Boîtier de signalisation électronique

Poste de travail écran ESTW dans le centre d'exploitation de Duisburg
Gare de triage ESTW Munich Nord
ESTW-A bâtiment fonctionnel à la gare de Kinding (Altmühltal)

Un enclenchement électronique ( ESTW ) est un système ferroviaire d' aiguillage et de signalisation (pour une définition générale voir article enclenchement ). Les signaux extérieurs ne sont que des signaux lumineux s'ils ne sont pas complètement remplacés par la signalisation de la cabine de conduite . Les dépendances nécessaires à la mise en place et à la sécurisation d'un itinéraire sont mises en œuvre dans l'enclenchement électronique à l'aide de logiciels informatiques.

Avec les conceptions ESTW plus anciennes, comme avec les interverrouillages de relais , la distance maximale entre l'alimentation électrique (principalement dans l'interverrouillage) et le système extérieur est limitée à environ 6,5 km en raison des types de câbles couramment utilisés. Avec la technologie ESTW, cependant, il est possible d'installer les ordinateurs utilisés pour contrôler et surveiller les systèmes externes (interrupteurs, signaux) à distance (à une plus grande distance) du centre de contrôle en plus de leur propre alimentation. Les commandes d'éléments du premier ESTW ont été reprises par des interverrouillages de relais et donc réalisées avec des relais de signalisation . Dans les conceptions modernes, les composants du système extérieur sont contrôlés via des systèmes de bus électroniques ( Profibus , CAN , RNIS , Ethernet via des câbles en cuivre ou en fibre optique ) de sorte que la distance effective est presque illimitée.

Développement historique

Le premier ESTW au monde

Le premier ESTW au monde a été mis en service en 1978 à la gare centrale de Göteborg en Suède. Il vient d'Ericsson Signal, maintenant Bombardier Transportation Signal .

À l'été 1983, le premier ESTW complet de Siemens est entré en service à Arthur-Taylor-Colliery en Afrique du Sud .

En 1983, le Nederlandse Spoorwegen a été le premier chemin de fer national à commander une boîte de signalisation électronique, qui (à partir de 1983) devrait entrer en service en mai 1984 à la gare de Hilversum .

Développement historique en Allemagne

Le premier ESTW en Allemagne a été testé à partir de 1982 chez BVG à Berlin dans la station de métro Uhlandstraße de Siemens. Le système fonctionnait initialement parallèlement à une ancienne boîte de signalisation de 1910 sans aucune responsabilité en matière de sécurité. Il est entré en service le 25 août 1986.

L' ESTW Leitstrasse de l' exploitation conjointe des chemins de fer et des ports de Duisbourg a été mis en service à l' automne 1982 et a été approuvé pour une exploitation complète au début de 1985 . Selon certaines informations, il aurait dû être le deuxième au monde, d'autres informations parlent du deuxième ESTW de Siemens.

En 1984, une centrale de signalisation basée sur un micro-ordinateur de Siemens a été mise en service sur la Vorgebirgsbahn à Hürth-Kendenich .

À la fin des années 1970, l' Office central des chemins de fer fédéraux, en coopération avec l'industrie de la signalisation et l'Université technique de Braunschweig, a commencé à réfléchir à la manière dont les transports ferroviaires pourraient être contrôlés et surveillés électroniquement à l'avenir. Le projet était aussi DIANE appelé (système de messagerie numérique, intégré et automatique du chemin de fer) . Dans le cadre du projet, une étude a été réalisée en septembre 1979 sur les enclenchements électroniques en tant que sous-composant DIANE. Après une visite à l'ESTW du métro de Berlin en avril 1983, le conseil d'administration de la Deutsche Bundesbahn a décidé de promouvoir le développement des verrouillages électroniques en tant que technologie successeur pour les verrouillages à relais, et a travaillé sur le développement avec les sociétés AEG-Telefunken , SEL ( maintenant Thales ) et Siemens ensemble. Afin d'assurer l'introduction la plus rapide possible, la carte DB a décidé de conserver les caractéristiques de performance et les interfaces des exigences techniques et opérationnelles des types de verrouillage SpDr S600 et SpDr L60. Sur cette base, des spécifications techniques ont été élaborées sous forme de fiches techniques dans des délais courts et remises aux entreprises. La fiabilité devrait correspondre à celle des postes de signalisation du plan de voie, une panne totale ( MTBF ) devant se produire en moyenne tous les 100 ans.

Fin 1983, Siemens a reçu la commande de construire cinq ESTW de test au prix d'un enclenchement SpDr S600 chacun, afin d'acquérir plus d'expérience et de connaissances. Entre autres choses, les contrats stipulaient un test de sécurité minimum d'un an sans aucune responsabilité en matière de sécurité. Une panne totale (perturbation de plus d'un élément dans une voie principale continue durant plus de 10 minutes) est prévue tous les 25 ans. Si les exigences ne pouvaient pas être remplies, il y avait droit au démontage et au remplacement gratuit par un relais d'enclenchement.

Sur la même base contractuelle, un contrat pour les gares de Neufahrn (Niederbayern) , Husum et Itzehoe a été conclu avec la société SEL .

Les systèmes extérieurs tels que les machines d'aiguillage, les signaux et les équipements de détection d'absence de voie ont été initialement repris de la technologie des relais.

En RDA , la construction d'usines et la technologie d'automatisation se sont combinées à Berlin après 1982 pour développer un interverrouillage de micro-ordinateurs (MR). La gare de l'aéroport de Berlin-Schönefeld était prévue comme emplacement pour un système d'essai et plus tard de référence ; le système d'essai devait être opérationnel à partir de décembre 1985. Les tests ont commencé en 1983 dans le secret. Les expériences ont été interrompues fin 1984 / début 1985 en raison d'un manque de ressources et de possibilités.

ESTW Murnau - Le premier ESTW complet en Allemagne

Le 13 décembre 1985, à l'occasion du 150e anniversaire du premier voyage en train en Allemagne avec la locomotive Adler , Siemens a remis le premier ESTW en Allemagne à la Deutsche Bundesbahn de la gare de Murnau sur la ligne ferroviaire Munich - Garmisch-Partenkirchen pour des tests pratiques approfondis. ; Reiner Gohlke , alors premier président de la Deutsche Bundesbahn, a assisté à la cérémonie. Un essai d'au moins un an était prévu, l'ESTW devant être utilisé en parallèle avec la technologie de signalisation existante sans être responsable de la sécurité. De plus, le système a été confronté à des processus d'exploitation simulés à l'aide d'un ordinateur de simulation développé par la Federal Railroad. L' Office central des chemins de fer fédéraux à Munich a effectué les tests de sécurité et de fonctionnement et a décidé de la mise en service une fois la phase de test terminée.

Après l'élimination des défauts, la vérification de sécurité a suivi le 15 juin 1987. Le poste de signalisation est entré en service régulier le 29 novembre 1988 en tant que premier ESTW sur une ligne ferroviaire allemande . Les commandes de réglage ont été saisies à l'aide du clavier et affichées sur des écrans d'ordinateur . A cette époque, les principaux avantages de la nouvelle technologie étaient : un encombrement nettement inférieur, des prix en baisse pour le matériel informatique avec des prix en hausse pour les relais et des plages de réglage beaucoup plus larges ainsi qu'un dépannage rapide avec des coûts de maintenance et de réparation inférieurs.

Quatre autres ESTW de test de Siemens suivis en 1991 : à Overath , Essen-Kupferdreh , Detmold et Springe (près de Hanovre).

Le premier ESTW de SEL a été mis en service en novembre 1989 à Neufahrn (Basse-Bavière) et a été pleinement opérationnel en 1990 comme prévu.

Un poste de signalisation AEG devait être testé en gare de Dieburg et remis à la Federal Railroad fin 1989. Cependant, ce prototype d'AEG n'est pas pleinement opérationnel car AEG a arrêté de travailler sur le projet. Au lieu de cela, un verrouillage en série Siemens est entré en service ici en 1993.

Sur les premières nouvelles routes en construction , l'utilisation de l'ESTW pour le contrôle des points de transfert a été envisagée , si les tests étaient positifs .

Le poste d'aiguillage de Murnau a été remplacé en 2008 par une filiale du poste d'aiguillage électronique de Garmisch-Partenkirchen avec des écrans utilisant la technologie à cristaux liquides .

Autre prototype ESTW dans l'ancienne Deutsche Bundesbahn

Selon l'état de planification de l'automne 1988, les verrouillages électroniques de trois fabricants différents devaient être testés sur 13 sites. En plus de Dieburg, des postes de signalisation AEG (El A) étaient également prévus à Maxhütte -Haidhof, Bodenwöhr et Sigmaringen . Les boîtiers de signalisation El-L doivent être testés à Neufahrn , Husum et Itzehoe . Outre Detmold, Essen-Kupferdreh, Springe, Overath et Murnau, Hockenheim sur la ligne à grande vitesse Mannheim – Stuttgart était également prévu pour les postes de signalisation El-S . A l' ESTW Hockenheim , des fonctions spéciales d'un nouvel enclenchement de ligne introuvable dans l'ancien réseau devaient être testées.

Après plusieurs mois d'essais, le troisième ESTW national est entré en service en novembre 1989 à la gare de Springe (ligne Hanovre – Altenbeken ). L' installation, qui a coûté 5,2 millions de  D-Marks, a repris la zone de contrôle longue de 6,3 km de trois postes de signalisation mécaniques avec onze points et barrières de voie , 17 signaux principaux et distants et trois passages à niveau . L'opération s'effectuait au clavier, avec lecture des commandes de réglage sur un moniteur de contrôle. Si les commandes de contrôle s'affichaient correctement, le répartiteur confirmait l'exécution au moyen d'un bouton de traitement. Dans la nuit du 22 au 23 novembre 2008, il a été remplacé par un nouvel interverrouillage électronique issu du centre d'opérations télécommandé d'Hanovre.

Les autres enclenchements prototypes Siemens prévus ont été mis en service comme prévu à Detmold, Springe, Overath et Essen-Kupferdreh entre 1989 et 1991. Les deux autres SEL ESTW à Husum et Itzehoe ont été mis en service fin 1990 et en mai 1991.

Les premières nouvelles lignes Hanovre-Würzburg et Mannheim-Stuttgart, mises en service en 1991, sont en partie commandées à partir d'enclenchements électroniques. En novembre 1990, les centres ESTW d'Orxhausen et de Kirchheim (chaque ligne à grande vitesse Hanovre – Würzburg ) et Hockenheim ( SFS Mannheim – Stuttgart ) avec des ESTW perfectionnés ont été mis en service. Avec l'ESTW de la gare de triage de Munich Nord - le plus grand ESTW d'Europe lors de sa mise en service en septembre 1991 - ces trois-là font partie des prototypes de la société Siemens. Contrairement à tous les ESTW ultérieurs, ils ont un tableau panoramique.

Avec l'ESTW Sigmaringen , la première série ESTW de Siemens est entrée en service au printemps 1993. Jusqu'à sa mise en service, la technologie ESTW avait été testée sur 16 prototypes de boîtiers de signalisation sur une période de six ans.

Le premier poste d'aiguillage de pré-série d' Alcatel (anciennement SEL) à Neufahrn (Basse-Bavière) a ensuite été transformé en poste d'aiguillage de série. Les premières séries d'enclenchements d'Alcatel sont en service à Husum, Hambourg-Eidelstedt, Itzehoe, Gessertshausen et Munich-Riem. Les usines d'essai d'Alcatel pourraient être converties en production en série par l'échange de logiciels.

Poursuite du développement en Allemagne

Dès la fin des années 1980, la société de Braunschweig IVV (plus tard Adtranz Signal, maintenant Bombardier Transportation Signal) a développé un ESTW pour les véhicules locaux, industriels et légers sur rail sous le nom de produit MCDS (maintenant EBI Lock 500). En 1989, le premier MCDS est entré en service dans les chemins de fer et les ports de Duisbourg. Le premier MCDS en exploitation personnelle a été mis en service sur la ligne Busenbach – Bad Herrenalb exploitée par l' AVG . Depuis lors, un grand nombre de postes de signalisation de ce type ont été installés sur les chemins de fer en Allemagne et en Europe.

La société BBR ( Baudis Bergmann Rösch GmbH ), fondée en 1990 , n'offrait initialement que des commandes à point unique, des commandes de dépôt et des systèmes de signalisation pour les chemins de fer urbains et industriels. L'ESTW type SIL.VIA fait partie de la gamme des véhicules régionaux et légers sur rail depuis 2002. Le premier système en Allemagne a été mis en service en 2002 au chemin de fer de la ville de Chemnitz sur la ligne Altchemnitz – Stolberg (Sachs). Les boîtiers de signalisation électroniques dans le secteur ferroviaire industriel ont suivi, entre autres. pour le JadeWeserPort près de Wilhelmshaven (2012) et l' usine Volkswagen de Wolfsburg (est : 2008, ouest : 2014). En tant que chemin de fer n'appartenant pas au gouvernement fédéral, l' Ammertalbahn a été équipée de BBR ESTW en 2014/15 .

La BASF SE à Ludwigshafen exploite un tableau central de type L90 SEL et Thales depuis 1991e L'ESTW a été agrandi et modernisé à plusieurs reprises, la dernière en date en 2009. Il dispose désormais de trois postes opérateurs équivalents, qui peuvent tous piloter l'ensemble du poste de travail. Une particularité de l'ESTW est l'entrée et la sortie sécurisées (les mouvements de grue ne sont possibles que dans une mesure limitée pendant les trajets en train) des trains dans le terminal combiné de Ludwigshafen .

En dehors de la DB, Siemens et Alcatel (division Transport Solutions chez Thales depuis 2007 ) ont réussi à vendre en très petit nombre l'« ESTW grande ligne » spécialement développé pour la DB, mais au début des années 1990, ils ont développé des conceptions spéciales à emboîtement pour les applications locales, urbaines et ferroviaires industriels ( SICAS, SICAS S5/S7), qui répondaient mieux aux exigences de ce groupe de clients. La première SICAS S5 a été mise en service en 1995 au poste de travail ESSO AG à Ingolstadt. Le premier ESTW du type successeur SICAS S7 a été mis en service en 2006 sur la Kaiserstuhlbahn . La première SICAS ESTW a été mise en service en 1997 auprès de la société de transport de Cologne et du chemin de fer du lignite LAUBAG (aujourd'hui LEAG ).

A la gare de Hambourg-Altona , un enclenchement d' un coût de 62,6 millions de DM a été mis en service en mars 1995 en  tant que 35e enclenchement électronique du réseau de la Deutsche Bahn. Le nouveau poste de signalisation a remplacé huit postes de signalisation des années 1911 à 1952. Lors de sa mise en service, le poste de signalisation contrôlait 160 points, environ 250 signaux et 215 circuits de voie. En raison de problèmes logiciels et d'une phase de familiarisation trop courte, il y a eu des problèmes considérables lors de la mise en service. En conséquence, les constructeurs ESTW Siemens et Alcatel se sont engagés à mettre en place des centres d'essais dans lesquels les nouveaux enclenchements peuvent être testés avant la mise en service.

Boîtier de signalisation électronique Hpf dans la gare principale de Hagen

À la mi-1995, le 46e et à l'époque le plus grand ESTW de la région de Deutsche Bahn est entré en service à Hagen . Le système, qui a coûté 58 millions de DM, a remplacé sept anciens postes de signalisation et contrôlé 504 unités d'actionnement avec 250 sections de détection d'absence de voie pour la mise en service.

À la gare centrale de Hanovre , les travaux de construction ont commencé en 1993 sur le plus grand verrouillage électronique de l'époque (emplacement : 52 ° 22 27 ″  N , 9 ° 44 ′ 47 ″  E ). Le système, qui coûte environ 100 millions de D-Marks, contrôle 279 points et 535 signaux via dix postes de travail répartiteurs ; il a été conçu pour environ 5 000 trajets en train et en manœuvre par jour. Selon le fabricant, le verrouillage électronique le plus grand et le plus moderne au monde est entré en service en août 1996.

Moniteurs avec les chemins de fer de la boîte de signalisation DB-TMC Cologne-Nippes

Pour les enclenchements purs de triage , la société Tiefenbach a développé un ESTW de manœuvre appelé TMC RaStw , qui a été utilisé pour la première fois en 2003 par la DB dans la section Deutzerfeld de la gare de Cologne-Deutz . Jusque-là, Tiefenbach ne fournissait à la DB que des systèmes pour points localisés électriquement (EOW) et d'autres technologies de manœuvre.

Depuis 2005, Bombardier Transport est le troisième constructeur à offrir l'ESTW pour les grandes lignes de la DB. Le type EBI Lock 950, qui a longtemps été vendu à l'international, a été adapté et approuvé conformément à la réglementation allemande (l'EBI Lock 950 est parfois utilisé à l'étranger comme un ordinateur monocanal avec divers logiciels, mais en Allemagne comme un ordinateur 2 × 2 système -sur-2).

Au début du nouveau millénaire, la DB a divisé les itinéraires en réseau dit longue distance et urbain et en plusieurs réseaux régionaux. Ainsi, deux segments de marché ont été créés, qui étaient principalement destinés à permettre un ESTW plus rentable pour les réseaux régionaux, car toutes les fonctionnalités de « principal ESTW » ne sont pas également requises pour les réseaux régionaux. Cela a conduit d'autres fabricants à entrer sur le marché.

Scheidt & Bachmann (auparavant fournisseur de systèmes de sécurité aux passages à niveau) a développé la conception ZSB 2000 pour les réseaux régionaux, initialement uniquement pour les itinéraires exploités en contrôle de train signalé. Entre-temps, l'agrément a été accordé pour tous les types d'entreprises. En 2005, le système pilote de la ligne Korbach – Brilon Wald a été mis en service. Depuis lors, un certain nombre de systèmes ont été mis en œuvre dans la DB et les chemins de fer non fédéraux , et d'autres sont en cours de planification.

En 2004, le premier et unique ESTW de Westinghouse Rail Systems, qui a maintenant été repris par Siemens, a été mis en service en Allemagne sur la ligne Kiel – Bad Schwartau. Depuis que Siemens a abandonné le produit acquis, le verrouillage a dû être remplacé en 2021.

Depuis 2006, une version modifiée de l'EBI Lock 500 de Bombardier Transportation Signal a également été approuvée pour les routes du réseau régional de la DB. Le premier enclenchement de ce type à la DB se trouve sur la Renchtalbahn (Appenweier – Bad Griesbach).

Fin septembre 2008, le premier enclenchement à Mannheim-Rheinau, dans lequel les éléments de terrain (signaux, commandes d' aiguillage , etc.) sont commandés via un réseau IP , est entré en service. Il s'agit d'un EBI Lock 950 du constructeur Bombardier. C'était la base de la standardisation en cours des interfaces avec les éléments de terrain par la Deutsche Bahn (projet NeuPro ).

En 2006, un projet a démarré avec l'ESTW Lindaunis, avec lequel le premier ESTW de la société Funkwerk (anciennement Vossloh) devait être mis en place sur la route Kiel – Flensburg . L'enclenchement de type Alister doit être un ESTW-R (ESTW simplifié pour une utilisation sur les routes régionales) basé sur la technologie CPL avec l'utilisation de produits du commerce dans la mesure du possible . Avec de tels enclenchements, certaines fonctions, par exemple l'intégration dans les centres de contrôle et les interrupteurs centraux , sont supprimées. La boîte de signalisation a été mise en service en 2009. En raison de difficultés liées à l'approbation du concept global et des composants de signalisation nouvellement développés, les dates de mise en service prévues ont été annulées à plusieurs reprises. Après que Scheidt & Bachmann a repris la division Funkwerk, un ESTW-R du type ZSB 2000 a été mis en service sur la ligne en 2014.

En 2014, les résultats et les ressources du projet étaient NeuPro by DB Netz dans un projet commun d'Europe occidentale (en 2020 toujours en cours) EULYNX introduit. La même année, l' exploitation pilote NeuPro du boîtier de signal numérique (DSTW) a commencé à la station Annaberg-Buchholz Süd dans le réseau régional de l' Erzgebirgsbahn . Siemens et DB Netz y testent la nouvelle architecture de verrouillage. Ici aussi, la communication entre les enclenchements ainsi que les aiguillages et les signaux s'effectuait via un réseau IP. À cette fin, la transmission de données de sécurité technique du signal (SIL) avec l'interface "SCI-LS" (Standard Communication Interface - Light Signal) a été utilisée dans la zone extérieure . Après acceptation par l' Autorité fédérale des chemins de fer , le poste de signalisation est entré en service régulier le 19 janvier 2018.

L'utilisation de la technologie IP dans le domaine de la voie permet l'utilisation d'une infrastructure de réseau peu coûteuse pour la transmission du signal, de grandes distances à l' actionneur ou au capteur grâce au découplage de l'alimentation en énergie (maintenant décentralisée) et à la combinaison possible de composants LST de différents fabricants. De nouvelles interfaces des blocs fonctions sont également utilisées au sein de l'enclenchement, dont la modularité vise également à assurer l'interchangeabilité entre les différents fournisseurs.

Développement historique en Suisse

Verrouillage électronique Siemens Simis IS de la gare d' Appenzeller Bahnen à Saint-Gall à partir de 2018. Ordinateur de verrouillage droit, y compris les entrées pour câbles à fibres optiques , compteur d'essieux supérieur gauche . L'interverrouillage compact est logé dans une armoire électrique à ciel ouvert.

En 1989, le premier poste de signalisation électronique de Suisse a été mis en service à la gare frontière de Chiasso . En 1989, un prototype de la boîte de signalisation Simis-C a été mis en service à Chiasso. Ce prototype est incompatible avec tous les enclenchements Simis-C ultérieurs en Suisse. Tous les verrouillages Simis-C suivants sont des produits de série de Siemens.

Alcatel a fait son entrée sur le marché suisse de l'ESTW avec le poste d'aiguillage Elektra-1 à Fribourg . L'Elektra-1 pour Fribourg a été mise en service en novembre 1997.

L'Elektra-1 ainsi que le Simis-C ont été remplacés par d'autres développements. Le successeur de l'Elektra-1 s'appelle Elektra-2 et a été équipé d'un matériel plus puissant. Le moins possible a été modifié dans le logiciel. Le successeur du Simis-C, le Simis-W, en revanche, a été entièrement réaménagé. Le premier Simis-W de Suisse a été mis en service en août 2004 à La Chaux-de-Fonds . Ceci est compatible avec tous les enclenchements Simis-W ultérieurs.

Le chemin de fer de Wengernalp a reçu ses premiers équipements avec une technologie de contrôle et de sécurité basée sur des enclenchements électroniques en 2003/04 . Au total, six enclenchements SIL.VIA de BBR ont été installés entre Grindelwald et Kleine Scheidegg , qui sont connectés via un niveau de rapport commun au centre de contrôle de Grindelwald Grund et à un poste de téléopérateur à Kleine Scheidegg. En 2005, le tronçon suivant jusqu'au Jungfraujoch a également été équipé de BBR ESTW. Situé à 3454 m d'altitude, le poste d'aiguillage de la station du tunnel du Jungfraujoch est également le poste d'aiguillage le plus haut d' Europe . Les Transports Publics du Chablais (TPC) exploitent depuis 2007 le trafic régional dans les cantons francophones de Vaud et du Valais au sud du lac Léman avec des enclenchements BBR-SIL.VIA, qui remplacent progressivement les enclenchements relais existants.

Développement historique en Espagne

En Espagne, les premiers ESTW ont été installés sur la nouvelle ligne Madrid – Séville inaugurée en 1992 . Il s'agissait d'enclenchements L 90. La filiale d'Alcatel développait alors son propre logiciel ESTW L90 5 basé sur un même ordinateur, qui supporte plusieurs répartiteurs pour différentes stations sur un même ordinateur ; Les L90 5 sont maintenant produites en série et livrées à l'étranger.

Répartition de l'ESTW

ESTW en Allemagne

Deutsche Bahn exploite 338 enclenchements électroniques (en mai 2017).

Début 2006, la Deutsche Bahn exploitait au total 232 salles informatiques ESTW avec un total de 54 708 unités de commande. En février 2008, il y avait environ 220 centres ESTW en service sur le réseau DB avec environ 550 ordinateurs de contrôle à distance supplémentaires. Plus de la moitié est desservie à partir des centres d'opérations . Les chemins de fer du NE disposent d'environ 45 systèmes ESTW avec environ 160 ordinateurs de contrôle externalisés.

En 2003, la Deutsche Bahn a mis en service 34 ESTW avec un investissement d'environ 557 millions d'euros. Au total, environ 126 ESTW étaient en service à la fin de 2003. En 2005, 33 projets ESTW d'un volume total de 900 millions d'euros ont été mis en œuvre, dont un ESTW pour Frankfurt (Main) Hauptbahnhof . En 2007, 30 enclenchements électroniques devraient entrer en service dans le réseau DB.

Deutsche Bahn calcule les durées de vie techniques suivantes pour ses verrouillages électroniques : 10 ans pour le système de contrôle, 20 ans pour le système intérieur et 50 ans pour le système extérieur. En 2006, la Deutsche Bahn a quantifié la durée de vie utile des systèmes d'un point de vue technique et économique, de dix pour cent de leur ESTW à 10 ans, de 30 pour cent à 25 ans et des 60 pour cent restants à 50 ans.

Chez Deutsche Bahn, environ un tiers des coûts d'infrastructure d'un verrouillage électronique sont attribuables au système intérieur, environ 20 pour cent au câblage externe, un bon 30 pour cent aux éléments de terrain, environ 10 pour cent au bâtiment et environ 5 pour cent au source de courant.

Par rapport aux verrouillages de relais, l'ESTW de la Deutsche Bahn a des temps de formation et de résolution de route plus longs. De plus, ils ne permettent plus de chevauchement des chemins de glissement. Ils ont donc en soi un effet de limitation de capacité.

ESTW en Suisse

Aujourd'hui (2008), plus de 100 verrouillages électroniques sont déjà utilisés en Suisse. En Suisse, les enclenchements électroniques sont souvent utilisés dans les gares dont les systèmes de voies sont souvent reconstruits. Le premier enclenchement électronique de Suisse connaît des évolutions de ses équipements et de son système de voies après plus de 20 ans d'exploitation.

ESTW en Autriche

En Autriche, les ESTW de Siemens et Thales ont été initialement utilisés. Siemens a fourni le SIMIS-AT, une modification du SMC-86 allemand, à cette fin. Thales (à l'époque encore SEL) a développé son propre ESTW (type ELEKTRA) spécialement pour ÖBB à partir de 1987, dont le premier a été mis en service en 1989 avec l'entière responsabilité de la sécurité. Les deux verrouillages ont été exploités avec l'interface utilisateur uniforme 1 (EBO 1). Ainsi, le fonctionnement des deux fabricants était presque le même.

De nos jours, la plupart des points d'exploitation sur site dotés d'un ESTW en ont un avec EBO 1. Seuls les cinq centres de contrôle des opérations et les stations de nœud plus grandes ont reçu un développement ultérieur, l'interface utilisateur s'appelle EBO 2. L'ESTW, qui fonctionne dans l'arrière-plan, cela peut être n'importe lequel. Au cours des conversions et des migrations vers la BFZ respective, la plupart d'entre elles ont cependant été converties en enclenchements de type ILTIS (Siemens) ou ELEKTRA 2 (Thales).

L'ESTW ZSB 2000 de Scheidt & Bachmann est utilisé sur les embranchements . Celui-ci est plus limité en termes de fonctionnalités et n'offre par exemple pas de routage automatique des trains.

Pour les aires de stationnement dans lesquelles seuls des mouvements de manœuvre sont effectués, la société Funkwerk a développé le boîtier de signalisation VERA (Verschubstellwerke Austria). Le "Système de micro-ordinateur pour la technologie de manœuvre sur une base 32 bits" (MSR32) de Siemens existe également sur les systèmes roll-off.

ESTW en Europe

Outre Siemens, Thales et Bombardier (et leurs prédécesseurs), les sociétés Alstom, Westinghouse, Ansaldo / Union Switch & Signaling et AŽD Praha sont également actives sur le marché ESTW en Europe . Tous livrent également leurs produits aux chemins de fer du monde entier.

Siemens a développé les deux conceptions imbriquées Simis W et Simis IS spécialement pour le marché international .

British Rail Research, Westinghouse et GEC General Signal ont développé conjointement à partir de 1976 une norme ouverte pour les verrouillages électroniques chez British Rail, appelée SSI. Le premier poste de signalisation est entré en service le 8 septembre 1985 à Leamington Spa . Les SSI étaient entre autres. exportés vers la Belgique (environ 200 postes d'aiguillage) et le Portugal (environ 100 postes d'aiguillage).

En Belgique, le premier verrouillage électronique est entré en service en 1993. En 2007, 23 verrouillages électroniques avec environ 9 300 unités d'actionnement étaient en service. Cela signifie que 32% des unités d'actionnement du réseau Infrabel sont basées sur des ESTW. A l'été 2015, Infrabel , l'opérateur du réseau ferroviaire belge, a passé une commande d'un montant de 510 millions d'euros, qui court jusqu'en 2025, pour équiper l'ensemble du réseau en ESTW, y compris l'installation de l' ETCS Niveau 2 sur plus de 2 200 kilomètres de Piste.

Liste des conceptions ESTW utilisées par les chemins de fer européens

A noter : Thales L90 et L90 5 sont des développements d' Alcatel / SEL , dont la division solutions de transport a été intégrée à Thales en 2007.

  • Belgique : Alstom / Westinghouse SSI
  • Bosnie : Thales L90 5
  • Danemark : Bombardier EBI Lock
  • Estonie : Siemens Simis IS
  • Finlande : Thales L90 5, Bombardier EBI Lock, Siemens Simis-C / WESTRACE Mk 1 / WESTRACE Mk2, Union Switch & Signal MICROLOK II
  • France : Alstom / Westinghouse SSI, Alcatel / Thales PIPC
  • Grèce : Alstom SMARTLOCK, Siemens Simis IS
  • Grande-Bretagne : Alstom / Westinghouse SSI, Ansaldo CBI, Westinghouse WESTRACE / WESTCAD
  • Italie : Alstom SMARTLOCK, Ansaldo CBI, Bombardier EBI Lock
  • Croatie : Thales L90 5
  • Lettonie : Thales L90 5
  • Lituanie : AŽD ESA11-LG
  • Luxembourg : Thales L90
  • Monténégro : AŽD ESA11
  • Pays-Bas : Siemens Simis-C / Simis W, Alstom VPI, Alstom SMARTLOCK, Bombardier EBI Lock
  • Norvège : Bombardier EBI Lock, Siemens Simis-C, Thales L90 5
  • Autriche : Thales ELEKTRA / ELEKTRA 2, Siemens Simis-AT / ILTIS, Scheidt & Bachmann ZSB 2000, Funkwerk VERA, Siemens MSR32
  • Pologne : Thales L90, Thales L90 5, Bombardier EBI Lock, Siemens Simis W, Kombud MOR-3, Kontron WTUZ
  • Portugal : à partir de 1993, Alstom / Westinghouse SSI, Thales L90 Alcatel / Thales PIPC
  • Roumanie : Thales L90, Siemens Simis W
  • Suède : Bombardier EBI Lock, Union Switch & Signal MICROLOK II
  • Suisse : Thales ELEKTRA, Alstom SMARTLOCK, Siemens Simis-C / Simis W / Simis IS / MSR32, BBR SIL.VIA, Bär EUROLOCKING
  • Slovaquie : Siemens Simis W, AŽD ESA11, Starmon K-2002, Bombardier EBI Lock
  • Slovénie : Siemens Simis W, Thales L90 5
  • Espagne : à partir de 1992, Alstom SMARTLOCK, Siemens WESTRACE Mk2, Thales L90, Thales L90 5, Sicas ECC
  • République tchèque : AŽD ESA11, AŽD SZZ-ETB, ModESt, Starmon K-2002, AK-Signal REMOTE'98
  • Turquie : AŽD ESA44
  • Hongrie : Alcatel ELEKTRA, Siemens Simis-C / Simis IS
  • Biélorussie : AŽD ESA11-BC, AŽD ESA44-BC

ESTW allemand dans les pays d'autres continents (sélection)

Remarque : Même si Thales est une société basée en France , les ESTW L90 et L90 5 sont des développements allemands (anciennement Standard Elektrik Lorenz ). Le L90 5 est basé sur un design de la filiale espagnole d'Alcatel.

  • Iran : Thales L90 5
  • Israël : Thales L90
  • Arabie Saoudite : Thales L90 5, SIMIS C
  • Afrique du Sud : Thales L90 5

Structure et technologie

Pendant longtemps, la technologie informatique n'a pas fait confiance aux chemins de fer du point de vue de la sécurité. Si les dépendances liées à la sécurité dans les verrouillages conventionnels consistaient encore en des pièces mécaniques visibles et tangibles ou des circuits de relais sécurisés avec des états discrets et volontairement très restreints, cela ne peut plus être réalisé avec des systèmes informatiques. Dans le cas des composants semi-conducteurs, z. B. ne pas prédire avec certitude si un circuit sera allumé ou éteint en cas de défaut ; De plus, la preuve du fonctionnement sûr d'un logiciel n'a plus à être effectuée par l'examen d'états discrets. Les fabricants de verrouillage ont résolu ces problèmes de vérification de différentes manières.

Alors que des ordinateurs monocanal sont parfois utilisés à l'étranger, au moins deux ordinateurs qui fonctionnent simultanément et indépendamment l'un de l'autre fonctionnent toujours ensemble dans des verrouillages électroniques allemands. Vos résultats sont comparés dans ce qu'on appelle un comparateur , qui a été initialement mis en œuvre à l' aide de ses propres circuits et plus tard à l'aide de micro-ordinateurs. Il existe encore sur le marché des solutions de comparaison utilisant des ordinateurs ou des logiciels à deux canaux. Un processus de réglage relatif à la sécurité n'est lancé que si une correspondance a été établie lors de la comparaison. Afin de maintenir une disponibilité élevée, certains fabricants ont un troisième ordinateur passif en plus des deux ordinateurs de travail. En cas de panne informatique, le troisième ordinateur reprend immédiatement le travail de l'ordinateur défaillant. Il existe une stratégie de veille à chaud dans laquelle trois ordinateurs fonctionnent en permanence et la décision deux sur trois avant d'émettre des commandes de contrôle ne transmet que les décisions qui ont été fournies par deux ordinateurs - cette stratégie permet une plus grande disponibilité et est utilisée par utilisé par certains fabricants. Un système complètement redondant (c'est-à-dire le doublement des deux ordinateurs de travail en un système 2 × 2 sur 2) est également possible. La troisième stratégie de veille à froid nécessite que le troisième ordinateur soit démarré en premier lorsqu'un ordinateur est éteint - il est donc associé à des temps d'installation qui ne sont pas tolérés dans le trafic de passagers aujourd'hui, il ne convient donc qu'aux systèmes sans haute disponibilité conditions. (Pour cette raison, il a été décidé en 2011 de construire un enclenchement de relais pour la ligne ferroviaire Bürmoos – Trimmelkam .) Une partie essentielle de la preuve de sécurité est le fait que les connexions des éléments « tombent » automatiquement dans la position de base si le contrôle l'ordinateur tombe en panne - les signaux s'arrêtent. Cette propriété est réalisée avec des commandes de relais par des relais dits dynamiques . A l'aide d'un condensateur, ceux-ci sont amenés dans des "circuits de maintien", qui maintiennent les états potentiellement dangereux tels que le signal sur "drive" par le fait que l'ordinateur assure que le condensateur est chargé cycliquement - si la commande de charge échoue, le relais qui est maintenu tombe - et que Le signal tombe dans la position de base "Halt". Dans les commandes entièrement électroniques, un microprocesseur à deux canaux vérifie que la commande de commande est répétée régulièrement, sinon le signal s'arrête.

Dans les pays européens, les nouveaux postes de signalisation pour chemins de fer doivent généralement répondre au critère standard SIL-4 selon CENELEC . Pour les chemins de fer avec des exigences inférieures en matière de sécurité d'enclenchement (en Allemagne, par exemple pour de nombreux enclenchements de triage, c'est-à-dire sans wagons occupés par des personnes), les technologies d'enclenchement qui n'atteignent qu'un niveau d'exigence de sécurité inférieur, par exemple SIL-2, sont suffisantes.

La disponibilité requise des cœurs ESTW de la Deutsche Bahn correspond à un temps de fonctionnement moyen entre deux pannes de 800 000 heures.

Principe de verrouillage

Comme les interverrouillages à relais , les interverrouillages électroniques peuvent être divisés en deux groupes en fonction de leur principe de fonctionnement. L'enclenchement fonctionne soit selon le principe du plan de voie, soit selon le principe du plan de route ou de fermeture .

Les enclenchements mécaniques sont des enclenchements basés sur le principe du plan de fermeture. Il n'y a que des itinéraires qui ont été physiquement planifiés et installés. Un levier de signalisation n'est relâché que si le levier d'itinéraire associé a été levé et que l'itinéraire a également été défini. Cela n'est possible que si les conditions du plan de fermeture sont remplies. La position correcte des aiguillages dans la voie, la position requise des aiguillages de protection latérale, etc. sont répertoriées comme conditions pour la position de déplacement du signal dans le plan de verrouillage . Ici aussi, les routes doivent être configurées séparément, elles nécessitent des groupes de relais spéciaux

Avec les enclenchements de relais, le principe du plan de voie a également émergé. Dans les enclenchements à relais basés sur le principe du plan de voie, un dispositif de relais correspondant est installé dans l'enclenchement pour chaque élément de voie, généralement sous la forme d'un groupe de relais préfabriqué et normalisé testé par le fabricant, dont les connexions sont également des connexions enfichables normalisées. Chacun de ces éléments de route forme sa propre route partielle, les relais nécessaires à cela sont également disponibles dans les groupes. Ils se dissolvent immédiatement et individuellement après avoir été conduits et dégagés et sont disponibles pour le prochain voyage. Les groupes relais des éléments de guidage sont reliés par des câbles d'embranchement selon le tracé des voies. Si, par exemple, la pointe de l'interrupteur 2 se ferme sur le brin droit de l'interrupteur 1, la connexion du groupe correspondant au brin droit de l'interrupteur 1 est connectée à la connexion des sièges du groupe relais de l'interrupteur 2 via le câble de dérivation. En interconnectant correctement les groupes, toutes les liaisons d'itinéraire sont créées pratiquement d'elles-mêmes.Des contrôles de contact complexes ne sont donc pas nécessaires après la construction ni après les modifications. Pour que le signal d'un itinéraire se mette en mouvement, aucun élément se trouvant dans l'itinéraire ou dans la voie ne doit interrompre le trajet de courant nécessaire au poste de conduite via ses contacts relais. Ce n'est que lorsque tous les éléments de l'itinéraire sont verrouillés, fixés et surveillés que le signal peut passer à la position de conduite.

L'avantage du principe du plan de voie est que quels que soient les éléments voisins de l'aiguillage 1 (départ ou destination de l'itinéraire, aiguillage , canton ), le groupe relais de l'aiguillage 1 est toujours exactement le même connecté aux éléments voisins via des câbles de dérivation normalisés. La taille de l'enclenchement n'affecte donc pas la complexité de la logique d'enclenchement. Les enclenchements mécaniques et électromécaniques basés sur le principe de la voie ne peuvent être construits que jusqu'à une certaine taille. À un moment donné, le plan de verrouillage (mis en œuvre dans les verrouillages mécaniques et électromécaniques sous forme de registres de verrouillage ou de tiges de poussée ) devient tout simplement trop grand et n'est plus gérable. Cependant, les plages de déplacement possibles fixent au préalable des limites sur la taille du système. Dans le cas de grands postes de signalisation de route, en particulier de postes de signalisation de relais, il est cependant possible et habituel de diviser le système de relais en sous-systèmes individuels.

Les enclenchements électroniques basés sur le principe de la route fonctionnent souvent avec des matrices . Les enclenchements électroniques basés sur le principe du plan de voie ont toujours des voies, mais ce ne sont plus des voies courantes, mais des voies virtuelles de données entre éléments voisins. Les informations sont transmises sous forme de télégrammes ou de variables. Cependant, il est désavantageux que les changements ne puissent plus être effectués aussi facilement qu'avec les verrouillages de relais de plan de voie. Ils nécessitent la création et l'installation d'un nouveau package de programme et donc un verrouillage complet pendant plusieurs heures.

Les adaptations d' itinéraires servent d'interface entre les verrouillages électromécaniques ou à relais et électroniques .

Structure et fonctionnalité à l'aide de l'exemple d'un Simis-C en Allemagne

En utilisant la conception de verrouillage Simis-C, il est destiné à montrer comment un verrouillage électronique fonctionne et est utilisé en Allemagne. Simis-C n'est plus à la pointe de la technologie, mais convient bien comme objet de démonstration. Simis-C est construit en utilisant ce que l'on appelle la technologie informatique de zone . L'ensemble du système de verrouillage est divisé en trois zones suivantes :

  • Salle de contrôle dans le centre de contrôle comme interface avec l'opérateur avec les dispositifs de visualisation (moniteurs) et les dispositifs de saisie (tablette graphique avec boutons électroniques, clavier PC, souris).
  • Salle informatique (ESTW-Z ou ESTW-UZ) dans la cabine d'aiguillage avec l' ordinateur du poste de conduite ( BPR) , l' ordinateur de commande et d'affichage ( BAR ) , et l' ordinateur de saisie, de contrôle et d'interprétation ( EKIR) .
  • Espace salles informatiques (ESTW-A) en petite maison béton sur site, chacune dotée d'une gamme de processeurs interlock (BSTR) et/ou d'un Bedienanpassrechner (BAPr). Avec ce dernier, des interverrouillages à relais peuvent être intégrés dans l'interverrouillage électronique et peuvent alors être actionnés à partir de là. Les interverrouillages de relais à inclure doivent cependant être préparés pour une commande à distance, par exemple au moyen de relais à boutons avec deux bobines indépendantes pour une commande locale et à distance.
Configuration informatique d'un interverrouillage électronique de Siemens

Le verrouillage électronique est actionné à partir d' un ou plusieurs postes opérateur , chacun étant affecté à un ordinateur de poste opérateur . Si les postes opérateurs ne sont disponibles que sur site, on parle d'unité centrale ESTW (ESTW-Z). On parle de sous-centre ESTW (ESTW-UZ) si seuls des postes opérateurs de secours sont disponibles sur site et que l'ESTW est commandé en fonctionnement régulier depuis des postes opérateurs dans un centre d' opérations . Divers dispositifs d'entrée sont utilisés pour entrer les commandes de contrôle via le schéma de voie représenté schématiquement sur les moniteurs - en fonction de la conception de l'enclenchement. Il s'agit soit d'une tablette graphique en liaison avec un bouton électronique et/ou d'un clavier PC avec souris .

Etant donné que l'espace pour afficher le schéma de la voie sur les moniteurs est limité, la zone de réglage peut devoir être affichée en plusieurs parties. La vue d'ensemble nécessaire fournit la vue d' ensemble de la zone (pas tactile) qui génère les ordinateurs de contrôle sur les moniteurs. De plus, l'ordinateur de poste d'opérateur fournit à l'opérateur des informations de service stockées de toutes sortes. Les données spécifiques de la zone de contrôle (l'ensemble de la topologie du système de piste commandé par le verrouillage réciproque) sont stockées dans la EKIR entrée, le contrôle et l' interprétation ordinateur. Il fournit ces données aux ordinateurs de contrôle régional pendant le démarrage du système. Il enregistre également les messages d'erreur et les documente sur une imprimante d'erreur .

Le schéma de voie affiché sur les moniteurs est similaire au schéma de voie sur une table de schéma de voie ou le panneau d'affichage d'un relais à enclenchement, mais apparaît relativement grossier. La raison en est que l' affichage du moniteur doit être sécurisé du point de vue technique . Dans ce contexte, la signalisation sûre signifie : l'opérateur doit pouvoir se fier en toute sécurité à l'état de fonctionnement affiché. Afin de répondre à cette norme élevée, chaque pixel de l'image du moniteur devrait être spécialement surveillé, ce qui n'est actuellement pas possible avec des moniteurs haute résolution avec un effort raisonnable. Cependant, des moniteurs haute résolution sont utilisés dans les grands enclenchements pour une vue d'ensemble supplémentaire de la zone qui n'est pas sécurisée en termes de signalisation.

Publicité ESTW L 90 de Thales (vue rapprochée). Le S blanc indique que la procédure de visualisation sécurisée fonctionne correctement. Cela montre à l'opérateur que les affichages sur le moniteur approprié sont sécurisés.

Afin de pouvoir effectuer certaines opérations liées à la sécurité, les moniteurs ont une fonction de loupe , dite loupe de station . Il représente une section d'image avec des visualisations détaillées de l'état d'une installation extérieure, comme un interrupteur, fortement agrandie.Cette image en forme de loupe, fiable en termes de signalisation, est délivrée par l' ordinateur de commande et d'affichage BAR. Il est généré par deux cartes graphiques qui fonctionnent indépendamment l'une de l'autre , dont les images basculent sur les moniteurs en alternance régulière selon le principe de la double unité de contrôle SIDOS. Si une carte graphique tombe en panne ou si les états affichés ne sont pas identiques, l'image sur le moniteur clignote au cycle de commutation ; l'annonce n'est alors plus considérée comme sécurisée.

Les itinéraires des trains et des manœuvres sont paramétrés dans les enclenchements électroniques, ainsi que dans les enclenchements à relais , selon le principe départ-destination . L'opérateur utilise les dispositifs d'entrée respectifs pour adresser un point de départ dans le schéma de voie , généralement le signal qui doit être amené dans la position de déplacement, et un point de destination au point auquel le déplacement se termine. Les deux points doivent être liés l'un à l'autre et, contrairement à l'interverrouillage de relais, sont adressés l'un après l'autre. Dans les emboîtements avec une tablette graphique, cela se fait à l'aide d'un bouton électronique, sinon dans l'image du moniteur via le clavier ou en cliquant sur le pointeur de la souris.

Les ordres de commande passent d'abord des dispositifs d'entrée à l'ordinateur du poste opérateur. Celui-ci le transmet à l'ordinateur de saisie, de contrôle et d'interprétation, qui vérifie la plausibilité avant de le transmettre à l'ordinateur de contrôle régional responsable. Les ordinateurs de contrôle régional sont largement autonomes. Ils exécutent les ordres de contrôle dans leur zone à l'aide de circuits d'adaptation et en même temps surveillent et sécurisent les itinéraires de manière autonome. Ces fonctions sont conservées même si la connexion à l'ordinateur de saisie, de contrôle et d'interprétation est interrompue.

Lorsque l'ordinateur de contrôle régional a reçu l'ordre de contrôle, il place les aiguillages et les autres dispositifs du parcours dans la bonne position et les verrouille individuellement ; puis il détermine l'itinéraire dans son ensemble. Toutes les autres exigences du voyage sont-elles remplies, y compris si la route doit être libre (voir aussi système de détection de vacance de voie ), le signal au début de la route est automatiquement mis en position de conduite. L'opérateur peut suivre ces processus en utilisant les messages affichés sur les moniteurs.

Lorsque les sections de dégagement individuelles après le dernier véhicule sont dégagées, les itinéraires partiels sont contrôlés par les véhicules comme dans les postes de signalisation du plan de voie et sont décomposés en sections.

Développement du niveau opérationnel

Les premiers ESTW étaient exploités exclusivement par des commandes au clavier. Afin de définir un itinéraire de train d'un signal d'entrée C à un signal intermédiaire ZR6, la commande suivante devait être saisie (11 est le code du point de fonctionnement ici) : 11C.11ZR6

Ce type d'opération était perçu comme peu intuitif et trop chronophage. Le clavier ne sert donc aujourd'hui que de niveau de repli. L'étape de développement suivante consistait en des tablettes graphiques fonctionnant avec un stylet, sur lesquelles la zone de réglage était affichée. La tablette graphique a permis d'augmenter la vitesse des actions de l'opérateur, mais l'ergonomie était considérée comme à améliorer : entre la tablette et l'écran, basculez ici. Ce problème ergonomique pourrait être résolu par le développement du contrôle de la souris. De plus, en s'affranchissant de la tablette graphique, il était également possible de découpler la zone de réglage du poste de travail afin de pouvoir basculer sur un autre poste de travail si nécessaire.

Une autre étape de développement concernait l'affichage de la vue d'ensemble de la zone. Cet affichage montre une vue à grande échelle de la plage de réglage et est donc préférable pour un fonctionnement normal. Avec l'ancien ESTW, cependant, il n'a pas été conçu pour être sûr du point de vue technique du signal, de sorte qu'il a fallu assez souvent le basculer vers les images de loupe techniquement sûres du signal. Cela s'appliquait même à certaines actions régulières de l'opérateur. Afin d'accélérer ces actions des opérateurs, la vue d'ensemble de la zone a également été affichée en toute sécurité à partir de 1996.

La vue d'ensemble de la zone est devenue l'équipement standard des centres de contrôle d'aujourd'hui pour contrôler l'ensemble du trafic de la Deutsche Bahn . Les enclenchements de plan de voie contrôlables à distance sont également contrôlés depuis les centres de contrôle à l'aide d'aperçus de zone.

Voir également

liens web

Preuve individuelle

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