Implementacja ERTMS/ETCS w Polsce

Transkrypt

1 FAJCZAK-KOWALSKA Anita 1 KRENSKI Cyprian 2 Implementacja ERTMS/ETCS w Polsce WSTĘP Samoczynne hamowanie pociągu (SHP) jest wdrożonym w latach 60. systemem należącym do grupy systemów automatycznej kontroli jazdy pociągów. Jest on stosowany obecnie, w niezmienionej od pół wieku formie, na całej sieci należącej do PKP (około km długości torów). Od momentu zainstalowania tego systemu, możliwości techniczne i technologiczne rozwinęły się w znaczącym stopniu. Poziom zaawansowania i możliwości oferowane przez SHP już od wielu lat w znaczący sposób odstaje od międzynarodowych standardów bezpieczeństwa, wskazując jednocześnie na fakt, że w Polsce tak naprawdę nigdy nie było skutecznych systemów zabezpieczenia ruchu pociągów. Co prawda, na przełomie lat 80. i 90. były podjęte próby unowocześnienia systemu bezpiecznej kontroli jazdy pociągów (BKJP) w Polsce, jednak nigdy nie wyszły one poza fazę testów i próbnych instalacji. Faktyczne działania mające na celu dostosowanie polskich linii kolejowych do europejskich standardów podjęto dopiero w marcu 2007 roku, kiedy przyjęto Narodowy Plan Wdrażania Europejskiego Systemu Zarządzania Ruchem Kolejowym w Polsce, który pełnił funkcję optymistycznej deklaracji, zakładającej wysokie dofinansowania z Unii Europejskiej, nie będący jednak żadnym formalnym zobowiązaniem. Dokument ten charakteryzował krótko obecne wyposażenie szlaków kolejowych w urządzenia nastawcze, liniowe, przejazdowe, systemy łączności i BKJP. Główną zawartość stanowiły plany i harmonogramy wdrożenia systemów GSM-R i ETCS jako składowych ERTMS. Sama deklaracja, choć wymuszona dyrektywami UE dotyczącymi interoperacyjności kolei państw członkowskich, stanowiła ogromny krok naprzód, gdyż zapoczątkowała działania mające na celu dostosowanie polskich szlaków kolejowych do europejskich wymagań oraz poprawę bezpieczeństwa w ruchu kolejowym. 1. CHARAKTERYSTYKA SYSTEMU SHP System SHP jest systemem klasy AWS (Automatic Warning System system automatycznego ostrzegania) wdrożonym w Polsce w latach 60. SHP wywodził się z niemieckiego systemu Indusi, jednak krajowe rozwiązanie stanowi zubożałą jego wersję. Systemy klasy AWS pojawiły się jako pierwsze rozwiązania służące bezpiecznej kontroli jazdy pociągiem. Nie kontrolowały one jednak poprawności prowadzenia pojazdów przez maszynistów, a tylko wspierały zachowanie przez nich czujności w określonych punktach drogi [5, s. 116]. Ich rola ograniczała się do wizualnego i dźwiękowego ostrzegania maszynisty podczas zbliżania się pociągu do sygnalizatorów, przejazdów kolejowych, czasowych bądź stałych ograniczeń prędkości. Ich działanie nie jest ściśle zależne od wskazań sygnalizatorów. W związku z brakiem w systemie szczegółowej informacji o wskazaniu sygnalizatorów, urządzenia tej klasy kontrolują raczej czujność maszynisty niż zgodność prowadzenia pojazdu ze wskazaniami sygnalizatorów [5, s. 115]. W odniesieniu do możliwości systemu klasy AWS, zadania SHP zostały zdefiniowane jako zwracanie szczególnej uwagi maszynistów na wskazania sygnalizatorów stacyjnych, wjazdowych, sygnalizatorów odstępowych i tarcz ostrzegawczych znajdujących się w odległości 200 m przed pociągiem, sprawdzenie czujności maszynisty przy przejeździe obok sygnalizatorów stacyjnych wyjazdowych i grupowych, a przede wszystkim, uruchomienie nagłego hamowania w razie braku czujności maszynisty. 1 Adiunkt, Uniwersytet Łódzki, Wydział Ekonomiczno-Socjologiczny, Zakład Logistyki, ul. Rewolucji 1905 r. nr 37/39, afajczak@interia.pl. 2 Student, Politechnika Łódzka, Wydział FTIMS, Kolegium Logistyki, Łódź, ul. Wólczańska 215, cyprian.krenski93@gmail.com. 1286

2 W systemie SHP do transmisji informacji z toru do pojazdu stosuje się indukcyjne oddziaływanie między obwodami rezonansowymi biernymi zainstalowanymi w torze i aktywnymi, instalowanymi na pojazdach. Urządzeniem przytorowym jest bierny obwód rezonansowy nastrojony na częstotliwość rezonansową 1000 Hz. Ze względu na oddziaływania elektromagnetyczne rezonatorów nie montuje się w odległości mniejszej niż 5 m od złącza szynowego. Na rysunku 1 znajduje się uproszczony schemat prawidłowej instalacji rezonatora [5, s. 120]. Rys. 1. Schemat instalacji rezonatora [5, s. 120] W tabeli 1 zestawiono odległości w jakich jest montowany rezonator w zależności od sygnalizatora świetlnego lub tarczy ostrzegawczej jaki poprzedza. Odległości te są wyznaczone w taki sposób, aby system rozpoczął hamowanie pociągu w przypadku braku reakcji maszynisty w momencie przekraczania sygnalizatora przez czoło pociągu, tak aby umożliwić bezpieczne jego zatrzymanie. Tab. 1. Odległość instalacji rezonatora od sygnalizatora w zależności od jego typu [5, s. 120]. Odstępowy Typ SBL 3 Wjazdowy Tarcza Wyjazdowy i Drogowskazowy Grupowy sygnalizatora PBL 4 na stację ostrzegawcza ze stacji Odległość 200 m 200 m 200 m 5 m 5 m 5 m Urządzenia pokładowe systemu obejmują aparat główny SHP, nazywany generatorem, elektromagnesy pojazdowe, oporniki redukcyjne w układach zasilania, lampki sygnalizacyjne, buczki, przycisk czujności zintegrowany z systemem czuwaka aktywnego (CA), elektrozawór pneumatyczny oraz wyłącznik główny. SHP współpracuje również z nastawnikiem kierunku jazdy, układem hamulcowym i szybkościomierzem rejestrującym [5, s. 120]. Warto zauważyć, że działanie systemu jest trwale zapisywane na taśmie rejestrującej i zapis ten zawiera między innymi informacje o każdym odwzbudzeniu (obsłużeniu) systemu SHP i dane o prędkości pojazdu na każdym kilometrze drogi podczas jazdy [5, s. 122]. Rysunek 2 przedstawia uproszczony schemat całego układu SHP, obejmującego zarówno instalację torową jak i umieszczoną w pojeździe. Rys. 2. Schemat systemu SHP [6]. 3 SBL Samoczynna Blokada Liniowa. 4 PBL Półsamoczynna Blokada Liniowa. 1287

3 System SHP współpracuje w pojeździe trakcyjnym z dwoma pozostałymi systemami bezpieczeństwa, czyli czuwakiem aktywnym oraz systemem hamowania obszarowego Radiostop. Warto wspomnieć, że system Radiostop powstał z połączenia systemu SHP z eksploatowanym przez PKP systemem radiołączności pociągowej. Radiostop posiada połączenie z elektrozaworem SHP i umożliwia całkowite zatrzymanie ruchu pociągów w przypadku wystąpienia bezpośredniego zagrożenia i odebrania sygnału Alarm. Obszar objęty zatrzymaniem ruchu zależy od urządzenia nadawczego. W przypadku urządzeń stacjonarnych, zasięg nadawania sygnały wynosi około 15 km, natomiast zasięg pomiędzy dwoma urządzeniami przewoźnymi to 5-10 km. System SHP jest bardzo prostym systemem, co teoretycznie powinno przekładać się na łatwość jego utrzymania, ze względu na nieskomplikowaną budowę oraz precyzyjną lokalizację każdego urządzenia. Niestety, w przypadku rozwiązania będącego w użyciu od 50 lat, zawodność znajduje się na stosunkowo wysokim poziomie. Z oficjalnego raportu Najwyższej Izby Kontroli dotyczącego bezpieczeństwa ruchu kolejowego w Polsce wynika, że w 2012 roku odnotowano 167 uszkodzeń eksploatacyjnych elektromagnesów przytorowych [3, s. 57]. Bardzo ważny jest fakt, że prowadzona statystyka nie dotyczy przypadków kradzieży i dewastacji, która w Polsce w znaczącym stopniu przyczyniła się do degradacji systemu SHP. Obecnie w wielu miejscach brakuje elektromagnesów, dla których koszty zakupu i instalacji są stosunkowo wysokie. Kolejną, dość istotną wadą systemu SHP jest uniezależnienie jego działania od wskazań sygnalizatorów. SHP i czuwak aktywny, obsługiwane przez ten sam przycisk, lampki i buczek, generują praktycznie bezustanny alarm. W przypadku zmęczenia maszynisty, jego złego samopoczucia, czy braku odpowiedniego poziomu koncentracji, może powodować to odruchowe kasowania alarmu i przejechanie sygnalizatora wskazującego sygnał Stój. System SHP jest używany na chwilę obecną na liniach, gdzie dopuszczalna prędkość maksymalna wynosi do 160 km/h. Dość łatwo wyobrazić sobie sytuację, w której maszynista, podróżując z prędkością zbliżoną do maksymalnej dozwolonej, jest informowany przez system SHP o zbliżaniu się do sygnalizatora. Dystans 200 m, dzielący rezonator przytorowy i sygnalizator świetlny, lokomotywa pokona w czasie 4,5 sekundy. Jest to czas, który pozostaje maszyniście do obsłużenia przycisku CA/SHP, oraz odczytania wskazań sygnalizatora. Trzeba wziąć pod uwagę, że pociąg może być prowadzony w warunkach ograniczonej widoczności lub umieszczenie sygnalizatora świetlnego uniemożliwia odczytanie jego wskazań w trakcie podróży, kiedy promienie słoneczne oślepiają maszynistę. Biorąc pod uwagę wszystkie wymienione czynniki, niemożliwe jest to, by uznać system SHP jako system, który w skuteczny sposób zapewnia bezpieczną kontrolę jazdy pociągu. Ma na to przede wszystkim wpływ fakt, że maszynista w żaden sposób nie jest informowany wewnątrz lokomotywy o wskazaniu sygnalizatora, a sam system, w przypadku obsłużenia przycisku CA/SHP, zezwala na dalszą jazdę z maksymalną, dozwoloną na danym odcinku, prędkością. 2. CHARAKTERYSTYKA SYSTEMU ETCS ETCS (European Train Control System) jest systemem nowoczesnym, który razem z łącznością GSM-R (GSM for Railways) stanowi główne składowe Europejskiego Systemu Zarządzania Ruchem Kolejowym (ERTMS European Rail Traffic Managment System). W porównaniu do SHP, ETCS stanowi system zdecydowanie wyższej klasy o wiele szerszych możliwościach. Jest to system klasy ATC (Automatic Train Control) i umożliwia automatyczne sterowanie pociągiem. Umożliwia on kontrolę zgodności prowadzenia pojazdu przez maszynistę ze wskazaniami sygnalizatorów w czasie rzeczywistym. Systemy tej klasy nie tylko posiadają informacje o dopuszczalnej prędkości, ale uwzględniają również dynamikę ruchu pociągu. Kontroli podlega nie tylko limit prędkości, ale także hamowanie do punktu ograniczenia prędkości oraz końca zezwolenia na jazdę. Ponadto, systemy ATC zapewniają ciągłe wyświetlanie w kabinie maszynisty informacji pomagających prowadzić pociąg jak najbliżej kontrolowanego limitu prędkości dopuszczalnej i krzywej nadzoru [5, s. 115] Zasada działania systemu ETCS Działanie systemu polega na obliczaniu i kontrolowaniu krzywych hamowania, które uzależnione są od parametrów związanych z torem, sytuacją ruchową i pojazdem. Na podstawie tych wielkości, obliczane są tzw. profile statyczne (schodkowe) prędkości dopuszczalnych, a następnie tzw. profile 1288

4 dynamiczne (ciągłe) prędkości bezpiecznych, uwzględniające opóźnienie hamowania pociągu i profil linii. Wartości prędkości bezpiecznych są porównywane z prędkością rzeczywistą pociągu i wynik porównania decyduje o sposobie jazdy pociągu [1, s. 186]. Wspomniane krzywe hamowania, zależą od wielu czynników związanych zarówno z pojazdem jak i z torem. Projektując system, założono, że czynniki te da się rozdzielić na zależne od toru i zależne od pojazdu. Informacje o pojeździe obejmują takie dane jak masa pojazdu, maksymalne obciążenie pojedynczej osi, maksymalna dopuszczalna prędkość, parametry systemu hamulcowego itd. Dane te są wprowadzane do systemu przez maszynistę przed rozpoczęciem biegu pociągu, z wyłączeniem jazdy manewrowej. Dane o drodze przebiegu są odbierane przez pojazd podczas całego czasu jazdy. Zmieniają się zarówno w czasie jak i w przestrzeni. Dane obejmują przede wszystkim zezwolenie na jazdę, na które składa się maksymalna odległość, jaką może pokonać pojazd oraz dopuszczalna prędkość. Innymi słowy, pojazd jest informowany o możliwości przebycia n1 metrów z prędkością v1, następnie n2 metrów z prędkością v2, aż do momentu braku zezwolenia na jazdę. Razem z zezwoleniem na jazdę, bądź innym kanałem transmisji, pojazd otrzymuje informacje, które określają czynniki zależne od toru, wpływające na liczone przez system krzywe hamowania. Do takich informacji należą np. profil toru, odległości do sąsiednich grup balis, czy informacje o innych kanałach transmisji tor pojazd [5, s. 127]. Na podstawie wszystkich wymienionych danych, system ETCS wylicza wiele możliwych statycznych (schodkowych) profili prędkości. Biorąc pod uwagę mnogość opcji przebiegu i fakt przecinania się wykresów, system oblicza jeden, najbardziej restryktywny profil. Oznacza to analizę wszystkich statycznych profili prędkości pod kątem znalezienia minimalnej wartości dla każdego położenia pojazdu na drodze przebiegu. Dopiero uzyskany w ten sposób profil zapewnia bezpieczeństwo na całej trasie pociągu. Należy jednak podkreślić, że nie jest on możliwy fizycznie do realizacji, gdyż skokowa zmiana prędkości bez zmiany położenia jest niemożliwa. Konieczne jest stworzenie dynamicznego profilu prędkości, czyli maksymalnej dopuszczalnej prędkości dla każdego położenia z uwzględnieniem czasu i drogi na zmianę prędkości dla konkretnego pociągu. Obliczane są krzywe dla hamowania nagłego, służbowego, krzywa inicjalizacji hamowania oraz krzywa ostrzegania maszynisty przed wymuszeniem hamowania przez system ETCS [5, s. 129] Tryby pracy urządzeń pokładowych W systemie ETCS uwzględniono aż 16 trybów pracy urządzeń pokładowych. Wynika to z konieczności możliwości korzystania z systemu w różnych sytuacjach, bez konieczności jego wyłączania. Niezbędne jest zatem stworzenie algorytmów postępowania i wyliczania krzywych w zależności od ilości i kompletności odbieranych danych dotyczących toru, trasy przebiegu, czy sytuacji ruchowej na linii kolejowej. System musi także umożliwiać jazdę manewrową, jazdę bez danych o składzie lub o drodze przebiegu, przejazd obok uszkodzonego sygnalizatora wskazującego sygnał Stój lub semafora wygaszonego, jazdę pociągu po liniach niewyposażonych w torowe urządzenia ETCS, czy jazdę na Rozkaz Szczególny oraz jazdę na widoczność. Na rysunku 3 przedstawiono graf dla 9 wybranych trybów (stanów): Uruchomienie (Start Up), Manewrowanie (Shutting), Jazda za sygnałem Stój (Post Trip), Wprowadzanie danych (Data Entry), Rozkaz Szczególny (Staff Responsible), Ciągnięcie składu pod pełnym nadzorem (Front), Pchanie składu pod pełnym nadzorem (Properlling), Linia niewyposażona (Unfitted), Jazda na widoczność (On Sight). 1289

5 Rys. 3. Graf wybranych trybów pracy systemu ETCS [1, s. 189]. Ze względu na spełnienie warunków bezpieczeństwa system ETCS przewiduje trzy rodzaje jazdy: 1. pełny nadzór systemu, gdy system posiada kompletny zestaw informacji o drodze przebiegu i pojeździe, 2. niepełny nadzór systemu, obejmująca następujące tryby pracy Unfitted, Post Trip, On Sight, Staff Responsible, 3. manewry, gdy jazda odbywa się na widoczność, przy ograniczonej prędkości [1, s. 190] Urządzenia torowe i pojazdowe Do przekazywania informacji z toru do pojazdu system ETCS przewiduje następujące media transmisyjne: balisy, kolejowy system transmisji cyfrowej GSM-R, zalecany przez UIC, pętlę przewodową (kabel promieniujący), jako uzupełnienie transmisji balisą. Urządzenia pojazdowe ETCS składają się, podobnie jak w przypadku innych systemów ATC, z następujących zespołów: anten odbiorczych dla wszystkich zastosowanych mediów transmisyjnych, odbiorników sygnałów, szyn zbiorczych i modułów STM przekształcających sygnał z odbiornika na sygnał ETCS, odometrów na dwóch niezależnych osiach, pulpitu maszynisty DMI (Driver Machine Interface), centralnej jednostki logicznej, zawierającej bezpieczny komputer EVC (European Vital Computer), komputera obsługującego transmisję MC (Maintenance Computer), bloku sterującego układami napędowo-hamulcowymi, układów rejestrowania i diagnostyki, układu kontroli ciągłości składu TIU (Train Integrity Unit) dla poziomu 3 ETCS [1, s. 188] Poziomy systemu ETCS Poziom 1 jest poziomem bazowym zapewniającym pełne zabezpieczenie jazdy pociągu. Zapewnia, że pociąg nie przejedzie poza miejsce ograniczające ustawioną i utwierdzoną drogę przebiegu oraz nie przekroczy prędkości dopuszczalnej na żadnym odcinku. Tor wyposażony w 1290

6 urządzenia poziomu pierwszego posiada instalowane w osi toru grupy balis. Najczęściej stosowane są dwie balisy w grupie, przy czym jedna jest nieprzełączalna, a jedna przełączalna. Balisa przełączalna podłączona jest do warstwy podstawowej sterowania ruchem za pośrednictwem kodera LEU (Lineside Electronic Unit), który określa dane transmitowane z balisy w odniesieniu do ustawionej drogi przebiegu i zezwolenia na jazdę. Balisy nieprzełączane są biernymi urządzeniami transmitującymi na stałe niezmienne dane identyfikacyjne, korzystając z energii przekazywanej z anteny pojazdu przejeżdżającego nad balisą. Najprostsza konfiguracja to poziom 1 bez uaktualniania. Konfiguracja ta opiera się na transmisji poprzez balisy zezwoleń na jazdę wydawanych przez sygnalizatory świetlne. Do sygnalizatora za pośrednictwem kodera dołączana jest przełączalna balisa, która przekazuje zezwolenie na jazdę zależne od wskazania sygnalizatora do pokładowego urządzania ETCS, które kontroluje, czy maszynista prowadzi pojazd zgodnie ze wskazaniami sygnalizatora. Poziom 1 z uaktualnieniem można realizować w różnych konfiguracjach sprzętowych, przy czym uaktualnienie może mieć charakter punktowy (dodatkowe balisy) lub charakter odcinkowy względnie ciągły (uaktualnianie przez kabel promieniujący lub radiem) [5, s. 132]. Poziom 1 jest przeznaczony dla linii kolejowych o maksymalnej prędkości 160 km/h. Umożliwia prowadzenie ruchu z maksymalnym natężeniem 20 pociągów na godzinę przy minimalnym odstępie między pociągami 3 minut [1, s. 191]. Sposób działania systemu ETCS poziomu 1 jest przedstawiony na rysunku 4. Rys. 4. System ETCS poziom 1 [2, s. 27]. Poziom 2 ETCS to sterowanie ruchem w oparciu o ciągłą cyfrową dwukierunkową transmisję radiową. Lokomotywa musi być dodatkowo wyposażona w urządzenia cyfrowej radiowej transmisji danych przy wykorzystaniu systemu GSM-R. Tor jest wyposażony poza balisami dodatkowo w radiowe centra sterowania RBC (Radio Block Centre). Jednocześnie jeśli wszystkie pojazdy poruszające się po danej linii będą wyposażone w poziom drugi ETCS, to z toru można usunąć przytorowe sygnalizatory świetlne, gdyż ich funkcje przejmuje sygnalizacja kabinowa oparta na ciągłej transmisji danych. Balisy nie muszą już być przełączalne, gdyż informacje zmienne łatwo można przekazywać poprzez kanał radiowy. Nie mogą jednak zostać całkiem usunięte, gdyż są podstawą lokalizacji pojazdów. Poziom 2 nie ogranicza przepustowości linii i nie wymaga od maszynisty znajomości sygnalizacji obowiązującej na danej kolei. Konfiguracje poziomu 2 są o około 50% droższe od konfiguracji poziomu 1 ze względu na konieczność centralizacji sterowania. Dochodzą też dodatkowe koszty związane z systemem GSM-R [5, s. 133]. Poziom 2 systemu ETCS przeznaczony jest dla linii o prędkościach maksymalnych do 300 km/h. Pozwala na prowadzenie ruchu z maksymalną zdolnością przepustową 24 pociągów na godzinę i minimalnym odstępem 2,5 minuty między nimi [1, s. 192]. Sposób działania ETCS poziomu 2 przedstawiono na rysunku

7 Rys. 5. Schemat ETCS poziom 2 [2, s. 28]. Poziom 3, którego zastosowania w Polsce na chwilę obecną się nie przewiduje, opiera się na radiowej łączności GSM-R do wydawania zezwoleń na jazdę i zastąpienie konwencjonalnej techniki kontroli zajętości torów (liczników osi i blokad liniowych) poprzez kombinację kontroli położenia pociągów i kontroli ciągłości składów. Daje to możliwość przygotowywania zezwoleń na jazdę w oparciu o zasadę ruchomego odstępu blokowego. Lokomotywa musi być dodatkowo wyposażona w bezpieczny i niezawodny system kontroli ciągłości składu TIU (Train Integrity Unit) [5, s. 134]. Poziom 3 przeznaczony jest dla linii o prędkości maksymalnej 500 km/h. Umożliwia prowadzenie ruchu o natężeniu 30 pociągów na godzinę przy minimalnym odstępie 2 minut między pociągami [1, s. 193]. Sposób działania ETCS poziomu 3 został przedstawiony na rysunku 6. Rys. 6. Schemat systemu ETCS poziom 3 [2, s. 30]. W systemie ETCS poziomu 1 cała obróbka danych odbywa się w urządzeniu pokładowym. W przypadku systemów wyższych poziomów, obróbka ma miejsce częściowo w urządzeniach pokładowych, a częściowo w urządzeniach przytorowych. Wymaga to zastosowania dwóch równoległych kanałów transmisji tor-pojazd. Pierwszy z nich to cyfrowy kanał GSM-R, a drugi to transmisja za pomocą balis. Transmisja GSM-R jest bardzo dobra, lecz nie pozwala na precyzyjną lokalizację składu, co z kolei umożliwia stosowany łańcuch balis, którego działanie jest niezawodne [5, s. 134]. Dla potrzeb kompletności opisu procedur ETCS zdefiniowano dodatkowe poziomy wyposażenia toru, określane jako poziom 0 brak wyposażenia stanowiącego źródło informacji dla systemu ETCS, oraz poziom STM tor wyposażony w narodowe urządzenia ATP/ATC, których wskazania są informacją wejściową dla ETCS po uprzednim skonwertowaniu danych przez moduł STM. Należy wyraźnie rozróżnić poziom urządzeń w torze od poziomu urządzeń na lokomotywie. Przykładowo lokomotywa wyposażona w urządzenia poziomu 3 może poruszać się po liniach wyposażonych w urządzenia poziomu 1, 2 lub 3, ale lokomotywa wyposażona w urządzenia tylko poziomu 1 może poruszać się tylko po liniach z ETCS poziomu 1. Na linii wyposażonej w wyższy 1292

8 poziom ETCS nie będzie się mogła poruszać, gdyż od pierwszej napotkanej balisy odbierze informację Stój, jeśli nie masz zezwolenia przekazanego drogą radiową [5, s. 126]. 3. IMPLEMENTACJA SYSTEMU ERTMS/ETCS W POLSCE Przyjęty w marcu 2007 roku Narodowy Plan Wdrażania Europejskiego Systemu Zarządzania Ruchem Kolejowym w Polsce był pierwszym krokiem do rozpoczęcia małej kolejowej rewolucji w Polsce. Przewidywał on zbudowanie w latach infrastruktury niezbędnej do uruchomienia systemu ETCS na 5000 km linii kolejowych w Polsce oraz systemu cyfrowej łączności GSM-R na długości km. Plan gwarantował kompatybilność i równoległe funkcjonowanie nowoczesnych systemów z obecnymi rozwiązaniami SHP i Radiostop do 2025 roku. Na rysunku 7 przedstawiona jest mapa linii kolejowych, które mają zostać wyposażone w system ETCS. Rys. 7. Plan wdrażania ETCS w kolejnych latach [4, s. 19]. Na chwilę obecną, zrealizowano szczątkowe założenia przyjętego planu. Jedynie system ETCS poziomu 1 na Centralnej Magistrali Kolejowej (międzynarodowy korytarz transportowy E65) funkcjonuje w dniu dzisiejszym, na mocy zezwolenia wydanego przez prezesa UTK w dniu 21 listopada 2013 roku [10]. Odcinek ma długość niespełna 224 km i łączy Grodzisk Mazowiecki z Zawierciem. Pomimo instalacji systemu ETCS, maksymalna dopuszczalna prędkość dla pociągów osobowych na tej linii przekracza prędkość 160 km/h jedynie na odcinku o długości 89,6 km [9]. Instalacja ETCS poziomu 1 jest również obecnie realizowana na przedłużeniu CMK jakimi są linie kolejowe 570 i 64 na odcinku Psary Kozłów. W marcu ubiegłego roku podpisano umowę na montaż i uruchomienie urządzeń ERTMS/ETCS. Zostanie ona zrealizowana w ciągu 12 miesięcy za kwotę ponad 11 mln zł brutto. Podpisana umowa wiąże się z rozbudową i modernizacją infrastruktury 1293

9 kolejowej na trasie Warszawa Kraków. Zmodernizowana trasa Psary Kozłów pozwoli na przyśpieszenie pociągów do prędkości 150 km/h [14]. Pilotażowe wdrożenie systemu ETCS poziomu 2 na odcinku Legnica Węgliniec Bielawa Dolna (międzynarodowy korytarz transportowy E30) o łącznej długości ponad 84 km przebiega z opóźnieniem. Prace miały zostać ukończone w 2014 roku, lecz system faktycznie będzie uruchomiony dopiero w tym roku. Obecnie, odcinek nie wyszedł poza fazę testów wstępnie przygotowanych scenariuszy obejmujących ekstremalne sytuacje, na fragmencie wyłączonym z ruchu, przy użyciu zainstalowanej już infrastruktury. Charakter tego wdrożenia ma kluczowe znaczenie, gdyż odcinek ten służy do testów funkcjonalności systemu, a po ich zweryfikowaniu i certyfikacji posłużą one do dalszych prac wdrożeniowych systemów ETCS poziom 2 i GSM-R na całej sieci kolejowej. Koszt projektu jest szacowany na 128,28 mln PLN [7]. Do końca 2015 roku ma zostać również uruchomione przedłużenie odcinka pilotażowego. Projekt zakłada zaprojektowanie, zabudowę i uruchomienie urządzeń systemu ERTMS na Odcinku Wdrożeniowym zlokalizowanym na linii kolejowej E30 pomiędzy stacjami Legnica Wrocław Opole. System ma zostać uruchomiony na długości 142,644 km linii kolejowej. Zakładany koszt całkowity projektu zgodnie z Listą projektów indywidualnych dla programu POIiŚ wynosi 123,98 mln PLN netto [8]. Inwestycja, prowadzona w ramach działania 7.1 Rozwój transportu kolejowego Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko obejmuje doposażenie linii nr 1 i linii nr 17 w system ERTMS/ETCS poziom 2 na odcinku Warszawa Zachodnia-Koluszki i Koluszki-Łódź Widzew. Umożliwi to wzrost prędkości dopuszczalnej pociągów i w konsekwencji, skrócenie czasu podróży. Prace będą miały miejsce na odcinku o długości łącznej około 120 km, a planowany termin zakończenia inwestycji to rok 2015 [13]. Podobny jest wyznaczony termin ukończenia inwestycji obejmującej kompleksową modernizację 350 km linii Warszawa Gdynia (korytarz E65). Oprócz prac związanych z przebudową i wymianą torów wraz z siecią trakcyjną, zainstalowany ma zostać system ETCS poziomu 2, który umożliwi zwiększenie przepustowości linii oraz podniesienie prędkości maksymalnej do 200 km/h na wybranych odcinkach. Czas podróży z Warszawy do Gdańska zostanie skrócony do 2 godzin i 37 minut [15]. Całkowity koszt projektu modernizacji linii kolejowej E65/C-E65 na odcinku Warszawa Gdynia - w zakresie warstwy nadrzędnej LCS, ERTMS/ETCS/GSM-R, DSAT oraz zasilania układu trakcyjnego jest szacowany na 1 120,43 mln PLN [16]. Zabudowa systemu ERTMS/ETSC poziomu 1 na ciągu linii E20/CE20, odcinek Kunowice Warszawa miała zakończyć się w 2014 roku. Realizowane zadanie ma obejmować zaprojektowanie, zabudowę i uruchomienie systemu ERTMS/ETCS poziom 1 z uaktualnieniem (infill) na linii E20/CE20 łącznie z węzłami: warszawskim i poznańskim. Długość przebudowywanego odcinka liczy około 470 km. Koszt całkowity projektu został oszacowany na EUR netto [17]. Linia Poznań Wschód Wągrowiec ma zostać wyposażona w ETCS poziomu 1 LS (Limited Supervision). Instalowany system jest dedykowany dla linii o niewielkim obciążeniu. System ma objąć 53 km linii kolejowej nr 356 Poznań Wschód Bydgoszcz [18]. W lutym bieżącego roku został ogłoszony przetarg na modernizację linii Poznań Szczecin, która ma objąć pełną wymianę torów na odcinku 200km, przebudowę infrastruktury oraz instalację systemu ETCS poziomu 2. Koszt inwestycji, która zostanie przeprowadzona z wykorzystaniem środków UE na lata wyniesie około mln złotych [19]. WNIOSKI Implementacja systemu ERTMS/ETCS następuje w Polsce zdecydowanie wolniej niż zakładano i proces ten przebiega z wieloma trudnościami. Zgodnie z Narodowym Planem Wdrażania, do końca 2014 roku powinniśmy zabudować systemem ETCS ponad 1800 km linii kolejowych [11]. Obecnie system ETCS jest wdrożony na odcinku 80 km na CMK (poziom 1), a prace trwają na prawie tysiącu kilometrów linii [12]. Niemniej jednak, są to pierwsze poważne podjęte działania mające na celu poprawę jakości systemu bezpiecznej kontroli jazdy pociągów od 50 lat. Wdrożenie tego systemu na 1294

10 pierwszorzędnych liniach kolejowych, magistralach oraz szlakach międzynarodowe jest koniecznością. Instalacja systemu ETCS pozwoli w znaczącym stopniu poprawić bezpieczeństwo jazdy pociągów. Bezpieczna transmisja tor-pojazd jest w stanie zastąpić sygnalizatory torowe i poprzez przekazywanie informacji dotyczących trasy przebiegu bezpośrednio do lokomotywy, sprawia, że informacje są precyzyjne i dokładnie przekazywane maszyniście w czasie rzeczywistym, a nie tylko w określonych punktach trasy. Maszynista nie musi znać dokładnie trasy przebiegu, ani sygnalizacji w danym kraju. System ETCS umożliwia przekazywanie elektronicznego Zezwolenia na Jazdę, który precyzyjnie definiują punkt na trasie, którego pojazd nie będzie mógł przekroczyć ze względów bezpieczeństwa. Ponadto, system w czasie rzeczywistym kontroluje zgodność prowadzenia pojazdu z otrzymanymi zezwoleniami i w odniesieniu do danych o pociągu i szlaku. W przypadku odstępstw od zezwoleń, które stanowiłyby potencjalne zagrożenie, system wdroży odpowiednie procedury, dostosuje prędkość lub też zastosuje hamowanie nagłe. Kolejną ważną zaletą jest interoperacyjność wdrażanego rozwiązania. System ETCS jest ustandaryzowanym rozwiązaniem międzynarodowym, który uwzględnia już istniejące rozwiązania narodowe w zakresie BKJP, w tym polski system SHP. System umożliwia swobodną podróż po szlakach międzynarodowych, bez konieczności dokładnej znajomości przepisów i sygnalizacji danego kraju, gdyż niezbędne informacje są pobierane przez system automatycznie z balis umieszczanych w torze przy granicy państwa. Nie jest też koniecznie instalowanie w pojazdach kursujących po trasach międzynarodowych wszystkich systemów, jakie są stosowane w krajach przez które wiedzie ich szlak lub wymiana lokomotyw i maszynistów na granicach państw. Oczywiście, system spełnia zasadę failsafe i w przypadku awarii grupy balis przygranicznych, system stosuje najbardziej restrykcyjne ograniczenia. Ostatnią, lecz równie ważną zaletą jest zwiększenie przepustowości linii kolejowych dzięki możliwemu podnoszeniu prędkości dopuszczalnej oraz minimalizacji odstępów między pociągami. Podnoszenie prędkości na liniach wyposażonych w ETCS jest możliwe, gdyż nie istnieje problem widoczności sygnalizatorów świetlnych i skracającego się czasu reakcji, gdyż wszystkie niezbędne informacje dotyczące maksymalnej dopuszczalnej prędkości i zezwolenia na jazdę są przekazywane sygnalizacji kabinowej. Wydłużająca się wraz ze wzrostem prędkości droga hamowania składu również nie stanowi problemu, gdyż system zapewnia pełny nadzór na podstawie danych przesyłanych przy pomocy transmisji tor-pojazd i transmisji radiowej. Implementacja systemu ETCS jest krokiem milowym dla polskich linii kolejowych. Wdrożenie systemu jest wyjątkowo skomplikowanym procesem, który pociąga za sobą duży wysiłek i wysokie koszty. Jest to również proces długotrwały i uciążliwy, gdyż modernizowane są linie o dużym znaczeniu, więc nie da się ich wyłączyć z ruchu na czas prowadzonych prac. Konieczne jest wyznaczanie objazdów, stosowanie ograniczeń i nie można wykluczyć pojawienia się nieuwzględnionych wcześniej utrudnień wstrzymujących pracę. Niemniej jednak, jest to wysiłek, który koniecznie należy podjąć, gdyż umożliwi on zbliżenie się standardów wydajności, przepustowości i bezpieczeństwa istniejących na głównych liniach kolejowych do standardów, które w Europie już są powszechne. Streszczenie Systemy bezpiecznej kontroli jazdy pociągów, które są zainstalowane w Polsce od wielu lat nie spełniają założonej roli. System SHP jest przestarzały, a jego funkcjonalność prezentuje się bardzo ubogo. Przystąpienie Polski do Unii Europejskiej wymusiło na PKP PLK modernizację infrastruktury i zainstalowanie nowoczesnego systemu ETCS. W 2007 roku przyjęto Narodowy Plan Wdrażania ERTMS, który jest standardowym rozwiązaniem dla krajów członkowskich. Dokument ten przewiduje zmodernizowanie 5000 km linii kolejowych do 2023 roku. Do końca roku 2014, system ETCS miał być wdrożony na odcinkach o łącznej długości 1800 km. Na chwilę obecną, system ETCS funkcjonuje tylko fragmentarycznie na Centralnej Magistrali Kolejowej. W artykule są scharakteryzowane systemy kontroli bezpiecznej jazdy pociągów, które obecnie istnieją lub mają zostać zainstalowane w Polsce. Zwrócono również uwagę na odcinki objęte pracami wdrożeniowymi. Słowa kluczowe: ETCS, ERTMS, GSM-R, SHP, ATC. 1295

11 ERTMS/ETCS implementation in Poland Abstract Systems of safe train travel control installed in Poland have not met the requirements for years. The SHP system is outdated and its functionality is poor. Polish accession to EU enforced on PKP PLK modernization of the infrastructure and installing modern ETCS system. In 2007 ERTMS National Implementation Plan which is a standard solution for Member States was introduced. This document assumes modernisation of 5000 km of railway lines by By the end of 2014 ETCS had to be implemented on railway lines of overall length of 1800 km. At the moment ETCS functions only in a fragmentary way on the Central Rail Line. The article describes the systems of safe travel which exist or have to be installed in Poland. Segments under implementation work are also mentioned. Keywords: ETCS, ERTMS, GSM-R, SHP, ATC. BIBLIOGRAFIA 1. Bergiel K., Karbowiak H., Automatyzacja prowadzenia pociągu, EMI-PRESS, Łódź 2005; 2. ETCS Implementation Handbook, International Union of Railways, Paris 2008; 3. Informacja o wynikach kontroli Bezpieczeństwo Ruchu Kolejowego w Polsce. Najwyższa Izba Kontroli, Warszawa 2013; 4. Narodowy Plan Wdrażania Europejskiego Systemu Zarządzania Ruchem Kolejowym w Polsce, Warszawa 2007; 5. Pawlik M., Żurkowski A., Ruch i przewozy kolejowe. Sterowanie ruchem. WKiŁ, Warszawa 2004; 6. (dostęp r.); / (dostęp r.); 8. (dostęp r.); /ZAL_2.1P_ pdf (dostęp r.); ETCS.html (dostęp r).; (dostęp r.); Gdanska.html (dostęp r.); (dostęp r.); Psary-Kozlow.html (dostęp r.); (dostęp r.); (dostęp r.); (dostęp r.); Wagrowiec.html (dostęp r.); dostęp ( r.). 1296