Elektrotehniki fakultet Univerzitet u Beogradu

SEMINARSKI RAD Primena automatike u elektrinim vozilima

Palija Veljko 03/314

SADRAJ: 1 2 3 4 AUTOMATSKA KONTROLA BUKSIRANJA I KLIZANJA ..................................................................................2 AUTOMATSKA KONTROLA BUDNOSTI VOZAA .............................................................................................5 AUTOMATSKA KONTROLA BRZINE I KOENJA VOZA INDUKTIVNOM VEZOM VOZ-KOLOSEK ....9 SISTEMI AUTOMATSKOG DALJINSKOG UPRAVLJANJA U VUI VOZOVA............................................15 4.1 ETCS (EUROPEAN TRAIN CONTROL SYSTEM) ........................................................................................................19 4.1.1 ETCS Nivo 1 ...................................................................................................................................................19 4.1.2 ETCS Nivo 2 ...................................................................................................................................................20 4.1.3 ETCS Nivo 3 ...................................................................................................................................................21 4.1.4 PTC (Positive train control) ..............................................................................................................................22 5 LITERARURA: ............................................................................................................................................................24

1

1

AUTOMATSKA KONTROLA BUKSIRANJA I KLIZANJA

Kod elektrine vue vozova tei se za to veim brutom na kvailu i poveanim ubrzanjima u putnikom saobraaju, te su i realizovane vune sile na obodu tokova pogonskih osovina esto u gornjim granicama veliina po pitanju athezije. Narastanje vune sile iznad graninih vrednosti odreenih stvarnim koeficijentom athezije, neminovno dovodi do proklizavanja tokova ili takozvanog buksiranja. Slian kriterijum vai i za ogranienje obodnih sila koenja. Preko neke maksimalne vrednosti ukupne sile koenja, obrtanje koenih tokova prelazi u njihovo blokiranje i klizanje po ini. U oba ova sluaja naruava se pogonska stabilnost, a posledice i efikasnost povratka u stabilan reim zavise od brzine uoavanja same pojave i trenutka preduzimanja odgovarajuih protivmera. Zbog toga se porimenjuju posebni uredjaji i odgovarajue eme veza za automatsku kontrolu buksiranja i klizanja. Na slici 1. su uproene eme funkcionisanja ovih ureaja (ZK), koji primenjuju metodu uporeenja karakteristinih elektirnih veliina u granama vunih motora.

Sika 1. Uproene eme ureaja za automatsku kontrolu buksiranja i proklizavanja ema (a) pokazuje reenje sa strujnim prikljucima motornih grana na ureaj ZK. Struje paralelnih motornih grana uvode se u ureaj i sistemom elektromehanikih ili elektrinih relea, vri se njihovo stalno uporeenje. U normalnom pogonu struje vunih motora su priblino jednake. Pri2

proklizavanju jednog osovinskog sloga menja se brzina i struja njegovog motora te se konstatovana razlika struja kontrolisanog para motora koristi u za ukljuenje ili iskljuenje grupe pomonoh kontakata, kojima se signalizira pojava klizanja i sprovodi automatska intervencija za smanjenje vune sile. ema (b) je sa naponskom vezom uporeenih motornih grana kroz ureaj ZK. Razlike u naponima simetrino prikljuenih taaka pri pojavi klizanja slue za automatsku kontrolu i komandu kao i u predhodnom sluaju. Neposrednija kontrola klizanja se postie merenjem i uporedjenjem brzine obrtanja parova osovinskih slogova. ematski prikaz jednog od ovih sistema je na slici 2. Tahogeneratori (TG1-TG2), iji je napon linearno srazmeran sa brzinom obrtanja, unose odgovarajue napone u ureaj ZK. Razlike napona kao posledice klizanja, konstatuju se u bloku ZK, odakle se alju komandni impulsi ka ureaju za regulaciju napona, odnosno brzine vune sile (RFV). Ovde se ostvaruje automatska redukcija vune sile i spreavaju dalje posledice buksiranja pogonskih tokova.

Slika 2. Uproena ema ureaja za neposredniju automatsku kontrolu buksiranja i proklizavanja

3

Slika 3. Uproena ema ureaja za digitalnu automatsku kontrolu buksiranja i proklizavanja Savremeni sistemi za automatsku regulaciju ubrzanja, brzine i vune sile, obavezno obuhvataju kontrolu buksiranja i klizanja. Da bi se kod forsirane vue postiglo to potpunije pribliavanje granici athezije, uz dovoljan stepen sigurnosti , uvodi se nova oprema sa vrlo velikom osetljivou i ultrabrzim dejstvom. Tahogeneratore zamenjuju induktivni davai brzine (DB1-DB2), koji nisu u neposrednoj mehanikoj sprezi sa sa osovinskim slogom ve se postavljaju neposredno pored njegovih rotirajuih delova. Svaki leb ispred magnetnog davaa pretvara se u jedan impuls tre se sa znatno veom tanou moe pratiti obodna brzina i njena promena u vremenu. Poto se blagovremeno konstatuje pojava buksiranja ili klizanja digitalnim uporedjenjem brzina i ubrzanja parova osovina, podaci iz uredjaja za automatsku kontrolu angauju se u kompleksnom sistemu regulacije sila vue i koenja. Prema emi na slici 3. pri pojavi buksiranja voza automatski e se zaustaviti servopogon za dalje poveanje vune sile i istovremeno ukljuiti elektropneumatske konice (EPK1-EPK2), za prvu redukciju aktivne vune sile. Ukoliko ova opoziciona sila blagog koenja nije dovoljna, posle odredjenog vremenskog intervala automatski se smanjuje vuna sila snienjem napona na krajevima vunih motora da bi odmah po otklanjanju klizanja dolo opet do njenog progresivnog poveanja. Na slian nain vri se i podeavanje sila elektrine i pneumatske konice kod pojava klizanja pri koenju.

4

2

AUTOMATSKA KONTROLA BUDNOSTI VOZAA

Mere za poveanje saobraajne bezbednosti na elektrificiranim eleznikim prugama, upuuju na primenu specijalnih uredjaja za automatsku kontrolu budnosti vozaa. Ovi su neophodni naroito kod vue vozova sa vozaem bez pomonika. Komandni elementi sigurnosnih ureaja za kontrolu budnosti (SKB) su tasteri i pedale. Nalaze se u neposrednoj blizini sedita vozaa, na glavnim komandnim ruicama, ili neposredno pored ruice manipulatora, a pedala je pod onu nogu koja ne uestvuje u osnovnoj komandi. Kod lokomotiva gde voza mora imati izvesnu slobodu kretanja, uz povremeno korienje i bonog prozorskog okna, ugradjuje se i vie pogodno rasporedjenih tastera i pedala uredja SKB. Prema vremenu dejstva ovi ureaji su: Trenutno dejstvujui i Sa usporenim dejstvom, odnosno sa vremenskim zatezanjem.

Trenutno dejstvujui SKB uredjaji u primeni su samo kod elektrinih vunih vozila za gradski i prigradski saobraaj. Kod eleznikih vunih vozila uredjaji SKB su uvek sa usporenim dejstvom. Zakanjenje u odazivanju uredjaja je tano odreeno intervalima za svaku karakteristinu fazu po sledeem loginom rasporedu: Signalno upozorenje za aktivan SKB; Automatsko prekidnje vue i Dejstvo automatske konice.

Programirano dejstvo uredjaja SKB moe biti: a) Sa vremenskom zavisnou; b) Sa kombinovanom zavisnou od vremena i predjenog puta; c) Sa kombinovanom zavisnou od vremena i brzine; Kod uredjaja sa sloenim programiranim dejstvom prva faza je sa vremenskom zavisnou, a druga i trea faza su u funkciji puta ili brzine. Kod uredjaja SKB sa iskljuivo vremenskom zavisnou, nailazi se na problem izbora veliine vremenskog tempiranja, u odnosu na irok opseg moguih brzina vunog vozila. Levi dijagram na slici 5. prikazuje promenu vremena sa brzinom, za duinu preenog puta od 150 m. Istovremeno za praktinu primenu ovog ureaja treba imati u vidu i minimalno potrebno vreme za promenu mesta vozaa u upravljanici u kome opravdano ni jedan od tastera SKB nee biti opsluen. Na desnom dijagramu iste slike su karakteristike brzine i puta za razliita vremena zatezanja ureaja od 4-5-7-9 sekundi. Pri brzini od 100 km/h duina predjenog puta se menja od 115 do 265 m. Iz ovoga sledi, da se potpunije prilagodjavanje uredjaja SKB moe ostvariti samo kombinovanom zavisnou vremena i puta, ili vremena i brzine.

5

Slika 4. Uproena ema sigurnosnih ureaja za kontrolu budnosti vozaa

Slika 5. Levi dijagram prikazuje promenu vremena sa brzinom, za duinu preenog puta od 150 m. Desni dijagram u karakteristike brzine i puta za razliita vremena zatezanja ureaja od 4-5-7-9 sekundi.6

Rad elektronskih ureaja sistema SKB, sa kombinovanom zavisnou od vremena i brzine, prikazan je kroz primer na slici 6. Tahogenerator TG napaja brzinska relea Rv, od kojih Rv1 zatvara svoj kontakt im je v0. Ovim se sigurnosni ureaj priprema za pogon, ali ostaje bez aktivnog dejstva sve dok je pravilno opsluivan, odnosno dok se tasteri Ts ili pedale Ps, kratkotrajno potiskuju u odreenim vremenskim intervalima (t1). Zatvaranjem kontakata Ts- Ps pobuuje se rele Re i prekida napajanje vremenskih relea Rt2 i Rt3. Rele Rt1 odaziva se sa usporenjem i privlai kotvu tek nakon vremena t1 (20 t160 sec.). Ako se u meuvremenu taster otpusti i ponovo pritisne, vremenski hod ovog relea poinje ispoetka. Ukoliko se taster due zadri u poloaju zatvorenih kontakata, ukljuie se elektronski rele Rt1, upalie se svetlosni signal SL i pobudie se rele Rt2, preko ijih kontakata se u sledeem vremenskom intervalu t2 (1 t23 sec.) aktivira zvuni signal Zu. Ciklus ukljuenja zavrava se zatvaranjem elektronskog relea Rt3, posle vremena t3, kada se prekida komandno kolo i otvara glavni prekida, da bi odmah zatim stupila u dejstvo automatska konica (AK). Kod brzina veih od 100 km/h zakanjenje u odazivanju ureaja SKB se skrauje. Rele Rv2 prebacuje svoj kontakt u drugi poloaj i napaja vremenski rele Rt3 granom za bre odazivanje (t2 t3). Kada kontakti Ts i Ps ostanu due od dozvoljenog vremena otvoreni, preko mirnog kontakta relea Re napajaju se elektronski relei Rt2 i Rt3, te se sa njihovim ve odreenim zakanjenjem ukljuuje zvuni signal, prekida vua i aktivira automatska konica.

Slika 6. ema elektronskog sistema za kontrolu budnosti vozaa sa kombinovanom zavisnou od vremena i brzine.7

Kod elektrinih vozila za prigradski elezniki saobraaj kao i kod vozova za velike brzine, ugradjuju se i uredjaji za radio alarm, a kojima se automatski obavetavaju celokupan vuni sektor i svi prisutni vozovi o vanrednom stanju u kretanju voza, bilo da su problemi nedozvoljenog prekoraenja brzina, zaustavljanja na otvorenoj pruzi ili havarije. Ova vrsta radio alarmnog uredjaja za kontrolu budnosti vozaa VACMA koristi se na prugama francuskih eleznica. Slika 7.

Slika 7. Kabina lokomotive opremljene radio alarmnim ureajem VACMA. U donjem delu se vidi pedala SKB ureaja.

Slika 8. Grafik promene broja nesrea kroz godine, direktna posledica unapreenja SKB ureaja

8

3

AUTOMATSKA KONTROLA BRZINE I KOENJA VOZA INDUKTIVNOM VEZOM VOZ-KOLOSEK

Pored automatike primenjene u strujnim kolima za kontrolu i komandu elektrinih vunih vozila, kao i njihovog osposobljavanja za njihovo samostalno reagovanje na pojave koje ometaju realizaciju odabranog programa vue i koenja, odnosno ostvarenja odredjenog stepena vetake inteligencije lokomotive, zahtevi za dalje poveanje brzine na eleznikim prugama uz istovremeno osigurenje veeg stepena saobraajne bezbednosti, doveli su do kompleksnijih sistema automatske kontrole i upravljanja u vui vozova. Jedno od poznatih reenja ove vrste je i sistem ATS (Automatic Train Stop) za automatsko zaustavljanje voza. Osnovni elementi sistema deluju kroz induktivnu vezu lokomotive i koloseka. U kolosek su ugradjeni induktivni davai ID, takasto rasporedjeni du pruge. Prikazan na slici 8. Na svakom vunom vozilu je po jedan induktivni dava IL, orjentisan po istoj podunoj osi i uvren na razmak od 9-17 cm od gornje povrine davaa ID. Prikazan na slici 9. .

Slika 9. Prikaz induktivnog davaa na koloseku sistema Indusi

9

Slika 10. Prikaz induktivnog davaa na vunom vozilu sistema Indusi Posmatraemo primer ekspresnog voza koji se kree brzinom od 140 km/h ispred signalne deonice sa zatvorenim glavnim signalom. Nailaskom na dava ID1 koji se nalazi 1000 m ispred glavnog signala aktivirae se zvuni signal u kabini vozaa radi kontrole njegove budnosti i upozorenja na potrebu koenja voza. U vremenu od 4 sec od prijema signala voza mora pritisnuti taster SKB i ukljuiti konice. Ukoliko voza ne primeti predsignal i ne reaguje na zvuno upozorenje, posle 4 sec konice e automatski stupiti u dejstvo i ostvariti prisilno zaustavljanje voza. Pri normalnoj intervenciji vozaa sledi dalja automatska kontrola. Uticajem davaa na predsignalu aktivira se automatska kontrola brzine u zavisnosti od vremena. Prelaskom drugog davaa ID2 , koji se nalazi na 250 m od glavnog signala, daje se komandni signal vunom vozilu za kontrolu brzine, prema preostalom rastojanju voza do glavnog signala GS. Najzad kod samog glavnog signala i davaa ID3, vri se prisilno koenje voza koji prolazi zatvoreni signal BV-Blokada Vonje. Raspored signala i elemenata sistema za induktivnu vezu lokomotiva.kolosek, prema nekoj graninoj taki TG (npr. ulaznoj skretnici), pretpostavlja jo jedan sigurnosni razmak izmedju GS i TG, u kome se voz prisilnim koenjem po komandi iz poslednje kontrolne take mora bezuslovno da zaustavi. Induktivna sigurnosna kontrola, poznata je u Evropi pod nazivom Indusi. Pojednostavljena ema je prikazana na slici 10. Osnovni deo opreme na vunom vozilu napaja se jednosmernom strujom, kroz pretvara napona 110/224 V, kontakte na osovini manipulatora i stabilizator napona. Tri tranzistorska generatora za 1000 , 500 i 2000 Hz napajaju posebna strujna kola u kojima su namotaji davaa IL. Induktivni davai su sa magnetnim jezgrom i namotajima u nemagnetnom kuitu. Dava na koloseku ID je sa jednim namotajem i kondenzatorom odabranim za odreenu uestanost kola prema mestu i ulozi davaa 1000 Hz za ID1, 500 Hz za ID2 i 2000 Hz za ID3. Namotaji davaa na lokomotivi IL su sa stalnom pobudom, odreene uestanosti za svaki namotaj. Kada davai IL i ID10

dou u naspramni poloaj, pri otvorenom signalnom prekidau, u kolu davaa ID , posredstvom elektromagnetnog polja i meusobnom indukcijom oscilatornih kola, kao posledica rezonanse kola sa istom sopstvenom uestanou osetno e oslabiti struja u kolu jednog od namotaja davaa IL, koji je u rezonansi sa kolom ID. Ova promena koristi se za aktiviranje impulsnog relea i izvrenje odgovarajueg ciklusa komande. Odazivanjem relea Re1 pri rezonantnom kolu 1000 Hz, ukljuuje se automatska kontrola brzine u funkciji vremena, posredstvom tahogeneratora TG, registratora brzine RV i elektronskog vremenskog prekidaa TP. U zavisnosti od vrste voza menja se kontrola brzine u funkciji vremena. Istovremeno se vri i kontrola budnosti vozaa kroz ureaj SKB. Rele Re2 zatvara svoje kontakte u rezonantnom kolu 500 Hz i ostvaruje se provera brzine pri prolazu lokomotive iznad davaa ID2. Rele Re3 bie aktiviran sa rezonansom u kolu 2000 Hz, kada e doi do blokade vonje.

Slika 11. Pojednostavljena ema induktivne sigurnosne kontrole Indusi

11

Slika 12. Uveana ema induktivne veze Voz-Kolosek Indusi

Vrsta voza Brzi voz Putniki voz Teretni voz

Vremenski interval nakon prolaska preko 1000 Hz-nog magneta 20 s 26 s 34 s

Maksimalna brzina u trenutku prolaska preko 1000 Hz-nog magneta 95 km/h 75 km/h 65 km/h

Maksimalna brzina u trenutku prolaska preko 500 Hz-nog magneta 65 km/h 50 km/h 40 km/h

Tabela 1. Dozvoljene brzine prolaska preko inuktivnih davaa na koloseku.

12

Slika 13. Grafik zavisnosti brzine od vremena pri usporavanju u razliitim situacijama. Idealno zaustavljanje. Situacija kada voza prelazi preko prvog induktivnog davaa pri brzini od 140 km/h. Sistem za kontrolu budnosti ga upozorava na potrebu smanjenja brzine, voza pritiska taster SKB ureaja pre isteka 4 sec i poinje da koi. Voz e se zaustaviti kod glavnog signala. Situacija kada voza prelazi preko prvog induktivnog davaa pri brzini od 140 km/h. Sistem za kontrolu budnosti ga upozorava na potrebu smanjenja brzine, voza ne reaguje na upozorenje, aktivira se automatska konica. Voz e se proi glavni signal, ali e se zaustaviti u bezbednoj zoni od 200 m. Situacija kada voz prelazi preko prvog davaa pri brzini veoj od 95 km/h Sistem za kontrolu budnosti ga upozorava na potrebu smanjenja brzine, voza pritiska taster SKB ureaja pre isteka 4 sec ali ne poinje da koi. Nakon 20 sec se aktivirata automatska konica. Voz e se proi glavni signal, ali e se zaustaviti u bezbednoj zoni od 200 m. Situacija kada voz prelazi preko prvog davaa brzinom manjom od 95 km/h ali veom od 65 km/h. Vozau se nita ne signalizira sve do prelaska preko drugog davaa kada se aktivira automatska konica. Voz e se proi glavni signal, ali e se zaustaviti u bezbednoj zoni od 200 m.

13

Situacija kada voz prelazi preko prvog davaa brzinom dosta manjom od 95 km/h ali veom od 65 km/h. Vozau se nita ne signalizira sve do prelaska preko drugog davaa kada se aktivira automatska konica. Voz e se zaustaviti kod glavnog signala. Situacija kada voz prelazi preko prva dva davaa brzinom manjom od 65 km/h. Vozau se nita ne signalizira sve do prelaska preko galvnog signala kada se aktivira automatska konica. Voz e se zaustaviti u bezbednoj zoni od 200 m.

14

4

SISTEMI AUTOMATSKOG DALJINSKOG UPRAVLJANJA U VUI VOZOVA

Automatsko upravljanje u vui vozova postie se praktinom realizacijom dve osnovne grupe reenja. Prva obuhvata sve potrebne elemente za automatsku regulaciju brzine i vune sile lokomotive, a u drugoj su sistemi za automatsko voenje i daljinsko upravljanje vunih vozila na pojedinim deonicama elektrificiranih pruga. Prema stepenu primenjene automatike ovde se razlikuju: ATC (Automatic Train Control), automatska kontrola kretanja voza, sa daljinskom komandom vue i koenja izmeu uzastopnih stanica, po unapred odreenom programu i redu vonje; ATO (Automatic Train Operation), integralno daljinsko upravljanje radom vunih sektora, sa optimizacijom vue, automatskom organizacijom i regulacijom saobraaja u odnosu na stvarne uslove, potrebe i optereenja. Automatska regulacija brzine i odravanje njene konstantne vrednosti izabrane poloajem ruice manipulatora, ostvaruje se u regulacionom kolu sa povratnom spregom, kojom se stalno uporeuju potrebne i stvarne vrednosti zavisno od promenljivih veliina. Meutim ovim nije potpuno definisan zahtev upuen sistemu za automatsku regulaciju, jer nedostaje podatak o potrebnoj promeni brzine u vremenu. To se saoptava posebnom ruicom ili ruicom za brzinu na nain objanjenim na slici 13. Potrebna veliina ubrzanja ili usporenja odreuje se razlikom izmeu potrebne i stvarne brzine. Ukoliko je ta razlika vea, odnosno ukoliko je hod ruice pri jednoj komandi dui, bie i vea vrednost ap.

Slika 14. Grafik promene ubrzanja pri manuelnoj regulaciji.15

ema funkcionisanja sistema za automatsku regulaciju brzine, ubrzanja i usporenja na elektrinim vunim vozilima pod kontaktnim vodom jednofazne struje, data je na slici 14. Pri spregnutim ruicama za elektrinu (EK) i vazdunu konicu (VK), upravljanje vozilom vri se sa dve osnovne komandne ruice za vuu (V) i koenje (EK-VK). Za pokretanje voza dovoljno je poloajem ruice V odabrati veliinu brzine, a duinom njenog hoda veliinu ubrzanja. Komandni impulsi upuuju se bloku komande servomotora (KSM), regulatoru brzine (v-Reg) i regulatoru ubrzanja (a-Reg). Poveanjem napona na krejevima vunih motora postie se porast brzine i njena vrednost stalno prati davaem na osovinskom slogu. Stvarna i potrebna veliina brzine uporeuje se u bloku (v-Reg) i odreuje potrebna vrednost ubrzanja. Blok (a-Reg) u povratnoj sprezi konstatuje razliku izmeu potrebne i stvarne vrednosti promene brzine u vremenu. Ove veliine saoptene komandi graduatora napona (KO), daju elemente za brzinu obrtanja osovine (GN). Kada se postigne zahtevana brzina kretanja voza, ona ostaje nepromenjena do sledee komande. Pri nailasku na uspon automatski se poveava vuna sila, a na deonici sa padom reim vue se zamenjuje koenjem. Komanda koenja sa ruicom EK-VK, prenosi se kroz preklopnik (PK), na blokove za regulaciju usporenja i regulaciju sile koenja (K-Reg). Ovde deluju i poznati sistemi automatske kontrole i zatite za sigurnosnu kontrolu budnosti vozaa SKB, za automatsku kontrolu i zatitu od buksiranja i klizanja ZK i induktivnu kontrolu brzine IKB. Induktivni dava lokomotive IL slui po ve objanjenoj metodi za programirano prisilno zaustavljanje voza.

Slika 15. ema sistema za automatsku regulaciju brzine, ubrzanja i usporenja na elektrinim vunim vozilima pod kontaktnim vodom jednofazne struje.16

Sistemom induktivne veze lokomotiva-kolosek mogu se kontinualno prenositi informacije u oba smera. Tada se umesto takasto rasporeenih, koriste linijski davai koloseka. Ovi se sastoje od dva linijska provodnika poloena izmeu ina i ukrtena meusobno na svakih 100 m duine. Ukrtanje se vri zbog kompenzacije i priguenja parazitnih struja, a ukrsna mesta se koriste pogodnom metodom za odreivanje poloaja voza na pruzi. Duina deonice linijskih davaa je 10-15 km i na njenoj sredini su izvodi za centralno komandno mesto. Uproena ema ovog sistema je prikazana na slici 15.

Slika 16. ema sa induktivnom vezom du celog koloseka Lokomotiva je opremljena antenskim namotajem za induktivnu vezu koji se ugrauje ispod prvog osovinskog sloga i iznad oba koloseka. Preko davaa lokomotiva odailje podatke o oznaci i mestu voza, primajui istovremeno informacije koje se iskljuivo odnose na njenu adresu, kao to su rastojanje od cilja, potrebna brzina, poloaj i stanje signala. Karakteristine veliine signaliziraju se i mere na komandnom putu te omoguavaju vozau lako uporeenje stvarnih i potrebnih vrednosti i upozoravaju ga pravovremeno na poetak koenja. Stalna kontrola pogonskog stanja pretvara se po potrebi u prisilno, automatsko zaustavljanje voza. Ovo reenje je uobiajeno na eleznikim prugama u Evropi , naroito na deonicama preko 200 km/h. Njihova neposredna uloga je u to potpunijoj sinhronizaciji signalne i sigurnosne tehnike stabilnih postrojenja sa komandom vunih vozila, kao i u proirenju broja informacija radi poveanja saobraajne bezbednosti. Stalna induktivna veza lokomotiva sa centralnim komandnim mestom, uz automatizaciju vunih pogona, stvara osnovne preduslove za uvoenje integralnog daljinskog upravljanja u oblasti eleznikog prevoza.17

Drugaiji sistem neprekidnog, intervalnog regulisanja kretanja voza koristi beinu vezu u mikrotalasnom podruiju na frekfrencijama 30 do 40 GHz. Na tom podruju nema smetnji od viih harmonika struje vue kod pogona napajanih iz energetskih pretvaraa. Antene za prijem i predaju signala vrlo su malih dimenzija. Kompletan sistem se nalazi iznad pruge, a lokomotivski primopredajnik je postavljen na krov lokomotive. Ureaji upravljanja s antenama su postavljeni na stubove kontaktne mree na meusobnom razmaku od 800 do 2000 m. Na sredini zone od 12,7 km postavljeni su ureaji za napajanje. Predajnici susednih zona rade na razliitim frekfrencijama. Kod ovakve veze verovatnoa greke je 1:106. Temperaturno podruije je od -40 do +50oC. Servisiranje se vri bez iskljuenja kontaktne mree i bez zastoja u saobraaju vozova. Proraun trokova realizacije razliitih sistema upravljanja na eleznici sproveden je u Kanadi i dobijeni su sledei rezultati: -sistem radio veze 15000 kanadskih dolara po km pruge -sistem dispeerske centralizacije, s meusobnom kablovskom vezom elemenata sistema 75000 kanadskih dolara po km pruge.

18

4.1

ETCS (European Train Control System)

Danas, vozovi su opremljeni sa 6 razliitih navigacionih sistema koji su ekstremno skupi i okupiraju veliki prostor u kabini. Prilikom prelaska granica mora se menjati sistem koji se koristi to dovodi do dodatnog utroka vremena i novca. Stoga su evropske zemlje odluile da sve nekompatibilne sigurnosne sisteme (trenutno ih ima 14) zamene jednim sistemom. ETCS je podeljen na razliite funkcionalne i nivoe opremljenosti. Definicija nivoa zavisi od toga kako je deonica opremljena i naina na koji se prenosi informacija do voza. U osnovi, dozvola za kretanje i odgovarajue informacije o deonici se prenose do voza i prikazuju se u kabini vozaa. 4.1.1 ETCS Nivo 1

Predstavlja sistem signalizacije u kabini koji se moe nametnuti postojeem sistemu. Eurobalise (poseban tip radio predajnika koji se koriste u eleznici) dobijaju informacije o signalu od signalizacije koja se nalazi pored koloseka i predaju ih vozilu. Ovi predajnici se nalaze na odreenim takama deonice. Raunar u kabini lokomotive neprekidno prati i izraunava maksimalnu brzinu a takoe i krivu koenja. Zbog takastog rasporeda ovih predajnika, potrebno je da voz prvo proe preko ovog predajnika kako bi dobio informaciju o sledeoj deonici. Sa kablovskim povezivanjem ovih predajnika, poznato kao EuroLoop, dobija se neprekidna komunikacija sa vozilom. Na primer u Danskoj i vedskoj znaenja zelenog i duplog zelenog signala su kontradiktorna, meutim kako ETCS Nivo 1 poznaje razliku voza moe potpuno bezbedno da obavlja svoje dunosti izvan granica svoje zemlje. Unapreeni sistem je opremljen i petljom za radio komunikaciju du celog koloseka tako da se informacije o stanju signala kontinualno prenose do locomotive.

Slika 17. Grafiki prikaz funkcionisanja ETCS-a prvog nivoa. LEU(Lineside Electronic Unit) - elektronska jedinica za signalizaciju; Balise radio predajnik, dava pozicije; Track Circuit Kolosek; ETCS trainborne Primo-predajnik locomotive;

19

Slika 17. Grafiki prikaz funkcionisanja ETCS-a unapreenog prvog nivoa. 4.1.2 ETCS Nivo 2 Predstavlja system baziran na digitalnoj radio komunikaciji. Dozvole za kretanje i trenutna stanja signalizacije se prikazuju u kabini vozaa. Svi vozovi automatski prijavljuju svoju tanu poziciju i pravac kretanja u jednakim vremenskim intervalima. Kretanje vozila su neprestano pod nadzorom radio kontrolnog centra. Autorizacija kretanja se zajedno sa informacijom o brzini i deonici prenosi neprestano putem GSM-R (Global System for Mobile communications - Railway) sistema za mobilnu komunikaciju. Eurobalise se na ovom nivou koriste kao pasivni davai pozicije tj. Kao elektronski putokazi kilometrae. Davai pozicije se koriste kao referentne take u cilju korekcije greaka merenja. Raunar lokomotive neprestano prati prenos podataka a narocito podatak o maksimalnoj dozvoljenoj brzini.

Slika 18. Grafiki prikaz funkcionisanja ETCS-a drugog nivoa.20

Interlocking - Skretnica Balise radio predajnik, dava pozicije u ovom sluaju sadri fiksnu poruku; Track Circuit Kola za signalizaciju du koloseka; ETCS trainborne Primo-predajnik lokomotive; Radio block center Radio-komandni centar; 4.1.3 ETCS Nivo 3

Na ovom nivou ETCS prevazilazi funkciju iste zatite voza sa implementacijom radio pozicioniranja . Kako se signal pozicije voza naprestano prenosi do radio centra, mogue je utvrditi koje take na deonici je voz bezbedno preao, te se na taj nain moe narednom vozu dati dozvola za prelaz ovih taaka. Na taj nain deonice se ne dele na fiksne sekcije na kojima se trenutno moe nalaziti smo jedan voz, ve raunar lokomotive prati potrebnu duzinu zaustavnog puta voza u odnosu na voz ispred sebe. Ovaj nivo se trenutno razvija, pouzdana reenja ovog sistema su vrlo kompleksna i teko se mogu prilagoditi starijim sitemima.

Slika 19. Grafiki prikaz funkcionisanja ETCS-a treeg nivoa. Interlocking and radio block center - Radio komandni centar koji kontrolie skretnice; Balise radio predajnik, dava pozicije u ovom sluaju sadri fiksnu poruku; Track Circuit Kola za signalizaciju du koloseka; ETCS trainborne Primo-predajnik lokomotive; Radio block center Radio-komandni centar;

21

Slika 20. Prikaz ETCS-a 4.1.4 PTC (Positive train control)

Glavni koncept PTC-a se sastoji u tome da voz neprekidno dobija informaciju o svojoj lokaciji i o deonicama koje su dostupne za korienje. Raunar u samoj lokomotivi obrauje ove informacije i preduzima akcije kako ne bi dolo do neeljenih dogadjaja. Glavna razlika u odnosu na tradicionalne sisteme signalizacije je u tome to su sistemi koji su se nalazili pored koloseka obraivali ove informacije i oni preduzimali akcije. U okviru ovog sistema upravljanje deonicama i skretnicama se obavlja sentralizovano. Komande se prenose beinim putem, prati se poloaj voza u svakom trenutku, prate se trenutna ogranienja brzina kako trajna tako i privremena. Takoe ovaj sistem ima mogunost optimizacije energetskog bilansa, praenja sporednih sistema, prijavljivanja trenutnih parametara u samoj lokomotivi i konacno daljinsko uprevljanje lokomotivom iz dispeerskog centra. Svaki voz prijavljuje svoju poziciju kontrolnom centru beinim putem. Logiki sistemi kontrolnog centra prikupljaju ove podatke , zatim ih obrauju i kao povratnu informaciju vozovima alju podatak o ogranienju brzine, vodei pri tome rauna o bezbednom razmaku izmeu vozova. Raunar u lokomotivi prati ogranienja brzine i poziciju i uporeuje ih sa trenutnim vrednostima i proraunava potencijalna i trenutna nebezbedna stanja. Ukoliko doe do prekoraenja brzine prvo se upozorava mainovoa, od koga se oekuje da preduzme odreene akcije a ako one izostanu aktivira se sistem za prinudno zaustavljanje voza. Takoe raunar prati vitalne sisteme u lokomotivi kao to su vuna snaga, konice i te informacije predaje kontrolnom centru.

22

Slika 21. Grafik eleznikih nesrea u americi na godinjem nivou na milion preenih milja.

23

5

Literarura:1. Dimitrije Dini, Metro i sistemi za masovni prevoz putnika, Saobraajni fakultet u Beograd, 1991. 2. Dimitrije Dini, eleznika elektrina vozila, Saobraajni fakultet u Beograd, 1996. 3. Internet stranice www.santirls.it, wikimedia.org, www.indusi.de, www.uni-stuttgart.de

24