System sterowania i nadzoru zajezdni taboru szynowego

01.09.2015 Studia przypadków / Komunikacja przemysłowa
System sterowania i nadzoru zajezdni taboru szynowego
Wizerunek autora
Tomasz Sokół
Producent: MOXA
  • Kolej

System sterowania i nadzoru zajezdni taboru szynowego

W związku z ciągłym rozwojem i rosnącymi potrzebami społeczeństwa coraz większe znaczenie w życiu codziennym zdobywają systemu komunikacji miejskiej. Chęć zwiększania ich udziału w ruchu miejskim jest obecnie trendem, który jest obserwowany we wszystkich największych miastach  świata. Do wskazanej grupy zdecydowanie zaliczają się tramwaje oraz linie szybkiej kolei miejskiej. Aby cel został osiągnięty muszą one oferować pasażerom wysoki komfort, bezpieczeństwo a także odpowiednio zorganizowany system połączeń z dostosowaną do potrzeb częstotliwością kursowania. Osiągniecie oczekiwanych wyników na wyżej wymienionych polach należy zacząć od początku czyli od sprawnego zarządzania dostępnym taborem oraz infrastrukturą w zajezdniach. Duża kumulacja pojazdów w ograniczonej przestrzeni, a co za tym idzie ograniczona dostępność wolnych linii bez odpowiedniego systemu zarządzania może generować znaczące opóźnienia czy błędy w podejmowanych decyzjach. Fakt ten może być szczególnie odczuwalny w godzinach szczytu, gdzie głównym kryterium jest sprawne odprawienie i przyjęcie dużej liczby pojazdów w krótkim odstępie czasu. Możliwe błędy pociągają za sobą dodatkowe koszta związane np. ze skierowaniem pojazdu na nieodpowiednią linię czy też zwiększają ryzyko wypadku. Rozwiązaniem powyższych problemów jest wdrożenie odpowiednio zaprojektowanego systemu, maksymalnie zautomatyzowanego, który zapewni kontrolę i monitoring posiadanej infrastruktury.

Zdecydowanie na przód wysuwa się tu firma Bombardier Transportation wiodący producent technologii dla transportu szynowego, w tym także systemów dedykowanych do sterowania ruchem tramwajowym. Jedną z ciekawszych, obecnie realizowanych inwestycji jest projekt w chińskim mieście Suzhou. Główne zadania stawiane przed systemem to m.in. zapewnienie optymalizacji  w wykorzystaniu posiadanego przez metropolię taboru oraz infrastruktury, a także poprawa bezpieczeństwa osób, których praca jest ściśle związana z jej obsługą. Wdrożenie odpowiedniego zaprojektowanego sytemu ma pozwolić na znaczące ograniczenie kosztów utrzymania oraz zwiększenie możliwości zajezdni w zakresie maksymalnej liczby pojazdów którą można zarządzać bez negatywnego wpływu na wskazane powyżej czynniki. Jedną z wiodących ról w całej aplikacji pełni centrum zarządzania wraz z dyspozytorem posiadającym kontrolę oraz monitoring nad cała objętą systemem infrastrukturą. Jednym z jego głównych zadań jest zapewnienie określonych tras wyjściowych dla pojazdów oraz wskazanie konkretnego toru dla zjeżdżających pojazdów. Jednocześnie dyspozytor posiada informacje o aktualnym stanie poszczególnych punktów, pozycji pojazdów czy błędnym funkcjonowaniu poszczególnych elementów systemu. Dzięki pełnej automatyzacji jego zadania są maksymalnie uproszczone, a co za tym idzie znacząco minimalizowany jest czas potrzebny na wydanie konkretnych poleceń oraz maksymalnie ograniczone ryzyko błędu związanego np. z nieprawidłowym nastawem zwrotnic torowych przez motorniczego pojazdu. Kolejnym z kluczowych elementów tworzonego systemu jest także infrastruktura przytorowa, w szczególności szafy aparatury. Ich główne zadanie to sterowanie zwrotnicami i oświetleniem sygnalizacyjnym, a także transmisja informacji o aktualnym stanie tych elementów do centrum dyspozytorskiego. Polecenie wydane przez dyspozytora propaguje się przez kolejne punkty aplikacji, w rezultacie czego podejmowane są konkretne decyzje odnośnie nastaw zwrotnic tak by zapewnić wyjazd pojazdu po oczekiwanej ścieżce czy też przejąć zjeżdżający do zajezdni pojazd na zdefiniowany przez dyspozytora tor. Oprócz kontroli zwrotnic ważnym aspektem jest także kontrola oświetlenia sygnalizacyjnego. Zapewnia ona informacje dla kierującego pojazdem o zajętości toru czy też informuje o kierunku wjazdu na dany tor. Zarówno zwrotnice jak i oświetlenie są połączone z kontrolerem znajdującym się w przytorowej szafie aparatury. Ze względu na ciężkie warunki klimatyczne panujące w tym regionie w okresie letnim m.in. wysokie temperatury oraz duża wilgotność do zrealizowana aplikacji konieczne jest użycie kontrolera mogącego zapewnić oczekiwaną niezawodność.

Świetną odpowiedzią na stawiane wymagania okazał się zaproponowany przez firmę Elmark Automatyka, niedawno wprowadzony na rynek modułowy kontroler RTU Moxa ioPAC 8500. Szczególne aspekty techniczne jakie oferuje nowy produkt Moxy, a w szczególności możliwość programowania w językach C/C++, solidne wykonanie, modułowa budowa a także szeroki zakres temperatury pracy przekonały Bombardiera do zastosowania właśnie tego rozwiązania. Zastosowany sprzęt musi zapewnić gwarancję wykonania powierzonych zadań czyli nastawę zwrotnic oraz oświetlenia sygnalizacyjnego, a także zbierać informacje o aktualnym stanie tych elementów, tak by dyspozytor miał pełen przegląd informacji o aktualnym stanie posiadanej infrastruktury. Dzięki swojej modułowej budowie ioPAC oferuje dużą elastyczność w typie oraz ilości dostępnych wejść/wyjść. Konfiguracja jest w pełni uzależniona od użytkownika. Dla potrzeb realizowanego projektu w Suzhou z racji na wykorzystanie przekaźników jako elementów pośredniczących pomiędzy sygnalizacją świetlną, zwrotnicami a kontrolerem użyte zostały odpowiednio moduły wejść cyfrowych 85M-1602-T oraz wyjść cyfrowych 85M-2600-T. Należy tu zaznaczyć, że wymiana lub dokładnie kolejnych modułów wejść/wyjść dzięki systemowi „Hot Swappable” jest bardzo proste i nie wymaga wyłączania urządzenia. Takie rozwiązanie zapewnia duża wygodę osobom odpowiedzialnym za wdrożenie i utrzymanie aplikacji, a także pozwala na ograniczenie czasu w którym system ma ograniczoną sprawność. 

Zalety te, nabierają szczególnej wartości gdy od systemu obligatoryjnie wymagane jest nieprzerwane działanie a konieczność jego wyłączenia niesie za sobą negatywne czynniki jak np. dodatkowe koszta, czy zwiększenie ryzyka wypadku. W przypadku projektu realizowanego przez firmę Bombardier kluczowa okazała się także możliwość programowania kontrolera w językach C/C++. Powyższe rozwiązanie znosi potrzebę stosowania dwóch osobnych urządzeń gdzie jedno z nich pełni rolę komputera sterującego a drugie realizuje wejścia/wyjścia. ioPAC 8500 dzięki swojej architekturze zapewnia podejmowanie i wykonywanie decyzji w ramach jednego urządzenia, co przy jego kompaktowej budowie pozwala na znaczną oszczędność miejsca w często ograniczonych przestrzennie szafach przytorowych. Dodatkowo należy tu zaznaczyć, że oprogramowanie stworzone przez inżynierów Bombardiera pełni kluczową rolę w systemie. W wyniku zlecenia dyspozytora decyduje o nastawie zwrotnic jak też kontroluje oświetlenie sygnalizacyjne. Uzasadnione jest więc tu zastosowanie rozwiązania Moxy, które jest w stanie zapewnić bezbłędne i długotrwałe działanie. Dodatkowo Bombardier celem maksymalnego zredukowania ryzyka wystąpienia niekontrolowanego działania systemu tak zestawił kontrolery by działały „parami”. Wykonanie konkretnego polecenia np. nastaw zwrotnicy wymaga potwierdzenia takiej decyzji z obu urządzeń działających w obrębie danej lokalizacji. Takie podejście do problemu wyklucza ryzyko niekontrolowanego działania systemu wynikającego np. z awarii któregoś z elementów bądź błędnego odebrania i interpretacji ramki danych.

Zgodnie z powyższym wdrażanie systemów zarządzających pracą zajezdni pojazdów szynowych ma na pewno wiele uzasadnień. Zautomatyzowanie podejmowanych decyzji oraz maksymalne zmniejszenie wpływu czynnika ludzkiego jest w stanie korzystnie wpłynąć na ponoszone koszta utrzymania, a przede wszystkim znacząco zwiększyć wydajność i możliwości wykorzystania posiadanej infrastruktury. Dodatkowo znaczne ograniczenie ryzyka wypadku wynikającego z np. braku lub błędnych nastaw zwrotnic przez motorniczego pojazdu, gdzie skutkiem może być nawet wykolejenie pojazdu dodatkowo umacnia pozycję i sens rozwiązań proponowanych przez Bombardiera. By wszystkie założenia zostały osiągnięte, sprzęt stosowany w tego typu aplikacjach musi odznaczać się najwyższą jakością i niezawodnością. Jednym z kluczowych elementów są tu kontrolery, tak więc decyzja o zastosowaniu Moxy i jej ioPACa jest tu w pełni uzasadniona. Biorąc pod uwagę ciągły rozwój infrastruktury tramwajowej i kolejowej na świecie z całą pewnością nie jest to ostatni projekt realizowany przez Bombardiera gdzie jednym z istotnych elementów są produkty Moxy, która ciągle rozwija swoje rozwiązania, tak by jak najlepiej odzwierciedlały potrzeby rynku transportu szynowego i nie tylko.

Dane wykonawcy projektu

Bombardier Transportation (ZWUS) Polska Sp. z o.o.
http://pl.bombardier.com/

Skontaktuj się ze specjalistą Elmark

Masz pytania? Potrzebujesz porady? Zadzwoń lub napisz do nas!