DIAGNOSTIKA ZAŘÍZENÍ MĚŘICÍM VOZEM Ing. Vladimír Říha SŽDC, Technická ústředna dopravní cesty 1. ÚVOD Správa železniční dopravní cesty, s. o. (dále jen SŽDC) věnuje značné úsilí rozvoji dostupných diagnostických metod a využití moderních diagnostických prostředků k objektivnímu a efektivnímu zjišťování skutečného technického stavu zařízení a systémů železniční dopravní cesty. V rámci SŽDC tuto kontrolní činnost provádí Technická ústředna dopravní cesty (dále jen TÚDC). Pro tuto činnost pak využívá především měřicí vozy. Koncem roku 2014 byla flotila těchto vozů rozšířena o měřicí vůz ERTMS (dále jen MV ERTMS). 2. MV ERTMS Speciální hnací vozidlo typu ERTMS (99 54 9165 002-5) vzniklo přestavbou původního hnacího drážního vozidla 851.014-1. 2.1 Základní popis MV ERTMS je čtyřnápravové hnací vozidlo s uspořádáním dvojkolí B 2. K pohonu vozidla je použit spalovací motor Caterpillar C27, který nahradil původní K12V170DR. Spalovací motor je pomocí kloubového hřídele spojen s původní hydrodynamickou převodovkou H750M. Na vozidle je kompletně nová pneumatická a elektrická instalace. Na stanoviště strojvedoucího jsou dosazeny nové řídicí pulty s ovládacími a měřicími prvky. Regulaci výkonu a ovládání vozidla zajišťuje elektronický řídicí systém. Vozidlo je vybavené pneumatickou brzdou přímočinnou, samočinnou a doplňkovou. Zajišťovací brzda je střadačová. Obrázek 1: MV ERTMS 109
2.2 Základní technické údaje Parametr Hodnota Rozchod 1435 mm Jmenovitá hmotnost vozidla 56,4 t (+3% -1%) Jmenovitá hmotnost na nápravu hnacího/běžného podvozku 16,9 t / 11,3 t Jmenovitá hmotnost obsazeného vozidla 59 t Počet přepravovaných osob 10 Způsob vypružení dvojkolí vinuté pružiny Způsob přenosu tažných sil tažný čep Uspořádání dvojkolí B 2 Počet hnacích dvojkolí 2 Přenos výkonu Hydrodynamický Maximální tažná síla na háku 80 kn Nejmenší poloměr projížděného oblouku 120 m Nejmenší poloměr oblouku při průjezdu traťovou rychlostí 150 m Obrys pro drážní vozidlo Dle ČSN 28 0312 Maximální šířka 2 880 mm Maximální výška 4 200 mm Délka přes nárazníky 24 790 mm Délka přes čelníky 23 956 mm Celkový rozvor 21 500 mm Rozvor podvozku 2 300 mm Vzdálenost středů otáčení podvozků 16 900 mm Jmenovitý průměr kol 900 mm Jízdní obrys kola Dle UIC-ORE Tabulka 1: Základní technické údaje 2.3 Vnější a vnitřní uspořádání Z původních vstupů do vozidla byly ponechány pouze dveře na přední stanoviště strojvedoucího (stanoviště vedle spalovacího motoru) a vstup na měřicí pracoviště v blízkosti zadního stanoviště strojvedoucího. Z karoserie vozidla byly odstraněny přední dveře a místo toho byla dosazena okna pro lepší sledování trati osádkou vozidla a umožnění umístění snímacích zařízení. Obě stanoviště strojvedoucího jsou uspořádány jako třímístné a jsou od následujících prostorů měřicího vozu odděleny pevnou příčkou. V prostoru za zadním stanovištěm je měřicí pracoviště, kde je soustředěna měřicí a vyhodnocovací technika. Ostatní prostory jsou přestavěny na tři ubytovací zařízení, kuchyňku, WC s uzavřeným systémem a umývárnu se sprchovým koutem. 2.4 Vytápění, klimatizace a vodní hospodářství Všechny prostory měřicího vozu jsou klimatizovány. Klimatizace umožňuje i vytápět. Vzhledem k tomu, že klimatizace mají svoji regulaci, je jimi primárně zajištěno vytápění vozidla. Jako další zdroj tepla jsou zde použita topná tělesa teplovodního topení vyhřívaná naftovým agregátem. Ve střešních prostorech MV ERTMS je umístěna nerezová nádrž na vodu o objemu 1200 l a na podvozku je umístěna nerezová nádrž na odpadní vodu o objemu 1300 l. 110
2.5 Vlakové zabezpečovací zařízení MV ERTMS je vybaven schváleným zabezpečovacím zařízením LS06 a mobilní částí ETCS (verze SW 2.3.0.d) doplněnou o specifický přenosový modul STMLS pro umožnění jízdy na tratích, které nejsou vybaveny traťovou částí ETCS. Modul STMLS zajišťuje také kontrolu bdělosti v módech ETCS, ve kterých je to požadováno. Mobilní část ETCS je v současné době schválená jako zkušební zařízení, v rámci zkušebního provozu probíhají úkony spojené s jejím ověřováním, validací a certifikací, aby mohla být v budoucnu schválena jako vlakové zabezpečovací zařízení. 2.6 Vozidlová radiostanice a komunikace na vozidle MV ERTMS je vybaven vozidlovou radiostanicí umožňující komunikaci v pásmech 450 MHz a 150 MHz a v síti GSM-R. Pro komunikaci v rámci vozidla je použit Intercom, který je tvořen telefonní ústřednou a čtyřmi aparáty umístěnými na vozidle (na stanovištích strojvedoucího, měřicím pracovišti a u hlavního rozvaděče). 2.7 Zabezpečení MV ERTMS je zabezpečen proti vniknutí cizích osob elektronickým zabezpečovacím systémem (EZS), okna jsou opatřena bezpečnostními fóliemi. Z důvodu protipožárních opatření je vozidlo vybaveno elektronickým požárním systémem (EPS). V motorovém prostoru a v místě hlavního rozvaděče je proveden systém aktivního hašení, který je spuštěn na základě ručního potvrzení. 3. DIAGNOSTICKÉ SYSTÉMY NA MV ERTMS MV ERTMS je vybaven různými diagnostickými systémy pro projektová, akceptační a periodická měření. 3.1 Diagnostika traťové části LVZ Pro účely diagnostiky signálu traťové části LVZ je přes oddělovací zesilovače přiveden signál ze snímačů vlakového zabezpečovače LS06 a signál z odometru na konektory, které jsou umístěny na stanovištích strojvedoucího a také na měřicím pracovišti. Přes tyto konektory je možné připojit měřicí soupravu, na které je instalovaný měřicí SW pracující ve dvou režimech: režim záznamu dat (on-line), režim prohlížení naměřených dat (off-line). V režimu záznamu dat je zaznamenáváno výstupní napětí oddělovacího zesilovače za antialiasingovým filtrem, signál odometru, uživatelské značky a čas. Pro každý záznam dat se nastavují jeho parametry (název záznamu, průměr kola, konstanty pro přepočet napětí na proud V rms /A rms pro 50 Hz a 75Hz, výchozí kilometrická poloha a směr jízdy). Během záznamu je možné měnit rozlišení jeho zobrazení (na svislé ose Y je zobrazováno napětí, na vodorovné ose X je zobrazován čas) a také k datům přidat uživatelskou značku nebo zmrazit aktuálně zobrazovaný průběh stiskem příslušné klávesy. Ve zvláštním okně je zobrazována ujetá vzdálenost od začátku záznamu. V režimu prohlížení naměřených dat je možné zobrazit celkový naměřený signál nebo část spektra dle požadovaných filtrů (filtr 50 Hz, filtr 50/75 Hz, filtr 75 Hz a filtr 600 Hz). V základním zobrazení je na vodorovné ose X zobrazen čas a na ose Y okamžitá hodnota indukovaného napětí. Volitelně je možné na ose X zobrazit ujetou vzdálenost, popřípadě kilometrickou polohu, a na ose Y proud (50 Hz, 75 Hz) přepočítaný dle koeficientu 111
nastaveného v parametrech daného záznamu. Dále je možné v záznamu zvýraznit výpadek kódu delší než 2 s nebo zvýraznit místa, kde je poměr impulz/mezera menší než 0,5 nebo větší než 2 (požadavek vychází z předpisu T120, čl. 132). V neposlední řadě je možné provést Fourierovu transformaci z vybrané části záznamu a provádět různá kurzorová měření. 3.2 Diagnostika traťové části systému ETCS V běžném provozu vykonává mobilní část ETCS funkci vlakového zabezpečovacího zařízení na tratích vybavených traťovou částí ETCS a řídí specifický přenosový modul STMLS, který plní stejnou funkci na tratích nevybavených traťovou částí ETCS. Pro diagnostiku traťové části ETCS je systém doplněn o diagnostický modul ODL, který registruje komunikaci na všech sběrnicích v rámci mobilní části ETCS a vytváří archivní soubory, které je možné pomocí speciálního SW nástroje vyhodnocovat. 3.3 Diagnostika úrovně radiových signálů MV ERTMS je vybaven anténami pro měření úrovně radiových signálů: Typ Výrobce Pásmo Účel 87010007 Kathrein GSM-R CW měření umožňuje vyhodnocení EIRENE 87010007 Kathrein GSM-R kritéria pro jednotlivé traťové úseky pro úroveň 87010007 Kathrein GSM-R 95 dbm v každém 100 m úseku trati 87010007 Kathrein GSM-R s pravděpodobností 100% 87010007 Kathrein GSM-R 87010007 Kathrein GSM-R Měření pomocí měřicího terminálu MT2 z důvodu možnosti posouzení úrovňových a kvalitativních parametrů poskytovaných měřicím terminálem a parametrů handover VA 42 T-CZ 450 MHz Měření analogových radiových sítí VA 46 T-CZ 150 MHz VA 46 T-CZ 150 MHz Monitoring místních radiových sítí Tabulka 2: Měřicí antény 3.4 Diagnostika indikátorů horkoběžnosti Tester horkoběžnosti slouží ke kontrole funkce indikátorů horkých ložisek (dále IHL) a indikátoru horkých obručí a brzd (dále IHO). Skládá se z ovládacího SW, který je nainstalován na diagnostickém počítači na měřicím pracovišti, dále ze skříně s řídicí elektronikou a topných tělísek, které simulují teplotu horkých ložisek, respektive horkých obručí a jsou umístěna na podvozku MV ERTMS. Na diagnostickém počítači se nastavuje požadovaná teplota, na kterou mají topná tělíska topit a zároveň se zde zobrazuje jejich skutečná teplota. U horkých ložisek se nastavuje teplota s krokem 1 C, u horkých obručí s krokem 10 C. Ke stabilizaci nastavené teploty je použita PID regulace. Skutečné teploty tělísek se každou sekundu spolu s GPS souřadnicemi a přesným časem zaznamenávají do datového souboru. Z těchto hodnot je následně možné generovat grafy, případně je použít pro další zpracování a vyhodnocení. Datový soubor je rovněž možné odeslat na server ROSA (ROlling Stock Availability Dostupnost kolejových vozidel), kde se provede napárování průjezdu MV ERTMS nad daným indikátorem IHL a IHO. 3.5 Snímkování návěstidel Jedná se o pilotní projekt vývoje systému kontroly viditelnosti návěstidel. Na stanovištích strojvedoucího jsou umístěny kamerové systémy, které jsou ovládány přes 112
diagnostický počítač umístěný na měřicím pracovišti. Kamerový systém získává snímky (sekvenci 4 snímků) v následujících vzdálenostech od sledovaného objektu: ve vzdálenosti 100 m od návěstidla, ve vzdálenosti odpovídající 12-ti vteřinám jízdy drážního vozidla rychlostí odpovídající maximální povolené rychlosti v daném úseku trati, ve vzdálenosti odpovídající 7-mi vteřinám jízdy drážního vozidla rychlostí odpovídající maximální povolené rychlosti v daném úseku trati, ve vzdálenosti 10 m od návěstidla. Takto pořízená data jsou ve formě grafických souborů (JPEG) uložené do databáze a jednoznačně přiřazené k danému objektu (propojují se s databází návěstidel provozovatele dráhy) a přes webové rozhraní jsou přístupné definovaným uživatelům pro prohlížení a vyhledávání. 3.6 Progresivní pískovací zařízení Pískovací zařízení se skládá z pneumatického řídicího bloku, z dávkovače připojeného ke každému zásobníku písku a ze soustavy dopravních hadic s vytápěnými výsypnými trubicemi. Výsypné trubice jsou po celou dobu aktivovaného vozidla temperovány topnými tělesy v intervalu +45 C až +55 C. Dávka písku je dána průtokem vzduchu proudícím přes dávkovač. Nastavení množství dodávaného písku je realizováno přes řídicí automatiku v 9-ti předdefinovaných polohách (pískování od 100 do 500 g / 30 s) na měřicím pracovišti. Ovládání celého systému pískování se provádí ručně pomocí tlačítka pískování na řídicím pultu na obou stanovištích strojvedoucího. Tento způsob progresivního pískování umožňuje pozorovat závislost množství dodaného písku na možném nežádoucím ovlivnění kolejových obvodů. 4. ZÁVĚ R V současné době probíhá na základě rozhodnutí Drážního úřadu Praha na MV ERTMS zkušební provoz podle přesně stanovených podmínek. Během zkušebního provozu jsou realizovány zkušební a kalibrační jízdy pro odladění funkce diagnostických systémů umístěných na vozidle. MV ERTMS je plánováno využívat pro diagnostiku skutečného stavu zařízení a systémů používaných na železniční dopravní cestě nejen v České republice, ale i na Slovensku a Maďarsku. 113