AŽD Praha s.r.o. Radioblok úrovně RB1 8. konference Zabezpečovací a telekomunikační systémy na železnici Ing. Karel Veselý, Ph.D. 1.listopadu 2017 AŽD Praha s.r.o.
Obsah prezentace Aktuální stav zabezpečení na regionálních drahách Vývoj Radiobloku úrovně RB1 Bezpečný odhad polohy a rychlosti vedoucího kolejového vozidla (VKV) na trati Nové funkcionality využívající bezpečné odhady Integrace nových funkcionalit do stávajícího zabezpečovacího zařízení (ZZ) Radioblok RB0+ Testy vyvíjeného ZZ v železničním prostředí Demonstrace fungování funkčního vzorku (videa) na trati TR 197 Shrnutí Budoucí práce 2/18
Aktuální stav zabezpečení provozu na regionálních drahách Provoz dle předpisu SŽDC D3 Bezpečnost závislá především na lidském faktoru Řada mimořádných událostí způsobených chybou člověka Výzva SŽDC k pokusu vyvinout technické zařízení zvyšující bezpečnost na regionálních tratích větší automatizací prováděných činností a kontrolou činnosti člověka ZZ Radioblok RB0+ a nový předpis SŽDC D4 Úspěšný pilotní provoz Radiobloku úrovně RB0+ na trati TR197 Číčenice - Volary 3/18
Radioblok úrovně RB0+ GNSS RBV RBV Za správnost informace o poloze vozidla je v RB0+ zodpovědný strojvedoucí Informace z GPS je V RB0+ použita pouze jako nikoliv bezpečná Cíl MD ČR: ještě větší automatizaci v dohledu nad bezpečností provozu veřejná zakázka TB0200MD051 Navrhnout způsob určení bezpečného odhadu polohy s využitím GNSS Navrhnout způsob využití bezpečného odhadu při řízení provozu na vedlejších tratích 4/18
Možnosti určení bezpečného odhadu polohy (a rychlosti) S využitím fyzických traťových balíz versus Díky přesnosti čtení jde v podstatě o bodovou informaci S využitím satelitní navigace a bezpečné mapy tratě Oblast (dle potřeby 1D/2D/3D), pro kterou za všech okolností platí, že skutečná hodnota se v ní nachází s předem definovanou, nebo vyšší pravděpodobností. Satelitní navigace není z pohledu železnic bezpečná (nebyl to cíl + specifičnost železničního prostředí) 5/18 + + + + + +
Modul GLDS bezpečný odhad polohy a rychlosti na bázi GNSS Historické pozadí vývoje modulu GLDS poskytujícího bezpečné GNSS odhady polohy a rychlosti v AŽD Praha Spolupráce se Západočeskou univerzitou v Plzni Vývoj modulu GLDS probíhá v souladu s železničními zabezpečovacími požadavky (AR, v souladu s EN5012x) Identifikováno více jak 60 událostí (hacker, sat. segment, ) majících potenciál způsobit hazard (nikoliv bezpečný odhad) Opatření navržená pro potlačení vzniku či vlivu události na určení bezpečného odhadu integrována do modulu GLDS 6/18
Modul GLDS bezpečný odhad polohy a rychlosti na bázi GNSS Aktuální stav vývoje subsystému GLDS Odhad velikosti a směru rychlosti GPS přijímače s prvky bezpečnosti v případě maximálně jedné poruchy v satelitním systému počítaný z raw dat Bezpečný odhad polohy vedoucího kolejového vozidla v případě maximálně jedné poruchy v satelitním systému počítaný z raw dat WGS84 x [m] WGS84 z [m] WGS84 y [m] Průběh odhadů polohy v ose x 20 0-20 Skutečná hodnota Bezpečný odhad GLDS -40 Nikoliv bezpečný odhad COTS přijímače -60 14:46:00 14:46:20 14:46:40 14:47:00 14:47:20 14:47:40 14:48:00 čas Průběh odhadů polohy v ose y 150 100 50 0-50 14:46:00 14:46:20 14:46:40 14:47:00 14:47:20 14:47:40 14:48:00 čas Průběh odhadů polohy v ose z 50 0-50 -100-150 14:46:00 14:46:20 14:46:40 14:47:00 14:47:20 14:47:40 14:48:00 čas 7/18
Návrh nových funkcionalit Cíl nových funkcionalit Dále eliminovat vliv lidského faktoru na bezpečnost provozu Zvýšit komfortnost obsluhy ZZ Nově identifikované funkcionality využívající bezpečné odhady polohy a rychlosti rozšiřující stávající Radioblok RB0+ Správa integrity/kompaktnosti vlaku Automatická odhláška Kontrola (ne)projetí cíle povolení Zobrazení informace o max/předvěstěné/ dojezdové trať. Rychlosti Kontrola rychlosti Zjednodušení a bezpečnější přihlášení RBV k RBS Přenos a zobrazení informace o stavu PZZ na vozidlo Přenos a zobrazení informace o dočasných rychlostních omezeních na trati 8/18
Návrh nových funkcionalit Základní vlastnosti nových funkcionalit a dopad na ZZ FUNKCIONALITA AUTOMATICKÁ ODHLÁŠKA Automatická odhláška v průjezdné dopravně je udělena hned poté, co ZZ identifikuje možnost jejího udělení. V koncové dopravně je pro vykonání odhlášky vyžadována součinnost strojvedoucího. Probíhá návrh, jak plně automatizovat i tuto formu odhlášky. FUNKCIONALITA KONTROLA PROJETÍ CÍLE POVOLENÍ Nutno zohlednit, že bezpečná informace o poloze je dostupná pouze ve formě oblasti s konečnou přesností Aby RB1 zbytečně brzy nezastavil vlak a aby k zastavení vlaku při projetí došlo co možná nejdříve. V blízkosti cíle povolení je umožněno jet pouze Dojezdovou rychlostí. Strojvedoucí musí vzít varování blízkosti cíle povolení na vědomí prostřednictvím stisknutí tlačítka TLRB Při projetí cíle povolení je hned po jeho zjištění (tzn. celý odhad polohy čela VKV je za cílem povolení) vyvolána nouzová brzda 9/18
Návrh nových funkcionalit Základní vlastnosti nových funkcionalit a dopad na ZZ FUNKCIONALITA KONTROLA RYCHLOSTI Tolerance nevýrazných krátkých (řádově vteřiny) překročení maximálně povolné rychlosti v daném úseku tratě. Výraznější překročení rychlosti (cca o 7km/hod) vede k akustické signalizaci. Při nereagování strojvedoucího na nastalou situaci je vyvolána nouzová brzda. NOVÉ TLAČÍTKO TLRB Využití pro přijetí varování ZZ vzniklá z nových funkcionalit (pohyb v blízkosti cíle povolení, vzetí na vědomí mírného překračování rychlosti) Nepoužití TLRB vede k vyvolání nouzové brzdy Přijetí informace o předvěstěné rychlosti 10/18
Návrh nových funkcionalit Základní vlastnosti nových funkcionalit a dopad na ZZ VYUŽITÍ BEZPEČNÉ MAPY TRATĚ (BMT) Obsah: Informace o zaměřených pozicích klíčových bodů na trati (HD, označník, rychlostník, pozice přejezdů ) Informace o povolených a předvěstěných rychlostech v daných úsecích trati Informace o možnosti udělení odhlášky v daných úsecích trati, Požadavek na přesnost i integritu VÚGTK navrhl metodiku pro zaměření BMT 11/18
Implementace nových funkcionalit do ZZ RB1 Informace z GNSS nejsou trvale dostupné V případě dostupnosti bezpečných odhadů je možné využívat nově navržené funkcionality. V případě nedostupnosti bezpečných odhadů a tedy nedostupnosti nových funkcionalit funguje RB1 jako RB0+ O aktuálním módu fungování RB1 je strojvedoucí informován zvukovou signalizací a informací na BEZOJi 12/18
Demonstrace fungování vyvíjeného Radiobloku RB1 Nové funkcionality testovány s využitím funkčního vzorku ZZ Radioblok RB1 na trati TR 197 Videoukázka funkcionality Kontrola aktuální rychlosti Vedoucí k nouzové brzdě (1:17) Nevedoucí k nouzové brzdě (1:55) Videoukázka funkcionality Projetí cíle povolení (1:30) 13/18
Demonstrace fungování vyvíjeného Radiobloku RB1 Úsek s odhadem čela vlaku Úsek s odhadem konce vlaku (pokud je jiný než úsek s čelem) Informace o max/předv.doj. rychlosti Konec povolení TLRB FV Signalizace nouzové brzdy 14/18
Shrnutí Určení bezpečných odhadů polohy a rychlosti využitím GNSS nezpůsobí zásadní navýšení ceny Radiobloku RB1 oproti stávající úrovni Radiobloku RB0+ Nově navržené funkcionality dále eliminují vliv lidského faktoru na bezpečnost provozu a poskytují větší komfort při ovládání zabezpečovacího zařízení (automatizace obsluhy). Proběhnuvší testy potvrdily smysluplnost a intuitivní chování navrhovaného konceptu Radiobloku RB1 poskytujícího nové funkcionality založené na znalosti bezpečného odhadu polohy a rychlosti. GLDS i nové funkcionality jsou použitelné obecně v železničním ZZ, neboť Radioblok je svým způsobem podmnožinou/předstupněm ETCS. 15/18
Fyzická architektura Radiobloku RB1 16/18
Plán dalších aktivit Testovat vyvíjený GLDS a nové funkcionality na tratích vlastněných a provozovaných AŽD Praha a výsledky testů využít při dalších pracích Bezpečné algoritmy GLDS rozšířit na schopnost práce v podmínkách vícenásobných poruch GNSS Zvyšování pohotovosti módu RB1 Zohlednění připomínek strojvedoucích Dokončit řešení AR celého RB1 Vývoj nové centrály (stav přejezdů, dočasná omezení, ) Dovést funkční vzorek do stupně prototypu potřebného ke schválení a pro opakovanou následnou výrobu 17/18
Děkuji za pozornost Vesely.Karel@azd.cz