Innowacyjne systemy automatycznego transportu szynowego i ich wdrażanie w Polsce

Andrzej Kochan, Emilia Koper-Olecka

Prezentowana monografia ma na celu przedstawienie informacji na temat innowacyjnych systemów automatycznego transportu szynowego na przykładzie rozwiązań APM i monorail oraz możliwości ich implementacji w Polsce. Analizę przeprowadzono z punktu widzenia podsystemu „Sterowanie”, czyli „Sterowanie – urządzenia przytorowe” oraz „Sterowanie – urządzenia pokładowe”. Bardzo istotnym zagadnieniem jest analiza formalna, mająca na celu znalezienie odpowiedzi na pytanie − czy z punktu widzenia prawa polskiego możliwa jest implementacja rozwiązań APM oraz monorail w Polsce?   Analizę prowadzono na dwóch płaszczyznach − klasyfikacji rozwiązań APM i monorail w formach transportu (pod kątem formalnym i technicznym) oraz pełnej automatyzacji prowadzenia pociągu. W tym celu autorzy przeanalizowali wybrane akty prawne obowiązujące w Polsce, wskazali ewentualne zapisy uniemożliwiające implementację rozwiązań i zaproponowali zmiany i uzupełnienia w istniejącym stanie prawnym. Omówiono także aspekt bezpieczeństwa tego typu systemów z uwzględnieniem kompleksowego podejścia do bezpieczeństwa w ramach procesu RAMS, określonego w normie PN-EN 50126. Zaprezentowano też systemy klasy CBTC oraz poziomy automatyzacji prowadzenia pojazdów szynowych, funkcje zdefiniowane dla każdego z poziomów wraz ze wskazaniem, które z nich są realizowane przez automat (system), a które przez człowieka (personel).   Jako przykłady wykorzystano rozwiązania: Innovia APM 300 firmy Bombardier Transportation (BT) i rozwiązania kolei jednoszynowej (ang. monorail) Innovia Monorail 300 firmy Bombardier Transportation (BT). Wskazano także przykładowe lokalizacje zastosowania rozwiązań klasy APM i monorail w Polsce.

Komputerowe systemy kierowania i sterowania ruchem kolejowym. Część 1: Funkcje, elementy i układy

Paweł Wontorski, Andrzej Kochan

Monografia obejmuje przegląd funkcji i struktur współczesnych komputerowych systemów kierowania i sterowania ruchem kolejowym. Publikacja stanowi odpowiedź na zapotrzebowanie na pozycje kompleksowo prezentujące problematykę systemów KSRK z uwzględnieniem najnowszych trendów i rozwiązań. Może służyć jako pomoc naukowa dla studentów specjalności sterowanie ruchem kolejowym lub podobnych oraz jako źródło podstawowej wiedzy o systemach SRK dla pracowników kolei, projektantów, monterów i zarządców infrastruktury.   W celu wyjaśnienia szczególnych zagadnień i zaprezentowania konkretnych rozwiązań technicznych zostały przedstawione różne przykłady rzeczywistych systemów stosowanych współcześnie na liniach kolejowych polskich zarządców infrastruktury, a niekiedy także w innych zarządach kolejowych. Ze względu na zwiększającą się liczbę producentów, a tym samym zróżnicowanie pod względem sprzętowo-programowym, uznano, że przykłady powinny pokazywać różne podejście do realizacji podobnych funkcji i wymagań. Opis funkcji i wymagań oraz podstawowych założeń konstrukcji systemu był celem nadrzędnym wobec opisu konkretnego technicznego sposobu realizacji. Skupiono się więc na najnowocześniejszych rozwiązaniach wykonanych w technice komputerowej.   W publikacji szczególny nacisk został położony na systematykę, ujęcie systemowe i otwarty charakter przedstawianych rozwiązań funkcjonalnych, których implementacja na platformie sprzętowo-programowej dopiero następuje. Opisane zostały pojęcia, które ze względu na szybki rozwój techniki SRK nie zostały do tej pory usystematyzowane.

Teoretyczne podstawy cyfrowego bliźniaka aplikacji ETCS

Andrzej Kochan

Monografia jest poświęcona cyfrowemu odwzorowaniu aplikacji ETCS. Aplikację taką należy rozumieć jako system ERTMS/ETCS zaimplementowany na określonym obszarze sieci kolejowej np. linii kolejowej. System ERTMS/ETCS realizuje zadania systemu automatycznego zabezpieczenia pociągu ATP (ang. Automatic Train Protection), do których należą: - wyznaczanie zezwolenia na jazdę; - wyznaczanie dynamicznego profilu prędkości dopuszczalnej w obszarze zezwolenia na jazdę; - nadzór nad przestrzeganiem dynamicznego profilu prędkości dopuszczalnej; - automatyczne hamowanie pociągu w przypadku zagrożenia bezpieczeństwa ruchu kolejowego. Poprawna realizacja tych funkcji zapewnia bezpieczeństwo ruchu kolejowego na obszarze sieci kolejowej, nadzorowanego przez aplikację ETCS. Poprawność realizacji funkcji jest kluczowym wymaganiem dla systemu ERTMS/ETCS. Przeprowadzone przez autora badania w ramach projektu "Cyfrowa kolej. Cyfrowy bliźniak aplikacji ETCS. Wirtualne prototypowanie i symulacja scenariuszy operacyjnych" są oryginalnym osiągnięciem indywidualnego dorobku autora i obejmują składowe zagadnienia badawcze, takie jak: - koncepcja infrastruktury Cyfrowego Bliźniaka Aplikacji ETCS (rozdz. 4.1); - identyfikacja i opracowanie modelu Aplikacji ETCS i jej otoczenia (rozdz. 4.4); - koncepcja wirtualnego laboratorium i metodyki projektowania aplikacji ETCS; przez wirtualne prototypowanie (rozdz. 4.5.2); - formalny model infrastruktury kolejowej w postaci Multigrafu IS (rozdz. 5.2); - algorytmy weryfikacji poprawności modelu infrastruktury kolejowej (rozdz. 5.3); - formalny model procesu weryfikacji aplikacji ETCS z wykorzystaniem symulacji scenariuszy operacyjnych, w tym: formalna specyfikacja scenariusza operacyjnego (rozdz. 5.4.1) i koncepcja obrazu symulacji scenariusza operacyjnego (rozdz. 5.4.3); - implementacja weryfikacji modelowej z wykorzystaniem czasowych, rozproszonych automatów współbieżnych, jako formalnej metody pozwalającej na kompleksową weryfikację modelu aplikacji ETCS (rozdz. 5.5). Opis wymienionych nowatorskich zagadnień jest uzupełniony charakterystyką powiązanych, istniejących rozwiązań, które stanowią środowisko łączące aktualny stan wiedzy z dorobkiem autora.