Государственная корпорация Australian Rail Track (ARTC) с 2018 г. внедряет на грузовых железных дорогах страны современную систему управления движением поездов ATMS (Advanced Train Management System), которая адаптирована для условий Австралии и должна обеспечить повышение пропускной способности линий и безопасности движения поездов, а также сократить расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание средств ЖАТ.
Содержание
- Цели создания ATMS
- Концепция ATMS
- Сетевой центр управления NCC
- Путевая инфраструктура ATMS и база данных о железнодорожной сети
- Внедрение системы
Госкорпорация Australian Rail Track (ARTC), образованная в 1998 г., является оператором сети железных дорог колеи 1435 мм общей протяженностью 8500 км, расположенной на территории пяти штатов Австралии (рис. 1). В состав корпорации входит компания Inland Rail, реализующая одноименный проект создания грузовой линии между Мельбурном и Брисбеном на востоке континента. Ежесуточно по сети ARTC пропускается более 430 поездов разных грузовых и пассажирских операторов.
Рис. 1. Железнодорожная сеть корпорации ARTC
Одним из важных проектов ARTC является развертывание современной системы управления движением поездов ATMS преимущественно на линиях с грузовым движением. Разработка ATMS началась в первой половине 2000‑х годов. В 2005 г. ARTC привлекла американскую компанию Lockheed Martin в качестве технологического партнера и системного интегратора при создании этой системы.
Цели создания ATMS
Система ATMS разработана для замены традиционных систем ЖАТ, которые близки к завершению жизненного цикла и требуют значительных затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание в условиях железных дорог Австралии, где многие линии проходят по малонаселенной местности с тяжелыми климатическими условиями.
Основными целями разработки являлись повышение безопасности движения поездов, надежности и эффективности работы железнодорожной сети ARTC, пропускной способности линий и снижение расходов, связанных с эксплуатацией и техническим обслуживанием устройств ЖАТ.
Концепция ATMS
Система управления движением поездов ATMS (рис. 2) рассчитана на упрощение и повышение эффективности работы машинистов локомотивов и диспетчеров с одновременным ростом уровня безопасности движения поездов и максимальным сокращением количества напольного оборудования. При разработке системы использовались национальные и международные стандарты, прежде всего европейские, такие как EN 50126, EN 50128 и EN 50129. Система ATMS в целом соответствует требованиям уровня безопасности SIL3 (сервер управления разрешениями на движение отвечает требованиям уровня безопасности SIL4).
Рис. 2. Архитектура системы управления движением поездов ATMS
В состав бортового устройства системы входит дисплей машиниста (рис. 3), на который выводится информация о разрешенной и фактической скорости, состоянии впередилежащего участка пути протяженностью примерно 10 км, текущем местоположении поезда (вертикальная голубая полоса на рис. 3), а также о его целостности. На экране этого дисплея отображаются поступающие из сетевого центра управления предупреждения, например, о потере контроля положения стрелки на участке перед поездом вместе с требованием о соответствующем снижении скорости. На экране этого дисплея отображаются также места проведения путевых работ. При нарушении работы радиоканала поезд может проследовать до места окончания действия полученного ранее разрешения на движение. Пользовательский интерфейс машиниста разработан специально в расчете на длительные рейсы грузовых поездов. В его создании принимали участие компании, специализирующиеся на человеко-машинном взаимодействии.
Рис. 3. Интерфейс системы ATMS на дисплее в кабине машиниста локомотива
Перед въездом поезда в зону действия системы ATMS бортовое устройство устанавливает связь по радиоканалу с сетевым центром управления NCC, и машинист вводит данные о длине, массе и номере поезда на сенсорном экране.
Если система ATMS обнаруживает, что поезд следует со скоростью, превышающей разрешенную на величину более 10 км/ч, или не остановился в месте окончания действия разрешения на движение, автоматически включается принудительное торможение.
Обмен информацией между поездом и сервером управления разрешениями на движение, который построен на основе безопасной компьютерной платформы компании Lockheed Martin, осуществляется через действующую в Австралии национальную сеть поездной радиосвязи стандарта 3G/4G, провайдером услуг для которой является австралийский сотовый оператор Telstra, заключивший 10‑летний контракт с ARTC в 2015 г. Данные о местоположении поезда в штатной ситуации передаются в сервер управления разрешениями на движение каждые 15 с.
Для определения и контроля в реальном времени местоположения поездов применяются бортовые средства и мультисенсорные системы, в том числе спутниковая навигация. Бортовая система безопасности передает данные о местоположении поезда в сервер управления разрешениями на движение. В этот сервер поступает также информация о состоянии напольных устройств ЖАТ на станциях и железнодорожных переездах.
В состав комплекта бортового оборудования входит устройство контроля целостности поезда, устанавливаемое на хвостовом вагоне. Это устройство также оснащено приемником спутниковой навигации, что позволяет непрерывно контролировать местоположение хвостового вагона. Оно передает информацию о своем местоположении по радиоканалу на локомотив.
Одним из важных преимуществ системы является повышение пропускной способности железной дороги по сравнению с традиционными средствами ЖАТ, при использовании которых разрешения на движение выдаются посредством команды диспетчера или показаний напольных светофоров. В ATMS для интервального регулирования движения поездов применяется так называемая система электронной блокировки с виртуальными подвижными блок-участками, позволяющими сократить межпоездной интервал до 4 мин.
Сетевой центр управления NCC
Информация о поездах отображается на мониторах рабочих мест диспетчеров сетевого центра управления NCC. Эта информация охватывает все данные о местоположении поездов, их состоянии, разрешениях на движение, ограничениях скорости, сообщения от машинистов и тревожные извещения (за исключением голосовых переговоров по сетям проводной и радиосвязи). Вся информация передается криптографически защищенным телекоммуникационным каналам связи через сеть мобильной радиосвязи Telstra.
Рис. 4. Рабочее место диспетчера сетевого центра управления
Диспетчеры NCC (рис. 4) выдают задания на предоставление разрешений на движение. Система ATMS проверяет эти разрешения, устанавливает маршрут и в случае успешного завершения этих операций передает разрешение на поезд. Диспетчеры могут использовать заранее подготовленные и проверенные системой ATMS разрешения, которые затем отправляются поездам.
К тревожным предупреждениям, которые получают диспетчеры, относятся, например, извещения о некорректном включении машинистом режима обхода ATMS при нахождении поезда в зоне действия этой системы, изменении положения и состояния стрелок, неподтверждении машинистом полученного предупреждения, потере связи с конкретным поездом.
Компьютерная система сетевого центра управления не выполняет ответственные функции и потому соответствует уровню безопасности SIL0. Она разработана компанией Hitachi.
Путевая инфраструктура ATMS и база данных о железнодорожной сети
Путевая инфраструктура ATMS сведена к минимуму, поскольку поезда сами определяют свое местоположение. Напольные устройства контроля свободности пути в системе ATMS не требуются. Кроме того, машинисты поездов, оборудованных бортовыми устройствами ATMS, руководствуются сигнальными показаниями, выводимыми на дисплей пульта в кабине управления, а потому имеется возможность отказаться от большей части напольных светофоров. Оставшиеся светофоры необходимы для регулирования движения поездов, которые не оснащены бортовыми устройствами ATMS и должны следовать с увеличенными интервалами с разграничением традиционными укрупненными блок-участками. Машинисты таких поездов получают разрешения на движение в ходе переговоров по поездной радиосвязи.
Для непосредственного управления стрелками предусмотрены электронные интерфейсные модули (рис. 5), размещаемые в путевых шкафах и подключаемые к серверу управления разрешениями на движение. Один такой модуль может управлять несколькими стрелками.
Рис. 5. Электронный интерфейсный модуль в путевом шкафу
В системе ATMS используется база данных о путевой инфраструктуре, которая интегрирована в программное обеспечение бортовых устройств, сетевого центра управления и сервера управления разрешениями на движение.
Внедрение системы
В 2019 г. система ATMS была развернута на пилотном участке Порт-Огаста — Таркоола в штате Южная Австралия. Предварительно курсы подготовки к обращению с системой прошли 90 машинистов.
В 2021 г. правительство Австралии согласовало выделение 220 млн австрал. долл. на следующий этап внедрения ATMS, который будет охватывать участки железнодорожного коридора протяженностью почти 3500 км, проходящего от Мельбурна на востоке до Перта на западе страны. При этом финансирование будет осуществляться из федерального бюджета и средств корпорации ARTC.
В апреле 2024 г. ARTC подписала соглашение с компанией Wabtec, предусматривающее разработку эксплуатационной концепции и стандартов, требуемых для обеспечения эксплуатационной совместимости ATMS и европейской системы управления движением поездов ETCS уровня 2, внедрение которой на пригородных и городских линиях с пассажирским движением началось в 2016 г.
А. Ефремов
В статье использованы материалы корпорации ARTC, компании Lockheed Martin, порталов Infrastructure Magazine (www.infrastructuremagazine.com.au), Infrastructure Australia (www.infrastructureaustralia.gov.au), Railexpress (www.railexpress.com.au) и International Railway Journal (www.railjournal.com).
Эта статья опубликована в журнале «Железные дороги мира», 2024, № 6.
