Zasilanie czy picowanie, czyli wyborczy „haj spid” po polsku

„Zgłupienie” każdy może rozumieć jak się komu podoba i co sam przez to rozumie (a każdy rozumie co innego, co jest jak najbardziej prawidłowe). Ja rozumiem w ten sposób, że spotkałem się z „kosmiczną” kolejową technologią, która nijak nie przystaje do przaśnej zazwyczaj rzeczywistości archaicznych zabezpieczeń kolejowych zwanych potocznie SHP (system hamowania pociągu – chyba najbardziej prymitywny w Europie). Równolegle spotkałem się z ignorancją dotyczącą zarówno zasilania jak i utrzymania dedykowanej systemowi ETCS linii, mającej w założeniu być linią klasy high speed. Dlatego zgłupiałem, bo jedno do drugiego nijak nie pasuje i kupy się nie trzyma. No to – jak to mówią – jedziemy po kolei...

Z kamienia w nadprzestrzeń

Skok z sytemu SHP do systemu ETCS - nawet tylko poziomu pierwszego - to jak skok w nadprzestrzeń. Z epoki kamienia łupkowego czy łupanego do XXI wieku. Skok który umożliwi realne (a nie – jak dotąd - testowe) podniesienie prędkości rozkładowej pociągów ponad 160 km/h, czyli w przypadku CMK do 200 km/h dla lokomotyw ciągnących zwykłe składy wagonowe, a do 220 km/h w przypadku składów zespołowych lub zespolonych. Z przerażeniem i politowaniem czytam niektóre wpisy na portalu RK próbujące wykpić czy wręcz zdyskredytować testy tego systemu, bo „tylko do 200 km/h”, a przecież testowo po CMK jeździliśmy już 235 km/h (Husarz – EU 44), 222 km/h (EU 43/EU 11) i 251 km/h (ETR 460). Owszem, jeździliśmy, ale NIGDY nie testowaliśmy przy takich prędkościach systemu bezpieczeństwa dla planowych pociągów pasażerskich – prócz niezbyt udanych prób systemu KHP, będącego rozwinięciem SHP. A więc to nie są żadne testy prędkości, tylko testy SYSTEMU bezpiecznego prowadzenia pociągu. Jeśli niektórzy Mikole - choć jak sądzę, są to wyjątki – nie rozumieją istoty sprawy i wagi zagadnienia, to mogę im jedynie współczuć i życzyć nabycia podstawowej wiedzy w temacie.

Owszem, krytyka jest potrzebna - merytoryczna krytyka wszak buduje i wskazuje problemy do rozwiązania pod warunkiem jej odpowiedniego odbioru przez adresatów. I bez krytyki się nie obejdzie, choć sedno dotyczy nie tyle samego systemu, który jak na początek prób działa wręcz świetnie, ale kwestii kompatybilnych, czyli zasilania sieci szybkiego odcinka i stanu nawierzchni kolejowej oraz urządzeń srk

No to jedziemy

Ponad tydzień temu w sobotę pokazano system światu – w dodatku przy świetle dziennym, co do tej pory się nie zdarzyło, ponieważ próby odbywały się jedynie w nocy. Po zaledwie kilku dniach (nocach) prób pokazanie systemu ETCS vip-om, dziennikarzom, naukowcom i kolejarzom było nieco ryzykowne – i nie obyło się bez wpadek, o czym zaraz. Nie wiem na ile ta data była podyktowana terminem przedwyborczym, ale wiem że zrobiono jak najbardziej PRAWIDŁOWO. Dlaczego? Moim zdaniem dlatego, aby pokazać że nawet relatywnie skromny szmal pompowany w nowoczesną kolejową infrastrukturę jest nie tylko należycie wykorzystany, ale są tego namacalne na gruncie efekty. Z rządowych vipó-w był m.in. wiceminister Andrzej Massel, nie było za to ministra Grabarczyka – nie wiem czemu, bo moim zdaniem być powinien.

Pociąg testowy z zaproszonymi pasażerami jechał z Warszawy do Zawiercia, przy czym w Psarach podczepiano Husarza wyposażonego testowo w ETCS-1 w jednej kabinie – stąd ta lokomotywa bez homologacji systemu nie może prowadzić zwykłych pociągów. „Zwykły” Husarz został więc w Psarach, a „testowy” pojechał dalej. Nie jechałem z Psar do Zawiercia i relację znam jedynie z filmów oraz rozmów z tymi którzy jechali. Ja wsiadłem w Zawierciu i jechałem do Psar oraz Warszawy (przy okazji przejechałem się z Gliwic do Zawiercia Elfem EN 76 się w dniu debiutu Kolei Śląskich – z jak najbardziej pozytywnymi wrażeniami, ale to inna historia).

Przejazd z Psar do Zawiercia odbył się w zasadzie zgodnie z założeniami, czyli prędkością maksymalną 200 km/h, próbami reakcji systemu na przekroczenie prędkości zadanej na ograniczeniu stałym do 80 km/h, reakcji przejechaniu sygnału „stój” z V do 40 km/h oraz hamowaniu kontrolowanym i „naprowadzanym” przez system ETCS-1. Bardzo ładnie obrazują to filmy na kanale „Iwana” (Krzysztofa Waszkiewicza), zarówno dzienne i nocne. Krzysiek zrobił świetną robotę, o czym świadczy nie tylko wysoka oglądalność tych filmów, ale fakt że owe filmy mogą stanowić wręcz dodatkowy prywatny materiał instruktażowy dla reszty maszynistów PKP Intercity. O korzyściach pokazania działania całemu branżowemu gronu i dziennikarzom nie wspominam – brawo! Bez żadnego wstydu napiszę, że bez oglądnięcia tych filmów 3 razy nie rozumiałbym działania tego systemu, a przynajmniej nie w szerszym zakresie dotyczącym poszczególnych reakcji czy odczytywania wskazań i poleceń oraz stosowania się do nich. Owszem, podczas jazdy była przekazywania transmisja do wagonów na żywo (z odpowiednim komentarzem), ale gdyby na przykład zapytać dziennikarzy telewizyjnych goszczących w kabinie Husarza czy w pociągu, co naprawdę ten system pokazuje, jak działa i co robi, to mieliby kłopoty – jako i ja miałem. Co innego bowiem przeczytać skądinąd ciekawe i obfite materiały dostarczone dziennikarzom, a co innego „praktycznie” rozumieć, o co w tym wszystkim chodzi.

Próba dzienna:

Próba nocna:

Ponieważ samym badaniom, wstępnym wynikom i dokładniejszemu opisowi systemu ETCS-1 będzie poświecony artykuł w następnym drukowanym Rynku Kolejowym („CMK idzie w kierunku KDP – cz. 2”/ RK nr 12/2011), to w niniejszym felietonie ograniczę się do opisu skrótowego, mam nadzieją zrozumiałego dla wszystkich. Nawet gdybym chciał, to jeszcze nie mam pewnych danych czy wyników badań – stąd na teraz wielu rzeczy jeszcze nie wiem.

Niezły bajer!

Nie tylko niezły, ale praktyczny, skutecznie i bezpiecznie działający oraz dość łatwy do opanowania dla maszynistów, a przecież oni będą tego używali systemu przy prędkościach powyżej 160 km/h, a także mniejszych od 160 km/h, jeśli mówimy o odcinku CMK wraz za stacjami objętymi tym systemem (docelowo: od Zawiercia do Grodziska Mazowieckiego).. Jeśli w opisie pomylę się w którymś elemencie proszę o wybaczenie – dopiero się uczę rozumieć jak to „coś” działa. Jest to dla mnie kompletna nowość na której – prócz ogólnikowo opisu – nie znam się zupełnie i podejrzewam iż większość Czytelników czuje podobnie.

Przy wjeździe na pierwszą balisę (eurobalisę LEU) odcinka objętego ETCS-1 elektrowóz poprzez zamontowaną na podwoziu antenę odbiorczą „łapie” sygnał od balisy torowej i wyświetla się pulpit (DMU - panel maszynisty) ze wskaźnikami i specjalnym prędkościomierzem. Równolegle na obrębie prędkościomierza – nazwijmy go „kołem”, bo ma taki kształt – wyświetla się na niebiesko zakres prędkości na jaki system pozwala na danym odcinku, czyli na przykład 200 km/h. W tym momencie – o ile nie „walnie” podstacja trakcyjna (o czym później), mechanik może rozpędzić skład do prędkości maksymalnej dla danego odcinka – to może być także 160, 120, 80 km/h itp. Jeśli choćby o 1 km/h zostanie przekroczona dozwolona prędkość (np. 201 km/h), to system zaczyna „pikać” (emitować ostrzegawczy sygnał dźwiękowy), jednocześnie pokazując nadwyżkę na prędkościomierzu w kolorze ostrzegawczym pomarańczowym.

Tolerancja wynosi bodaj 4-5 km/h, a po jej przekroczeniu – co widać na filmach „Iwana” – ETCS pokazuje nadwyżkę prędkości na czerwono i wdraża hamowanie służbowe z „wyluzowaniem” poniżej dozwolonej prędkości (w praktyce luzowanie zaworów w wagonach trwa o wiele dłużej niż w lokomotywie i prędkość w takim przypadku spada do niższej wartości niż dozwolona – po czym jest pozwolenie na „dojście” do prędkości dozwolonej lub kontynuowanie jazdy z taką prędkością). W przypadku prób z samą lokomotywą ten proces (luzowania i ”popełniania”) następuje znacznie szybciej z racji niemal natychmiastowej reakcji układu hamulcowego. Ale poza próbami samym lokiem się jeździć nie będzie – lub będzie jeździć rzadko. Jest to pewien problem, ale w praktyce wymusza on spokojną jazdę z prędkością dozwoloną dla odcinka bez „szarży”, czyli jej przekraczania, które grozi wdrożeniem hamowania.

Mimo że teoretycznie system jest dość „prosty” w samym opisowym założeniu, to jego funkcje mnie zadziwiły. Otóż przy zbliżaniu się do ograniczeń lub zmniejszeń prędkości oraz do odstępów sbl, gdzie za 2-3 odstępy mamy sygnał „stój”, pulpit i „koło” prędkościomierza pokazuje tzw. optymalną „krzywą hamowania” niezależnie czy jest to dojazd do semafora obniżającego prędkość (np. rozjazdy, zjazd na bok itp.), zwolnienia stałego/czasowego wpisanego w komputer, przejazdu drogowego i tym podobnych zdarzeń. Nie wiem dokładnie jak aparatura (EVC - komputer pojazdu) oblicza odległość dla takich zwolnień czy obszarów – prawdopodobnie m.in.za pomocą danych z radarów zamontowanych obok anteny na podwoziu i odometrów - ale oblicza bardzo precyzyjnie. Do tego stopnia że np. mijamy wiadukt kolejowy nad „Wiedenką” (ograniczenie 120 km/h – brak skrajni) i tuż za nim „koło” pokazuje mechanikowi już dozwoloną V = 160 km/h, właściwą dla tego obszaru. W dodatku przy hamowaniu określa na pomarańczowo zakres prędkościowy optymalnego hamowania – to jest zjawisko ruchome i zmniejsza się (przesuwa na „kole”) wraz z pokazywaną prędkością, a maszynista hamuje w „środku” zakresu spadającej prędkości „pomarańczowej”. Towarzyszy temu nieco dokuczliwy powtarzający się sygnał dźwiękowy, ale po to on jest, aby ostrzegał i budził czy też wzmagał czujność maszynisty.

Oczywiście jeśli nie wyhamujemy i „koło” prędkościomierza panelu maszynisty zapali się na czerwono w przekroczonym zakresie prędkości, to znaczy że jedziemy za szybko (hamujemy za mało intensywnie) i układ wdroży hamowanie samoczynne do odpowiedniej prędkości lub do zatrzymania. Muszę przyznać że na tle dotychczasowej techniki srk jest to imponujące i bardzo praktyczne oraz bezpieczne – pod warunkiem działania całości systemu. Warto dodać, że po hamowaniu np. z 160 czy 200 km/h przy V = „do 40 km/h” możemy dojechać do semafora z sygnałem „stój” bez zatrzymania samoczynnego i bez zadanej „krzywej hamowania”. Możemy nawet przekroczyć semafor z sygnałem „stój”, ale balisa natychmiast wdroży hamowanie nagłe, które zatrzyma skład na kilkudziesięciu czy kilkunastu metrach. W obszarze zmodernizowanych linii daje to gwarancję nie wjechania w rozjazdy głowicy czy w inną strefę niebezpieczna lub kolizyjną, bo w takich układach torowych mamy odpowiednią odległościową rezerwę np. pomiędzy semaforem a rozjazdami.

Ten skrótowy opis – o ile jest właściwy – pozwoli wszystkim Wam łatwiej rozumieć co się dzieje na filmach z jazd testowych. Mile będą widziane wszelkie uwagi w komentarzach – ja dopiero się uczę rozumieć ten system, podobnie jak Wy. Oczywiście wiem, że zarówno przedstawiciele firmy Thales i Siemens (wdrażającej system) jak i maszyniści instruktorzy PKP Intercity oraz wybrani przedstawiciele IK oraz PLK wiedzą o systemie znacznie więcej, ale tu już odsyłam do przyszłego artykułu w drukowanym RK, bo będzie okazja zapytać ich o wybrane szczegóły.

Zasilanie czy picowanie?

I może nawet byłoby jak w bajce, czyli „wszyscy żyli długo i szczęśliwie”, gdyby tym wszystkim... nie zabrakło prądu. Ściślej mówiąc: napięcia zasilającego sieć trakcyjną. Otóż jedziemy torem numer 1 zgodnie z kilkukilometrowym ograniczeniem wpisanym w system czyli 80 km/h (bo na torze nr 2 pomiędzy Zawierciem a Górą Włodowską modernizowane są przepusty) i po minięciu obszaru ograniczenia ETCS pokazuje prędkość dozwoloną 200 km/h, którą wedle planu mamy osiągnąć na poziomie wjazdu do stacji Góra Włodowska. W tym miejscu tor wznosi się pod górę w parametrze profilu podłużnego 6 promil. Maszynista instruktor „daje po garach”, przyspieszamy do ok. 115 km/h, po czym... trach! Pada zasilanie i to nie przy maksymalnej mocy, tylko grubo poniżej poboru 2000 amperów. Efektem jest jazda bezprądowa, a dopiero po ponownym włączeniu zasilania przyspieszamy – już nieco delikatniej – do maksymalnej prędkości, w rezultacie czego na wjazdowej głowicy mamy ok. 140 km/h, a na końcu głowicy wyjazdowej osiągamy ok. 180 km/h.

To nie koniec przygód. Jedziemy jakiś czas płynne 200 km/h, po czym na spadku maszyniści w obecności ministra Massela, dziennikarzy trzech telewizji (w kabinie Husarza) oraz pasażerów wpatrzonych w transmisję na monitorach testują tolerancję systemu na prędkość maksymalną. 201, 202, 203, 204 km/h i... nic. Przy 205 km/h następuje zjawisko, którego nie rozumieją ani maszyniści, ani chyba nikt inny – jeśli ktoś wie co się wtedy stało, proszę o głos. Wyłącza się zarówno panel systemu ETCS (gaśnie) oraz zasilanie silników elektrowozu (a nie zasilanie sieci trakcyjnej, o ile dobrze pamiętam). Następuje wdrożenia nagłego hamowania z użyciem wagonowych hamulców elekromagnetycznych, które opadają na szyny. Daje to efektowną kurzawę z tyłu pociągu, którą udało mi się sfilmować, bo akurat w tym momencie filmowałem torowisko CMK z tylnych drzwi ostatniego wagonu. Co ciekawe ten test był bardzo przydatny praktycznie, bo udowodnił niezbicie, że pociąg na spadku może wyhamować z 205 km/h do 0 km/h na odcinku poniżej ok. 1500 metrów, co jest rezultatem bardzo dobrym. Przy podobnej próbie nocnej – ale pod górę – uzyskano nawet ok. 1300 metrów z prędkości 200 km/h. Czy to oznacza że możemy jeździć bezpiecznie – z zachowaniem hamowania służbowego na dwóch odstępach z prędkości 220-230 km/h w każdych warunkach pogodowych? Nie wiem – być może tak. Po to robi się takie powtarzalne w różnych warunkach testy (a te potrwają jeszcze ok. roku), aby uwiarygodnić wyniki i wyciągnąć praktyczne w jeździe planowej wnioski.

Po odhamowaniu składu i załączeniu systemu ETCS ruszamy ponownie, rozpędzamy się do ok. 160 km/h, bo zbliżamy się do Psar. Ale podczas tego – podreślam: delikatnego rozpędzania - napięcie spada do prawie 2000 V, praktycznie nie ma „czym” jechać. Maszynista zgłasza sytuację nastawni, a nastawnia zgłasza dyspozytorowi zasilania – nie znam finału interwencji, ale jakoś dojechaliśmy do Psar. To bardzo DOBRZE, że naocznym świadkiem wypadków jest zarówno minister Massel, dziennikarze oraz wszyscy zaproszeni, albowiem otwiera to możliwość nie tylko dyskusji w temacie, ale wreszcie podjęcia STANOWCZYCH DZIAŁAŃ w celu poprawienia zasilania na linii CMK. Nie może być tak, że pobór mocy powyżej 4 – 4,5 MW powoduje „wywalanie” podstacji na każdym niemal odcinku, a tak właśnie jest na CMK.

Pseudo „haj spid” na pokaz?

Nie może być tak, że napięcie z byle powodu spada do nieakceptowalnych wartości, powodując niemożność rozpędzenia składu 3 wagonowego, nie mówiąc o składzie 8-9 wagonowym czy zespolonym jak ETR 610. Bo to jest dziadostwo, a nie linia high speed – i ktoś wreszcie musi nazwać zjawisko po imieniu. I wcale nie czepiam się PKP Energetyki, bo to PLK zleca wykonanie danych prac czy analiz w zakresie zasilania linii, a MI zazwyczaj zatwierdza finansowanie takich prac. Mamy lokomotywy o mocy 6 MW, a linię „szybką”, która ledwo radzi sobie z mocami rzędu 4 MW. Będziemy mieć Pendolino o mocy 5,5 MW, a razem z zasilaniem pokładowym ok. 6 MW. Z czym do ludzi?

Oto cytat z ciekawych materiałów otrzymanych z PKP Energetyki: „Specyfikacje Interoperacyjności (TSI) dla podsystemu Energia, opracowane zarówno dla kolei dużych prędkości jak również dla kolei konwencjonalnych (w chwili obecnej trwają prace nad opracowaniem jednych wspólnych wymagań TSI dla podsystemu Energia dla kolei dużych prędkości i kolei konwencjonalnych). Jednym z podstawowych parametrów warunkujących spełnienie wymogów stawianych przed układami zasilania jest wartość maksymalnego prądu pobieranego przez jednostkę trakcyjną, która dla systemu zasilania 3 kV DC dla linii konwencjonalnych TSI oraz linii klasycznych wynosi 2500A (zgodnie z definicjami zawartymi w punktach 3.1 i 3.2 normy PN-EN 50388), natomiast dla modernizowanych linii dużych prędkości – 3200 A (zgodnie z definicją zawartą w punkcie 3.1 normy PN-EN 50388). Kolejnym parametrem jest wartość średniego napięcia użytecznego na pantografie pociągu, która dla systemu zasilania 3 kV DC dla linii konwencjonalnych TSI oraz linii klasycznych wynosi 2700 V DC (zgodnie z definicjami zawartymi w punktach 3.1 i 3.2 normy PN-EN 50388), natomiast dla linii dużych prędkości – 2800 V DC (zgodnie z definicją zawartą w punkcie 3.1 normy PN-EN 50388). Warto zaznaczyć, że zapewnienie spełnienia w/w wymogów jest konieczne w celu uzyskania dofinansowania z funduszy Unii Europejskiej.”

Czy potrzeba do tego jakiegoś komentarza? Panie i Panowie z PLK, MI, PKP Energetyki? Ponownie pytam: z czym do ludzi? A potem żal i narzekanie branżowe, że TV taka i siaka pokazuje nasze „wybitne” 200 km/h, jednocześnie pokazując jakieś parowozy i – oczywiście, bo jakże inaczej – porównując nasze testy do światowego rekordu prędkości TGV = 574 km/h z hakiem, jakby jedno z drugim i z trzecim miało wiele wspólnego. Dziwicie się po takim publicznym pokazie sprawności naszego zasilania na pseudo linii high speed? Bo ja się nie dziwię. Owszem wiem, że Politechnika Warszawska kończy analizę dotyczącą poprawy zasilania dla CMK, ale na razie nie znam żadnej decyzji w jaki sposób sfinansować te prace – KONIECZNE do wykonania przed wjazdem Pendolino.

W dodatku występują inne zakłócenia z systemów srk, np. z ASDEK-a, ale z tym „eserkowcy” powinni sobie z czasem poradzić. Nie wiem jednak dlaczego PLK nie radzi sobie z... regulacją toru w profilu podłużnym na łukach o R = 4000 m, a nie radzi sobie nawet na „sztandarowej” linii CMK – i to na nowych obiektach po przebudowie i modernizacji, co jest kuriozalne. Jeśli ktoś mi zarzuci kłamstwo, to poproszę o podwiezienie na nowe obiekty na CMK na odcinku Psary – Zawiercie, wskażę bardzo dokładnie kilometraż i miejsce, bo byłem tam na gruncie i wadliwy profil widać nawet GOŁYM OKIEM. Na gruncie byłem w zeszłym roku, byłem w tym roku w kwietniu, jechałem kilka razy pociągiem, teraz ponownie na próbach i... nic się nie zmieniło! Przy zaledwie 160 km/h w tych miejscach już nieźle huśta na boki, a przy 200 km/h rzuca już całkiem „pięknie”. Kto i dlaczego odbierał WADLIWIE wykonany – mówiąc wprost SPARTACZONY - profil podłużny torów na zmodernizowanych obiektach? Kto dopuścił do prób 200, a nawet 230 km/h na tych obiektach? Wadliwy profil widać także na filmach z kabiny, tyle że kamera umieszczona na stabilnym statywie dość sztywno trzyma się pulpitu, stąd wahnięcia nie są mocne – ale i tak są. W odczuciu pasażera są to jednak dość spore „telepawy”. W dodatku w wielu miejscach tor wymaga podbicia, wagon potrafi lekko wężykować lub wpada w drgania, ale – o ile wiem – pomiary drezyną pomiarową zostały niedawno dokonane i tory będą podbijane (mam nadzieję że wraz z regulacją spartaczonych profili na łukach).

Ostrzegam lojalnie zawczasu, że nierozwiązanie tych problemów (głównie z zasilaniem, ale także z wadliwymi profilami torów na przebudowanych obiektach inżynierskich) do czasu uruchomienia planowych jazd ETR 610 - a zostało TYLKO 3 lata! - może skutkować kompromitacją wdrożenia projektu uruchomienia tych pociągów na linii E 65/CMK z prędkością 200 – 220 km/h. No chyba że pojedziemy grzecznie 160 km/h, czyli archaicznie i „haj spidem” po polsku. Inną kwestią jest, że dla wykorzystania parametrów składów zespołowych powinny one śmigać na zasilaniu 3 kV DC conajmniej 230 km/h. Pod warunkiem że będzie to normatywne zasilanie zmodernizowanej linii high speed, a nie przedwyborcze picowanie.

PS. W kwestii nieco „dziewiczego” tematu zasilania modernizowanych linii magistralnych przygotowuję m.in. wspólnie z PKP Energetyką dwuczęściowy artykuł dla drukowanego „Rynku Kolejowego”. Przyznaję że w procesie pozyskiwania szczegółowych danych do tego artykułu współpracuje mi się ze spółka modelowo (pozdrawiam pana naczelnika Tomasza Besztaka) i marzeniem moim jest, aby w najbliższej przyszłości równie modelowo działało zasilanie lokomotyw dużej mocy. Prócz analizy i komentarzy eksperckich znajdziecie tam niepublikowane dotąd w RK dane jak: kilometraż umiejscowienia podstacji trakcyjnych, kabin sekcyjnych na liniach E 30, E 59, CMK, E 65, E 20, moce transformatorów i zespołów prostownikowych, a także plany dotyczące modernizacji podstacji i kabin sekcyjnych na poszczególnych liniach. Tylko u nas w drukowanym RK!