無(wú)論是長(zhǎng)途鐵路還是區(qū)域鐵路，有軌電車(chē)還是山區(qū)鐵路，瑞士的鐵路運(yùn)輸都特別可靠、舒適和安全。瑞士鐵路運(yùn)營(yíng)商不斷向基礎(chǔ)設(shè)施和軌道車(chē)輛投資。有時(shí)，立法者對(duì)安全鐵路運(yùn)營(yíng)的要求為開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的先進(jìn)解決方案提供了動(dòng)力。
在2018年，用于蘇黎世Dolderbahn鐵路和盧塞恩湖Rigi鐵路上的道岔控制器產(chǎn)品解決方案停產(chǎn)。鐵路運(yùn)營(yíng)商轉(zhuǎn)而求助于瑞士公司VT Verkehrs- und Industrietechnik AG (VT AG)。該公司的總部設(shè)在Neuenhof，它為上部構(gòu)造、防護(hù)和倉(cāng)庫(kù)提供廣泛的產(chǎn)品與相應(yīng)的服務(wù)，并為鐵路、本地運(yùn)輸和行業(yè)的整體基礎(chǔ)設(shè)施提供服務(wù)。
面對(duì)產(chǎn)品停產(chǎn)通知，蘇黎世的公共交通公司VBZ(Dolderbahn的運(yùn)營(yíng)商)和Rigi Bahnen AG進(jìn)行了一些創(chuàng)新的改造：采用只需一次性認(rèn)證的通用軟件解決方案，并通過(guò)皮爾磁PSS 4000-R自動(dòng)化系統(tǒng)中的安全鐵路模塊控制和監(jiān)控不同類(lèi)型的道岔。自動(dòng)化專(zhuān)家皮爾磁不僅負(fù)責(zé)軟件開(kāi)發(fā)，還負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理、驗(yàn)證、調(diào)試和文檔編制。皮爾磁以高度專(zhuān)業(yè)的方式在短時(shí)間內(nèi)提供全面的產(chǎn)品組合以及健全的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
Dolderbahn準(zhǔn)時(shí)從R?merhof山谷站駛往蘇黎世老城區(qū)東部。該電動(dòng)齒軌鐵路大約需要六分鐘才能克服米軌上平均坡度為19%的160米高度。在大約600米開(kāi)外，它與前往山谷的火車(chē)在一個(gè)相會(huì)的道岔相遇。自2020年4月以來(lái)，皮爾磁的PSSuniversal控制器和I/O模塊一直通過(guò)軌道側(cè)面的控制箱來(lái)安全地控制兩個(gè)非同尋常的回轉(zhuǎn)道岔，從而排除了道岔設(shè)置錯(cuò)誤所引起的故障。所使用的模塊是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的PSS 4000-R安全自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，用于為鐵路行業(yè)提供量身定制的經(jīng)濟(jì)解決方案。這些模塊符合CENELEC的EN 50121、EN 50126、EN 50128、EN 50129、EN 50155和EN 45545標(biāo)準(zhǔn)，甚至能夠達(dá)到SIL 4要求。這種自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，非常適合棘手的數(shù)字控制與改造任務(wù)。
針對(duì)三種類(lèi)型道岔的一種解決方案
解決方案的目的是用符合CENELEC標(biāo)準(zhǔn)的高效、先進(jìn)的系統(tǒng)來(lái)取代已停產(chǎn)的道岔控制器。事實(shí)證明，這是一個(gè)真正的挑戰(zhàn)。八個(gè)道岔由三種不同的類(lèi)型組成，并且對(duì)控制器有不同的要求。Dolderbahn上的兩個(gè)回轉(zhuǎn)道岔(第一種類(lèi)型)由更高級(jí)別的信號(hào)箱控制，它們沒(méi)有自己的跟蹤使能信號(hào)。道岔的位置顯示在信號(hào)箱中，如果道岔未達(dá)到其末端位置，則系統(tǒng)將產(chǎn)生故障。鐵路人員必須現(xiàn)場(chǎng)檢查道岔位置，并在必要時(shí)手動(dòng)將其移動(dòng)到末端位置，以便維持運(yùn)營(yíng)。
第二種道岔類(lèi)型(Rigi鐵路)主要通過(guò)無(wú)線電傳輸接收定位命令，也可以手動(dòng)操作。這類(lèi)道岔具有自己的跟蹤使能信號(hào)，其位置通過(guò)道岔位置指示器顯示。如果在觸發(fā)定位命令后的規(guī)定時(shí)間內(nèi)未達(dá)到末端位置，則控制器將嘗試將這些道岔重置到起始位置。第三種道岔類(lèi)型還有一個(gè)菱形道岔，也可以通過(guò)道岔控制器對(duì)其進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控。
按照時(shí)間表進(jìn)行改造
“僅出于時(shí)間和成本原因，裝置周?chē)哪承┦┕すこ瘫仨毰c正常運(yùn)營(yíng)同時(shí)進(jìn)行。我們正在考慮一種高度標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件解決方案，該解決方案同樣適用于所有的道岔類(lèi)型”，VT AG的項(xiàng)目經(jīng)理Daniel Rufener說(shuō)。VT AG對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行招標(biāo)，并與皮爾磁簽訂了合同。“多年來(lái)，我們一直與皮爾磁保持密切的合作關(guān)系，皮爾磁不僅在瑞士鐵路圈享有很高的聲譽(yù)，在其他地方亦是如此。此外，借助PSS 4000-R自動(dòng)化系統(tǒng)中的鐵路模塊，皮爾磁可以提供“現(xiàn)成的”組件，這些鐵路組件已在實(shí)際鐵路應(yīng)用中久經(jīng)考驗(yàn)”，Daniel Rufener說(shuō)，這正是他們選擇皮爾磁的原因。就購(gòu)置成本和維護(hù)成本而言，它們通常比在鐵路環(huán)境中使用的專(zhuān)有控制解決方案便宜得多。“我們發(fā)現(xiàn)皮爾磁提出的開(kāi)發(fā)通用軟件的建議非常令人信服”，Daniel Rufener說(shuō)。“它符合CENELEC的EN 50128標(biāo)準(zhǔn)以及SIL2要求，但只需認(rèn)證一次，就可以轉(zhuǎn)移到所有類(lèi)型的道岔上。”
不只是道岔控制
皮爾磁開(kāi)發(fā)的控制解決方案可以履行各種任務(wù)和功能，對(duì)于第一類(lèi)道岔，它專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)切換道岔和激活液壓系統(tǒng)。定位命令由信號(hào)箱中更高級(jí)別的控制器發(fā)出。Dolderbahn上采用的定位技術(shù)是目前先進(jìn)的技術(shù)，根據(jù)道岔類(lèi)型，火車(chē)駕駛員仍須目視檢查道岔是否處于正確位置。對(duì)于第二和第三類(lèi)道岔(Rigi列車(chē))，PSS 4000-R自動(dòng)化系統(tǒng)也可以執(zhí)行更高級(jí)別的控制器或信號(hào)箱任務(wù)，即控制用于切換各道岔的液壓和電氣組件。皮爾磁自動(dòng)化系統(tǒng)還檢查通過(guò)無(wú)線電發(fā)出或手動(dòng)發(fā)出的定位命令以及道岔位置和跟蹤使能信號(hào)，并在軟件中以面向?qū)ο蠛桶踩姆绞綄?duì)信息進(jìn)行處理。“必須先轉(zhuǎn)換每個(gè)獨(dú)立的道岔控制器，然后再對(duì)其進(jìn)行檢查，因?yàn)闊o(wú)法使用舊控制器來(lái)測(cè)試軟件”，Daniel Rufener解釋道。
排除邏輯錯(cuò)誤
通用解決方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，這三類(lèi)道岔的硬件均相同：“通過(guò)特定硬件輸入來(lái)選擇道岔的類(lèi)型，控制器啟動(dòng)時(shí)讀取該輸入。然后，如果選擇了錯(cuò)誤的類(lèi)型或存在不正確的信號(hào)，控制器會(huì)自動(dòng)檢查所有未使用的輸入和信號(hào)”，皮爾磁的項(xiàng)目經(jīng)理Raphael Lanz解釋說(shuō)。除了與來(lái)自皮爾磁的同事Marco Biasca、Bernd Maier和Christian Korupp一起實(shí)施廣泛的軟件開(kāi)發(fā)外，他還負(fù)責(zé)根據(jù)EN 50128和所有文檔創(chuàng)建源代碼、調(diào)試、驗(yàn)證和開(kāi)發(fā)V模型程序。“我們的項(xiàng)目文檔并不是每天都能準(zhǔn)備的如此充分”。瑞士東南部鐵路(SOB)的評(píng)審員稱(chēng)贊道。
擁有僅需認(rèn)證一次的通用控制解決方案具有多個(gè)優(yōu)勢(shì)：與傳統(tǒng)解決方案相比，安裝和調(diào)試所需的時(shí)間更少。這至少對(duì)于只需要進(jìn)行部分改造并繼續(xù)保持運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。更重要的是，該解決方案可以簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)移到將來(lái)的道岔控制器改造中，以節(jié)省時(shí)間。“作為承包商，我們可以相信所有皮爾磁解決方案和產(chǎn)品均滿足所需的CENELEC標(biāo)準(zhǔn)并經(jīng)過(guò)瑞士聯(lián)邦運(yùn)輸局(BAV)批準(zhǔn)。皮爾磁為鐵路運(yùn)營(yíng)商提供了簡(jiǎn)潔的合理編程環(huán)境，從而使其能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的維護(hù)和故障診斷”，Daniel Rufener概括了優(yōu)勢(shì)。瑞士的Verkehrs- und Industrietechnik AG公司可能會(huì)實(shí)施進(jìn)一步的鐵路項(xiàng)目和改造。“就我們而言，我們的發(fā)展離不開(kāi)皮爾磁的技術(shù)能力、深入的標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)以及令人愉快的合作關(guān)系”，Daniel Rufener總結(jié)道。
