Dyżurny ruchu na kolei nie musi dzisiaj w ogóle oglądać pociągów. Wystarczy, że informacje o ich przemieszczaniu się widzi na ekranie komputera.

W Lokalnym Centrum Sterowania (LCS) Polskich Linii Kolejowych (PLK) w Mińsku Mazowieckim nie ma już żadnych tradycyjnych urządzeń sterowniczych. Próżno by tu szukać chociażby wielkich, kojarzących się wciąż jeszcze z koleją dźwigni nastawnic służących do przekładania zwrotnic. Tylko monitory, ekrany, komputery, klawiatury, myszki i mikrofony. Impuls z systemu komputerowego automatycznie uruchamia silniki zwrotnic na rozjazdach odległych stacji. W ten sam sposób zamykane i otwierane są szlabany na wielu przejazdach kolejowych.

Jak w amerykańskim filmie sensacyjnym ruch pociągu można obserwować na odwzorowującym przebieg linii kolejowej schemacie już z odległości kilkudziesięciu kilometrów. Czerwona linia pokazuje, jak pociąg przesuwa się po kolejnych odcinkach (w nomenklaturze kolejarzy - odstępach) linii kolejowej. Przed nim i za nim zapalają się odpowiednie sygnały na semaforach, co również widać na ekranie. Zasada jest taka, że po wjechaniu pociągu na odstęp zapala się czerwone światło na semaforze ochronnym. Na jednym odstępie może być tylko jeden pociąg. Czerwone światło pali się aż do momentu opuszczenia odstępu przez pociąg. Potem automatycznie zapalają się inne, stosowne sygnały.

Z jednego miejsca

LCS w Mińsku Mazowieckim k. Warszawy to najnowocześniejsze obecnie centrum sterowania ruchem pociągów w naszym kraju. Obejmuje ono swym zasięgiem linię kolejową o długości ok. 80 km, od Sulejówka-Miłosnej przy granicy z Warszawą aż po Siedlce. Cały ruch pociągów na tej trasie jest koordynowany z tego jednego miejsca. Pracujący tutaj dyżurni ruchu mają do dyspozycji komputerowy system sterowania ruchem pociągów. Jego podstawową funkcją jest zbieranie i przekazywanie informacji o ruchu pociągów oraz umożliwianie dyżurnemu ruchu zdalnego zarządzania tym ruchem. "System składa się z dwóch części: Ebilock i Ebiscreen. Ebilock to tzw. komputer zależnościowy, jego rolą jest wydawanie poleceń dla różnego rodzaju urządzeń, np. zwrotnic, semaforów i sprawdzanie, czy zostały one wykonane. Ebiscreen natomiast służy do przekazywania informacji od człowieka do komputera zależnościowego i zobrazowania stanu informacji z tegoż komputera zależnościowego na ekranie" - wyjaśnia Roman Miszczak, zastępca ds. automatyki naczelnika Sekcji Eksploatacji w Zakładzie Linii Kolejowych w Siedlcach.

Dzięki czujnikom zainstalowanym w torach i przekazującym informacje do systemu, wiadomo gdzie w danym momencie znajduje się konkretny pociąg. Na ekranie komputera jest on odwzorowany w postaci prostokąta ze stosownym numerem. Dzięki temu dyżurny ruchu ma możliwość oceny sytuacji na całym zarządzanym przez siebie odcinku szlaku kolejowego i podejmowania stosownych decyzji dotyczących ruchu pociągów. Gdy wszystko odbywa się zgodnie z planem, wystarczy nadzór nad automatyczną pracą systemu. W sytuacjach bardziej złożonych, niezaplanowanych, gdy pojawiają się nieprzewidziane przeszkody, sterowanie może przejąć bezpośrednio człowiek, system służy wtedy do przekazywania decyzji i wyborów dyżurnego, uruchamiania na odległość wybranych urządzeń i sygnałów.

Najeżdżając na czujnik przy torze pociąg uruchamia cały szereg zadań i procesów w systemie komputerowego sterowania ruchem oraz działań w sferze powiązanych z nim urządzeń. Na ekranie u dyżurnego ruchu pojawia się informacja o jego aktualnym położeniu. Zapalają się odpowiednie sygnały na określonych semaforach. Zwrotnice ustawiane są w odpowiednim położeniu umożliwiającym dalszą jazdę po wybranej drodze. Jeżeli pociąg zbliża się do przejazdu kolejowego bez dróżnika, automatycznie opuszczane są zapory i uruchamiana świetlna oraz dźwiękowa sygnalizacja alarmowa. Gdy jest to pociąg osobowy i ma się zatrzymać na stacji lub przystanku, automatycznie przez megafony na peronie odtwarzane jest nagranie z zapowiedzią o jego przyjeździe, a na tablicach informacyjnych wyświetlane są stosowne dane. Na wskazanych przez leśników leśnych odcinkach trasy działa także, opracowany przez polskich specjalistów, system zdalnego odstraszania zwierząt. Z głośników ustawionych wzdłuż torów odtwarzane są specjalnie dobrane odgłosy ostrzegające zwierzęta przed zbliżającym się pociągiem i odstraszające od zbliżania się do torów.

W przyszłości dzięki tzw. balisie, czyli specjalnemu czujnikowi umieszczonemu między szynami w wyznaczonych miejscach szlaku kolejowego (widać go jako wystający między podkładami blaszany cylinder), dyżurny ruchu będzie dostawał m.in. informację o aktualnej prędkości pociągu. Urządzenie to, jako część planowanego europejskiego systemu bezpiecznej kontroli jazdy pociągu ETCS, może być wykorzystywane również do przekazywania informacji do lokomotywy, np. o ograniczeniu prędkości na danym odcinku linii kolejowej. Dzisiaj za pośrednictwem systemu ASDEK zbierane są informacje o stanie technicznym przejeżdżających pociągów. Specjalne czujki sprawdzają, czy na obwodach kół nie ma spłaszczonych miejsc lub wybrzuszeń (takie deformacje powodują niszczenie szyn). Inne mierzą temperaturę tarcz hamulcowych - gdy hamulce są przegrzane, uruchamiany jest alarm i maszynista dostaje polecenie, aby dojechał do najbliższej stacji i sprawdził, co się dzieje. Wykorzystywany jest też licznik osi kół pociągu. Dzięki temu wiadomo np., że pociąg nie zgubił żadnego wagonu i że cały przejechał wyznaczony punkt kontrolny.

System wykorzystywany w Lokalnym Centrum Sterowania w Mińsku Mazowieckim pozwala także śledzić na bieżąco stan samych torów. W wyznaczonych miejscach mierzona jest, na przykład, temperatura szyn. Przy mroźnej pogodzie lub podczas opadów śniegu uruchamiane jest automatycznie ogrzewanie rozjazdów. Za pośrednictwem modułu Arex automatycznie sterowana jest cała infrastruktura energetyczna na stacjach i przystankach. Można też ręcznie przez kliknięcie myszką włączać na odległość w wybranych miejscach oświetlenie, uruchamiać zasilanie itp. Cały czas włączony jest monitoring dostępu do newralgicznych miejsc na szlaku i stacjach. Przykładowo, każde otwarcie drzwi do jakiejkolwiek szafy sterowniczej jest od razu odnotowywane w systemie. Przy próbie nieuprawnionego dostępu włącza się alarm.

"W systemie przetwarzana i gromadzona jest olbrzymia ilość informacji" - podkreśla Roman Miszczak. Każda decyzja, każde działanie podjęte za pośrednictwem systemu jest automatycznie zapisywane w formie dokumentacji w czarnych skrzynkach. W elektronicznym archiwum zachowywane są także dane na temat wybranych, mierzonych zdalnie parametrów. Te zasoby stanowić mogą bezcenne źródło informacji do wszelkiego rodzaju analiz, zestawień, raportów itp.

Niezawodne i wytrzymałe

Systemy i urządzenia wykorzystywane do sterowania ruchem na kolei muszą sprostać szczególnym, specyficznym wymaganiom i rygorom. Sterowniki, które dzisiaj są również urządzeniami komputerowymi, muszą chociażby wytrzymać różnice temperatur od -20 w zimie do +40 stopni Celsjusza w lecie. Oprogramowanie musi być niezawodne, stabilne. "Tolerowany wskaźnik ryzyka, czyli prawdopodobieństwo wystąpienia sytuacji grożących niebezpieczeństwem, nie może być większy niż 10 do minus 9" - tłumaczy Radosław Radkowski, naczelnik Wydziału Automatyki w Biurze Automatyki i Telekomunikacji Centrali Polskich Linii Kolejowych.

Do tworzenia komputerowych systemów sterowania ruchem pociągów wykorzystuje się powszechnie dostępne na rynku rozwiązania, narzędzia i urządzenia, dostosowując je do potrzeb kolei. Specjalizacja zaczyna się dopiero na poziomie sterowników obiektowych. W Lokalnym Centrum Sterowania w Mińsku Mazowieckim pracuje system dostarczony przez firmę Bombardier - ZWUS z Katowic. Wykorzystywanym w nim systemem operacyjnym jest Windows. Do transmisji danych wykorzystywane są z kolei urządzenia telekomunikacyjne firmy Alcatel. W innych miejscach Polskie Linie Kolejowe korzystają także z rozwiązań firmy Siemens.

Rozwiązania rynkowe wybierane są dzisiaj przez kolejarzy m.in. ze względu na ich powszechną dostępność. "Chodzi zarówno o dostępność fizyczną, jak i intelektualną. Potrzebna rzecz musi być szybko dostarczona, jak też - co może jest nawet ważniejsze - mieć zapewniony sprawny, wykwalifikowany, znający się na zastosowanych rozwiązaniach serwis. Jest to coraz istotniejsze, gdyż technika staje się coraz bardziej wyrafinowana i następuje coraz większa specjalizacja" - tłumaczy Roman Miszczak. Wszystkie urządzenia i rozwiązania stosowane do kierowania ruchem pociągów w naszym kraju muszą mieć certyfikat Urzędu Transportu Kolejowego. Ważne jest m.in. to, aby nowe wersje i rozwiązania były kompatybilne z poprzednimi.

Zabezpieczeniem mającym zapewnić prawidłowe funkcjonowanie informatycznych systemów sterowania ruchem jest przede wszystkim sposób przetwarzania danych. Przetwarzanie odbywa się równolegle w dwóch lub trzech różnych, niezależnych od siebie modułach czy kanałach - za pomocą dwóch lub trzech różnych programów bądź aplikacji napisanych przez różne, niezależne zespoły programistów. Wyniki przetwarzania są za pośrednictwem komparatora porównywane z sobą. Jeżeli się zgadzają, to system "wydaje zezwolenie" na przekazanie sygnałów do sterowników. Jeżeli są różne, to system uruchamia alarm i przechodzi w stan awaryjny, czyli zazwyczaj włącza na szlaku sygnały "stój" i przekazuje sterowanie w ręce ludzi.