ETCS

European Train Control System (ETCS)[edytuj]

European Train Control System (ETCS) – to europejski system sterowania ruchem kolejowym i zabezpieczenia ruchu pociągów, będący podstawowym składnikiem systemu ERTMS (European Rail Traffic Management System). Jego zadaniem jest zapewnienie interoperacyjności między krajowymi systemami kolei w Europie, zwiększenie poziomu bezpieczeństwa oraz efektywności transportu kolejowego.

ETCS jest wspólnym mianownikiem dla krajów Unii Europejskiej i innych państw, które zdecydowały się wdrożyć zintegrowany system zarządzania ruchem kolejowym. Dzięki ETCS możliwe jest prowadzenie pociągów międzynarodowych bez konieczności stosowania różnych systemów pokładowych oraz bez zmiany lokomotywy na granicach.

Historia[edytuj]

Geneza ETCS[edytuj]

W drugiej połowie XX wieku w Europie funkcjonowały dziesiątki różnych narodowych systemów kontroli pociągów (np. niemiecki PZB/LZB, francuski TVM, włoski BACC, polski SHP). Powodowało to poważne trudności w organizowaniu ruchu międzynarodowego. Każdy system wymagał odrębnego wyposażenia pokładowego, a czasem także zmiany pojazdu trakcyjnego.

W odpowiedzi na te ograniczenia, w latach 90. XX wieku powstał projekt ERTMS, którego podstawowym składnikiem jest ETCS – zunifikowany system zabezpieczenia i sterowania ruchem.

Rozwój standardu[edytuj]

Rozwój ETCS prowadzony jest przez organizację UNISIG (Union Industry of Signalling), skupiającą największych producentów systemów kolejowych: Alstom, Siemens, Thales, Bombardier (obecnie część Alstom), CAF Signalling i innych. Pierwsze wersje ETCS były gotowe w końcu lat 90.

W 1996 roku rozpoczęto pilotażowe wdrożenia w Hiszpanii i we Włoszech. W 2002 roku Unia Europejska oficjalnie zaleciła ETCS jako standard systemów kontroli pociągów na nowych liniach dużych prędkości i liniach modernizowanych.

Poziomy ETCS[edytuj]

ETCS przewiduje różne poziomy wdrożenia, które różnią się zakresem funkcjonalności oraz infrastrukturą niezbędną do działania systemu.

ETCS Level 0[edytuj]

Poziom zerowy to tryb pracy pociągu z urządzeniem pokładowym ETCS na liniach, które nie są wyposażone w infrastrukturę ETCS. W takim przypadku system działa w trybie nadzoru prędkości (Overspeed Monitoring) na podstawie danych wprowadzonych ręcznie przez maszynistę.

ETCS Level 1[edytuj]

Pierwszy poziom ETCS działa przy wykorzystaniu punktów przekazywania informacji – tzw. balis (ang. balises). Informacje są przekazywane z toru do pojazdu w formie kodowanej. Możliwe jest działanie na bazie istniejącej infrastruktury (np. semaforów), co umożliwia stosunkowo łatwą integrację z istniejącymi systemami.

informacje o ograniczeniach prędkości, sygnałach, długości odcinków są przesyłane do pojazdu;
balisy mogą być stałe lub programowalne;
może współpracować z liniami wyposażonymi np. w SHP, PZB, etc.

ETCS Level 2[edytuj]

Poziom drugi to w pełni cyfrowy system, w którym komunikacja między torem a pociągiem odbywa się za pomocą sieci GSM-R. Ruch pociągów jest nadzorowany zdalnie przez centrum zarządzania ruchem (RBC – Radio Block Centre). Nie ma potrzeby stosowania semaforów zewnętrznych – wszystkie informacje wyświetlane są w kabinie maszynisty.

pełna informacja o torze i warunkach ruchu przesyłana cyfrowo;
ciągły nadzór nad pozycją i prędkością pociągu;
zwiększenie przepustowości linii;
wyeliminowanie sygnalizacji liniowej (w wersji czystej L2).

ETCS Level 3[edytuj]

Poziom trzeci opiera się na koncepcji pociągu jako „czujnika toru”. W tym modelu nie potrzeba urządzeń detekcji toru (jak czujniki osi), a pociąg sam raportuje swoją lokalizację i stan. Poziom ten pozostaje w fazie eksperymentalnej, z uwagi na trudności w zapewnieniu bezwzględnego bezpieczeństwa.

Elementy systemu[edytuj]

Balisy[edytuj]

To urządzenia umieszczane pomiędzy szynami, które komunikują się z urządzeniem pokładowym pociągu. Mogą być stałe lub dynamiczne (programowalne). Przekazują informacje o sygnałach, ograniczeniach prędkości, rozjazdach i innych elementach infrastruktury.

RBC (Radio Block Centre)[edytuj]

Stacja zarządzania ruchem w ETCS Level 2 i wyżej. RBC kontroluje pozycję pociągów, przydziela tzw. „blokady radiowe” i przesyła dane do pojazdów.

GSM-R[edytuj]

Specjalna wersja GSM używana do transmisji danych i głosu w kolei. Służy do komunikacji między pociągiem a RBC w ETCS poziomu 2. W przyszłości ma zostać zastąpiona przez FRMCS – nową generację systemu komunikacji kolejowej.

Urządzenie pokładowe[edytuj]

System komputerowy w lokomotywie, który przetwarza dane z toru i prezentuje je maszynistom. Wyświetla informacje o dozwolonej prędkości, dystansie do punktów zatrzymania, profilu linii itp. Posiada funkcje automatycznego hamowania w razie przekroczenia limitów.

Zasada działania[edytuj]

ETCS działa w oparciu o tzw. Movement Authority (MA) – czyli przydzielenie pociągowi odcinka, po którym może się poruszać. System ustala MA na podstawie informacji o pozycji innych pociągów, stanów torów, ograniczeń prędkości i innych czynników.

W ETCS Level 1 dane przesyłane są przez balisy. W Level 2 i wyżej – komunikacja jest ciągła, a MA aktualizowane są dynamicznie w czasie rzeczywistym.

Wdrożenia ETCS w Europie[edytuj]

Niemcy[edytuj]

System jest wdrażany głównie na liniach dużych prędkości (np. Berlin – Monachium), ale również na modernizowanych liniach towarowych. Zintegrowany z systemem LZB.

Francja[edytuj]

Współistnieje z systemem TVM. Nowe linie TGV wyposaża się w ETCS L2 jako system równoległy.

Hiszpania[edytuj]

Jedna z pierwszych kolei z wdrożonym ETCS. Linia Madryt – Lleida – Barcelona posiada ETCS Level 2.

Włochy[edytuj]

ETCS obecny jest na liniach dużych prędkości i części linii regionalnych. Współdziała z krajowym systemem BACC.

Polska[edytuj]

W Polsce ETCS wdrażany jest etapami:

Linia E65 (CMK i Warszawa – Gdynia) z ETCS Level 1;
linia E20 z ETCS Level 2;
testy na linii do Grodziska Mazowieckiego;
Pendolino ED250 przystosowane do ETCS L1/L2;
docelowo wdrożenie na korytarzach TEN-T.

Czechy i Słowacja[edytuj]

ETCS wprowadzany obowiązkowo od 2030 r. dla pojazdów prowadzących ruch po głównych liniach.

Korzyści z wdrożenia[edytuj]

**Zwiększenie bezpieczeństwa** – pełna kontrola nad ruchem pociągów, automatyczne hamowanie, eliminacja błędów ludzkich.
**Zwiększenie przepustowości** – dzięki dynamicznej alokacji bloków i braku sygnalizacji zewnętrznej.
**Ułatwienie ruchu transgranicznego** – brak konieczności zmiany pojazdów, maszynistów czy urządzeń pokładowych.
**Standaryzacja** – jeden wspólny język dla całej kolei europejskiej.
**Oszczędność kosztów długoterminowo** – uproszczenie infrastruktury, eliminacja krajowych systemów.

Trudności i krytyka[edytuj]

**Koszty wdrożenia** – bardzo wysokie, szczególnie przy konieczności wymiany istniejącej infrastruktury.
**Złożoność techniczna** – szczególnie w integracji z istniejącymi systemami.
**Problemy z GSM-R** – przestarzałość technologii, opóźnienia w transmisji, zakłócenia.
**Brak pełnej interoperacyjności** – mimo wspólnego standardu różnice w implementacji przez producentów.

Przyszłość ETCS[edytuj]

**ETCS Level 3** – pociąg jako czujnik toru; w fazie testów.
**FRMCS** – następca GSM-R, oparty na 5G.
**Automatyzacja** – integracja ETCS z systemami ATO (Automatic Train Operation).
**Globalizacja** – ETCS wdrażany jest poza Europą, np. w Indiach, Australii i Korei Południowej.