Boîte de signal numérique

Un interverrouillage numérique ( DSTW ) est un interverrouillage électronique (ESTW), dans lequel le contrôle commande via la technologie de l'information (IT), z. B. via un réseau de données au lieu de câbles conventionnels vers les commutateurs et, si disponible, vers les signaux .

Différences avec l'ESTW conventionnel

Les verrouillages numériques sont le développement ultérieur des verrouillages électroniques . Ils diffèrent entre autres. du fait que l'unité centrale de calcul de l'enclenchement n'est plus physiquement sur le site de la voie ferrée, mais peut être implantée à n'importe quelle distance de l'aménagement extérieur. Chaque unité de contrôle est connectée à un concentrateur de piste (GRP) via un réseau IP et peut également être alimentée à partir de celui-ci. Les verrouillages numériques permettent des économies de coûts en économisant un grand nombre de câbles de signaux et en augmentant la plage de contrôle. De plus, le matériel de verrouillage peut être utilisé conjointement par plusieurs chemins de fer.

Étapes de développement DSTW

DB Netz prévoit la mise en œuvre de l'architecture DSTW / Neupro en quatre étapes : la mise en œuvre de référence, les projets de pré-série, les projets d'industrialisation ainsi qu'un package de démarrage et le déploiement de la zone industrielle . Après l'intégration du projet NeuPro de DB Netz AG dans le projet Eulynx , qui a été fondé en 2014 avec d'autres opérateurs d' infrastructure , le développement sera coordonné au niveau européen.

Tout d'abord, l'architecture du système DSTW avec communication IP jusqu'à l'unité d'actionnement a été testée à partir de 2009 avec les enclenchements de type EBI Lock 950 du constructeur Bombardier Transport .

Les interfaces individuelles de l'architecture DSTW / NeuPro ont ensuite été testées à l'aide d'implémentations de référence individuelles dans des verrouillages électroniques conventionnels. Les signaux ont été mis en service en fonctionnement test en 2012 dans le Simmental , en Suisse . Dans la station Annaberg-Buchholz Sud a eu lieu à partir de 2014, un projet similaire. À partir de novembre 2017, les points et les compteurs d'essieux y ont également été inclus.

En décembre 2015, le premier système d'interverrouillage d'interface NeuPro "SCI-ILS" a été mis en service entre l'ESTW Kreiensen du constructeur Bombardier Transport et l'ESTW Naensen voisin du constructeur Siemens .

Après acceptation par l' Autorité fédérale des chemins de fer allemands , le poste de signalisation Annaberg-Buchholz Süd est entré en service régulier le 19 janvier 2018. Au cours de cette deuxième phase du projet, les interfaces normalisées pour les signaux lumineux (SCI-LS), les compteurs d'essieux (SCI-TDS) et les interrupteurs (SCI-P) ont été incluses.

Dans le cadre de projets de pré-série, DB Netz met en œuvre des enclenchements numériques dans lesquels toutes les interfaces DSTW / Neupro nécessaires sont utilisées ensemble. L'approbation des produits de divers fabricants a ainsi été obtenue et la base de planification pour la phase suivante du déploiement de la série a été créée.

La mise en œuvre des projets de pré-série a été décidée en novembre 2015.

En Allemagne, l'introduction généralisée d'enclenchements numériques en liaison avec le système européen de contrôle des trains (ETCS) est à l'étude. Le chemin de fer allemand s'attend, dans le cadre du programme désormais appelé "Digital Rail Germany", à augmenter sa capacité jusqu'à 20 % (en janvier 2018). Sur la base d'ETCS, en collaboration avec DSTW, trois « projets de paquet de démarrage » (partie du corridor de réseau central RTE Scandinavie-Méditerranée , axe à grande vitesse Cologne-Rhin/Main , nœud numérique Stuttgart ) doivent être équipés d' ici 2030 . Avec 1,3 milliard d'euros par an, l'ensemble du réseau peut être mis à niveau en 20 ans. Sur cette base, de nouvelles technologies, notamment la localisation en temps réel et la perception de l'environnement, doivent être introduites. Selon ses propres informations, la Deutsche Bahn prévoit jusqu'à 35 % de capacité en plus, plus de fiabilité et d'efficacité ainsi que des économies de CO 2 de 1,6 million de tonnes par an à partir de septembre 2019 . Par ailleurs, DSD est un « moteur d'innovation pour l'industrie ». La conversion doit avoir lieu dans des quartiers entiers du réseau.

En 2018, le trafic ferroviaire sur le chemin de fer du Gornergrat a été régulé « via le cloud ».

En septembre 2018, Siemens a exploité pour la première fois dans le monde une « boîte de signalisation dans le cloud » à Appenzeller Bahnen . La nouvelle section de la ligne de diamètre a été utilisée avant l'ouverture régulière pour exploiter à titre expérimental un enclenchement numérique depuis le site de Siemens à Wallisellen près de Zurich, à environ 60 kilomètres , via un réseau de données public . L'unité centrale de calcul de l'enclenchement se trouvait dans un local technique sécurisé du constructeur. La connexion de données était sécurisée aux deux extrémités avec des dispositifs de cryptage redondants . Début octobre 2018, les ajustements nécessaires aux tests ont été à nouveau supprimés. Le Gornergratbahn (GGB) utilise le système de contrôle Iltis Netz depuis 2017 dans le cadre d'un projet pilote basé sur le « cloud ». La technologie de commande dépassant les enclenchements n'est pas située chez GGB à Zermatt , mais chez Siemens à Wallisellen. Siemens prévoit d'offrir aux chemins de fer la technologie d'enclenchement complète sous la forme d'un ensemble de services complets.

Développement en Allemagne

Implémentations de référence des interfaces DSTW individuelles

Dans les réalisations de référence dans les enclenchements électroniques classiques, on a veillé à ce que les fabricants soient également impliqués. Pour les spécifications des interfaces respectives, le processus conformément au règlement administratif New Type Approval of Signalling, Telecommunications and Electrotechnical Systems de l'EBA a été exécuté, ce qui signifie que ces interfaces peuvent être utilisées dans des projets de suivi avec peu d'effort d'approbation. Une fiche technique publiée servant de base aux futurs développements devrait être disponible d'ici la fin de 2017. Des interfaces standardisées, des efforts de câblage réduits et une surveillance d'état intelligente sont destinés à obtenir des performances plus élevées, une disponibilité plus élevée et une plus grande efficacité économique.

Boîtier de commutation de signal dans la gare d'Annaberg-Buchholz Süd

Les implémentations de référence sont :

  • SCI-RBC (Standard Communication Interface Radio Block Center) : Interface vers le centre de contrôle de la ligne ETCS
    • Leipzig-Neuwiederitzsch (Réalisé 10/2015)
  • SCI-ILS (Standard Communication Interface Interlocking System) : Interface vers l' enclenchement voisin
    • Kreiensen / Naensen (Réalisé le 12/2015)
  • SCI-LX (Standard Communication Interface Level Crossing) : Interface pour les passages à niveau de type surveillance de route (FSÜ)
    • La Deutsche Bahn suppose qu'elle sera prête pour la production en série en 2024 et avec l'introduction de l'exploitation réelle à partir de 2025. Des tests opérationnels sont prévus à partir du 3ème trimestre 2021 dans un projet de référence entre Kiel et Lübeck.
  • SCI-CC (Standard Communication Interface Command & Control) : Interface vers le poste opérateur
    • Göttingen (prévu jusqu'au 12/2018)
  • SCI-IO (Standard Communication Interface Input / Output) : Interface pour signaux d'entrée et de sortie numériques universels
    • Signal box de pré-série DSTW Harz-Weser (prévu jusqu'en 12/2018)
  • SCI-LS (Standard Communication Interface Light Signal) : Interface vers les signaux lumineux
  • SCI-TDS (Standard Communication Interface Train Detection System) : Interface vers le dispositif de détection de vacance de voie
    • Annaberg-Buchholz Süd (Réalisé 1/2018)
  • SCI-P (Standard Communication Interface Point) : Interface vers le module de commande pour les machines ponctuelles
    • Annaberg-Buchholz Süd (Réalisé 1/2018)

Selon l'évaluation de DB Netz, le degré de standardisation dans les projets de référence Kreiensen, VDE 8, Lindaunis et Annaberg était d'environ 50 %.

Projets de pré-série avec architecture DSTW complète

Les cinq projets de pré-série DSTW de DB Netz sont :

Les travaux de construction ont débuté en juin 2019. La mise en service est prévue en 2021.
Le DSTW Warnemünde devrait entrer en service en tant que deuxième DSTW (pré-série) en Allemagne en septembre 2019. Scheidt & Bachmann et Siemens ont remporté le contrat en juin 2017. En juillet 2018, pour des raisons de planification, la décision a été prise de mettre en œuvre une solution Siemens pure. Les travaux de la première phase de construction ont débuté en octobre 2018. La mise en service a finalement eu lieu le 30 octobre 2019. Dans un premier temps, la section entre Rostock-Bramow et le chantier naval de Warnemünde sera contrôlée, en mai 2020 la deuxième étape de mise en service (avec la gare de passagers de Warnemünde) doit entrer en service. En mai 2020, la gare de voyageurs convertie de Warnemünde doit être intégrée dans la cabine de signalisation. L'interverrouillage comprend 90 unités d'actionnement.

Selon l'évaluation de DB Netz, le degré de standardisation des projets de pré-série à Warnemünde, Mertingen, Harz-Weser et Coblence-Trier était d'environ 80 %.

Déploiement de la série DSTW

La livraison en série à la Deutsche Bahn devrait débuter en 2020 avec le démarrage de la construction dans les quartiers du réseau suivants :

  • Sarrebruck
  • Minden
  • Rostock
  • Neustadt (Holstein)

Au final, le trafic ferroviaire en Allemagne, qui était contrôlé par environ 2 600 enclenchements de différents types en 2019, sera contrôlé par 280 enclenchements numériques.

L'appel d'offres pour la planification du DSTW Minden s'est terminé en février 2019 sans qu'aucune commande n'ait été attribuée. Le contrat de planification pour Minden a ensuite été soumis à un appel d'offres en tant qu'ESTW conventionnel et attribué.

Selon les informations de la DB de janvier 2020, les spécifications de toutes les interfaces ont maintenant été approuvées et les systèmes de test sont en cours de construction.

S'appuyant sur Stuttgart 21 , un DSTW doit être construit à Stuttgart d'ici 2025 dans le cadre du nœud numérique Stuttgart , qui contrôlera environ 125 km. 19 concentrateurs de piste et plus de 2000 unités d'actionnement sont prévus à cet effet. Le DSTW remplace trois ESTW précédemment prévus et trois anciens boîtiers de signalisation, qui auraient dû être largement reconstruits en raison de Stuttgart 21. Le reste de la région doit être équipé de DSTW et d'autres technologies d'ici 2030. Un site d'exploitation et de technologie sera initialement construit à Waiblingen , au nord-est de Stuttgart, d' ici 2025 . L'interverrouillage numérique est divisé en trois zones de contrôle.

Programme ferroviaire numérique à grande vitesse en Allemagne

Le 2 septembre 2020, la Deutsche Bahn, l' Autorité fédérale des chemins de fer et l' Association de l'industrie ferroviaire en Allemagne ont signé une déclaration d'intention, selon laquelle la « numérisation complète de la technologie de verrouillage » devrait avoir lieu d'ici 2035. Auparavant, l'année 2040 était visée. Au cours du déploiement, environ 130 emplacements d'exploitation (BSO) et 50 emplacements techniques (TSO) seront créés dans lesquels seront installés les noyaux d'enclenchement, le centre de contrôle ETCS et leurs postes opérateurs. De plus, deux LST Management Centers (LMC) sont nécessaires.

Sur la base d'une proposition de mise en œuvre de l'industrie ferroviaire, un « programme ferroviaire numérique à grande vitesse en Allemagne » a été mis en place, auquel sont affectés 100 millions d'euros en 2020 et jusqu'à 400 millions d'euros en 2021.

Seules les interfaces DSTW SCI-ILS, SCI-CC, SCI-RBC et SCI-LX sont implémentées dans les enclenchements du programme haut débit. Les systèmes intérieurs et extérieurs des verrouillages restent spécifiques au fabricant. Le programme à grande vitesse se concentre sur le remplacement des enclenchements dans l'ancienne technologie (avant la technologie du plan de voie). Conformément à la proposition de l'industrie, une entreprise de construction de signaux assume le rôle d'entrepreneur général, qui est également responsable de la planification. Pour raccourcir la période de mise en œuvre, la mise en œuvre est en grande partie réalisée comme un remplacement 1: 1 des systèmes existants. Les premiers projets du programme grande vitesse comprennent :

  • Wörth – Speyer (entreprise générale : Thales)
  • Finnentrop (entrepreneur général : Siemens). La commande a été passée fin 2020. D'ici fin 2021, 404 actionneurs doivent être remplacés sur un réseau routier de 60 km.
  • Kleve – Kempen (entrepreneur général : Scheidt & Bachmann)
  • Ansbach – Triesdorf (entreprise générale : InoSig). Deux enclenchements électroniques sont à construire dans ce projet.
  • Zwieseler Spinne (entrepreneur général : Pintsch) Les interfaces Eulynx sont implémentées. Le DSTW comprend 91 unités d'actionnement et 20 systèmes de sécurité aux passages à niveau et sa mise en service est prévue en septembre 2023.
  • Gera – Weischlitz (entrepreneur général : Hitachi )
  • Lichtenfels – Sonneberg (entreprise générale : Alstom) Le poste d'aiguillage devrait être mis en service d'ici fin 2023.

Avec l'attribution des sept projets susmentionnés, le budget disponible a été essentiellement épuisé, de sorte que six autres projets n'ont pas pu être commandés. La raison invoquée par DB était des prix étonnamment élevés par rapport à des offres comparables dans le passé.

Développement en Suisse

En Suisse, après l'introduction complète de l'ETCS dans le réseau, les effets pratiques sont en cours d'analyse. Il y a le domaine du développement de l'efficacité technique comme les temps de passage des trains et le contrôle du trafic ainsi que la course économique contre les coûts du trafic routier. Il a été reconnu pour les deux domaines que des solutions communes peuvent être trouvées en utilisant des idées et des modèles procéduraux de l'organisation EULYNX ainsi que les prototypes résultants d'un verrouillage numérique . Le projet global de l' opérateur suisse d'infrastructure ferroviaire s'appelle Smartrail 4.0.

Dans le domaine technique, il a été constaté que les performances des lignes ferroviaires hautement optimisées et à signalisation optique ne peuvent pas être atteintes par un couplage normal du poste de signalisation et du centre de contrôle de ligne ETCS (RBC). Après un examen plus approfondi, les causes sous-jacentes ont également été trouvées. Pour y remédier, un « interverrouillage ETCS » intégré a été configuré, qui combine la fonction d'interverrouillage (ESTW) avec le centre de contrôle de ligne ETCS. Cette intégration permet de combiner les fonctions de sécurité des deux éléments et, au moyen d'une nouvelle logique « géométrique » de l'enclenchement, d'optimiser la localisation et le nombre d'itinéraires de manière générique et d'accélérer la mise à disposition. Le concept du système de gestion du trafic (TMS) est repris à un niveau supérieur, dans lequel on veut utiliser la connaissance des enclenchements ETCS sur l'exploitation des trains en cours et générer dynamiquement de nouveaux horaires en cas d'écarts par rapport aux horaires. Les écrans standardisés de la cabine de conduite de l' ETCS niveau 2 servent également de dispositif d'affichage pour les informations sur les opérations ferroviaires automatisées (ATO) pour le conducteur.

liens web

Littérature

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