Die polnischen Behörden haben im Zuge der Modernisierung der Verkehrsinfrastruktur des Landes die Elektronik der Eisenbahnen mit einem neuartigen Steuerungssystem auf Basis modernster Embedded-Computertechnologie grundlegend erneuert. Das neue System mit dem Namen ILTOR-2 ist bereits auf den meisten Strecken im Einsatz und hat zu Verbesserungen bei Geschwindigkeit, Qualität, Zuverlässigkeit und Sicherheit im Schienenpersonen- und Güterverkehr beigetragen.
Modulares Design für mehr FlexibilitätILTOR-2 ist in zwei Ebenen der Gleissteuerung unterteilt: eine Managementebene für Visualisierung, Steuerung und Diagnose sowie ein Feldsteuerungs-/Automatisierungssystem, das für die Durchführung der grundlegenden technischen Steuerungsfunktionen und die Beschaffung von Informationen über den Zustand und den Standort des rollenden Materials zuständig ist.
Auf allen Ebenen kommt ein modulares Systemdesign mit Standardkomponenten zum Einsatz. Dies vereinfacht und beschleunigt nicht nur zukünftige Systemerweiterungen, sondern verleiht dem ILTOR-2 auch eine enorme Vielseitigkeit: Je nach Bedarf können verschiedene Module implementiert oder weggelassen werden, was eine schnelle und kostengünstige Anpassung für den Einsatz auf Haupt- oder Nebenstrecken sowie in städtischen Verkehrssystemen (Straßenbahn und U-Bahn) ermöglicht.
VME-Bus für Feldsteuerung
Das modulare Design ermöglicht den Einsatz unterschiedlicher Embedded-Hardware-Plattformen zur Implementierung der einzelnen Module. Für die Feldsteuerung entwickelte Kontron mehrere Embedded-Computer-Racks mit jeweils mehreren 3U-VME-CPUs und I/O-Karten. Diese Racks befinden sich in entfernten (unbemannten) Leitstellen mit bis zu zehn Kontrollpunkten (Bahnübergänge, Signale oder andere Weichen) sowie einem festgelegten Gleisabschnitt. Sie erfassen und verarbeiten Informationen zu Zugposition und -geschwindigkeit sowie zum Status von Lichtern, Signalen und anderen Weichen.
Die VME-Systeme fungieren zudem als Schnittstellen zwischen den Stellwerken und dem Siemens-Stellwerkssystem, das über Profibus angebunden ist. Dieses System wurde speziell für die Bahnsteuerung entwickelt und ist ein äußerst wichtiges Sicherheitselement, da es sicherstellt, dass dem Zug nur dann Signale gesendet werden, wenn die Strecke für die Durchfahrt freigegeben ist. Es gewährleistet außerdem die korrekte Interaktion Tausender Ein-/Ausgangspunkte und erfüllt SIL-4 (Safety Integrity Level 4), den branchenweit führenden Sicherheitsstandard.
Wie Profibus-Schnittstellen bietet das VME-System auch Gigabit-Ethernet-Ports für die protokollübergreifende Kommunikation und die vollständige Netzwerkintegration, wodurch die Übertragung von Feldparametern an Leitstellen ermöglicht wird. Diese Übertragung erfolgt über Glasfaserkabel für optimalen Schutz vor elektromagnetischen Störungen (EMI). Verdrillte Zweidrahtleitungen gewährleisten die für Schienenverkehrssysteme erforderliche Redundanz und Backup-Übertragung. CompactPCI®-Plattformen für Managementebene
Während Fernsteuerzentralen die Züge zum jeweiligen Bahnsteig an jedem Bahnhof leiten, sind die Verteilzentren dafür verantwortlich, die Züge sicher an ihren endgültigen Bestimmungsort zu bringen, beispielsweise von Warschau nach Krakau.
Für diese Verteilzentren wurden mehrere Einheiten der 3U CompactPCI® CP-Pocket-Plattformen und 4U KISS Silent Industrial Server geliefert. Die Kontron CP-Pockets dienen der Überwachung und ermöglichen es den Bedienern, die Bewegung des Rollmaterials grafisch zu verfolgen und Befehle zur Anpassung von Kontrollpunkten einzugeben. Kontron stattete die vielseitigen CompactPCI®-Plattformen mit der passenden Kombination aus Grafik- und Fast-Ethernet-Karten sowie Controllern aus dem eigenen Katalog aus, um die spezifischen Anforderungen an Visualisierung, Verarbeitung und Kommunikation zu erfüllen.
Erweiterte Diagnostik
Für die Systemdiagnose entwickelte Kontron mehrere KISS 4U Industrieserver auf einer Kontron PICMG® 1,3-Steckplatz-CPU-Karte. Dank ihrer stoß- und vibrationsgeschützten Laufwerksschächte und der permanent austauschbaren Lüfter, die zu einer mittleren Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) von über 50.000 Stunden beitragen, waren die Kontron KISS Server die ideale Ergänzung zu robusten VME- und CompactPCI®-Karten und -Systemen.
Die KISS-Server sind über Ethernet mit dem System verbunden, unterstützen mehrere Monitore, sind permanent online und ermöglichen es den Technikern, alle Systemparameter grafisch zu überwachen.
Im Gegensatz zu den meisten Diagnosesystemen, die nur Online-Funktionalität bieten, können KISS-basierte Lösungen historische Parameter speichern und abrufen, um Probleme schnell zu beheben, Ausfallzeiten zu minimieren und vor allem die Sicherheit zu erhöhen.
Alles aus einer einzigen Quelle
Bei Großprojekten wie ILTOR-2, die eine Vielzahl von Embedded-Boards und -Plattformen erfordern, suchen OEMs ständig nach dem einfachsten Managementansatz. Aus diesem Grund wollte Siemens Sp. z o.o. mit einem Partner zusammenarbeiten, der alle Embedded-Boards und -Plattformen aus einer Hand entwickeln kann. Dies vereinfacht nicht nur das Projektmanagement, sondern gewährleistet auch eine schnellere Lieferung der ILTOR-2-Hardwareplattformen. Darüber hinaus hatte Kontron bereits ein VME- und CompactPCI®-basiertes System für die Warschauer U-Bahn entwickelt und implementiert und verfügte somit über das nötige Know-how, um ein System zu entwickeln, das den spezifischen Anforderungen des polnischen Schienennetzes entspricht.
Systemprüfung
Neben der Lieferung der eingebetteten Hardwareplattformen arbeitete Kontron auch in den drei Phasen der Systemprüfung eng mit Siemens zusammen.
Nach der Entwicklung jeder neuen Hardwareplattform führten Ingenieure beider Unternehmen Funktionstests mit simulierten Eingangsdaten durch, um die einwandfreie Funktion sicherzustellen. Diese Tests fanden im eigens für dieses Projekt errichteten Testzentrum von Siemens in Polen statt.
Die zweite Phase ist der Funktionstest in Anwesenheit von Mitarbeitern der polnischen Eisenbahnsicherheitsbehörde zur Erlangung der lokalen Zertifizierung. Nach bestandener Werksabnahmeprüfung (FAT) war das System bereit für die letzte Phase: die Feldprüfung.
ILTOR-2 hat die Feldtestphase erfolgreich abgeschlossen und ist auf ausgewählten Streckenabschnitten im Einsatz. Dank seines modularen Aufbaus, der auf bewährten Standardkomponenten eines einzigen Herstellers basiert, verfügt Polen nun über ein kosteneffizientes, hochmodernes eingebettetes Steuerungssystem, das die aktuellen und zukünftigen Anforderungen an die Eisenbahninfrastruktur deutlich übertrifft.
Autor:
Ingrid Einsiedler, Marketing Managerin bei Kontron, und Slawomir Jasinsky,
CEO von Kontron für Osteuropa
