Control de tren lineal

Rutas equipadas en Alemania (a diciembre de 2020):
_ Control de tren lineal
_ ETCS

La línea Zugbeeinflussung ( LZB ), también tren automático es proporcionar un sistema del tren , las diversas funciones en el campo de asegurar el movimiento de los trenes y el sistema de control del tren se hace cargo. Además de la transmisión de las órdenes de conducción, la velocidad máxima y la distancia de frenado restante en una pantalla en la cabina del conductor , el sistema monitorea el comportamiento de conducción de los trenes y puede influir en el movimiento de los trenes interviniendo en el sistema de control del vehículo. En este contexto, lineal significa que el intercambio de información entre la ruta y el equipamiento del vehículo es permanente durante todo el trayecto y también durante las paradas operativas y de tráfico. Algunos diseños del LZB permiten el control totalmente automático de los procesos de conducción y frenado de los trenes. El control de tren lineal utiliza la transmisión de datos inductiva entre el vehículo y la ruta por medio de un cable de antena tendido en la vía, el llamado conductor de línea . LZB se encuentra en Alemania, Austria y España, y en algunos ferrocarriles urbanos utilizados en otros países.

En 2014, DB Netz operó 2.465 kilómetros de líneas de doble vía con control de tren lineal, que se convertirán al sistema sucesor ETCS para 2030 . A finales de 2019, un total de 2.849 km de 33.291 km en la red Deutsche Bahn estaban equipados con LZB.

Antecedentes del desarrollo

En las operaciones ferroviarias clásicas, los viajes en tren se guían por señales estacionarias . Una señal principal indica si y, en caso afirmativo, a qué velocidad se puede utilizar el tramo de vía hasta la siguiente señal principal (ver Asegurar viajes en tren ). Las señales principales se anuncian mediante señales de avance debido a las largas distancias de frenado de los trenes. Si un tren pasa una señal distante en la posición "espera parada", el conductor debe reducir la velocidad del tren para poder detenerse hasta la siguiente señal principal.

Con el aumento de la velocidad del tren, esto da lugar a dos problemas: Por un lado, el tiempo en el que un conductor de tren puede percibir el aspecto de la señal de una señal estacionaria cuando conduce hacia ella disminuye. Particularmente en condiciones de poca visibilidad, como niebla, el tiempo para una percepción confiable puede ser demasiado corto. Por otro lado, la distancia necesaria entre la señal previa y la señal principal aumenta con el cuadrado de la velocidad debido a las distancias de frenado más largas . Sin embargo, dado que se debe mostrar "Esperar conducir" cuando se pasa la señal de avance incluso para trenes lentos (de lo contrario, el tren tendría que frenar), el tiempo de preasignación de las secciones aumenta para los trenes lentos, lo que reduce el rendimiento de la ruta.

En Alemania, la distancia de señal distante estándar de 1000 metros no debe cambiarse. Para asegurar el frenado hasta una parada dentro de los 1000 m, la velocidad máxima permitida está limitada a 160 km / h, incluso si el tren está bien equipado ( freno de carril magnético ). En Alemania, los viajes a más de 160 km / h están guiados por el control continuo del tren, por lo que el término guía incluye la señalización continua de la cabina del conductor ( Sección 15  (3) EBO , Sección 40 (2) EBO).

Areas de aplicación

El LZB fue desarrollado para tráfico de alta velocidad, pero debido a la secuencia de trenes más densa posible en comparación con los sistemas más antiguos, también se utiliza en líneas de ferrocarriles urbanos de alta velocidad y para tráfico de mercancías o mixto como parte del proyecto CIR-ELKE . Las principales ventajas de LZB en comparación con los sistemas más antiguos es la posibilidad de utilizar tramos de bloque extremadamente cortos y controlar la distancia de frenado de los trenes en función de su velocidad y comportamiento de frenado.

Funcionalidad básica

En el LZB, un centro de control de ruta (computadora central) monitorea el viaje en tren . El centro de control de línea está siempre en contacto con los vehículos a través de un conductor de línea colocado en la vía. Los vehículos utilizan esta conexión para informar su posición y velocidad al centro de control de ruta. Esto calcula variables de referencia individuales para cada tren y las envía a los vehículos. El cumplimiento de las variables de referencia se supervisa en el vehículo (para más detalles, consulte Funcionalidad ).

Un dispositivo LZB en la cabina del conductor muestra la siguiente información al conductor:

• Velocidad objetivo (velocidad máxima actualmente válida)
• Velocidad objetivo (velocidad máxima en el siguiente cambio de velocidad)
• Distancia objetivo (distancia hasta el próximo cambio de velocidad)

La velocidad de consigna ya tiene en cuenta cualquier frenado que pueda ser necesario al acercarse al punto de destino, por lo que disminuye continuamente al acercarse hasta que finalmente es idéntica a la velocidad de destino en el punto de destino. Una señal que indica una parada es un punto objetivo con una velocidad objetivo de cero.

El siguiente destino se muestra, según la versión exacta, hasta una distancia de 38.000 metros, si no se encuentra ninguna restricción hasta ese punto, la velocidad objetivo corresponde a la velocidad máxima de la ruta. Con estas variables se muestra al conductor la transitabilidad de los siguientes tramos, posiblemente con límite de velocidad. En el sistema de señales convencional, esta información se codificaría en términos de varias señales preliminares y principales.

En conexión con el control automático de conducción y frenado (AFB) sería posible de esta manera un control casi completamente automático del tren. Solo el frenado para detenerse en las plataformas tendría que ser realizado manualmente por el conductor. Sin embargo, la AFB siempre se basa en la máxima velocidad posible e intenta alcanzarla o mantenerla. Entonces sería, por ejemplo, Por ejemplo, a menudo sucede que el AFB acelera a pesar de acercarse a una señal que indica una parada y luego desacelera bruscamente poco antes de la señal. Sin embargo, este estilo de conducción no es cómodo ni energéticamente eficiente. Por lo tanto, el control completamente automático de LZB y AFB solo se usa en ciertas situaciones, incluso si las curvas de frenado del LZB ya son significativamente más planas que las que establece el control puntual del tren a 160 km / h .

Cálculo de la curva de frenado

La desaceleración de frenado en la que se basa el cálculo de las curvas de frenado se selecciona sobre la base de la velocidad permitida y los porcentajes de frenado especificados por el conductor en la unidad del vehículo , y también se transmite una pendiente desde el centro de control de ruta. Con estos valores, la Unidad de a bordo selecciona la desaceleración en la que se basan las curvas de frenado a partir de tablas almacenadas en el vehículo. Los paneles de freno describen la distancia de frenado permitida en función de los porcentajes de frenado, la velocidad y la pendiente y fueron aprobados por el Ministerio Federal de Transporte a raíz de las solicitudes de DB en 1987 y 1989.

Para el frenado de servicio , el LZB utilizó inicialmente curvas de frenado objetivo con una desaceleración típica de 0,5 m / s², a lo largo de las cuales el conductor del tren (posiblemente con AFB) debería frenar. Las curvas de control de frenos se asignaron a las curvas de frenado objetivo . Si el conductor se acerca, se emite una advertencia óptica y acústica y, cuando se alcanza, se activa una curva de frenado automático. Las curvas de control de frenado se basan en doce retrasos diferentes (entre 0,115 y 1,10 m / s²), que dependen especialmente de la capacidad de frenado del tren (centésimas de frenado) y de la pendiente del recorrido. Se han instalado las correspondientes placas de freno . Para velocidades de salida de frenado de hasta 150 km / h, se asumieron desaceleraciones constantes en todo el rango de velocidad en los niveles de desaceleración individuales; para velocidades de salida de frenado por encima de esto, los valores de desaceleración supuestos disminuyen linealmente para tener en cuenta la adherencia decreciente valores entre rueda y carril. Inicialmente se crearon tablas de freno para el nivel, para gradientes de 5 por mil (valor máximo para las primeras rutas mejoradas) y gradientes de 12.5 por mil (valor máximo para nuevas líneas). Los paneles de frenado para trenes de pasajeros (tipo de frenado R / P) instalados en 1986 cubren el rango de velocidad de 80 a 300 km / h. Posteriormente se crearon paneles de freno LZB separados para trenes de mercancías. Se utilizaron como base velocidades de hasta 120 km / h. Mientras que convencionalmente solo se permitían 90 km / h (posición de frenado G) o 100 km / h (posición de frenado P), incluso velocidades más altas con LZB se oponían a los límites de carga térmica de los frenos.

Para la ruta de alta velocidad Colonia - Rin / Meno , con sus pendientes de hasta 40 por mil, el modelo de freno LZB anterior habría dado como resultado distancias de frenado de servicio de 300 km / h de hasta aproximadamente 15 km. Debido a la relación relativamente grande entre el objetivo y el retardo de monitorización de 7/10 a una distancia innecesariamente grande.

Con la introducción de CIR-ELKE II, el modelo de freno se desarrolló aún más. Se instalaron diez tablas de freno (a intervalos de 10 km / hy 10 centésimas de freno) para pendientes de hasta 44 ‰ e inclinaciones de hasta 39 ‰. Teniendo en cuenta varios paneles de freno en una distancia de frenado con pendientes longitudinales cambiantes, la capacidad de la línea podría aumentarse considerablemente.

Desarrollo de control de trenes lineales

En la década de 1920, se llevaron a cabo varias pruebas en Alemania con sistemas de control de trenes puntiformes. En determinados puntos, los trenes deberían poder ralentizarse o detenerse automáticamente mediante influencias mecánicas, magnéticas, eléctricas e inductivas . Para superar las restricciones operativas asociadas, se propuso un sistema de control de tren lineal, que debería influir en los viajes en tren no solo en puntos individuales sino también de forma continua. En los Estados Unidos , los sistemas lineales ya estaban en uso durante unos 6000 km en ese momento.

Se propuso utilizar la corriente de monitorización de los circuitos de vía para transmitir de forma continua si las dos secciones de bloque delanteras están libres u ocupadas. Las bobinas del receptor ubicadas hasta 20 cm por encima de los rieles portadores de corriente frente al primer eje deben registrar los datos. Los frenos deben accionarse a través de circuitos eléctricos y el aspecto de la señal de las señales de bloqueo detrás y las dos señales de bloqueo adelante deben mostrarse al conductor por medio de una luz verde, amarilla o roja.

Los primeros intentos con el control de trenes lineales tuvieron lugar en 1928 en el U-Bahn de Berlín.

Conductor de línea en vía en placa

El desarrollo del moderno LZB en Alemania comenzó en la década de 1950. Hermann Lagershausen , fundador del Instituto de Transporte, Ingeniería Ferroviaria y Seguridad Vial (hoy Instituto de Ingeniería Ferroviaria y Seguridad Vial) de la Universidad Técnica de Braunschweig (antes TH), dio un paso importante en el desarrollo. La conducción en vista eléctrica fue un gran paso adelante para el sistema ferroviario, que en ese momento se consideró para la investigación en Alemania para Lagershausen.

En colaboración con Leo Pungs , director del Instituto de Tecnología de Baja Tensión de TU Braunschweig, y Heinz Rummert , investigó un sistema que utilizaba un conductor de línea para encender pasos a nivel . El proyecto no se implementó, pero se demostró el potencial del gerente de línea para la transmisión de información. Basándose en los resultados del proyecto BÜ y sus propias nuevas consideraciones, Lagershausen pudo convencer a la Fundación de Investigación Alemana (DFG) para promover un proyecto El problema de la conducción de trenes ferroviarios desde un punto de vista eléctrico desde 1958 hasta 1964. El enfoque del proyecto fue el desarrollo de los conceptos básicos para el uso del cable de línea como medio de transmisión para reemplazar las señales estacionarias al conducir desde un punto de vista eléctrico.

Peter Form , más tarde profesor del Instituto de Transporte, Ingeniería Ferroviaria y Seguridad Vial de la Universidad Técnica de Braunschweig , se ocupó principalmente de estos fundamentos teóricos . En 1956 comenzó su trabajo en el instituto como estudiante. Junto con Heinz Rummert, escribió su tesis Activación dependiente de la velocidad de pasos a nivel a través de conductores de línea cruzados a intervalos cada vez más cortos . Basándose en los conocimientos adquiridos durante este tiempo y los fundamentos desarrollados por Rummert, se ocupó de forma intensiva de las condiciones operativas y dinámicas de conducción desde un punto de vista eléctrico y presentó el resultado de sus consideraciones en su tesis.

El trabajo de Form estuvo acompañado por empleados de Siemens AG , quienes también pensaron en el uso de conductores de línea. Se patentaron conjuntamente varios desarrollos. Así fue como las empresas ferroviarias se dieron cuenta de la obra. La Deutsche Bundesbahn apoyó al instituto proporcionando una sección de vía que permitió experimentos a gran escala. La hamburguesa Hochbahn  AG (HHA) hizo posible instalar configuraciones de prueba en su red de metro y por lo tanto para obtener información esencial.

Los primeros intentos del DB con control de tren lineal se remontan a 1959. Después de los intentos de transmitir datos en las secciones Lehrte - Wolfsburg (desde 1960), Hanau - Flieden y Laufach - Heigenbrücken , se tomó la decisión de utilizar un método de multiplexación de tiempo . Un prototipo correspondiente, desarrollado por Siemens & Halske y Deutsche Bundesbahn, se probó en el verano de 1963 en un tramo de aproximadamente 20 kilómetros entre Forchheim y Bamberg en pruebas a velocidades de hasta 200 km / h. El control del tren de línea debería utilizarse entonces en la ruta de alta velocidad Hannover - Celle y su continuación. Las pruebas en esta ruta duraron hasta 1964. Después de que se llevaron a cabo las primeras pruebas operativas con tecnología de señalización local, cada lazo LZB solo incluía el área entre dos señales, la ruta de prueba se convirtió en un sistema de control central a partir de la primavera de 1964 y se probó a partir del verano. 1964. A favor de este resumen, entre otras cosas, el menor número de puntos de control necesarios y su ubicación en edificios protegidos, la entrada más sencilla y clara de los puntos de baja velocidad así como las exhibiciones constantes y tranquilas en la locomotora. Sobre esta base, se tomó la decisión de equipar la ruta Múnich - Augsburgo con bucles conductores de aproximadamente 2 km de longitud y posicionamiento selectivo por ubicación.

Uno de los principales objetivos del desarrollo en la República Federal de Alemania era poder aumentar la velocidad de los trenes de pasajeros regulares a 200 km / h. El primer problema surgió porque con la distancia habitual entre la señal previa y principal de 1000 my los sistemas de frenado habituales en ese momento (sin freno de carril magnético ), la parada segura solo estaba garantizada hasta 140 km / h. Con una desaceleración de frenado promedio de 0,7 m / s², la distancia de frenado asumida a partir de 200 km / h, incluido un tiempo de desaceleración y una desaceleración hasta el frenado completo, fue de alrededor de 2500 metros. Esto significa que los conductores de tren habrían tenido que reconocer el aspecto de la señal de la señal distante desde 1,5 km, incluso con poca visibilidad, para poder detenerse de manera segura en la señal principal que indica la parada. La entonces Deutsche Bundesbahn se enfrentó a la opción de agregar señales adicionales a la ruta (para señalar varias secciones más adelante) o mostrar la posición de varias señales más adelante en la cabina del conductor utilizando un sistema de señalización de la cabina del conductor. Una posible confusión debida a la gran cantidad de señales que se observarán en rutas muy transitadas también se opuso a la disposición de una "señal preflejana" adicional.

Pantalla modular de la cabina del conductor (MFA) de un ICE 2 en funcionamiento LZB: la velocidad real, objetivo y objetivo son 250 km / h, la distancia objetivo es 9800 metros

Después de un examen detallado de la variante de señal de múltiples secciones, el Ferrocarril Federal decidió a favor de la señalización de la cabina del conductor por varias razones:

• Dado que el sistema LZB se basa en la señalización existente, no fue necesario capacitar al personal operativo que no estuviera involucrado en viajes de alta velocidad. Las señales de ruta existentes también podrían conservarse y no tuvieron que cambiarse ni complementarse.
• Por regla general, ya no es necesario tener en cuenta las señales de la línea. Por lo tanto, la operación a alta velocidad puede tener lugar incluso en condiciones climáticas desfavorables. Además, no existen peligros que puedan surgir por no reconocer, pasar inconscientemente por delante o leer incorrectamente un aspecto de la señal.
• Debido a la amplia previsión de varias señales principales, existe la posibilidad de un estilo de conducción más adaptado y, por lo tanto, más suave y que ahorre energía, en la medida en que lo permita el horario.
• Al influir constantemente en el tren, puede haber una reacción inmediata a los cambios en los términos de la señal (por ejemplo, cuando se retira una señal que indica un viaje en caso de un peligro operativo repentino).
• Por regla general, los trenes de alta velocidad pueden circular por rutas convencionales de la misma forma que los trenes convencionales pueden circular por rutas de alta velocidad.
• Si la señalización de la cabina del conductor falla, es posible conducir a velocidades más bajas utilizando el sistema de señalización convencional.
• Mientras que las señales principales en la década de 1960 (sin los indicadores de velocidad de la señal luminosa de hoy ) solo podían indicar los niveles de velocidad de parada , 40 o 60 km / hy marcha libre , el LZB permite instrucciones de conducción en incrementos de 10 km / h.
• El LZB permite subdividir la ruta en un mayor número de secciones de bloques más pequeñas . Esto puede aumentar el rendimiento de una ruta. Si la longitud de la sección del bloque es suficientemente pequeña, es prácticamente posible conducir con una distancia de frenado absoluta.
• En conexión con el control automático de conducción y frenado (AFB), es posible un control semiautomático de trenes. El LZB fue visto como un paso hacia una posible automatización total de la conducción y el frenado. En este contexto, la idea de un potencial ahorro de energía mediante el uso de la LZB también se consideró desde el principio.

Para asegurar efectivamente los viajes a alta velocidad, la señalización de la cabina del conductor se complementó con un nuevo sistema de control de trenes que no solo monitoreaba los vehículos en las ubicaciones de las señales (en ciertos puntos, puntiformes ), sino también permanentemente. Esta transmisión continua (lineal) le dio su nombre al control de polilínea .

Las consideraciones iniciales para la concepción del LZB se centraron inicialmente en una visualización de la posición de las tres señales principales próximas, incluidas las velocidades objetivo, objetivo y real en la cabina del conductor. Posteriormente, prevaleció la opinión de que una visualización de la velocidad objetivo y la distancia objetivo sería más beneficiosa para el conductor. También se rechazó la idea de que el cable de la línea de partida recorra 2,7 km antes de cada señal principal.

Mientras tanto, desde principios de la década de 1960, la Deutsche Reichsbahn llevó a cabo experimentos entre Schkeuditz y Großkugel con control de tren lineal, que se transfirió a un autovía de prueba con circuitos de vía codificados. El proyecto mostró el principio de usabilidad, fracasó debido a la falta de necesidad legal de control de trenes y las posibilidades materiales de la RDA. A mediados de la década de 1960, la empresa de transporte de Berlín, la Hochbahn de Hamburgo y el U-Bahn de Múnich realizaron varias rutas de prueba en la República Federal de Alemania. En 1964 se puso en funcionamiento una locomotora de control automático en la fábrica de lignito renana. En 1966 se instaló en una acería un sistema de maniobra de control de locomotoras por parte del jefe de línea.

La primera forma de control de trenes lineales desarrollada por Deutsche Bundesbahn en cooperación con Siemens permitió inicialmente un pronóstico electrónico de más de cinco kilómetros. Se utilizó desde 1965 en la línea ferroviaria Munich - Augsburg . Se equipó el tramo entre la señal de salida Munich-Pasing (km 8,5) y Augsburg-Hochzoll (km 57,0) y se crearon cinco áreas de centros de control. Los trenes individuales circulaban a diario en esta sección para la Exposición Internacional de Transporte de 1965 a una velocidad máxima de 200 km / h. LZB también se utilizó de 1967 a 1969. De 1969 a 1974, el LZB no estuvo disponible. Debido al breve tiempo de preparación, no se pudieron resolver 17 pasos a nivel para las ejecuciones de prueba y se incluyeron en el LZB. A mediados de la década de 1960 puestas en medios de ruta de servicio de LZB 100 estaban inicialmente en la tecnología MT 3-fase con componentes electrónicos ( germanio - transistores , núcleos de anillo se han construido). Se tuvo que configurar un punto de control LZB para cada caja de señal. El equipamiento del vehículo correspondiente también se designó como LZB 100 . Según otra información, el LZB 100 se introdujo como la segunda generación de LZB a partir de 1974.

A principios de la década de 1970, la infraestructura de rutas se convirtió en sistemas informáticos redundantes de General Automation . La llamada tecnología de estación de control desarrollada por Siemens se puso en funcionamiento gradualmente entre Munich y Donauwörth y entre Hannover y Uelzen a partir de 1974. Los dispositivos de línea se basaron en circuitos en tecnología MT trifásica . Los tramos de ruta se simularon con registros de turnos , que se consultaban constantemente contra la dirección de viaje.

También en 1974, Standard Elektrik Lorenz comenzó a utilizar computadoras de proceso como dos de tres sistemas informáticos en la ruta Bremen - Hamburgo en lugar de circuitos cableados ("tipo Lorenz" o "LZB L 72"). La prueba operativa se inició en la ruta, con los centros de ruta Sagehorn y Rotenburg (Han), el 17 de junio de 1974 en una longitud de 43 km. Inicialmente, hasta doce trenes regulares circulaban bajo el control de LZB; para el horario de invierno 1974/1975 su número se incrementó hasta diecisiete. El costo de equipamiento de la línea ascendió a 18 millones de marcos alemanes, de los cuales 7 millones se destinaron a asegurar 29 pasos a nivel.

Después de que el control del tren de línea aún no estuviera listo para la producción en serie a mediados de la década de 1970, se consideró el uso del sistema de señalización Sk con una velocidad máxima de 200 km / h para las primeras líneas nuevas alemanas . Cuando se pudo aumentar la confiabilidad en 1975, estos planes se descartaron. El sistema de control de línea probado desde octubre de 1975 finalmente se declaró listo para la producción en serie en diciembre de 1978 . La proporción de fallas de LZB, medida en términos de la distancia recorrida, fue de alrededor del 1,5 por ciento. El LZB se desarrolló aún más, también en cooperación con los Ferrocarriles Federales Suizos. De 1977 a 1979, se llevaron a cabo pruebas cuantitativas de fiabilidad del sistema general en la ruta Bremen-Hamburgo y entre Lavorgo y Bodio en el ferrocarril del Gotardo . Las tasas de falla ( λ ) de las partes del lado del vehículo (por tren y kilómetro) y del lado de la vía (por centro de control y hora, o por kilómetro y hora para el gerente de línea real) estaban en el rango de ^10-3 a 10 ^-4 . Sin embargo, debido a los diferentes niveles de desarrollo entre las variantes del sistema alemán y suizo, diferían significativamente para los subsistemas individuales.

Una evaluación de 1978 mostró que, por lo general, alrededor del 1,7 por ciento de los kilómetros de los trenes LZB no se podían conducir bajo la guía de LZB debido a fallas del vehículo. Una evaluación para la ruta Hamburgo - Bremen también mostró que alrededor del 0,5 por ciento de los km LZB no se pudieron conducir en la guía LZB debido a interrupciones en el lado de la línea. Cada 6000 horas había un mal funcionamiento de la computadora LZB; después de una inspección completa, las partes individuales del sistema probablemente deberían funcionar sin problemas durante medio año a un año. Se calculó una distancia de interferencia de tres a seis meses para las secciones individuales del cable de línea.

Cuando el horario cambió en mayo de 1978, las operaciones de LZB habían comenzado a 200 km / h en los tramos Múnich - Augsburgo - Donauwörth, Hannover - Uelzen y Hamburgo - Bremen en un total de 170 de los 260 km de líneas equipadas con LZB.

A finales de marzo de 1982, el comité de desarrollo de la entonces Deutsche Bundesbahn aprobó la adquisición de ocho prototipos de unidades embarcadas LZB 80 . El LZB 80 es la tercera generación del LZB y se introdujo en 1984.

En 1980, la Deutsche Bundesbahn tenía alrededor de 150 locomotoras de la clase 103 , tres unidades múltiples de la clase 403 y 140 unidades múltiples de la clase 420 con LZB.

Hasta la década de 1980, el LZB solo mapeaba la infraestructura existente (señales estacionarias). La infraestructura detrás de él (por ejemplo , cajas de señales , bloque de rutas ) se mantuvo sin cambios. Aparte de los viajes de alta velocidad posibles con LZB, los vehículos sin equipo LZB recibieron el mismo trato en términos de tecnología de bloques: ambos circulaban en secciones de bloques del mismo tamaño, cada uno cubierto por señales de luz o formas estacionarias. Las señales estacionarias tienen prioridad sobre las pantallas LZB. En el reglamento de conducción de la época , el procedimiento se definía como el procedimiento operativo LZB con prioridad de señal .

El software del vehículo inicialmente todavía estaba escrito en ensamblador y se convirtió a Pascal a principios de la década de 1990 .

Implementación en Alemania

Darkened señal Ks en la estación de Allersberg

Las nuevas líneas Hannover - Würzburg y Mannheim - Stuttgart, que se pusieron en funcionamiento entre 1987 y 1991, tenían por primera vez una división de bloques diferente: las señales luminosas fijas solo cubrían los puntos de peligro (especialmente las estaciones de tren y los puntos de transferencia ), mientras que en el línea libre en el medio (en una longitud de hasta aproximadamente 7 km) no se han establecido señales de bloqueo . Mientras que los "trenes no guiados por LZB" solo podían entrar en la siguiente sección de bloque con una señal de semáforo (el llamado modo de bloque completo ), la ruta libre se dividió en secciones de bloque LZB de aproximadamente 2500 metros de longitud (el llamado modo de bloque parcial). modo de bloqueo ). Si un tren guiado por LZB entra en una sección de bloque LZB libre cuya sección de bloque H / V asociada aún no está libre, la señal de luz opaca cambia a oscura . Los límites de la sección del subbloque se identifican mediante identificadores de bloque . Sin embargo, el informe de vacantes de vías corresponde a las secciones de bloques parciales. Al igual que con las señales de bloqueo reales, debe detenerse en los tableros si se le indica que lo haga porque la distancia al tren es demasiado corta.

Además, el apagón en la versión LZB CIR-ELKE también se utiliza si existe una contradicción entre la especificación LZB y la velocidad señalizada localmente. Dado que una velocidad reducida en la señal se aplica a un área de desvío posterior desde la ubicación de la señal hasta el final de toda el área, CIR-ELKE y ETCS, por otro lado, solo limitarán la velocidad en los elementos de ruta correspondientes (p. Ej. solo los desvíos en el área de desvíos) Las señales con esta discrepancia también se oscurecen.

Por primera vez, este procedimiento operativo guía LZB con prioridad de las señales de la cabina del conductor sobre las señales en la ruta y el horario , denominado guía LZB en el reglamento de conducción , se utilizó a partir de mayo de 1988 con la apertura de Fulda - Würzburg. sección. Por razones técnicas, el horario y las señales en la ruta inicialmente tenían prioridad sobre el LZB en los seis tramos restantes del LZB en Alemania. En estos tramos de la ruta, el LZB tenía inicialmente una función de señal a distancia para crear las distancias de frenado necesarias a velocidades superiores a 160 km / h. Por tanto, el LZB cambió de un sistema de superposición al sistema de señalización principal. Por tanto, las secciones de bloque también podrían formarse sin señales estacionarias. Se utilizaron identificadores de bloque LZB en lugar de señales de bloque. Con el cambio de EBO en junio de 1991, se siguió la posibilidad de prescindir de las señales principales y previas convencionales con sistemas como el LZB.

En los años siguientes, el antiguo equipo de la línea LZB-100 también se convirtió en dos de tres sistemas informáticos asistidos por computadora del tipo LZB L72 para el nuevo proceso. El equipo en el vehículo basado en microprocesador LZB 80 estaba listo para la producción en serie en 1987 e inicialmente se abrió camino en la serie 103 , más tarde en la serie 120 y el ICE 1 . En el lado de la pista, una sección de 50 a 100 kilómetros de largo de una línea de doble vía podría controlarse desde un centro de control LZB-L72. Gracias a la tecnología informática redundante dos de tres, también fue posible aumentar significativamente la confiabilidad del equipo de línea.

El modo de bloqueo parcial salvó 120 señales de bloqueo por un valor de alrededor de diez millones de marcas D entre Fulda y Würzburg solo . Los planes para convertir el control del tren de línea en transmisión por radio como parte de un sistema de radio universal de 40 GHz para las dos primeras nuevas líneas alemanas se descartaron a fines de la década de 1980.

Los imanes de vía para el control puntual del tren para el frenado automático en caso de señales ignoradas permanecen activos cuando las señales se oscurecen y el equipamiento del vehículo también capta las influencias, pero su efecto es anulado por el equipamiento del vehículo cuando existen variables de referencia. Al omitir las señales de bloqueo convencionales, se ahorraron costes de inversión de más de 30 millones de marcos alemanes en las rutas Hannover - Würzburg y Mannheim - Stuttgart.

Todas las demás nuevas líneas alemanas se equiparon de la misma manera; puntos de bloqueo adicionales con señales de luz solo se establecieron en casos individuales (conducción a la vista de señales electrónicas con pocas señales) . No se implementaron más etapas de desarrollo con una renuncia completa a las señales estacionarias (conducción en vista de señales electrónicas sin señales) , así como con la conducción en vista electrónica con distancia de frenado absoluta . En 1990 se introdujo el procedimiento operativo de guiado LZB con prioridad de las señales de la cabina del conductor sobre las señales en la ruta y el horario en todas las rutas LZB. En la década de 1990, se discutieron una serie de desarrollos funcionales adicionales del LZB, por ejemplo, maniobras bajo el LZB, la emisión de órdenes de salida anticipada para trenes de mercancías (desde la permisibilidad de la ruta) y la reanudación del LZB en cualquier punto.

En la década de 1970, la perspectiva de la ruta era de hasta cinco kilómetros. Antes de que se pusieran en funcionamiento las primeras líneas nuevas (hasta 280 km / hy una pendiente de 12,5 ‰ ), en la década de 1980 era necesario un mayor desarrollo del LZB 80 basado en microprocesador . La previsión se ha aumentado a 10 km. En la red Deutsche Bahn, con una velocidad máxima del vehículo establecida de 200 km / h, suele ser de 7 km, entre 230 y 280 km / ha 10 km y 13 km a 300 km / h.

A principios de la década de 1990, el LZB tenía una disponibilidad, medida por el número de kilómetros recorridos, de más del 99,9 por ciento. El LZB80 / 16, basado en procesadores de 16 bits y software en lenguaje de alto nivel , se introdujo a mediados de la década de 1990 . En el curso posterior, cada vez más vehículos fueron equipados con LZB y el LZB integrado en vehículos multisistema mediante cambio de sistema.

Identificación del bloque LZB en una señal de bloqueo de luz en la estación de tren de Weil am Rhein . Por medio de tales secciones de bloques LZB, una sección de secuencia de tren convencional se puede dividir en casi cualquier sección corta y, por lo tanto, la secuencia de tren se puede acortar.

En 2002, Deutsche Bahn tenía 1.870 km de rutas y 1.700 vehículos líderes con LZB en funcionamiento. Además, varios vehículos de ferrocarriles extranjeros fueron equipados con LZB para el tráfico en Alemania.

Alrededor de 2007, se introdujo el LZB80E, un equipo de vehículo LZB mejorado.

La cuestión de si es posible equipar los vehículos líderes con el control del tren de línea como criterio de acceso a la red para la nueva línea Nuremberg - Ingolstadt fue objeto de una disputa entre DB Netz y la Agencia Federal de Redes desde agosto de 2011 hasta junio de 2012. El Tribunal Administrativo Superior de Renania del Norte-Westfalia finalmente confirmó la opinión jurídica de DB y permitió un criterio correspondiente.

Las locomotoras en las rutas LZB en Alemania ahora deben tener al menos la capacidad CIR-ELKE-I (a partir de 2019).

Implementación en Austria

Cuando el horario cambió el 23 de mayo de 1993, los trenes (EuroCity) corrieron por primera vez en Austria a una velocidad de 200 km / h en un tramo de 25 kilómetros del ferrocarril occidental entre Linz y Wels , que había sido equipado con LZB. . Dado que la señalización completa, incluidas las secciones de bloque, se ha mantenido en Austria, las señales en Austria también muestran los términos de viaje durante el viaje de LZB. Según la normativa austriaca existente, una señal que no indique explícitamente que el vehículo está circulando o que se ha levantado la prohibición corresponde a una señal que indica una parada y activa un freno de emergencia.

El LZB se amplió posteriormente a las secciones St. Pölten - Attnang-Puchheim (excluidas las secciones Ybbs - Amstetten, Linz Kleinmünchen - Linz Leonding). Desde el 9 de diciembre de 2012, el LZB entre St. Valentin y Linz Kleinmünchen ha permitido por primera vez una velocidad máxima de 230 km / h, que también es conducida por Railjet e ICE-T .

Consideraciones para el control de trenes de radio

Ya a finales de la década de 1970, un proyecto financiado por el Ministerio Federal de Investigación y Tecnología de Alemania estaba investigando la posibilidad de transmitir información desde el LZB por radio (por ejemplo, en el rango de 40 GHz). Las investigaciones habían llegado a la conclusión de que la implementación no era económica en ese momento. Además, quedó abierto cómo la ubicación hecha posible por los bucles conductores se implementaría en un sistema de radio. Se examinaron varias opciones, por ejemplo, medir el tiempo de ejecución de las señales de radio, la navegación por satélite o los puntos de datos en la pista. A principios de la década de 1990, siguió un estudio de dos años, financiado por el Ministerio de Investigación y el Senado de Berlín, en el que se seleccionó la tecnología celular GSM como base para el desarrollo de un sistema de radio para ferrocarriles.

El sistema de control de trenes europeo uniforme ETCS , que ahora está prescrito por la UE para su introducción, continúa los desarrollos del sistema de control de trenes por radio previamente probado en Alemania . Desde la etapa de expansión "ETCS Nivel 2", los datos para la conducción en la vista de señales electrónicas con la variante GSM GSM-R se intercambian entre el vehículo y el centro de control de ruta. Las eurobalizas (puntos de datos) instaladas en la vía se utilizan para determinar la ubicación de forma fiable .

Pasos de desarrollo

La siguiente tabla ofrece una descripción general de los pasos de desarrollo más importantes del LZB:

No se implementaron varias consideraciones para señalar velocidades por debajo de las restricciones relevantes para la seguridad en el sentido de un estilo de conducción con visión de futuro y que evita conflictos a través del LZB.

Averías

Aunque el sistema LZB se considera un sistema de control de trenes muy seguro, ocurrieron algunos eventos peligrosos bajo el LZB:

• El 29 de junio de 2001, ocurrió casi un grave accidente en el ferrocarril Leipzig - Dresden en la estación de Oschatz . A través de LZB, el conductor del tren ICE 1652 en el viaje de Dresde a Leipzig recibió una señal de una velocidad de 180 km / h debido a una perturbación de la señal en Dahlen para un cambio a la vía opuesta a Dahlen, aunque la conexión del interruptor solo puede ser utilizado a 100 km / h. El conductor reconoció el cambio de marcha y frenó a 170 km / h. El tren no descarriló, continuó hasta Leipzig Hbf y fue examinado allí. Después de que un Interregio también tuvo problemas con el LZB el mismo día, fue puesto temporalmente fuera de servicio. Debido a un error en la comparación de los datos de LZB y ESTW, el LZB no conocía el límite de velocidad.
• El 17 de noviembre de 2001, hubo un casi accidente en Bienenbüttel (línea Hannover - Hamburgo ). Se suponía que el maquinista del ICE 91 Hamburgo - Viena debía adelantar a un tren de mercancías averiado en la vía opuesta . Al hacerlo, condujo con una conexión de conmutación aprobada para 80 km / ha 185 km / h sin descarrilamiento. Se sospecha que la causa es la ejecución incorrecta de un cambio de circuito en la caja de señales, que se hizo necesario debido al aumento de la velocidad de transición de 60 a 80 km / h. Al olvidarse de controlar la avería del velocímetro , el ordenador de ruta LZB señalaba la velocidad de 200 km / h permitida para tramos rectos en lugar de los 80 km / h permitidos en bifurcaciones. Como medida inmediata, DB Netz había prohibido los viajes guiados por LZB en la vía opuesta. Dos días después, cuando un conductor se acercó a una señal que indicaba una parada con variables de referencia inverosímiles, la sede de LZB afectada en Celle se cerró temporalmente y se revisó. La evaluación del registro PZB del vehículo mostró que no se registró ninguna interferencia (1000/2000 Hz).
• El 9 de abril de 2002, casi se produjo una colisión en la línea de alta velocidad de Hannover a Berlín . Después de que la computadora en la línea principal de LZB fallara en Fallersleben, dos trenes se detuvieron cada uno en una sección de bloque (modo de bloque parcial) en ambas vías. Cuando la computadora se puso en marcha, se señaló al tren trasero una velocidad de 160 km / h, y al tren delantero 0 km / h. Uno de los dos maquinistas que lo seguían vio el tren parado frente a él, el otro pidió al centro de operaciones que estuvieran en el lado seguro, lo que le advirtió de la salida. Como resultado del incidente, DB Cargo y DB Personenverkehr emitieron una instrucción a sus maquinistas el 11 de abril, ordenando medidas especiales de precaución en caso de falla del LZB en modo de bloqueo parcial. La causa es un error de software.

Componentes y estructura

Para la operación de LZB, tanto la línea como la locomotora o el carro de control deben estar equipados para LZB. Los componentes que se describen a continuación son necesarios para ello.

Instalaciones de seguimiento

Gerente de línea en la pista

Tendido de cables de línea

El LZB utiliza un cable de línea tendido en la pista para la transmisión entre el vehículo y el centro de control de línea. El área en la que se transmite la misma información se denomina área de bucle.

El cable de línea se coloca en bucles. Una hebra se coloca en el medio de la vía y la otra en el pie del carril . Después de 100 metros, las líneas se intercambian (cruzan), en este punto la posición de fase de la señal cambia 180 °. Esto elimina la interferencia eléctrica y es utilizado por el vehículo para la ubicación. La unidad de a bordo detecta el salto de fase. Este lugar también se conoce como el punto de cruce o punto de 100 m. Se puede colocar un máximo de 126 puntos de cruce por área de bucle, lo que la divide en un máximo de 127 ubicaciones de conducción y, por lo tanto, da como resultado una longitud máxima de 12,7 km por área de bucle. En el medio de la vía, el cable de línea se sujeta en cada segundo durmiente con un clip de plástico, en el pie del riel con una abrazadera de pie de riel cada 25 metros. Los puntos de cruce, los extremos de los bucles y los puntos de alimentación están cubiertos con láminas perfiladas, en particular para proteger contra daños por maquinaria de construcción. Los puntos de alimentación y los extremos del bucle suelen estar entre dos puntos de intersección, de modo que si falla un bucle corto, normalmente no se reconocen solo dos puntos de intersección.

Cables de línea dispuestos en bucles cortos

Tecnología de bucle corto

Con la técnica de bucle corto, las áreas de bucle se colocan en bucles individuales con una longitud máxima de 300 metros. Los bucles cortos se alimentan en paralelo para que la misma información se transmita en todos los bucles cortos en un área de bucle. La conexión entre la unidad de fuente de alimentación remota y el centro de control de línea se establece a través de cuatro núcleos de un cable de señal de cuatro estrellas al que están conectadas todas las unidades de fuente de alimentación en un área de bucle.
La ventaja de la tecnología de bucle corto es que es más a prueba de fallas; si se interrumpe el cable de línea, fallará un máximo de una sección de 300 metros de largo. El vehículo puede salvar esta interrupción. Las unidades de fuente de alimentación remota de circuito corto se alimentan con una tensión de alimentación de CA de 750 voltios a través de un cable de alimentación adicional.

Tecnología de bucle largo

El área de bucle consta de un solo bucle alimentado por una fuente de alimentación remota. Este se coloca aproximadamente en el medio del bucle. La conexión al centro de control de línea también se establece con cuatro núcleos de un cable de señal de cuatro estrellas. La desventaja de este tipo de enrutamiento es que si falla la unidad de suministro de energía remota o se interrumpe el cable de línea, todo el área del bucle falla y la ubicación de la falla solo se puede localizar buscando en todo el área del bucle. Por esta razón, los bucles largos ya no se instalan y las áreas de bucle largo existentes se han convertido a la tecnología de bucle corto.

topología

Topología de una sede de LZB

Hay 16 áreas de bucle disponibles para cada centro de control de línea para equipar una línea con LZB. Estos pueden disponerse en paralelo y / o uno detrás del otro, dependiendo de las condiciones de la ruta. Se requieren áreas de bucle separadas para las revisiones equipadas con LZB (ver imagen). Si es necesario, se utilizan más centros de control de línea. Los centros de control de línea vecinos se denominan centros de control vecinos. El cambio de identificador de área (BKW) muestra el cambio.

En teoría, 101,6 km de líneas de doble vía (sin revisiones) pueden equiparse con un centro de control de línea.

Dispositivos de distancia

En el lado de la pista, se requieren esencialmente las siguientes instalaciones:

Cable de línea

• Centro de control de ruta LZB: El núcleo del centro de control de ruta LZB consiste en un sistema informático dos de tres que calcula los comandos de conducción de los vehículos. La conexión entre los dispositivos de alimentación remota, los centros de control vecinos y las cajas de señales se mantiene mediante conexiones de módem especiales. La información se transmite en el cable de información, en el que hay un cable cuádruple (dos hilos cada uno para la dirección del centro de control → dispositivos o dispositivos → centro de control) para cada canal de transmisión (lazos, centros de control vecinos, enclavamientos). La conexión a enclavamientos electrónicos (ESTW) se realiza a través de un acoplamiento LAN.
  • Para conectar el LZB a enclavamientos electrónicos, a partir de 1993 se desarrollaron computadoras de acoplamiento LANCOP-1, que implementaron el protocolo de transmisión CirNet sobre la base del protocolo compatible con OSI basado en MAP 3.0 y MMS . Esto estableció una conexión entre ESTW y (por medio de una interfaz paralela ) computadoras LZB. Estas calculadoras han encontrado un uso generalizado.
  • La computadora LANCOP-2 se desarrolló en la década de 2000. Se proporcionó una interfaz en serie para la computadora LZB sobre la base de LAN , el protocolo IP y el sistema operativo SELMIS . Para esta interfaz, que solo se puede utilizar con CIR-ELKE en el lado LZB, las computadoras LZB tienen una interfaz serial acelerada con  38.400 baudios . Además de la modernización técnica, los principales objetivos del desarrollo posterior fueron mayores requisitos de disponibilidad, menores tiempos de procesamiento de señales y el deseo de poder conectar varios sistemas de protección de trenes. Los centros ETCS también se pueden conectar con esta interfaz . Los estados de los elementos (interruptores, señales) se transmiten desde ESTW al centro de control LZB o ETCS a través del acoplamiento LAN y, en la dirección opuesta, se transmiten los comandos de control dependientes del recorrido. Al mismo tiempo, SAHARA ("Seguro, altamente disponible y redundante") se definió como la interfaz estándar para la protección de trenes entre Deutsche Bahn, Alcatel y Siemens. El protocolo define una capa de seguridad y retransmisión, así como una capa de redundancia entre la aplicación y la capa de transporte del modelo OSI. Más tarde también se utilizó en el HSL Zuid y en el túnel de base de Lötschberg . No se deben esperar las largas decisiones de normalización internacional.
  • Se pueden conectar hasta diez enclavamientos de relés (a través de racks de control remoto) o hasta diez enclavamientos electrónicos (a través de la interfaz LAN-COP-L) y hasta seis centros LZB vecinos a un centro de control LZB (L72, a partir de 2006). Cada centro de control LZB puede gestionar 16 canales de control de línea con una longitud de hasta 12,7 km (127 ubicaciones de viaje). En la práctica, una longitud máxima de 101,6 km de doble vía se opone a una longitud máxima de 60 km.
• Dispositivos de alimentación remota (con tecnología de circuito corto: dispositivos de alimentación remota de circuito corto KFS): El dispositivo de alimentación remota alimenta la información del cable de información procedente del centro de control LZB al conductor de línea. Los telegramas de respuesta enviados por el vehículo se amplifican y se envían al centro de control LZB a través del cable de información. En un área de bucle, con tecnología de bucle corto en todos los bucles cortos, la misma información se alimenta desde el centro de control LZB.
• Dispositivos de preajuste o dispositivos iniciales (dispositivos VE, dispositivos A): Dispositivos para generar telegramas de preajuste en los bucles de preajuste.
• Armarios de separación de potencial: Las influencias de catenaria provocan tensiones externas en el cable de información. El aislamiento galvánico en los armarios de separación de potencial asegura el cumplimiento de los valores máximos de tensión externa dentro del cable de información.
• Gabinetes de amplificador: debido a la gran distancia a veces entre la unidad de control de línea y el alimentador remoto, las señales deben amplificarse. Para ello se utilizan cajas amplificadoras.
• Bucles de cable de línea en la pista: Los bucles de cable de línea se colocan con un cable unipolar estable que resiste los efectos del clima y que tiene las propiedades de antena necesarias (ver imagen).

Un identificador de área LZB

Un "identificador de bloque para LZB y ETCS" en la nueva línea Nuremberg - Ingolstadt

• Señalización adicional de LZB (especialmente identificadores de bloque, identificadores de área): los identificadores de bloque se configuran en los puntos donde termina una sección de bloque LZB y "que no están identificados por la ubicación de una señal principal"; marcan el punto en el que un tren guiado por LZB debe detenerse en caso de freno de servicio si aún no se permite la entrada en el siguiente tramo de bloque. Los identificadores de área señalan un cambio de identificador de área y, por lo tanto, la transición a la siguiente área de bucle. En los cambios de identificación de área (BKW), los trenes también se pueden incluir en la guía LZB sin preconfiguración por un dispositivo inicial.

Equipamiento del vehículo

Una antena LZB en un vehículo de la serie 189

Pantalla de la cabina del conductor LZB en el ICE 4

El equipo de a bordo para el funcionamiento de LZB en Alemania consta de los siguientes componentes:

• Computadora del vehículo LZB : Existen dos conceptos, según el fabricante:
  • La unidad de computadora, que consta de tres computadoras que trabajan en paralelo, forma una aparamenta relacionada con la seguridad mediante una comparación de datos controlada por programa.
  • Se está ejecutando un software diverso en una computadora segura.
• Fuente de alimentación : La fuente de alimentación tiene una estructura redundante y es monitoreada por la computadora del vehículo.
• Antenas transmisoras / receptoras : Las antenas del vehículo también están diseñadas de manera redundante; hay dos antenas transmisoras y dos o cuatro antenas receptoras (dos pares). El número de antenas receptoras es específico del vehículo y lo determina el fabricante.
• Sensores de distancia Pent : Para la medición de distancia y velocidad se utilizan dos sensores de rueda (generador de impulsos de posición) y un acelerómetro o un radar (conceptos de diferentes fabricantes).
• Intervención automática del freno : cuando se produce la intervención automática del freno, hay una reacción de seguridad a la línea de aire principal, que se ventila. La intervención automática del freno tiene lugar en la línea de aire principal, ya sea a través de un grupo de operación de freno o mediante un circuito de seguridad.
• Configurador de datos del tren: Todos los datos relevantes del tren se ingresan en el configurador de datos del tren, como por ejemplo: B. longitud del tren, tipo de frenado, porcentaje de frenado y velocidad máxima permitida del tren. Para los vehículos con MVB (como las locomotoras de la serie 185 ), los datos del tren se ingresan a través de la DMI (interfaz conductor-máquina).
• Pantalla modular de la cabina del conductor (MFA) : la pantalla modular de la cabina del conductor le brinda al conductor una visión general completa de la ruta por delante. Las tres variables de referencia esenciales son la velocidad objetivo (permitida) en relación con una velocidad objetivo que se puede conducir como máximo dentro de una distancia objetivo. Estos valores son analógicos en el MFA y, en el caso de las series más nuevas, se muestran digitalmente en la pantalla. Los mensajes de estado o de error y otra información importante se muestran al conductor a través de luces indicadoras en el MFA, p. Ej. B. con fallas de transmisión LZB, orden de parada de emergencia LZB .
  En vehículos con MVB (por ejemplo, serie 185 ), el MFA ha sido reemplazado por un DMI (Driver Machine Interface). El DMI ofrece una mayor flexibilidad en términos de diseño.

El consorcio LZB 80 (Siemens y Thales) produjo cuatro generaciones de hardware para el dispositivo integrado:

• LZB 80/8: Sistema basado en Intel 8085
• LZB 80/16 CE: Sistema basado en Intel 80186
• LZB 80/16 CE MVB: Sistema basado en Intel 80386
• LZB 80E: Sistema con MVB basado en Intel Pentium M o Celeron M

También hay implementaciones de hardware de Bombardier y módulos de transmisión específicos de Thales y Siemens .

Resumen de señalización

Además de los valores de referencia, el punto de ajuste y la velocidad objetivo, así como la distancia objetivo, también se pueden transferir otras órdenes a través del LZB:

• Procedimiento de finalización de LZB: Como mínimo 1700 m antes del final de la LZB, el conductor debe reconocer el próximo final del control de línea y confirmar que estará prestando atención a las señales fijas y las velocidades del horario de ahora en adelante . Un extremo de luz indicadora amarilla señala el final de la guía LZB después de que la distancia objetivo ha expirado.
• Pedido de sustitución de LZB: en caso de interrupciones, el despachador puede dar una orden de sustitución para continuar conduciendo en una parada de LZB. La luz indicadora E / 40 se enciende en la cabina del conductor, la velocidad objetivo y la velocidad objetivo están limitadas a 40 km / h, la distancia objetivo corresponde a la validez del pedido de reemplazo.
• Orden de precaución de LZB: el despachador también puede ordenar la conducción a la vista a través de LZB. La luz indicadora V / 40 luego parpadea en la cabina del conductor , que cambia a una luz fija después de ser reconocida por el conductor del motor. La distancia objetivo y la velocidad objetivo se oscurecen después del reconocimiento por parte de Tf y Vsoll muestra 40 km / h. Aproximadamente 50 metros después de pasar el bloque LZB, aparecen las nuevas variables de referencia con la distancia objetivo y la velocidad objetivo. La orden de conducir a la vista, sin embargo, se aplica hasta 400 metros después de la siguiente señal principal.
• Para la nueva línea Colonia - Rin / Main inaugurada en 2002, se introdujo una reducción selectiva de la velocidad máxima de los vehículos sensibles a los vientos cruzados . Después de que los trenes ICE 3 utilizados en operación regular demostraron ser menos sensibles a los vientos cruzados de lo que se suponía, esta funcionalidad ya no se usa en la operación regular.
• No había suficientes vehículos presurizados disponibles para que las primeras secciones nuevas entraran en funcionamiento. Los vehículos sin protección contra la presión fueron reconocidos por la LZB a través de una configuración en el controlador de datos del tren, y la velocidad máxima del tren se limitó posteriormente a 180 km / h. Esta opción ya no es relevante hoy.
• Otras órdenes son: disparo LZB, parada LZB, orden de conducción en vía opuesta LZB, parada de emergencia LZB (no con CIR-ELKE), orden LZB pantógrafo inferior , orden de seguimiento LZB (solo con CIR-ELKE).

Funciones adicionales

El LZB también puede mostrar automáticamente el aumento en el límite de sobrecorriente (consumo de corriente máximo permitido) del tren y la liberación del freno de corrientes parásitas en las nuevas líneas Colonia - Rin / Main y Nuremberg - Ingolstadt para frenos de servicio. En las rutas mejoradas Berlín-Leipzig y Berlín-Hamburgo , el diseño del interruptor principal en las rutas de protección también se controla a través del LZB (señales El 1 y El 2).

Se examinó un suplemento de la LZB para poder descartar con seguridad los encuentros entre trenes de pasajeros y de mercancías en los túneles de las líneas de alta velocidad Hannover - Würzburg y Mannheim - Stuttgart ( prohibición de cruzar túneles ). En particular, esto podría aumentar la velocidad máxima permitida en túneles de 250 a 280 km / h. Se haría una distinción entre trenes de mercancías y de pasajeros según el ajuste del tipo de frenado en la computadora del vehículo LZB. Las señales delante de las entradas de los túneles asumirían la función de las llamadas señales de puerta para evitar que los trenes de pasajeros y mercancías crucen los túneles.

En 1976 y 1980, se llevaron a cabo pruebas de conducción ATO en la ruta de prueba LZB entre Baden y Koblenz . En España, entre 1977 y 1979 hubo viajes ATO entre Madria-Atocha y Pinar de las Rozas de forma regular con pasajeros. El desarrollo se detuvo por razones de costo y debido a la introducción de ETCS.

Funciones no implementadas

No se implementaron otras consideraciones para expandir la funcionalidad LZB:

• La concepción global de la LZB contemplaba la posibilidad de una posterior inclusión de tareas de control operativo central y control automático de trenes. También se tuvo en cuenta la posibilidad de señalar velocidades más bajas a los vehículos cuando la ruta estaba densamente ocupada para permitir una operación más suave y con ahorro de energía.
• Se consideró la posibilidad de establecer automáticamente un límite de velocidad de 60 km / h al final de esta sección cuando se acciona el freno de emergencia en una sección con anulación del freno de emergencia a través de LZB . Esta opción se planeó para usar en las nuevas líneas que estaban a punto de abrir a fines de la década de 1980, pero no se implementó.
• Una opción era limitar la velocidad máxima a la que los trenes de mercancías y pasajeros pueden reunirse en los túneles. Para los trenes de mercancías se habría establecido un tope móvil de límite de velocidad de una longitud definida. Dado que los encuentros de trenes con trenes de mercancías y pasajeros en los túneles de las líneas de alta velocidad están excluidos según el horario, esta opción no se implementó.

funcionalidad

Localización

Cruce entre los dos conductores de línea

Como ya se describió anteriormente, los cables de línea se cruzan después de 100 ± 5 metros, i. H. el cable de línea colocado en el medio se intercambia con el cable de línea colocado en el pie del carril. Dos puntos de cruce delimitan un lugar de conducción en la LZB, en lo sucesivo denominado lugar aproximado. Los dígitos aproximados se cuentan hacia arriba en la dirección de conteo comenzando desde 1, en contra de la dirección de conteo desde -1 (255) hacia abajo. Es posible un máximo de 127 bordes gruesos por área de bucle, que tienen los números del 1 al 127 en la dirección de conteo y los números -1 (255) a -127 (129) en contra de la dirección de conteo.

La unidad de a bordo utiliza los sensores de desplazamiento para subdividir las ubicaciones aproximadas en 8 ubicaciones finas (0 a 7) con una longitud de 12,5 metros. Para compensar las tolerancias en los sensores de distancia y en el tendido de los cables de línea, la unidad de a bordo utiliza los saltos de fase en las intersecciones para contar el lugar de conducción. Cuando se reconoce el punto de cruce, el contador de ubicación fina se establece en 0 y el contador de ubicación aproximada continúa contando según la dirección de desplazamiento. La última ubicación fina en la dirección de conteo se alarga o acorta en consecuencia.

La detección óptica de las irregularidades de la superficie consideradas para influir en el tren de línea se utilizó finalmente para el equipo ETCS de las unidades múltiples ICE 1 en la década de 2010.

Para evitar errores de medición debido al desgaste de las ruedas, deslizamiento , deslizamiento y patinaje, se examinaron varios enfoques durante el desarrollo del LZB. Se recomendó una combinación de radar Doppler, detección electroóptica de irregularidades en superficies o recuento de impulsos de rueda, en cada caso combinado con detección de saltos de fase. A diferencia de la odometría de ETCS , la medición de la distancia y la velocidad del equipo del vehículo LZB es comparativamente simple y requiere un generador de impulsos de distancia y un acelerómetro sin mantenimiento.

Admisión a la LZB

Inicio de la LZB en una ruta cerca de Bremen

El requisito previo para su inclusión en el LZB es que el equipo LZB del vehículo esté listo para su uso. Además, los datos válidos del tren (tipo de frenado, capacidad de frenado en centésimas de frenado , longitud del tren, velocidad máxima del tren) deben haberse ingresado en el configurador de datos del tren.

Si un tren correspondiente entra en un área equipada con un conductor de línea, solo se incluye en la ruta LZB si la computadora del vehículo detecta un cambio en el identificador de área (BKW). El cambio del identificador de área se prepara preconfigurando bucles en puntos de entrada definidos. En los bucles preestablecidos alimentados por los dispositivos iniciales , se transmiten telegramas preestablecidos parametrizados permanentemente, que transmiten la información necesaria (número de lugar de viaje, sentido de viaje, transición al conductor de línea en el punto de 50 o 100 m) del punto de entrada. Cuando se alcanza el área LZB real, el vehículo recibe los telegramas de llamada del centro de control para el punto de entrada y responde con el telegrama de respuesta solicitado. El centro de control comienza a enviar telegramas de comando al vehículo. Dependiendo de las condiciones locales, la pantalla del MFA se enciende cuando se pasa la siguiente señal o el BKW al final del tren.

Si un vehículo entra en un área de LZB sin pasar por un bucle de preconfiguración, solo se incluirá en el LZB después del siguiente cambio en el código de área (BKW con posición básica). La unidad de a bordo recibe los telegramas de solicitud del centro de control, pero no puede responder debido a la falta de información de ubicación. Cuando se conduce el BKW, la unidad de a bordo recibe telegramas de llamada con un identificador de área modificado. El contador de posiciones de conducción se pone a cero en la unidad de a bordo (a 1 cuando se conduce en la dirección de conteo / -1 cuando se conduce en contra de la dirección de conteo) y se responden los telegramas de llamada fija para el punto de entrada en el BKW. La admisión a la LZB se lleva a cabo como se describe anteriormente.

operación

Durante el funcionamiento, la unidad central envía telegramas de solicitud con las variables de referencia (identificador de área, número de lugar de viaje, sentido de viaje, curva de frenado e información de destino) al vehículo. El vehículo transmite sus datos de tren en el telegrama de respuesta (reconocimiento de ubicación del conductor, carácter de frenado, ubicación precisa y velocidad). A partir de los datos del vehículo informados, el estado de la ruta transmitido por el enclavamiento (configuración de interruptor / señal) y los perfiles de ruta almacenados en el centro de control, el centro de control determina los comandos de viaje y los transmite al vehículo con el siguiente telegrama de solicitud. Aquí están señalizados en la cabina del conductor. Cada tren se llama de dos a cinco veces por segundo, dependiendo del número de trenes guiados por LZB.

Si la unidad a bordo no reconoce uno o dos puntos de intersección, se simula un punto de intersección en el punto de 100 m utilizando los sensores de desplazamiento. Si se reconoce el siguiente punto de cruce, puede continuar conduciendo bajo la guía de LZB. Si no se reconocen más de tres intersecciones consecutivas, es decir, se alteran dos bucles cortos seguidos, el vehículo se sale de la guía LZB.

Debido al rendimiento limitado de los dispositivos de vehículo LZB anteriores, la curva de frenado en el LZB todavía se calcula en el centro de control de ruta y se transfiere al vehículo en forma de un número de código y un segmento de curva de frenado estandarizado.

Las locomotoras y los vagones de control tienen un número de vehículo claramente asignado para la operación de LZB.

Determinación de la velocidad objetivo

Representación del objetivo y velocidad de seguimiento.

La tarea principal del LZB es especificar y controlar la velocidad permitida. Para ello, el centro de control de ruta transmite una variable de referencia XG y el parámetro de frenado subyacente al vehículo. La variable de referencia caracteriza la distancia de frenado hasta un punto de parada. En caso de cambio de velocidad, este punto de parada también puede ser ficticio. El vehículo puede calcular continuamente la velocidad objetivo (en m / s) a partir de la variable de referencia (XG) y la desaceleración de frenado (b), teniendo en cuenta la distancia recorrida:

${\ Displaystyle V _ {\ rm {soll}} = {\ sqrt {2 \ cdot b \ cdot (XG-s)}}}$

El diagrama muestra el cambio en la velocidad máxima permitida (aquí de 300 km / ha 200 km / h) y el frenado hasta detenerse. La parábola de frenado se coloca de tal manera que atraviesa el punto de restricción del perfil de velocidad y termina en el punto de parada.

La placa de freno LZB ( tipo de frenado R / P, pendiente decisiva de 12,5 ‰) permite una distancia de frenado entre 1600 y 2740 m (240 o 140 centésimas de frenado [BrH]) a una velocidad máxima de 200 km / h . A 250 km / h las distancias de frenado están entre 2790 m (240 BrH) y 5190 m (140 BrH), a 280 km / h entre 3760 my 7470 m.

Tipos de telegramas (variante LZB L72 )

Solicitar telegrama

El telegrama de llamada tiene una longitud de 83 bits en 83,5 pasos de tiempo, y el tercer bit toma 1,5 pasos de tiempo para la sincronización. Un telegrama de solicitud consta de:

• Sincronización (cabezal de sincronización (1-0-1-0-1; 5,5 pasos de tiempo), paso de inicio (0-1-1; 3 pasos de tiempo))
• Dirección (identificador de área (α… ε, A1… A3; 3 bits) y número de ubicación (1–127, 255–129; 8 bits))
• Información de seguridad (sentido de la marcha (adelante / atrás, 1 bit), forma de la curva de frenado / (parábola; 2 bit) y número (1 ... 10, A, B; 4 bit))
• Información de freno (ruta de notificación previa (0… 1550 m; 5 bits), variable de referencia XG (0… 12787 m; 10 bits))
• Información del objetivo (distancia (0 ... 12700 m; 7 bits) y velocidad del objetivo (0 ... 300 km / h; 6 bits))
• Mostrar información (señal (parada de emergencia, ... 3 bit) e información adicional ( El 1 , El 3 ; 5 bit))
• Información auxiliar (tipo de telegrama de respuesta solicitado (respuesta 1 ... 4; 2 bits), bloque parcial / completo (1 bit), punto de recorrido lento oculto (sí / no; 1 bit), identificador de fin de telegrama (bin: 01 / bin: 11; 2 bits))
• Reserva 7 bits
• Verificar suma ((CRC; 8 bit), del sexto bit, polinomio generador )${\ Displaystyle p = x ^ {8} + x ^ {7} + x ^ {2} +1}$

Telegramas de retroalimentación

Los telegramas de retroalimentación desde el vehículo al centro de control tienen una longitud de 41 bits y están asegurados con una suma de verificación de 7 bits (generada a partir del cuarto bit, polinomio generador ). Los contenidos útiles se enumeran a continuación: ${\ Displaystyle p = x ^ {7} + x ^ {5} + x ^ {3} +1}$

Telegrama tipo 1

• Tipo de telegrama
• Recibo del lugar de conducción (confirmación de la dirección del vehículo)
• Características de frenado (tipo de frenado y capacidad de frenado)
• Excelente ubicación dentro de las secciones de 100 m (0-87,5 m en pasos de 12,75 m)
• Velocidad (0-315 km / h en pasos de 5 km / h)
• Mensajes de funcionamiento y diagnóstico (un total de 28 posibles, por ejemplo, emergencia de pasajeros , atropello de parada de LZB , freno de emergencia , mantenimiento necesario , ...)

Telegrama tipo 2

• Tipo de telegrama
• Recibo de ubicación del conductor
• Carácter de frenado (tipo de frenado y capacidad de frenado)
• Feinort
• Velocidad máxima del tren (0-310 km / h)
• Longitud del tren (0-787,5 m en pasos de 12,75 m)

Telegrama tipo 3

• Tipo de telegrama
• Matrícula de la administración ferroviaria
• Número de tren

Telegrama tipo 4

• Tipo de telegrama
• serie de modelos
• número de serie
• Longitud del tren

Transmisión de telegramas

Los telegramas se transmiten desde el centro de control en la dirección del vehículo mediante modulación de frecuencia de una frecuencia portadora de 36 kHz con una desviación de frecuencia de ± 0,6 kHz. La velocidad de transmisión es de 1200  baudios . En la dirección opuesta de transmisión, la frecuencia portadora es 56 kHz, la desviación de frecuencia es ± 0,2 kHz y la velocidad de transmisión es 600 baudios. Por tanto, los telegramas tardan algo menos de 70 ms en ambas direcciones. Un ciclo que consta del telegrama de solicitud, procesamiento y telegrama de respuesta tarda 210 ms.

Versiones más recientes de LZB

En las versiones LZB LZB CE1 y LZB CE2 para CIR-ELKE , se ha ampliado la estructura de telegramas para las nuevas funciones. Los cables de línea, la estructura del bucle y la computadora se mantuvieron sin cambios. Las longitudes de los bucles y el software tuvieron que adaptarse a las nuevas tareas.

Fin de un recorrido LZB, regreso / transición a la señal / recorrido PZB

Si un vehículo de tracción se acerca al final de una sección equipada con un conductor de línea, esto se indica al conductor en la cabina del conductor. Después de que se haya confirmado este llamado procedimiento de finalización , el tren es impulsado nuevamente por señales y, por lo tanto, el conductor debe observar nuevamente las señales y las velocidades de acuerdo con el horario del libro .

Sin embargo, también hay incidentes en los que se produce de forma inesperada una descarga del LZB mientras se conduce por un tramo equipado con él. Este es el caso de las averías en el equipamiento del vehículo, así como de las llamadas averías de transmisión, que se deben principalmente a breves interrupciones en la transmisión de radio entre el cable de línea y la antena del vehículo o averías en la infraestructura. La falla más común es la falla de un bucle corto debido a la interrupción mecánica del cable de línea. Una falla en la transmisión se informa al conductor de manera óptica y acústica, y una falla en el circuito se informa al despachador responsable.

En estos casos, se ejecuta un programa de emergencia en el equipo del vehículo. La unidad vehicular simula hasta tres intersecciones no detectadas del conductor de línea, especialmente porque la distancia objetivo, la velocidad objetivo y la velocidad actualmente permitida se conocían antes del fallo de la transmisión. Si se vuelve a reconocer el siguiente punto de cruce, el tren puede continuar su viaje sin ser molestado. Si la transmisión no se restablece, se le indica al conductor que frene a una llamada velocidad de falla dentro de una llamada ruta de falla . Este mensaje debe ser reconocido por el conductor, de lo contrario se produce un frenado de emergencia hasta la parada. El tamaño de esta velocidad de falla y la longitud de la distancia de falla son determinados por el equipo del vehículo en base a varias especificaciones de la situación local respectiva. Si el tren circula en modo de bloque completo, esta velocidad es de 160 km / h. Una vez alcanzados, el tren sigue funcionando, guiado por señales, teniendo en cuenta el horario del libro. Un tren que circula en modo de bloque parcial debe detenerse porque el tren actual ya no está cubierto por las unidades de bloque LZB.

Después de una parada debido a un mal funcionamiento del LZB, el viaje continuará con una orden por escrito del despachador . Esto último se aplica básicamente antes de que pueda continuar conduciendo después de que la LZB no lo haya planeado y, por lo tanto, haya tenido que frenar hasta detenerse. Una reanudación en la gestión de LZB solo puede tener lugar en el siguiente cambio de identificador de área, porque la posición del tren solo se conoce claramente en este punto. Hasta esta reanudación, la unidad de a bordo recibe los telegramas de llamada del centro de control de ruta, pero no responde.

Principales líneas ferroviarias equipadas con LZB

A principios de 2006, 2.920 kilómetros de vías estaban equipados con LZB o se estaban modernizando en toda Europa. Se estaban construyendo alrededor de 400 kilómetros de ruta, en Alemania, Austria y España. En Alemania había 34 centros LZB (1580 km) con LZB L72 en funcionamiento, otros 5 centros (aprox. 155 km) con LZB CE I y 11 centros (515 km) con LZB CE II. En España había once centros L72 Acerca de 530 km de ruta en funcionamiento, en Austria tres centros LZB con unos 140 km. En el lado de los vehículos, alrededor de 2.600 vehículos en Deutsche Bahn fueron equipados con LZB por el consorcio LZB 80 de Alcatel TSD y Siemens.

Alemania (DB)

En los primeros días del tráfico de alta velocidad en la red DB, el LZB era el requisito básico para operar a más de 160 km / h, siempre que las condiciones de la ruta (estado de la superestructura, vías , línea aérea, etc.) lo permitieran. esta velocidad.

Las siguientes líneas actualizadas y actualizadas y las nuevas líneas de Deutsche Bahn están (a partir de 2014) equipadas con LZB:

En el curso de la segunda línea troncal de Munich , el control del tren de la línea se instalará en la estación Munich-Pasing y en las líneas S-Bahn al oeste de la misma. El inicio de la construcción está previsto para 2024, la puesta en servicio debería tener lugar a más tardar junto con la segunda línea principal.

S-Bahn de Múnich (DB)

Para lograr un tiempo de avance de 90 segundos (incluido un búfer de 18 segundos), la línea principal del S-Bahn de Munich estaba equipada con LZB cuando se puso en servicio en 1972. Hasta finales de la década de 1960, todavía se planeaba conducir dentro de la distancia de frenado (utilizando el monitoreo automático de fin de tren de los vehículos). En un centro de control, una computadora debe calcular la velocidad de viaje más favorable para cada tren en función de la ocupación de la línea y transmitirla al dispositivo de visualización de la cabina del conductor a través del conductor de línea para lograr el estilo de conducción más económico. El requisito de potencia también debe suavizarse sobre el LZB para que no arranquen muchos trenes al mismo tiempo. Para el S-Bahn de Munich, se adoptó la tecnología LZB utilizada en la línea ferroviaria Munich - Augsburg, ligeramente modificada. En una segunda etapa, el LZB debía extenderse a toda la red de S-Bahn y, en la etapa final, debía proporcionarse un funcionamiento totalmente automático con viajes de tren automáticos y control automático de las operaciones.

Este LZB fue diseñado técnicamente para un tiempo mínimo de cabecera de tren de 90 segundos (40 trenes por hora y dirección), incluida una tolerancia del 20%, y se cambió varias veces en la década de 1970:

• El LZB instalado en 1972 solo se utilizó en funcionamiento de prueba. La distancia mínima entre el extremo del tren del S-Bahn en frente y la punta del siguiente tren S-Bahn fue de al menos 12,5 metros de tolerancia del final del tren + 25,0 metros de distancia de deslizamiento + 37,5 metros de protección. distancia (75,0 metros en total). Los bucles del conductor de línea se cruzaron aproximadamente cada 100 metros para calibrar la medición de la distancia , en el área de la estación más a menudo con un punto de cruce LZB cada 6,25 metros antes del punto de parada del objetivo operativo. Además, cada 12,5 metros había otra localización fina en el volante, cada punto de control podía controlar un máximo de 9 trenes con una distancia máxima de transmisión de 12,7 kilómetros. La señalización debe realizarse mediante la señalización de la cabina del conductor , cuyos puntos objetivo podrían elegirse muy cerca y la velocidad objetivo podría mapearse en pasos de 100 metros. La detección de vías libres se proporcionó mediante el control automático de la cola del tren y la localización fina cada 12,5 metros transmitiendo el número de sección al dispositivo de línea LZB; por lo tanto, una minimización de la secuencia de trenes solo fue posible directamente entre dos trenes equipados con este LZB.
• En la década de 1970, el LZB de 1972 se modificó debido a que no era aplicable a trenes que no fueran LZB, por lo que cada tramo de andén de 210 metros de largo se dividió en dos secciones de detección de desocupación de vías para permitir un seguimiento. tren para subir después de que la mitad del área del andén haya sido despejada, con un tiempo de avance mínimo más alto que antes. Esta modificación tampoco entró en funcionamiento con regularidad.
• A finales de la década de 1970, el LZB, que se construyó en 1972 y luego se modificó, finalmente se adaptó al sistema de señal H / V utilizado desde 1972, similar al antiguo LZB de larga distancia , que originalmente estaba pensado solo como reserva. sistema de señales . Solo algunos de los trenes S-Bahn con LZB funcionaron con regularidad hasta que fue desmantelado en 1983.

Debido a la baja disponibilidad, los altos costos de mantenimiento y la falta de beneficios operativos, este sistema fue dado de baja y desmantelado en 1983. Optimizando el sistema de señalización H / V, se podría lograr un rendimiento de 24 trenes por hora incluso sin el uso de LZB.

El LZB volvió a funcionar en diciembre de 2004, basado en nueva tecnología, con el fin de aumentar el rendimiento de 24 a 30 trenes por hora y sentido, la capacidad técnica es de 37,5 trenes por hora y sentido. Desde 2018, se han equipado con LZB más unidades múltiples de la clase 420.

Austria ( ÖBB )

Ferrocarril occidental :

• St. Pölten - Ybbs an der Donau (km 63,5 - km 107,3)
• Amstetten - Linz Kleinmünchen (km 125,4 - km 183,3)
• Estación central de Linz - Attnang-Puchheim (km 190,5 - km 240,4)

A partir de 1991, el Westbahn se equipó con LZB, inicialmente entre las estaciones principales de Linz y Wels.

Suiza (SBB)

En la década de 1970, dos líneas de la red de los Ferrocarriles Federales Suizos (SBB) fueron equipadas con control de trenes de línea a modo de prueba. Por razones que no se especificaron con más detalle, se interrumpieron ambos intentos y se prescindió de cualquier aplicación adicional.

A finales de 1971, SBB encargó a Standard Telephon & Radio AG (STR) equipar la rampa sur de San Gotardo entre Lavorgo (ubicación de la sede de la ruta) y Bodio con el sistema LZB L72 de SEL . Al mismo tiempo, Brown Boveri AG recibió el encargo de desarrollar una unidad de a bordo para seis locomotoras Re 4/4 ^II . También se equiparon los trenes regionales RABDe 8/16 . El sistema se probó por primera vez en septiembre de 1974. El 1 de julio de 1976, SBB se hizo cargo de los sistemas fijos. Cada día, alrededor de 15 trenes circulaban por la ruta bajo la guía de LZB. Este sistema ya tenía en cuenta la pendiente de la ruta en el cálculo de la distancia de frenado y contaba con cuatro subbloques conocidos como “rutas de bloques virtuales”. Si bien el sistema correspondía en gran medida al sistema utilizado en la línea Bremen - Hamburgo, SBB optó por un sistema de tendido diferente (según la norma A3 de la UIC en lugar de B3).

El LZB en Suiza sirvió para lograr tiempos de avance más cortos , no para aumentar la velocidad de viaje. Otra fuente destaca el aumento de la seguridad de las operaciones ferroviarias como objetivo fundamental. La variante LZB utilizada también se denominó UIC-LZB . En 1978 se esperaba un estudio de rentabilidad hasta finales de 1979, según el cual se debería tomar una decisión sobre la introducción del LZB en la red suiza. El sistema no se introdujo en todos los ámbitos.

Malasia ( KLIA Ekspres )

ZSL-90 en KLIA Ekspres en Kuala Lumpur

Malasia utiliza Airport Express KLIA Ekspres de 56 km de longitud normal, el sistema conductor de línea ZSL-90 para velocidades de hasta 160 km / h.

España ( Adif )

• Madrid - Córdoba - Sevilla (nueve centros / 480 km). La línea está en funcionamiento desde abril de 1992. El LZB será reemplazado por ETCS Nivel 2 en 2025
• La terminal Madrid-Atocha también está equipada con LZB desde marzo de 2004.
• En noviembre de 2005 se puso en funcionamiento un ramal a Toledo (20 km).
• El tramo Córdoba - Antequera está en funcionamiento desde el 16 de diciembre de 2006 (dos centros / 102 km). Este tramo forma parte de la ruta Córdoba - Málaga (tres centros / 154 km). Se espera que el tercer centro entre en funcionamiento a finales de 2007.
• S-Bahn Madrid, línea C5 desde Humanes vía Atocha hasta Móstoles (dos centros / 45 km y 76 vehículos de la serie 446).

España ( EuskoTren )

Los ferrocarriles españoles de vía estrecha utilizan un sistema relacionado desarrollado para los ferrocarriles industriales alemanes:

• Bilbao-Atxuri - Durango - Zarautz - Donostia-San Sebastián - Hendaya
• Bilbao - Deustu - Lezama

Control de tren en forma de línea para vehículos subterráneos y ferroviarios ligeros

LZB la tecnología no sólo se utiliza en los ferrocarriles , sino también en subterráneos y la luz de carril vehículos . Debido a los diferentes requisitos, la tecnología utilizada difiere considerablemente de los sistemas principales en algunos casos. En particular, con los sistemas de bucle corto LZB 500 y LZB 700 de Siemens, los principios mencionados en Funcionalidad no se pueden aplicar.

Hamburguesa Hochbahn

La hamburguesa Hochbahn (HHA) fue la primera compañía en Alemania a prueba automatizado de conducción en secciones de la U1 . El objetivo era ahorrar costes y mejorar la calidad. Después de equipar la línea Ritterstraße - Trabrennbahn con un conductor de línea con bucles de 30 m de longitud, las dos unidades DT2 9388/9389 (equipo AEG) y 9426/27 (equipo Siemens) y poco tiempo después también el DT3 - Prototipo 9600/01 / 02 (una cabina de conducción con equipos AEG y Siemens cada una) Se realizaron las pruebas. En la década de 1970, se llevaron a cabo más pruebas en la tercera vía entre las estaciones de Farmsen y Berna (proyecto PUSH = sistema de automatización del metro controlado por computadora de proceso de Hamburgo). Finalmente, desde el 31 de octubre de 1982 hasta el 8 de enero de 1985, seis unidades DT3 convertidas en operación LZB circularon en servicio regular de pasajeros en la ruta de 10 kilómetros entre las estaciones Volksdorf y Großhansdorf. Después de eso, se suspendió la operación automatizada. El ferrocarril elevado no está planeando una reintroducción. Los cables de línea tendidos a lo largo de toda la red desde principios de la década de 1970 se utilizan para telefonía ferroviaria.

Metro de berlín

Los primeros intentos de influir en los trenes de línea en el metro de Berlín se realizaron en 1928 en el área de la estación Krumme Lanke y en 1958/1959 con bucles de corriente alterna de frecuencia de audio.

En la línea U9 del metro de Berlín de 1976 a 1993, algunos de los trenes fueron a LZB. Los recorridos de prueba correspondientes se completaron con éxito a partir de 1965, comenzando con la sección corta entre el sistema de barrido del jardín zoológico y la estación de metro Spichernstrasse. Además, hasta 1998, se hicieron nuevos intentos de "barrido sin conductor" para cambiar automáticamente la dirección de viaje de los trenes subterráneos detrás de la terminal. En el U9 se utilizó el sistema de bucle corto LZB 500 (denominado LZB 501 en Berlín) con bucles LZB estándar de 64 m de longitud. El LZB se cerró por razones económicas, ya que los sistemas de señalización y control de trenes existentes se consideraron suficientes para garantizar los avances del tren requeridos allí .

Se llevaron a cabo más experimentos con sistemas de control continuo de trenes y conducción automática en las líneas U2 ( SelTrac ), U4 (SelTrac) y U5 ( STAR ), con STAR utilizando tecnología de radio (control de tren por radio) en lugar de bucles de cable de línea para la transmisión de datos .

Stadtbahn Düsseldorf, Duisburg, Krefeld, Meerbusch, Mülheim an der Ruhr

Las rutas del túnel en los vehículos de tren ligero en Düsseldorf , Duisburg y parcialmente en Mülheim an der Ruhr , así como en la ruta de superficie desde Düsseldorf a través de Meerbusch a Krefeld (entre las paradas de Düsseldorf-Lörick y Krefeld-Grundend) están equipadas con Alcatel SEL. Sistema de protección de trenes LZB L90. Se realiza una operación de conducción automática con conductor, el conductor presiona un botón de inicio para la salida y monitorea el vehículo y la ruta mientras conduce sin intervenir en el control del vehículo durante el funcionamiento normal.

En un tramo sobre el suelo de la línea U 79 en Duisburg, también se coloca un conductor de línea entre las estaciones Münchener Straße e Im Schlenk, pero solo se utiliza para probar el equipamiento del vehículo. En un tramo de la superficie de la línea Düsseldorf - Krefeld (entre Luegplatz y Lörick), solo se transmite al centro de control la posición de los trenes.

Metro de Viena

También en Viena, a excepción de la línea U6, toda la red de metro ha sido equipada con un sistema de control de tren lineal, el sistema de circuito corto LZB 500 de Siemens (LZB 503/513), y ofrece la opción de conducción automática , con el conductor ejerce una función de seguimiento. En Viena se prescindió de un nivel de retroceso con señales luminosas convencionales. En el metro de Viena se utilizan bucles cortos con una longitud de 74 m.

En ambas terminales de la U4 de Viena , en Heiligenstadt desde 2000, en Hütteldorf desde 1990, todos los trenes giran automáticamente cuando el conductor se baja en la plataforma de llegada, utilizando el interruptor de llave para solicitar viajes automáticos uno tras otro, asumiendo el Vuelva a entrenar al inicio de la plataforma de salida y a lo largo de la plataforma para conducir hasta el punto de parada correspondiente. Esto último es necesario porque, a diferencia de las líneas U2 y U3 del metro de Nuremberg, no existe un control automático del área de vía en el área del andén.

Debido a los resultados satisfactorios, la estación Aspernstraße en la U2 también se equipó con un sistema de giro automático .

Metro de munich

Al igual que la de Viena, la red de metro de Múnich ha sido equipada con el sistema de bucle corto LZB 500 (LZB 502/512) desde su puesta en servicio. Fue reemplazado por la unidad de a bordo M21 alrededor de 2005.

En funcionamiento normal, la conducción diurna es para LZB. Por las tardes desde las 23.00 horas hasta el final de las operaciones, la conducción se realiza a mano, teniendo en cuenta las señales fijas, para que el conductor pueda mantenerse practicado en modo manual (la denominada conducción según señales fijas (FO) ). En el pasado, la gente conducía a mano a las 9 p.m. y los domingos. Se estipula que cada conductor debe alcanzar un cierto número mensual de horas de conducción de acuerdo con señales fijas.

Al conducir a LZB , el conductor presiona dos botones de inicio al mismo tiempo después de arrancar o después de cada despacho de tren. El conductor luego monitorea el espacio de la vía, opera las puertas, maneja el manejo del tren y está disponible en caso de un mal funcionamiento. El conductor puede conducir manualmente utilizando la velocidad máxima que se muestra en la cabina del conductor, así como con el control automático de desplazamiento / freno (AFB) ; Las señales fijas se oscurecen en ambos modos de conducción del LZB. La conmutación en función del número de tren entre conducción según señales fijas (FO) y conducción según LZB tiene lugar en la caja de señales, es decir, ahora por control remoto desde el centro de control de operaciones del metro. Si el sistema de protección del tren no funciona correctamente, se activa manualmente una señal de sustitución.

El U-Bahn de Múnich está equipado de serie con bucles LZB de 78 m de longitud, que se alargan de acuerdo con la pendiente descendente de la dirección normal de viaje. Como resultado, la distancia de frenado estándar del LZB siempre está garantizada en tres bucles LZB, al menos en la dirección normal de marcha; Se utiliza otro lazo LZB para mantener una distancia segura. Un tren de seguimiento puede moverse hasta 80 metros en un tren parado en un andén o saliendo del andén. Se pueden establecer posiciones de parada adicionales en el LZB. En el área de las estaciones de tren, debido a la longitud del andén de 120 m, los bucles LZB están dispuestos de tal manera que un camino de deslizamiento de 96 m resulta en el nivel en la señal de salida respectiva.

Actualmente se está planificando la automatización del estacionamiento y giro de trenes vacíos en sistemas de giro con la ayuda del LZB como etapa preliminar al funcionamiento totalmente automático .

Metro de Nuremberg

Con la puesta en servicio de la línea U3, el U-Bahn de Nuremberg funcionará de forma totalmente automática sin conductor. Los trenes de la serie DT3 circulan por rutas que están equipadas con control de tren lineal y ya no tienen una cabina del conductor separada, sino solo una cabina de emergencia. El sistema fue desarrollado conjuntamente por Siemens y el operador VAG Nürnberg y iba a ser el primero en todo el mundo en el que los trenes sin conductor y los trenes convencionales circulan en una sección de ruta común (que es utilizada por el U2 existente y el nuevo U3). Al principio había un representante de servicio al cliente en cada tren, pero ahora la mayoría de los trenes circulan sin acompañante.

Después de varios años de retrasos, la última operación de prueba de tres meses sin pasajeros se completó con éxito el 20 de abril de 2008 y la licencia de funcionamiento final de la autoridad de supervisión técnica se emitió el 30 de abril de 2008. En una operación de preparación paso a paso con pasajeros, que comenzó unos días después, primero los domingos y festivos, luego también los días de semana durante las horas de poca carga y finalmente todos los días después del tráfico de la hora punta de la mañana (en el que no fue posible una operación inicial debido a la secuencia de trenes demasiado densa del U2 antes del cambio de horario). La inauguración oficial de la U3 tuvo lugar el 14 de junio de 2008 en presencia del Primer Ministro de Baviera y el Ministro Federal de Transporte, la operación regular comenzó con el cambio de horario el 15 de junio de 2008. El 2 de enero de 2010, la línea U2 también se cambió a funcionamiento automático.

Aquí se utiliza la versión más avanzada del sistema de bucle corto LZB 500 de Siemens, el LZB 524 con una longitud de bucle estándar de 90 m. La detección estacionaria de vías vacías al lado de la vía solo está disponible en forma rudimentaria como nivel de reserva.

Además, la información no relevante para la seguridad de la operación sin conductor, como las órdenes para cambiar la dirección de viaje, el destino del tren y las órdenes de conducción, se transmiten a través del control del tren de línea.

Tren ligero de Londres (DLR)

El Docklands Light Railway en el este de Londres ha estado funcionando automáticamente en trenes sin cabina de conductor desde que entró en funcionamiento. Los trenes van acompañados de un empleado llamado Train Chief que se encarga de cerrar las puertas y emitir la orden de salida, pero que es el principal responsable del servicio al cliente y el control de los billetes durante el trayecto. En caso de avería, el jefe de trenes puede conducir los trenes manualmente en la cabina de un conductor de emergencia. El sistema de control de tren lineal utilizado es el sistema SelTrac fabricado por Alcatel y desarrollado a partir del LZB desarrollado por Standard Elektrik Lorenz (SEL) para Deutsche Bundesbahn .

Sistema sucesor estandarizado en toda Europa

Eurobalizas para ETCS en Wittenberg . En 2006, LZB y ETCS funcionaron a modo de prueba en la línea ferroviaria Berlín - Halle .

En la red Deutsche Bahn, el sistema de control de trenes lineales será reemplazado sucesivamente por ETCS Nivel 2 entre 2025 y 2030. El fabricante Thales descontinuó el equipamiento de vía con LZB-L72 en 2012. Las rutas existentes se convertirán a LZB-L72-CE (CIR-ELKE) en un plan de migración para 2023. Alrededor del 75% de las líneas LZB estarán doblemente equipadas con ETCS Nivel 2. Casi todas las líneas LZB seguirán siendo utilizables con LZB a bordo hasta al menos 2026. El equipo de la línea LZB se retirará gradualmente de servicio, y las últimas líneas LZB estarán fuera de servicio en 2030, ya que el fabricante solo garantiza el mantenimiento del sistema para LZB-L72-CE hasta 2030 a más tardar. Como parte de la concentración del despliegue de ETCS en el Corredor A (Rotterdam - Génova), se prevé el primer LZB / ETCS de doble equipamiento para el corredor Basilea - Offenburg. El proyecto piloto anterior ha demostrado que ETCS Nivel 2 puede asumir todos los requisitos operativos del sistema LZB, incluida la función de bloque de alto rendimiento. En el transcurso de la conversión de LZB a ETCS, es probable que varios enclavamientos existentes tengan que ser reemplazados por nuevos enclavamientos electrónicos o digitales .

El LZB es un sistema adaptado principalmente a las condiciones y requisitos alemanes. En el curso de la unificación y estandarización de los sistemas ferroviarios europeos, ETCS fue prescrito como un sistema uniforme de control de trenes dentro de la Unión Europea ; este desarrollo también es apoyado por Suiza como país sin litoral dentro de la UE. ETCS ahora se está probando en varias rutas. El LZB se gestiona como un sistema Clase B dentro de ETCS, para lo cual existe un módulo de adaptación estandarizado ( Módulo de Transmisión Específico , STM) que permite la operación de vehículos ETCS equipados para tal fin en rutas LZB. El equipamiento en paralelo de líneas con ETCS y LZB también es posible y permitido, aunque de acuerdo con la norma, el sistema ETCS debe asumir el papel de liderazgo relacionado con la seguridad.

En el caso de equipos en paralelo, existe la opción de colocar la entrada ETCS (baliza de inicio) en el sentido de la marcha delante del bucle de preajuste LZB. Si, por otro lado, las balizas iniciales se encuentran detrás del inicio LZB en la dirección de viaje, la transmisión de datos LZB se interrumpe cuando se registra en ETCS. Para evitar mensajes de error, se requiere un centro de control CIR-ELKE-LZB con adaptaciones especiales. Para la transición de ETCS a LZB, se solicita a la unidad de a bordo ETCS que cambie el sistema mediante una baliza de anuncios; para la transición de LZB a ETCS, se utilizan balizas de anuncios o de transición. Además de esta transición automática, también es posible una transición manual entre los sistemas de control del tren activados por el conductor. Si bien es posible una transición directa de LZB a ETCS Nivel 2, se requiere una sección intermedia con PZB para la transición de ETCS Nivel 2 a LZB.

En España, hacia 2006, se equiparon 64 unidades múltiples series 102 y 103 con unidades embarcadas ETCS, en las que el LZB está integrado como un sistema nacional adicional de control de trenes (STM).

enlaces web

Wikcionario: control de trenes en forma de línea: explicaciones de  significados, orígenes de palabras, sinónimos, traducciones

• Descripción de la LZB, fotos del MFA
• Mapa de las rutas equipadas con control automático de línea (incompleto) en OpenRailwayMap

literatura

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