Punktförmige Zugbeeinflussung - Punktförmige Zugbeeinflussung
PZB ou Indusi é um sistema intermitente de sinalização de cabine e sistema de proteção de trem usado na Alemanha , Áustria , Eslovênia , Croácia , Romênia , Israel , Sérvia , em duas linhas na Hungria , no metrô de Tyne and Wear no Reino Unido , e anteriormente no Linha Trillium no Canadá.
Desenvolvido na Alemanha, o nome histórico curto Indusi foi derivado do alemão Induktive Zugsicherung ("proteção de trem indutivo"). Gerações posteriores do sistema foram chamadas de PZB destacando que o sistema PZB / Indusi é uma família de sistemas de controle de trem intermitente em comparação com os sistemas de controle de trem contínuo, incluindo o LZB alemão (abreviatura de Linienzugbeeinflussung alemão , literalmente "influência de trem linear") que foi introduzido na época. O termo PZB é uma abreviatura do alemão Punktförmige Zugbeeinflussung , literalmente "trem puntiforme influenciando", traduzido como "proteção intermitente do trem" ou oficialmente "controle automático intermitente do trem"
Originalmente, a Indusi fornecia avisos e frenagem forçada somente se o aviso não fosse confirmado (semelhante à tradicional parada automática de trens ). Os sistemas PZB posteriores fornecem mais fiscalização, contando com um computador de trem.
História
Experimentos com indução magnética para um sistema de proteção de trem podem ser rastreados desde 1908. Todos os primeiros protótipos exigiam fornecimento de eletricidade na via, que não estava disponível, entretanto, nas estações mecânicas de intertravamento generalizadas. Investigações paralelas analisaram o equipamento de reconhecimento óptico (alemão "Optische Zugsicherung" / OPSI ), que foi despejado, no entanto, com base na instabilidade devido à sujeira e poeira nas lentes.
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Desde 1931 o desenvolvimento se concentrou em um sistema de proteção indutiva de trens (INDUSI) que não necessitava de eletricidade. Em um desenvolvimento paralelo, a Suíça começou a introduzir o sistema Integra-Signum baseado em ímãs desde 1933, que é baseado em idéias semelhantes. O sistema suíço não usou uma frequência de ressonância, mas uma magnetização estática que só pode ser detectada como um sinal quando o trem está se movendo rápido o suficiente. Embora a indução de frequência seja superior, o sistema alemão precisou instalar geradores de frequência na locomotiva, o que foi uma tarefa exigente na época em que as máquinas a vapor eram os tipos de locomotivas predominantes. O sistema Indusi foi implantado na Alemanha desde 1934 e o sistema se espalhou para a Áustria e países do histórico Império Austro-Húngaro que compartilham uma raiz comum com a Alemanha em termos de história do transporte ferroviário durante a União Aduaneira Alemã .
I 34
O sistema Indusi original foi implantado na Alemanha desde 1934 - mas não era chamado por esse nome (usando o título completo "induktive Zugsicherung" ) e a abreviatura "I 34" também é uma designação retrospectiva. Os testes iniciais usavam apenas uma função de parada de trem (o sinal de 2.000 Hz em revisões posteriores) - no final de 1934 já havia 165 locomotivas equipadas com os detectores Indusi e 4.500 km de trilhos protegidos com indutores. No final da 2ª Guerra Mundial o sistema deixou de funcionar e em 1944 o equipamento de 870 locomotivas e os sinais Indusi em 6.700 km de via foram oficialmente desligados.
Durante 1947, os ressonadores Indusi das locomotivas foram reativados juntamente com uma rede de 1180 km de trilhos nas zonas ocupadas a oeste .
I 54
O Deutsche Bundesbahn iniciou um esforço para padronizar a função de um sistema Indusi moderno levando à especificação Indusi I 54 em 1954. Isso incluiu um novo gerador de frequência que não exigia três motores, mas apenas um único gerador de frequência de transistor com um crossover de áudio downstream para emitir as três frequências em paralelo.
I 60
Pequenas melhorias na década de 1960 levaram ao sistema Indusi I 60. Quando um indutor de 1000 Hz foi encontrado, o driver teve que reconhecer o sinal de cuidado dentro de quatro segundos. Além disso, uma contagem regressiva foi iniciada para verificar se o trem tinha desacelerado para uma velocidade especificada dentro de um período de tempo especificado. Dependendo do tipo de trem que a locomotiva estava transportando, o sistema poderia ser alternado manualmente entre três modos de operação: trem de carga, trem de passageiros de baixa velocidade e alta velocidade. Em cada modo, o sistema calculou uma curva de velocidade diferente com base na velocidade máxima permitida e nas características de frenagem do trem.
O sistema I 60 original se mostrou insuficiente em uma série de situações, de modo que viu várias revisões que finalmente levaram à revisão do padrão I 60R.
I 60R
Com a introdução do Linienzugbeeinflussung (LZB) pela Deutsche Bundesbahn, as locomotivas foram equipadas com um sistema de proteção de trem LZB / I 80 baseado em microprocessador. Ele era capaz de captar os sinais Indusi desde 1980. A experiência com esse sistema levou ao desenvolvimento do sistema Indusi I 60R que exigia microprocessadores em todas as locomotivas. Em vez de verificar certas velocidades em determinados momentos, o novo sistema verificava continuamente uma curva de velocidade em relação ao tempo. Se o trem fosse mais rápido do que a curva permitida, uma parada poderia ser aplicada a qualquer momento.
PZ80
O PZ80 é um desenvolvimento independente da empresa Geräte- und Reglerwerk Teltow, sediada na GDR . Havia necessidade de sistemas eficientes de proteção de trens por parte da Deutsche Reichsbahn . Eles queriam ganhar independência do suprimento tecnicamente obsoleto do I 60 pelo fabricante alemão ocidental da Siemens e substituir as importações do I 60 Icret romeno. O PZ80 suportava todos os modos Indusi 60 aprimorados com uma série de novos modos, incluindo controle de velocidade em etapas de 10 km / h, curvas de frenagem contínua e um modo restritivo. Em 1990, o desenvolvedor foi vendido pela instituição Treuhand para a Siemens. Portanto, este sistema foi a base do futuro sistema PZB90.
PZB90
PZB90 é uma nova versão, implantada em meados da década de 1990. Apresenta um novo 'modo restritivo' como resultado de dois acidentes. Em ambos os casos, um trem havia parado em uma estação como planejado. Então o trem acelerou novamente, apesar do sinal ainda mostrar vermelho. Quando o trem alcançou o sinal de saída, sua velocidade foi suficiente para colidir com outro trem, apesar da frenagem automática imposta pelo indutor de 2000 Hz.
O novo modo restritivo limita as velocidades depois que um trem para antes de alcançar um sinal vermelho. Atualmente, os trens são limitados a 45 km / h ao parar após um indutor ativo de 1000 Hz ou a 25 km / h ao parar após um indutor ativo de 500 Hz.
Software 1.6
A atualização do software do PZB90 para a versão 1.6 teve mudanças importantes nas curvas de frenagem: para a maioria dos tipos de trens, a velocidade alvo foi reduzida, permitindo um intervalo de tempo maior. Esta é uma mudança na antiga especificação Indusi que tinha intervalos fixos. A nova versão do software pode usar tempos irregulares - por exemplo, o tipo de trem O deve ter 85 km / h após 23 segundos, o que havia sido especificado anteriormente como 95 km / h após 20 segundos. As novas curvas de frenagem foram encontradas por extensa simulação para obter uma melhor compensação entre segurança e eficiência, de modo que a operação do trem seja otimizada.
Outras alterações estão vinculadas às funções de alerta - quando um modo restritivo é estendido por mais 1000 Hz, ele não ativa o sinal da cabine se um sinal de advertência anterior tiver sido confirmado. Ao iniciar de uma posição interrompida, muitos modos restritivos podem ser liberados (botão "PZB frei"), pois foram baseados puramente no tempo - desde a versão 1.6, o comprimento da seção real é controlado onde o modo restritivo PZB não pode ser liberado. Isso levou a algumas mudanças nas estações ferroviárias com indutores móveis de 1000 Hz.
Software 2.0
A atualização do software do PZB90 para a versão 2.0 mudou alguns casos angulares do controle do trem - anteriormente, era possível suspender qualquer modo restritivo mudando o reversor de avanço para reverso e vice-versa. A partir da versão 2.0, ele se lembrará da restrição de velocidade aplicada. Outra mudança é um mau funcionamento quando o trem foi parado diretamente sobre um indutor que só poderia ser liberado usando o reset de falha que, no entanto, também eliminaria todas as restrições de velocidade da sinalização externa.
Função
Locomotivas e vagões de unidades múltiplas com cabines operacionais são equipados com bobinas transmissoras a bordo com frequências sobrepostas de 500 Hz, 1000 Hz e 2000 Hz. Os indutores sintonizados passivos (circuitos RLC) estão situados em locais apropriados ao longo da via; cada indutor ressoa em uma das três frequências, dependendo de sua localização. Quando a extremidade dianteira do trem passa por um dos indutores na via, a presença do indutor é detectada pelo equipamento de bordo por meio de uma mudança no fluxo magnético. Isso ativa o circuito apropriado a bordo e aciona qualquer ação necessária com base no local (por exemplo, um aviso sonoro / visual, limite de velocidade forçado ou parada forçada).
As três frequências têm significados diferentes para o trem:
Limitador de velocidade de 1000 Hz
Aviso de que o sinal distante sendo passado mostra "cuidado", queda de velocidade necessária. O motorista deve confirmar que viu o aspecto "cuidado" pressionando um botão; deixar de fazê-lo em alguns segundos resulta em uma parada forçada.
O 1000 Hz está ativo junto com um sinal amarelo em um sinal distante antes de um sinal principal, ou em um sinal principal combinado com uma opção distante para o sinal principal seguinte, ou está ativo antes de um cruzamento de ferrovia.
O maquinista deve reconhecer a sinalização da cabine em 4 segundos (2,5 segundos em trens com ônibus eletrônico MVB) pressionando um botão - isso é chamado de teste de vigilância (alemão "Wachsamkeitskontrolle"). Não fazer isso resultará em uma parada de emergência.
Depois de reconhecer o sinal de advertência, o trem deve permanecer abaixo da curva de frenagem (alemão "Bremskurve") - trens rápidos podem viajar até 165 km / he devem reduzir a velocidade para menos de 85 km / h após 23 segundos. Observe que a operação de trens de alta velocidade além de 165 km / h não é baseada em sinais visuais de beira de estrada ou indutores PZB (usando LZB ou sinalização de cabine do European Train Control System na Alemanha).
O trem não pode ser liberado das restrições de velocidade dentro de 700 m após a ativação de 1000 Hz. Depois desse ponto, o maquinista pode apertar um botão de liberação (alemão "Freitaste" ). Em gerações posteriores, o limite de velocidade obrigatório foi estendido para 1250 me o ponto de 700 m só é relevante para o indutor de 500 Hz.
A velocidade monitorada (alemão "überwachte Geschwindigkeit" ) depende do tipo de trem que está em relação direta com a massa e capacidade de frenagem - o quociente destes é dado em porcentagem de frenagem (alemão "Bremshundertstel" ). Se a velocidade do trem cair abaixo de uma velocidade de switch (alemão "Umschaltgeschwindigkeit" ), o modo restrito é ativado - isso inclui uma velocidade máxima constante de 45 km / h até o indutor de 500 Hz que diminui a velocidade ainda mais durante o controle de velocidade restrita ( Alemão "restriktive Geschwindigkeitsüberwachung" ).
| PZB-90- tipo de trem |
Brems- hundertstel |
velocidade máxima V ü1 | velocidade restrita V ü2 | mudar velocidade V um |
|---|---|---|---|---|
| O (superior) | mais de 110 | de 165 km / h a 85 km / h em 23 s |
constantes 45 km / h | constantes 10 km / h |
| M (médio) | 66 a 110 | de 125 km / h a 70 km / h em 29 s |
constantes 45 km / h | constantes 10 km / h |
| U (inferior) | abaixo de 66 | de 105 km / h a 55 km / h em 38 s |
constantes 45 km / h | constantes 10 km / h |
Limitador de velocidade de 500 Hz
A velocidade máxima imediata (V max ), bem como uma queda adicional de velocidade são aplicadas.
O indutor de 500 Hz pode ser encontrado pouco antes de um sinal principal que ativa um controle de velocidade para os próximos 250 m. Isso estenderá a curva de frenagem V ü1 de 1000 Hz até o sinal principal. O modo restrito após 1000 Hz é seguido por uma curva de frenagem V ü2 para reduzir a velocidade até o sinal principal. Enquanto a velocidade da chave era de 10 km / h após o limitador de velocidade de 1000 Hz (refletindo uma parada completa do trem), agora segue a curva de frenagem sendo novamente não mais do que 10 km / h na posição do sinal principal. As curvas de frenagem reais dependem novamente do tipo de trem (que é baseado na porcentagem de frenagem que o maquinista calculou).
| PZB-90- tipo de trem |
velocidade máxima V ü1 | velocidade restrita V ü2 | mudar velocidade V um |
|---|---|---|---|
| O (superior) | de 65 km / h a 45 km / h dentro de 153 m |
de 45 km / h a 25 km / h dentro de 153 m |
de 30 km / h a 10 km / h dentro de 153 m |
| M (médio) | de 50 km / h a 35 km / h dentro de 153 m |
constantes 25 km / h | constantes 10 km / h |
| U (inferior) | de 40 km / h a 25 km / h dentro de 153 m |
constantes 25 km / h | constantes 10 km / h |
Parada de emergência de 2000 Hz
Se um trem ultrapassar um sinal de parada, ele atingirá um indutor de 2.000 Hz que ativa imediatamente uma parada de emergência (a menos que seja cancelado, veja abaixo). Com base na sobreposição após o sinal de parada, o trem pode ser parado com segurança. Por causa da massa diferente e capacidade de frenagem de cada trem, isso só pode ser afirmado com base em uma determinada velocidade máxima que deve ser mantida no ponto do sinal vermelho.
O protocolo Indusi original colocava um indutor de 2.000 Hz em cada sinal visual principal que pudesse mostrar um sinal vermelho para uma parada imediata. Se o maquinista ultrapassar o sinal vermelho, uma parada de emergência será aplicada incondicionalmente. O indutor de 1000 Hz é uma restrição condicional que é comumente colocada em cada sinal distante que poderia mostrar um sinal amarelo apontando para um sinal vermelho seguinte - no protocolo Indusi original, o maquinista deve reconhecer o toque da campainha em 4 segundos ou o trem irá ser interrompido automaticamente. Com base no sinal amarelo, o maquinista deve diminuir a velocidade para permitir que a sobreposição após o sinal de parada seja suficiente para parar o trem com segurança. Um sistema Indusi com um limitador de velocidade (pelo menos desde I60R) iria impor uma velocidade máxima após um determinado tempo naquela situação com a velocidade máxima dependendo do tipo de trem. O 500 Hz é comumente encontrado perto de estações ferroviárias ou pouco antes de um sinal principal - ele ativa um limite de velocidade inferior do que o indutor de 1000 Hz. Uma vez que os sinais visuais podem desligar enquanto o trem está em movimento, ou seja, nenhum sinal vermelho mais após cruzar um sinal amarelo, o maquinista pode liberar o trem das restrições de velocidade impostas usando um botão que permite acelerar para a seção livre à frente.
Operação
Os detalhes da operação mudaram com o tempo e os sistemas PZB posteriores permitem restrições de velocidade mais granulares. A parte básica do esquema de operação (alemão "Betriebsprogramm" ) do protocolo PZB90 ainda usa os três tipos de indutores, como pode ser visto na figura a seguir. O diagrama mostra a velocidade (alemão "Geschwindigkeit" em km / h) de acordo com a distância de frenagem (alemão "Bremsweg" em metros) antes e depois de um sinal principal (colocado no ponto de 2000 Hz).
Um maquinista pode passar por um sinal de parada se tiver sido determinado pelo diretor da estação, por exemplo, durante uma falha do sistema, ou está sendo permitido por um sinal de substituição (alemão " Ersatzsignal " ) ou um sinal de advertência (alemão " Vorsichtsignal " ) . O maquinista precisa apertar e segurar o botão de comando (alemão "Befehlstaste" ) enquanto se move sobre o indutor ativo de 2000 Hz - enquanto o botão é pressionado, um alerta audível constante (sino e fala) é levantado e o uso do botão de comando é registrado no gravador de trem. Ao usar o botão de comando, a velocidade máxima do trem é limitada a 40 km / h.
Desdobramento, desenvolvimento
Alemanha
Os regulamentos ferroviários alemães EBO exigem PZB em todas as linhas, exceto nas menores. Desde 1998, todos os veículos de tração devem ser equipados com Indusi na Alemanha - antes disso, era possível para trens sem um sistema de proteção usar linhas habilitadas para PZB até uma velocidade de 100 km / h. A mudança das diretrizes de permissão do EBO exigiu que cerca de 800 veículos do antigo Deutsche Reichsbahn fossem reformados ou descartados.
Eslovênia
Um sistema Indusi I-60 é empregado em todas as linhas ferroviárias da Eslovênia .
Croácia
Um sistema Indusi I-60 é empregado em todas as linhas principais na Croácia . O PZB é necessário para velocidades acima de 100 km / h.
Bósnia e Herzegovina
Um sistema Indusi I-60 é empregado em algumas linhas ferroviárias na Bósnia-Herzegovina . Muitos dispositivos de linha são danificados ou roubados durante a guerra da Bósnia de 1992 a 1995.
Sérvia
Um sistema Indusi I-60 é empregado em todas as linhas principais na Sérvia , mas devido ao mau funcionamento dos dispositivos PZB, muitas linhas são limitadas a 100 km / h em funcionamento.
Montenegro
Um sistema Indusi I-60 é empregado em todas as linhas principais em Montenegro .
Romênia
Um sistema Indusi I-60 idêntico ao alemão é equipado em todas as ferrovias de bitola padrão na Romênia. O regulador ferroviário romeno, AFER, exige que todas as locomotivas, EMUs e DMUs operando em infraestrutura pública sejam equipadas com sistemas Indusi.
Canadá
Em Ottawa , Canadá , o O-Train Trillium Line da OC Transpo usava originalmente trens Bombardier Talent de fabricação alemã equipados com Indusi. Quando a linha foi atualizada em 2013, os novos trens da Alstom Coradia LINT também foram equipados com Indusi. Como parte da expansão do Estágio 2 , os equipamentos Indusi serão removidos. Como parte de uma renovação completa de sinalização, a Siemens Mobility equipará a linha e o material rodante com um novo sistema contínuo de Proteção Automática de Trens (ATP).
Arábia Saudita
O Indusi I-60 é instalado no Metro de Meca para proteção de trens em modo manual (fall-back).
Reino Unido
Uma versão do Indusi é instalada na rede Tyne and Wear Metro para proteção de trens; seus trens construídos na década de 1970 foram amplamente baseados em designs alemães. No ramal do Metrô para Sunderland, o Indusi foi instalado nos trilhos da Rede Ferroviária, pois não interfere no sistema de sinalização TPWS da NR .
Israel
A Israel Railways utiliza Indusi (I 60R) fornecido pela Thales em toda a sua rede. A partir de 2018, o sistema Indusi está programado para ser substituído pela sinalização ETCS Nível 2 em etapas.
Hungria
O PZB está instalado nas linhas Sopron – Szombathely e Szombathely – Körmend – Szentgotthárd operadas pelo GySEV . Estas linhas estão diretamente conectadas à rede ferroviária austríaca e, como consequência, trens que não estão equipados com o EVM ou EÉVB húngaro também podem usar essas linhas.
Acidentes
O sistema Indusi tem sido relativamente seguro; no entanto, houve dois acidentes que levaram à criação do modo restritivo PZB90. Um é o desastre do trem de Rüsselsheim em 2 de fevereiro de 1990 - um trem S-Bahn de trânsito rápido saiu da estação a uma velocidade tal que a parada automática do trem não foi capaz de parar o trem antes da próxima mudança, onde outro trem estava cruzando sobre. Estando totalmente lotado durante a hora do rush, o acidente resultou em 17 mortes e 145 feridos graves. Outro acidente que levou à introdução do sistema PZB90 foi a colisão do trem Garmisch-Partenkirchen , quando um RegioExpress de Innsbruck a Munique colidiu com um trem turístico, porque o maquinista do trem RE partiu com falsa permissão contra um sinal vermelho.
Houve pelo menos um grande acidente com o PZB90 instalado - em 26 de junho de 2000, um trem S-Bahn deixou a estação Hannover-Langenhagen para um trecho de via única com um trem que se aproximava. O PZB parou o trem, mas o maquinista o liberou ("Freitaste") sem verificar novamente com o diretor do trem. O relatório investigativo observa que houve 22 ocorrências semelhantes registradas até aquele momento em que um maquinista relacionou a parada do PZB a uma causa diferente de ter ultrapassado um sinal principal - o relatório conclui que o manual de operações deve ser alterado nessa dupla verificação com o trem O diretor não deve ser necessário apenas em uma saturação de sinal principal, mas explicitamente em todas as paradas relacionadas ao PZB.
A colisão do trem Saxônia-Anhalt em 2011 está relacionada ao PZB, pois a via não estava equipada com nenhum sistema automático de parada de trem. No programa de modernização de meados da década de 1990, considerou-se suficiente implantar o PZB90 apenas em pistas classificadas para velocidades de 100 km / h (62 mph) e além. Isso permitiria que algumas ferrovias locais mantivessem suas operações normais quando não precisassem de seu material rodante em nenhuma linha principal. Após o acidente, a Deutsche Bahn prometeu verificar todas as linhas de via única para que fossem equipadas com PZB ou FFB (Funkfahrbetrieb - operação controlada por rádio). A legislatura alemã promulgou um requisito de que a maioria dos trilhos ferroviários menores restantes precisam ser atualizados com uma parada de trem automática até 1 de dezembro de 2014.
No acidente ferroviário de Bad Aibling de 2016, os trens foram equipados com este sistema de proteção de trem. Nenhum problema técnico foi encontrado até agora, mas o PZB permite a substituição manual de partes do sistema, um recurso que é o foco das investigações em andamento.