Nový vlakový zabezpečovač MATRA v originále "Pilotage automatique PA 135" francouzské společnosti Matra Transport International, byl na trati C uveden do zkušebního provozu 14. ledna 1998. Komplex zařízení MATRA představuje vlakový zabezpečovač s kontrolou jízdy vlaků, kontrolou sledu vlaků a zařízení pro automatické vedení vlaků.

Systém PA 135 před uvedením do provozu s cestujícími

Podpisem definitivního protokolu převzal Dopravní podnik hl. m. Prahy, a. s. odštěpný závod METRO od dodavatele, francouzské společností MATRA TRANSPORT INTERNATIONAL, systém vlakového zabezpečovače a automatického vedení vlaku typu Pilotage automatique PA 135, instalovaného na trati C pražského metra. Po ukončení schvalovacích řízení na Drážním úřadu a Odboru dopravy Magistrátu hl. m. Prahy bude tento systém uveden do provozu s cestujícími.

Mobilní zařízení tohoto systému je v současné době instalováno na šesti vlakových soupravách typu 81-71 a do konce prvního čtvrtletí 1998 bude namontováno celkem na 16 těchto souprav.

Dalšího rozšíření se montáž mobilních zařízení PA 135 dočká v průběhu roku 1998 a začátkem roku 1999, kdy bude instalováno na 22 nových vlakových soupravách metra M1. Tím bude celý vozový park souprav metra, určený pro trať C, vybaven tímto systémem. Z tohoto důvodu si nezaškodí jej zevrubně představit.

Zařízení PA 135 v sobě integruje funkci dvou rozdílných systémů:

1) liniového vlakového zabezpečovače - LVZ (automatic train protection - ATP), který v návaznosti na existující staniční a traťové zabezpečovací zařízení kontroluje při zajištění předepsané propustné výkonnosti trasy bezpečnost jízdy vlaků a ohrožení bezpečnosti předchází tím, že vlak bez zásahu strojvedoucího zastaví. Toho dociluje nepřetržitou kontrolou rychlosti zajišťující bezpečné rozestupy vlaků, respektování návěstí na návěstidlech zabezpečovacího zařízení, kontrolou zpětného pohybu vlaku, blokováním otevření dveří na nesprávné straně nástupiště atd. Na tuto část zařízení PA 135m zajišťující výše uvedené zabezpečovací funkce a podléhající normám pro zabezpečovací zařízení, je zpracován tzv. průkaz bezpečnosti poruch;

2) automatického vedení vlaků - AVV (automatic train operation - ATO), který omezuje činnost strojvedoucího pouze na otevření dveří ve stanici, na spuštění hlášení vlakového rozhlasu, na pokyn k odjezdu vlaku od nástupiště a na ovládání světel (tlumená/dálková). Všechny další rutinní úkony strojvedoucích včetně řízení jízdy vlaku v mezistaničních úsecích i při jízdách do/z obratových a odstavných kolejí jsou (samozřejmě kromě zprovoznění stanoviště strojvedoucího) plně automatizované. Zařízení PA 135 se z hlediska prostorového rozmístění dělí na tyto části:

a) stacionární část, tzv. staniční skříně, umístěné v reléových místnostech staničních a traťových zabezpečovacích zařízení ve všech stanicích metra. Ve stanicích rozvětvených jsou zpravidla instalovány 2 skříně, v ostatních stanicích 1 skříň. Do staničních skříní jsou zavedeny informace:
aa) ze staničního a traťového zabezpeč. zařízení (stav kolejových obvodů, absolutních návěstidel, výhybek apod.), které tak zůstává plně ve funkci,
ab) ze zařízení dálkového ovládání zabezpečovacího zařízení DOZZ, popř. ASDŘ-D, které přenáší informace o volbě chodů vlaků v mezistaničních úsecích, okamžiku odjezdu a povolení k průjezdu stanice.
Staniční skříně výše uvedené informace zpracovávají a na jejich základě vysílají vysokofrekvenční signály modulované příslušnými signály nízkých kmitočtů do programového pásu k využití v mobilní části zařízení PA 135 pro řízení nebo kontrolu jízdy vlakových souprav;

b) programový pás, tzv. koberec, uložený do přesně definovaného místa mezi kolejovými pasy buď blíže pravé kolejnici nebo v případě překážky blíže levé kolejnici. Jedná se o 165 mm široký krytý anténní systém, určený pro přenos signálů z trati na vlaky, který je bez přerušení (až na místa tlakových závěrů) instalován ve všech jízdních, obratových i odstavných kolejích trati C a cca do poloviny spojek k tratím A a B;

c) mobilní část, instalovaná na čelních vozech vlakových souprav,
která přijímá prostřednictvím dvou speciálních vf snímačů signály z programového pásu, dešifruje je a přímým ovládáním vozových obvodů přes tzv. "interface" zajišťuje samočinné zabezpečovací (ATP) i automatizační (ATO) funkce zařízení PA 135. Mobilní část včetně interface přijímá informace z dalších zařízení na vozech, např. z čidel rychlosti, vlakového rozhlasu, přepínačů režimů, tlačítek bdělostí a dalších ovládacích prvků pultu strojvedoucího ap.
S hlavními funkcemi zařízení PA 135 úzce souvisí tzv. režimy řízení vlaku, které může strojvedoucí zvolit pomocí přepínače režimů a kohoutu hlavního vedení pneumatické brzdy. Jedná se o režimy:

• RAV (režim automatického vedení), ve francouzském originálu též zvaný PA (Pilotage automatique), režim s nejvyšším dosažitelným stupněm automatizace řízení vlakové soupravy, kdy je plně ve funkci automatizované vedení vlaku (ATO) a kdy se činnost strojvedoucího omezuje pouze na spuštění hlášení vlakového rozhlasu (popř. uzavření dveří při jízdách do obratu), na pokyn k odjezdu vlaku od nástupiště, na otevření dveří a ovládání světel. Plně fungují rovněž obvody ATP, zajišťující bezpečnost jízdy;
  
  
• RVZ (režim vlakového zabezpečovače), dle originálu též CMC (Conduite manuelle controllée), kdy je ve funkci pouze vlakový zabezpečovač (ATP) a strojvedoucí řídí jízdu vlaku ručně včetně vykonávání všech dalších činností, jako ovládání vlakového rozhlasu apod. Z hlediska dodržování povolených rychlostí, dodržování rozestupů vlaku, respektování návěstí na absolutních návěstidlech apod. je jízda vlaku nepřetržitě zabezpečovacím způsobem kontrolována a to včetně nepřekročení rychlostí daných křivkami cílového brzdění při zastavování u nástupiště každé stanice, zabezpečovacím způsobem je rovněž kontrolováno otevření dveří na správné straně nástupiště;
  
  
• RTB (režim tlačítek bdělosti), též CMP (Conduite manuelle plafonée), kdy strojvedoucí řídí vlak ručně se stisknutými tlačítky bdělosti a zařízení PA 135 bez kontroly volnosti úseků trati omezuje pouze velikost rychlosti na hodnotu max. 30 km/hod.;
  
  
• Mobilní zařízení vypnuto, označený v originále CML (Conduite manuelle libre), kdy strojvedoucí řídí vlak ručně bez jakékoliv kontroly, zabezpečovací a automatizační obvody jsou vypnuty.

Volba všech režimů je zaznamenávána registračním rychloměrem. Přechod na jakýkoliv režim je umožněn strojvedoucímu pouze při zastavení vlaku po obsluze přepínače režimů a popř. navíc kohoutů hlavního vedení a tlačítka "Aktivace". Přechod do režimů s plným zabezpečením jízdy, tj. do režimů RVZ a RAV je navíc možný pouze na předem určených místech, v tzv. aktivačních zónách - "ZR" za splnění podmínky volnosti úseků před vlakem a popř. volnoznaku na absolutním návěstidle. Zóny jsou umístěny ve stanicích u odjezdové hrany nástupiště, na obratech, odstavných kolejích apod., tj. všude tam, kde bude standardně nebo po nouzovém projetí ev. porouchaného kolejového obvodu vyžadován přechod do režimů RAV nebo RVZ.

Základním principem řízení rychlosti jízdy vlaku v zařízení PA 135 je nepřetržité porovnávání (v mobilní části) daného časového intervalu s časem průjezdu mezi dvěma body části traťové. Základní časový interval, zakódovaný v systému PA 135 a používaný v režimu jízdy PA, je 300 ms. Blok vlakového zabezpečovače ATP mobilní části PA 135 pracuje s hodnotou základního časového intervalu 290 ms, v některých případech 250 ms (viz dále). Kontrolní body jsou realizovány překřížením dvou souběžných vodičů umístěných v programovém pásu v kolejišti. Tyto vodiče jsou od sebe vzdáleny 15 cm a trvale v nich teče proud o frekvenci 135,5 kHz až 135 kHz s fázově namodulovanou směsí nízkých frekvencí v pásmu 1 až 2,6 kHz. Na vlaku, na jeho druhém podvozku ve směru jízdy, jsou umístěny dva vf snímače, ve kterých se při jízdě nad napájeným programovým pásem indukuje napětí vysílaných frekvencí. Při průjezdu nad kříženími vodičů dochází k registraci křížení a k vyhodnocování časů průjezdu. Je-li vzdálenost stále stejná, udržuje zařízení PA 135 rychlost vlaku na konstantní hodnotě. Tak např. pro rychlost 80 km/hod. je vzdálenost křížení 6,66 m. Se zkracující se vzdáleností mezi kříženími vydává zařízení PA 135 úměrně tomu i povely ke snížení rychlosti jízdy vlaku a naopak.

Tohoto principu se využívá pro řízení zastavení vlaku na určeném místě, tj. u nástupiště ve stanici nebo v mezistaničním úseku podle volnosti kolejových obvodů před vlakem. Zakódování charakteru jízdy do pásů je nazýváno programem, přičemž program využívající maximální možné rychlosti v daném úseku se nazývá zelený program (PV - programme vert). Program, který snižuje rychlost jízdy vlaku vzhledem k obsazení kolejových obvodů nebo před absolutním návěstidlem s návěstí "Stůj", se nazývá programem červeným (PR - programme rouge). Oba programy jsou v pásu realizovány současně různými vodiči, stacionární zařízení PA 135 určuje podle informací ze zabezpečovacího zařízení, který z programů bude napájen.

Pro přenos dalších informací ze stacionární části na vlak je použita řada 9 hodnot frekvencí v pásmu 1 až 2,6 kHz. Jednotlivé frekvence jsou generovány ladičkovými oscilátory. Poté se v programové matici vytvoří jejich kombinace a ty se pak fázově modulují na nosnou frekvenci 135 kHz. Výsledný signál se zesílí a podle stavu informací ze zabezpečovacího zařízení se vysílá do programového pásu.

Použité nf signály fázově modulované na vf nosnou 135 kHz a jejich význam:

a) AM (Povolení k jízdě)

Trvalá modulace vf nosné tímto kmitočtem v případě dostatečného rozestupu vlaků, zdvojená kontrola funkční schopnosti přenosového kanálu. Nepřítomnost nosné 135 kHz nebo signálu AM má za následek nouzové zabrzdění vlakové soupravy;

b) ZR (Zóna aktivace)

Signál vysílán pouze do určitých míst a jen tehdy, je-li úsek před vlakem volný, popř. je-li na absolutním návěstidle návěst povolující jízdu. Přítomnost signálu ZR umožňuje strojvedoucímu přechod do zabezpečených režimů RVZ nebo RAV;

c) AF (Povolení k průjezdu stanice)

Všechny vlaky jsou standardně naváděny k zastavení u nástupiště v každé stanici a strojvedoucí bez vypnutí režimů RAV nebo RVZ nemůže tuto funkci ovlivnit. Pro umožnění průjezdu vlaku stanicí, aniž by bylo nutné vypínat režim RAV nebo RVZ, je nutné z vlakového dispečinku (pomocí DOZZ nebo ASDŘ-D) vyslat do staniční skříně PA 135 příslušný povel pouze k průjezdu daného vlaku. Staniční skříň zajistí aktivaci programu (v programovém pásu) pro průjezd, zablokování programu pro zastavení a modulaci nosné signálem AF k zajištění dalších potřebných funkcí;

d) OD (Povolení k otevření dveří vpravo)

e) OG (Povolení k otevření dveří vlevo)

Signály jsou vysílány v závislosti na straně nástupiště do programového pásu v délce cca 5 m v místě zastavení vlaku ve stanici;

f) SE (Rozšířená bezpečnost)

Signál je vysílán pouze do programů zastavení vlaku, ať už do programů zelených (PV) při zastavování ve stanicích nebo do programů červených (PR) a zde povoluje překročení snižující se rychlosti dané brzdnou parabolou o cca 17% (změnou měrného intervalu 290 ms v mobilní části ATP na 250 ms). Toto opatření rozšiřuje prostor pro optimální ovládání vlaku při střídání brzdových stupňů kontroleru B2 a B1a a bere se do úvahy při výpočtech prokluzových vzdáleností (stanovení ochranných úseků);

g) CNP (Nepřeklenutelné dělení přívodní kolejnice)

Signál je vysílán do programového pásu v místě nepřeklenutelného dělení přívodní kolejnice. Mobilní část PA 135 zajišťuje průjezd této oblasti buď výběhem nebo na stupeň max. M1, aby nedošlo k poškození trakčních motorů;

h) LQ (Identifikace stanice) 1080 Hz

Signál je vysílán do programového pásu v prostoru nástupiště. Je využit pro ovládání vlakového rozhlasu;

i) SL (Dlouhá bezpečnost)

Přítomnost signálu znamená, že vlaková souprava může jet výkonem (se zapnutými motory). Signál je odepínán samočinně v úsecích s kritickými prokluzovými vzdálenostmi v závislosti na podmínkách rozestupů vlaků, tj. v úsecích, kde vlaky brzdí;
Výše uvedené signály jsou přenášeny a zpracovány zabezpečovacím způsobem, neboť plní zabezpečovací funkce v rámci celého zařízení PA 135.
Další možnosti v ovládání vlaků čistě automatizačními funkcemi z vlakového dispečinku:

j) DSO (Povel k odjezdu)

Signál bude vysílán po zavedení nadstavby programového řízení jízd vlaků. Na vlacích bude mobilní část PA 135 po vyhodnocení tohoto signálu spouštět vlakový rozhlas s upozorněním na ukončení nástupu, popř. spouštět pouze zvukové znamení pro strojvedoucího;

k) A (Chody vlaků)

Pro řízení doby jízdy vlaku mezistaničními úseky ve špičce nebo v sedle slouží tzv. ovládání chodů vlaků. Zařízení může prostřednictvím 11 frekvencí nosné 135 kHz v pásmu 135,00 - 135, 50 kHz po kroku 0,05 kHz regulovat rychlost vlaku tak, že frekvenci 135,50 kHz odpovídá maximální možná rychlost, daná traťovými poměry a každý další stupeň směrem ke kmitočtu 135,00 kHz snižuje tuto rychlost o 5%. Je-li tedy maximální rychlost při chodu A1 (frekvenci 135,50 kHz) 80 km/hod., pak při frekvenci nejnižší 135,00 kHz je maximální rychlost ve stejném úseku 40 km/hod. Tomu odpovídá i úměrné snížení průměrné rychlosti vlaku při jízdě v mezistaničním úseku. Zařízení PA 135 umožňuje v každém mezistaničním úseku použít tři různé chody A1, A2 a A3 z výše uvedených 11 možností, které je možné předem zvolit pro každý úsek a směr jízdy zvlášť. Za provozu bude pak možno z vlakového dispečinku ručně (nebo automaticky po zavedení nadstavby programového řízení vlaků) volit pro každý úsek zvlášť (nebo generálně) některý ze tří chodů a tím ovlivňovat průměrnou rychlost oběhu vlaků na trati. Jestliže není zvolen žádný stupeň, zařízení PA 135 řídí jízdu vlaků podle chodu A1, tj. s nejkratší dobou jízdy.
Přínosy nasazení systému PA 135 jsou zejména ve zvýšené spolehlivosti funkce, plynulosti dopravy a v možnosti provozu souprav s moderním pulsním řízením trakčních pohonů. Doposud provozovaný vlakový zabezpečovač ruské výroby ARS totiž není slučitelný s provozem těchto moderních souprav, ať se již jedná o vlakové soupravy M1, připravované konsorciem firem ČKD, Siemens, ADtranz nebo soupravy rekonstruované. Nasazení systému PA 135 tedy zejména otevírá cestu k pronikavé modernizaci vozového parku metra.

1999

13

5

0

2000

9

4

0

2001

11

13

1

2002

5

6

0