ČD - Telematika dovybavuje nejběžnější lokomotivy systémem ETCS

Ve Zkušebním centru Velim Výzkumného Ústavu Železničního úspěšně proběhlo intenzivní testování elektrických lokomotiv dodatečně vybavených palubní jednotkou Evropského vlakového zabezpečovacího systému ETCS. Jedná se o lokomotivy řady 163 a 363 vyráběných v závodech Škoda, které aktuálně slouží u nákladního dopravce ČD Cargo. Vedoucím konsorcia, jež má tzv. retrofit na starosti, je ČD - Telematika.

„Zavádění ETCS na českou železnici považujeme za jeden z nejvýznamnějších projektů v této oblasti pro několik příštích let,“ zdůrazňuje Tomáš Businský, ředitel úseku Infastruktura ČD - Telematiky. „Jedná se o projekt, který významnou měrou přispívá k další liberalizaci evropské železniční dopravy, protože vozidla vybavená tímto systémem se budou moci pohybovat po Evropě v podstatě bez omezení,“ dodává Businský.

„Cesta k bezpečnější železniční dopravě dnes jednoznačně směřuje přes ERTMS se dvěma základními pilíři – ETCS a GSM-R. Téma se stalo ještě aktuálnější po nedávné sérii závažných nehod,“ komentuje jeden z důvodů k zavedení ETCS Tomáš Tóth, výkonný ředitel ČD Cargo.
Zároveň doplňuje: „Na infrastruktuře probíhají práce na implementaci evropského zabezpečovače již několik let. Nyní je řada na dopravcích. ČD Cargo potřebuje mít do konce roku 2024 vybaveno cca 350 hnacích vozidel mobilními jednotkami. Kromě nových lokomotiv, které jsou nejmodernějším zabezpečovačem vybaveny již od výrobce, potřebujeme ETCS dovybavit i další vozidla s dlouhodobou provozní perspektivou. Realizované zkoušky jsou pro nás dalším milníkem a jsem rád, že se daří, i přes nepříznivou covidovou situaci, dodržovat stanovený harmonogram.“

Vlakový zabezpečovač pro 78 lokomotiv ČD Carga

Testovací prototypy byly modernizovány v rámci zakázky realizované konsorciem společností ČD - Telematika a AŽD. AŽD je dodavatelem národního vlakového zabezpečovače a ČD - Telematika je vedoucím konsorcia a výhradním zástupcem dodavatele ETCS, francouzského výrobce Alstom, pro Českou republiku v segmentů retrofitů.
Alstom je předním světovým dodavatelem řešení pro trvale udržitelnou a chytrou mobilitu, který má ve své nabídce celou škálu zařízení pro dopravu včetně systémů ETCS. Zakázka vysoutěžená v loňském roce předpokládá do konce roku 2022 vybavit vlakovým zabezpečovačem 78 lokomotiv ČD Cargo, konkrétně 31 lokomotiv řady 163 a 47 lokomotiv řady 363. Vozidla těchto řad jsou nejrozšířenějšími elektrickými lokomotivami provozovanými v České republice i na Slovensku.

Testování ve Zkušebním centru Velim Výzkumného Ústavu Železničního absolvují prototypy stejnosměrných lokomotiv řady 163 a dvousystémových řady 363, a to včetně odvozených verzí obou řad, nově dovybavených systémem ETCS a dalšími moderními prvky. Funkčnost nově nainstalovaných komponent i jejich komunikace se stávajícími systémy lokomotiv se testují během nejrůznějších provozních situací, kdy se mění rychlost, zatížení vozidel i adhezní podmínky.

Během týdenního testování absolvuje zkoušená lokomotiva desítky hodin jízdy na velkém i malém okruhu. Hlavní náplň testování spočívá v ověření systému odometrie u nainstalovaného ETCS. Konkrétně jde o funkčnost akcelerometru, snímače otáček náprav a Dopplerova radaru.
Dále se testují vybrané funkcionality ETCS, funkčnost ostatních spolupracujících systémů a komponent – mimo jiné se jedná o národní vlakový zabezpečovač LS06, tachograf Hasler Teloc3000 a převodník MVBC02, tedy komunikační rozhraní mezi palubní jednotkou ETS a regulátory vozidla.

Samotné testovací jízdy probíhají podle definovaných scénářů, kdy se nemění pouze rychlost jízdy, ale například se simulují různé adhezní podmínky a zátěž testované lokomotivy. Simulace zhoršených adhezních podmínek se provádí vstřikováním speciálního mýdlového roztoku na dvoukolí vozidla, čímž se uměle zhoršuje přenos výkonu z lokomotivy na kolejnice. Při akceleraci tak dochází k prokluzu a při deceleraci naopak ke smyku.

V průběhu testování se měnila nejen rychlost a míra zhoršení adheze (ta se reguluje koncentrací použitého speciálního mýdlového roztoku), ale simulovalo se i různé zatížení testovaného hnacího vozidla zapřažením druhé lokomotivy, která vytváří fiktivní zátěž. Při jednotlivých konkrétních scénářích druhá lokomotiva buď funguje jako element, který brzdí zrychlující testovanou lokomotivu, nebo naopak zpomalující testovanou lokomotivu tlačí. Při obou těchto fázích dochází k prokluzu, respektive ke smyku testované lokomotivy a tyto limitní stavy slouží k ověření funkčnosti odometrie ETCS.

Mezi vybrané testované funkcionality ETCS patří mimo jiné spojení mezi palubní jednotkou a radioblokovou centrálou RBC prostřednictvím sítě GSM-R a dynamické přechody mezi jednotlivými vlakovými zabezpečovači, tedy ETCS, českým národním zabezpečovačem LS06 a případně polským SHP.

Černé skříňky pro lokomotivy

Další oblast testování je zaměřená na ověření funkčnosti komunikace mezi ETCS a nově instalovaným tachografem Teloc3000 a národním zabezpečovačem LS06. Na této části testování spolupracuje AŽD. Společnost ČMŽO – elektronika se podílí na testování komunikace mezi ETCS a systémem automatické regulace rychlosti (ARR).

Během dovybavení lokomotivy palubní jednotkou ETCS došlo k osazení tzv. černé skřínky, výměně stávajícího národního zabezpečovače LS a elektronického tachografu za zabezpečovač LS06 a nový tachograf Teloc3000. Mezi regulátory vozidla a palubní jednotku ETCS bylo třeba umístit komunikační rozhraní MVBC02 a změněn byl i systém napájení nízkonapěťových obvodů lokomotivy.
Zejména při tvorbě konstrukčního a elektro projektu, pří výrobě veškerých úchytů včetně pevnostních výpočtů a také při samotné montáži byla důležitá spolupráce všech zúčastněných výrobců, jejichž doporučeními především ohledně technických omezení se tvůrci projektu řídili. Zobrazovací a ovládací prvky nově instalovaných komponent navíc musely být kompletně zapracovány do stávajícího pultu strojvedoucího s minimální možností změny ergonomie.

Testování ve Zkušebním centru Velim proběhlo úspěšně, prototypy nyní čekají tzv. testy kompatibility. Po závěrečné oficiální zkoušce a příslušné certifikaci a vydání povolení k provozu pod ETCS bude možné přistoupit ke zkušebnímu provozu. Po jeho vyhodnocení a schválení může následovat další etapa, a sice jízdy pod plným dohledem ETCS na infrastruktuře vybavené traťovou částí ETCS.
Během ní se budou ověřovat parametry RAMS (Reliability – bezporuchovost, Availability – pohotovost, Maintainability – udržovatelnost a Safety – bezpečnost) zahrnující integraci systému ETCS a národního systému, nároky na spolehlivost, funkčnost a bezpečnost. Cílem této poslední etapy je též prověření celého systému ve vztahu k omezením a vydání „čistých“ certifikátů, na základě kterých bude možné vypracovat finální ES prohlášení o ověření subsystému potřebné ke schválení způsobilosti subsystému k provozu Drážním úřadem.

Žádosti o provoz byly podány nejen na český Drážní úřad, ale i na drážní úřady na Slovensku a v Polsku, aby lokomotivy i po aktuální zástavbě mohly být provozovány ve všech třech uvedených státech. Aktuální prioritou je dokončení oficiálních testů a následné certifikace instalovaného zařízení na lokomotivách a poté zahájení zkušebního provozu s funkčním ETCS.

Kompletní dodávka a instalace palubní části ETCS je spolufinancována Nástrojem Evropské unie pro propojení Evropy (CEF).