Евробализ

Евробализ между — это особый тип бализ, устанавливаемый рельсами железной дороги. Eurobalises являются частью европейской системы управления поездами (ETCS) . Балисы предварительно запрограммированы и содержат информацию, которую считывают антенны поезда. Одна из их многочисленных функций — позволить поезду определить свое местоположение.
Обзор
[ редактировать ]Бализ обычно не нуждается в источнике питания. В ответ на радиочастотную передачу энергии модулем передачи Balise (BTM), установленным под проходящим поездом, balise передает информацию поезду ( восходящая линия связи ). Положения Eurobalises по получению информации от поезда ( нисходящая линия связи ) были удалены из спецификации. Скорость передачи достаточна для передачи не менее трех копий «телеграммы», которую должен принять поезд, идущий со скоростью до 500 км/ч.

Евробалисы обычно размещаются парами на двух шпалах в центре пути. Для ETCS они обычно располагаются на расстоянии трех метров друг от друга. Благодаря нумерации бализ поезд будет знать, движется ли он в номинальном (1 → 2) или обратном направлении (2 → 1). Особые балисы существуют только тогда, когда они связаны с предыдущей группой балисов или когда их функция сводится к обеспечению только точного положения. В группе балисов может быть до 8 балисов.
Балисы различаются либо на фиксированные данные , передающие одни и те же данные в каждый поезд, либо на прозрачные данные , переключаемые или управляемые , передающие переменные данные. (Обратите внимание, что слово «фиксированный» относится к информации, передаваемой балисом, а не к его физическому местоположению; все балисы неподвижны.)
Бализ с фиксированными данными
[ редактировать ]Бализ с фиксированными данными запрограммирован на передачу одних и тех же данных каждому поезду. Информация, передаваемая фиксированным балисом, обычно включает в себя: местоположение балиса; геометрия линии , например кривые и градиенты; и любые ограничения скорости. Программирование выполняется с помощью беспроводного устройства программирования. Таким образом, фиксированный бализ может уведомить поезд о его точном местонахождении и расстоянии до следующего сигнала, а также предупредить о любых постоянных ограничениях скорости.
Прозрачный маяк данных
[ редактировать ]
Прозрачный блок данных подключен к линейному электронному блоку (LEU), который передает поезду динамические данные, такие как показания сигналов и временные ограничения скорости. Балисы, входящие в состав ETCS уровня 1 [ 1 ] система сигнализации использует эту возможность. LEU интегрируется с традиционной (национальной) системой сигнализации либо путем подключения к железнодорожному сигналу , либо к диспетчерской вышке сигнализации .
Евролуп
[ редактировать ]Балис передает телеграммы на определенном сайте. Для обеспечения непрерывной передачи телеграммы могут передаваться по негерметичному фидерному кабелю длиной до 1000 метров. Кабель Euroloop всегда соединен с перемычкой на конце, которая служит маркером конца петли (EOLM). Структура телеграммы такая же, как и у балиса, к которому она подключена. Первоначально Euroloop использовал ту же частоту, что и Eurobalises, но в сентябре 2004 года она была изменена в спецификации 2.0.1. Euroloop использовались в Швейцарии, где изменения были завершены в июле 2010 года.
Модуляция
[ редактировать ]В нисходящей линии связи используется амплитудная модуляция на частоте 27,095 МГц. Эта частота используется для питания пассивных балисов (это промежуточный канал 11А в радиосвязи CB ).
В восходящем канале используется частотная манипуляция: 3,951 МГц для логического «0» и 4,516 МГц для логической «1». Скорости передачи данных 564,48 кбит/с достаточно, чтобы передать три копии телеграммы поезду, идущему со скоростью 500 км/ч. [ 2 ]
Частота Euroloop была перенесена в центр 13,54750 МГц (ровно половина промышленной частоты Eurobalise). [ 3 ]
В практической настройке BTM требуется 65 Вт для питания Eurobalises и приема телеграмм с установленным BTM. 21 сантиметр ( 8 + 1 ⁄ дюйма ) над верхом рельса тележки. [ 4 ]
Кодирование
[ редактировать ]Каждая пара бализ обычно состоит из переключаемой и фиксированной бализ. Балис передает «телеграмму» размером 1023 бита (93*11) или 341 бит (31*11) в канальной кодировке с 11 битами на символ. Блок пользовательских данных перед операцией скремблирования и формирования разрезается на 10-битные пользовательские символы – эффективная полезная нагрузка сигнальной информации составляет 830 бит (83*10) для длинной телеграммы и 210 бит (21*10) для короткой телеграммы. Последняя телеграмма состоит из
- сформированные данные (913 бит или 231 бит), содержащие полезную нагрузку (830 или 210 бит)
- управляющие биты (Cb, 3 бита)
- биты скремблирования (Sb, 12 бит)
- дополнительные формирующие биты (Esb, 10 бит)
- контрольная сумма (CheckBits, 85 бит)
Телеграмма передается циклически по мере прохождения поезда через балис. Чтобы избежать ошибок передачи, полезная нагрузка шифруется (чтобы избежать пакетных ошибок), заменяется символьным кодом с другим расстоянием Хэмминга , а для проверки достоверности добавляется контрольная сумма. Поскольку контрольная сумма вычисляется после замены символа, телеграмма содержит дополнительные биты формирования, позволяющие заполнить полученные биты контрольной суммы таким образом, чтобы только действительные символы выбранного кода канала в телеграмме находились , где каждый символ имеет 11 бит.
Полезные данные состоят из заголовка, за которым следуют несколько пакетов, определенных в протоколах ERTMS . Типичные пакеты:
- Пакет 5 — Соединение
- Пакет 12 — Управление движением
- Пакет 21 — Профиль градиента
- Пакет 27 — Международный статический профиль скорости
- Пакет 255 — Конец информации
Многие приложения включают дополнительные пакеты, такие как пакет 3 — национальные значения , пакет 41 — порядок перехода уровня и пакет 136 — ссылка на местоположение заполнения . [ 5 ] Если достигнут максимальный размер телеграммы в 830 бит, то можно отправить больше пакетов в следующих пакетах той же группы пакетов - при наличии до 8 пакетов в группе пакетов максимальное сообщение ERTMS на группу пакетов может включать 8 * 830 = 6640 бит ( обратите внимание, что каждая телеграмма должна содержать заголовок и концевой пакет 255). [ 5 ] Фиксированный балис передает стабильное сообщение, которое обычно может включать в себя информацию о соединении, профиль градиента и профиль скорости. Он также может содержать информацию о пути, например данные о пригодности маршрута для различных типов поездов и ограничениях по нагрузке на ось.
Почти все типы пакетов содержат параметр, указывающий, актуальна ли его информация для «номинального» или «обратного» направления (или для обоих). Если поезд видит балис 1 раньше балиса 2, то он проезжает над группой в номинальном направлении. Следовательно, некоторые пакеты могут быть отброшены прикладным программным обеспечением получателя, если они не предназначены для соответствующего направления. Блок заголовка ERTMS из 50 бит содержит версию ETCS, текущее количество и общее количество отправлений в группе отправлений (до 8 отправлений), флаг, является ли это копией (до 4 копий), что увеличивает шансы получателя. для просмотра телеграммы бализы в группе, серийный номер, указывающий, изменялось ли сообщение в последнее время, 10-битный идентификатор страны вместе с 14-битным идентификатором группы бализ, позволяющий получить уникальный идентификатор каждого группа бализ. Информация о связи информирует о расстоянии до следующей группы пакетов (один связующий пакет на каждое направление) и необходимой реакции поезда в случае пропуска следующей группы пакетов (например, остановка поезда). Пакет полномочий на движение определяет максимальную скорость, которая может использоваться для данного максимального расстояния и максимального времени - установка нулевой максимальной скорости приведет к остановке поезда. Профиль градиента может иметь переменную длину на основе содержащихся пар длины участка (скаляр и число в метрической системе) и градиента участка (флаг подъема/спуска и число в %). Аналогичным образом, международный статический профиль скорости задается в виде переменного количества частей секции, где каждая часть обозначает длину секции (число в метрах — масштаб указывается только один раз в начале пакета для всех секций), максимальную скорость (число * 5 км/ч — разрешенные числа от 0 до 120, т. е. остаются некоторые запасные значения) и флаг, если ограничение скорости распространяется на переднюю или заднюю часть поезда (возможно, с учетом задержки). Пакет трейлера содержит только идентификатор пакета без параметров, где 255 соответствует состоянию всех битов, установленных в 8-битном поле идентификатора пакета (11111111). [ 5 ]
Производство
[ редактировать ]В истории ETCS в 1998 году был создан UNISIG (Союз сигнальной промышленности) для содействия развитию системы. Членами-учредителями были Alstom , Ansaldo , Bombardier , Invensys , Siemens и Thales . Группа гарантировала, что евробалисы могут производиться несколькими разными компаниями; Хотя балисы могут различаться в деталях, они производятся в соответствии с одними и теми же стандартами. Основные производители Eurobalises принадлежат группе [ 6 ] семи фирм ( Alstom , Ansaldo STS , Bombardier , Invensys , Siemens , Sigma-Digitek , Thales ) в рамках UNIFE федерации железнодорожных поставщиков . Эта группа сотрудничала в разработке спецификаций [ 2 ] [ 7 ] для евробалисов. Спецификации Eurobalises регулируются Европейским железнодорожным агентством . [ 8 ]
Использование
[ редактировать ]Eurobalises используются не только в системе защиты поездов ETCS/ERTMS. Существуют альтернативные реализации, которые используют структуру телеграммы для кодирования только некоторых типов пакетов и добавления дополнительной конкретной информации. Поезда ETCS могут декодировать телеграммы, возможно, переводя их, как и любую другую сигнальную информацию класса B. Также возможно, что бализ передает телеграммы для разных систем, обеспечивая переходный этап от одного варианта к другому, что обычно используется при переключении с национальной системы защиты поездов на ETCS.
На базе Eurobalise созданы следующие автоматические системы защиты поездов:
- ETCS – общеевропейская система защиты поездов
- Версии китайской системы управления поездом CTCS-2 и CTCS-3, используемые на высокоскоростных железнодорожных линиях в Китае.
- Euro-Signum - вариант более ранней швейцарской Integra-Signum . системы защиты поездов
- Euro-ZUB - вариант более ранней швейцарской ZUB 121 . системы защиты поездов
- SCMT – итальянская система защиты поездов.
- TBL 1+ — система защиты поездов, используемая в Бельгии.
- GNT – система управления опрокидыванием поездов в Германии
- ZBS – новая система контроля скоростного транспорта для городской железной дороги Берлина
- ZSI-127 — улучшенная система защиты узкоколейных железных дорог в Швейцарии, построенная на базе оборудования ETCS.
Eurobalises также использовались в Германии для передачи инструкций по наклону на поворотах на наклоняемые поезда, сохраняя при этом традиционную систему защиты поездов. В оригинальном GNT ( Geschwindigkeitsüberwachung Neigetechnik ) от Siemens в 1992 году использовались специальные катушки связи (ZUB 122), а в 2005 году они были заменены на Eurobalises (ZUB 262). Дополнительные типы пакетов телеграмм для опрокидывающихся поездов были добавлены в серию ETCS Baseline 3.
История
[ редактировать ]Прямым предшественником Eurobalises являются бализы системы защиты поездов Ebicab. Система Ebicab была разработана в Швеции (и Норвегии) компаниями LMEricson и SRT. Система Ebicab была разработана после аварии в Норвегии в 1975 году (Треттен). Пробные запуски начались в 1979 году, а в Норвегии первая линия, полностью оборудованная этой системой, заработала в 1983 году. Адаптацией системы Ebicab во Франции является система KVB. Он был разработан после крушения в 1985 году и был развернут в начале 1990-х годов на французских линиях. Однако название маяков: «бализ» использовалось в системе Ebicab в конце 1970-х годов.
Примерно в то же время возникла идея разработать общую систему защиты поездов для Европы, ведущую к созданию 91/440/EEC от 29 июля 1991 года. С 1993 года существовала организационная структура для публикации стандартов TSI . Это позволило разработать первые проекты новой технологии, и с 1996 года элементы были протестированы шестью железнодорожными операторами, которые присоединились к группе пользователей ERTMS.

Технология Ebicab уже использовала несущую частоту 27 МГц, а также размещала маяки в центре пути. [ 9 ] В Ebicab передача одного пакета имела только 12 бит, но позволяла использовать от 2 до 5 пакетов в группе пакетов, обеспечивая от 24 до 80 бит сигнальной информации. Большинство патентов на эту кодировку принадлежат GEC Alsthom. Дальше дело за компанией ABB. [ а ] увеличить размер телеграммы с 12 бит в EBICAB 700 до 180 бит в EBICAB 900 (после кодирования 255 бит) [ 10 ] как используется в Средиземноморском коридоре в Испании. В это время Ansaldo приняла бализный тип для цифровой эволюции итальянской SCMT, а также стала вторым поставщиком бализного типа для других железных дорог. Эти типы бализ позже были названы балисами KER из-за их использования в KVB, Ebicab и RSDD (Ripetizione Segnali Discontinua Digitale). [ 2 ]
Еще одним источником технологии является семейство Siemens ZUB 100, где они использовали катушки связи по бокам путей, чтобы дополнить существующую систему защиты поездов дополнительной сигнализацией. Первый маяк ZUB 111 допускал всего 21 состояние (используя 2 из 7 частот). Преемник ZUB 122 перешел на цифровую телеграмму, модулированную на несущей 850 кГц. [ 9 ] Последний использовался сначала в ZUB 121 для Швейцарии с 1992 года и ZUB 123 для Дании с 1992 года. Типы телеграмм этих систем совместимы со спецификацией ORE A46 для немецких телеграмм LZB (около 83 бита). .
В 1992 году компания Siemens опубликовала отчет, показывающий преимущества технологии balise для железнодорожных перевозок, а осенью 1995 года они поставили прототипы Siemens типа S21 Eurobalise. [ 11 ] ABB, Alsthom и Ansaldo также сотрудничали в разработке, и балис S21 вместе с другими прототипами Eurobalise был испытан с июля по октябрь 1996 года на железнодорожном испытательном полигоне Велим и в испытательной лаборатории австрийских железных дорог (Forschungs- und Prüfzentrum Arsenal). [ 12 ]
Eurobalise FFFIS (спецификация интерфейса функции соответствия формы) была введена в диапазон спецификаций ERMTS как SUBSET-036. В предисловии описывается спецификация, основанная на результатах консорциума EUROSIG (ACEC Transport, Adtranz Signal, [ а ] Alcatel SEL, GE C Alsthom Transport, Ansaldo Trasporti, CSEE Transport, SASIB Railway, Siemens и Westinghouse Signal), получившие финансовую поддержку Европейской комиссии. EUROSIG сформировался после первоначального проекта Eurobalise/Euroloop 92/94, который привел к фактическому проекту ERTMS/EUROSIG 95/98, поддерживаемому параллельным проектом EMSET 96/00 (тестирование спецификации Eurocab). [ 2 ]
Когда проект EUROSIG завершился, ETCS все еще не была готова к реальному применению. Так в 1998 году был образован UNISIG (Союз предприятий сигнализации), в который вошли Alstom , Ansaldo , Siemens , Bombardier , [ а ] Invensys и Thales, которые должны были взять на себя доработку стандарта. [ 13 ] Первая базовая спецификация была протестирована шестью железными дорогами с 1999 года в рамках Европейской системы управления железнодорожным движением. [ 14 ] Железнодорожные компании определили некоторые расширенные требования, которые были добавлены в ETCS, включая типы пакетов телеграмм для RBC-хэндовера и информацию о профиле пути - итоговая спецификация ETCS класса 1 версии 2.0.0 была затем опубликована в апреле 2000 года.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ЮНИФЕ (2010). «Уровни ERTMS» (PDF) . Информационные бюллетени ERTMS. Архивировано из оригинала (PDF) 13 августа 2011 года.
- ^ Перейти обратно: а б с д «Спецификация евробалисов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2012 года.
- ^ «FFFIS для Euroloop» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2016 года.
- ^ «Опыт компаний Alstom и итальянской железной дороги (Ferrovie dello Stato) в отношении ERTMS/ETCS уровня 2 на итальянской испытательной площадке с упором на железнодорожные аспекты» (PDF) . МСЖД. 2001. Архивировано из оригинала (PDF) 14 марта 2016 года . Проверено 28 февраля 2016 г. .
[ Антенна Eurobalise ] Общая потребляемая мощность антенны составляет примерно 65 Вт, а максимальное расстояние от EVC, обеспечивающего питание 24 В, должно составлять 30 м. [Внешняя бортовая установка] обе антенны Eurobalise установлены на тележке на расстоянии соответственно 2,40 м и 6,86 м от свободных буферов. Высота от верха рельсов составляет 0,21 м. [Обнаружение бализов] Все евробалисы, запрограммированные или нет, на пути (от Флоренции Кампо ди Марте до Ареццо) были обнаружены бортовым оборудованием. [ Декодирование телеграммы ] Было выполнено большое количество прогонов на разных скоростях, ошибок декодирования телеграмм не возникло. Все правильно запрограммированные Eurobalises были расшифрованы.
- ^ Перейти обратно: а б с Уоррен Кайзер, Стейн Нильсон (14 марта 2008 г.). «Ядро ATP — инженерия данных» . Техническая встреча IRSE «Все об ATP», Сидней. Архивировано из оригинала 22 декабря 2017 года . Проверено 21 декабря 2017 г. Для доступа к документу необходима бесплатная регистрация.
- ^ https://web.archive.org/web/20150627053808/http://www.ertms.com/ . Архивировано из оригинала 27 июня 2015 года.
{{cite web}}
: Отсутствует или пусто|title=
( помощь ) - ^ «Спецификация испытаний евробалисов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2016 года.
- ^ «Технические условия совместимости» . Агентство железных дорог Европейского Союза .
- ^ Перейти обратно: а б «Современная трансмиссия для поездов (CROMATICA TR 1016)» (PDF) . 4 июля 1996 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Огунсола, Аде; Марискотти, Андреа (14 августа 2012 г.). Электромагнитная совместимость на железных дорогах: анализ и управление . Спрингер. ISBN 9783642302817 .
- ^ Ульрих Леманн (1996). «Деятельность Siemens по внедрению EURO-Balise S21». Сигнал + провод . Тетцлафф Верлаг ГмбХ & Ко. КГ. ISSN 0037-4997 .
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Йенс-Петер Бауэр (1997). «EURO-Balise S21 от Siemens для перевозок на дальние расстояния». Сигнал + провод . Тецлафф Верлаг ГмбХ Ко. КГ. ISSN 0037-4997 .
- ^ Уоррен Кайзер, Стейн Нильсон (14 марта 2008 г.). «Ядро ATP – инженерия данных» . Техническая встреча IRSE «Все об ATP», Сидней. Архивировано из оригинала 2 мая 2013 года.
- ^ «ERTMS в 10 вопросах» (PDF) . Европейское железнодорожное агентство . Архивировано из оригинала (PDF) 15 февраля 2010 года.
- ^ Перейти обратно: а б с ABB Rail была объединена с Adtranz в 1996 году, которая была продана Bombardier в 2001 году, см. «Бомбардир Мангейм» . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 2 марта 2016 г.
1988: BBC и ASEA сливаются в ABB / 1996: Слияние железнодорожной деятельности ABB и Daimler-Benz с образованием Adtranz / 2001: Поглощение Bombardier Transportation
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «SUBSET-026: Спецификация системных требований» . Агентство железных дорог Европейского Союза. 15 июня 2016 г. . Описание различных типов телеграмм/пакетов, которые может отправлять Eurobalises.
- «SUBSET-036: Спецификация евробалисов» (PDF) . Агентство железных дорог Европейского Союза. 15 июня 2016 г. (1,12 МБ)
- «Набор спецификаций № 1: базовый уровень 2 ETCS и базовый уровень 1 GSM-R» . Агентство железных дорог Европейского Союза. 01.07.2016.