Кіріспе
PZB немесе Indusi – Германия, Австрия, Словения, Хорватия, Румыния, Израиль, Сербияда, Венгрияның екі желісінде, Ұлыбританияның Тайн және Уэр метросында және бұрынғы Канаданың Триллиум желісінде қолданылатын үзілісті кабиналық сигнализация және пойызды қорғау жүйесі. Германияда жасалған, тарихи қысқаша атауы Indusi – неміс тіліндегі Induktive Zugsicherung ("индуктивті пойызды қорғау") деген сөзден шыққан. Жүйенің кейінгі нұсқалары PZB (неміс тіліндегі Punktförmige Zugbeeinflussung, сөзбе-сөз "нүктелік пойызға әсер ету", "үзілісті пойызды қорғау" немесе ресми түрде "үзілісті автоматты пойыз жүргізуді басқару") деп аталды, бұл PZB/Indusi жүйесі сол кезде енгізілген LZB (неміс тіліндегі Linienzugbeeinflussung, сөзбе-сөз "сызықтық пойызға әсер ету") сияқты үздіксіз пойызды басқару жүйелерімен салыстырғанда, үзілісті пойызды басқару жүйелерінің бір тобы екенін көрсетеді. Алғашқыда Indusi ескертулер беріп, ескерту назарға алынбаған жағдайда ғана тежеуді күштендірді (дәстүрлі автоматты пойыз тоқтату жүйесіне ұқсас). Кейінгі PZB жүйелері пойыз компьютеріне сүйене отырып, күштірек бақылауды қамтамасыз етеді.
PZB or Indusi is an intermittent cab signalling system and train protection system used in Germany, Austria, Slovenia, Croatia, Romania, Israel, Serbia, on two lines in Hungary, on the Tyne and Wear Metro in the UK, and formerly on the Trillium Line in Canada. Developed in Germany, the historic short name Indusi was derived from German Induktive Zugsicherung ("inductive train protection"). Later generations of the system were named PZB (short for German Punktförmige Zugbeeinflussung, literally "punctiform train influencing", translated as "intermittent train protection" or officially "intermittent automatic train running control"), highlighting that the PZB/Indusi system is a family of intermittent train control systems, in comparison with the continuous train control systems including LZB (German Linienzugbeeinflussung, literally "linear train influencing") that were introduced at the time. Originally, Indusi provided warnings and enforced braking only if the warning was not acknowledged (similar to traditional automatic train stop). The later PZB systems provide more enforcement, relying on a train computer.
Тарих
Пойыздарды қорғау үшін магниттік индукциямен жүргізілген тәжірибелер 1908 жылға дейін жетеді. Дегенмен, барлық алғашқы прототиптерге жол бойында электр қуатымен қамтамасыз ету қажет болды, бірақ ол кезде кең таралған механикалық араластыру станцияларында мұндай мүмкіндік болмады. Параллель зерттеулер оптикалық тану құралдарын қарастырды (неміс тілінде Optische Zugsicherung / OPSI); алайда, линзалардағы кір мен шаңнан туындаған тұрақсыздық салдарынан бұл әрі қарышта дамытылмады. 1931 жылдан бастап, даму электр қуаты қажет етпейтін индукциялық пойызды қорғау жүйесіне (Indusi) бағытталды. Параллель түрде, Швейцария 1933 жылы ұқсас идеяларға негізделген Integra Signum жүйесін енгізуді бастады. Швейцария жүйесі резонанстық жиілікті пайдаланбады, бірақ пойыз жеткілікті жылдамдықпен қозғалғанда ғана сигнал ретінде анықталатын статикалық магниттеуді қолданды. Жиілікті индукция әдісі артық деп есептелсе де, неміс жүйесі локомотивтерге жиілік генераторларын орнатуды талап етті, бұл бу локомотивтері басым түрі болған кезде қиын міндет болып саналды. Indusi жүйесі 1934 жылы Германияда қолданысқа енгізілді, ал жүйе Австрияға және Германияның кедендік одағы кезінде теміржол тарихында Германиямен ортақ тамыры бар тарихи Австро-Венгрия империясының елдеріне тарады.
I 34-тармақ
Негізгі Индюси жүйесі 1934 жылы Германияда қолданысқа енгізілді, бірақ ол осы атпен танылмады (толық атауы "индуктивті Zugsicherung" болған) және "I 34" деген қысқарту да кейіннен берілген атау. Алғашқы сынақтарда тек пойызды тоқтату функциясы пайдаланылды (кейінгі өңдеулерде 2000 Гц сигналы) – 1934 жылдың соңына қарай 165 локомотив Индюси детекторымен жабдықталды және 4500 км теміржол индукторлармен қамтамасыз етілді. Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталғаннан кейін жүйе бұрынғысынша жұмыс істемеді, ал 1944 жылы 870 локомотивтің жабдықтары және 6700 км теміржолдағы Индюси сигналдары ресми түрде өшірілді. 1947 жылы локомотивтердің Индюси резонаторлары, сондай-ақ батыс оккупациялық аймақтарындағы 1180 км теміржол желісі қайта іске қосылды.
I 54-тармақ
Неміс Бундесбаны 1954 жылы қазіргі заманғы Индуси жүйесінің жұмысын стандарттау жөніндегі жұмыстарды бастады, нәтижесінде Индуси I 54 спецификациясы жасалды. Бұл үш моторды қажет етпейтін, тек бір транзисторлық жиілік генераторы және үш жиілікті параллель түрде таратуға арналған төменгі деңгейдегі аудио кроссоверді қамтитын жаңа жиілік генераторын қамтиды.
I 60
1960 жылдары жасалған шағын жақсартулар "Индзи I 60" жүйесіне әкелді. 1000 Гц жиілікті индуктор кездескенде, машинист төрт секунд ішінде ескерту сигналын растауы тиіс еді. Сонымен қатар, пойыздың белгілі бір уақыт ішінде белгіленген жылдамдыққа дейін баяулағанын тексеру үшін кері санау басталатын болды. Локомотив қандай пойызды тасымалдап жатқанына байланысты, жүйені қолмен үш режимнің біріне ауыстыруға болады: жүк пойызы, төмен жылдамдықты және жоғары жылдамдықты жолаушылар пойызы. Әрбір режимде жүйе пойыздың рұқсат етілген ең жоғары жылдамдығы мен тежегіш қасиеттеріне сүйене отырып, әртүрлі жылдамдық қисығын есептейтін. Алғашқы I 60 жүйесі бірқатар жағдайларда жеткіліксіз екенін көрсетті, сондықтан ол бірнеше рет жаңартылып, нәтижесінде жаңартылған I 60R стандарты құрылды.
I 60R
Linienzugbeeinflussung (LZB) жүйесін енгізумен Deutsche Bundesbahn локомотивтері микропроцессорлық LZB/I 80 пойыз қауіпсіздігі жүйесімен жабдықталды. Олар 1980 жылдан бастап Indusi сигналдарын қабылдай алды. Бұл жүйемен алынған тәжірибе барлық локомотивтерде микропроцессорларды талап ететін Indusi I 60R жүйесін жасауға әкелді. Белгілі бір уақыт мезеттерінде белгілі бір жылдамдықтарды тексерудің орнына, жаңа жүйе жылдамдық пен уақыттың графигін үздіксіз бақылады. Егер пойыз графикте рұқсат етілген жылдамдықтан жоғары жылдамдықпен жүрсе, кез келген уақытта тоқтату шарасы қолданылуы мүмкін.
PZ80
PZ80 – ГДР-де орналасқан Geräte und Reglerwerk Teltow компаниясының тәуелсіз әзірлемесі. Deutsche Reichsbahn-ға тиімді пойыз қауіпсіздігі жүйелері қажет болды. Олар Батыс Германияның Siemens компаниясынан толыққандай ескірген I 60 жабдықтауын тоқтатуды және румындық I 60 Icret импортын алмастыруды мақсат етті. PZ80 барлық Indusi 60 режимдерін, сондай-ақ жылдамдықты 10 км/сағ қадаммен басқару, үздіксіз тежеу қисықтары және шектеу режимі сияқты бірқатар жаңа режимдерді қолдады. 1990 жылы әзірлеуші Treuhand институты арқылы Siemens компаниясына сатылды. Осы жүйе алдағы PZB90 жүйесінің негізі болды.
PZB90
PZB90 – 1990 жылдардың ортасында қолданысқа енген жаңа нұсқа. Екі апаттың нәтижесінде жаңа "шектеу режимі" енгізілді. Екі жағдайда да пойыз жоспарланған бекетте тоқтаған. Бірақ сигнал әлі де қызыл түспен көрсетіліп тұрғанда пойыз қайтадан жылдамдық алды. Пойыз шығу сигналына жеткенде, 2000 Гц индукторының автоматты тежеуіне қарамастан, оның жылдамдығы екінші пойызбен соқтығысуға жеткілікті болды. Жаңа шектеу режимі қызыл сигналға жетпес бұрын тоқтаған пойыздың жылдамдығын шектейді. Қазіргі таңда, пойыздар белсенді 1000 Гц индукторынан кейін тоқтағанда 45 км/сағ, ал белсенді 500 Гц индукторынан кейін тоқтағанда 25 км/сағ жылдамдықпен шектеледі.
Бағдарламалық қамтамасыз ету 1.6
PZB90 бағдарламалық жасақтамасының 1.6 нұсқасына жаңарту тежеу қисықтарына маңызды өзгерістер енгізді: көптеген пойыз түрлері үшін мақсатты жылдамдық төмендетілді, ал уақыт аралығы ұзартылды. Бұл бұрынғы, белгілі интервалдармен жұмыс істейтін "Индуси" ережесінен айырмашылығы. Жаңа бағдарламалық жасақтама нұсқасы тең емес уақыт аралықтарын қолдана алады, мысалы, O типті пойыз 23 секундтан кейін 85 км/сағ жылдамдыққа ие болуы керек, бұрын бұл көрсеткіш 20 секундтан кейін 95 км/сағ болған. Жаңа тежеу қисықтары қауіпсіздік пен тиімділік арасындағы оңтайлы тепе-теңдікті табу үшін кең ауқымды симуляциялар нәтижесінде анықталды, осы арқылы пойыз қозғалысы жақсартылды. Тағы бір өзгеріс ескерту функцияларымен байланысты: егер шектеу режимі тағы 1000 Гц-қа ұзартылса және бұрынғы ескерту сигналы расталған болса, кабина сигналы қосылмайды. Тоқтағаннан кейін бастау алғанда, көптеген шектеу режимдерін ("PZB frei" батырмасы арқылы) босатуға болар еді, себебі олар тек уақытқа негізделген. Бірақ 1.6 нұсқасынан бастап PZB шектеу режимін босатуға болмайтын учаскенің нақты ұзындығы бақыланады. Бұл 1000 Гц жиылмалы индукторлары бар теміржол станцияларында өзгерістерге алып келді.
Бағдарламалық қамтамасыз ету 2.0
PZB90 бағдарламалық жасақтамасының 2.0 нұсқасына жаңартуы пойыз басқаруының кейбір ерекше жағдайларын өзгертті. Бұрын, локомотивтің бағытын алға-артқа және қайта алға ауыстыру арқылы кез келген шектеу режимін жоюға болатын. 2.0 нұсқасынан бастап, бұл жүйе күштеп қойылған жылдамдық шектеуін есте сақтайды. Тағы бір өзгеріс – пойыз индуктордың үстінде тоқтағанда туындайтын ақаулық. Бұл ақаулықты жою үшін тек қана ақауды қалпына келтіру қажет, бірақ соның салдарынан сыртқы сигнализациядан келген барлық жылдамдық шектеулері де алынып тасталады.
2000-Гц-тағы авариялық тоқтату
Егер пойыз тоқтату сигналын бұзып өтіп кетсе, ол 2000 Гц индукторға соқтығып, дереу төтенше тоқтату жүзеге асырылады (егер бұзылмаса, төменде қараңыз). Тоқтату сигналынан кейінгі қашықтыққа байланысты пойыз қауіпсіз тоқтатылуы мүмкін. Әрбір пойыздың салмағы мен тежегіш қабілеті әртүрлі болғандықтан, бұл тек қызыл сигналда сақталуға тиіс белгілі бір ең жоғары жылдамдық негізінде ғана растала алады. Алғашқы Indusi протоколы әрбір негізгі визуалды сигналға 2000 Гц индукторды орналастырды, ол дереу тоқтату үшін қызыл сигналды көрсетуі мүмкін. Егер пойыз жүргізушісі қызыл сигналды бұзып өтіп кетсе, төтенше тоқтату шартсыз түрде қолданылады. 1000 Гц индукторы – бұл шартты шектеу, ол көбінесе әрбір алыс сигналда орналастырылады, ол келесі қызыл сигналға нұсқау беретін сары сигналды көрсетуі мүмкін. Алғашқы Indusi протоколында пойыз жүргізушісі 4 секунд ішінде дабыл дыбысын растауы керек, әйтпесе пойыз автоматты түрде тоқтатылады. Сары сигналға сүйене отырып, пойыз жүргізушісі жылдамдықты төмендетуі керек, сонда тоқтату сигналынан кейінгі қашықтық пойызды қауіпсіз тоқтату үшін жеткілікті болады. Жылдамдық шектегіші бар (кем дегенде I60R нұсқасынан бастап) Indusi жүйесі осы жағдайда белгілі бір уақыттан кейін ең жоғары жылдамдықты сақтайды, ал ең жоғары жылдамдық пойыз түріне байланысты болады. 500 Гц жиілігі көбінесе теміржол станцияларының жанында немесе негізгі сигналға жақында кездеседі – ол 1000 Гц индукторынан төмен жылдамдық шегін белгілейді. Визуалды сигналдар пойыз қозғалыста болғанда өше алады, яғни сары сигналдан өткеннен кейін қызыл сигнал болмайды, сондықтан пойыз жүргізушісі жылдамдық шектеулерінен арылу үшін батырманы басып, алдындағы бос учаскеге жылдамдықпен жүре алады.
Жылдамдық тұзақтары
70 км/сағ-тан жоғары жылдамдық шектерін тұрақты 1000 Гц индукторларды пайдаланып күшпен жүзеге асыру мүмкін емес, себебі бұл көптеген немесе барлық пойздардың жылдамдығын шектеуден айтарлықтай төмендетіп жібереді. Сондықтан, осы шектеулерді сақтау үшін екі түрлі жылдамдық бақылау құрылғысы қолданылады. Екі түрі де бірдей принцип бойынша жұмыс істейді: пойыз анықталғаннан кейін, белгілі бір уақыт өткен соң қосылған 1000 немесе 2000 Гц индукторы өшіріледі. Пойыздың жылдамдығына байланысты, пойыз индуктордан белсенді немесе белсенді емес күйде өтеді. Жылдамдық шектеуі 80 немесе 90 км/сағ болғанда: Жылдамдық бақылау құрылғысы 1000 Гц индукторын пайдаланады және қашықтықтағы сигналда орналасқан. Егер пойыз сигналда көрсетілген жылдамдықтан +15 км/сағ артық жылдамдықпен (яғни 95 немесе 105 км/сағ) өтсе, ол 1000 Гц әсерін сезінеді, оны пойыз машинисі мойындауы керек (және 55/70/85 км/сағ-қа дейін тежеуі керек). Жылдамдық шектеуі 100-140 км/сағ болғанда: Жылдамдық бақылау құрылғысы 2000 Гц индукторын пайдаланады және негізгі сигналдан бірнеше жүз метр бұрын орналасқан. Егер пойыз көрсетілген жылдамдықтан +10-20 км/сағ артық жылдамдықпен (нақты қашықтық және айырмашылық көрсетілген жылдамдыққа байланысты) өтсе, құрылғы іске қосылады. Жылдамдық бақылау құрылғысы, оның түріне қарамастан, ресми түрде Geschwindigkeitsprüfabschnitt (GPA; "жылдамдық тексеру бөлімі") немесе Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung (GÜ, "жылдамдық бақылау құрылғысы") деп аталады.
Операция
Жұмыс істеудің егжей-тегжейі уақыт өте келе өзгерді және кейінгі PZB жүйелері жылдамдық шектеулерін дәлдеуге мүмкіндік береді. PZB90 протоколының жұмыс схемасының негізгі бөлігі (неміс тілінде "Betriebsprogramm") келесі суретте көрсетілгендей, әлі де үш индуктор түрін пайдаланады. Диаграммада негізгі сигналдан (2000 Гц нүктесінде орналасқан) бұрын және кейін жылдамдық (неміс тілінде "Geschwindigkeit", км/сағ) тежелу қашықтығына (неміс тілінде "Bremsweg", метр) сәйкес келеді. Пойыз машинисі, мысалы, жүйеде ақау болған кезде немесе станция бастығы рұқсат берген жағдайда, ауыстыру сигналы (неміс тілінде "[[:de:Ersatzsignal]") немесе ескерту сигналы (неміс тілінде "[[:de:Vorsichtsignal]") болғанда тоқтату сигналынан өтуге рұқсат етіледі. Пойыз машинисі белсенді 2000 Гц индуктордың үстінен өтетін кезде команда батырмасын (неміс тілінде "Befehlstaste") басып тұруы керек. Батырма басылып тұрғанда, үнемі дыбыстық ескерту (қоңырау және дауыс) беріледі және команда батырмасының пайдаланылуы пойыздың тіркегіш құрылғысына тіркеледі. Команда батырмасын пайдаланғанда пойыздың максималды жылдамдығы 40 км/сағ-қа дейін шектеледі.
Германия
Германияның EBO теміржол ережелері өте шағын желілерден басқа барлық желілерде PZB жүйесін міндеттейді. 1998 жылдан бастап Германиядағы барлық локомотивтер Indusiмен жабдықталуы тиіс. Бұрын қорғау жүйесі жоқ пойыздар PZB мүмкіндігі бар желілерді 100 км/сағ жылдамдықпен пайдалануға рұқсат етілген. EBO ережелеріндегі өзгерістер бұрынғы Deutsche Reichsbahn-ға тиесілі 800-ге жуық құрамды қайта жабдықтауға немесе пайдаланудан шығаруға әкеп соқты.
Словения
Словенияның барлық маңызды теміржол бағыттарында Indusi I 60 жүйесі пайдаланылады.
Қазақстан
Хорватиядағы барлық негізгі теміржол желілерінде Indusi I 60 жүйесі қолданылады. 100 км/сағ жылдамдықтан жоғары жылдамдықтарда PZB қажет.
Босния мен Герцеговина
Босния және Герцеговинаның кейбір теміржол желілерінде Indusi I 60 жүйесі пайдаланылады. 1992 – 1995 жылдардағы Босния соғысы кезінде көптеген желідегі құрылғылар зақымдалды немесе ұрланды.
Сербия
Сербияның барлық негізгі теміржол желілерінде Indusi I 60 жүйесі пайдаланылады, бірақ PZB құрылымдарының жұмыс істемеуі салдарынан көптеген желілерде жылдамдық сағатына 100 км-ге дейін шектелген.
Черногория
Индуси I 60 жүйесі Черногорияның барлық негізгі теміржол желілерінде қолданылады.
Румыния
Германиядағыдай Indusi I 60 жүйесі Румыниядағы барлық стандартты өлшемді теміржолдарда, соның ішінде Бухарест метросының M1 және M3 желілерінде орнатылған. Румынияның теміржол реттеушісі AFER, мемлекеттік инфрақұрылымда жұмыс істейтін барлық локомотивтер, ЭМПЖ (электр пойыздар) және ДМПЖ (дизель пойыздар) Indusi жүйелерімен жабдықталуын міндеттейді.
Канада
Канаданың Оттава қаласында OC Transpo компаниясының O Train Trillium Line желісі бастапқыда неміс құрамында жасалған және Indusi жүйесімен жабдықталған Bombardier Talent пойыздарын пайдаланды. 2013 жылы желі жаңартылғанда, жаңа Alstom Coradia LINT пойыздары да Indusiмен жабдықталды. 2-кезеңнің кеңейту аясында Indusi жабдықтары алынып тасталады. Толық сигнал беру жүйесін жаңарту барысында Siemens Mobility желі мен пойыз паркін жаңа, үздіксіз автоматты пойыз қауіпсіздігі (ATP) жүйесімен жабдықтайды.
Сауд Арабиясы
Индуси I 60 Мекке метрополитенінде қолмен (қосымша) басқару режимінде пойыз қауіпсіздігі үшін орнатылған.
Ұлыбритания
Индуси жүйесінің бір нұсқасы Tyne and Wear Metro желісінде пойыз қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін орнатылған; оның 1970-ші жылдары салынған вагондары негізінен неміс үлгілеріне сүйенген. Метроның Сандерлендке дейінгі жалғасуында Индуси Network Rail теміржолдарына орнатылды, себебі ол NR-дің TPWS сигнализация жүйесіне бөгет жасамады.
Израиль
Израиль темір жолдары өзінің барлық желісінде Thales компаниясы жеткізген Indusi (I 60R) жүйесін пайдаланады. 2018 жылдан бастап Indusi жүйесі ETCS 2-деңгейлі сигнализациясына кезең-кезеңмен ауыстырылатын болады.
Венгрия
PZB жүйесі GySEV компаниясы басқаратын Сопрон-Сомбатхей және Сомбатхей-Кёрменд-Сентготхард учаскелеріне орнатылған. Бұл учаскелер Австрия теміржол желісімен тікелей байланысты, сондықтан Венгрияның EVM немесе EÉVB құрылғыларымен жабдықталмаған пойыз да осы учаскелерді пайдалана алады.
Апаттар
Индуси жүйесі салыстырмалы түрде қауіпсіз болды; алайда, PZB90 шектеу режимін құруға себеп болған екі оқиға болды. Бірі – 1990 жылдың 2 ақпанындағы Рюссельсхаймдегі теміржол апаты. S-Bahn жылдам транзит пойзы стансадан соншалықты жылдамдықпен шықты ki, автоматты тоқтату жүйесі келесі өтпелі бөлшекке жеткенше пойызды тоқтатуға үлкермеді, сол жерде басқа бір пойыз келіп өтіп жатқан еді. Сағат түскі уақыттағы тығын барысында болған оқиғада 17 адам қаза тауып, 145 адам ауыр жарақат алды. PZB90 жүйесін енгізуге әкелген тағы бір оқиға – Гармиш-Партенкирхендегі пойыз соқтығысуы. Инсбруктан Мюнхенге бағытталған RegioExpress туристік пойызбен соқтығысты, себебі RE пойзының машинисі қызыл сигналға қарсы бұрыс рұқсатпен жолға шықты. PZB90 орнатылғаннан кейін болған ірі апаттың бірі – 2000 жылдың 26 маусымындағы оқиға. S-Bahn пойзы Ганновер Лангеген стансасынан қарсы бағытта келе жатқан пойызбен бір жолды бөлікке шықты. PZB пойызды тоқтатты, бірақ машинист пойыз директорымен қосымша тексермей ("Freitaste") оны босатты. Тергеу барысында осыған дейін 22 ұқсас жағдай тіркелгені анықталды, онда машинистер PZB тоқтатуын басты сигналдан асып кетуден өзге себептермен байланыстырған. Есепте операциялық нұсқаулыққа өзгеріс енгізу қажеттігі айтылды, яғни пойыз директорымен қосарланған тексеру тек басты сигналдан асып кету жағдайында ғана емес, сонымен қатар PZB-ға қатысты барлық тоқтатуларда міндетті болуы керек. 2011 жылғы Саксония-Анхальт аймағындағы пойыз соқтығысуына PZB қатысты, себебі жол ешқандай автоматты тоқтату жүйесімен жабдықталмаған еді. 1990 жылдардың ортасындағы жаңарту бағдарламасында PZB90-ды тек жоғары жылдамдықтағы (және одан да жоғары) жолдарға орнату жеткілікті деп саналды. Бұл кейбір жергілікті теміржолдарға негізгі желілерде қажеттілігі болмаған жағдайда, әдеттегі жұмыстарын жалғастыруға мүмкіндік берді. Апаттан кейін Deutsche Bahn барлық бір жолды желілерді PZB немесе FFB (Funkfahrbetrieb – радиоарналы басқару) жүйесімен жабдықталғандығын тексеруге уәде берді. Германия заңнамасы 2014 жылдың 1 желтоқсанына дейін қалған шағын теміржолдардың көп бөлігін автоматты тоқтату жүйесімен жаңартуды міндеттеді.