Bezkontaktní stavění výhybek

BEZKONTAKTNÍ STAVĚNÍ VÝHYBEK
SYSTÉM BSV

Základní vlastnosti systému bezkontaktního stavění výhybek – BSV

Systém bezkontaktního stavění výhybek (dále BSV) indukční metodou je určen pro přenos krátkých datových zpráv mezi vozidlem MHD a pevnou částí výhybky či identifikačním či řídícím bodem průjezdu. Komunikace se realizuje pomocí magnetického pole vytvářeného vysílací cívkou umístěnou na pod vozidlem MHD směrem ke koleji a snímaného cívkou umístěnou mezi kolejemi nebo umístěnou na sběrači a snímaného cívkou umístěnou nad trolejí. Obě generace systému BSV pracují ve volném pásmo dle generální licence č. GL-30/R/2000 vydané ČTÚ 21.11.2000 pod č.j. 502500/2000-613 s přenosovou rychlostí 1200 bit/s (AM) nebo  4800 bit/s (FM). Délka přenášené užitečné informace je obvykle 36 bitů. Zabezpečení je kódem CRC-12, příp. CRC-16.

Rychlost 4800 bit/s znamená, že jeden datový rámec se odvysílá za cca 15 ms.

Systém bezkontaktního stavění výhybek či indikace průjezdu vozidla zaručuje spolehlivý přenos krátkých zabezpečených datových zpráv mezi vozidlem a přijímacím zařízením (výhybkou, vrátnicí vozovny, identifikačním bodem) o standardně rozsahu 36 bitů do vzdálenosti od 80 cm do 200 cm *) induktivní metodou v pásmu 115 – 130 kHz.

*) dosah je platný, pokud vozidlo splňuje normy EMC.

Na systém BSV je možno dále připojit:

  • Systém sledování vozidel ve vozovně včetně výjezdu a příjezdu vozidel z a do vozovny
  • Za pomoci radiových komunikací synchronizovat palubní informatiku se skutečnou polohou bez ohledu na GPS signál
  • Křižovatky pro zajištění preference vozidel MHD
  • Řízení jednokolejných tramvajových úseků
  • Vícenásobným použitím smyček zdokonalit systém řízení výhybek (odhlašovací, přihlašovací a stavěcí induktivní smyčky)
  • Linku na nadřazený nebo řízený systém soustavy výhybek či vstupu do křižovatek

Hlavní výhody bezkontaktního stavění výhybek – BSV

Hlavní výhody systému jsou:

  • Velká rychlost průjezdu vozidla nad snímací částí - až 80 km/h (dle velikosti přijímací cívky)
  • Možnost oboustranného přenosu informace mezi vozidlem a pevnou částí (na vyžádání)
  • Projíždějící tramvaj je vždy zachycena a identifikována bez nebezpečí přeslechu na vedlejší kolej
  • Možnost přenosu dodatečných informací (zejména při spolupráci s palubní informatikou)
    • Informaci o čísle vozidla
    • Informace o cíli vozidla či čísle linky
    • Informaci o preferenci vozidla na křižovatkách
  • Prostá náhrada stávajícího systému stavění s výběrem režimu ovládání výhybek
    • Jednotlačítkové řízení systémem „rovno – do odbočky“
    • Jednotlačítkové řízení systémem „změnové volby“
    • Třítlačítkové řízení (vlevo, rovno a vpravo) s časovým prodloužením volby stavění
    • Možnost řízení palubním počítačem ve spolupráci s radiovými modemy
  • Možnost automatického stavění výhybek (3 metody stavění)
  • Bezúdržbový systém
  • Nízká cena a snadná montáž
  • Jednoduchý přechod na nový systém

Společné parametry bezkontaktního stavění výhybek

Společné parametry bezkontaktního stavění výhybek pro přenos dat induktivní smyčkou jsou uvedeny níže. Podrobnější informace – viz. princip činnosti.

Základní parametry systému BSV:
Splnění norem ČSN EN 50155 (Drážní zařízení – elektronická zařízení drážních vozidel),
ČSN 34 1500 a ČSN 34 1510
Způsob přenosu magnetické pole vyvolané induktivní smyčkou
Přenosové pásmo 115 kHz až 130 kHz
Typ modulace ASK s rychlostí přenosu 1200 bit/s nebo FSK s rychlostí přenosu 4800 bit/s
Dosah přijímače 80 cm – 4 m
Přenos doplňujících informací ANO (číslo vozidla, preference vozidla na křižovatkách, typ trakce, číslo linky)
Zabezpečení přenosu dat ANO (CRC polynomem a vícenásobným vysíláním kódu)
Odolnost proti rušení komunikace ANO
Rychlost průjezdu vozidla 45 km/h (vyšší rychlost na vyžádání)
Teplotní rozsah od -25°C až +70°C (jednotka BSV-TR obsahuje řízené topeni)
Napájecí napětí +18V až +36V (na vyžádání lze upravit)

Základní prvky systému BSV

Systém bezkontaktního stavění výhybek se skládá z bloků:

Ukázka sestavy stavění výhybek v Lyonu realizované ve spolupráci s firmou Elektroline a.s.

Ukázka použití manuální stavění výhybky na konečné stanici

Obr. č.1: Ukázka použití manuální stavění výhybky na konečné stanici

Předřadníky a napájecí bloky

Součástí bezkontaktního stavění výhybek a nejen jeho je i řešení způsobů napájení napojených zařízení na trakční vedení (výhybky, mazací systémy výhybek, informační zastávkové panely, apod.). Za tímto účelem dodáváme ochranné předřadníky měničů, které umožňují BSV-PS10, resp. inovovaný typ BSV-PS 12 .

Pro napájení systémů jsme schopni dodávat řadu napájecích bloků od 15W do 450W, nově napájecí blok BSV-NB 02.

Princip činnosti systému BSV

Způsoby automatického stavění výhybek

Systém přenosu dat indukční smyčkou je založen na přenosu magnetické složky elektromagnetického pole. V praxi se používají dva principy a to přenos k trolejovému vedení – pro trolejbusy – a přenos směrem ke kolejím či k zemi (silnici) – pro tramvaje a autobusy.

Obecný princip bezkontaktního stavění výhybek.

Obr. č.2: Obecný princip bezkontaktního stavění výhybek.

Typy automatického stavění výhybek BSV používaných našim systémem:

  • Dle relativních či absolutních adres výhybek, kdy vysílaný rámec z vozidla obsahuje současně vícenásobnou adresaci a pokyny ke stavění několika výhybek. Tato metoda vyžaduje palubní počítač, který má tyto údaje o stavění ve své paměti. U této metody je “inteligence” soustředěna do palubního počítače, a je možno data změnit přehráním ve vozovně. Tuto metodu jsme navrhli a zavedli v roce 2002v rámci projektu RIS (řídicí a informační systém) v Dopravním podniku města Brna, a.s. Dnes tento princip stavění výhybek integrován do palubních počítačů EPIS 4.0x, kde se data pro něj vytvářejí ve speciálním skladači pro výhybky – program Frogs.
  • dle čísla linky, kdy vozidlo se pohybuje po trase (lince) a v případě vyjímky (např. předčasná konečná) je nutno stisknout tlačítko stavění. Výhybka se poté staví do opačného stavu, než by měla dle linky. Systém nevyžaduje spolupráci palubního počítače (použije obecnou informaci se sběrnice IBIS) a ovládá se pouhým tlačítkem „stavění“. Vyžaduje však inteligentní řídící jednotku výhybky, která musí mít nahrány informace o linkách – např. řídicí jednotku bezkontaktního stavění výhybek BSV-PU 03E. U této metody musí řidič znát trasu, aby správně stiskl tlačítko stavění z důvodu odbočení. Vozidlo pak vyžaduje použití inteligentních vozidlových řídicích vysílacích jednotek – např. BSV-TR 12 nebo BSV-TR 14.
  • dle kódu cíle, kdy vozidlo vysílá kód cílové stanice. Tuto adresu je možné získat buď přímo z palubního počítače nebo může být zadána ze speciální řídicí klávesnice BSV-KB 03 (náš výrobek).

Pro každou metodu je třeba mít editor výhybek. U stavění dle čídel linek či kódů cílů je nutno tyto údaje přeprogramovat přímo ve výhybce, tj. je nutno je všechny „objet“ či musí být vybaveny dálkovým dohledem.

Principy stavění u trolejbusů

Zapojení a rozmístění prvků vozidlové části sestavy BSV na trolejbusech je následující:

  1. Vysílací cívka – BSV-TC 01A umístěná na konci sběrače na trolejbusu
  2. Vysokonapěťový signálový kabel OPVC-0Z – CY (s dvojitou vysokonapěťovou izolací, stíněný) umístěný uvnitř sběrače
  3. Vysílací jednotky BSV-TR 01TI, BSV-TR 14 se izolačním oddělením minimálně 5,2 kV mezi částí vozidlovou a částí umístěnou na sběrači.
  4. Ovládací jednotky zejména automatického bezkontaktního stavění výhybek (palubní počítače EPIS 4.0x, odbavovací systém EPIS 5FCřídicí klávesnice BSV-KB 03, jednotka EPIS 2.45 s integrovanou řídicí jednotkou).
Rozložení prvků bezkontaktního stavění výhybek BSV na trolejbusu.

Obr. č.3: Rozložení prvků bezkontaktního stavění výhybek BSV na trolejbusu.

Napájení systému bezkontaktního stavění výhybek – BSV je např. napojeno přes WAGO svorkovnici na rozvod trolejbusu, kde je připojeno dvěma Cu vodiči 0,5 až 1,5 mm2 k obvodu.

Umístění vysílací cívky na sběrači.

Obr. č.4: Umístění vysílací cívky na sběrači.

Uchycení vysílací cívky BSV-TC 01 se provádí laminováním ke sběrači či jiným způsobem, která zajistí, že při výpadku sběrače z vedení trolejového vodiče, tento nepřestřihne uchycení.

Principy bezkontaktního stavění výhybek u tramvají

Ukázka systému bezkontaktního stavění s dvojím stavěním směrem k troleji a směrem do kolejí AM modulací. U tohoto principu nastává problém s přenosem dat na vzdálenost nad 3 m, pokud vozidlo nesplňuje požadavky na EMC, proto je třeba vysílací trolejovou cívku vhodně umístit.

Pro tramvaje lze použít i BSV-TR 02 (výběhový typ mající tři varianty), BSV-TR 10 (výběhový typ), respektive podporovaný typ BSV TR-12.

Princip stavění pomocí systému BSV u tramvají.

Obr. č.5: Princip stavění pomocí systému BSV u tramvají.