Treinbeïnvloeding

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Bakens zijn onderdeel van veel treinbeïnvloedingsystemen. Hier vier bakens in Zwitserland. Het baken buiten het spoor en het baken in het midden van het spoor horen bij het treinbeïnvloedingsysteem Signum, de twee gele bij het nieuwere ZUB-121.
Venlo spoor 1 naar Viersen
nr: 1 = Indusi,
nr: 2 = ATB-Vv,
nr: 3 = Assentellers

Treinbeïnvloeding is een systeem dat helpt voorkomen dat machinisten of treinbestuurders spoorwegseinen missen. Behalve bij treinen wordt treinbeïnvloeding ook toegepast bij metro's en soms bij trams.

Nuvola single chevron right.svg Zie Automatische treinbeïnvloeding voor treinbeïnvloeding in Nederland

Ontwikkeling[bewerken]

De eerste treinbeïnvloedingsystemen ontstonden rond 1865. Deze eerste systemen waren mechanisch. Een voorbeeld is de 'Fahrsperre' die nog bij S-Bahn in Berlijn wordt gebruikt. Bij een stoptonend sein klapt naast het sein een constructie uit die bij een passerende trein een schakelaar voor de rem indrukt.

Bij latere systemen is geen fysiek contact met de trein meer nodig, wat slijtage voorkomt. Inmiddels is een grote variatie in treinbeïnvloedingssystemen ontstaan. Sommige treinbeïnvloedingssystemen waarschuwen alleen bij het passeren van seinen, andere grijpen automatisch in met een remming als niet correct op een sein wordt gereageerd en/of bewaken continu de snelheid van de trein.

De modernste systemen voor treinbeïnvloeding bieden meer functies dan alleen treinbeïnvloeding. Ze kennen bijvoorbeeld cabineseingeving. Seinen langs de baan, ook wel laterale seinen genoemd, zijn dan niet meer nodig. Het European Rail Traffic Management System geeft daarnaast ook gedetailleerde informatie over de positie van de trein door. Met deze informatiestroom is een betere verkeersleiding van het spoorverkeer mogelijk.

Indelingen[bewerken]

Treinbeïnvloedingssystemen kunnen we indelen op basis van wat het systeem kan, ofwel naar functionaliteit. Een andere mogelijkheid is ze in te delen naar de manier waarop gegevens naar de trein worden overgebracht, kortweg naar datatransmissie.

Indelingen naar functionaliteit[bewerken]

Bij de indeling van treinbeïnvloedingssystemen naar functionaliteit wordt gekeken naar de manier waarop het treinbeïnvloedingssysteem de machinist of treinbestuurder ondersteunt bij het opvolgen van spoorwegseinen. De oudste systemen zijn eenvoudig en laten vaak alleen een signaal in de cabine of stuurpost horen, bijvoorbeeld als de trein een spoorwegsein passeert dat een remopdracht geeft.

In Engeland zijn de termen train warning, train stop en train protection populair. Train stop en train warning zouden vertaald kunnen worden met waarschuwingssystemen en stopsystemen. Train protection systems zijn de systemen met meer functionaliteiten.

Een iets uitgebreidere indeling is een indeling in vier groepen:

Waarschuwingssystemen[bewerken]

Bij deze treinbeïnvloedingssystemen waarschuwen slechts. De waarschuwing is bedoeld als ondersteuning bij het waarnemen van seinen. Bij het passeren bepaalde seinen (bijvoorbeeld geel) wordt een waarschuwingssignaal gegeven, bijvoorbeeld het laten horen van een gongslag. Een voorbeeld is het Belgische systseem krokodil.

Stopsystemen[bewerken]

Deze treinbeïnvloedingssystemen brengen een trein automatisch tot stilstand als deze een stoptonend sein voorbij rijdt of dreigt te rijden. Een voorbeeld is het Nederlandse ATB Verbeterde versie (ATB-Vv).

Systemen voor snelheidsbegrenzing[bewerken]

Deze treinbeïnvloedingssystemen bewaken de maximumsnelheid. Vaak bewaken ze meerdere snelheden. Het Nederlandse ATB Eerste Generatie (ATB-EG) bewaakt bijvoorbeeld 40, 60, 80, 130 en 140 km/h.

Systemen voor afstandsbegrenzing[bewerken]

Deze treinbeïnvloedingssystemen bewaken de maximumsnelheid en de maximaal af te leggen afstand. Op basis van de remeigenschappen en de snelheid van de trein betekent de treinapparatuur op welk punt een remming uiterlijk moet zijn ingezet om tijdig tot stilstand te komen, of tijdig een lagere maximumsnelheid bereikt te hebben. Vanaf dat punt neemt de berekende maximumsnelheid steeds af, tot uiteindelijk 0 km/u aan het einde van de maximaal af te leggen afstand. Op deze wijze ontstaat een remcurve, eigenlijk een reeks van afnemende maximumsnelheden. Deze treinbeïnvloedingssystemen worden daarom ook wel systemen voor remcurvebewaking genoemd. Op basis van de remcurve bewaakt de treinapparatuur of er tijdig en voldoende geremd wordt. Zo nodig remt de treinapparatuur automatisch. Voorbeelden zijn het European Rail Traffic Management System (ERTMS) en ATB Nieuwe Generatie (ATB-NG).

Indeling naar Automatiseringsgraad[bewerken]

De indeling naar automatiseringsgraad[1] is afkomstig van de Union Internationale des Tranports Publics (UITP)[2]. Deze functionele indeling is gericht op stedelijke metro- en treinsystemen met een min of meer uniform materieelpark voor personenvervoer.

Automtatiseringsgraad van metro- en treinsystemen
Automatiseringsgraad Treinbesturing Trein in beweging zetten Trein stoppen Deuren sluiten Treinbesturing bij verstoring
Automatiseringsgraad 0 Rijden op zicht Machinist Machinist Machinist Machinist
Automatiseringsgraad 1 Rijden met ATB Machinist Machinist Machinist Machinist
Automatiseringsgraad 2 Automatische besturing met machinist Automatisch Automatisch Machinist Machinist
Automatiseringsgraad 3 Rijden zonder machinist Automatisch Automatisch Treinbegeleider Treinbegeleider
Automatiseringsgraad 4 Onbemand rijden Automatisch Automatisch Automatisch Automatisch

Indeling naar ERTMS-specificatie[bewerken]

Het European Rail Traffic Management System (ERTMS) is een specificatie. Daarmeee is het mogelijk gemaakt dat meerdere leveranciers ERTMS-systemen kunnen aanbieden.

Systemen van klasse A[bewerken]

Systemen van klasse A zijn ERTMS-systemen. Deze treinbeïnvloedingssystemen voldoen aan de Europese ERTMS-specificaties.[3] In het artikel over ERTMS staan voorbeelden van klasse A-systemen.

Systemen van klasse B[bewerken]

Systemen van klasse B zijn treinbeïnvloedingssystemen die op 20 april 2001 binnen de Europese Unie in gebruik waren.[4] Voorbeelden van klasse B-systemen staan in het overzicht hieronder.

Systemen die van klasse A noch klasse B zijn[bewerken]

Systemen die niet klasse A of klasse B zijn mogen in Europa in principe niet gebruikt worden, maar uitzonderingen zijn wel mogelijk.

  • Een eerste uitzondering is het Belgische TBL 1+. Deze uitzondering was mogelijk omdat TBL 1+ gezien kan worden als TBL 1 met toevoeging eurobalises. Eurobalsies zijn ERTMS-componenten. Daardoor is TBL 1+ ook te zien als het begin van de aanleg van ERTMS.
  • Een andere uitzondering is het Nederlandse ATB-Vv. Deze uitzondering was mogelijk omdat bij ATB-EG een veiligheidsgebrek onderkend werd. Dit veiligheidsgebrek bestaat hieruit dat ATB-EG als laagste snelheid 40 km/h bewaakt en niet controleert of een trein daarna voor een rood sein zal stoppen. Daarom mocht het snelheidsbegrenzingssysteem ATB-EG aangevuld worden met het stopsysteem ATB-Vv.

Indelingen naar datatransmissie[bewerken]

Datatransmissie is de wijze waarop informatie van de baan naar de trein wordt overgebracht. In Duitsland zijn twee treinbeïnvloedingssystemen in gebruik die genoemd zijn naar de wijze van datatransmissie:

Continue datatransmissie[bewerken]

Datatransmissie vindt overal op het beveiligde plaats. Er is dus continue datatransmissie. Een voorbeeld is het Duitse Linienförmige Zugbeeinflussung (LZB). De continue datatransmissie verloopt hier overal op het beveiligde traject via een kabel tussen de rails. Het Nederlandse ATB-EG is ook een voorbeeld; in dit geval wordt conitnue datatransmissie verzorgd door een gecodeerde spoorstroomloop.

Discrete ('puntsgewijze') datatransmissie[bewerken]

Discrete datatransmissie betekent dat de informatie op vaste plaatsen langs het spoor wordt doorgegeven aan de trein. Een bekend voorbeeld is het Duitse Punktförmige Zugbeeinflussung (PZB), ook wel Indusi genoemd. Nederlandse voorbeelden hiervan zijn ATB-NG en ATB-Vv.

Overzicht naar de wijze van datatransmissie[bewerken]

In het onderstaande overzicht zijn treinbeïnvloedingssystemen ingedeeld naar de wijze van datatransmissie. Hoe jonger de wijze van datatransmissie, hoe meer data kan worden doorgegeven.

Latere systemen kennen vaak meerdere vormen van datatransmissie, waardoor ze het onderstaande overzicht niet altijd éénduidig ingedeeld kunnen worden. Dit geldt bijvoorbeeld voor het Franse TVM, waarbij informatie voor snelheidsbegrenzing via spoorstroomlopen wordt doorgegeven en andere informatie via kabellussen. TVM is ingedeeld op basis van de transmissiewijze van de snelheidsbegrenzing. Een ander voorbeeld is het ERTMS, dat gebruik maakt van transponders, radio (GSM-R), kabellussen en in sommige gevallen zelfs ook van seinen langs de spoorbaan ofwel laterale seinen. Het ERTMS is ingedeeld op basis van de transmissiewijze van de rijtoestemming in de toepassingsniveaus 2 en 3 van het ERTMS.

In het overzicht van treinbeïnvloedingssystemen hieronder staan voorbeelden die in bedrijf zijn.

Treinbeïnvloedingssystemen naar datatransmissie
Datatransmissie In gebruik vanaf Beschrijving datatransmissie Functies Actuele voorbeelden
Mechanisch 1865[5][6] Bij een stoptonend sein wordt bijvoorbeeld een arm tussen de rails omhoog gebracht, zodat een beugel onder de trein die arm raakt en wegklapt als de trein passeert. Dit brengt de rem van de trein in werking. Dergelijke constructies werden soms ook aan de zijkant van de spoorbaan en de trein aangebracht.

Bij een verdere ontwikkeling wordt het mechanische onderdeel van de trein 'ingetrokken' als de trein remt, zodat het niet wordt geraakt door het onderdeel van de baanzijde.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep kennen discrete ('puntsgewijze') datatransmissie. Er kan één 'code' aan de trein doorgegeven worden.

De eerste systemen waren waarschuwingssystemen en lieten alleen een gong of een ander geluid in de cabine horen. Later werden deze systemen ook wel als stopsystemen uitgevoerd en brachten een trein tot stilstand als deze een stoptonend sein passeerde. De trein werd dan dus ná het stoptonende sein tot stilstand gebracht.

Nog latere treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep grijpen alleen in als de trein niet zelf al remt. Deze systemen kunnen een trein in veel gevallen wel voor het stoptonende sein tot stilstand brengen.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep bewaken geen maximumsnelheden.

Elektrisch contact 1872[7] Een baken in het spoor wordt bij bepaalde seinstanden onder een (lage) spanning gebracht. Een 'stroomafnemer', een soort staalborstel onder de trein, maakt contact met het baken. Er kan één signaal doorgegeven worden.

Bij een latere ontwikkeling kon het baken een positieve en een negatieve spanning voeren, zodat twee 'codes' aan de trein doorgegeven kunnen worden.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep kennen discrete ('puntsgewijze') datatransmissie.

Deze treinbeïnvloeingssystemen zijn waarschuwingssystemen. Ze brengen een trein niet tot stilstand en bewaken geen maximumsnelheden.

Bij het waarnemen van een elektrische spanning, bijvoorbeeld bij het passeren van een stoptonend sein, gaat een gong af in de cabine. Eventueel moet de machinist of treinbestuurder een handeling verrichten om te bevestigen dat hij het signaal heeft gehoord, en waarmee hij een noodremming voorkomt.

Gecodeerde stroomspoorlopen 1920 Een wisselspanning met een laag voltage wordt in pulsvorm op één van de spoorstaven aangebracht. Via de eerste as van de trein ontstaat een stroomkring die de trein via opneemspoelen meet.

Aanvankelijk zijn drie of vier verschillende pulsritmes of codes mogelijk, kenmerkende waarden zijn 75, 120 en 180 pulsen per minuut. Latere Franse systemen (TVM) kennen tot 27 codes.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep bieden continue datatransmissie.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep zijn systemen voor snelheidsbegrenzing. Ze bewaken een aantal maximum snelheden. Een trein die niet sneller rijdt dan de laagste maximumsnelheid kan een stoptonend sein passeren.

Elk pulsritme is gebonden aan een bepaalde maximumsnelheid. Het maximum dat wordt bewaakt is doorlopend zichtbaar in de cabine. Er volgt een noodremming als de trein sneller rijdt dan deze maximumsnelheid én niet voldoende remt.

Inductiespoelen met vaste frequentie(s) 1934 De inductiespoelen zijn aangebracht in de spoorbaan. Zij wekken een magnetisch veld op dat met een vaste hoge frequentie fluctueert. Dat magnetische veld wordt opgevangen door een antenne in de trein. Een inductiespoel is bij deze systemen aan of uit.

Meer recente treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep kennen twee of drie frequenties, het Spaanse ASFA zelfs vijf. De spoel geeft dan steeds één van de frequenties. Er zijn ook systemen die per sein gebruik maken van meerdere inductiespoelen met onderling verschillende frequenties.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep kennen discrete ('puntsgewijze') datatransmissie.

De systemen uit deze groep zijn in het algemeen stopsystemen. De inductiespoelen bevatten eenvoudige informatie over de stand van de spoorwegseinen, met name of een sein een rem- of stopopdracht toont. Als een machinist niet voldoende remt bij nadering van een rood sein wordt de trein automatisch tot stilstand gebracht.

Vooral de nieuwere treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep bieden een behoorlijke mate van zekerheid dat een trein altijd vóór een stoptonend sein tot stilstand komt. Voorwaarde is daarbij dat de snelheid van de trein bij het passeren van de (eerste) inductiespoel niet sneller rijdt dan de maximale snelheid waarvoor het stopsysteem is ontworpen.

Sommige nieuwere systemen uit deze groep bewaken één of enkele maximumsnelheden.

Kabellussen 1964 LZB maakt gebruik van kabellussen die aansluitend aan elkaar liggen, waardoor dit systeem continue datatransmissie biedt. Kabellussen zenden continu (gemoduleerde) radiosignalen uit.

De kabellussen van LZB en SELCAB (dat een verdere ontwikkeling van LZB is) hebben een vaste lengte, gewoonlijk vijftig meter, en de polariteit wisselt bij elke lus. De wisseling van de polariteit wordt gedetecteerd door de treinapparatuur. Onnauwkeurigheden in de plaatsbepaling van de trein door bijvoorbeeld slippen en doorglijden worden bij elk begin van een lus opgemerkt en gecorrigeerd. Daarmee wordt de odometrie (plaatsbepaling) van de trein sterk verbeterd.

De systemen uit deze groep zijn vaak systemen voor afstandsbegrenzing. De verdergaande computerisering maakt het mogelijk dat de apparatuur in de trein continu de maximumsnelheid van de trein continue berekenen en bewaken, tot aan het punt waar de trein stil moet staan. De treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep bieden een grote mate van zekerheid dat een trein altijd vóór een stoptonend sein tot stilstand komt.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep bieden cabineseingeving ofwel stuurpostsignalisatie.

Transponders 1982 Transponders zenden alleen wanneer ze zelf 'aangestraald' (bevraagd) worden. Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep bieden in het algemeen discrete ('puntsgewijze') datatransmissie. De systemen uit deze groep zijn vaak systemen voor afstandsbegrenzing. De verdergaande computerisering maakt het mogelijk dat de apparatuur in de trein continu de maximumsnelheid van de trein continue berekenen en bewaken, tot aan het punt waar de trein stil moet staan. De treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep bieden een grote mate van zekerheid dat een trein altijd vóór een stoptonend sein tot stilstand komt.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep bieden cabineseingeving ofwel stuurpostsignalisatie.

Uitzonderingen in deze groep vormen het Belgische TBL 1 en TBL 1+. Dit zijn stopsystemen en deze bieden alleen zekerheid dat een trein vóór een stoptonend sein tot stilstand komt als de snelheid van de trein bij het passeren van het baken beneden een bepaalde waarde ligt.

Gestandaardiseerde (radio)communicatie 2003 De meest recente groep van treinbeïnvloedingssystemen zijn interoperabel, of beloven dat op termijn te worden. Interoperabel betekent hier dat de datatransmissie in hoge mate is gestandaardiseerd. Het belang hiervan is dat spoorwegondernemingen niet steeds aan een eenmaal gekozen fabrikant gebonden zijn.

De datatransmissie verloopt in veel gevallen via radio, wat continue datatransmissie biedt.

Vaak wordt de positie van de trein door de treinapparatuur vastgesteld en via radio aan de baanapparatuur doorgegeven. Baanapparatuur voor treindetectie is dan niet nodig.

Treinbeïnvloedingssystemen uit deze groep zijn systemen voor afstandsgrenzing. Ze bieden cabineseingeving ofwel stuurpostsignalisatie.

Deze systemen bieden een grote mate van zekerheid dat treinen maximumsnelheden niet overschrijden, en tijdig en voldoende afremmen om een lagere maximumsnelheid te bereiken of tot stilstand te komen.

Externe Links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. (en) PRESS KIT METRO AUTOMATION FACTS, FIGURES AND TRENDS (pdf) pagina 1
  2. (en) UITP (advancing public transport)
  3. Europese Commissie. Besluit 2012/88/EU (pdf) paragraaf 2.2 van bijlage III (1 januari 2013) Geraadpleegd op 14 augustus 2013
  4. (en) Europees Spoorwegbureau. List of class B systems (pdf). Technical Documents (25 januari 2012) Geraadpleegd op 21 augustus 2013
  5. Een vroeg voorbeeld was 'Anderson's Audible Signal', geïntroduceerd in 1865 bij de North British Railway tussen Carlisle en Edinburgh. Op een locomotief of remwagen werd een gong geluid als een beugel onder de locomotief of onder het rijtuig tegen een houten blok stootte. Dit houten blok was verbonden met een sein. Bij een onveilig sein werd het verschoven naar een positie waar het geraakt zou worden door de beugels onder de trein, bij een veilig sein werd het blok opzij geschoven.
  6. In 1880 installeerde de Amerikaanse Pennsylvania Rail road bij wijze van proef een glazen buis in de remleiding van de trein nabij de rails. Het was ontworpen om te breken als het in aanraking kwam met een beugel of pen die omhoog kwam als het sein op rood staat. Het staat bekend als Wood & Vogt's train stop system. Uit appendix E van Automatic Train Control in Rail Rapid Transit, mei 1976, US Congres, Office of Technology Assessment.
  7. Het eerste krokodilsystem werd gebruikt door het Franse Chemins de Fer du Nord.
  8. ZBMS, standaard voor meter- en smalspoorbanen, zie de website van het Zwitserse Bundesamt für Verkehr BAV.