Региональные железные дороги являются важным элементом системы общественного транспорта за пределами крупных городских агломераций в Австрии и играют значительную роль в том числе в развитии туризма. Для них характерна низкая интенсивность движения поездов в сочетании с высокими затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание устаревших устройств ЖАТ. Федеральные железные дороги Австрии (ÖBB) разработали программу внедрения инновационных систем обеспечения безопасности и управления движением поездов на региональных линиях (Innovationsprogramm Regionalbahntechnik), которая должна обеспечить их безопасную и экономически эффективную эксплуатацию на длительную перспективу.

Содержание

Цели программы

Основная цель программы состоит в быстрой разработке инновационных технических решений в сфере ЖАТ, которые отвечали бы требованиям эффективной эксплуатации 38 региональных железных дорог общей протяженностью 1300 км, за эксплуатацию и техническое обслуживание которых отвечает ÖBB-Infrastruktur — оператор железнодорожной инфраструктуры, входящий в состав ÖBB. Необходимо сформулировать стандарт оснащения, который будет реализован с 2026 г. на некоторых выбранных линиях. При проведении этой работы важно учитывать следующие условия и задачи:

в Австрии действует принятое в 2012 г. положение о железнодорожных переездах, предусматривающее модернизацию систем централизации и устройств переездной сигнализации до 2029 г. с привлечением значительных инвестиций. Это положение особенно актуально для региональных линий, где потребность в такой модернизации особенно велика;

принят план развертывания европейской системы управления движением поездов ETCS уровня 2 на всех линиях ÖBB с высокой интенсивностью движения поездов не позднее 2038 г. С учетом этого плана решено внедрить до 2030 г. в коридорах южного и западного направлений ETCS уровня 2 без напольных светофоров (в Австрии такую систему обозначают как ETCS L2 Only);

инновационные технологии в сочетании с бессветофорной сигнализацией должны привести к существенному сокращению числа напольных устройств, кабельных сетей и потребности в строительных работах;

условием применения той или иной технологии в рамках стандарта оснащения является возможность получения допуска к эксплуатации уже в 2026 г., когда будут запущены первые проекты модернизации линий. Все технологии, которые достигнут достаточного уровня зрелости в более поздние сроки, могут быть внедрены только на следующих этапах реализации программы;

следует оценить возможные пути экономии, достигаемой в результате пересмотра нормативных документов (например, положения о железнодорожных переездах в отношении установленных в нем сроков);

наконец, все внедряемые технологии должны максимально соответствовать тем, которые предусмотрены для высокозагруженных магистральных линий, чтобы обеспечить эксплуатационную совместимость на всей сети.

Этапы разработки программы

На предварительном этапе возможности совершенствования эксплуатации региональных линий рассматривались без привязки к какой‑либо конкретной технологии и с учетом долгосрочных требований операторов подвижного состава и инфраструктуры. Анализ оборота подвижного состава на сети показал, что большинство поездов, курсирующих по региональным линиям, обращаются также и по опорной магистральной сети. В связи с этим необходимо учитывать потребность в эксплуатационной совместимости железных дорог этих двух категорий.

22050 1Рис. 1. Технологии, которые рассматривали применительно к региональным линиям

В дальнейшем были рассмотрены доступные технологии для каждого уровня комплекса средств управления движением поездов (рис. 1). Технологии отбирали по следующим критериям:

  • уровень зрелости — возможность внедрения на всех запланированных линиях до 2026 г.;
  • стоимость жизненного цикла с учетом инвестиций, развертывания и эксплуатации;
  • учет требований действующих в Австрии нормативных документов (правила строительства и эксплуатации железных дорог, закрепленные законом от 1957 г.);
  • возможность реализации централизованной и децентрализованной конфигурации;
  • соответствие основным европейским отраслевым стандартам, таким как ETCS, EULYNX (см. «ЖДМ», 2017, № 5, с. 66 – 70) и RCA (см. «ЖДМ», 2019, № 6, с. 54 – 58);
  • возможность применения существующих правил эксплуатации и интеграции в существующие процессы технического обслуживания.

Выбор технологий осуществлялся по итогам интервью с экспертами, представляющими ÖBB и другие отраслевые организации. Критерии оценки нормировали, чтобы получить возможность сравнивать технологии друг с другом. При этом для нормирования учитывались затраты на оборудование одного раздельного пункта или километра полигона.

Выбор технологий

На следующем этапе после анализа эксплуатационных и иных требований и возможных технологий стало понятно, что ключевое значение имеет выбор системы локомотивной сигнализации.

В настоящее время на линиях ÖBB-Infrastruktur используются две национальные системы — непрерывная АЛС LZB с обменом информацией между поездом и стационарными устройствами через уложенный между рельсами индуктивный шлейф и точечная АЛС PZB с передачей сигнальных показаний на локомотив через путевые индукторы. Кроме того, часть линий оборудована европейской системой управления движением поездов ETCS уровня 2. Анализировались также упрощенные системы управления движением поездов ZLS, применяемые на линиях других австрийских операторов инфраструктуры.

От дальнейшего рассмотрения систем LZB и PZB отказались из‑за высоких инвестиционных расходов и эксплуатационных затрат. При выборе между ETCS и ZLS для региональных линий важно было учитывать, что при их оборудовании системой, отличной от применяемой на магистральных линиях с высокой интенсивностью движения, придется использовать различающиеся правила эксплуатации и процедуры технического обслуживания.

Не позднее 2038 г. большинство тяговых единиц, обращающихся на сети ÖBB-Infrastruktur, будут оборудованы бортовыми устройствами ETCS. Внедрение дополнительной АЛС на основе системы ZLS, предназначенной исключительно для региональных линий, потребует дополнительных расходов и приведет к возникновению технологических барьеров на стыках между линиями с высокой интенсивностью движения поездов и региональными линиями. В связи с этим предпочтение было отдано ETCS, а систему ZLS исключили из дальнейшего рассмотрения.

Такой подход соответствует зарубежной практике — другие европейские операторы также выбирают ETCS в качестве системы АЛС для региональных линий.

В итоге по результатам анализа оптимальным техническим решением для региональных линий с точки зрения эксплуатации и экономических показателей была признана система ETCS L2 Only.

Архитектура комплекса систем управления 2026+ для региональных линий

Основу комплекса систем на перспективу до 2026 г. и далее формирует ETCS L2 Only (рис. 2), что позволяет в основном отказаться от напольных светофоров. Дальнейшему сокращению числа напольных светофоров будет способствовать реализация программы инноваций в сфере маневровой работы.

22050 2Рис. 2. Комплекс систем управления 2026+ для региональных линий

Для диспетчерского управления движением поездов по региональным линиям предусмотрено использовать систему ARAMIS, которая внедряется и на магистральных линиях с высокой интенсивностью движения.

В будущем планируется интегрировать в ETCS L2 Only средства включения переездной сигнализации (т. е. обеспечить управление переездами по радиоканалу), чтобы сэкономить на прокладке кабеля вдоль перегона. Такая возможность заложена в существующие спецификации TSI CCS и может быть реализована до 2026 г. Для выбора точки включения переездной сигнализации могут использоваться системы высокоточного определения местоположения поезда. В дальнейшем эти системы позволят отказаться от путевых приемоответчиков в пользу виртуальных реперных датчиков.

На региональных линиях планируется использовать центры радиоблокировки RBC, внедряемые на магистральных линиях. Это позволит избежать лишних расходов на развертывание дополнительного оборудования на региональных линиях и сделает внедрение ETCS L2 Only более экономически эффективным.

Системы централизации на региональных линиях должны содержать стандартные интерфейсы, соответствующие спецификациям европейской инициативы EULYNX. Однозначное отделение ответственных функций от функций, не влияющих на безопасность, позволит использовать упрощенную логику централизации.

Везде, где технически возможно, будут использоваться автономные системы электроснабжения. В зависимости от местных условий это могут быть солнечные батареи, ветряки или накопители энергии на основе водородных топливных элементов. Подобные системы уже применяются для электроснабжения устройств переездной сигнализации на перегонах.

Все системы и функции архитектуры комплекса 2026+ уже получили допуск к эксплуатации и доступны на рынке либо получат такой допуск до 2026 г.

Архитектура комплекса систем управления 2030+ для региональных линий

На основе анализа степени готовности технологий управления движением поездов была сформирована дорожная карта дальнейшего развития архитектуры комплекса 2026+. Предусмотрены, в частности, следующие меры:

  • развитие технологий маневровой работы на региональных линиях (со стиранием различий между маневровыми и поездными передвижениями с 2030 г. и выполнением маневров под контролем ETCS);
  • дальнейшее развитие системы ETCS (внедрение гибридной ETCS уровня 3 в сочетании с автоведением ATO вплоть до уровня автоматизации GoA2 к 2030 г., а затем ETCS уровня 3 и ATO с уровнями автоматизации GoA3 и GoA4);
  • постепенный переход к реализации логики обеспечения безопасности с использованием технологии блокчейн;
  • развертывание перспективной системы железнодорожной радиосвязи FRMCS вместо устаревающей системы GSM-R.
  • Дорожная карта позволит планировать и администрировать этапы развития комплекса систем управления движением поездов на региональных линиях после 2026 и 2030 гг.

Внедрение

Важным условием внедрения стационарных компонентов ETCS L2 Only является дооснащение парка подвижного состава бортовыми устройствами этой системы. Исследования, проведенные в разных странах Европы, показывают, что такой подход является наиболее экономически эффективным способом развертывания ETCS: сначала все тяговые единицы оборудуют этой системой, а затем ее внедряют на полигоне обращения этого подвижного состава. Таким образом удается исключить эксплуатацию на линиях одновременно и существующей, и новой систем сигнализации, что особенно важно в случае внедрения бессветофорной ETCS L2 Only.

Компания ÖBB-Infrastruktur намерена создать специальную группу для комплексного планирования процессов оборудования средствами ETCS подвижного состава и инфраструктуры региональных линий.

Параллельно в Австрии ведутся работы по развитию сетей сотовой радиосвязи. При финансовой поддержке Федерального министерства экологии, защиты климата, энергетики, мобильности, инноваций и технологий Австрии (BMK) реализуется проект, направленный на подготовку к развертыванию вдоль региональных линий систем радиосвязи стандарта 5G.

Кроме того, под эгидой BMK концерн из 17 компаний и организаций во главе с ÖBB реализует исследовательскую программу TARO, которая включает работы по автоматизации управления движением поездов на региональных линиях. Другими темами этой программы являются создание цифровых двойников подвижного состава и опробование цифровой автосцепки DAC.

Ожидается, что разработанная ÖBB программа внедрения инновационных систем обеспечения безопасности и управления движением поездов сможет радикально улучшить технологические процессы и экономическую эффективность региональных перевозок в Австрии и позитивно повлияет на планы обновления средств сигнализации региональных линий в других европейских странах.

Signal und Draht, 2022, № 5, S. 6 – 13; материалы Федеральных железных дорог Австрии (konzern.oebb.at) и Федерального министерства экологии, защиты климата, энергетики, мобильности, инноваций и технологий Австрии (www.bmk.gv.at). 

Эта статья опубликована в журнале «Железные дороги мира», 2022, № 9.