PZB или Indusi — это прерывистая система сигнализации и защиты поездов , используемая в Германии , Австрии , Словении , Хорватии , Румынии , Израиле , Сербии , на двух линиях в Венгрии , в метрополитене Тайн-энд-Уир в Великобритании и ранее на линии Триллиум в Канаде.
Разработанное в Германии, историческое короткое название Indusi произошло от немецкого Induktive Zugsicherung («индуктивная защита поезда»). Более поздние поколения системы назывались PZB (сокращение от немецкого Punktförmige Zugbeeinflussung , буквально «точечное воздействие на поезд», переводится как «прерывистая защита поезда» или официально «прерывистое автоматическое управление движением поезда»), [1] подчеркивая, что система PZB/Indusi является семейством систем прерывистого управления поездом, в сравнении с системами непрерывного управления поездом, включая LZB (нем. Linienzugbeeinflussung , буквально «линейное воздействие на поезд»), которые были введены в то время.
Первоначально Indusi выдавал предупреждения и принудительное торможение только в том случае, если предупреждение не было подтверждено (аналогично традиционной автоматической остановке поезда ). Более поздние системы PZB обеспечивают большее принуждение, полагаясь на обученный компьютер.
Эксперименты с магнитной индукцией для системы защиты поездов можно проследить еще до 1908 года. Однако все ранние прототипы требовали электроснабжения со стороны пути, что было недоступно на широко распространенных в то время механических станциях блокировки. Параллельные исследования рассматривали оптическое распознающее оборудование (немецкое Optische Zugsicherung / OPSI); однако оно не получило дальнейшего развития из-за нестабильности из-за грязи и пыли на линзах.
_an_D-Zug-Lok.jpg/1280px-Bundesarchiv_Bild_102-09857,_Induktive_Zugsicherung_(Indusi)_an_D-Zug-Lok.jpg)
С 1931 года разработка была сосредоточена на индуктивной системе защиты поезда (Indusi), которая не требовала электричества. В параллельном развитии Швейцария начала внедрять систему Integra-Signum в 1933 году, основанную на схожих идеях. Швейцарская система не использовала резонансную частоту, а статическое намагничивание, которое можно было обнаружить как сигнал только тогда, когда поезд двигался достаточно быстро. В то время как метод индукции частоты считался превосходным, немецкая система требовала установки генераторов частоты на локомотиве, что было сложной задачей в то время, когда паровые двигатели были преобладающим типом локомотивов. Система Indusi была развернута в Германии в 1934 году, и система распространилась на Австрию и страны исторической Австро-Венгерской империи , которые имели общие корни с Германией с точки зрения истории железнодорожного транспорта во время Германского таможенного союза .
Первоначальная система Indusi была развернута в Германии в 1934 году — однако она не называлась так (использовалось полное название «induktive Zugsicherung» ), а сокращенное обозначение «I 34» также является ретроспективным обозначением. Первоначальные испытания использовали только функцию остановки поезда (сигнал 2000 Гц в более поздних версиях) — к концу 1934 года уже 165 локомотивов были оснащены детекторами Indusi, а 4500 км путей были защищены индукторами. В конце Второй мировой войны система больше не функционировала, и в 1944 году оборудование 870 локомотивов и сигналы Indusi на 6700 км путей были официально отключены.
В 1947 году резонаторы локомотивов Индуси были вновь введены в эксплуатацию, как и сеть железнодорожных путей протяженностью 1180 км в западных оккупированных зонах .
Немецкая федеральная железная дорога начала работу по стандартизации функций современной системы Indusi, что привело к появлению спецификации Indusi I 54 в 1954 году. Она включала новый генератор частоты, для которого не требовалось трех двигателей, а только один транзисторный генератор частоты с последующим аудиокроссовером для параллельного излучения трех частот.
Незначительные усовершенствования в 1960-х годах привели к появлению системы Indusi I 60. При обнаружении индуктора частотой 1000 Гц машинист должен был подтвердить сигнал предупреждения в течение четырех секунд. Кроме того, был запущен обратный отсчет, чтобы проверить, замедлился ли поезд до указанной скорости в течение указанного периода времени. В зависимости от типа поезда, который тянул локомотив, систему можно было вручную переключать между тремя режимами работы: грузовой поезд, низкоскоростной и высокоскоростной пассажирский поезд. В каждом режиме система рассчитывала различную кривую скорости на основе максимально допустимой скорости и тормозных характеристик поезда.
Первоначальная система I 60 оказалась недостаточной в ряде ситуаций, поэтому она претерпела многочисленные изменения, которые в конечном итоге привели к появлению пересмотренного стандарта I 60R.
С введением системы Linienzugbeeinflussung (LZB) компанией Deutsche Bundesbahn локомотивы были оснащены системой защиты поездов LZB/I 80 на основе микропроцессора. Она могла улавливать сигналы Indusi с 1980 года. Опыт работы с этой системой привел к разработке системы Indusi I 60R, которая требовала наличия микропроцессоров во всех локомотивах. Вместо проверки определенных скоростей в определенные моменты времени новая система непрерывно проверяла кривую скорости по времени. Если поезд двигался быстрее, чем позволяла кривая, остановка могла быть принудительной в любой момент.
PZ80 является независимой разработкой компании Geräte- und Reglerwerk Teltow , базирующейся в ГДР . Deutsche Reichsbahn нуждалась в эффективных системах защиты поездов . Они хотели обрести независимость от технически устаревших поставок I 60 западногерманским производителем Siemens и замены импорта румынских I 60 Icret. PZ80 поддерживал все режимы Indusi 60, улучшенные рядом новых режимов, включая управление скоростью с шагом 10 км/ч, непрерывные кривые торможения и ограничительный режим. В 1990 году разработчик был продан институтом Treuhand компании Siemens. [2] Таким образом, эта система стала основой будущей системы PZB90.
PZB90 — это новая версия, введенная в эксплуатацию в середине 1990-х годов. Она оснащена новым «ограничительным режимом» в результате двух аварий. В обоих случаях поезд остановился на станции, как и предполагалось. Затем поезд снова ускорился, несмотря на то, что сигнал все еще горел красным. Когда поезд достиг выходного сигнала, его скорости было достаточно, чтобы врезаться в другой поезд, несмотря на автоматическое торможение, обеспечиваемое индуктором 2000 Гц.
Новый ограничительный режим ограничивает скорость после остановки поезда до достижения красного сигнала. В настоящее время поезда ограничены до 45 км/ч при остановке после активного индуктора 1000 Гц или до 25 км/ч при остановке после активного индуктора 500 Гц.
Обновление программного обеспечения PZB90 до версии 1.6 имело важные изменения в кривых торможения: для большинства типов поездов целевая скорость была снижена, при этом был разрешен более длительный временной интервал. Это изменение старой спецификации Indusi, которая имела фиксированные интервалы. Новая версия программного обеспечения может использовать неравномерное время — например, поезд типа O должен иметь 85 км/ч через 23 секунды, тогда как ранее было указано 95 км/ч через 20 секунд. Новые кривые торможения были найдены путем обширного моделирования, чтобы получить лучший компромисс между безопасностью и эффективностью, чтобы оптимизировать работу поезда.
Другое изменение связано с функциями оповещения — когда ограничительный режим продлевается еще на 1000 Гц, он не активирует сигнал кабины, если предыдущий предупреждающий сигнал был подтвержден. При трогании с места остановки можно было отключить многие ограничительные режимы (кнопка «PZB frei»), поскольку они были основаны исключительно на времени — с версии 1.6 контролируется фактическая длина секции, где ограничительный режим PZB не может быть отключен. Это привело к некоторым изменениям на железнодорожных станциях с движущимися индукторами 1000 Гц.
Обновление программного обеспечения PZB90 до версии 2.0 изменило некоторые угловые случаи управления поездом — ранее можно было снять любой ограничительный режим, переключив реверс с прямого на задний ход и обратно на прямой. Начиная с версии 2.0, он будет помнить принудительное ограничение скорости. Другим изменением была неисправность, когда поезд останавливался непосредственно над индуктором, которую можно было устранить только с помощью сброса неисправности, который, однако, также снимал все ограничения скорости от внешней сигнализации.
Локомотивы и многосекционные вагоны с рабочими кабинами оснащены бортовыми передающими катушками с наложенными частотами 500 Гц, 1000 Гц и 2000 Гц. Пассивно настроенные индукторы (RLC-цепи) расположены в соответствующих местах на путях; каждый индуктор резонирует на одной из трех частот в зависимости от своего местоположения. Когда передний конец поезда проходит над одним из индукторов на путях, присутствие индуктора обнаруживается бортовым оборудованием через изменение магнитного потока. Это активирует соответствующую бортовую цепь и запускает любое требуемое действие в зависимости от местоположения (например, звуковое/визуальное предупреждение, принудительное ограничение скорости или принудительную остановку).
Три частоты имеют разное значение для поезда:
Предупреждение о том, что проезжаемый дальний сигнал показывает «осторожно», требуется снижение скорости. Водитель должен подтвердить, что он увидел аспект «осторожно», нажав кнопку; невыполнение этого в течение нескольких секунд приведет к принудительной остановке.
Сигнал 1000 Гц активен вместе с желтым сигналом на дальнем сигнале перед основным сигналом или на основном сигнале в сочетании с дальним сигналом для следующего основного сигнала или активен перед железнодорожным переездом.
Машинист должен подтвердить сигнализацию кабины в течение 4 секунд (2,5 секунды на поездах с электронной шиной MVB), нажав кнопку – это называется проверкой бдительности (нем. «Wachsamkeitskontrolle»). Невыполнение этого требования приведет к аварийной остановке.
После подтверждения предупреждающего сигнала поезд должен оставаться ниже кривой торможения (нем. "Bremskurve") – скоростные поезда могут двигаться со скоростью до 165 км/ч, и они должны снизить скорость до менее 85 км/ч через 23 секунды. Обратите внимание, что работа высокоскоростных поездов, следующих со скоростью свыше 165 км/ч, не основана на визуальных путевых сигналах или индукторах PZB (вместо этого в Германии используется LZB или кабинная сигнализация Европейской системы управления поездами ).
Поезд не может быть освобожден от ограничений скорости в пределах 700 м после активации 1000 Гц. После этого момента машинист поезда может нажать кнопку освобождения (нем. "Freitaste" ). В более поздних поколениях принудительное ограничение скорости было увеличено до 1250 м, а точка 700 м актуальна только для индуктора 500 Гц.
Контролируемая скорость (нем. "überwachte Geschwindigkeit" ) зависит от типа поезда, который находится в прямой зависимости от массы и тормозной способности – их частное указывается в процентах торможения (нем. "Bremshundertstel" ). Если скорость поезда падает ниже скорости переключения (нем. "Umschaltgeschwindigkeit" ), активируется ограниченный режим – он включает постоянную максимальную скорость 45 км/ч до индуктора 500 Гц, который еще больше снижает скорость во время ограниченного контроля скорости (нем. "restriktive Geschwindigkeitsüberwachung" ).
Применяются как немедленная максимальная скорость (V max ), так и дальнейшее снижение скорости.
Индуктор 500 Гц можно найти незадолго до главного сигнала, который активирует управление скоростью на следующие 250 м. Это продлит кривую торможения V ü1 от 1000 Гц до главного сигнала. За ограниченным режимом после 1000 Гц следует кривая торможения V ü2 для снижения скорости до главного сигнала. В то время как скорость переключения была 10 км/ч после ограничителя скорости 1000 Гц (отражая полную остановку поезда), теперь она следует кривой торможения, снова не превышая 10 км/ч в положении главного сигнала. Фактические кривые торможения снова зависят от типа поезда (который основан на проценте торможения, который рассчитал машинист поезда).
Если поезд проедет стоп-сигнал, он ударит по индуктору частотой 2000 Гц, который немедленно активирует аварийную остановку (если только она не будет отменена, см. ниже). На основании перекрытия после стоп-сигнала поезд может быть безопасно остановлен. Из-за разной массы и тормозной способности каждого поезда это можно утверждать только на основе заданной максимальной скорости, которая должна поддерживаться в точке красного сигнала.
Первоначальный протокол Indusi устанавливал индуктор 2000 Гц на каждом визуальном главном сигнале, который мог показывать красный сигнал для немедленной остановки. Если машинист поезда проезжает красный сигнал, то аварийная остановка применяется безоговорочно. Индуктор 1000 Гц — это условное ограничение, которое обычно устанавливается на каждом дальнем сигнале, который мог показывать желтый сигнал, указывающий на следующий красный сигнал — в первоначальном протоколе Indusi машинист поезда должен подтвердить звонок в течение 4 секунд, иначе поезд будет автоматически остановлен. На основании желтого сигнала машинист поезда должен снизить скорость, чтобы перекрытие после сигнала остановки было достаточным для безопасной остановки поезда. Система Indusi с ограничителем скорости (по крайней мере, с I60R) будет обеспечивать максимальную скорость по истечении заданного времени в этой ситуации, причем максимальная скорость будет зависеть от типа поезда. Индуктор 500 Гц обычно встречается вблизи железнодорожных станций или незадолго до главного сигнала — он активирует более низкий предел скорости, чем индуктор 1000 Гц. Поскольку визуальные сигналы могут выключаться во время движения поезда, то есть после проезда желтого сигнала красный сигнал больше не горит, машинист поезда может снять с поезда принудительное ограничение скорости с помощью кнопки, что позволит ему разогнаться до свободного участка впереди.
Ограничения скорости выше 70 км/ч не могут быть реализованы с помощью постоянных индукторов 1000 Гц, так как это замедлит большинство или все поезда намного ниже ограничения скорости. Поэтому для реализации этих ограничений используются два типа ловушек скорости. Оба типа работают одинаково: как только поезд обнаружен, они отключают подключенный индуктор 1000 или 2000 Гц через определенное время. В зависимости от скорости поезда, поезд будет проходить мимо индуктора в активном или неактивном состоянии.
Ловушка скорости, независимо от ее типа, официально называется Geschwindigkeitsprüfabschnitt (GPA; «секция проверки скорости») или Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung (GÜ, «устройство контроля скорости»).
Детали работы со временем изменились, и более поздние системы PZB допускают более детальные ограничения скорости. Основная часть схемы работы (нем. "Betriebsprogramm" ) протокола PZB90 по-прежнему использует три типа индукторов, как показано на следующем рисунке. На диаграмме показана скорость (нем. "Geschwindigkeit" в км/ч) в соответствии с тормозным путем (нем. "Bremsweg" в метрах) до и после основного сигнала (размещенного в точке 2000 Гц).
Машинист поезда может проехать через стоп-сигнал, если это было предписано директором станции, например, при системной ошибке, или это разрешено заменяющим сигналом (нем. "Ersatzsignal" ) или предупреждающим сигналом (нем. "Vorsichtsignal" ). Машинисту поезда необходимо нажать и удерживать кнопку управления (нем. "Befehlstaste" ) во время движения по активному индуктору 2000 Гц — пока кнопка нажата, раздается постоянный звуковой сигнал (звонок и речь), а использование кнопки управления регистрируется на регистраторе поезда. При использовании кнопки управления максимальная скорость поезда ограничена 40 км/ч.
Немецкие железнодорожные правила EBO требуют PZB на всех линиях, кроме очень второстепенных. С 1998 года все тяговые транспортные средства должны быть оборудованы Indusi в Германии — до этого поезда без системы защиты могли использовать линии с поддержкой PZB со скоростью до 100 км/ч. [3] Изменение руководящих принципов EBO потребовало, чтобы около 800 транспортных средств из бывшей Deutsche Reichsbahn были либо модернизированы, либо списаны.
Система Indusi I-60 используется на всех основных железнодорожных линиях Словении .
На всех основных линиях Хорватии используется система Indusi I-60 . Для скоростей свыше 100 км/ч требуется PZB.
Система Indusi I-60 используется на некоторых железнодорожных линиях в Боснии и Герцеговине . Многие линейные устройства были повреждены или украдены во время Боснийской войны 1992 – 1995 гг.
Система Indusi I-60 используется на всех основных линиях Сербии , но из-за неисправностей устройств PZB на многих линиях скорость движения ограничена 100 км/ч.
Система Indusi I-60 используется на всех основных линиях Черногории .
Система Indusi I-60, идентичная немецкой, установлена на всех железных дорогах стандартной колеи в Румынии, включая линии M1 и M3 бухарестского метрополитена . Румынский железнодорожный регулятор AFER требует, чтобы все локомотивы, электропоезда и дизель-поезда, работающие на общественной инфраструктуре, были оборудованы системами Indusi.
В Оттаве , Канада , линия O-Train Trillium компании OC Transpo изначально использовала поезда немецкого производства Bombardier Talent, оснащенные Indusi. Когда линия была модернизирована в 2013 году, новые поезда Alstom Coradia LINT также были оснащены Indusi. [4] В рамках расширения 2-го этапа оборудование Indusi будет удалено. В рамках полного обновления сигнализации Siemens Mobility оснастит линию и подвижной состав новой непрерывной системой автоматической защиты поездов (ATP). [5] [6]
Indusi I-60 установлен в метро Мекки для защиты поездов в ручном (резервном) режиме.
Версия Indusi установлена в сети метро Tyne and Wear для защиты поездов; поезда, построенные в 1970-х годах, в основном были основаны на немецких разработках. На расширении метро до Сандерленда Indusi была установлена на путях Network Rail, поскольку она не мешает системе сигнализации TPWS NR .
Израильские железные дороги используют Indusi (I 60R), поставляемые Thales , по всей своей сети. Начиная с 2018 года, система Indusi должна быть поэтапно заменена сигнализацией ETCS уровня 2. [7]
PZB установлен на линиях Шопрон–Сомбатхей и Сомбатхей–Кёрменд–Сентготтхард, эксплуатируемых GySEV . Эти линии напрямую соединены с австрийской железнодорожной сетью, и, как следствие, поезда, не оборудованные венгерскими EVM или EÉVB, также могут использовать эти линии.
Система Indusi была относительно безопасной; однако было два несчастных случая, которые привели к созданию ограничительного режима PZB90. Одной из них была катастрофа поезда в Рюссельсхайме 2 февраля 1990 года — скоростной поезд S-Bahn покинул станцию на такой скорости, что автоматическая остановка поезда не смогла остановить поезд перед следующей стрелкой, где другой поезд как раз пересекал ее. Из-за полной загрузки в час пик авария привела к 17 смертям и 145 тяжелым ранениям. Еще одним несчастным случаем, который привел к введению системы PZB90, стало столкновение поездов Гармиш-Партенкирхен , когда RegioExpress из Инсбрука в Мюнхен столкнулся с туристическим поездом, потому что машинист поезда RE отправился с ложным разрешением на красный сигнал светофора.
По крайней мере, одна крупная авария произошла с PZB90 — 26 июня 2000 года поезд S-Bahn отправился со станции Ганновер-Лангенхаген на однопутный участок с приближающимся поездом. PZB остановила поезд, но машинист отпустил поезд («Freitaste») без повторной проверки с начальником поезда. В отчете о расследовании отмечается, что до этого времени было зарегистрировано 22 подобных случая, когда машинист связывал остановку PZB с другой причиной, нежели проезд главного сигнала — в отчете делается вывод, что руководство по эксплуатации должно быть изменено, так как повторная проверка с начальником поезда должна быть обязательной не только при проезде главного сигнала, но и на всех остановках, связанных с PZB. [8]
Столкновение поездов Саксония-Анхальт в 2011 году связано с PZB, поскольку путь не был оборудован никакой системой автоматической остановки поезда. В программе модернизации середины 1990-х годов было сочтено достаточным развертывать PZB90 только на путях, рассчитанных на скорость 100 км/ч (62 мили в час) и выше. Это позволило бы некоторым местным железным дорогам продолжать свою обычную работу, когда у них не было бы необходимости в движении их подвижного состава по какой-либо основной линии. После аварии Deutsche Bahn пообещала проверить все однопутные линии, чтобы они были оборудованы PZB или FFB (Funkfahrbetrieb – радиоуправляемая работа). Немецкий законодательный орган принял требование, согласно которому большинство оставшихся второстепенных железнодорожных путей должны быть модернизированы с помощью автоматической остановки поезда к 1 декабря 2014 года. [9]
(требование действует на всех путях, допускающих скорость более 80 км/ч, на всех многопутных путях и более 50 км/ч, а также на всех многопутных путях с любой пассажирской линией)
