Budowa linii dużych prędkości Frankfurt Kolonia i pociągi serii ICE3 kolei DB

Transkrypt

1 Marek Graff Budowa linii dużych prędkości Frankfurt Kolonia i pociągi serii ICE3 kolei DB DB w okolicy Soestdijk w Holandii ( r.) Fot. S. Dierdorp W 2002 r. Niemcy dołączyły do elitarnego grona krajów, w których kursują pociągi z prędkością 300 km/h. Budowa nowej linii dużych prędkości Frankfurt Kolonia nie przebiegała jednak łatwo, mimo że na sieci DB już wcześniej wybudowano linie, po których kursowały pociągi z prędkością 250 km/h. Koszty rzeczywiste budowy nowej linii w stosunku do szacunkowych podwoiły się, jednak kierownictwo DB, planując kolejne linie dużych prędkości, jest zdania, że decyzja budowy była słuszna. Obsługę trakcyjną zapewniają pociągi nowej generacji serii ICE3, całkowicie zaprojektowane i wyprodukowane w Niemczech Budowa linii Pierwsze plany budowy trzeciej linii dużych prędkości w Niem czech pojawiły się w latach 80. XX. w., gdy DB w 1985 r. przed łożyła plan całkowicie nowej linii, długości 177 km, Kolonia Siegburg Limburg Ren/Men. Spośród pięciu projektów wybrano ten, który przewidywał przebieg linii wzdłuż prawego brzegu Renu. Po uzyskaniu aprobaty przez władze regionalne (landów: Nadrenii Westfalii, Nadrenii Palatynatu i Hesji) plan zo stał zatwierdzony przez ministra transportu RFN i zaakceptowany w grudniu 1990 r. na posiedzeniu rządu Republiki Federalnej. Ostatecznie zdecydowano o budowie trzeciej linii dużych prędko ści w Niemczech o planowanym przebiegu z Zagłębia Ruhry (niem. Ruhrgebiet) do Frankfurtu nad Menem. Bezpośrednim po wodem budowy nowej linii było wyczerpanie przepustowości linii Linia dużych prędkości Kolonia Frankfurt nad Menem, Niemcy już istniejących, czyli dwóch dwutorowych magistral kolejowych, z których każda biegła wzdłuż obu brzegów Renu, plus dwóch au tostrad oraz dwóch dróg konwencjonalnych, nie licząc ładunków przewożonych barkami po Renie. Czas jazdy między Kolonią a Frankfurtem pociągiem IC/EC wynosi około 2 godz. (ok. 220 km), natomiast po oddaniu do użytku nowej linii ten czas skróciłby się do godziny. Oba ośrodki Zagłębie Ruhry oraz 59

2 Frankfurt nad Menem to ważne niemieckie centra przemysłowe, zamieszkane przez odpowiednio 10 i 3 mln osób, natomiast Frankfurt jest pierwszym w Niemczech i drugim w Europie centrum finansowym. Na początku lat 90. XX. w. między tymi ośrodkami przejeżdżało około 600 pociągów na dobę, przemierzając malowniczą dolinę Renu. Zwiększenie przepustowości linii przez dobudowę drugiej pary torów odrzucono jako zbyt kosztowne, ze względu na ukształtowanie terenu (relatywnie wąska dolina Renu), a skorzystano z wypróbowanych doświadczeń francuskich, czyli budowy całkowicie nowej linii. SNCF zdecydowała się wybudować nową linię od podstaw między Paryżem a Lyonem (LGV PSE), a nie modernizować istniejący już na większości tej linii odcinek czterotorowy. Założone parametry nowej niemieckiej linii dużych prędkości przedstawiono w tabeli 1. Czas budowy określono na 5 7 lat, natomiast wstępny koszt na 2,5 3,0 mld euro. Tabela 1 Główne założenia projektowe linii Kolonia Frankfurt Prędkość maksymalna Promień łuków 300 km/h Maksymalne pochylenie m Promienie łuków pionowe m poziome m Szerokość pojedynczego torowiska Całkowita szerokość torowiska 4,7 m 13,7 m Modernizacja linii już istniejącej byłaby o tyle trudna, że wąska dolina Renu w okolicach Koblencji (wzgórza Schiefer) zupełnie nie nadawała się do budowy kolejnej pary torów. Zdecydowano się na wytyczenie nowej linii wzdłuż istniejącej autostrady E5 (Frankfurt ) Niederhausen Idstein Limburg Montabaur Asbach Siegburg ( Kolonia). Nowa linia miała być przeznaczona dla połączeń dalekobieżnych (pociągi ICE), kursujących z Akwizgranu, Dortmundu, Hanoweru i Hamburga przez Frankfurt do Monachium, Stuttgartu, Bazylei oraz Pasawy (i dalej do Wiednia). Frankfurt nad Menem jest także węzłem dla pociągów zmierzających z Moguncji i Wiesbaden. Część pociągów regionalnych, dla których Frankfurt jest stacją początkową, kursuje dalej wzdłuż doliny Renu i Mozeli docierając do Koblencji, Trewiru i Bonn. Podczas projektowania nowej linii skorzystano z doświadczeń z budowy odcinków Hanower Würzburg i Mannheim Stuttgart, ponadto rozważano uruchomienie szybkich pociągów towarowych (do 500 t), prowadzonych czteroosiowymi elektrowozami serii 120 po nowej linii. Do obsługi cięższych pociągów niezbędna byłaby trakcja podwójna lub sześcioosiowe lokomotywy. Prace projektowe nad linią Kolonia Frankfurt rozpoczęły się w 1991 r., budowa w grudniu 1995 r. i planowano ją zakończyć do 1999 r. Linia powstawała w pięciu odcinkach: północnym (31,3 km), A (45,9 km), B (44,1 km), C (40,1 km) i południowym (15,6 km), a zaczyna się na przedmieściach Frankfurtu. Odcinek Köln Hbf. Siegburg to odcinek zmodernizowany, natomiast do leżącego w pobliżu Frankfurtu Wiesbaden dobudowane jest odgałęzienie. Około 21,3% (47 km) nowej linii przebiega w tunelach, z których najdłuższy ma 4,5 km. Największe zgrupowanie tuneli oraz mostów znajduje się na odcinkach A i B. Od 37. km do 63. km (odcinek A) pociąg pokonuje 6 tuneli oraz 8 mostów. Najdłuższy tunel ma 1555 m, a trzy kolejne ponad 1000 m, Najdłuższy most ma 992 m, a kolejne po m. Kolejny ciekawy odcinek znajduje się między 78. km i 113. km (odcinek B); jest na nim 11 tuneli: najdłuższy 3285 m, kolejne 2395 m i 1750 m. Cztery kolejne mają około 1000 m, a pozostałe m. Na odcinku C znajduje się pięć tuneli, w tym najdłuższy na trasie Schulwald-Tunnel (4500 m) oraz dwa długości 2765 m i 2069 m oraz jeden 1150 m. Linię Kolonia Frankfurt zamierzano przekazać do użytku w sierpniu 2002 r., jednak z powodu opóźnień w realizacji prac (problemy przy drążeniu tuneli) termin ten przesunięto na grudzień 2002 r. Linia ma 177 km długości i trzy stacje pośrednie: Siegburg Bonn, Montabaur i Limburg Süd. Pierwszy odcinek linii (19 km), obsługujący lotnisko we Frankfurcie, ukończono w maju 1999 r., odcinek Idstein Montabaur (35 km z 83,5 km) w listopadzie 1999 r. i Montabaur Siegburg (66,5 km) w grudniu 1990 r. Parametry linii Kolonia Frankfurt zestawiono w tabeli 2, natomiast prędkości, obowiązujące na poszczególnych odcinkach w tabeli 3. Średni czas jazdy między stacjami Köln Hbf. i Frankfurt Main Hbf. skrócił się do 1 godz. 10 min (wcześniej 2 godz. 14 min, 222-kilometrową trasą przez Koblencję), natomiast między stacjami Köln Hbf. i Frankfurt Flughafen do 55 min. Na trasie występują wzniesienia aż 40, gdy linia przekracza Siedmiogórze (niem. Siebengebirge), Westerwald i wzgórza Taunus. DB zamówiła całkowicie 50 nowych jednostek ICE3 (seria 403, pociągi jednosystemowe), 13 ICE3M (seria 406, pociągi wielosystemowe), a 4 pociągi zakupiły koleje holenderskie (NS) (seria 4650, odpowiednik serii 406 kolei DB). Dla pasażerów podróżujących nowymi pociągami na tej trasie wprowadzono obowiązkową rezerwację miejsc (rezerwacja miejsc w pociągach ICE w Niemczech nie jest obowiązkowa). Dla nowych pociągów wytyczono siedem tras: Münster Essen Kolonia Frankfurt, Dortmund Essen Kolonia Frankfurt, Dortmund Essen Kolonia Frankfurt Monachium, Dortmund Hagen Kolonia Frankfurt Bazylea, Kolonia Wiesbaden Stuttgart, Bruksela Akwizgran Kolonia Frankfurt, Amsterdam Kolonia Frankfurt. Pierwsze uruchomione relacje pociagów ICE3 to: Kolonia Amsterdam, Hamburg/Brema Monachium, Kolonia Frankfurt. Spodziewane przewozy podróżnych oszacowano na mln rocznie w 2002 r. oraz zwiększenie do mln w 2010 r. Do potrzeb nowej linii przystosowano system sygnalizacji kabinowej LZB do prędkości 330 km/h (dotychczas system ten był przystosowany do prędkości 280 km/h). Instalowanie nowego systemu ECTS/ERTMS nie wyszło poza fazę projektowania. W połowie 2002 r. DB rozpoczęła szkolenie maszynistów, pracowników obsługi, serwisu oraz pozostałego personelu. W 2003 r. władze DB zaplanowały uruchomić połączenie lotniska Kolonia/Bonn z linią dużych prędkości (koszt inwestycji obliczono na 0,5 mld euro). Ze względów bezpieczeństwa, wymaganych dla linii kolejowych przebiegających w pobliżu lotnisk (minimalna odległość torów od płyty lotniska 400 m), wybudowano metodą odkrywkową tunel (4,2 km) i wewnątrz niego zlokalizowano stację obsługującą lotnisko. Otwarcie stacji obsługującej lotnisko w Kolonii i Bonn (Flughafen Köln-Bonn) nastąpiło w czerwcu 2004 r. Zbudowano tzw. pętlę o łącznej długości 60

3 15 km, łączącą się z linią dużych prędkości Kolonia Frankfurt, oraz dwa tunele: jeden długości 1 km, przebie gający pod rezerwatem przyrody, oraz drugi, długości 4,2 km, zlokalizowany pod lotniskiem, wraz ze stacją z czterema peronami. Fundusze na budowę pochodziły zarówno od władz samorządowych (landu), jak i federal nych, a zamknęły się kwotą 520 mln euro. Lotnisko Kolo nia/bonn stało się dziewiątym w Niemczech portem lotniczym, mającym własną stację kolejową oraz piątym, obsługiwanym przez pociągi dalekobieżne. Lotnisko Ko lonia/bonn ma również połączenie, obsługiwane przez pociągi lokalne (S-Bahn linia S13), kursujące między stacjami Köln Hbf. i Troisdorf w 14 min co 20 min, dla których prędkość maksymalną ustalono na 130 km/h na liczącym 25 km odcinku linii dużych prędkości. Dla tych pociągów zbudowano dwie stacje pośrednie: Frankfurter Straße i Porz-Wahn. Cały projekt budowy pętli, wszyst kich stacji i tuneli wykonało przedsiębiorstwo krajowe DB Projektbau GmbH, natomiast systemy sygnalizacji, łącz ności, zabezpieczenia ruchu oraz elektryfikację (na dłu gości 53 km) dostarczył koncern Siemens TS. DB z oznaczeniami NS podczas jazd testowych na trasie Arnhem Amsterdam Watergraafsmeer, sfotografowany w okolicach De Haar, Holandia ( r.) Fot. Raymond Kiès Plany budowy linii dużych prędkości DB ma ambitny plan budowy kolejnych linii dużych pręd kości (niem. Neubaustrecken, NBS) i modernizacji już istniejących do 2011 r. (niem. Ausbaustrecken, ABS) ob liczony na 22 mld euro. Obecne najpilniejszym odcin kiem do zbudowania była linia Frankfurt Mannheim (75 km, 200 km/h), przez co planowano uzyskać połą czenie z liniami dużych prędkości Kolonia Frankfurt i Mannheim Stuttgart. Otwarcie tej linii nastąpiło 2008 r., natomiast podróż między Frankfurtem i Mann heim skróciła się do 20 min. Kolejne, rozważane do budowy linie typu NBS, to Niemiecki ICE3MF 4601 przejeżdża przez stację Bruxelles Kapellekerk ( r.) Stuttgart Wendlingen Ulm, z pominięciem stromego Fot. Tommy Ravache nabrzeża rzeki Geislinger, oraz linia Norymberga Erfurt Halle/Lipsk. Inna planowana linia miałaby kształt litery Y i prowadziła z Hanoweru do Hamburga i Bremy. Na po siedzeniu zarządu DB AG, w sierpniu 2006 r., kierownic two firmy przedstawiło plany budowy kolejnych linii du żych prędkości. Równocześnie przyjęto plany przebudowy wjazdów i wyjazdów z Norymbergii, Frankfurtu i Hambur ga, aby skrócić czas przejazdu pociągów ICE. Budowana linia dużych prędkości Berlin Norymberga będzie ukończona dopiero w 2017 r. (pod koniec maja 2006 r. oddano do użytku 89-kilometrowy nowy odcinek Norym berga Ingolstadt, natomiast 82-kilometrowy odcinek Ingolstadt Monachium gruntownie zmodernizowano). Od 2008 r. uruchomiono kursy pociągów ICE-T relacji Frankfurt Wiedeń, które kursują z prędkością maksy malną 200 km/h, a od r. planowana jest ko Niemiecki ICE3MF 4611, Bruxelles Midi/Brussel Zuid ( r.) Fot. Tommy Ravache munikacja do Londynu przez Eurotunnel, z wykorzysta niem nowych pociągów ICE4. Przyjęto także plan modernizacji pociągów ICE2 w 2011 r. W odróżnieniu od Francji, Nowe technologie wykorzystane przy budowie linii w której linie LGV są przeznaczone właściwie tylko dla pociągów Na linii dużych prędkości użyto trzech typów podłoża betonowe TGV, po niemieckich liniach dużych prędkości poruszają się go: Rheda Classic oraz dwie wersje Rheda Berlin (V1 i V2). z prędkością maksymalną 200 km/h także konwencjonalne pocią W przytwierdzeniu Rheda Classic szyny UIC 60 i podkładki Vos gi IC/EC prowadzone lokomotywami. sloh 300 z wkładką sprężystą Getzner przytwierdza się wprost na podłożu betonowym (tzw. podkłady monoblokowe). Podłoże to 61

4 spoczywa na warstwie wzmocnionego betonu szerokości 2600 mm, a ta z kolei na warstwie wzmacniająco izolacyjnej betonu, szerokości 3800 mm. Ten typ podłoża zastosowano na odcinku Frankfurt Idstein. Kolejne typy podłoża to Rheda Berlin V1 i V2 w obu tory wraz z podkładami znajdują się na górnej warstwie podłoża, tzw. CT, szerokości 3200 mm, oraz dolnej HSB, szerokości 3800 mm. W warstwie CT znajduje się zagłębienie, w którym umieszcza się szyny wraz z podkładami. Podkłady pod każdą z szyn połączone są dwoma, prostopadłymi do szyn, rzędami stalowych prętów. Długość prętów łączących oba podkłady wynosi: Rheda Berlin V mm oraz Rheda Berlin V mm. Tak przygotowane szyny wraz z podkładami, umieszczone w zagłębieniu zalewa się betonem. Kolejna różnica między V1 i V2 to znacznie mniejsza głębokość zagłębienia, w którym umieszczane są tory. Większość torów użytych do budowy linii Kolonia Frankfurt dostarczyła firma Butzbacher Weichenbau, z czego najbardziej godne uwagi są zwrotnice (6 szt.) z możliwością przejazdu 300 km/h po kierunku zasadniczym i 130 km/h po kierunku zwrotnym, dwie z prędkością odpowiednio 300 km/h i 100 km/h, oraz cztery odpowiednio 200 km/h i 80 km/h. Tabela 2 Parametry linii dużych prędkości Frankfurt Kolonia Całkowita długość linii odc. Frankfurt Kolonia (Siegburg Frankfurter Kreuz) pętla Kolonia lotnisko odgałęzienie do Wiesbaden* Długość linii na nasypach Długość linii w wykopach Długość linii wzdłuż brzegów rzek Mosty i wiadukty długość 217 km 177 km (150 km) 1 5 k m 13+6 km* 42,1 km 74,4 km 51,4 km 18 szt. 6,2 km Tunele 30 długość 44,8 km Maksymalne pochylenie 40 Prędkość maksymalna 300 km/h Całkowity koszt linii planowany 2,5 3,0 mld euro rzeczywisty 6,0 mld euro średni 34 mln euro/km * 13 km odcinek nowy i 6 km istniejący zmodernizowany. Prędkości maksymalne na linii dużych prędkości Kolonia Frankfurt Odcinek [km km] Prędkość maksymalna [km/h] 0,0 1,0 80 1,0 2, ,5 3, ,5 25, ,5 27, ,0 162, ,0 170, ,0 173, ,0 177,0 160 Tabela 3 Tabor Do kursowania po nowej linii należało zaprojektować odpowiedni pociąg, wykorzystując jednocześnie doświadczenia z jazd testowych jednostek ICE-S i ICE-V z połowy lat 90. Założono, że pociąg będzie przystosowany do prędkości maksymalnej 300 km/h i maksymalnych wzniesień 40. Zgodnie z zaleceniami specyfikacji TSI, dopuszczalny nacisk na oś określono na 17 t. Wymóg ten pochodził od zapewnienia pociągom interoperacyjności, czyli możliwości kursowania poza granicami Niemiec, np. na francuskich czy belgijskich liniach dużych prędkości, a także negatywnych wyników z jazd testowych pociągów ICE1/ICE2 o nacisku t/oś, z prędkościami km/h. Przy takich prędkościach i nacisku na oś szybkiemu zużyciu ulegały tory i nawierzchnia. Projektanci nowego pociągu, nazwanego ICE3, początkowo zamierzali postawić na rozwiązanie: wagony silnikowe + pasażerskie, jednak bardziej użyteczne okazało się rozmieszczenie napędu w całym pociągu. Praktycznie zrealizowano to tak, że zamiast montować 2 4 silniki po 1200 kw w dwóch jednostkach czołowych, jak w ICE1, zamontowano 16 silników po 500 kw. Sumaryczne moce wynosiły odpowiednio 9600 kw (ICE1) i 8800 kw (ICE3). W ten sposób uzyskano także większą liczbę miejsc dla pasażerów, lepsze rozmieszczenie masy, zmniejszenie masy pociągu w stosunku do jego mocy. Poprawiły się także własności dynamiczne pociągu, nacisk na oś zmniejszył się do ok. 16,5 t, a przez zastosowanie kół o mniejszej średnicy zmniejszono procent masy nieusprężynowanej. W opracowaniu nowego pociągu brali udział producenci niemieccy: Siemens, Adtranz i DWA Görlitz. Pociąg ICE3 wyprodukowano przy użyciu wielu innowacyjnych technologii. Do ich przetestowania skonstruowano dwa typy jednostek: ICE-D (D Dauer-erprobung, testy wytrzymałościowe), oraz ICE-S (S Schnellfahr-erprobung, pociągi testowe dużych prędkości). W ICE-D testowano nowe wózki i sposób przeniesienia napędu na koła poprzez wał drążony i sprzęgło elastyczne oraz nowe silniki, całkowicie odsprężynowane. Zestawienie pociągu było takie, że między dwie głowice napędowe ICE1 wstawiono dodatkowe wagony z napędem oraz przetestowano w latach r. Początkowo pociąg badano na torze doświadczalnym Siemensa Wegberg-Wildenrath, a później na liniach dużych prędkości. ICE-S był zestawiony z dwóch wagonów silnikowych na obu końcach i trzech wagonów pośrednich, z których dwa były także silnikowe. Maksymalną prędkość konstrukcyjną ustalono na 330 km/h + 10%. Testowano takie elementy, jak: transformator, chłodzenie transformatora, przekształtniki, wózki napędne, chłodzenie silników trakcyjnych, hamulce wykorzystujące prądy wirowe, klimatyzację, system diagnostyki pokładowej i inne. Całą aparaturę pomiarową zlokalizowano w wagonie środkowym (nr 3). Tak zestawiony pociąg miał moc kw i był zdolny rozwinąć prędkość do 400 km/h. Przeprowadzono próby z użyciem pociągu ICE-S i w grudniu 2001 r. osiągnięto prędkość 330 km/h między Frankfurtem a Montabaur, a podczas testów osiągnięto prędkość maksymalną 393 km/h. Pociąg ICE3 w ostatecznej wersji składał się z ośmiu wagonów, czyli 16 wózków, z których 8 jest napędnych. Podobnie jak w pociągu ICE2, pudło ICE3 wykonano ze stopu aluminium i nie montowano belek wzmacniających całą konstrukcję. Część elektryczną i mechaniczną ICE3 przystosowano do kursowania z prędkością maksymalną 330 km/h pod jednym lub czterema systemami zasilania (opcjonalnie): 15 kv 16,7 Hz, 25 kv 50 Hz, 3 kv DC i 1,5 kv DC. DB zamówiły 37 jednonapięciowych jednostek ICE3 do obsługi ruchu krajowego, a także do kursowania na sieci kolejowej Austrii i Szwajcarii oraz 13 czterosystemowych ICE3M do obsługi połączeń z Holandią, Belgią i Francją. Właścicielem ICE3MF zo 62

5 stały także kolej holenderskie NS (4 szt.), które oznaczyły je jako Wagony w ICE3 połączone są sprzęgami półautoma tycznymi, a ich rozłączanie może być dokonywane tylko przez wykwalifikowany personel. Wagony skrajne mają sprzęgi automatyczne pociągi ICE eksploatowane są także w trakcji wielokrotnej. Sprzęgi automatyczne za pewniają połączenie przewodów elektrycznych i po wietrznych oraz sterowania. Trzy wagony na każdym z dwóch końców pociągu mają niezależną część elek tryczną (1 3 i 6 8), natomiast w wagonach 4 i 5, pozba wionych napędu, znajdują się transformatory. Jednostki ICE3MF kolei DB w pełnym biegu na belgijskiej linii LGV2, Bierset ( r.) jednosystemowe (seria 403) są wyposażone w dwa pan Fot. Tommy Ravache tografy, znajdujące się na wagonach nr 2 i 7, natomiast wielosystemowe (seria 406 i 4650) w sześć pantogra fów: stałoprądowy typu DSA350G ze ślizgaczem szeroko ści 1600 mm: 3 kv (SNCB), 1,5 kv (SNCF + NS), na wagonach nr 3 i 6; ślizgacz jest wykonany z węgla i metalu; zmiennoprądowy typu DSA380F ze ślizgaczem węglo wym szerokości 1450 mm: 25 kv (SNCF + SNCB), 15 kv (SBB/CFF/FFS, BLS), wagony nr 4 i 5; zmiennoprądowy typu DSA380D ze ślizgaczem wę glowym szerokości 1950 mm: 15 kv (DB, ÖBB), 25 kv (NS), wagony nr 2 i 7. Podczas jazdy pod napięciem 15 kv 16,7 Hz lub 25 kv 50 Hz przez pantograf płyną prądy maksymalne 1 ka, w systemie 3 kv 2 ka i 1,5 kv DC 2,4 ka. Zmianą w stosunku do pociągów ICE1 i ICE2, było ICE3, dworzec główny, Kolonia ( r.) wykonanie pudła o bardziej aerodynamicznej sylwetce, co pomogło zmniejszyć opory powietrza o 10%. Zapew nienie odpowiednio niskiej podłogi osiągnięto poprzez zamontowanie kół średnicy 920 mm. Usprężynowanie pierwszego stopnia stanowią cylindryczne sprężyny wraz z gumowymi wkładkami, natomiast drugi stopień amor tyzatory pneumatyczne. W pociągu ICE3 przeniesienie sił trakcyjnych i hamo wania z wózków na pudło odbywa się za pomocą podłuż nego cięgła. Podczas jazdy pod prądem przemiennym, napięcie przechodzi przez pantograf i wyłącznik próżnio wy i dalej do transformatora zamontowanego pod podło gą (wagon nr 4 lub 5). Z uzwojenia wtórnego prąd prze chodzi przez prostownik, po czym jest kierowany do przekształtników tyrystorowych GTO, chłodzonych wodą. ICE3, dworzec główny, Kolonia ( r.) Tam zostaje wygenerowane sterowane częstotliwościowo napięcie trójfazowe, które jest kierowane do asynchronicznych nie, sterowanie hamulcami, zamykanie/otwieranie drzwi, informa silników trakcyjnych. Silniki o mocy 500 kw każdy są połączone cja dla pasażerów zasilane są napięciem 110 V, pochodzącym w grupy po cztery. Podczas jazdy pod prądem stałym, napięcie z baterii (350 kwh) zlokalizowanych w wagonie nr 5. przechodzi przez kontroler napięcia (czoper), po czym jest kiero W ICE3 zamontowano trzy typy hamulców: elektrodynamiczny wane do przekształtników głównych. Wózki napędne w ICE3/ odzyskowy, elektrodynamiczny wykorzystujący prądy wirowe /ICE3MF, dzięki mniejszej masie w stosunku do ICE1/ICE2, mają (ang. eddy current brakes) oraz tarczowy. Tarcze hamulcowe lepszą charakterystykę trakcyjną, prostsze przeniesienie napędu zamontowano na osiach tocznych (nienapędnych) pociągu. Kon na koła, które dzięki temu korzystniej współpracują z szyną. Sil trola hamulca w pociągu jest przeprowadzana automatycznie niki trakcyjne oraz hamulce tarczowe mają wentylację powietrzną. przez komputer. Hamulec ED na prądy wirowe składa się z płóz, Przekształtniki pomocnicze z tranzystorami IGBT przekształcają na których zamontowane są magnesy, z zastrzeżeniem, że pod napięcie z wtórnego uzwojenia transformatora na napięcie 330 V. czas hamowania nie dochodzi do fizycznego kontaktu płozy z szy Dodatkowo w pociągu używane jest napięcie 650 V, o różnych ną, a nagrzewanie się szyn podczas hamowania nie osiąga wskaź częstotliwościach, do zasilania aparatury pomocniczej. Oświetle ników krytycznych. Hamulce wykorzystujące prądy wirowe 63

6 Dane techniczne jednostek ICE3 i ICE3M/ICE3MF* Producent Jednosystemowe ADtranz, Siemens Tabela 4 Czterosystemowe Liczba jednostek 50 (37+13) 13 (DB) + 4 (NS) Zarząd kolejowy DB DB + NS Oznaczenie (DB)/4650 (NS) Numeracja **(DB) (NS) Dostawy pociągów Układ osi Bo Bo Bo Bo Bo Bo Bo Bo Napięcie 15 kv 16,7 Hz 15 kv 16,7 Hz, 25 kv 50 Hz, 1,5 kv DC, 3 kv DC Prędkość maksymalna [km/h] 330 AC: 330, DC: 220 Długość całkowita [m] 200 Długość wagonów skrajnych [mm] Długość wagonów środkowych [mm] Baza wagonu [mm] Baza wózka [mm] 2500 Średnica kół [mm] 920 Wysokość ponad główkę szyny [mm] 3890 Szerokość [mm] 2950 Liczba miejsc pasażerskich 1. kl kl razem Masa jednostki [t] Moc [kw] (AC) 3600 (1,5 kv DC) 4200 (3 kv DC) Maksymalna siła pociągowa [kn] 300 Stacjonowanie München Süd Frankfurt/M (DB Fernvekehr) (DB Fernvekehr); Lijnwerkplaats Leidschendam, Den Haag (NS) Koszt zakupu jednej jednostki [mln euro] 18,0 20,5 Całkowity koszt zakupu pociągów [mln euro] 1250 * M mehrsystemfähig wielosystemowy. ** Jednostki przystosowane do komunikacji z Francją i Belgią (ICE3MF): 4680, 4683, 4681, 4682, 4684 i 4685, przebudowane z 4605, 4606, 4608, 4609, 4612 i testowano w Niemczech już w połowie lat 80. XX w., lecz nie uzyskano zadowalających rezultatów. Podobnie koleje francuskie, które w latach 70. również testowały ten typ hamulca w eksperymentalnym wagonie Z7001 Zébulon, nie wdrożyły go do jednostek TGV. Dopiero JR Central (Japan Railway Central) w latach 80. podczas jazd testowych jednostek Shinkansen serii 100 uzyskały zadowalające rezultaty. Obecnie na sieci kolei japońskich ten typ hamulca jest stosowany między innymi w jednostkach Shinkansen serii 300. Główną trudnością w przypadku tego typu hamulca jest stosunkowy duży pobór mocy podczas hamowania (dla ICE3 wynosi on 12,5 MW), a także szybkie nagrzewanie się torów. Przykładowo, francuski wagon testowy Z7001 podczas hamowania rozgrzewał tory do temperatury 210 C w czasie 100 s. Obecnie udało się zlikwidować tę niedogodność i przy hamowaniu nagłym szyna rozgrzewa się o 6 7 C. Wcześniej przejazd dwóch hamujących pociągów w bliskiej odległości od siebie mógłby doprowadzić do zbyt dużego zwiększenia temperatury torów. Kolejnym problemem jest mniejsza stabilność podkładów drewnianych podczas nagrzewania się torów w porównaniu z betonowymi. Z tego powodu używanie hamulca na prądy wirowe na torach ułożonych na podkładach drewnianych jest ograniczone, a na liniach dużych prędkości zamontowano czujniki mierzące temperaturę torów. Początkową masę tego hamulca udało się zmniejszyć z 1200 kg do 870 kg na wózek dzięki wyeliminowaniu baterii i zasilaniu hamulca na prądy wirowe odzyskowym hamowaniem elektrodynamicznym. Hamulec na prądy wirowe był wymagany do bezpiecznego kursowania pociągu powyżej prędkości 300 km/h (dla ICE3/ICE3MF wynosi ona 330 km/h) i po wzniesieniach do 40. Pociąg jest wyposażony w następujące systemy bezpieczeństwa ruchu: Sifa, Indusi PZB90, LZB80 (ICE3), natomiast ICE3MF dodatkowo w: szwajcarskie: ZUB121, Integra; francuskie: Crocodile, TVM430 i KVB; ATBL (Francja/Belgia/Holandia); Eurobalise (ECTS). Szczegółowe dane techniczne pociągów ICE3/ICE3MF podano w tabeli 4. W pociągach ICE3 za sterowanie otwieraniem/zamykaniem drzwi, klimatyzacją, hamulcami (elektrodynamicznym i tarczowym) odpowiada system mikroprocesorowy, natomiast łącza, dla zwiększenia niezawodności, są zdublowane. Pociąg jest wyposażony w system sygnalizacji kabinowej LZB (niem. LinienZugBeeinflussung, ciągła kontrola prędkości). W kabinie maszynisty zamontowany jest system ZSG (centralny system sterowania), któremu podporządkowane są systemy: DAVID (lokalizacja usterek, przygotowanie pociągu oraz wyświetlanie danych), ZWG (trasa przejazdu i pomiar prędkości), AFB (prowadzenie pociągu i kontrola hamulców). W ICE3 do procesu schładzania powietrza zastosowano po raz pierwszy klimatyzację bez używania środków chemicznych (pomysł zaczerpnięto z rozwiązań stosowanych w samolotach). W pierwszym etapie powietrze jest tłoczone przez sprężarkę do zbiornika, w którym następuje rozprężanie połączone ze ochłodzeniem. W razie potrzeby, zimne powietrze jest mieszane z ciepłym powietrzem z zewnątrz. W pociągach ICE3/ICE3MF zrezygnowano z wagonu restauracyjnego na rzecz barowego, ponieważ okazało się, że zaledwie 5% pasażerów korzysta z usług wagonu restauracyjnego, a 1% zamawia pełny posiłek. Eksploatacja Testy nowego pociągu ICE3 na nowej linii Kolonia Frankfurt na odcinku długości 37 km rozpoczęły się w październiku 2001 r. Jazdę próbną ICE3 z prędkością rozkładową 300 km/h na tym odcinku przeprowadzono pod koniec stycznia 2002 r., natomiast na całej trasie w czerwcu 2002 r. Zaplanowano między innymi postój na stacji obsługującej lotnisko we Frankfurcie. Potencjalny czas podróży między Kolonią i Frankfurtem wyniósłby 1 godz. 15 min, dodatkowo zaplanowano (kwiecień 2002 r.) połączenia Kolonia Bruksela (214 km), Kolonia Amsterdam (265 km), a także do południowych miast w Niemczech i Szwajcarii oraz północnych Niemiec. Oficjalne otwarcie linii dużych prędkości Kolonia Frankfurt nastąpiło w lipcu 2002 r., gdy pierwszy pociąg specjalny ICE3 pokonał całą trasę Frankfurt Kolonia, na którego pokładzie znaleźli się przedstawiciele władz niemieckich, w tym kanclerz Niemiec oraz dyrektor generalny DB. Początkowo pociągi kursowały 64

7 w takcie dwugodzinnym, natomiast od połowy paździer nika planowano uruchomić kursy z częstotliwością jednej godziny. Obecnie pociągi ICE3 pokonują trasę Frankfurt Kolonia w czasie 1 godz. 15 min z dwoma postojami na trasie. Dla porównania pociągi IC/EC kursujące wzdłuż Doliny Renu przemierzają odległość 222 km w czasie 2 2 godz. 14 min (w zależności od pociągu). Na początku listopada 2000 r. koleje niemieckie DB wraz z kolejami holenderskimi NS uruchomiły komunika cję z wykorzystaniem pociągów ICE3M. Pociągi te kursu ją obecnie w relacjach Amsterdam Kolonia Frankfurt nad Menem (początkowo Amsterdam Kolonia) po no wej linii dużych prędkości Kolonia Frankfurt (odległość 219 km, w tym 177 km pociągi pokonują z prędkością maksymalną 300 km/h). Jedna para pociągów dociera do Pantograf ICE3 szwajcarskiej Bazylei. Podróż z Amsterdamu do Kolonii trwa ok. 2,5 godz., natomiast wcześniej wynosiła 10 min dłużej ze względu na postój na stacji granicznej DB Emmerich w celu zmiany lokomotywy 101 (DB) na 1800 (NS). W lipcu 2001 r. koleje holenderskie NS osta tecznie odrzuciły plan budowy dodatkowych dwóch torów na trasie Utrecht Arnhem granica niemiecka (ok. 100 km) ze względu na zbyt wysokie koszty, szacowane na 4,5 mld euro. Przyjęto plan modernizacji istniejącego odcinka, po którym będą kursować pociągi ICE3M, nato miast koszt prac wyceniono na 910 mln euro. NS, z racji uruchomienia kursów pociągów ICE3 do Kolonii, już w li stopadzie 2000 r. zlikwidowały niektóre połączenia dale kobieżne, w tym pociągi EC relacji Amsterdam Kolonia Wiedeń/Bazylea/Zurych, natomiast dotychczasowemu pociągowi nocnemu Amsterdam Monachium zmienio no status na CityNightLine. Sprzęg automatyczny między zespołami ICE r. na odcinku Berlin Wolfsburg pociąg ICE3 osiągnął prędkość maksymalną 355 km/h, a r. na tym samym odcinku 368 km/h. Pod koniec 2000 r. nowe pociągi zaprezentowano w Szwajca rii, rok później we Francji i na początku 2002 r. w Belgii. Wprawdzie jednostki ICE3 wyprodukowano w rekordowo krótkim czasie, więc z całą siłą dała znać o sobie choro ba wieku dziecięcego, i to na tyle dokuczliwa, że pocią gi zyskały niemiłe określenie Pannenzug (psujący się pociąg). Wprawdzie podczas testów nie zanotowano większych usterek, lecz ujawniły się one podczas regu larnej eksploatacji, kiedy to zanotowano około 700 mel dunków o usterkach z komputerów pokładowych pocią gów. Defektom ulegały najczęściej sprzęgi automatyczne podczas jazdy w trakcji wielokrotnej i hamulce na prądy wirowe. Te ostatnie okazały się na tyle uciążliwe, że na starszych liniach dużych prędkości dla pociągów ICE3 Stalowe płyty zamontowane między wagonami w ICE3, chroniące przez podrywanym prędkość maksymalną ograniczono z 300 km/h do tłuczniem 230 km/h. Zirytowane tą sytuacją kierownictwo DB skry tykowało krajowy koncern Siemens za zbyt długie przestoje jed (3 pary pociągów), a w przyszłości także Frankfurt Paryż. W ra nostek ICE3 w zakładach naprawczych DB, spowodowane opóź mach porozumienia DB oferowała przedłużenie relacji TGV Thalys nieniami w dostawach części zamiennych, a także złą jakością do Frankfurtu po nowo zbudowanej linii dużych prędkości Kolo tych ostatnich. nia Frankfurt. W Niemczech rozpoczęto nawet sprzedaż biletów DB pod koniec 2001 r. zaproponowała przedłużenie relacji na pociągi w relacji Kolonia Bruksela, które miałyby obsługi własnych pociągów ICE3MF (niem. Mehrsystem Frankreich wać razem TGV Thalys i ICE3MF, gdy nadeszła odpowiedź od poc. wielosystemowy do obsługi ruchu z Francją) z początko mowna od SNCB, które nie wpuściły na swoją sieć niemieckich wych Frankfurt Kolonia do Frankfurt Kolonia Bruksela superekspresów, motywując to ich niekompatybilnością z liniami 65

8 dużych prędkości w Belgii. DB wystąpiła z wnioskiem do SNCB/ /NMBS o dopuszczenie swoich jednostek do ruchu na sieci kolei belgijskich już od 1999 r., w tym na linię dużych prędkości Leu ven Bierset (LGV2, 64 km), lecz także spotkała się z odpowie dzią odmowną. Strona belgijska zgodziła się jedynie na dopusz czenie ich począwszy od grudnia 2002 r. do ruchu na liniach klasycznych, zelektryfikowanych napięciem 3 kv DC, z prędkoś cią maksymalną 160 km/h. Stan ten trwał do początku 2005 r., gdy SNCB/NMBS zgodziły się na przeprowadzenie jazd testo wych ICE3MF na swojej linii LGV2. Osiągnięto prędkość 270 km/h, lecz okazało się, że ICE3MF, poruszające się z taką prędkością po linii ułożonmej na tłuczniu, powoduje wibracje podsypki i lekkie podrywanie tłucznia pod podwozie ICE3, skutkiem czego było uszkodzenie podwozia pociągu w tym elementów wózków i luźnych przewodów elektrycznych i powietrznych, znajdujących się pod przejściami mię dzywagonowymi (niemiecka linia dużych prędkości Kolo nia Frankfurt ma podłoże betonowe i zjawisko wibracji tłucznia nie występuje). Dodatkowym problemem była zła współpraca nisko zawieszonych magnesów hamulco wych, wykorzystujących prądy wirowe pociągu ICE3MF, z szyną na LGV2. Powodowało to zbyt dużą siłę hamowa nia oraz uszkadzanie elementów znajdujących się przy szynie. Ostatecznie ustalono, że SNCB/NMBS przebuduje tak elementy torowiska, aby nie kolidowały z hamulcami pociągów ICE3MF, natomiast DB zobowiązała się wypo sażyć podwozia pociągów ICE3 w zabezpieczenia, które uchronią je przed działaniem podrywanej w czasie jazdy pociągu podsypki. Po tych zabiegach SNCB/NMBS obie cały dopuścić jednostki ICE3MF na linii LGV2 do kurso wania z prędkością maksymalną 250 km/h. Obecnie ICE3, , dworzec główny, Frankfurt nad Menem ( r.) ICE3MF kursują po terytorium Belgii, docierając z Bruk seli do Kolonii i Frankfurtu. Wykonano także testy zespo łów ICE3MF na linii LGV2 w trakcji podwójnej, lecz do chwili obecnej belgijski urząd nadzoru i bezpieczeństwa kolejowego nie wydał decyzji dopuszczenia ICE3MF do kursowania w trakcji podwójnej po własnej sieci kolejo wej. Ponieważ LGV3 jest wyposażona w system bezpie czeństwa ruchu ECTS (LGV2 TBL2/3), zatem przez dru gą połowę 2008 r. testowano ICE3MF na tej linii, by w czerwcu 2009 r. wydać certyfikat dopuszczenia ich do ruchu po LGV3. Pierwsze porozumienia o uruchomieniu komunikacji między Niemcami i Francją z wykorzystaniem pociągów ICE3MF zawarto wprawdzie w 1995 r., ale SNCF wydała wstępną zgodę na wjazd taboru DB na własną sieć kole jową pod koniec 1999 r. W roku następnym utworzono ICE3MF ( ) przejeżdża przez stację Chelles Gournay, Francja ( r.) grupy robocze, które ustaliły szczegółowy harmonogram Fot. Raimund. Wyhnal testów nowych pociągów. Jazdy próbne ICE3MF we Francji trwały od lipca 2001 do września 2005 r., w tym czasie testowano pociągi z prędkością maksymalną 320 km/h między innymi na linii Strasburg Miluza (Muhlouse) Roissy Aéroport Charles de Gaule TGV Lille Calais. Podczas prób przetestowano hamulce wykorzystujące prądy wirowe, po czym SNCF wydała zgodę na stosowanie tego typu hamulców na swojej sieci tylko powyżej prędkości 220 km/h i tylko na liniach du żych prędkości. Dla porównania, maszynista prowadzący pociąg ICE3MF po sieci DB może używać tego typu ha mulca już powyżej prędkości 150 km/h. W sierpniu 2005 r. pociągi ICE3MF przetestowano na linii dużych prędkości Lyon Aix-en-Provence i osiągnięto prędkość maksymalną 353 km/h, mimo kłopotów z pantografami. Problemem była też podsypka podrywana przez pociąg w trakcie jazdy, uszkadzająca przewody elektryczne uło ICE3MF ( ) na Dworcu Wschodnim, Paryż ( r.) Fot. Raimund Wyhnal żone pod przejściami międzywagonowymi, analogicznie 66

9 jak na belgijskiej LGV2. Zatem DB zamontowała stalowe płyty po obu stronach wagonu, jako specjalne zabezpie czenia pod przejściami międzywagonowymi w ICE3MF. Po tych zabiegach francuski urząd nadzoru i bezpieczeń stwa kolejowego, Agence d Essai Ferroviaire (AEF), wy dał jednostkom ICE3MF certyfikat dopuszczenia do ruchu na sieci kolei francuskich z prędkością maksymalną 320 km/h, przy czym tymczasowo nie wydano zgody na kursowanie ICE3MF po sieci SNCF w trakcji podwójnej. ICE3MF przejechały po sieci SNCF już 60 tys. km. W maju 2005 r. przedstawiciele SNCF i DB podpisali po rozumienie o uruchomieniu połączeń między Paryżem i Frankfurtem (pięć par pociągów dzienne) oraz Stuttgar tem (cztery pary pociągów dziennie) z wykorzystaniem pociągów ICE3MF i TGV POS. Planowa eksploatacja po ICE3MF ( ) i TGV POS (4408) na Dworcu Wschodnim, Paryż ( r.) ciągów ICE3MF po sieci RFF i TGV POS po sieci DB Netz Fot. Raimund. Wyhnal rozpoczęła się w czerwcu 2007 r. Pociągi ICE3MF docie rają obecnie z Frankfurtu, Monachium i Stuttgartu do Pa ryża po linii LGV Est, gdzie kończą bieg na Dworcu Wschodnim (Gare d Est). Stosunkowo szybki proces uzyskania homologacji TGV POS na sieci DB (grudzień 2005 r. czerwiec 2006 r.) kontrastuje ze stosunkowo długim pięciolet nim procesem testowania ICE3MF na sieci SNCF. Koszty dostosowania ICE3MF do kursowania po sieci SNCF wy niosły 48 mln euro, przeznaczone na przebudowę pocią gów i 28 mln jako opłata za przeprowadzenie procesu homologacji we Francji. Przystosowanie ICE3MF do ru chu po sieci RFF obejmowało: montaż systemów TVM 430 i KVB, co wiązało się z dość znaczną przebudową pulpitu sterowania (spe cyfika funkcjonowania systemu TVM430) oraz monta żem szaf z aparaturą wewnątrz wagonów; ICE3MF (4653) kolei NS w pobliżu stacji DB Köln Südbrücke ( r.) przystosowanie drzwi pociągu zamknięcie i blokada Fot. Raimund. Wyhnal przy prędkości powyżej 10 km/h oraz dostosowanie ich do niższych, w porównaniu z niemieckimi, pero nów we Francji; spełnienie przez pociąg odpowiednich certyfikatów bezpieczeństwa (odpowiednie strefy zgniotu, podob nie jak w TGV); przystosowanie hamulca na prądy wirowe do użycia na sieci SNCF (konieczna była modyfikacja urządzeń zamontowanych na wózkach). Przebudowę zespołów ICE3MF wykonano w niemiec kich zakładach Bombardiera i Siemensa kosztem 8,6 mln euro za pociąg. Należy dodać, że nowe francuskie i bel gijskie linie dużych prędkości są dostosowane do eks ploatacji pociągów z zamontowanymi hamulcami na prą dy wirowe (np. LGV Est), przy czym na dzień dzisiejszy na sieci SNCB/NMBS używanie hamulca na prądy wirowe jest zabronione. Ze względu na wysokie koszty zrezygno ICE3MF kolei DB w pobliżu stacji Afbeelding, Niemcy ( r.) wano z uzyskania świadectwa dopuszczenia do ruchu pod Fot. Raymond Kiès napięciem 1,5 kv DC, używanym we Francji. Po rozpoczęciu planowej eksploatacji ICE3MF na sieci RFF POS. Podobne problemy wystąpiły zimą i wiosną 2008/2009 r., ujawniły się poważne problemy z pociągami ICE3MF. Prędkości niekiedy bywało, że w ciągu dnia żaden z ICE3MF nie wjeżdżał na 300 km/h na linii LGV Est nie wytrzymywały transformatory sieć RFF. Zatem na początku 2010 r. DB wydzierżawiła od SNCF w ICE3MF, co było spowodowane między innymi złą izolacją. By dwa pociągi TGV POS do obsługi połączeń Frankfurt Paryż. wały dni, gdy na pięć par pociągów relacji Frankfurt Paryż za W grudniu 2008 r. zamówiono 15 pociągów, nazwanych Ve ledwie jedna para była obsługiwana ICE3MF, a pozostałe TGV laro D (ICE4) i oznaczonych w nomemklaturze DB jako seria

10 Kontrakt, zawarty przez DB opiewał na kwotę 500 mln euro. W stosunku do serii 406, seria 407 jest wyposażona w 40 miejsc dla pasażerów więcej i będzie używana w komunikacji Niemiec z Francją, Belgią i Holandią, począwszy od końca 2011 r. (wszystkie pociągi zostaną dostarczone do końca 2012 r.). Największym zmianon poddano wagony skrajne, którym zmieniono poszycie pudeł zamiast odpowiednio ukształtowanych blach aluminiowych, użyto aluminiowych blach wzmocnionych kształtownikami, w celu uzyskania zgodności pociągu na testy wytrzymałościowe TSI i EN Przy projektowaniu ICE4 wykorzystano doświadczenia zdobyte w czasie eksploatacji pociągów z rodziny Velaro, zbudowanych dla kolei Chin, Hiszpanii i Rosji. W przedniej cześci wagonu sterowniczego (tuż przy sprzęgu) zamontowano elementy pochłaniające energię w przypadku zderzenia. Zamontowano także nowe wózki typu SF500, zastosowane również w Velaro CN i RUS, wyposażone w system monitoringu oraz czujniki pomiaru temperatury przekładni. Zamiast wagonu barowego, znajdującego się w pociągu serii 403/406, ezt serii 407 wyposażono w wagon restauracyjny, zapewniając także podróżnym komfort przy spożywaniu posiłków podczas jazdy z prędkością 320 km/h. W stosunku do poprzednika, nowy pociąg jest bardziej opływowy, co pozwoliło na zmniejszenie zużycia energii o 10%. System LZB Ponieważ już przy prędkości 160 km/h droga hamowania pociągu pasażerskiego wynosi ok. 1 km, konieczne stało się opracowanie systemu, który pozwalałby maszyniście na obserwację szlaku z pewnym wyprzedzeniem. W tym celu opracowano system sygnalizacji kabinowej, który nazwano jazdą z elektroniczną obserwacją. Polega on na tym, że w każdym torze, po którym porusza się pociąg, zamontowane są czujniki, które informują centrum kontroli o aktualnej pozycji pociągu i jego prędkości oraz przesyłają z centrum do pociągu informacje o sytuacji na szlaku. Koleje niemieckie w latach 70. XX. w opracowały w tym celu własny system, nazwany LZB, który pozwalał na obserwacje szlaku na poprzedzającym 5-kilometrowym odcinku. Wraz z budową pierwszych linii dużych prędkości w Niemczech, po których pociągi mogły poruszać się z prędkością do 280 km/h i wzniesieniach do 12,5, opracowano elektroniczną wersję tego systemu, nazwanego LZB80. Przykładowo, dla pociągu poruszającego się z prędkością do 200 km/h, maszynista obserwował sygnały z wyprzedzeniem na drodze do 7 km, dla prędkości km/h 10 km i dla 300 km/h 13 km. Połączenie LZB80 z systemem AFB (niem. Automatischen Fahr-Bremssteuerung, automatyczne sterowanie prędkością i hamowaniem) pozwala na całkowicie automatyczne prowadzenie pociągu (autopilot lub automaszynista), natomiast prowadzący pociąg jedynie obserwował sytuację na szlaku. Pierwszą wersję systemu LZB zaprezentowano w 1963 r. podczas jazd testowych na odcinku próbnym Forchheim Bamberg. Dwa lata później elektrowóz serii 103 poprowadził pociąg na trasie Monachium Augsburg z prędkością 200 km/h. W latach system LZB był rozwijany i dopracowywany, a w połowie lat 70. XX. w. zamontowano go na odcinkach Hamburg Brema, Hamm Gütersloh oraz w systemie kolei miejskiej w Madrycie w Hiszpanii. W pierwszej połowie lat 80. XX w. system LZB instalowano już seryjnie na sieci DB oraz na pierwszych liniach dużych prędkości w Niemczech: Fulda Würzburg i Mannheim Hockenheim (1987), a później także Hanower Fulda i Mannheim Stuttgart (1991). W 1992 r. system LZB zamontowano na hiszpańskiej linii dużych prędkości NAFA Madryt Sewilla oraz na austriackiej linii magistralnej Wiedeń Salzburg. Od końca lat 90. XX. w. system ten został udoskonalony poprzez informatyzację i wersję LZB, tzw. CE1, a później CE2, wprowadzono na nowe linie dużych prędkości: Hanower Wolfsburg Berlin (1998), Würzburg Norymberga (1998), Kolonia Frankfurt (2002), Norymberga Ingolstadt (2006). System ten zamontowano na modernizowanych liniach klasycznych Kolonia Düren Akwizgran (2003), Hamburg Berlin (2004) i Berlin Halle Lipsk (2006). System LZB składa się z poprowadzonych miękkim zygzakiem w każdym torze przewodów elektrycznych, które tworzą pętle i rozmieszczone są co każde 0,6 km oraz podłączone do znajdującej się obok toru małej centrali KFS (niem. Kurzschleifenfernspeisegeräte). Centrala ta znajduje się pośrodku odcinka 0,6 km i zbiera sygnały z leżących po prawej i lewej stronie 0,3 km toru. 21 małych central KFS jest sterowane przez znajdującą się w pobliżu toru średnią centralę BKW (niem. Bereichskennzeichenwechsel) co 12,6 km. Osiem średnich central BKW podporządkowanych jest dużej centrali LZB, nadzorującej ruch pociągów na drodze 101,6 km. Numerowanie poszczególnych pętli długości 0,1 km w obrębie jednej średniej centrali BKW na 12,6 km na jednym torze odbywa się od 0 do 126, a w drugim od 255 do 128. Poprowadzenie przewodów w torze zygzakiem miękkim (faliście) ma takie uzasadnienie, że gdy sygnał zmienia fazę o 180 podczas przejścia przez pętlę, eliminuje się zakłócenia generowane przez jadący pociąg (prądy zwrotne). Miejsce, gdzie krzyżują się przewody w pętli co każde 100 m, nazywa się miejscem 100 m lub skrzyżowaniem (niem. 100-m-Punkt; Kreuzungstelle). Połączenie między pętlami w torach i centralami KFS oraz KFS i BKW odbywa się za pomocą kabla złożonego z czterech przewodów. Słabą stroną tego rozwiązania jest fakt, że w przypadku awarii jednego z przewodów unieruchomieniu ulega cała centrala (KFS lub BKW). System LZB działa następująco: komputer w centrali LZB wysyła informację do pociągu, która poprzez centrale BKW i KFS dociera do lokomotywy, na dachu której zlokalizowane są dwie pary anten. Maszynista przesyła informacje w formie telegramów, które po wzmocnieniu są przekazywane do centrali LZB. Pomiar prędkości odbywa się poprzez czujniki (sensory) mierzące falę/ /impuls. Maszynista w kabinie obserwuje sytuację na szlaku poprzez urządzenie analogowe, tzw. MFA (niem. Modulare Führerstandsanzeige), lub w pojazdach nowej generacji (np. w elektrowozach serii 185) elektroniczny system DMI (ang. Driver Machine Interface). Do systemu DMI, podobnie jak wcześniej MFA, wprowadzone są dane o trasie przejazdu pociągu, długości składu, celu podróży, prędkości maksymalnej na szlaku oraz przekazuje on informacje o hamowaniu (zwłaszcza nagłym) i usterkach w przedziale maszynowym. System DMI z racji wbudowanego komputera ma większą elastyczność działania niż MFA. Uruchomienie pociągu wygląda tak (rozważamy odjazd ze stacji początkowej): maszynista wprowadza dane, takie jak numer pociągu, trasa przejazdu, stacja końcowa i prędkość maksymalna, po czym wysyła telegram do centrali LZB w celu autoryzacji. Gdy z centrali LZB nadejdzie potwierdzenie, wtedy może uruchomić pociąg i odjechać ze stacji. W centrali LZB komputery przechowują informacje o profilu szlaku, miejscu ustawienia sygnalizatorów i prędkości maksymalnej. Urządzenia w pociągu poprzez 68

11 zliczanie tzw. miejsc 100 m ( skrzyżowań ) ustalają aktualne położenie pociągu i przesyłają te informacje 2 5 razy na sekundę do centrali LZB. Gdy owe urządzenia nie rozpoznają dwóch skrzyżowań, wtedy jedno skrzyżowanie jest symulowane. Gdy trzy skrzyżowania nie zostaną rozpoznane, wtedy z pociągu do centrali LZB automatycznie wysyłany jest telegram o błędzie. Centrala LZB przesyła informacje do pociągu używając częstotliwości 36 khz, a przyjmuje od pociągu informacje przy użyciu częstotliwości 56 khz. W telegramie znajdują się takie informacje, jak: typ telegramu, informacje o bezpieczeństwie (prędkość pociągu, profil szlaku), informacje o hamowaniu, informacje o odległości od celu i prędkości, informacje o poleceniach od sygnalizatorów, odpowiedź na wcześniejsze telegramy, CRC (ang. cyclic redundance control) ciągłe przesyłanie sygnałów. Niemiecki system LZB dla linii dużych prędkości, czyli wersja CIR-ELKE (ang. Computer Integrated Railroading Increase of Efficency in Core Network), różni się od francuskiego TVM430 tym, że w TVM430 generowana jest krzywa hamowania/prędkości, a w LZB obliczane są krzywa hamowania normalnego (standardowego) oraz krzywa hamowania nagłego. Stopnie prędkości (300, 270, 230, 170 i 0 km/h), jakie występowały w TVM430, nie występują w systemie LZB. TVM430 jest zamontowany tylko na liniach dużych prędkości (LGV), natomiast LZB również na liniach klasycznych (np. Kolonia Akwizgran, Augsburg Ulm), oprócz linii dużych prędkości (np. Hanower Würzburg, Hanower Berlin, itp.). Oprócz tego system LZB jest stosowany w systemie kolei miejskiej (S-Bahn) w Düsseldorfie, Duisburgu i Monachium do zapewnienia odpowiedniej przepustowości całej sieci. q Literatura [1] Bergiel K., Karbowiak H.: Automatyzacja prowadzenia pociągu. Emi Press Łódź [2] Chemins de Fer No /5. FerPress, Paris. [3] Dostal M.: DB Fahrzeuge. Lokomotiven und Triebwagen der DB AG. Gera Mond Verlag, München [4] Eisenbahn-Revue International 10/2005, 6/2010, Minirex AG, Luzern [5] Feldwisch W.: ICE Neubaustrecke Köln Rhein/Main. Hestra-Verlag, Darmstadt [6] International Railway Journal. Simons Boardman Publ. Corp. Ashford/ /New York, egzemplarze: 3/2001, 7/2001, 10/2001, 4/2002, 5/2002, 7/2002, 11/2002, 7/2003, 5/2005, 5/2006, 5/2010. [7] Klee W.: Mit 250 durch Europa. Eisenbahn Journal Sonderausgabe III/1998, Herman Merker Verlag GmbH Fürstenfeldbruck. [8] Krische M.: ICE InterCityExpress ICE 1 - ICE 2 - ICE 3 - ICE-TD - ICE T - ICE S. GeraNova Verlag Düsseldorf [9] LOK MAGAZIN Nr. 252/Jahrgang 41/2002. GeraNova Zeitschriftenverlag GmbH München.. [10] Railway Gazette Int, Reed Press Publishing, Sutton; egzemplarze: 6/1990, 6/1997, 7/1997, 8/1997, 9/1998, 10/1998, 5/2000, 9/2000, 1/2002, 6/2002, 9/2002, 4/2003, 4/2004, 7/2004, 9/2006, 5/2010. [11] Świat kolei. Roczniki PKMK Poznań/EmiPress Łódź, [12] Technika Transportu Szynowego 12/1999, 1-2/2002. EmiPress Łódź. Zdjęcia nieoznaczone - Marek Graff Dokończenie ze s. 36 [7] Molecki B. (red.): Rola samorządu w kształtowaniu transportu regionalnego w Polsce i w Europie. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław [8] Rechłowicz M.: Komunikacja miejska GOP w początkach transformacji gospodarczej Wyd. Centropolis, Jaworzno [9] Runge A., Runge J.: Słownik pojęć z geografii społeczno-ekonomicznej. Wyd. Videograf Edukacja, Chorzów [10] Sieciowy Rozkład Jazdy Pociągów PKP 1988/1989. [11] Szymański K.: Możliwości ożywienia kolejowych przewozów regionalnych w województwie śląskim. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Seria: Transport z. 62/2006. [12] Taryfa Przewozów Regionalnych. Dział I: Opłaty przewozowe. [13] Wesołowski J.: Współczesne przystanki tramwajowe (4). Przystanki przy dworcach kolejowych. Technika Transportu Szynowego 9/2007. [14] Wolański M.: Ewolucja organizacji i finansowania zintegrowanego systemu transportowego w Zagłębiu Ruhry. Transport Miejski i Regionalny 9/2005. [15] Бельченко Т.: Новий формат спiвпрацi. Магiстраль, 8, [16] Тарифи на перевезення пасажирів і багажу у приміському сполученні ДП Донецька залізниця. [17] Чеклов В.Ф. та iн.: Аналiз роботи транспортноï системи Донецькоï областi та перспективи ïï розвитку. Збiрник наукових праць ДонIЗТ, 23/2010. mgr Marcin Rechłowicz doktorant w Zakładzie Gospodarki Przestrzennej Katedry Geografii Ekonomicznej Uniwersytetu Śląskiego w Sosnowcu, uczestnik projektu Uniwersytet Partnerem Gospodarki Opartej na Wiedzy, finansowanego z Europejskiego Funduszu Społecznego mgr inż. Vladyslav Bespalov absolwent Donbass National Academy of Civil Engineering and Architecture w Makiejewce (Ukraina) 69