2006/4. A GSM-R szerepe a vontatási villamosenergia-ellátásban. Alcatel Kezelõi Felület. Korszerû hangos utastájékoztató rendszerek

Átírás

1 Ungarische Bahntechnik Zeitschrift Signalwesen Telekommunikation Elektrifizierung Hungarian Rail Technology Journal Signalling Telekommunication Electrification 2006/4 A GSM-R szerepe a vontatási villamosenergia-ellátásban Alcatel Kezelõi Felület Korszerû hangos utastájékoztató rendszerek

2 VEZETÉKEK VILÁGA Magyar Vasúttechnikai Szemle Weboldal: (a 2004/1. lapszámtól kezdve pdf-formátumban) Címlapkép: A behavazott Körmend állomás Megjelenés évente négyszer Kiadja: Magyar Közlekedési Kiadó Kft. Felelôs kiadó: Kiss Pál ügyvezetõ igazgató Lapigazgató: F. Takács István Szerkesztõbizottság: Dr. Tarnai Géza, BME Közlekedésautomatika Tanszék Dr Héray Tibor, Széchenyi István Egyetem Automatizálási Tanszék Dr. Parádi Ferenc, Tran-Sys Kft. Molnár Károly, PowerQuattro Teljesítményelektronikai Rt. Koós András, BKV Rt. Dr. Rácz Gábor, BME Közlekedésautomatika Tanszék Dr. Sághi Balázs, Next-Rail Kft. Dr. Erdõs Kornél, Aranyosi Zoltán, Siemens Rt. Machovitsch László, HTA Kft. Lõrincz Ágoston, MAUMIK Kft. Ruthner György, OVIT Rt. Marcsinák László, PROLAN-alfa Kft. Dr. Hrivnák István, Vossloh IT Feldmann Márton, GySEV Rt. Fõszerkesztõ: Sullay János Tel.: Felelõs szerkesztõ: Tóth Péter Tel.: , Fax: Alapító fõszerkesztõ: Gál István Szerkesztõk: Kirilly Kálmán, Tanczer György, Géczi Tibor Tel.: , , Felvilágosítás, elôfizetés, hirdetésfeladás Magyarországon: Magyar Közlekedési Kiadó Kft. H 1134 Budapest, Klapka u. 6. Tel.: (1) , fax: (1) magyarkozlekedes@w-mobil.hu Ára: 500 Ft Nyomás: Oláh Nyomdaipari Kft. Felelõs vezetõ: Oláh Miklós vezérigazgató Elôfizetési díj 1 évre: 2000 Ft Kéziratokat nem ôrzünk meg, és nem küldünk vissza. ISSN XI. ÉVFOLYAM 4. SZÁM DECEMBER Tartalom / Inhalt / Contents 2006/4 Kapitány Csaba, Prolan Zrt. Alcatel Kezelõi felület a VÜM tükrében Die Alcatel Bedienoberfläche am Beispiel des VÜM Projektes Alcatel Human Machine Interface in the background of VÜM Project 3 Balog Géza Az UTB típusú elektronikus útátjáró-fedezõ berendezés nagyvasúti környezetben történõ alkalmazásának kérdései Anwendungsmöglichkeiten der elektronischen Bahnübergangssicherungsanlage UTB bei den Staatsbahnen Possible future applications of the UTB type full-electronic level crossing equipment in a large railway environment 8 Török Béla AEG váltakozóáramú szünetmentes berendezések vasúti alkalmazásokra AEG unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen für Bahnanwendungen AEG Uninterruptable Power Supplies in railway applications 12 Dr. Darabos Zoltán, Juhász Zsolt, Tóth Péter A forgalmi szolgálattevõ és a mozdonyszemélyzet közvetlen kommunikációjának megvalósítása rendkívüli helyzet kezelésére ETCS környezetben Realisierung der direkten Kommunikation zwischen dem Fahrdienstleiter und dem Lokführer auf der Strecke Budapest Hegyeshalom Direct communication between loco driver and signalman on the Budapest Hegyeshalom line because of ETCS 18 Kishonti István, Kocsis Zsolt, Szesztay Pál Korszerû hangszórók alkalmazástechnikája a MÁV hangrendszerekben, létesítési tapasztalatok Erfahrungen mit modernen Lautsprecheranlagen bei MÁV Experiences on up-to-date loudspeakers at MÁV stations 21 Kövér Gábor, Rónai András A GSM-R szerepe a vontatási villamosenergia-ellátásban??????????????????????? Function of the GSM-R in the supply of traction electric power 30 Gondi Béla A budapesti Kelet-Nyugati metróvonal áramellátási rendszerének rekonstrukciója Rekonstruktion des Stromversorgungssystems bei der Ost-West U-Bahnlinie Reconstruction of the power-supply system of the East West metro line of Budapest 34 FOLYÓIRATUNK SZERZÕI 39

3 Csak egy szóra Tátos Nándor, a MÁV ZRt. TEB Technológiai Központ vezetõje Az elmúlt néhány évben a MÁV ZRt. szervezetében jelentõs átalakítást, korszerûsítést végeztek. Ez az átalakítás természetesen érintette a TEB szakszolgálat szervezetét is. A változtatás a szakszolgálat létszámának csökkentését eredményezte, részben outsourcing (tevékenység kihelyezés), részben a különbözõ keretek között megvalósult nyugállományba vonulások következtében. A tevékenység kihelyezés következtében a tevékenységet elnyerõ vállalkozók irányából kialakult egy munkaerõ elszívó hatás, melynek következtében olyan vezetõi szintû, nagy szakmai múlttal és tapasztalatokkal rendelkezõ szakemberek is kikerültek a MÁV létszámából, akiknek foglalkoztatását a MÁV a késõbbiekre is tervezte. Ez a tény a vállalkozók által nyújtott és a MÁV által kapott szolgáltatás színvonalának jobb minõsége szempontjából feltétlenül elõnyös, azonban a MÁV részérõl a szakemberek hiánya sokszor és egyre sûrûbben gondot okoz, pótlásukra nehezen, vagy egyáltalán nincs lehetõség, ez természetesen a TEB szakmai területére is igaz. Jelentõs erõfeszítések történtek, és elõrelépés is, különbözõ szintû és irányú vezetõképzõ tanfolyamok és továbbképzések megszervezésében és lebonyolításában. Közismert azonban a tény, hogy a speciális vasúti szakmai ismeretek elsajátítása a vasút szinte minden szakterületén hosszabb-rövidebb, az illetõ szakmai területen eltöltött gyakorlat során szerezhetõ meg. Különösen érvényes ez a magasabb iskolai végzettséget igénylõ irányítói, vezetõi szintû munkakörökre. A megfelelõ szakmai háttérismeretek megszerzésének lehetõségét azonban továbbra is nekünk kell biztosítani, különös figyelmet fordítva egyben arra is, hogy a szakmánk iránt érdeklõdõ fiatalok, pályakezdõk érdeklõdését felkeltsük. Vonzóvá tegyük számukra a MÁV-ot mint munkahelyet, a jelenleg lévõ szakembereket pedig igyekezzünk megtartani. Tekintettel arra, hogy a vasút felelõsséggel tartozik az általa nyújtott szolgáltatások biztonságáért és minõségéért, rendkívüli a jelentõsége annak, hogy milyen felkészültségû szakemberekkel valósítja meg feladatait. Felelõsségünk pedig nemcsak a jelen vonatkozásában érvényes, de a megfelelõ szakmai utánpótlás biztosításában is. Boldog karácsonyt és sikerekben gazdag új évet kívánunk 2 VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4

4 Alcatel Kezelõi Felület a VÜM tükrében 1.1. BEVEZETÉS Tender kiírás Kapitány Csaba, Prolan Zrt ban a MÁV tendert írt ki a Vecsés Üllõ Monor szakaszra telepítendõ elektronikus biztosítóberendezés szállítására. E tenderre az Alcatel Austria AG. az Elektra Classic berendezésének szállítását tervezte. Ez a berendezés azonban bizonyos elõirt funkciókat, valamint a kezelõi felületre vonatkozó követelményeket nem elégítette ki teljes mértékben. A tender követelmények kielégítésére a Prolan Zrt által készített ELPULT termék kezelõi felületének alkalmazása merült fel. A két cég szakemberei megvizsgálták a berendezések összekapcsolásának lehetõségét, és arra a következtetésre jutottak, hogy az ELPULT, néhány moduljának átalakításával alkalmassá tehetõ az Elektra Classic kezelésére. A továbbiakban a kezelõi felületre az AKF (Alcatel Kezelõi Felület) néven hivatkozunk. Idõközben újabb AKF alkalmazási projektek indultak. Komáromban egy szigetüzemben mûködõ AKF kerül hamarosan átadásra. A bobai és büki vonalra pedig már szintén folynak az alkalmazás felélesztésének munkálatai Koncepció kialakítása A kivitelezhetõség megítélésének érdekében a következõ dokumentumokat tanulmányoztuk át: Biztosítóberendezés Vecsés és Üllõ mûszaki leírása; Elektronikus biztosítóberendezések feltétfüzete 1.02.; Tatai elektronikus biztosítóberendezés kezelõfelülete és szimbólum készlete; Alcatel Elektra Classic rendszer leírása; Alcatel Elektra Classic X25 interfész (ver 2.0) leírása; A Prolan Zrt ELPULT berendezéscsaládjának specifikációi. A fenti dokumentumok alapján meghatároztuk az ELPULT-on elvégzendõ változtatásokat és bõvítéseket: A képernyõn megjelenõ szimbólumok tekintetében visszatérés a Tatai szimbólumkatalógus -hoz, illetve az Elektra sajátosságainak figyelembevétele; X25 interfész kialakítása a biztosítóberendezés felé; Különleges kezelések megvalósítása X25-ön SIL4 szinten; Az AKF-ben nem használt többletszolgáltatások (pl. engedélykérés) eltávolítása a rendszerbõl; A kezelõi grafikus interfész átalakítása az adott projekt követelményeinek megfelelõen (nagyítás, képváltás tiltása stb.). A szükséges változtatások elemzése után úgy döntöttünk, hogy az ELPULT három modulját teljesen újraírjuk, a többit pedig, mint jól bevált szoftvert a lehetõ legkevesebb változtatással átveszzük az AKF-be. Mivel a tatai szimbólum környezet 90%-ban megfelelt az ELPULT korábbi szimbólumainak, a szimbólumkatalógusunkat csak kis mértékben kellett átalakítani. A biztosítóberendezés interfész modulját, valamint a vasúti objektumok modellezését teljesen, a kezelések kiadását megvalósító modult részben újraírtuk Az együttmûködés alapjai A generikus AKF fejlesztési projekt 2004 januárjában indult, mint a Vecsés Üllõ Monor (VÜM) projekt része. A két projektet azért választottuk el egymástól, mert az AKF-et kezdettõl fogva egy generikus terméknek terveztük, amelynek elsõ alkalmazására a VÜM három állomásán került sor. Késõbbi alkalmazásokban, mint például a komáromi, a generikus AKF-et, mint készterméket használjuk fel, új paraméterezéssel. A VÜM projekt fõvállalkozója a HTA Kft. (Hungarian Transport Automation Ltd.) volt, akivel fõleg az állomás specifikus kérdéseket kellett egyeztetnünk. A generikus AKF projektnek viszont inkább az Alcatellel kellett többet együtt dolgoznia. Prolan Zrt feladatai a következõk voltak: Rendszer funkcionális követelményeinek meghatározása; Kockázatelemzés készítése; Biztonsági követelmények kidolgozása; Biztonsági menedzsment; Biztonsági tanácsadó céggel való együttmûködés; Biztonságigazolás, értékelõk felkérése (Assessor); A szükséges szoftver modulok és teszttervek kifejlesztése; XI. évfolyam, 4. szám A szükséges hardver eszközök szállítása; Az adatbázis kidolgozása; A képrendszer kidolgozása; A Prolan Zrt telephelyén történõ rendszerintegrálás; Az AKF Alcatel Austria AG telephelyén való tesztelése; Az AKF MÁV helyszínén való tesztelése és üzembe helyezése; A szoftver implementálási projekt vezetése. Az AKF rendszer funkcionális követelmény specifikációját a Prolan Zrt dolgozta ki a megadott input dokumentumok alapján. Ennek során többszöri konzultációra került sor az Alcatel Austria AG mérnökeivel. Az elkészült Rendszer funkcionális követelmény dokumentumot a MÁV és az értékelõk észrevételeinek figyelembevételével zártuk le. Az AKF kockázatelemzését a Prolan Zrt felkérésére a Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésautomatikai Tanszéke végezte. Ennek keretében, az MSZ EN sz. szabványnak megfelelõen, a következõkre kerül sor: az egyes funkciókkal kapcsolatban felmerülõ veszélyeztetési lehetõségek felismerésének dokumentálása; a felismert veszélyeztetések lehetséges következményeinek és a következmények súlyosságának meghatározása, és ennek alapján; az egyes funkciókhoz a megengedhetõ veszélyeztetési ráta (THR), illetve a biztonságintegritási szint (SIL) hozzárendelése. Az AKF biztonsági követelményeinek kidolgozását a Prolan Zrt végezte a kockázatelemzés alapján. Ennek figyelembevételével dolgozta ki a biztonsági koncepciót. A projekt biztonságügyi vezetõje, a biztonsági menedzser a Prolan Zrt alkalmazottja volt, aki támogatást kapott az Alcateltõl egy nemzetközi hírû német biztonságügyi tanácsadó cég megbízásával, így az SQS is felügyelte a projektet. Az SQS segített a tervezés során a biztonságot érintõ döntések meghozatalában és biztonsági auditok vezetésével segített a hiányosságok feltárásában. A szerzõdéses elõírásnak megfelelõen az AKF berendezés biztonságát az MSZ EN 50129, MSZ EN 50128, MSZ EN 50126, MSZ EN sz. szabványoknak megfelelõen kellet igazolni. Hasonlóan a korábbi ELPULT projektekhez, az AKF értékelésére is két nagy szakmai tekintélyû független szervezetet kértünk fel. Így az AKF biztonsági ügyét a Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem 3

5 Közlekedésautomatikai Tanszéke, míg a szoftver fejlesztés MSZ EN as konformitását a BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszéke értékelte. A rendszerintegrálás támogatásához az Alcatel Austria AG egy komplett Elektra berendezést installált a Prolan Zrt tesztlaborjában. A kész AKF rendszereket a helyszínre való kiszállítás elõtt az Alcatel Austria AG telephelyén Bécsben közösen teszteltük. Az AKF MÁV helyszínén való tesztelésében és üzembe helyezésében a HTA volt a segítségünkre. A HTA mint a VÜM projekt fõvállalkozója kialakította az AKF berendezések csatlakoztatására szolgáló vezetékeket, biztosította az áramellátást. A HTA munkatársai helyszíni tesztek során segítettek feltárni az állomási paraméterezés hibáit, illetve az õ vizsgálataik alapján módosítottunk mind az Elektra, mind az AKF paraméterezésén a helyi igényeknek megfelelõen. A helyszíni tesztelésekre végül a MÁV vizsgálatok tették fel a koronát, hiszen akkor látták elõször a rendszert a leendõ kezelõk. Az Alcatel Austria AG és a Prolan Zrt eljárásaiban és projekt szervezeteiben lévõ különbségeket kompatibilitási jegyzõkönyvek és megfeleltetési táblázatok felvételével hidaltuk át. A fõbb biztonságügyi dokumentumokat és jelentéseket lefordítottuk angolra, hogy az Alcatel Austria AG és az SQS biztonságügyi szakértõi is bele tudjanak tekinteni. Mivel az Alcatel Austria AG a CMMI rendszert használja a projekt követésére, ehhez minden, a projekttel kapcsolatos információt rendelkezésére bocsátottunk a következõ formában: A projekt indításához létrehoztuk a Design Rewiev 1 (DR1) mérföldkõ által megkövetelt dokumentumokat; Felhasználtuk az Alcatel Austria AG által rendelkezésre bocsátott dokumentum sablonokat; Heti és havi riportokat küldtünk a fejlesztés elõrehaladásáról. Az Elektra és az AKF összekapcsolásából álló komplex rendszer tanúsítását az Alcatel Austria AG felkérésére a Széchenyi Egyetem Automatizálási Tanszéke végzi ELÕZMÉNYEK Xgram A Prolan Zrt 1994-ben kezdte a UNIX operációs rendszerre épülõ SCADA rendszer fejlesztését, amelynek standard funkciói alkalmasak bármely technológiához való adaptációra. Fõbb jellemzõi: 4 Melegtartalékolt (Hot standby) szerver kezelés; szerkeszthetõ grafikus sémakép felület; lokális hálózati kialakítás (TCP/IP protokoll, client-server); nyitott idegen rendszerek befogadására; gyors real-time adatbázis és eseménykezelés; SQL felületû kapcsolat relációs adatbázis szerverhez (pl: ORACLE) ELPULT A Prolan Zrt 2000-tõl kezdõdõen az elmúlt évek során kifejlesztette a magyar vasutak (MÁV, GySEV) igényei alapján a relés biztosítóberendezések kényelmes, biztonságos kezelését, távvezérlését és integrált állomási kezelõi munkahelyül szolgáló ELPULT (Elektronikus Pult) termékét. A vasútállomásokon üzemelõ nagyszámú, jelfogó függéses biztosítóberendezés életciklusának meghosszabbítását, funkcionalitásának a kor követelményei szerinti bõvítését elsõsorban az alkalmazott hagyományos elektromechanikus kezelõfelület (állítómû) korlátozta. A rendszeresen karbantartott jelfogós alaprendszer élettartama sokszorosan felülmúlja saját kezelõi felületét. Az elektronikus pult, integrált állomási munkahely, mint számítógépes rendszer lehetõséget teremt a többletszolgáltatások (vonali kitekintés, naplózások, engedélykérés, tárolt funkciók, automatizmusok, KÖFE kapcsolat, stb.) megvalósítására. Az elektronikus pultok kezelõi felülete mind funkcionálisan, mind rendszertechnikai szempontból igazodik az elektronikus biztosítóberendezéseknél megvalósított megoldásokhoz. Az ELPULTról a Vezetékek Világa 2003/2. számában jelent meg elõször cikk AKF RENDSZEREK Helyi AKF (Komárom) VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4 1. ábra: Az AKF rendszer architektúrája Mivel a VÜM alkalmazás három távkezelésre is alkalmas állomást foglal magába, ezért a tisztán helyi üzemmódú alkalmazást nem ezen, hanem a komáromi alkalmazáson mutatjuk be. Az AKF rendszer biztonsági szempontból kétcsatornás, összetett fail-safe elven mûködik. A két csatornát fizikailag szétválasztva két független hardveren valósítottuk meg (1. ábra). Egy AKF csomópont tehát két számítógépbõl áll, amelyhez egy képernyõ tartozik. A ponált (+) és negált (-) gépek csatornánként a biztonsági igények kielégítését adják. Az A géppár és B géppár, pedig a rendelkezésre állás növelését szolgálja. A tartalék gép, tartaléküzemben való mûködése mellett terminálként rákapcsolódik az aktív gépre, és teljes értékû második munkahelyet biztosít a kezelõk számára. Hideg indításkor az A géppár az üzemelõ aktív, vagy elsõdleges, míg a B géppár a melegtartalék, vagy másodlagos csomópont. Az AKF Elektra kommunikáció az Alcatel X25 Schnittstelle címû dokumentumában leírt X25-ös protokoll szerint valósul meg Távkezelés AKF-ek között (VÜM) A távkezelésre is alkalmas AKF-ek annyiban térnek el az elõbb bemutatott architektúrától, hogy a szomszédos állomásokon telepített AKF berendezések WAN hálózaton össze vannak kötve egymással. Például a VÜM alkalmazásban, mivel a három állomáson elhelyezett Elektra berendezés között nincs közvetlen távkezelõ kapcsolat, ezért az AKF-eket kötjük össze 2 Mbit/s sebességû üvegszálas WAN hálózaton (2. ábra). A hálózati kapcsolaton keresztül mind a ponált csatorna, mind a negált csatorna adatai átküldésre kerülnek a hálózat tetszõleges állomására, szükség esetén az összesre. Így lehetõség nyílik arra, hogy bármelyik állomáson a teljes szakasz forgalmát lássuk. Távkezelõ állomás azonban csak egy lehet, de az paraméterezéssel dönthetõ el, hogy melyik legyen, jelen esetben Monort tervezik távkezelõnek. Az AKF-ek közötti hálózat a távkezelésen túl lehetõséget biztosít a vonatszám követésre az állomások között, valamint a távoli adatgyûjtésre, naplózásra is.

6 2. ábra: Távkezelõ AKF rendszer architektúrája 4. ábra: Az AKF biztonsági architektúrája Távkezelés Elektrán keresztül (Bük) Jelenlegi fejlesztés alatt áll egy olyan AKF, amelyik képes olyan Elektrát kezelni, amelybe távkezelt állomási Elektrákat kötnek be, és azon keresztül valósul meg a távkezelés. A távkezelt állomásokon elhelyezett Elektra berendezéseket modemen keresztül X25-ös kapcsolattal kötik be a távkezelõ Elektrába. Az AKF emellett természetesen továbbra is alkalmas másik AKF-ekkel való összekapcsolásra, valamint KÖFE kapcsolatra is (3. ábra) Az AKF mûködésének ismertetése AKF Felépítése Rendszer architektúra Az AKF alapvetõ biztonsági architektúrája a kettõbõl kettõ elven alapul. Ez azt jelenti, hogy minden biztonságkritikus funkció kétszerezett úton valósul meg, és minden biztonságkritikus adat duplán van tárolva. A parancsok csak akkor kerülnek kiadásra a biztosítóberendezés felé, ha mindkét csatorna ugyanazt az eredményt produkálja. A két csatorna biztonság releváns programjai az MSZ EN as szabványban értelmezett diverz programozással készültek, és fizikailag két külön számítógépen futnak. A 4. ábrán szereplõ szoftverstruktúra csak a biztonság releváns modulokat mutatja, tehát nem tüntettük fel pl. a vonatszám követés, naplózás, engedélykérés, és egyéb nem biztonsági modulokat. Kommunikációs processz (obbx25 modul): Adatátviteli modul, amely biztosítja az összeköttetést az Elektra és az AKF belsõ moduljai között. Kezelés (bizsoft_akf modul): A bizsoft- _akf modul feladata az AKF szoftver rendszerben a (vasúti) kezelések feldolgozása (például váltóállítás, vágányút állítás stb.), azokból X25 táviratok elõállítása. Visszajelentés (objs_akf modul): Az Elektra táviratait az obbx25 modulon keresztül az objs_akf modul kapja meg, és azokat értelmezi. Az AKF objektumok a vasúti objektumok reprezentációi az AKF alkalmazások során. P kép / N kép (grafpic modul): A grafpic modul a technológiai adatokat az adatbázisból olvassa ki változásfigyelést használva, és az így kiolvasott státusz alapján rajzolja fel az objektumot. Megjelenítõ (grafpic_gui modul): A sémaképek bitmap formáját megjelenítõ modul. Az AKF termékben a biztonsági követelmények miatt kétcsatornás megjelenítésre van szükség, ezért két grafpiccel képes kapcsolatot tartani. A két kép között automatikusan váltogat 500 milliszekundumonként. Adatbázis (dbserver modul): Az AKF Xgram alapmodulja, amely gyors memória alapú technológiai adatbázis kezelõt valósít meg. Kezelõi felületbõl (GUI) egy van a rendszerben, mivel monitor, egér és klaviatúra is csak egy van, de a két csatorna adataiból két független sémakép épül fel a memóriában és ezeknek ciklikus (500 ms) cserélgetésével az eltéréseket villogásként látjuk. A villogás egyértelmû hibára utal, mert más villogó objektum nincs a rendszerben. 3. ábra: Architektúra távkezelõs Elektrával Interfészek Az AKF X25-ös kommunikációs interfészen keresztül kapcsolódik az Elektrához. Az X25-ön keresztül két logikailag független (A és B) csatorna adatai közlekednek (5. ábra). Ezeknek az adatoknak a fizikai szétválasztására szolgál a PAD. A magas szintû zavarvédelem érdekében a PAD ELEKTRA fizikai összeköttetést az Alcatel Austria AG üvegkábelen oldotta meg. XI. évfolyam, 4. szám 5

7 megjelenítése. A képen vannak az egész állomásra vonatkozó közös információk, mint például biztosítóberendezési áramellátási információk, AKF üzemmódok, továbbá rendszertechnikai állapot jelzés, valamint jogosultság kezelõ funkciók is Kezelések Az AKF berendezés mindazon alapvetõ kezelések kiadását lehetõvé teszi, amit az Elektra biztosítóberendezés hagyományos kezelõi felülete is biztosít. Az egyéni kezelések az objektum egyedi állítását váltják ki, és azonnal továbbadásra kerülnek az Elektrának, mint például a váltóállítás Az AKF Funkciói 5. ábra: Az AKF interfészei Kezelõfelület A kezelõ a technológiával az ablakrendszeren keresztül tartja a kapcsolatot. Itt jelennek meg az információk, és innen lehet a különbözõ funkciókat kezelni (6. ábra). A kapcsolattartásnak két eszköze van az egér és a billentyûzet. A képek megtervezésekor fontos szempont, hogy a rendszer minden technológiai adata könnyen elérhetõ és leolvasható legyen Visszajelentések A megjelenítõ feladata a vasúti objektum állapotoknak megfelelõ séma rajzolatok Különleges Kezelések Mivel az Elektra esetében nincs lehetõség jelfogós visszaolvasásra, mint az eddigi ELPULT berendezéseknél, ezért a különleges kezelések kiadásának biztonságát az AKF új robosztusabb, biztonságosabb szoftver- és rendszerarchitektúrája biztosítja. Különleges kezelések esetén külön megerõsítés kérés történik a kezelés végrehajtást megelõzõen a véletlen kezelések kiküszöbölésére. A különleges kezelések kétfélék lehetnek: megerõsített kezelés (KKM), ami csak a véletlen kiválasztás ellen véd és nehezített kezelés (KKN), amely ezen felül diverz megerõsítést is biztosít Vonatszám követés A vonatszám követést az AKF-ek megoldják akár több állomáson keresztül is. A MÁV által kiadott menetrend alapján elõállítjuk a napi vonatközlekedési tervet. A rendszerbe beérkezõ foglaltságokhoz a szolgálattevõ rendel vonatszámot. Ezt a vonatszámot a gépek közötti kommunikáció segítségével a rendszer végig viszi a vonalon. Ez azonban nem jelenti a menetrend szerinti automatikus vonatközlekedtetés (AULI funkció) megvalósítását. A vonatszám követésre épül a vonatközlekedések naplózása (fejrovatos napló) funkció is Naplózások Az AKF különféle naplózási szolgáltatásokat nyújt a kezelõknek: Eseménynapló; Biztosítóberendezési kezelések naplója; Üzemmód váltási napló; Zavarnapló; Szolgálatváltási napló. 6. ábra: Az AKF kezelõi felülete Vágányút tárolás A vágányút tárolás feladata az, hogy a vágányút beállítására irányuló kezelést ha a kezelés idõpontjában a vágányút beál- 6 VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4

8 lítása valamely ok miatt, nem lehetséges az AKF berendezés tárolja és a vágányút beállítást kizáró ok megszûntekor a vágányút beállítást önmûködõen elvégezze. A vágányút tárolás mûködik normál menetre és tolató vágányutakra is Önmûködõ jelzõüzem Az AKF, fõleg távkezelõ berendezésként történõ alkalmazása esetén, amikor egy irányító központból több állomást is ki kell szolgálni, nagyban megkönnyíti a kezelõszemélyzet munkáját, ha az AKF berendezés a forgalmi technológiához igazodva lehetõvé teszi az önmûködõ vágányút beállítást. Az önmûködõ üzemmódot a kezelõ kapcsolja be az igényeknek megfelelõen. Az önmûködõ üzemmód bekapcsolása után a jelzõhöz tartozó vonat vágányutak beállítása a közlekedõ vonat hatására önmûködõen megy végbe, csökkentve ez által a kezelõszemélyzet közvetlen figyelési és kezelési terhelését. Az AKF berendezés a tervezéssel meghatározott vágányutakat a sínáramköri foglaltságok alapján önmûködõen állítja be. Egy jelzõhöz csak egy automatikusan beállítható vágányút tervezhetõ az állomás paraméterezése során, amit az AKF adatbázisában tárolunk Üzemmódok, jogosultságok kezelése Az AKF biztosítja a helyi és távkezelési üzemmódok átkapcsolását és kölcsönös kizárását. Egy állomás kezelési jogosultsága egy idõben csak egy helyen lehet. A kezelõi bejelentkezések titkos jelszóval védettek. Kezelõknek funkciónként megadható hozzáférési jogosultságot biztosít a rendszer BIZTONSÁGIGAZOLÁS Még nem fejezõdött be az ELPULT biztonságigazolása, amikor az AKF projektek elindultak. Így sok tekintetben párhuzamosan haladtunk, bár az ELPULT mindig elõbbre volt egy orrhosszal. Sajnos így néha kétszer kellett feltalálnunk a spanyolviaszt, de sokszor jó ötleteket merítettünk egymástól a biztonsági ügyekkel kapcsolatban. Sokat tanultunk az SQS és késõbb a Certitudo német biztonságügyi tanácsadó cégektõl, nekik már volt nemzetközi tapasztalatuk az új MSZ EN es szabványcsoport gyakorlati alkalmazásában. Maga a biztonságigazolás folyamata nagyon hasonló volt az ELPULT-éhoz, ezért itt nem részletezzük, mivel a Vezetékek Világa 2005/4 és 2006/2 számaiban olvashattak róla bõvebben ÖSSZEFOGLALÁS, KONKLÚZIÓ Kétéves munka után most állunk a monori és üllõi AKF üzembevételének küszöbén. Már folyik a sötétüzem mindkét állomáson. Hamarosan sor kerül Vecsésre is. Az AKF fejlesztése során mindvégig nagyon jó munkakapcsolatban voltunk a fõvállalkozó HTA és az Alcatel Austria AG munkatársaival. A projekt során minden részt vevõ fél (MÁV, Alcatel Austria AG, HTA, Prolan Zrt) sok tapasztalattal lett gazdagabb. Bebizonyosodott, hogy a felhasználó számára is elõnyt jelent, ha hazai vállalkozó is részt vesz a fejlesztésben. A hazai fejlesztés elõnyei nyilvánvalóak, hiszen közvetlen kapcsolat lehetséges a fejlesztõk és a MÁV szakemberei között, így pontosan az igényeknek megfelelõ rendszer alakítható ki. A specifikáción is könnyebben lehetett végrehajtani a megvalósítás során óhatatlanul felmerülõ módosítási igényeket. Reméljük, hogy az életciklus késõbbi fázisaiban is megmarad ez a jó kapcsolat, így hosszú távon biztosítható a hatékony és biztonságos mûködtetés. A Prolan Zrt számára is nyilvánvalóak az elõnyök. Hasznosíthattuk a jól bevált szoftver rendszerünket, újabb alkalmazással gyarapodtak a tapasztalataink, a hazai biztonsági kultúra növekedéséhez jól érzékelhetõen hozzájárultunk, jobban megismerkedtünk a MÁV igényeivel. Nem utolsó sorban ezen projekt során elõállt egy olyan termékünk, amelyet remélhetõleg sok más alkalmazásban tudunk majd felhasználni, hiszen óriási emberi és anyagi tõkét kellett befektetnünk KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Itt szeretném megragadni a lehetõséget, hogy köszönetet nyilvánítsak mindenkinek, aki az AKF és VÜM projekteket támogatta mind a projektekben résztvevõ HTA, Alcatel Austria AG, mind a MÁV részérõl. Külön kiemelem a két értékelõ Tarnai Géza és Majzik István munkáját, akik nélkülözhetetlen segítséget nyújtottak az MSZ EN os, MSZ EN es, MSZ EN as szabványok értelmezésében. Megköszönöm kollégáim kitartó munkáját, aminek eredményeképpen remélem egy kiválóan használható biztosítóberendezési kezelõi felületet sikerült létrehoznunk IRODALOMJEGYZÉK Vezetékek Világa 2003/2 Sörös Ferenc: A PROLAN csoport vasútirányítási profilja Vezetékek Világa 2005/3 Tarnai Géza Sághi Balázs: Eurokonform biztonságértékelés a vasútbiztosító technikában Vezetékek Világa 2006/2 Lantos Péter Mosó Tamás: Biztonságkritikus szoftverek fejlesztése az MSZ EN szabvány alapján Vezetékek Világa 2006/2 Tarnai Géza Sághi Balázs: A biztonsági követelmények kockázati alapú meghatározása Die Alcatel Bedienoberfläche am Beispiel des VÜM Projektes Die Prolan Zrt hat durch Weiterentwicklung des Produktes Elpult eine moderne Bedienoberfläche zu Anlage Elektra Classic der Alcatel Austria GmbH bereitgestellt. Die Sicherheit der neuen Bedienoberfläche AKF wurde durch Einhaltung der Standards MSZ EN 50129, MSZ EN 50128, MSZ EN 50126, MSZ EN bestätigt. Das erste AKF Projekt, welches für die Strecke Vecsés Üllõ Monor projektiert wurde, befindet sich jetzt in der Phase der Inbetriebsetzung. Das Projekt entstand durch eine hervorragende Zusammenarbeit des Hauptauftragsnehmers HTA, dem Stellwerklieferanten Alcatel Austria AG, dem Entwickler der Bedienoberfläche der Prolan Zrt und dem Auftraggeber der MÁV. Alcatel Human Machine Interface in the background of VÜM Project Prolan Zrt. develops new Human Machine Interfaces for Alcatel Austria AG's Elektra Classic equipment based on its earlier product called Elpult. The safety processes and procedures of AKF (Alcatel Kezelõ Felület) comply with MSZ EN 50129, MSZ EN 50128, MSZ EN 50126, MSZ EN (CENELEC) standards. The first application of AKF is about to go into operation on Vecsés Üllõ Monor line these days. In the course of the project a very good teamwork existed among the participant main contractor HTA Kft, the supplier of the interlocking system Alcatel Austria AG, Prolan Zrt. the developer of the AKF and the end user MÁV. XI. évfolyam, 4. szám 7

9 Az UTB típusú elektronikus útátjáró-fedezõ berendezés nagyvasúti környezetben történõ alkalmazásának kérdései berendezés adja (pl. közeli állomás kijárat állításával). A berendezés programozottan, paraméterezhetõen kezeli a közúti forgalomirányító gép indítása, vasúti lezárás indítása, csapórúd zárás indítása, vasúti jelzõ Szabad -ra állítása eseménypontokat, a köztük fennálló biztonsági függõségek és idõzítések figyelembevételével és ellenõrzésével. 1. BEVEZETÉS 8 Balog Géza Az elsõ magyar elektronikus vasúti biztosítóberendezés, az elektronikus útátjárófedezõ berendezés (UTB) fejlesztésének elsõ lépéseire még 1994-ben került sor. Az érdemi munka 1997-ben kezdõdött a Signelit Rt.-ben, OMFB támogatással. A fejlesztés intenzív szakaszában a munkákba bekapcsolódott a leendõ felhasználó, a BKV Rt., majd a tanúsító szervezet, a MÁV TEBGK is. A mintaberendezés az összes szükséges tanúsítvány és hatósági engedély birtokában december 15-én került tényleges használatba. Az azóta eltelt 6 év alatt esztendõnként 1-4 berendezés került telepítésre a BKV Rt. HÉV vonalain. Jelenleg már 14db ilyen, UTB típusú berendezés mûködik január 1-jével új fejezet kezdõdött a berendezés életében: fejlesztése, gyártása, szerviz tevékenységei a Signelit Rt.-tõl átkerültek a Mûszer Automatika Kft.-hez. 2. NÉHÁNY SZÓ A BERENDEZÉSRÕL A fejlesztés annak idején egy általános felhasználású sorompó vezérlõ berendezés kialakítását célozta meg, mely tetszõleges vonatérzékelési móddal, automatikusan képes mûködni, azonban a fejlesztési tevékenység elviselhetõ idõtartamra történõ rövidítése érdekében szûkíteni kellett a felhasználói kört, ezért a mintaberendezéshez a feltétfüzet a MÁV e témában már szakmai berkekben ismert munkaközi anyagainak figyelembevételével a BKV Rt. speciális, az elõvárosi gyorsvasutak (közismert nevén a HÉV) forgalmának igényeihez igazodóan, annak jelzésrendszerét alkalmazva készült el. A Vezetékek világa olvasói már két alkalommal is találkozhattak a berendezésrõl szóló cikkekkel: felépítésérõl és mûködésérõl a 2000/1. ( oldal), az üzemeltetési tapasztalatokról a 2004/3. (6 12. oldal) számban olvashattak, ezért itt most csak a legfontosabb tulajdonságait foglaljuk össze: A berendezés teljesen elektronikus, mikroprocesszor vezérelt felépítésû, jelfogót (az esetleges súlyos, fatális meghibásodás esetén a biztonsági lekapcsolást végzõ úgynevezett fõjelfogókon kívül, illetve bizonyos speciális esetekben más berendezésektõl való elválasztás céljaira használatos jelfogókon kívül) nem tartalmaz. Az útátjáró a vasúti forgalom szempontjából minden esetben jelzõvel fedezett (útátjáró-fedezõ jelzõ). A fedezõ jelzõ vezérlését és ellenõrzését az UTB végzi, de olyan üzemmód is megvalósítható, hogy valamely más biztosítóberendezés által vezérelt jelzõ (például egy térközjelzõ) vegye át valamelyik fedezõ jelzõ szerepét, ebben az esetben az UTB az idegen jelzõvel kialakított függõségi kapcsolaton keresztül biztosítja az útátjáró fedezését. Az útátjáró a közúti forgalom szempontjából lehet fény-, vagy fény- és félsorompós biztosítású. Ezen túlmenõen a berendezés alapszolgáltatása, hogy együttmûködni képes ha van ilyen az útátjáró közelében közúti csomópontban elhelyezett közúti forgalomirányító géppel. A vonatérzékelés választhatóan lehet pontszerû, hosszú sínáramkörös (szakaszos) vagy tengelyszámlálós szakaszokkal megvalósított. Arra is lehetõséget ad a berendezés, hogy az indítást ne vonatérzékelõ elem, hanem valamely szomszédos VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4 Az elektronikus útátjáró-fedezõ berendezés üzemállapotai: Normál üzem: a berendezés valamennyi belsõ funkciója és környezete hibamentes, rendeltetésszerûen mûködik. A normál üzem során az útátjáró lehet alapállapotú (nyitott), vonat által (automatikusan) lezárt és kézi kezeléssel lezárt állapotú. Amennyiben a berendezés valamennyi belsõ funkciója biztonságosan mûködik, de a rendszer valamely részében megtûrt, javítandó hiba van, a rendszer hibajelzést ad, de fõ funkcióit továbbra is ellátja. Oldható zavar állapot: a berendezés valamennyi belsõ funkciója biztonságosan mûködik, de a rendszer üzemszerû mûködését forgalmi okok, kapcsolódó berendezések vagy a külsõtéri elemek meghibásodásai akadályozzák. Jellegzetes zavar ok a vonat túltartózkodásából adódó úgynevezett idõntúli foglaltság (lezárt állapot hosszabb, mint az elõírt 6 perc) vagy a vonatérzékelõ elemek helytelen sorrendû mûködésébõl adódó vonatkövetési hiba. Az oldható zavar állapotot az útátjáró ellenõrzését ellátó forgalmi szolgálati helyrõl a szolgálattevõ távkezeléssel fel tudja oldani (kétütemû kezelés, elõször a zavart kell feloldania, majd egy kézi felnyitás paranccsal teheti az útátjárót alaphelyzetbe). 1.ábra: A BKV-HÉV vonalain alkalmazott tipikus útátjáró elrendezés

10 A vasúti jelzõk (kétfogalmú vasúti optikák) száma legfeljebb 16 lehet, a fényáramkörök 48V-osak, a névleges áram értéke 475mA (izzós változat) vagy 330mA lehet. A közúti jelzõk száma legfeljebb 16 lehet, a fényáramkörök 48V-osak, a névleges áram értéke 475mA (izzós változat) vagy 330mA lehet. A sorompóhajtómûvek száma legfeljebb 8 lehet, egyaránt alkalmazható hidraulikus vagy motoros hajtómû. 3. ÚJABB ÜZEMELÕ UTB BERENDE- ZÉSEK A BKV RT. HÉV VONALAIN UVM: kétprocesszoros (P1, P2) központi vezérlõ modul FRM: fõjelfogó modul VJM: vasúti jelzõ modul KJM: közúti jelzõ modul SZM: szabályozó (árambeállító) modul KSM: közúti sorompó (hajtómûvezérlõ) modul Nem oldható zavar állapot: a berendezés belsõ mûködésében vagy a rendszerben valamilyen súlyos, feloldhatatlan hiba lépett fel. Jellegzetes nem oldható zavar ok a rendszer strukturális sérülése (egy áramköri modul mûködés közbeni eltávolítása) vagy a vasúti- (közúti-) jelzõk szabad fényáramkörében megjelenõ idegen feszültség, amely hamis jelzési kép megjelenését okozhatja. A nem oldható zavar állapotot megszüntetni az okok elhárítását követõen csak helyszíni kezeléssel lehet. 2.ábra: Az UTB berendezés blokkvázlata Az ábrán alkalmazott jelölések a következõk: SEM: soros ellenállás (áramkorlátozó) modul VVM: vasúti vágány modul HK: helyi kezelõ felület TKM: távkezelõ modul FIB: közúti forgalomirányító berendezés TAF: távfelügyeleti rendszer TÁP: szünetmentes (8 óra alátámasztású) tápegység A karbantartó személyzet által végrehajtott újraindítás után a berendezés oldható zavar állapotba kerül, ahonnan a korábban már ismertetett módon a forgalmi szolgálattevõ tudja újra normál üzemi állapotba hozni. A berendezéssel vezérelhetõ külsõtéri elemek maximális száma: A berendezés 1, 2 vagy 3 vasúti vágányt kezelhet, az egyes vágányokon, szakaszokon a vonatérzékelés eszköze, módja paraméterezhetõen megválasztható. Elõzõ cikkünkben leírtuk az akkor már üzemelõ 9 berendezést, ezért most csak a 2004 nyara óta üzembe állított berendezéseket soroljuk fel december: Pomáz AS169 (Szentendrei HÉV vonal). Kétvágányú pálya, átfedéses tengelyszámlálós (Siemens-AZF) vonatérzékelés, kezdõponti oldalon (Pomáz állomás) tolatás üzemmód, LSzR LED fényáramkörök, MA-HSH hidraulikus sorompóhajtómûvek. Szilasliget AS212 (Gödöllõi HÉV vonal). Kétvágányú pálya, átfedéses tengelyszámlálós (Siemens-AZF) vonatérzékelés, LSzR LED fényáramkörök december: Árpádföld, Fácánkert út AS121 (Gödöllõi HÉV vonal). Egyvágányú pálya, 13kHz-es vonatérzékelés, a kezdõpont felõli indító behatási pont közös a szomszédos AS118 berendezéssel, LSzR LED fényáramkörök november Szigetszentmiklós, Délker, AS157 (Ráckevei HÉV vonal). Kétvágányú pálya, 13kHz-es vonatérzékelés, LSzR LED fényáramkörök. Ráckeve AS398 (Ráckevei HÉV vonal). Egyvágányú pálya, 13kHz-es vonatérzé- 3.ábra: A szekrény elölnézete (Pomáz AS169 berendezés) 4.ábra: A szekrény hátulnézete (Pomáz AS169 berendezés) XI. évfolyam, 4. szám 9

11 kelés, a végponti oldalon (Ráckeve állomás) tolatás üzemmód, pótköteles indítás, LSzR LED fényáramkörök. A berendezések üzemét jellemzõ táblázatot egészítsük ki az elmúlt években üzembe helyezett berendezések adataival (1. táblázat). Táblázatunkból kiolvasható, hogy berendezéseink az elsõ UTB üzembehelyezése óta eltelt idõszakban összesen kereken 40 évnyi üzemi tapasztalatot gyûjtöttek össze, együttesen mintegy 1 millió 350 ezer mûködési ciklust hajtottak végre. A decemberében üzembe helyezett berendezés még csak részlegesen, a novemberében üzembe helyezett két berendezés már teljes egészében a Mûszer Automatika Kft.-ben készült. A kedvezõ üzemeltetési adatok, a megrendelõ BKV Rt. által többször is kifejtett kedvezõ vélemények valamint a technológia sikeres bevezetése arra ösztönözte cégünket, hogy a megpróbálkozzunk a berendezés nagyvasúti környezetben történõ alkalmazásával is. 4. AZ UTB BERENDEZÉS ALKALMAZÁ- SI LEHETÕSÉGEI NAGYVASÚTI KÖ- RÜLMÉNYEK KÖZÖTT. Ha összehasonlítjuk az elõvárosi gyorsvasúti környezet és a nagyvasúti környezet igényeit, megállapíthatjuk, hogy a mûködést alapvetõen meghatározó szabályok rendszerében, sõt a vasúti környezetben sok közös vonás van, sok esetben a követelmények is azonosak. Berendezés azonosítója 4.2. Jelzési rendszer. A legnagyobb különbség a jelzési rendszerek között az útátjárók vonatkozásában az, hogy míg a BKV útátjáró-fedezõ jelzõje Megállj! állása mellett is meghaladható (a forgalmi utasításban meghatározott módon és sebességgel), permisszív jelzõ, addig a MÁV ilyen jelzõt nem ismer, az útátjárót általános fedezõ jelzõvel, fõjelzõvel fedezi, mely nem haladható meg Megállj! állás mellett. Ezeket a fedezõ jelzõket ezért a vonatközlekedés folyamatosságának biztosítása érdeké- Üzembehelyezés dátuma 1. táblázat Napok száma ig A közúti forgalom számára a berendezések teljesen azonosan mûködnek, a közúti jelzõket és a sorompó hajtómûveket ugyanúgy, ugyanazon szabályoknak megfelelõen kell mûködtetni. A vasúti forgalom vonatkozásában is találhatunk: a vonatérzékelõ elemek és a velük szemben támasztott követelmények azonosak. A különbségek elsõsorban a vasúti jármûvek eltérõ (nagyobb) megengedett maximális sebességében, a vasúti jelzõk kialakításában és a rájuk vonatkozó jelzési utasításokban, a vasúti jármûvek közlekedésére vonatkozó forgalmi utasításokban jelentkeznek. Ha megvizsgáljuk a hagyományos jelfogós berendezésekre vonatkozó feltétfüzeteket és az elektronikus berendezésekhez készülõ tervezeteket, a nagyvasúti környezetben alapvetõen három fõ kérdés merül fel az UTB típusú útátjáró-fedezõ berendezés alkalmazhatóságát illetõen: 1. Képes-e helyesen mûködni a berendezés a nagyobb sebességû vasúti közlekedés (vmax < 120 km/h) esetén? 2. Képes-e az elõírásoknak megfelelõ jelzési képek elõállítására és vasúti jelzõ mûködtetésre jelzõvel fedezett útátjáró esetén? 3. Megfelelõ biztonsággal üzemeltethetõ-e fedezõ jelzõ nélkül is? Vizsgáljuk meg ezeket a kérdéseket egyenként! 4.1. Sebességhatár kérdése. Az UTB berendezés többfajta vonatérzékelési módot képes kezelni. A folyamatos Heti mûködési ciklusszám Összes mûködési ciklusszám AS AS AS AS AS AS AS AS AS AS AS AS AS AS Összesen: mûködési ciklus napok száma hetek száma évek száma (hosszú sínáramkör) vagy folyamatosnak tekinthetõ (tengelyszámlálós szakaszok) vonatérzékelési módok esetében különösebb probléma nem merülhet fel, hiszen a vonat által okozott foglaltság ezekben az esetekben mindenképp hosszú ideig fennáll. Igazából a vasúti jármû sebességére csak a pontszerû, 13kHz-es sínáramkör érzékeny, mert ebben az esetben a fizikai foglaltság idõtartama a jármû sebességével fordítottan, a szerelvény hosszával egyenesen arányos, szerencsétlen esetben (gépmenet) igen rövid idõtartamú lehet. Egy 120km/h sebességgel közlekedõ tengely a 18m hosszú sínáramkört legalább 540ms ideig tartja foglaltságban. Egy valóságos vasúti jármû legkevesebb kéttengelyes, minimális tengelytávolságát 10m-nek választva a fenti értéknél még 300ms-al hosszabb ideig, legalább 840ms-ig tartja foglaltságban a sínáramkört. Az UTB berendezés vonatérzékelõ bemeneteinek feldolgozási folyamatait alaposan vizsgálva megállapítható, hogy a berendezés minden olyan foglaltságot biztonságosan feldolgoz, amelynek hossza legalább 675ms. Megállapíthatjuk, hogy bár az eredmények szerint (675ms < 840ms) a vonat érzékelése a 120km/h sebesség mellett még mindenképp megtörténik, azonban a biztonsági tartalék kicsi (24,4%), ezért ebben az esetben szükségesnek látszik az UTB programjának olyan változtatása, mellyel a bementek gyorsabbá tehetõk. Megjegyzendõ, hogy a sebességhatár növelése más problémát nem vet fel, a kezelendõ események száma nagyobb sebességû közlekedés esetén sem változik, az egyes események bekövetkezése közötti idõk ugyan csökkennek, de ezek az idõk még elegendõen hosszúak ahhoz, hogy a berendezés mûködésében ne okozzanak problémákat. Ha fenti példában meghatározott minimális tengelytávolságú és maximális sebességgel haladó vasúti jármûvel számolunk, az egymástól 50m-re elhelyezett két oldó pont mûködése közötti idõkülönbség (például a foglalttá válások közötti idõkülönbség) 540ms ms = 2040ms-ra adódik, ami több mint 16 gépi fõciklusnak felel meg az UTB-ben az események feldolgozása szempontjából ez biztonságos érték. 10 VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4

12 ben hívójelzõvel kell felszerelni. Az UTB berendezés azonban hívójelzõt nem képes kezelni. Másik lényeges különbség a jelzési képekben van. Az UTB berendezés alapvetõen csak kétfogalmú fedezõ jelzõt kezel, a Szabad jelzési képet minden esetben csak egy fénnyel jeleníti meg (a BKV gyakorlatában ez a sárga fény, melynek jelentése: szabad a továbbhaladás a nem biztosított pályaszakaszra ; néhány esetben, ahol az útátjáró-fedezõ jelzõ a következõ fõjelzõ elõjelzõjével egyesített, jelfogós áramkör választja ki, hogy a fedezõ jelzõn a Szabad jelzési kép sárga vagy a zöld fénnyel jelenjen meg). Nagyvasúti alkalmazásban elõfordulhat, hogy az egymás után elhelyezkedõ jelzõknek, a távolságuk függvényében más, több fényû jelzési képet is meg kell jelenítenie. Ennek a problémának feloldására áthidaló megoldást jelenthet az UTB berendezés úgynevezett idegen jelzõ illesztési felületének használata. Ennek segítségével az UTB berendezés kiegészíthetõ egy olyan (akár jelfogós áramkörökkel megvalósított) eszközzel, mely tartalmazza a vasúti jelzõk fényáramköreit, a hívó fények számára a villogtató egységet, az egymás után elhelyezkedõ jelzõk esetében a szükséges jelzési fogalmak átváltó áramköreit. Ezt a modult az UTB az idegen jelzõ kapcsolatán keresztül vezérelheti, mely teljes körû vezérlést- ( jelzõ vezér ) és ellenõrzést ( Megállj! és Szabad állás) biztosít Fedezõ jelzõ nélküli üzem. Az UTB jelenlegi tanúsítványa alapvetõen a fedezõ jelzõs megoldásra vonatkozik, a biztonságigazolás folyamatosan hivatkozik a vasúti fedezõ jelzõk és a közúti jelzõk közötti antagonisztikus jelzésképek ( Szabad jelzés egyszerre mindkét irányban, vagy Szabad és sötét jelzés egyidejûleg a két irányban) kizárására. Fedezõ jelzõ nélküli esetben így a berendezés programjában megvalósított ellenõrzési körök egy része csak virtuálisan mûködne. Ezért ez az alkalmazási mód csak a berendezés biztonságigazolásának és tanúsításának új szempontok szerinti teljes és sikeres újra elvégzését követõen vezethetõ be Néhány apróbb, kiegészítõ feltétel. Van néhány olyan idõzítési érték, mely a BKV és a MÁV üzemi körülményei között más-más értékû. Ilyen például az úgynevezett piros hosszabbítás ideje (az a biztonsági idõ, amellyel az útátjáró zavar állapotba kerülésekor a közúti jelzõk piros villogó ideje meghosszabbodik). Ezek az idõzítések általában léteznek az UTB jelenlegi változatában (például a piros hosszabbítás a BKV gyakorlatában 1 perc, a MÁV gyakorlatában 3 perc), vagy paraméterként, vagy a program fordítási paramétereként beállíthatóak. 5.ábra: A távkezelõ egység (Gödöllõ, Szabadság tér AS312 berendezés) A példaként felhozott piros hosszabbítás vonatkozásában meg kell még említeni egy problémát. Az elektronikus útátjáró mûködési sajátossága, hogy fatális rendszerhiba esetén a berendezés úgynevezett nem oldható zavar állapotba kerül. Ez egyúttal egy biztonsági lekapcsolás is, mely esetben a berendezés valamennyi kimenõ áramkörét megszakítjuk, megakadályozandó, hogy programhibából vagy áramköri hibából adódóan bármely külsõtéri elem hamis vezérlést kapjon. Ebben az állapotban a berendezés belsõ áramkörei a piros hosszabbítást sem képesek kiadni. Amennyiben erre az esetre is ki kívánjuk terjeszteni ezt a fajta mûködést, akkor a közúti jelzõk áramkörét célszerû úgy kiegészíteni, hogy egy külsõ villogtató egység segítségével a fõjelfogók elejtését követõen még 3 percig mûködtessék a közúti jelzõk piros fényeit. Ha a lezárás indítását nagy biztonsággal akarjuk megvalósítani, az UTB berendezés vonatérzékelõ rendszere paraméterezhetõ úgy is, hogy a lezárás indítását két független vonatérzékelõ elem közül bármelyik mûködése kiváltsa, természetesen a másik elem mûködésének elmaradása esetén egyúttal hibajelzés is keletkezik. Az UTB berendezés földesség vizsgálata a jelenlegi szabályozás szerint kézi méréssorozattal, az esedékes karbantartásokkor történik. Nincs akadálya annak, hogy automatikusan mûködõ földességvizsgáló eszközt építsünk be a berendezésbe. 5. ÖSSZEFOGLALÁS A Mûszer Automatika Kft. tervei között szerepel az UTB berendezés alkalmassá tétele nagyvasúti alkalmazásokra. A berendezés már jelenlegi formájában is az illeszkedést az eltérõ jelzési rendszerhez esetleges jelfogós kiegészítéssel megvalósítva, a szükséges tanúsítást követõen alkalmas lehet a jelzõvel fedezett, önálló irányérzékelésû útátjáróként történõ üzemeltetésre, de megkezdtük egy, a MÁV igényeihez jobban igazodó, újabb elektronikus útátjáró fedezõ berendezés kifejlesztését is. Ez a berendezés egy olyan, hardware és software felépítésében egyaránt moduláris felépítésû rendszer lesz, mely alapját képezheti más típusú biztosítóberendezési feladatokra történõ alkalmazásának is. Anwendungsmöglichkeiten der elektronischen Bahnübergangssicherungsanlage UTB bei den Staatsbahnen In diesem Artikel geht es um die weiteren Einsatzmöglichkeiten der in Ungarn entwickelten und hergestellten vollelektronischen Bahnübergangssicherungsanlage UTB, von der bereits 14 auf den Nahverkehrslinien (HÉV) der BKV ZRt. (Budapester Verkehrs AG) in den letzten 6 Jahren in Betrieb gegangen sind. Possible future applications of the UTB type full-electronic level crossing equipment in a large railway environment This article deals with the future applications of the first level crossing equipment developed and manufactured by Hungarians, a new full-electronic interlocking system. This equipment type was first introduced 6 years ago. Currently 14 units of this UTB type level crossing equipment are operating in the suburban railway lines of the BKV. XI. évfolyam, 4. szám 11

13 AEG váltakozóáramú szünetmentes berendezések vasúti alkalmazásokra Török Béla Lektorálta: Kóra István okl. villamosmérnök ELCOUNSEL Bt. 1. BEVEZETÉS A nagymúltú, egykori AEG konszern erõsáramú félvezetõgyártását és teljesítménelektronikai készülékgyártását a németországi Warstein-Beleckeben, a Ruhr-vidék szélén, festõi környezetben indította el 1945-ben, közvetlenül a II. világháború befejezése után 25 alkalmazottal. A gyár kezdetben higanygõzegyenirányítókat, szelén-egyenirányítókat gyártott, majd az erõsáramú félvezetõk megjelenését követõen az elsõk között fejlesztette ki és vitte piacra teljesítményelektronikai berendezéseit egyenirányító a Német Szövetségi Posta (Deutsche Bundespost) részére fázisú tirisztoros inverter fázisú tirisztoros inverter 1972 kapcsolóüzemû egyenirányító 1985 mikroprocesszoros egyenirányító és 3-fázisú UPS IGBT-tranzisztorokkal 1995 Protect-3: az elsõ teljesen digitális szabályozású és vezérlésû UPS 2002 Protect-4: 1000 kva egységteljesítményû UPS szekrény 2004 Protect-2: kapcsolóüzemû töltõ bemenetû UPS 2005 Protect-1M: 4 kva-es fiókokból felépíthetõ moduláris UPS 1. táblázat: A fejlesztés mérföldkövei Mintegy 250 mérnök, technikus dolgozik jelenleg is a berendezések fejlesztésén, gyártásán, több, mint 70 ma is alkalmazott, bejelentett saját szabadalmuk van az adott területen. 2. AEG SZÜNETMENTES BERENDE- ZÉSEK Az AEG Power Supply Systems GmbH termékskálája felöleli az AC és DC stacioner szünetmentes áramellátás teljes területét. A váltakozóáramú UPS berendezéseket 400 VA és 1 MVA közötti egységteljesítményben gyártják, melyekbõl max. 8 db kapcsolható párhuzamos üzembe. Redundáns párhuzamos UPS rendszerekkel kritikus biztonságú fogyasztók számára 6 9-es biztonságú (99,9999%-os) áramellátási rendelkezésre állás nyújtható. A biztonsági áramellátás területére gyártott UPS-ek kettõs konverziós, on-line üzemû szünetmentes berendezések, melyek az IEC es nemzetközi szabvány 3. szakasza szerinti minõsítésben a legmagasabb, VFI SS 111-es minõsítésnek felelnek meg. Mind az AC, mind pedig a DC berendezések léteznek fiókos illetve szekrényes kivitelben Az AEG UPS-ek termékcsaládjai Mûködés UPS családok Névleges teljesítmények, kva Bemenet Kimenet IEC mûködési elv Protect-Home 0,6 VFD SY 322 off-line 1f 1f Protect-A: 0,5-0, ,4 VI SY 322 line-interactive 1f 1f Protect-B: 0, , VI SS 211 line-interactive 1f 1f Protect-C: VFI SS 211 on-line 1f 1f Protect-1: 6-10 VFI SS 111 on-line 3f 1f Protect-1M: 4 24 (1-6 db 4 kva-os fiók) VFI SS 111 on-line 1f, 3f 1f Protect-2.33: VFI SS 111 on-line 3f 3f Protect-3.31: VFI SS 111 on-line 3f 1f Protect-3.33: VFI SS 111 on-line 3f 3f Protect VFI SS 111 on-line 3f 3f Protect VFI SS 111 on-line 3f 1f Protect VFI SS 111 on-line 3f 3f 2. táblázat: UPS termékcsaládok A fenti termékcsaládokon kívül léteznek még külön egyenirányító illetve inverter szekrénybõl összeállított szünetmentes rendszerek ipari, erõmûvi, atomerõmûvi alkalmazásokhoz. Az AEG egyike azon kevés európai szünetmentes 12 gyártóknak, akik atomerõmûvi berendezéseikhez rendelkeznek földrengésállósági minõsítéssel. Az AEG legnagyobb darabszámban forgalmazott UPS termékei a Protect-3 és Protect-4 termékcsalád tagjai (1. ábra). E VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4 két típuscsalád mûszaki felépítése azonos, az együttesen lefedett teljesítménytartomány 10 kva 1000 kva. A hálózati betápon kva között 6-ütemû, kva között 12-ütemû tirisztoros egyenirányító bemenet található. Be-

14 ködésével. Létezik elsõsorban erõmûvi alkalmazásra csak inverteres kivitel is. A Protect-2 típuscsaládot a piac igénye alapján fejlesztette ki az AEG (3. ábra). Ez az igény alacsonyabb piaci árakat és kisebb hálózati visszahatást követelt a bemeneten. Ez utóbbi elérése IGBT-s kapcsolóüzemû egyenirányító alkalmazásával, az elõbbi pedig a kimeneti transzformátor elhagyásával vált lehetõvé. Az akkumulátorok töltésekor és kisütésekor a megfelelõ egyenfeszültség elérését biztosító booster-töltõ egység kisütésnél feszültségemelésével, töltésnél feszültségcsökkentésével lehetõvé teszi, hogy az alkalmazott akkutelep feszültségét tetszõlegesen V dc és V dc közé méretezzük. 1. ábra: Protect-3, Protect-4 berendezés elvi blokkvázlata 2.2. Az AEG UPS-ek kiemelkedõ sajátosságai 2. ábra: Protect-5 ipari berendezés elvi blokkvázlata meneti transzformátora nincs, ezért a közbensõköri egyenfeszültség, ami egyben az akkutelep DC-feszültsége is, 384 V dc. Az IGBT-tranzisztoros inverter kimenetén egy leválasztó transzformátor található, ami potenciálleválasztást biztosít a fogyasztó és az inverter között. Szóló UPS-ekbõl max. 8 db kapcsolható párhuzamos üzembe, standard védettségi fokozatuk IP20, azonban opcióként, típustól függõen akár IP43 is lehet. Általános célú és ipari alkalmazásuk igen elterjedt. Kifejezetten ipari célra készülnek a Protect-5 termékcsalád tagjai (2. ábra). Az UPS-ek robusztusabbak, belsõ kialakításukban szellõsebbek, több, a felhasználó igényét követõ opciót tudnak befogadni. Az egyenirányító elé bemeneti transzformátor van beépítve, így a bemenet is és a kimenet is potenciálleválasztott az UPS belsejétõl. 1-fázisú berendezésnél 30 kva-tól, 3-fázisúnál 60 kva-tól 12-ütemû az egyenirányító bemenet. A közbensõköri egyenfeszültség, ami egyben az akkutelep DC-feszültsége is, 220 V dc, igény esetén 110 V dc. Max. IP43-as védettségi kiépítés lehetséges. Egyéb tekintetben az UPS mûködése azonos a Protect-3, Protect-4 típuscsaládok mû- 3. ábra: Protect-2 berendezés elvi blokkvázlata A szünetmentes berendezések minden részükben 100%-os digitális szabályozással, vezérléssel készültek. Három fõ egységük, az egyenirányító, az inverter, az elektronikus bypass külön mikroprocesszoros vezérlõvel rendelkezik, mindhárom vezérlõkártya 3 különbözõ helyrõl (AC-hálózat, AC szünetmentes kimenet, DC-akkufeszültség) kap betáplálást. Ez a belsõ redundancia jelentõsen lecsökkenti annak veszélyét, hogy az UPS bármilyen belsõ hiba esetén a fogyasztói ellátást veszélyeztesse, fogyasztó oldali black-outot okozzon. Az UPS-ek belsõ vezérlésének, a párhuzamos üzem vezérlésének kiszolgálására az adatáramlás CAN-buszon valósul meg. Ezt a robusztus, zavarérzéketlen adatbusz típust az AEG az autógyártás területérõl emelte be a fejlesztésébe az 1990-es évek elején. A párhuzamos üzemben mûködõ UPS-ek egyenirányítói, inverterei egymás között mindig kije- XI. évfolyam, 4. szám 13

15 lölnek egy master egységet, akihez a többi egység, a slave -ek igazodnak. Ha akár az egyenirányítók, akár az inverterek master egysége meghibásodik, átadja a stafétabotot egy másik egységnek, aki ezután az új master lesz. Ez a párhuzamos vezérlési technika a Flexible- Multi-Master-Technic (FMMT). Az inverter a kimeneti oldalon fellépõ terhelésváltozásra rendkívül gyors kiszabályozással válaszol, %-os terhelésugrás esetén a kiszabályozási idõ 1 ms, az itt fellépõ feszültségváltozás max. ±3%. Statikus terhelésváltozásnál a feszültségtartás ±1%. Az inverter terhelésváltozásnál egy félperioduson belül megnöveli a taktfrekvenciát és így tudja kiszabályozni, a mindenkori ideális színuszgörbéhez közelíteni a kimeneti feszültséget. Inverteres ellátásról bypass-ellátásra történõ átkapcsolásra a gyakorlatban két esetben van szükség: 1. fogyasztói oldali túlterhelés vagy zárlat esetén, 2. inverterhiba esetén. Mindkét esetben az UPS kimeneti feszültsége kezd drasztikusan eltérni a mintának tekintett ideális szinusz alaktól, ezért a vezérlés úgy dönt, a fogyasztók táplálását inverteres ellátásról az elektronikus bypass kapcsolóval normál hálózati ellátásra kapcsolja át. Ez az átkapcsolás azonban nem eredményez semmilyen ellátási kimaradást, lyukat, mivel a feszültséghiba trendjének észlelésekor a vezérlés begyújtja az elektronikus bypass kapcsoló tirisztorait és lekapcsolja az invertert. A feléledõ bypass feszültség és a lecsengõ inverter feszültség egymást kiegészítve folyamatos ellátást biztosítanak. A frekvenciaazonos átkapcsolás úgy lehetséges, hogy az UPS az inverter frekvenciáját egy elõre meghatározott frekvenciaablakon belül a bypass hálózat frekvenciájával szinkronban tartja, készen állva egy prompt átkapcsolási esetre. Ha a bypass bemeneti frekvenciája kilép az engedélyezett frekvenciaablakból, a rendszer letiltja az átkapcsolást, ha újból visszatér az ablakon belüli értékekhez, az átkapcsolás ismét engedélyezett. A frekvenciaablak gyári beállítása 49,5-50,5 Hz. 4. ábra: Mért áram és feszültség jelalakok bypass átkapcsolás és inverterre történõ visszakapcsolás esetében 5. ábra: A fogyasztói terhelés lehetséges teljesítménytényezõ tartománya Inverter bypass inverter ellátás átkapcsoláskor mért áram és feszültség jelalakokat mutat a 4. ábra. A legfelsõ görbe az inverter kimenetén, a 2. a hálózati bypass bemenetén mért áramgörbe. Ezen kettõ összege a fogyasztói áram jelalak. A 3. görbe az UPS kimenetén mért, azaz a fogyasztói táplálás feszültség jelalakja. Látható, hogy ez az 1 ms-os kiszabályozásnak köszönhetõen tökéletes a szinusz jelalak, nem mutat átkapcsolási feszültség letörést. Az UPS-ek alkalmazhatóságának sajátságos kérdése az adott inverteres energiaellátó berendezés túlterheléses és zárlati viselkedése. A berendezések ezen viselkedését befolyásoló technikai megoldások közös tõrõl fakadnak, vagyis az alkalmazott technológia és a konstrukció harmonikus együttese határozza meg a túlterheléses és zárlati viselkedést. Az AEG UPS-ek eddig említett típuscsaládjai rendre kiváló jellemzõkkel rendelkeznek ezen a területen, 10 percen át 125%- os, míg 1 percig 150%-os túlterhelést viselnek el. Tekintettel arra, hogy az inverteres áramellátó berendezések korlátozott zárlati energiával rendelkeznek a fogyasztó hálózat tervezésekor minden esetben szükséges ezt a körülményt figyelembe venni. Azon túl, hogy az AEG UPS-ek a fogyasztói oldal rövidzárlatával szemben ellenállóak az inverter kimenetén 1 fázisú zárlat esetén 2,7 x I névl, míg 3 fázisú zárlat alkalmával 1,8 x I névl zárlati áramot képesek biztosítani a hálózat védelmeinek mûködésbe hozásához. Nemlineáris fogyasztók ma minden alkalmazási területen elõfordulnak, ilyenek a kapcsolóüzemû tápegység bemenetû berendezések, a számítógépek, azok perifériális egységei. A kimeneti feszültség az inverter szabályozási elve miatt kis felharmonikus tartalommal bír még erõsen nemlineáris fogyasztói áramfelvétel esetén is. A feszültség torzítási faktora <3% a teljes teljesítménytartományban. A fogyasztói jelleget tekintve a terhelés tetszõlegesen induktív vagy kapacitív lehet, a lehetséges tartomány cos ϕ =0 kap -1-0 ind (5. ábra). A szünetmentes berendezéseket a gyártó cos ϕ = 0,8 kimeneti teljesítménytényezõre méretezi, azaz az adatlapokban megadott paraméterek, értékek erre az esetre vonatkoznak. EMC zavarkibocsátás vagy zavarérzékenység tekintetében a szünetmentes gyártók az IEC termékszabványt kötelesek betartani. Az AEG termékei egy jóval magasabb kívánalmat megtestesítõ európai ajánlás, az EN értékeit elégítik ki, ezek az értékek 2-3-szor szigorúbbak, mint a kötelezõ termékszabvány értékei (6. ábra). Hatásfok tekintetében 10 kva feletti 14 VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4

16 3. AEG SZÜNETMENTES BERENDEZÉ- SEK VASÚTI ALKALMAZÁSAI 3.1. Vasúti jármûvek fedélzeti áramellátó egységei 6. ábra: Megnövelt szabványkövetés az EMC zavarállóság és zavarkibocsátás területén A fedélzeti áramellátás berendezései (egyenirányítók, akkutöltõk, inverterek, DC-DC konverterek) léghûtéses illetve folyadékhûtéses kivitelben 200 W 18 kw egységteljesítménnyel, rendszerükben kva teljesítménytartományban állnak alkalmazásban. A vasúti alkalmazás emelt szintû kívánalmai: - 40(-50) C +70 C környezeti hõmérséklet tûrése, a vasúti EMC elõírások maradéktalan betartása, lökés- és rázásállóság, védettség nedvesség és szennyezõ anyagok ellen, +26%...-30% közötti bemeneti feszültségtûrés, lökõfeszültségálló bemenet, magas kimeneti áramok (max. 400 A), kétirányú üzemre képes töltõegységek igénye, kompakt kivitelû, kis tömegû berendezések 75 khz-es kapcsolóüzemû mûködéssel. Az áramellátó egységeket a vonatokon akkumulátortöltésre, fûtés ellátására, klimatizálásra, vezérlések, tengelyfordulatszám kiértékelõ egységek táplálására és számtalan más alkalmazásra használják Kettõs táplálású stacioner szünetmentes berendezések 7. ábra: Az AEG UPS-ek hatásfokgörbéje a terhelés függvényében 8. ábra: Vasúti felsõvezetéki és normál 0,4 kv-os hálózati kettõs táplálású UPS teljesítménynél valamennyi AEG szünetmentes berendezés hatásfokgörbéje egyforma (7. ábra). A hatásfok értéke már 30%-os terhelés esetén eléri a kettõs konverziós UPS-ekre jellemzõ 93-94%-ot, 40-50%-os terhelésnél pedig a maximumot. Ettõl kezdve 80%-os terhelésig enyhe csökkenést mutat 93% értékre. Ez a viselkedés azért érdekes, mivel az USPeket a legritkább esetben méretezik 100%-os terhelésre, ami az elterjedt nemlineáris fogyasztói jelleg miatt hiba is lenne, hanem a jellemzõ kiterhelés 60-80% közé tehetõ. Másrészt redundáns párhuzamos szünetmentes rendszereket 40-50%-os egységterhelésre szokás méretezni, a görbe szerint pedig ekkor a maximális a hatásfok. XI. évfolyam, 4. szám Vasúti alkalmazásban igény mutatkozott kettõs betáplálású stacioner szünetmentes áramellátás (8. ábra) kifejlesztésére. Az egyik betáplálás a vasúti felsõvezetékrõl történik transzformátor közbeiktatásával. A szekunder feszültség névleges értéke 174 V, errõl üzemelnek a nagy bemeneti feszültségtoleranciával mûködõ kapcsolóüzemû egyenirányító fiókok, melyek az üzemi töltést biztosítják a hagyományos (pl. Protect-3 típusú) UPS berendezés akkumulátorának. Ha valami okból nem áll rendelkezésre a vasúti felsõvezeték olcsó energia betáplálása, akkor kerül üzembe az UPS töltõje, ami a feszültséget a 0,4 kv-os normál hálózatból veszi. A betápok átkapcsolásánál nem lép fel fogyasztói ellátatlanság, mivel a bemenetek átkapcsolási idejére az akkumulátor telep elegendõ áthidalási idõt biztosít. A kettõs táplálású szünetmentes rendszer fõ egységei a 20 kw-os töltõmodulokból felépített akkutöltõ szekrény, az UPS és az akkutelep (9. ábra). Az akkutöltõ szekrényben max. 4 töltõfiók ( ábra) helyezhetõ el. Nagyobb teljesítményigény esetén több szekrény párhuzamosítható úgy, hogy a párhuzamosan járó fiókok maximális száma 24 db. Az UPS és az akkutelep tulajdonságai az elõzõekben a Protect-3 típuscsaládnál 15

17 töltõk bemenetén elhelyezett szûrõegységgel semlegesíthetõk. Egy 25 kv-os felsõvezeték feszültségviszonyait mutatja a 12. ábra. Ebbõl jól látható, hogy maximális feszültségnél a feszültégszinusz csúcsértéke az 50 kv-ot, az ekkor fellépõ feszültségtüske értéke a 60 kv-ot is elérheti. A felsõvezetéken fellépõ feszültségértékeket és az ezzel egyidõben a 20 kw-os töltõmodulok bemenetén fellépõ feszültségeket mutatja a 3. táblázat AEG stacioner szünetmentes berendezések vasúti referenciái (Lásd: 4. táblázat.) 9. ábra: A rendszer 3 fõ eleme a DC-tápszekrény, az UPS és az akkumulátortelep 10. ábra: 20 kw-os modul (AC-bemenet: 174 V / 16,7-50 Hz, DC-kimenet 384 V / 45 A, súly 54 kg) leírtakkal azonosak. Az UPS-ek szokásosan alkalmazott teljesítménytartománya kva. A vasúti felsõvezetéken fellépõ feszültséglengéseket a letranszformálás után a töltõfiókok nagy bemeneti feszültséghatárai tolerálják, az idõszakosan fellépõ feszültségcsúcsok, tüskék pedig a 12. ábra: A 25 kv-os felsõvezeték feszültségei 4. AEG SZÜNETMENTES BERENDEZÉ- SEK HAZAI FORGALMAZÁSA 11. ábra: 20 kw-os modul blokkvázlata külsõ transzformátorral Szünetmentes berendezéseket az AEG elõször 1975-ben szállított Magyarországra. Azóta, ha csak a 10 kva feletti teljesítményû UPS-eket tekintjük, ezekbõl több, mint 500 db üzemel hazánkban. A legnagyobb hazai rendszerek kvaes és kva-es, a külföldön telepített legnagyobb berendezések kva illetve kva-es párhuzamos rendszerek. A szünetmentes gyár képviseletét, szervizét itthon az EXTOR Elektronikai Kft. (1097 Budapest, Gubacsi út 30., Tel.: , Fax: ) látja el 2000 óta. Az alkalmazottak létszáma fõ között mozog. Minden, az áramellátás témakörébe sorolható szállí- 16 VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4

18 25 kv / 50 Hz-es felsõvezeték 20 kw-os töltõmodul bemenet % kveff kvcsúcs idõtartam fellépés Veff Vcsúcs 60,00 1 ms tüske ,0 50,00 10 ms rövididejû max ,0 41,01 állandósult maximális mûködési fesz ,0 35,35 állandósult névleges mûködési fesz ,5 24,75 állandósult minimális mûködési fesz táblázat: A felsõvezetéken és vele egyidõben a 20 kw-os töltõmodul bemenetén fellépõ feszültségek Bukarest-Konstanca Románia 3-fázisú Protect-3 + DC-töltõegységek kva RAILTRACK Nagy-Britannia 1-fázisú UPS + DC-töltõegységek kva LUL Jubilee Line, földalatti London Nagy-Britannia 3-fázisú rendszerek kva Guang Zhou Metro Kína 3-fázisú rendszerek kva Shen Zhen Metro Kína 3-fázisú rendszerek kva Hong Kong Metro Kína 3-fázisú rendszerek kva Cairo Metro Egyiptom 1-fázisú rendszerek 10 kva Rey Sharoud Irán 3-fázisú rendszerek kva GVB Metro Amsterdam Hollandia 1-fázisú rendszerek 3-fázisú rendszerek kva, 7,5 kva ProRail Hollandia 1-fázisú rendszerek 2 kva Hamburger Hochbahn Németország 1-fázisú rendszerek kva Dortmunder Stadtbahn Németország 1-fázisú rendszerek kva Berliner Verkehrsbetriebe Németország 4. táblázat: Vasúti referenciák 1-fázisú rendszerek 3-fázisú rendszerek kva tás, szolgáltatás a cégprofil részét képezi, legyen az tervezés, egyszerû berendezés szállítás, komplett rendszer kivitelezése, mérés, karbantartás, üzemeltetés. A cég tulajdonosai, vezetõi 1983 óta dolgoznak az AEG szünetmentes áramellátás területén nagy ismeretanyagot, tapasztalatot felhalmozva. Vezérelvünk a partnerek igényeinek mindenkori 100%- os kielégítése, legyen az az elõzetes tervezés, a kiválasztás, a telepítés vagy az üzemeltetés idõszaka. Hot-line szolgáltatásunkban a szervizszakemberek a hét minden napján 0-24 óra között rendelkezésre állnak. A berendezések rendkívül stabilan üzemelnek, ennek köszönhetõen a szerviz fõ tevékenységei az üzembe helyezés és a tervezett karbantartás. A hibabejelentések 80%-ában a zavar telefonon történõ közvetítéssel, rövid idõ alatt elhárítható. Szervizmérnökeink rendszeres gyári kiképzést kapnak, tartalék alkatrész pedig minden berendezéstípusra mindenkor rendelkezésre áll. AEG unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen für Bahnanwendungen Der Artikel stellt die Typenfamilien der AEG USV-Anlagen vor und beschreibt deren wichtigste Merkmale und Besonderheiten. Für die stationären Bahnstromanwendungen gibt es eine spezielle "Dual-Input"- USV-Anlage, die ihre Einspeisung bei Normalbetrieb von der Bahnoberleitung bekommt, wenn diese aber nicht zur Verfügung steht, von dem normalen 0,4kV-Netz. Da die Spannungsverhältnisse der Bahnoberleitung stark schwanken und von Rückwirkungen der Bahn stark belastet sind, muß der Modul Gleichrichter ein sehr breites Toleranzspektrum der Eingangsspannung akzeptieren. AEG Uninterruptable Power Supplies in railway applications The article presents the types of AEG uninterruptible power supply systems and their most important parameters. It points out the AEG system s special features. The article discusses the double input UPS system in use of railway applications. In railway applications the equipment receives the input power from trolley wire. If the over head traction supply is not available the consumers are fed by the normal mains. The article also points out the voltage conditions of the catenary and their influences at the input of the UPS which requires very wide input voltage range. XI. évfolyam, 4. szám 17

19 A forgalmi szolgálattevõ és a mozdonyszemélyzet közvetlen kommunikációjának megvalósítása rendkívüli helyzet kezelésére ETCS környezetben BEVEZETÉS Dr. Darabos Zoltán, Juhász Zsolt, Tóth Péter A hazai, hagyományos EVM vonatbefolyásoló rendszer megtartásával a MÁV az ETCS rendszer bevezetése mellett döntött. A jelenleg Magyarországon alkalmazott ETCS 1-es szintû rendszer azonban nem alkalmas két jelfeladó pont közötti pálya jármû információ átvitelére. A KKF VF viszont elõírta, hogy a jelenleg érvényes OVSZ követelményeinek maradéktalan teljesítése érdekében az elõjelzõt már elhagyó és a következõ fõjelzõhöz (bejárati, kijárati, fedezõ) közelítõ vonatot gépi úton kell értesíteni a közelített jelzõ megállj állásáról. Ennek a feltételnek a biztosítására a vasúti hatóság elõírta, hogy a MÁV ZRt. vasútvonalain telepített 450 MHz-es vonali rádiórendszer is ideiglenesen felhasználható az érintett Forgalmi Szolgálattevõk részérõl a Mozdonyszemélyzet részére történõ vészhívások kezdeményezésére, illetve egyéb információk közlésére a Budapest Hegyeshalom vonalon. A vezetékes és rádiós hálózat összekapcsolásával ez a követelmény kielégíthetõ. Cikkünkben ismertetjük a két rendszer összekapcsolásának módját, az állomási és a központi berendezések e célra történõ átalakításának mikéntjét, a mûszaki felépítés fõbb jellemzõit. AZ ETCS 1 MEGVALÓSÍTÁSI DÖNTÉSEI A MÁV a IV-es és V-ös páneurópai közlekedési korridorok magyarországi szakaszán a meglévõ 75 Hz-es ütemezett sínáramkörön alapuló, folyamatos vonatbefolyásolást biztosító EVM-rendszer megtartása mellett, illetve az V-ös folyosón e rendszer helyett az ETCS 1-es szintjének bevezetését határozta el, majd ennek megvalósítására nemzetközi tendert írt ki 2000-ben (Zalacséb-Salomvár Õriszentpéter (Bajánsenye) oh. Hódos), illetve 2002-ben [Budapest Kimle (Hegyeshalom oh.)]. (E pályázatok kiírásának közvetlen elõzményeként tekinthetõ az az ETCS 1-es szintû kísérleti üzem, amelyet több gyártó közremûködésével ben a MÁV és az ÖBB együttesen valósított meg az említett korridor Kimle Hegyeshalom Nickelsdorf Bruck a.d. Leitha szakaszán; e kísérleti üzem sikerességének köszönhetõen döntött a két vasút az ETCS 1-es szintû vonatbefolyásoló rendszer kiépítésérõl.) Az ETCS 1-es szintjén a pálya jármû információs kapcsolat a pályaoldalról többféle elemmel valósulhat meg: a két sínszál között, a vágánytengelyben elhelyezett, kizárólag pontszerû jelfeladást biztosító transzponderekkel (Eurobalíz), (szakaszosan) folyamatos jelfeladást biztosító hurkokkal (Euroloop) és rádiós úton (csak ún. kitöltõ (infill) információk továbbítására GSM-kapcsolattal). Mivel a MÁV az Euroloop kedvezõtlen nemzetközi tapasztalatai miatt hurkokat nem kívánt alkalmazni és a vasúti GSM-hálózat (GSM-R) kialakítása a pályázat kiírásának idõpontjában nem tûnt reálisnak, ezért pályaoldali elemként kizárólag a balízok alkalmazása jöhetett számításba. Az V-ös korridor Zalacséb-Salomvár Õriszentpéter (Bajánsenye) oh. Hódos szakaszán megépült ETCS pályaoldali rendszer a Központi Közlekedési Felügyelet Vasúti Felügyelettõl 2003-ban létesítési engedélyt kapott, azonban az engedélyezési feltételek között szerepelt az elõjelzõ fõjelzõ információs pontok között a vonat gépi úton történõ értesíthetõségének megvalósítása, amelyre olyan megoldás, amely mind a MÁV-nak, mind pedig a KKF VF-nek megfelelõ, ezidáig nem született. A IV-es korridoron azonban a MÁV a számos szempontból több szolgáltatást nyújtó, nagymennyiségû információ átvitelére alkalmas ETCS-rendszer mellett nem kívánt lemondani a Budapest Hegyeshalom vasútvonalon rendelkezésre álló folyamatos vonatbefolyásolás elõnyeirõl sem, a tenderdokumentációban feltételként elõírásra került, hogy a pontszerû jelfeladó elemek (balízok) között kitöltõ információként a 75 Hz-es sínáramköri kódokat kell figyelembe venni és ezeket mind ún. fel-, mind pedig leértékelésre fel kell használni. Felértékelésre akkor van szükség, amikor a vonat a balíz felett elhaladva pl. Megállj! állású (illetve a késõbb alkalmazhatónál kisebb sebességet engedélyezõ) jelzõre utaló elõjelzési információt kapott, de a jelzõ idõközben (a vonat jelzõhöz való közelítésének ideje alatt) továbbhaladást engedélyezõ állásba kapcsolódott. A felértékelés azonban csak mozdonyvezetõi megerõsítés után válik érvényessé, azaz a mozdonyvezetõnek ténylegesen meg kell gyõzõdnie arról, hogy a jelzõ a korábbinál valóban nagyobb sebességet engedélyez-e. Leértékelés akkor válhat szükségessé, ha a vonat ETCS-információként szabad állású következõ jelzõre kapott elõjelzést, de a céljelzõ idõközben Meg-állj! -ra kapcsolódott (vagy a korábbinál kisebb sebességet engedélyez). A leértékelés azonnal érvényessé válhat, hiszen ekkor a korábbinál aggályosabb jelzési képre (azaz kisebb sebességre) való váltásról van szó. A MÁV tenderkiírása azonban a fenti szempontokat figyelembe véve az akkor érvényben levõ ETCS rendszerkövetelmények specifikációjával (ETCS SRS 2.0.0), illetve a funkcionális követelményspecifikációval (ETCS FRS 4.29) nem volt összhangban, hiszen ezek nem engedik meg a nemzeti vonatbefolyásoló rendszer pályaoldali jeleinek kitöltõ (infill) információként való felhasználását. Ez egyben azt is jelenti, hogy azok a vontatójármûvek, amelyeknek fedélzeti rendszere képes a nemzeti vonatbefolyásoló rendszer pályajeleinek infill információként való felhasználására, az a rendszer megfelelõségének tanúsítására felkért ún. Bejelentett Szervezettõl (Notified Body) nem kaphat a rendszer megfelelõségét bizonyító tanúsítványt. A fenti körülmény miatt az idegen vasutak (ÖBB, DB stb.) nem kívánták vontatójármûveiket a specifikációknak nem megfelelõ ETCS / (EVM)-rendszerrel felszerelni, illetve a MÁV sem tervezi ilyen fedélzeti berendezéssel ellátni azon mozdonyait, amelyek jellemzõen ETCS rendszerrel már rendelkezõ vasutak hálózatán is közlekednek (jelenleg ezek jellemzõen az ÖBB és a DB vonalakon közlekedõ Taurus mozdonyok). A MÁV kiírásának értelmében az Alcatel Austria AG. a Budapest-Kelenföld Kimle Hegyeshalom oh. ETCS tender keretében az idegen vasutakon nem közlekedõ 17 db V63 sorozatú mozdony ETCS fedélzeti berendezését úgy alakította ki, hogy azok ETCS 1-es szinten képesek a 75 Hz-es pályajelek infill információként történõ értelmezésére. A Központi Közlekedési Felügyelet Vasúti Felügyelet (KKF VF) a Budapest- Kelenföld (kiz.) Kimle (kiz.) létesítési engedély meghosszabbításában, illetve a Kimle (bez.) Hegyeshalom oh. létesítési engedélyben elõírta, hogy csak ETCS 1-es szintû vonatbefolyásoló berendezésekkel felszerelt jármûvek közlekedése esetén is biztosítani kell a Megállj! jelzést adó fõjelzõk elõtt a jármûvek megállítását, de legfeljebb a 40 km/h sebesség kikényszerítését a vezetõálláson a fõjelzõk rendkívüli okból történõ Megállj! jelzésre való kapcsolódása esetén. (Természetesen a már nem értesíthetõ vonatok esetén e követelményt a fõjelzõ megálljra kapcsolódásáról való értesítésként kell értelmezni.) Erre vonatkozóan a KKF VF ETCS 1-es szint esetén az alábbi megoldásokat fogadja el: 18 VEZETÉKEK VILÁGA 2006/4

20 EVM-rendszerû infill, vagy A kiértékelési idõnek megfelelõ úttal megnövelt kényszerfékút kezdetén infill balízt kell elhelyezni és azzal kell a közelített jelzõ Megállj! állására utaló információt továbbítani, vagy Rádiós (GSM-R) úton kell a közelített jelzõ Megállj! állására utaló információt a vontatójármûre feladni (ún. rádiós infill). A 17 db V63 sorozatú mozdony EVMinfill fedélzeti funkcióval történõ ellátása tehát nemcsak a két vonatbefolyásoló rendszer együttes alkalmazásának igen elõnyös volta miatt célszerû (az ETCS, mint pontszerû vonatbefolyásoló rendszer nagymennyiségû információ továbbítására alkalmas és ismeri a céltávolságot; az EVM pedig, mint folyamatos vonatbefolyásoló rendszer segítségével a vonat bármikor értesíthetõ), hanem alkalmazásával erre a mozdonysorozatra megoldódik a KKF VF feltételeinek vonatkozó része. 1. ETCS 1 TÁVKÖZLÉSI TÁMOGATÁSA A KKF VF határozatában rögzítette, hogy amennyiben a MÁV középtávon, azaz nem azonnali (az ETCS rendszer üzembe helyezése utáni) megvalósítással a rádiós infill megoldást választja, a GSM-R rendszer kiépítéséig ideiglenes jelleggel a jelenlegi UIC 450 MHz-es rádió is elegendõ és felhasználható a mozdonyszemélyzet értesítésére a vonat gépi úton történõ értesítése helyett akkor, ha a forgalmi szolgálattevõ a mozdonyvezetõvel történõ közvetlen kommunikációjának a lehetõsége biztosított. Ez az engedély természetesen az UIC 450 MHz-es rádióval és ETCS 1-es szintû fedélzeti berendezéssel felszerelt vontatójármûvekre vonatkozik (pl. ETCS fedélzeti berendezéssel felszerelt ÖBB Taurus mozdonyok). Hozzá kell tennünk azonban, hogy az ETCS pályamenti rendszer üzembe helyezése után mindazok a mozdonyok, amelyek ugyan rendelkeznek UIC 450 MHz-es rádióval, azonban csak EVM-120 fedélzeti berendezéssel vannak felszerelve, csak legfeljebb 120 km/h sebességgel közlekedhetnek (pl. MÁV Taurus mozdonyok). Célszerûnek tûnt, hogy a forgalmi szolgálattevõ mozdonyvezetõ közvetlen kommunikációra a mozdonyon levõ 450 MHz-es vonali rádió mellett az állomáson a rendelkezésre álló, a tapasztalatok alapján igen nagy megbízhatósággal üzemelõ PLANET diszpécseri rendszert használjuk fel, mivel így csupán a két rendszer központjának összekötését kell megoldani. Nagy elõny, hogy a rádiós és a PLANET rendszer központja helyileg egy épületben, a budapesti Kerepesi út 16-ban levõ Forgalomirányító Központban van telepítve, így a kapcsolat megvalósításának fizikai akadálya nincs. 2. Építõelemek A megoldás építõelemeit a vonali rádió rendszer, továbbá a meglévõ irányítói diszpécser hálózat berendezései alkotják. A két, a fenti vonalat földön és levegõben lefedõ, rendszer mellett fontos szerepet kapott a megvalósításban a MÁV ZRt alközponti környezetében már tesztelt MDKR rádió illesztõ egység és a PLANET rendszer rugalmassága az új szolgáltatások bevezethetõségében Vonali rádió rendszer A Budapest Hegyeshalom vonalon üzemelõ UIC típusú 450 MHz-es vonali rádiórendszer a Budapest Komárom és Komárom Hegyeshalom szakaszt két független rendszerrel fedi le (1. ábra). A rádiórendszer két önálló irányító berendezése biztosítja az irányító központ személyzete számára a rádiórendszerre csatlakozást a rádió kezelõrõl vagy a PLANET diszpécser rendszer kezelõi felületérõl. Jelenleg a vonalon dolgozó Forgalmi szolgálattevõ a rádió hálózatot kizárólag az irányító diszpécser engedélyével és közremûködésével tudja elérni Irányítói diszpécser hálózat A TELE-INFORMATIKA Kft. által gyártott PLANET rendszer a Budapest Hegyeshalom vonalszakaszon 27 központot és 72 kezelõi munkahelyet foglal magába. Ezzel a kiépítéssel a MÁV Zrt hálózatában a legnagyobb méretû egységes diszpécser rendszer. A rendszer központjai, kerülõúttal biztosított, 2 Mbit-es PCM trönkön kapcsolódnak össze, gyûrû alakú hálózatot alkotva. A rendszer által kínált megbízhatóság, továbbá az irányító központ szinten biztosított teljes körû naplózás és hangrögzítés lehetõsége alapján a meglévõ építõelemek felhasználásával, rövid határidõvel optimális megoldás hozható létre kihasználva a PLANET rendszer flexibilitását az új szolgáltatások bevezethetõségében MDKR rádió illesztõ egység Az MDKR rádió illesztõ egység a KAPSCH ZFZ-91 típusú UIC rádióközponttal (és - 1. ábra: A rendszer felépítése rendszerrel) felszerelt vasútvonalakon lehetõvé teszi, hogy a vasútvonal bármely Forgalmi Szolgálattevõje rendkívüli esemény esetén azonnali bemondást tehessen a Forgalmi Irodából az UIC rádióval felszerelt mozdonyokra. A MÁV ZRt. vonalain jelenleg a Budapest Hegyeshalom, illetve a Zalaegerszeg Hodos vasútvonalak vannak a KAP- SCH UIC rádiórendszerrel felszerelve. Ilyen típusú rádiórendszer van telepítve a GySEV Rt. Gyõr Sopron vasútvonalán is. Az egység, a régi, Storno gyártmányú, CAF típusú központtal kiépített rádiórendszerekhez -az eltérõ mûszaki kialakítási, mûködési elv miatt- nem alkalmas. Az egység eredetileg a vasútüzemi CB telefonhálózaton keresztül történõ kapcsolatteremtésre lett kialakítva, de a TE- LE-INFORMATIKA Kft. bevonásával kialakításra került a PLANET-rendszerbe integrálható újabb változat is. 3. A RENDSZER FELÉPÍTÉSE A felmerült igény alapján a TELE-IN- FORMATIKA Kft, a MÁV ZRt. keretein belül kidolgozott MDKR-1 rádiós illesztõáramkört felhasználva oldja meg a Budapest Hegyeshalom vonalon jelenleg is üzemelõ PLANET típusú diszpécserrendszerbe való integrálást. Ez lehetõvé teszi a szakaszon a Forgalmi Szolgálattevõk számára a rádiórendszer közvetlen elérését az irányítói munkahelyeken túlmenõen az állomási Forgalmi szolgálattevõ munkahelyekrõl is, meglévõ PLAN- ET kezelõpultjaikon keresztül. A megoldás lehetõvé teszi a két vonalszakaszon az egymástól független, azonos idõben történõ rádiórendszer-indítást is. A budapesti központi üzemirányítói munkahelyeken, valamint Komáromban, ahol a két rádiós és irányítói szakasz találkozik, mindkét rendszer elérése biztosított. A hívások felépülése a PLANET zárt rendszerén keresztül, a megfelelõ vonalszakasz elérését kiváltó vezérlés mellett történik, ezzel a rendszer teljesen szelek- XI. évfolyam, 4. szám 19