V Principy interoperability transevropského vysokorychlostního železničního systému

Transkript

1 V Principy interoperability transevropského vysokorychlostního železničního systému Cílem požadavků Rady evropské unie je stanovit podmínky, které je třeba splňovat v zájmu dosažení interoperability transevropského vysokorychlostního železničního systému (TeVŽS) na území Společenství V.1 Transevropský vysokorychlostní železniční systém se skládá z částí: Infrastruktura a) Infrastruktura TeVŽS je taková infrastruktura, která je stanovena v rámci hlavních směrů uvedených ve Smlouvě pro tratě transevropské dopravní sítě, a sice pro tratě speciálně vybudované pro jízdu vlaků vysokými rychlostmi, speciálně modernizované pro jízdu vlaků vysokými rychlostmi. Tyto infrastruktury mohou zahrnovat spojovací tratě, zejména uzly nových tratí nebo tratí modernizovaných pro vysoké rychlosti, se stanicemi na těchto tratích umístěnými v centrech měst, přičemž rychlosti musí odpovídat místním podmínkám. b) Vysokorychlostní tratě zahrnují: speciálně vybudované vysokorychlostní tratě vybavené pro rychlosti zpravidla 250 km/h nebo vyšší, speciálně modernizované tratě vybavené pro rychlosti v řádu 200 km/h, speciálně modernizované tratě se zvláštními vlastnostmi a omezeními, jimž musí být rychlost v každém jednotlivém případě přizpůsobena; Kolejová vozidla Vysokorychlostní vlaky založené na novodobé technologii musí být konstruovány tak, aby zaručily bezpečnou a nepřerušovanou jízdu: rychlostí nejméně 250 km/h na speciálně vybudovaných vysokorychlostních tratích, s tím, že umožní za vhodných okolností dosáhnout rychlosti vyšší než 300 km/h, rychlostí v řádu 200 km/h na existujících tratích, které byly nebo budou speciálně modernizovány, co nejvyšší rychlostí na ostatních tratích. Kompatibilita infrastruktury a kolejových vozidel Doprava vysokorychlostními vlaky předpokládá dokonalou kompatibilitu vlastností infrastruktury s vlastnostmi kolejových vozidel. V.1.1 Základní pojmy transevropský vysokorychlostní železniční systéme (TeVŽS) - soustava sestávající z železniční infrastruktury, která zahrnuje tratě a pevná zařízení transevropské dopravní sítě a je vybudována nebo modernizována tak, aby umožňovala jízdu vysokými rychlostmi, a z kolejových vozidel určených pro provoz na této infrastruktuře;

2 interoperabilita - schopnost TeVŽS umožnit bezpečný a nepřerušovaný provoz vysokorychlostních vlaků dosahujících stanovených úrovní výkonnosti. Tato schopnost je založena na všech předpisových, technických a provozních podmínkách, které musí být dodrženy v zájmu splnění základních požadavků; subsystémy - TeVŽS je rozčleněn na: strukturální subsystémy dále rozdělené na: o infrastruktura, o energie, o řízení a zabezpečení, o kolejová vozidla; funkční subsystémy dále rozdělené na: o údržba, o životní prostředí, o provoz, o uživatelé, pro něž musí být stanoveny základní požadavky; prvky interoperability - veškeré základní konstrukční části, skupiny konstrukčních částí, podsestavy nebo úplné sestavy zařízení, která jsou nebo mají být v budoucnu zahrnuta do subsystému a na nichž přímo nebo nepřímo závisí interoperabilita TeVŽS; základní požadavky - veškeré podmínky, které TeVŽS, subsystémy a jejich prvky interoperability musí splňovat; technické specifikace pro interoperabilitu - specifikace (dále TSI), vztahující se na každý subsystém tak, aby vyhověl základním požadavkům, pomocí nichž se vytvářejí nutné vzájemné funkční vazby mezi subsystémy TeVŽS a zajišťuje jejich kompatibilita; notifikované subjekty - subjekty pověřené posuzováním shody nebo vhodnosti pro použití jednotlivých prvků interoperability nebo posuzováním postupů ES ověřování subsystémů. V.2 Technické specifikace pro interoperabilitu Pro každý subsystém jsou vypracovány TSI. Subsystémy musí být ve shodě s jednotlivými TSI; tuto shodu je třeba udržovat trvale po dobu používání každého subsystému. V TSI musí být: a) specifikovány základní požadavky kladené na subsystémy a na jejich rozhraní. Tyto základní požadavky jsou v oblastech: bezpečnost, spolehlivost a dostupnost, ochrana zdraví, ochrana životního prostředí, technická kompatibilita b) stanoveny základní parametry interoperebility, které jsou nezbytné pro splnění základních požadavků. Mezi základní parametry patří: minimální průjezdný průřez,

3 , minimální poloměr oblouku koleje, rozchod koleje, maximální namáhání koleje, minimální délka nástupiště, výška nástupiště, napájecí napětí, geometrie trolejového vedení, vlastnosti ERTMS (Evropský systém řízení železničního provozu), hmotnost na nápravu, maximální délka vlaku, obrys kolejového vozidla, minimální brzdné vlastnosti, mezní elektrické hodnoty pro kolejové vozidlo, mezní mechanické hodnoty pro kolejové vozidlo, provozní vlastnosti spojené s bezpečností vlakové dopravy, mezní hodnoty pro vnější hluk, mezní hodnoty pro vnější vibrace, mezní hodnoty pro vnější elektromagnetické rušení, mezní hodnoty pro vnitřní hluk, mezní hodnoty pro klimatizaci, vlastnosti související s přepravou tělesně postižených osob; c) stanoveny podmínky, kterým je třeba vyhovět, aby bylo dosaženo stanovených výkonností pro každou z těchto kategorii tratí: speciálně vybudované vysokorychlostní tratě, tratě speciálně modernizované pro vysokou rychlost, tratě speciálně modernizované pro vysokou rychlost, se zvláštními vlastnostmi; d) zpracovány prováděcí předpisy pro určité zvláštní případy, e) určeny prvky interoperability a rozhraní, které musí vyhovovat evropským specifikacím, včetně evropských norem, a které jsou nutné v zájmu dosažení interoperability transevropského vysokorychlostního železničního systému při splnění základních požadavků. Dodržení všech TSI umožňuje vybudovat soudržný transevropský vysokorychlostní železniční systém, který si zachová kompatibilitu s existující železniční sítí každého členského státu. Ve stanovených případech může členský stát upustit od uplatňování určitých TSI K těmto případům patří: projekt nové vysokorychlostní tratě nebo projekt modernizace existující vysokorychlostní tratě je v pokročilé fázi vývoje v době zveřejnění příslušných TSI; modernizace existující tratě na vysokorychlostní trať, kde je průjezdný průřez, rozchod kolejí nebo vzdálenost os kolejí této tratě odlišný od těchto parametrů u většiny evropských železničních sítí, a kde trať netvoří přímé spojení s vysokorychlostní sítí jiného členského státu; projekt nových tratí nebo projekt modernizace existujících vysokorychlostních tratí realizovaných na území členského státu, jestliže jeho železniční síť není napojena na vysokorychlostní železniční síť zbývající části Společenství;

4 projekt modernizace existující vysokorychlostní tratě, kde by uplatnění technických specifikací interoperability ohrozilo ekonomickou životaschopnost projektu. V.2.1 Prvky interoperability Členský stát učiní všechna opatření nezbytná k tomu, aby prvky interoperability: byly uvedeny na trh pouze v případě, že umožňují dosažení interoperability transevropského vysokorychlostního železničního systému, a přitom vyhověly základním požadavkům, byly využívány v určených oblastech a byly řádně instalovány a udržovány. Tato opatření nevylučují uvedení těchto prvků na trh za jiným účelem, ani jejich užití pro konvenční železniční tratě. Členské státy nesmějí, ani na svém území, ani na základě této směrnice, zakazovat, omezovat či bránit uvádění jednotlivých prvků interoperability, určených k použití v transevropském vysokorychlostním železničním systému, na trh, jestliže tyto prvky vyhovují této směrnici. Pro vypracování ES prohlášení o shodě nebo vhodnosti pro použití prvku interoperability musí výrobce tohoto prvku nebo jeho zplnomocněný zástupce usazený ve Společenství používat ustanovení obsažená v TSI a vztahující se k tomuto prvku. Jestliže to TSI vyžadují, musí být shoda nebo vhodnost pro použití prvku interoperability posouzena notifikovaným subjektem, u kterého výrobce nebo jeho zplnomocněný zástupce usazený ve Společenství podali žádost. V.2.2 Subsystémy Každý členský stát schválí uvedení strukturálních subsystémů tvořících transevropský vysokorychlostní železniční systém, který je umístěn na jeho území nebo provozován železničními podniky, které zde působí, do provozu. Za tímto účelem podniknou členské státy veškeré nezbytné kroky, aby tyto subsystémy mohly být uvedeny do provozu jen tehdy, jestliže jsou projektovány, konstruovány, instalovány anebo provozovány takovým způsobem, že nebrání splnění základních požadavků, které se jich týkají, jakmile jsou začleněny do transevropského vysokorychlostního železničního systému. Členské státy musí považovat za interoperabilní a shodné se základními požadavky takové strukturální subsystémy, které tvoří transevropský vysokorychlostní železniční systém, na který se vztahuje ES prohlášení o ověření. Činnost notifikovaného subjektu odpovědného za ES ověření subsystému začíná ve fázi projektu a zahrnuje celou dobu výstavby až do fáze schvalování typu, a to před uvedením subsystému do provozu. Notifikovaný subjekt odpovídá za sestavení souborů technické dokumentace, které mají být přiloženy k ES prohlášení o ověření. Soubor technické dokumentace musí obsahovat všechny nezbytné doklady vztahující se k vlastnosti subsystému a případně všechny doklady osvědčující shodu prvků interoperability. Musí rovněž obsahovat veškeré údaje vztahující se k podmínkám a omezením používání, pokyny pro průběžnou nebo pravidelnou kontrolu, seřizování a údržbu. V.3 Požadavky na kolejová vozidla

5 Tyto požadavky jsou použitelné pro vlakové soupravy jezdící rychlostí nejméně 250 km/h na tratích speciálně vybudovaných pro vysokorychlostní provoz a rychlostí řádově 200 km/h na existujících tratích, které byly, jsou nebo mají být speciálně modernizovány. Vlastnosti kolejových vozidel jsou rozděleny do tří oblastí: funkce kolejových vozidel, základní požadavky na vozidla, výkonnosti vozidel. V.3.1 Požadované funkce kolejových vozidla pro TeVŽS: a) Přepravovat a chránit cestující a doprovod vlaku Vlakové soupravy zajistí požadovanou úroveň bezpečnosti cestujících a doprovodu vlaku před cestou, během cesty a po skončení cesty. Vlakové soupravy musí respektovat zvláštní potřeby osob se sníženou pohyblivostí. b) Zrychlovat, udržovat rychlost, brzdit a zastavovat Výkonnost stanovená těmito požadavky umožní kolejovým vozidlům zařazení do časového úseku jízdního řádu na tratích nebo úsecích TeVŽS, pro niž jsou kolejová vozidla konstruována. c) Informovat strojvedoucího, poskytovat výhled dopředu a umožňovat správné řízení vlakové soupravy Strojvedoucí musí mít jasný a ničím nerušený výhled dopředu na trať. Všechny ovládače, přístroje a řídicí zařízení týkající se provozu vlakové soupravy a subsystému Řízení a zabezpečení musí být jasně a jednoznačně označeny, musí pracovat v reálném čase a nesmějí být příčinou vzniku rušivých efektů pro strojvedoucího. d) Udržovat a vést vlakovou soupravu na kolejích Geometrie styku kolo-kolejnice je taková, aby byla zajištěna stabilita vlakové soupravy a každého jejího kolejového vozidla s veškerým vybavením v provozuschopném stavu při nejvyšší provozní rychlosti stanovené pro vlakovou soupravu. e) Signalizovat interoperabilní síti přítomnost vlakové soupravy Vlakové soupravy jsou vybaveny zařízením, které jim umožňuje udávat svou přítomnost akustickou, vizuální a/nebo elektronickou formou přijatelnou pro všechny části interoperabilní sítě a jejích systémů řízení dopravy. f) Fungovat bezpečně i v případě mimořádných událostí Projednaný překlad, Vlakové soupravy jsou vybaveny bezpečnostními zařízeními, která plní své funkce v případě možných mimořádných událostí, snižují následky těchto událostí a umožňují jejich vyloučení, kdykoli je to možné. g) Nenarušovat životní prostředí Materiály použité v kolejových vozidlech musí zamezit uvolňování škodlivého a nebezpečného kouře nebo plynů během jízdy vlaků. Stanovené mezní hodnoty pro vnější hluku a pro elektromagnetické rušení musí mít minimální dopady na životní prostředí. h) Schopnost provozu v dostupných trakčních proudových soustavách Vzhledem k tomu, že vnitrostátní železnice jsou vybaveny různými trakčními proudovými soustavami, musí být elektrické vlakové soupravy schopny používat dostupné napětí a frekvenci a musí mít sběrač proudu odpovídající geometrii trolejového vedení. i) Palubní řídicí a zabezpečovací zařízení Rozhraní a vlastnosti palubního zabezpečovacího zařízení ERTMS a radiosystému jsou plně specifikovány a popsány v TSI pro subsystém Řízení a zabezpečení. k) Odstranitelnost poruchy během provozu v síti

6 Za údržbu většího rozsahu umožňující splnění požadovaných cílů spolehlivosti a dostupnosti je zodpovědný železniční podnik, který provozuje kolejová vozidla. Zvláštní technické požadavky pro plnění úkolů souvisejících s interoperabilitou v zařízeních interoperabilní sítě, která nejsou majetkem provozovatele kolejových vozidel, jsou specifikovány v TSI pro subsystém Údržba. V.3.2 Základní požadavky na kolejová vozidla Základní požadavky na kolejová vozidla a jejich struktura musí splňovat základní požadavky uvedené ve všeobecných podmínkách interoperability transevropského vysokorychlostního železničního systému. V této oblastí požadavků se projevují požadavky i jiných subsystémů, nejčastěji subsystémů Infrastruktura, Energetika, Provoz a další. Obecné požadavky jsou pak rozpracovány v další části požadavků, které spadají do kategorie Vlastnosti subsystému. V.3.3 Vlastnosti kolejových vozidel Transevropský vysokorychlostní železniční systém jehož součástí je subsystém Kolejová vozidla je integrovaným systémem. Musí být ověřovány jeho základní parametry, rozhraní a výkonnost, s cílem zajistit interoperabilitu systému při dodržení základních požadavků. Z hlediska technické interoperability má subsystém kolejová vozidla tyto vlastnosti: základní parametry, rozhraní s ostatními subsystémy, požadovaná výkonnost. a) Hmotnost na nápravu Hmotnost na nápravu musí být minimalizována, aby byly sníženy síly, kterými působí vlak na trať.omezením hmotnosti na nápravu dojde rovněž ke snížení požadovaného instalovaného výkonu a spotřeby energie. Maximální statická hmotnost na nápravu P 0 hnacího dvojkolí nesmí přesáhnout: pro kolejová vozidla navržená pro provoz na speciálně vybudovaných vysokorychlostních tratích, při rychlostech rovných 250 km/h nebo větších: P 0 17 t/náprava, kde v > 250 km/h, P 0 18 t/náprava, kde v = 250 km/h, kde v = maximální provozní rychlost. Maximální statická hmotnost na nápravu P 0 pro běžné dvojkolí (dvojkolí bez pohonu) nesmí nepřekročit 17 t, U těchto maximálních hodnot se uvažuje s 2% tolerancí pro průměrné zatížení dvojkolí celé vlakové soupravy. Pro zatížení každého jednotlivého dvojkolí je přípustná 4% tolerance. Kromě toho rozdíl statické hmotnosti na nápravu mezi oběma stranami téhož vozidla nesmí překročit 6 %. b) Maximální namáhání koleje Maximální namáhání je koleje definováno těmito vlastnostmi: dynamickou kolovou silou, kterou působí kolo na kolejnici vychází z požadavků na statiskou hmotnost na nápravu, Maximální svislá síla, kterou působí kolo na kolejnici (dynamická kolová síla Q), je definována takto:

7 pro kolejová vozidla navržená pro provoz na speciálně vybudovaných vysokorychlostních tratích při rychlostech rovných 250 km/h nebo větších platí následující hodnoty: v (km/h) Q (kn) v = < v v > Příčné síly Interoperabilní kolejová vozidla musí splňovat Prud'hommovo kritérium pro maximální příčnou dynamickou sílu ΣY definovanou takto: celková maximální příčná dynamická síla, kterou působí dvojkolí na kolej: P ( Y ) = 10 + [kn] max 3 kde P je statická síla působící na dvojkolí v kn. poměr příčné síly ke svislé síle: Y = 0,8 Q lim kde Y a Q jsou příčná a svislá dynamická síla působící na kolejnici. Touto mezí je vyjádřeno nebezpečí vyšplhání kola na kolejnici. Podélné síly Podélné síly, kterými působí kolejové vozidlo na kolej, musí být vždy nižší než síly odpovídající zrychlení nebo zpomalení 2,5 m/s 2. c) Maximální délka vlaku Vysokorychlostní vlaky vhodné pro jízdu na interoperabilní síti se skládají z pevně sestavených vlakových souprav (nedělitelných v provozu), které jsou schopné jízdy samostatně (samostatná jednotka) nebo spřažené (více jednotek). Maximální délka takto sestavených vlaků nesmí přesáhnout 400 m. Je přípustná odchylka 1 % s cílem zlepšit aerodynamické vlastnosti přední a zadní části vlaku. d) Obrys kolejového vozidla Interoperabilní kolejová vozidla musí vyhovovat některému vztažnému kinematickému obrysu vozidel UIC 505-1, GA, GB nebo GC. Volba obrysu kolejových vozidel se provede se zřetelem na tratě, na nichž mají být kolejová vozidla provozována. e) Minimální brzdné vlastnosti Vysokorychlostní vlaky disponují systémem pro řízení rychlosti s různými stupni zpomalení. Předepsané úrovně výkonnosti definující minimální brzdnou sílu pro vlakové soupravy vhodné pro provoz na všech vysokorychlostních tratích jsou uvedeny v následujících dvou tabulkách. Požadavek výkonnosti: interoperabilní vlakové soupravy musí být schopny dosahovat v rámci uvedených intervalů rychlostí níže uvedená průměrná zpomalení. Pro stanovení požadavků minimální brzdné vlastnosti se používají podmínky podle dvou případů:

8 Případ A - nouzové brzdění s odpojením určitého zařízení: rovná trať a normální obsazení vlaku (počet sedadel 80 kg), dynamická brzda hnacího vozidla jednotky je odpojena. Případ B - nouzové brzdění s odpojením určitého zařízení a za nepříznivých klimatických podmínek: Kromě podmínek uvedených v případu A platí tyto předpoklady: rozvodný ventil jedné pneumatické brzdy je odpojen, snížená adheze mezi kolem a kolejnicí, součinitel tření mezi brzdovým obložením a brzdovým kotoučem je snížen vlivem vlhkosti. Tab. V.1: Brzdný t Minimální zpomalení za daných brzdných podmínek (m/s 2 e (s) ) režim 330 až 300 (km/h) 300 až 230 (km/h) 230 až 170 (km/h) 170 až 0 (km/h) Případ A 3 0,85 0,9 1,05 1,2 Případ B 3 0,65 0,7 0,8 0,9 t e (s) = ekvivalentní doba uvedení v činnost Brzdné dráhy: brzdnou dráhu S vypočítanou jako funkci výše definovaných minimálních zpomalení lze definovat pomocí vzorce: v0 v1 v1 v2 vn S = v0 te L + + [m] 2ab 1 2ab2 2abn kde: v 0 = počáteční rychlost (měřena v m/s), v 1... v n = rychlost uvedená v tabulce Tab. V.2 [m/s], a b1.. a bn = specifikované zpomalení v rámci daného pásma rychlosti [m/s 2 )], t e = ekvivalentní doba uvedení v činnost [s]. V tabulce Tab. V.2 jsou uvedeny příklady brzdných drah, kterých musí být dosaženo při určitých počátečních rychlostech: Tab. V.2: Brzdný t e (s) Brzdná dráha nesmí překročit (m) režim (km/h) (km/h) (km/h) (km/h) Případ A Případ B f) Mezní elektrické hodnoty pro kolejové vozidlo Napětí a frekvence elektrického napájení Mezní hodnoty elektrického napájení jsou stanoveny v TSI pro energii, kde je mimo jiné stanoven rozsah napětí, které má být dodáváno pevnými zařízeními.

9 Rekuperace energie Kolejová vozidla vybavená systémem rekuperačního brzdění schopným vracet energii do trolejového vedení nesmějí za žádných okolností způsobit překročení mezních hodnot napětí, které jsou uvedeny ve zmíněné příloze. Vlaky nesmějí dále používat rekuperační brzdu, pokud: dojde ke ztrátě napájecího napětí nebo ke zkratu mezi trolejovým vedením a kolejnicí nebo zemí na úseku napájeném trakční napájecí stanicí, z trolejového vedení není žádný další odběr, síťové napětí je vyšší než U max2 Není-li zpětná energie spotřebovávána jinými odběrateli, vrátí se kolejová vozidla k jiným brzdovým systémům. Maximální spotřeba proudu z trolejového vedení Kolejová vozidla se specifikují tak, aby maximální spotřeba proudu z trolejového vedení byla vždy menší než hodnota stanovená v bodu TSI pro energii. Maximální proud, který může být odebírán z trolejového vedení během dlouhodobého stání je stanoven v případě stejnosměrných systémů 1,5 kv a 3,0 kv musí být odběr proudu stojícím hnacím vozidlem omezen na 300 A, resp. 200 A/sběrač.

10 Faktor výkonu Faktor výkonu λ (definován jako λ = α cos φ) kolejových vozidel musí za všech podmínek normálního provozu zůstat vyšší než hodnoty specifikované v bodu TSI pro energii. Přípustné hodnoty faktoru výkonu jsou stanoveny v příloze G této TSI. Na vysokorychlostních tratích je minimální hodnota 0,95 za podmínek popsaných ve výše uvedeném dokumentu.

11 Zdroje: Směrnice rady 96/48/ES ze dne 23. července 1996 o interoperabilitě. Úř. věst. L 245, , s. 370