SHP (system zabezpieczenia)

System SHP (z ang. Automatic Train Brake) – polski system samoczynnego hamowania pociągu, stosowany od lat 60. XX wieku jako podstawowy mechanizm zabezpieczenia przed przekroczeniem prędkości i opuszczeniem sygnału „Stój”. System zapobiega kolizjom oraz redukuje ryzyko tragicznych wypadków kolejowych.

1. Wprowadzenie

1.1. Geneza i potrzeba systemu

W połowie XX wieku, wraz z coraz większym natężeniem ruchu kolejowego, pojawiła się pilna potrzeba systemu, który automatycznie zainterweniuje, gdy maszynista nie zareaguje na sygnały semaforowe lub przekroczy dopuszczalną prędkość. Dotychczas dominowały metody manualne – papierowe rozkazy i ludzki refleks – lecz to już nie wystarczało w warunkach intensywnego ruchu pasażerskiego i towarowego.

1.2. Nazwa i znaczenie skrótu SHP

Skrót SHP oznacza:

• S – Samoczynne,
• H – Hamowanie,
• P – Pociągu.

W oryginalnych materiałach przyjęło się określać go czasem jako ATS‑PT (Automatic Train Stop – Poland Type), nawiązując analogicznie do zachodnich systemów ATS.

1.3. Zasięg stosowania

System SHP jest obowiązkowy na większości linii PKP, szczególnie na liniach o dużym lub średnim ruchu, oraz tam, gdzie wymagana jest większa niezawodność sygnalizacji. Praktycznie wszystkie lokomotywy i zespoły trakcyjne eksploatowane w Polsce są w niego wyposażone lub mają do niego interfejs kompatybilny.

2. Zasada działania

2.1. Komponenty systemu

System SHP składa się z kilku podstawowych elementów:

• **Nadawacze sygnałowe** – elektromagnetyczne pętle ukryte pod nawierzchnią torową, umieszczone przed semaforem lub wskaźnikiem prędkości, emitujące sygnał 75 Hz;
• **Odbiornik pokładowy** – cewka EM na spodzie lokomotywy, wychwytuje sygnały nadajnika SHP;
• **Czujniki prędkości** – mierzą rzeczywistą prędkość pociągu;
• **Sterownik pokładowy** – analizuje sygnały z nadajników i czujników oraz decyduje o interwencji;
• **Zawór hamulcowy** – uruchamia hamowanie przy ostrzeżeniu, a pełne hamowanie przy ewentualnym zagrożeniu.

2.2. Tryby pracy

System posiada dwa podstawowe stany:

1. „Ostrzeganie” – umieszcza hamulec w stan „hamowania”, utrzymując dotychczasową prędkość, jednak nie pozwala na jej dalsze zwiększanie.
2. „Hamowanie awaryjne” – przy braku reakcji na ostrzeżenie (naciśnięcie przycisku potwierdzenia) lub w sytuacji przekroczenia prędkości następuje pełne, automatyczne hamowanie pociągu.

2.3. Trasa sygnału

1. Pociąg zbliża się do nadajnika SHP, pod semaforem lub wskaźnikiem trasy. 2. Odbiornik pokładowy wykrywa sygnał 75 Hz -> centrala zwalnia prostownik -> słychać charakterystyczny dźwięk „szczęknięcia”. 3. Jeśli sygnał semafora jest niepozwalający (czyli stój lub ograniczenie), przycisk potwierdzenia nie zostaje naciśnięty – uruchomione zostaje hamowanie awaryjne. 4. Jeżeli maszynista potwierdzi ostrzeżenie, możliwe jest kontynuowanie trasy, ale prędkość zostaje ograniczona do wartości przewidzianej przez sygnalizację (zwykle –50 km/h lub +10 km/h na skraju tolerancji). 5. Czas na potwierdzenie wynosi standardowo 2 sekund; jeśli upłynie, wchodzi hamowanie.

2.4. Warunki inicjacji awaryjnego zatrzymania

• Brak reakcji na ostrzeżenie – niepotwierdzenie sygnału.
• Przekroczenie prędkości– różnica między dopuszczalną a rzeczywistą prędkością.
• Błąd systemu lub uszkodzenie sygnału – powoduje hamowanie zapobiegawcze.

3. Typy i odmiany systemu SHP

3.1. SHP‑R (Radiowy)

Pierwsza wersja, oparta wyłącznie na radiowym przesyle sygnału 75 Hz, prostsza konstrukcyjnie, stosowana od lat 60.

3.2. SHP‑P (Pulsacyjny)

Udoskonalona wersja, sygnał nadajników jest przerywany, co pozwala na rozpoznawanie dystansu oraz monitoring strefy ostrzegania i różnych informacji o trasie. Pozwala rejestrować kolejne wartości sygnałów i dostarczać więcej danych, takich jak profile prędkości.

3.3. SHP‑L i inne prototypy

W latach 90. testowano SHP‑L (lokalne modyfikacje) – zintegrowany z komputerem pokładowym do precyzyjnego określania położenia GPS i transmisji informacji o ruchu.

3.4. Porównanie wersji

Porównanie wersji systemu SHP

Wersja	Rodzaj sygnału	Zalety	Wady
SHP‑R	ciągły 75 Hz	prostota, niska awaryjność	brak precyzji, mniej danych
SHP‑P	falowy/pulsacyjny	większa ilość informacji, lepszy monitoring	wyższa cena, bardziej skomplikowany
SHP‑L	zintegrowany z GPS	bardzo dokładny, możliwość automatycznego zapisu trasy	rozwijany w fazie prototypu

4. Wyposażenie pojazdu

4.1. Odbiornik Pokładowy

Metalowa cewka umieszczona pod lokomotywą, zamocowana do podwozia lub wózka. W różnych typach urządzeń może mieć różne wymiary i budowę, ale funkcjonalność – wychwycenie pola 75 Hz – pozostaje ta sama.

4.2. Komputer pokładowy i panela SHP

Maszynista ma przed sobą deskę z kontrolkami – najczęściej trzy:

• „Ostrzeżenie” – opadający i podświetlający się symbol dzwonka;
• „Stój” – czerwony alarm ostrzegający przed hamowaniem awaryjnym;
• „Potwierdzam” – duży czerwony przycisk lub pedał.

W SID‑ach (System Informatyczno‑Dyspozytorski) lokomotywy może być zintegrowany z komputerem, rejestrującym informacje o prędkości, czasie reakcji i miejscach interwencji.

4.3. Zawór hamulcowy

Po otrzymaniu sygnału od komputera zawór uruchamia szybkie hamowanie. W nowoczesnych pojazdach modulowane – pozwalają dostosować ciśnienie hamowania do intensywności zagrożenia.

4.4. Zasilanie

System jest zasilany z głównego obwodu 24 V (w lokomotywach spalinowych lub elektrycznych). W oldermetach może mieć własny zasilacz buforowy.

5. Instalacja i budowa infrastruktury=

5.1. Montaż nadajników

Nadajniki montowane są w torach, 20–60 metrów przed semaforem lub wskaźnikiem. Wybrane przez PKP po konsultacji z producentem – głębokość montażu, typ szyny (stalowa, żeliwna), kompatybilność z pojazdami.

5.2. Zasilanie i połączenia

Nadajnik podłącza się do linii sygnałowej oraz do sieci 230 VAC (przez przewód zasilający), ale istnieje także wersja nadawcza z transformacją 24 V–75 Hz.

5.3. Testy i odbiór

Instalację poddaje się testom:

• Przepuszcza się pociąg testowy.
• Sprawdza się sygnał odbierany przez urządzenie pokładowe.
• Weryfikuje się czas reakcji i różnicę prędkości.

5.4. Konserwacja

Nadajniki są odporne na warunki atmosferyczne, ale wymagają okresowych przeglądów (roczne lub powszechne co 6 lat), czyszczenia i wymiany filtrów. W razie awarii mogą powodować brak sygnału i niepotrzebne hamowanie awaryjne.

6. Procedura awaryjna i zachowanie maszynisty=

6.1. Gdy system zadziałał

Maszynista powinien:

1. Ustalić przyczynę – sygnał stój czy błąd systemu?
2. Jeśli to sygnał – wezwanie dyspozytora i opisanie przyczyn braku kontroli.
3. Spisać notatkę służbową i złożyć ją podczas raportu.

6.2. Reakcja w razie błędu=

Jeśli SHP ratował przez błąd (np. usterka alimentacji), należy natychmiast zgłosić problem, wykonać awaryjny przejazd z znakiem „Strzałka” lub „Znaki o ruchu zastępczym”.

7. Statystyka i efektywność

Badania i raporty PKP oraz Urzędu Transportu Kolejowego wskazują, że wprowadzenie systemu SHP zmniejszyło liczbę incydentów związanych z przekroczeniem sygnału „Stój” o ponad 90 % w ciągu dekady od instalacji (lata 60. i 70.). Obecnie wypadki związane z niespotłonną reakcją na semafor należą do rzadkości.

8. Zalety i ograniczenia==

8.1. Mocne strony=

• Działa automatycznie — szybki czas reakcji.
• Prosty model — łatwy w konserwacji.
• Kompatybilny z analogowym systemem klasycznym.
• Poprawia kulturę pracy – maszynista zawsze czujny i świadomy.

8.2. Ograniczenia=

• Brak precyzyjnego określenia położenia – nie komunikuje GPS.
• Uwaga – tylko pierwszy pątnik wychwytywany.
• Możliwe zakłócenia elektromagnetyczne.
• Wymaga ręcznej reakcji – może być mylnie zignorowany.

9. Nowoczesne systemy i przyszłość==

W dobie cyfryzacji, kraje Unii Europejskiej wdrażają ERTMS/ETCS. Polska prowadzi próby integracji SHP z ETCS‑Level 2. Ce­lem jest zachowanie możliwości wykorzystania istniejących zasobów SHP i jednoczesna migracja do europejskiego standardu. ETCS oferuje dokładny nadzór prędkości, położenia, automatyczne hamowanie oraz cyfrową łączność z centrum.

10. Incydenty związane z SHP==

Choć SHP znacząco zwiększył bezpieczeństwo, były przypadki zakłóceń skutkujących:

• Nadmiernym hamowaniem awaryjnym (np. z powodu zabrudzonego nadajnika).
• Niejednoznacznego sygnału i czasowej przerwy działania systemu.
• W 1998 r. na linii Warszawa–Gdynia dochodziło do częstych ATL‑awarii (Analiza Toru Lokomotywy).
• Odnotowywano błędne uruchomienie awarii na skutek błędów montażu (zła konfiguracja częstotliwości).

11. Porównanie z innymi systemami

Porównanie systemów bezpieczeństwa ruchu kolejowego

Cecha	SHP	LZB (Niemcy)	ATP (UK)	ETCS‑L2 (UE)
Metoda działania	elektromagnes	pętla kilku kilkHz	balizy radiowe	GSM‑R i balizy
Precyzja położenia	niska	wysoka (50 cm)	średnia	bardzo wysoka
Automatyczne hamowanie	tak	tak	tak	tak
Skalowalność	duża	ograniczona	średnia	ogólnoeuropejska
Koszt wdrożenia	niski	wysoki	średni	bardzo wysoki

12. Aspekty prawne i normy==

System SHP jest regulowany przez:

• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie szczegółowych warunków technicznych…
• Normy PN‑EN (Europejska komisja ds. standaryzacji w transporcie).
• Międzynarodowe przepisy COTIF/UIC.

13. Bibliografia==

<references/>

Zobacz też

• ERTMS
• ETCS
• Baliza (kolej)
• System półautomatycznego hamowania ATC
• Semafor kolejowy
• Sterowanie ruchem kolejowym

Linki zewnętrzne

• Strona PKP PLK nt. systemu SHP
• Materiały szkoleniowe dla maszynistów