Eurobalise

Eurobalises em Wittenberg

O Eurobalise é uma forma especial de baliza , tecnicamente, é um transponder indutivamente acoplado que, montado entre os carris de uma via, é energizado pelo veículo ao ser conduzido e envia uma mensagem ( telegrama ) ao veículo. Sua contrapartida no veículo é o Módulo de Transmissão Balise (BTM). Não é fornecido um feedback sobre o recebimento correto da mensagem protegida contra erros. São as balizas com mensagem fixa, como marcos eletrônicos , e as que recebem mensagens atuais dos equipamentos da linha de sinalização, semelhantes a um sinal .

O Eurobalise é padronizado como um elemento relevante para a segurança do Sistema Europeu de Controle de Trens (ETCS) pela Agência Ferroviária Europeia (ERA), mas também é usado em vários outros sistemas de sinalização.

De acordo com um fabricante, os valores típicos de disponibilidade de MTBF para Eurobalises são superiores a um milhão de horas. Mais de 13.000 balizas foram instaladas na rede Deutsche Bahn (no final de 2020).

história

Os precursores diretos são as balizas KER, usadas para KVB ( GEC Alsthom ), EBICAB ( ABB ) e RSDD ( Ansaldo ). O BTM para Eurobalises pode, opcionalmente, ser comutado para um modo de leitura das balizas KER. As balizas KER utilizam a mesma frequência para alimentação de 27,095 MHz e estão posicionadas no meio da pista da mesma forma que as Eurobalises.

No início da década de 1990, foi investigado se as balizas poderiam ser utilizadas para transmitir informações de sinal para controle pontual de trens, tanto para linhas com pouco tráfego, quanto como nível de fallback para sistemas mais eficientes.

O desenvolvimento foi coordenado e continuado pelo projeto Eurobalise / Euroloop 92/94 do 3º  programa-quadro de investigação . Em 1995, o consórcio EUROSIG foi fundado com o projeto ERTMS / EUROSIG 95/98 como parte do 4º Programa-Quadro de Pesquisa. As seguintes empresas pertenciam a ele:

No outono de 1995, a Siemens foi a primeira empresa a fornecer amostras do S21 Eurobalises. Os primeiros exemplares de teste foram instalados nos trilhos do S-Bahn de Berlim . No que é conhecido como baliza da Siemens , elementos de sistemas de controle de trem puntiformes e balizas de protótipo baseados na tecnologia de onda de superfície desenvolvida pela Siemens como parte do projeto ETCS foram combinados e testados no S-Bahn de Zurique e no eixo Nuremberg - Hof . De julho a outubro de 1996, os testes de protótipo foram realizados pela Siemens e pela Balisen, desenvolvidos em cooperação com a ABB , GEC Alsthom e Ansaldo, no centro austríaco de pesquisa e testes Arsenal e no anel de teste da ferrovia Velim . O trabalho de desenvolvimento individual foi fundido com um projeto EMSET 96/00 integrador. Em 1997, um primeiro tipo de Eurobalis foi fabricado na Siemens. Como a especificação ainda não estava concluída neste momento, esse tipo de balise cumpria apenas funções básicas.

O Eurobalise FFFIS ( Form Fit Function Interface Specification ) foi adicionado à série de especificações ERTMS como SUBSET-036 . O prefácio de uma edição anterior descreve que a especificação é baseada nos resultados do consórcio EUROSIG e que o desenvolvimento foi apoiado financeiramente pela Comissão Europeia .

O Eurobalise S21 da Siemens foi o primeiro Eurobalise padronizado a receber aprovação europeia em 2002. No final da década de 2000, a Siemens sozinha produzia cerca de 20.000 balizas de euros por ano.

forma

Eurobalises geralmente são amarelas.

Na Arábia Saudita, foi escolhida uma cor cinza da caixa que não corresponde a nenhuma cor de sinal. Essas balizas também têm proteção adicional contra a radiação solar.

Instalação

Balises em um sistema de fixação simples em uma pista com lastro na Suíça
Suporte de balise para velocidades acima de 200 km / h

Há uma variedade de sistemas e conceitos para anexar balizas à pista. Em geral, peças de metal maiores na vizinhança da balise interferem. Suportes especiais e dispositivos de fixação às vezes são usados ​​para requisitos especiais. A fixação mais simples é feita com dois orifícios na superfície da soleira. As fardas são fixadas a travessas de madeira com parafusos vienenses de diâmetro 10 mm, travessas de concreto com buchas roscadas coladas com fio M10. A altura é ajustada inserindo camadas de plástico. Este simples acessório é permitido em velocidades de até 200 km / h. Para superestruturas de lastro para velocidades mais altas, são usados ​​ganchos de fardos elásticos, que são fixados aos pés do trilho. Esses porta-balas, no entanto, representam obstáculos à compactação que devem ser totalmente removidos durante o trabalho na superestrutura. O travamento dos parafusos de fixação com placas de travamento dificulta a instalação e a remoção. O tempo necessário deve ser levado em consideração para o bloqueio das pausas.

Eurobalise em pista de laje na nova linha Ebensfeld - Erfurt

Nos invernos de 2010/2011 e 2011/2012, várias balizas na linha de alta velocidade Nuremberg - Ingolstadt foram danificadas pela queda de gelo da parte inferior dos veículos que passavam, alguns deles arrancados. A fim de garantir durabilidade e adequação para operações ferroviárias, a Deutsche Bahn então definiu requisitos que foram estabelecidos em duas especificações para "sistemas de fixação de balise" e "sistemas de montagem de balise". Nas linhas de alta velocidade Nuremberg-Erfurt e Erfurt-Leipzig / Halle , as balizas são montadas com uma fixação especial para maior proteção contra impactos como pedaços de gelo e com otimização de fluxo.

Capa GRP em um Eurobalise na nova linha Ebensfeld - Erfurt

Nas vias de laje, as balizas só podem ser instaladas nas zonas de perfuração especificadas nos planos de armadura de forma a evitar a instalação na zona dos maciços de ferro. Em áreas onde os veículos de resgate rodoviários devem ser capazes de entrar, a rede Deutsche Bahn é coberta por plástico reforçado com fibra de vidro (GRP) que deve ser capaz de transportar cargas de pelo menos 16 t sem destruir a balise.

Ao trabalhar na superestrutura durante a manutenção, as balizas devem ser removidas dependendo da extensão da obra e os orifícios dos parafusos nos dormentes devem ser protegidos. Os eurobalises fixados nos dormentes não interferem no passe de socador (com socador ), mas seriam destruídos na operação de varrição subsequente com a niveladora e distribuidora de lastro.

Balise de dados fixo

Um balise de dados fixo (balise de dados fixos , balise fixo , também balise não controlado nas regras da Deutsche Bahn ) é impressionado com um telegrama com fio ou sem fio durante a instalação, que então o transmite para veículos apropriadamente equipados. Este telegrama pode conter identidades e distâncias (normalmente ≈ 1 km) entre grupos de balise vizinhos. Este link é um elemento de segurança essencial, pois permite a detecção de falhas (das balizas ou do BTM), desvios de medição da odometria , bem como crosstalk da via vizinha.

Balise de dados transparente

Balises de dados transparentes ( Balise de Dados Transparente ou Balise Controlável ) são conectados com um cabo a um LEU ( Unidade Eletrônica de Lado de Linha ). O LEU transmite o telegrama a ser transmitido à balise. Isso poderia, por exemplo, Por exemplo, o aspecto do sinal pode ser parada com um sinal vermelho e o aspecto do sinal de accionamento com um sinal verde. O LEU é integrado a sistemas de sinal específicos de cada país - seja capturando o aspecto do sinal de um sinal convencional ou conectando-o a um intertravamento.

Como regra, os LEUs devem ser capazes de transmitir apenas alguns telegramas, ser pequenos e não exigir uma fonte de alimentação separada.

arranjo

Em vez de balises individuais, grupos de balises são usados ​​para proteger contra falhas, geralmente um par de balises de dados fixos e balises de dados transparentes. A sequência permite que a direção do percurso seja determinada. Se mais informações precisarem ser transmitidas, mais balizas podem ser adicionadas a um grupo. No início e no final de uma linha equipada com ETCS, existem duas balizas de dados fixas que ligam e desligam a monitorização ETCS. Grupos de balise não vinculados para proteger os limites de velocidade temporários são implementados duas vezes.

Euroloop

Balise de datas fixas em Toledo

As balizas podem ser complementadas com um Euroloop . Trata-se de um cabo de vazamento colocado na base do trilho e de até 1000 m de comprimento , que também transmite telegramas ao veículo, que ao contrário do balizamento não são transmitidos apenas seletivamente, mas de forma contínua ao longo de todo o comprimento do cabo. Desta forma, é possível reagir mais rapidamente à mudança de informações na área em frente a uma nova seção de bloco (por exemplo, se a seção de bloco seguinte foi deixada pelo trem anterior e pode ser usada pelo próximo) e desta forma interromper a frenagem do trem mais cedo para evitar perda de velocidade desnecessária.

fonte de energia

O Eurobalise não necessita de alimentação, recebe a energia necessária através de um campo magnético vertical gerado pelo BTM do veículo com uma frequência de 27.095 MHz ( canal 11A rádio CB ). Quando o veículo se aproxima, este campo magnético induz uma corrente em uma bobina dentro do Eurobalise.

Transferência de dados

Com o Eurobalise, os dados podem ser transmitidos do equipamento da via para o veículo (uplink) ou do veículo para a via (downlink). O downlink ocorreu por meio da modulação de amplitude do campo magnético de 27,095 MHz, que é utilizado para fornecer energia às balizas. O downlink raramente era usado e foi omitido com a versão 2.5.1 da especificação. O uplink ocorre por meio de um campo magnético modulado por FSK com as frequências de 3,951 MHz para um "0" lógico e 4.516 MHz para um "1" lógico. A taxa de transmissão de dados de 564,48 kBit / s é suficiente para transmitir um telegrama a até 500 km / h . Telegram é a designação para o registro de dados de uma balise.

A programação das balizas não é padronizada.

Interoperabilidade

Balises de diferentes fabricantes devem trabalhar de forma confiável com BTMs de diferentes fabricantes. Isso não significa apenas que o BTM deve ser capaz de ler os dados mesmo na velocidade máxima do trem, mas também que nenhum telegrama válido pode ser recebido de uma baliza na via adjacente - mesmo se essa baliza for alimentada por outro trem for fornecido . Para este propósito, os limites superior e inferior são definidos para a intensidade do campo do uplink em particular, em diferentes zonas ao redor do balise e dependendo do fluxo magnético de energização (Seção 5.2.2 in). Mesmo a geometria e a posição dos loops do condutor para medir a intensidade do campo são especificadas no Apêndice B2 da especificação do teste. Estas especificações estão disponíveis para Eurobalises em dois tamanhos, tamanho padrão e menor, sendo que os menores podem ser montados no sentido do comprimento e transversal. A especificação de imunidade a interferências, entre outras coisas. em comparação com óxidos de ferro magnéticos, lama salgada e neve úmida, é feita uma distinção entre balizas Classe A mais resistentes a interferências e balizas Classe B menos resistentes a interferências (Seção 5.7.9 pol.).

Estrutura do telegrama

Cada balise transmite um registro de dados denominado telegrama. Esses telegramas têm 1023 bits ou 341 bits, dependendo da balise. Destes, 830 ou 210 bits podem ser usados ​​para aplicações de sinalização - o bloco de dados do usuário é dividido em símbolos de 10 bits, que são representados por 11 bits cada após a transformação de conformação e embaralhamento (ou seja, um bloco de 913 = 83 * 11 bits ou 231 = 21 * 11 bits):

Estrutura de um telegrama
Bits de dados codificados
(o comprimento depende da balise)		 Bits de controle
Cb 		Scrambling bits
Sb 		Bits de modelagem adicionais
Esb 		Verificar soma
CheckBit 		comprimento total
913 bits (dados do usuário: 830 bits) 3 bits 12 bits 10 bits 85 bits 1023 bits
231 bits (dados do usuário: 210 bits) 341 bits

Quando a baliza é cruzada, os telegramas são repetidos ciclicamente. Para proteger contra erros de transmissão, os dados do usuário são embaralhados (código de embaralhamento), uma substituição dos dados de uso por palavras-código de diferentes distâncias de Hamming é selecionada e a verificação é possibilitada por uma soma de verificação. Uma vez que a soma de verificação só é calculada após o código de substituição dos dados do usuário, os bits de modelagem adicionais são usados ​​para preencher os bits da soma de verificação de forma que todo o telegrama consista apenas em símbolos da codificação do canal selecionado , com cada símbolo transmitido compreendendo 11 bits.

Os dados do usuário consistem em um cabeçalho ( cabeçalho ) seguido por uma pluralidade de campos de mensagem ( pacotes ), que são padronizados no protocolo ERTMS. Os campos obrigatórios são Pacote 5 - Informações de vinculação , Pacote 12 - Autoridade de movimento, Pacote 21 - Gradiente, Pacote 27 - Perfil de velocidade estática, Pacote 255 - Fim das informações. Muitos aplicativos usam campos opcionais, como Pacote 3 - Valores Nacionais, Pacote 41 - Transição de nível e Pacote 136 - Referência de localização de preenchimento. Se a área de dados do usuário compreender mais de 830 bits, outros campos de mensagem podem ser transmitidos via telegramas das seguintes balizas no mesmo grupo de balizas - com até oito balizas por grupo de balizas, uma mensagem ERTMS pode, portanto, conter até 8 * 830 = 6.640 bits de dados do usuário (cada telegrama tem um bloco de cabeçalho e o pacote final deve conter 255).

Sistemas de sinalização que usam o Eurobalise

  • ETCS - o sistema de controle de trens padronizado em toda a Europa
  • Euro-Signum - uma variante do sistema de controle de trens Swiss Integra-Signum
  • Euro-ZUB - uma variante do sistema suíço de controle de trens ZUB 121
  • SCMT - um sistema italiano de controle de trens
  • TBL 1+ - um sistema de controle de trem belga
  • ZUB 262 - um sistema alemão para transferência de perfis de rota para trens de tecnologia basculante
  • ZBS - um novo sistema de controle de trem para o S-Bahn de Berlim
  • ZSI-127 - sistema de controle de trem para algumas ferrovias suíças de bitola estreita
  • TASS - um sistema britânico para influenciar trens de tecnologia de inclinação

Links da web

Commons : Eurobalise  - coleção de imagens, vídeos e arquivos de áudio
Wikcionário: Eurobalise  - explicações de significados, origens de palavras, sinônimos, traduções

Evidência individual

  1. ↑ a b c d e f g h ERTMS / ETCS - FFFIS para Eurobalise. (PDF; 1 MB) Em: Site. Agência Ferroviária Europeia , 24 de fevereiro de 2012, acesso em 20 de fevereiro de 2018 .
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