cesty probíhá několik po sobě následujících operací, které trvají určitý čas. •
Zadání vlakové cesty do zadávacího terminálu – pro složitější cesty je třeba počítat cca 10 vteřin.
•
Reakce zařízení, předání požadavku ze zadávací úrovně do prováděcí – 10 vteřin
•
Přestavení výhybek – přestavení přestavníku používaného u ČD trvá cca 3 vteřiny, nicméně je třeba počítat opět s reakčními časy zařízení, časem pro vyhodnocení koncové polohy. Pro zvlášť nepříznivé podmínky lze počítat s časem 10 vteřin. Zařízení ESA 11 přestavuje výhybky po skupinách max. 4 kusů najednou. U složitých cest lze počítat s nutností přestavit 8-10 výhybek. To jsou max. 3 skupiny po 10ti vteřinách, celkem 30 vteřin.
47
•
Provedení závěru jízdní cesty a rozsvícení povolujícího znaku 1015 vteřin
Doba pro postavení jedné vlakové cesty se tedy může pohybovat kolem jedné minuty. Vlakovou cestu je nutné stavět s předstihem, aby nedocházelo k narušení plynulosti provozu zastavováním vlaků před návěstidlem a čekáním na postavení cesty. Nicméně předstih by neměl být příliš velký, aby nedocházelo
k neúměrnému
snížení
propustnosti
tratě.
Rychlostní
koridory budované při rekonstrukci hlavních tratí v České republice počítají s maximální rychlostí vlaků 160 km/h. Pro vlak jedoucí rychlostí 160 km/h přenáší zabezpečovací zařízení informaci o postavené (případně nepostavené) vlakové cestě (= vydanému povolení k jízdě) na vzdálenost 2 km (normou stanovená zábrzdná vzdálenost). Tuto vzdálenost projede vlak za 45 vteřin. Aby nedocházelo k zbytečnému brždění vlaku před vjezdem do dopravny, měla by se vlaková cesta začít stavět minimálně 2 minuty před předpokládaným příjezdem vlaku. To je minimální doba, v praxi bych uvažoval s další 1 minutou jako s rezervou. Pro provedení posunu uvnitř stanice lze předpokládat minimální čas zhruba 3 minuty – 1 minutu na postavení posunové cesty a 2 minuty na vlastní jízdu a vybavení cesty po projetí. A opět se jeví vhodné připočíst minimálně jednu minutu jako rezervu. Výsledkem úvahy tedy je čas cca 6-7 minut před příjezdem vlaku, kdy by systém ASVC měl dát obsluze informaci o plánovaném stavění vlakové cesty. 7.8. POUŽITÍ SYSTÉMU ASVC V PODMÍNKÁCH ČD V reálném provozu v podmínkách provozu na Českých drahách je potřeba počítat s určitými omezeními fungování navrženého systému. Modul ASVC především počítá s poměrně spolehlivým sledováním pohybu vlaků pomocí čísel vlaků. Samotný systém přenosu čísel vlaků zajišťuje zabezpečovací zařízení ESA 11, čili je možno ho považovat za spolehlivý. Ovšem unikátnost čísla vlaku je zatím zajištěna pouze uvnitř jednoho zařízení. V rozsáhlejší oblasti ovládané systémem ASVC, kde se
48
předpokládá použití soustavy více SZZ ESA 11 (maximální počet je roven počtu dopraven v oblasti), nelze vyloučit výskyt dvou totožných čísel vlaků. Zadávání čísel vlaků se provádí ručně, za pomocí terminálu JOP. Navržený systém ASVC by mohl umožňovat automatické vkládání čísel vlaků. Musela by však být dodržena jistá míra pravidelnosti provozu. V podmínkách provozu na ČD toto zatím není možno spolehlivě dodržet. Plnění GVD se v rozumné míře předpokládá pouze u vlaků osobní přepravy. U nákladních vlaků, které jsou rovněž součástí GVD, se bohužel dostatečné přesnosti nedosahuje. Dalším problémem pro nasazení ASVC je momentálně vyžadovaná administrativní činnost pro jízdy vlaků. Výpravčí jednotlivých stanic musí před vypravením vlaku tento telefonicky nabídnout a bez potvrzení přijetí nemůže vlak vypravit. Tento problém odpadá u dálkově řízených oblastí, kde jízdy vlaků řídí jeden dispečer. ZÁVĚR Ve své práci jsem popsal způsob organizování dopravy v síti ČD. Co obnáší zabezpečení jízd vlaků a co si lze představit pod pojmem „vlaková cesta“ a „stavění vlakových cest“. Na pojem postavení vlakové cesty je třeba nahlížet ze dvou hledisek, pokud jde o dopravní předpis (pro dopravní zaměstnance obsluhující zařízení) a zabezpečovací zařízení, které fakticky zajišťuje bezpečnost vlakové cesty. Pro dopravního zaměstnance je to sled úkonů, kterými obslouží zabezpečovací zařízení. V zabezpečovacím zařízení pak proběhne série činností a kontrol, jejímž výsledkem je postavení zabezpečené cesty pro konkrétní vlak a vydání povolení k jízdě. Dále jsem se zabýval popisem zařízení, které se v současné době v síti ČD používají při procesu stavění vlakových cest. Obslužného
rozhraní
zabezpečovacího
JOP,
zařízení
a
definuje umožňuje
jednotný tak
způsob
jednodušší
obsluhy vyškolení
obsluhujících pracovníků a jejich následnou migraci v síti ČD dle momentálních potřeb.
49
Informační systém GTN umožňuje automaticky sledovat pohyb vlaků, graficky zobrazit aktuální dopravní situaci a obsahuje nástroje pro vyhodnocení a následné řešení dopravních konfliktů. Poskytuje tak údaje pro vlastní řízení dopravy a tím i pro stavění konkrétních vlakových cest. Elektronické zabezpečovací zařízení typu ESA 11 je zavedené zařízení, které zabezpečuje jízdy vlaků. Je standardně ovládáno (povelováno) rozhraním JOP a je univerzálním řešením pro libovolnou konfiguraci dopravny. Je postaveno tak, aby mohlo komunikovat s dalšímy zařízeními. Dokáže předávat informaci o pohybu vlaků prostřednictvím funkce přenos čísla vlaků. Tato tři zařízení lze využít k sestavení uceleného systému stavění vlakových cest. Propojovací článek – modul ASVC – umožní ovládat zabezpečovací zařízení přímo z nadstavby GTN. Tím se značně zvýší komfort obsluhy. Výpravčí bude mít na jednom terminálu přehled o dopravní situaci a řešením dopravních konfliktů bude zároveň obsluhovat zabezpečovací zařízení. Modul ASVC může být do systému zapojen v zásadě dvěma způsoby. buď
bude
přímo
ovládat
zabezpečovací
zařízení,
nebo
bude
zprostředkovávat komunikaci mezi GTN a JOP. Druhé řešení se jeví jako použitelnější a to hlavně z ohledem na bezpečnost komunikačních kanálů. Kromě funkce předávání a převodu povelů (jejich formy) musí mít modul ASVC schopnost vyhodnotit a následně vyřešit dopravní situace. V 7. kapitole jsou popsány předpokládané dopravní stavy a návrh řešení modulem ASVC. Systém ASVC by zvýšil celkový komfort řízení dopravy. Především odstraněním rutinních úkonů při obsluze zabezpečovacího zařízení. Systém by našel uplatnění hlavně na dálkově řízených tratích a ve velkých dopravních uzlech.
50
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] Předpis pro organizování a provozování drážní dopravy ČD D2 [2] TNŽ 342620 – Staniční a traťové zabezpečovací zařízení [3] ZTP 5/2000 – ČD, základní technické požadavky JOP [4] T 80 189 – Graficko-technologická nadstavba zabezpečovacího zařízení [5] T 80 425 – Staniční zabezpečovací zařízení ESA 11 [6] O 80 415/203 – Staniční zabezpečovací zařízení AŽD elektronického typu Elektronické dokumenty [7] http://www.spz.logout.cz/zabezpec/esa_11.html [8] http://www.spz.logout.cz/zabezpec/ztp-jop.html [9] http://www.spz.logout.cz/zabezpec/gtn.html
51
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1.2.1: schématické znázornění základních typů vlakových cest Obr.2.2.1: obecné schéma staničního zabezpečovacího zařízení obr. 4.3.1: příklad zobrazení kolejiště dle ZTP JOP Obr.4.10.1: volná kolej Obr.4.10.2: obsazená kolej Obr.4.10.3: volná kolej se závěrem vlakové cesty Obr.4.10.5: Povolující návěst pro vlak Obr.4.10.4 Základní stav Obr.4.10.5: Povolující návěst pro vlak Obr.4.10.6 Přerušovaně - přivolávací návěst Obr.4.10.7. Přímý směr Obr.4.10.8. Odbočný směr Obr. 5.2.1: vazba GTN na zabezpečovací zařízení Obr. 5.3.1: struktura GTN Obr. 5.4.1: schéma řízené oblasti (ŘO) Obr. 5.4.2: náhled na obrazovku pracoviště GTN Obr. 6.3.1: schéma komunikace jednotlivých komponent Obr. 6.5.1: přímé ovládání zabezpečovacího zařízení Obr. 6.6.1: nepřímé ovládání zabezpečovacího zařízení Obr. 7.4.1: rozhodovací úrovně ASVC Obr.7.5.4.1: Zastavení křižujících vlaků Obr.7.5.5.1: Ústřední ovládání PSt Obr.7.5.5.2: PSt v režimu předávání obsluhy - „nabídnuto“ Obr.7.5.5.3:PSt převzato na místní obsluhu Obr.7.5.6.1: příklad použití boční ochrany Obr.7.5.6.2: Nešuntující větev kolejového úseku
52
SEZNAM ZKRATEK ASVC
automatické stavění vlakových cest
TZZ
traťové zabezpečovací zařízení
SZZ
staniční zabezpečovací zařízení
PZZ
přejezdové zabezpečovací zařízení
JOP
jednotné ovládací pracoviště
GTN
graficko-technologická nadstavba
GVD
grafikon vlakové dopravy
ELDODO
elektronická dopravní dokumentace
KO
kolejový obvod
ŘO
řízená oblast
DOZ
dálkově ovládané zabezpečovací zařízení
53
ÚDAJE PRO KNIHOVNICKOU DATABÁZI
Název práce
Automatické stavění vlakových cest
Autor práce
Jan Kirschner
Obor
Dopravní infrastruktura
Rok obhajoby 2006 Vedoucí práce Ing. Josef Vopálenský Anotace
Diplomová práce řeší návrh systému automatického stavění vlakových cest v podmínkách Českých drah
Klíčová slova
ASVC,
stavění
vlakových
zabezpečovací zařízení
54
cest,
GTN,
JOP,
