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皮爾磁:開創性的鐵路道岔設置

皮爾磁:開創性的鐵路道岔設置

     無論是長途鐵路還是區域鐵路,有軌電車還是山區鐵路,瑞士的鐵路運輸都特別可靠、舒適和安全。瑞士鐵路運營商不斷向基礎設施和軌道車輛投資。有時,立法者對安全鐵路運營的要求為開發創新的先進解決方案提供了動力。 

     在2018年,用于蘇黎世Dolderbahn鐵路和盧塞恩湖Rigi鐵路上的道岔控制器產品解決方案停產。鐵路運營商轉而求助于瑞士公司VT Verkehrs- und Industrietechnik AG (VT AG)。該公司的總部設在Neuenhof,它為上部構造、防護和倉庫提供廣泛的產品與相應的服務,并為鐵路、本地運輸和行業的整體基礎設施提供服務。

     面對產品停產通知,蘇黎世的公共交通公司VBZ(Dolderbahn的運營商)和Rigi Bahnen AG進行了一些創新的改造:采用只需一次性認證的通用軟件解決方案,并通過皮爾磁PSS 4000-R自動化系統中的安全鐵路模塊控制和監控不同類型的道岔。自動化專家皮爾磁不僅負責軟件開發,還負責項目管理、驗證、調試和文檔編制。皮爾磁以高度專業的方式在短時間內提供全面的產品組合以及健全的專業知識。

 

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     Dolderbahn準時從R?merhof山谷站駛往蘇黎世老城區東部。該電動齒軌鐵路大約需要六分鐘才能克服米軌上平均坡度為19%的160米高度。在大約600米開外,它與前往山谷的火車在一個相會的道岔相遇。自2020年4月以來,皮爾磁的PSSuniversal控制器和I/O模塊一直通過軌道側面的控制箱來安全地控制兩個非同尋常的回轉道岔,從而排除了道岔設置錯誤所引起的故障。所使用的模塊是經過驗證的PSS 4000-R安全自動化系統的一部分,用于為鐵路行業提供量身定制的經濟解決方案。這些模塊符合CENELEC的EN 50121、EN 50126、EN 50128、EN 50129、EN 50155和EN 45545標準,甚至能夠達到SIL 4要求。這種自動化系統采用模塊化設計,非常適合棘手的數字控制與改造任務。

 

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針對三種類型道岔的一種解決方案

     解決方案的目的是用符合CENELEC標準的高效、先進的系統來取代已停產的道岔控制器。事實證明,這是一個真正的挑戰。八個道岔由三種不同的類型組成,并且對控制器有不同的要求。Dolderbahn上的兩個回轉道岔(第一種類型)由更高級別的信號箱控制,它們沒有自己的跟蹤使能信號。道岔的位置顯示在信號箱中,如果道岔未達到其末端位置,則系統將產生故障。鐵路人員必須現場檢查道岔位置,并在必要時手動將其移動到末端位置,以便維持運營。

     第二種道岔類型(Rigi鐵路)主要通過無線電傳輸接收定位命令,也可以手動操作。這類道岔具有自己的跟蹤使能信號,其位置通過道岔位置指示器顯示。如果在觸發定位命令后的規定時間內未達到末端位置,則控制器將嘗試將這些道岔重置到起始位置。第三種道岔類型還有一個菱形道岔,也可以通過道岔控制器對其進行設置和監控。

按照時間表進行改造

    “僅出于時間和成本原因,裝置周圍的某些施工工程必須與正常運營同時進行。我們正在考慮一種高度標準化的硬件和軟件解決方案,該解決方案同樣適用于所有的道岔類型”,VT AG的項目經理Daniel Rufener說。VT AG對該項目進行招標,并與皮爾磁簽訂了合同?!岸嗄陙?,我們一直與皮爾磁保持密切的合作關系,皮爾磁不僅在瑞士鐵路圈享有很高的聲譽,在其他地方亦是如此。此外,借助PSS 4000-R自動化系統中的鐵路模塊,皮爾磁可以提供“現成的”組件,這些鐵路組件已在實際鐵路應用中久經考驗”,Daniel Rufener說,這正是他們選擇皮爾磁的原因。就購置成本和維護成本而言,它們通常比在鐵路環境中使用的專有控制解決方案便宜得多?!拔覀儼l現皮爾磁提出的開發通用軟件的建議非常令人信服”,Daniel Rufener說?!八螩ENELEC的EN 50128標準以及SIL2要求,但只需認證一次,就可以轉移到所有類型的道岔上?!?/p>

 

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不只是道岔控制

     皮爾磁開發的控制解決方案可以履行各種任務和功能,對于第一類道岔,它專門負責切換道岔和激活液壓系統。定位命令由信號箱中更高級別的控制器發出。Dolderbahn上采用的定位技術是目前先進的技術,根據道岔類型,火車駕駛員仍須目視檢查道岔是否處于正確位置。對于第二和第三類道岔(Rigi列車),PSS 4000-R自動化系統也可以執行更高級別的控制器或信號箱任務,即控制用于切換各道岔的液壓和電氣組件。皮爾磁自動化系統還檢查通過無線電發出或手動發出的定位命令以及道岔位置和跟蹤使能信號,并在軟件中以面向對象和安全的方式對信息進行處理?!氨仨毾绒D換每個獨立的道岔控制器,然后再對其進行檢查,因為無法使用舊控制器來測試軟件”,Daniel Rufener解釋道。

排除邏輯錯誤

     通用解決方案的一個優點在于,這三類道岔的硬件均相同:“通過特定硬件輸入來選擇道岔的類型,控制器啟動時讀取該輸入。然后,如果選擇了錯誤的類型或存在不正確的信號,控制器會自動檢查所有未使用的輸入和信號”,皮爾磁的項目經理Raphael Lanz解釋說。除了與來自皮爾磁的同事Marco Biasca、Bernd Maier和Christian Korupp一起實施廣泛的軟件開發外,他還負責根據EN 50128和所有文檔創建源代碼、調試、驗證和開發V模型程序?!拔覀兊捻椖课臋n并不是每天都能準備的如此充分”。瑞士東南部鐵路(SOB)的評審員稱贊道。

     擁有僅需認證一次的通用控制解決方案具有多個優勢:與傳統解決方案相比,安裝和調試所需的時間更少。這至少對于只需要進行部分改造并繼續保持運營的應用是一個優勢。更重要的是,該解決方案可以簡單地轉移到將來的道岔控制器改造中,以節省時間?!白鳛槌邪?,我們可以相信所有皮爾磁解決方案和產品均滿足所需的CENELEC標準并經過瑞士聯邦運輸局(BAV)批準。皮爾磁為鐵路運營商提供了簡潔的合理編程環境,從而使其能夠進行簡單的維護和故障診斷”,Daniel Rufener概括了優勢。瑞士的Verkehrs- und Industrietechnik AG公司可能會實施進一步的鐵路項目和改造?!熬臀覀兌?,我們的發展離不開皮爾磁的技術能力、深入的標準知識以及令人愉快的合作關系”,Daniel Rufener總結道。

審核編輯(
王靜
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