System sterowania dla pętli Franowo w Poznaniu

W 2012 roku, w oparciu o komponenty firmy Hanning & Kahl, BIBUS MENOS dostarczył system sterowania dla pętli Franowo w Poznaniu. Koncepcję funkcjonalną zaproponował użytkownik, MPK Poznań, na podstawie doświadczeń zdobytych na systemach sterowania pętlą Górczyn oraz Pętlą Sobieskiego - Poznański Szybki Tramwaj.

Sterowanie ruchem zwrotnic na pętli przez dyspozytora, polega na przejęciu przez niego funkcji sterowania przez:

  • układanie dróg przejazdu dla poszczególnych tramwajów
  • wyznaczania im miejsc postojowych
  • decydowania o czasie wyruszenia na trasę do lub z zajezdni

Dyspozytor ma na monitorze podgląd pętli i za pomocą komputera z oprogramowaniem Operate & Observe, realizuje wyżej wymienione funkcje. Na monitorze komputera odwzorowane są elementy rozmieszczone na pętli takie jak poszczególne odcinki torów, sygnalizatory, zwrotnice, grzałki, obwody wykrywające pojazdy, bramy i bariery. Aktualny status tych urządzeń jest wyświetlany za pomocą odpowiednich symboli i kolorów. Sygnały do motorniczych o kierunku ustawienia zwrotnicy oraz o czasie startu lub postoju są przekazywane poprzez sygnalizatory LED, STOP/JEDZ oraz sygnalizatory stanu zwrotnic. Dyspozytor może jednocześnie kontrolować bezkolizyjne przejazdy kilku tramwajów przez pętlę. System umożliwia prawie jednoczesne wprowadzenie do 5 nowych zapytań o trasę, nawet wtedy gdy linia, którą chcemy wybrać jest zajęta. Motorniczy otrzymuje wtedy informację na sygnalizatorze w postaci wyświetlenia się odpowiedniego sygnału. Odblokowanie ustawionej drogi przejazdu następuje po przekroczeniu przez ostatni z pojazdów, w danej chwili okupujących trasę, odpowiedniej strefy  detekcji (HSK). W przypadku gdyby pojazd z jakichkolwiek przyczyn pojechał w złym kierunku, instalacja sygnałowa zostanie wyłączona. 

Pierwotny schemat układu funkcjonalnego pętli

Po trzech latach od uruchomienia, na bazie zebranych doświadczeń, użytkownik postanowił rozszerzyć możliwości pętli poprzez:

  • Dodanie jednego miejsca postojowego dla tramwaju.
  • Założenie w kilku miejscach dodatkowych zabezpieczeń zwrotnic, instalując pasywne obwody detekcji.
  • Zabezpieczenie systemu pętli przed niekontrolowanymi skokami napięcia.  
  • Poprawę funkcjonalności sterowania i eksploatacji na pętli.

Prace te poprzedzone zostały analizą problemów występujących po uruchomieniu pierwszej wersji systemu. Trwało to kilka miesięcy. Skutkiem tego był projekt zmian elementów w torowisku oraz zmian komponentów w szafach sterowniczych oraz oprogramowania wizualizacyjnego O&O. Całość prac modernizacyjnych  wykonano w dwóch etapach. W pierwszym zdemontowano  elementy szaf sterowniczych oraz uzbrojono układ torowy przez odpowiednie okablowanie stref. W drugim po rozbudowie kontrolera sterowania, zamontowano szafy, połączono system , wgrano zmodyfikowane oprogramowanie i wykonano testy. 

Nowy schemat układu funkcjonalnego pętli

Elementy systemu sterowania pętlą Franowo oraz zakres prac modernizacyjnych

Elementy systemu sterowania:

  • Dwie niezależne strefy sterowania po 2 szafy z kontrolerami w strefie. Server + stacja robocza z oprogramowanie wizualizacyjnym Operate & Observe dla dyspozytora pętli.   Oprogramowanie do obrazowania i odtwarzania zdarzeń na pętli. Dodatkowy podgląd z pętli do dyspozytora Zajezdni.
  • Napędy zwrotnic sterowane elektrycznie 7szt.
  • Napędy zwrotnic manualne 7szt.
  • Strefy postoju tramwajów 11 stref.
  • Sygnalizatory stop/jedź  15szt.
  • Sygnalizatory pokazujące kierunek zwrotnicy 7 szt.
  • Obwody detekcji pasywnej 29 szt.

Zakres prac modernizacji:

  • Analiza problemów eksploatacyjnych pętli.
  • Projekt nowego układu funkcjonalnego.
  • Dostawy komponentów.
  • Przebudowy kontrolerów.
  • Montaż i podłączenie komponentów.
  • Uruchomienie i testy.

Modernizacja pętli Franowo wykazała, że system sterowania pętlą Operate&Observe firmy H&K jest w pełni skalowalny, podatny na zmiany oraz łatwo przystosowalny do zmieniających się wymagań. Podkreślić należy, że większość prac można było wykonać bezpośrednio na placu budowy. Pętla nie musiała być całkowicie wyłączana z eksploatacji na czas modernizacji. Było to możliwe dzięki modułowej budowie komponentów kontrolerów zwrotnic firmy Hanning & Kahl.

Okazało się także, że wiele funkcjonalnych problemów można by uniknąć, gdyby system projektowany był kompleksowo, a nie jako dodatek do istniejącego już projektu, tradycyjnego układu torowego, standardowego systemu zasilania czy smarowania szyn. Przykładowo, uwzględnienie istniejących norm na rozmieszczenie elementów detekcji pojazdów w torowisku oraz elementów połączeń między tokowych zwiększyłoby pojemność pętli. Również zbyt bliskie sąsiedztwo innych komponentów,  powodowało zakłócenia systemu sterowania. Udowodniono, że systemy smarowania rozmieszczone zbyt gęsto na pętli, wpływają negatywnie na pracę stref detekcji tramwajów. 

Doświadczenia z eksploatacji pokazały, że procedury serwisowe dla ekip serwisu torowego oraz serwisu urządzeń sterowniczych dla pętli muszą być bardziej rygorystyczne. W miejscach gdzie istnieją systemy sterowania, należy przewidzieć częstsze prace konserwacyjne oraz inspekcje.

Kierownik Działu Techniki Szynowej

Tomasz Barwicki
tel. +48 58 660 95 75
mob. +48 600 489 733
tba@bibusmenos.pl