Введение

Трансмиссионная сигнализация по линии "Поезд-Путь" (TVM, англ. track to train transmission) – это система сигнализации в кабине машиниста, впервые внедренная во Франции и преимущественно используемая на высокоскоростных железнодорожных линиях. TVM 300 была первой версией, за которой последовала TVM 430. TVM 300 была разработана в 1970-х годах в рамках проекта TGV. На скоростях выше 220 километров в час поезда TGV курсируют только по выделенным путям, обозначенным как линии большой скорости (LGV). При движении на высокой скорости машинисту невозможно точно видеть цветные световые сигналы вдоль пути. Вместо этого сигнальная информация передается в поезд и отображается на приборной панели машиниста. Машинисту отображается разрешенная скорость, измеренная в километрах в час. Система TVM 430, разработанная в 1980-х годах, предоставляет больше информации, чем традиционные системы сигнализации, включая профили уклонов пути и информацию о состоянии сигнальных участков впереди. Эта высокая степень автоматизации не лишает машиниста управления поездом, однако предусмотрены специальные системы безопасности, которые могут безопасно остановить поезд в случае ошибки машиниста.

История

Система TVM была разработана французской группой Compagnie de Signaux et d'Entreprises Electriques (CSEE), которая сейчас входит в состав Hitachi Rail STS. На линиях LGV используются две версии системы сигнализации TVM: TVM 430 и TVM 300. TVM 430, более современная система, впервые была установлена на LGV Nord в направлении Евротоннеля и Бельгии и предоставляет поездам больше информации, чем TVM 300. В частности, TVM 430 позволяет бортовой компьютерной системе поезда формировать непрерывную кривую регулирования скорости при срабатывании экстренного торможения, эффективно принуждая машиниста безопасно снижать скорость, не отпуская тормоз. TVM 430 была представлена как часть предполагаемого "модульного и гибкого" ряда уровней систем сигнализации, от TVM 400 до TVM 440 (опциональное автоматическое управление поездом) и TVM 450 (полностью автоматическое управление без машиниста).

Реализация

Линия разделена на сигнальные блоки длиной около 1500 метров, границы которых обозначены синими квадратными знаками с желтым треугольником на белом фоне. На цифровом дисплее на приборной панели машиниста отображается максимально допустимая скорость для текущего блока, а также целевая скорость, определяемая состоянием пути впереди. Максимально допустимая скорость зависит от таких факторов, как расстояние до поездов впереди (с постепенным снижением максимально допустимой скорости в блоках, приближающихся к задней части следующего поезда), расположение стрелочных переводов, ограничения скорости, конструкционная скорость поезда и расстояние до конца маршрута LGV. Поездам на высокой скорости требуется несколько километров для полной остановки. Поскольку для снижения скорости требуется более одного сигнального блока, машинистам подается сигнал о постепенном снижении скорости за несколько блоков до необходимости остановки. Система сигнализации является допускающей: машинисту разрешается въезжать в занятый блок без предварительного получения разрешения. В этом случае скорость ограничена 30 километрами в час (19 миль в час), и при превышении 35 км/ч (22 мили в час) автоматически включается экстренное торможение, останавливающее поезд. Если табличка, обозначающая вход в блок, сопровождается знаком Nf, блок не является допускающим, и машинист должен получить разрешение от Центра сигнализации и управления (Poste d'Aiguillage et de Régulation) перед въездом в него. После установки маршрута или получения разрешения от центра сигнализации, под табличкой загорается белый фонарь, информирующий машиниста. Машинист подтверждает разрешение нажатием кнопки на пульте управления. Это временно отключает систему экстренного торможения, которая в противном случае остановила бы поезд при прохождении над контуром, ограничивающим движение. При въезде или выезде из LGV на классические линии, поезд проезжает над контуром, который автоматически переключает индикаторы на приборной панели машиниста на соответствующую систему сигнализации. Например, при выезде из LGV на французскую классическую линию система TVM отключается, а традиционная система KVB (Contrôle Vitesse par Balise, англ. beacon speed control) включается.

Электроника

Это одна из самых передовых систем железнодорожной сигнализации в мире, хотя сама реализация по-прежнему основана на реле, а не на твердотельной электронике. Система TVM 430 состоит из двух компонентов: наземного и бортового. Оба работают с использованием процессоров класса Motorola 68020 и запрограммированы на языке Ada, который часто используется в системах, критичных к безопасности. Система широко использует резервирование; среднее время наработки на опасный отказ оценивается более чем в 1 миллион лет. Наземный сегмент TVM 430 размещен в путевых ящиках, которые контролируют участки пути длиной около 15 км (9,3 мили). Каждый из них связан с централизованным центром управления движением и непосредственно контролирует около десяти участков, каждый со своей собственной трассовой цепью. Сигнальная информация кодируется сигналами переменного тока, подаваемыми в рельсы каждого участка. В TVM 430 доступны четыре различные несущие частоты, которые используются поочередно в парах на обоих путях линии TGV. На одном пути участки используют поочередно частоты 1700 и 2300 Гц, а на другом – 2000 и 2600 Гц. На эти несущие частоты может быть модулировано 27 отдельных звуковых частот, любая их комбинация может присутствовать одновременно; в более ранней системе TVM 300 использовалось восемнадцать отдельных частот, только одна из которых могла присутствовать в любой момент времени. Каждый участок имеет приемник на противоположном конце от передатчика, и потеря сигнала трассовой цепи (из-за короткого замыкания колесами поезда или неисправности) интерпретируется как признак того, что участок занят. Границы сигнальных участков оборудованы электрическими изоляционными соединениями, которые предотвращают взаимные помехи между соседними участками, при этом позволяя пропускать ток обратной тяги (50 Гц). Эти трассовые цепи относятся к типу UM71 C. Сигналы, присутствующие в рельсах, обнаруживаются антеннами, установленными под передним обтекателем поездов TGV, примерно в 1 метр (3 фута) впереди передней оси. Эти антенны работают путем индуктивной связи с сигналом переменного тока, шунтированным между рельсами первой осью. На каждый поезд установлено четыре резервные антенны, по две на каждом конце. Используются только две антенны, расположенные в "передней" части поезда (в направлении движения). Сигнал от трассовой цепи фильтруется, обрабатывается и декодируется на борту поезда двумя резервными цифровыми процессорами сигналов.

Надзор

"Черный ящик", аналогичный бортовому самописцу, пассивно следит за всем процессом, контролируя различные параметры и регистрируя события. В поездах, оснащенных TVM 430, устаревшее оборудование для записи на бумажных лентах заменено цифровой системой записи ATESS. Каждое действие машиниста (рычаг управления, тормоза, пантографы), а также сигнальные показания (для TVM 430, KVB и обычных сигналов) записываются на магнитную ленту для последующего анализа на компьютере. Другая система, известная как VACMA, контролирует внимательность машиниста. Она состоит из ножной педали, которую машинист должен удерживать нажатой для движения поезда. Если не предпринимаются другие действия, эту педаль необходимо отпускать и снова нажимать каждые 60 секунд. Сначала звучит предупредительный сигнал, а затем включаются автоматические тормоза. Педаль можно отпустить на очень короткое время перед звуковым сигналом и еще на короткое время перед включением автоматических тормозов.

Переувеличенная скорость

Перед применением аварийных тормозов поезда допускается небольшое превышение скорости. При скоростях ниже 80 км/ч, превышение составляет пять километров в час. При номинальных скоростях 80–160 км/ч, превышение составляет десять километров в час, а при скоростях свыше 160 км/ч – пятнадцать километров в час.