Avrupa Tren Kontrol Sistemi

Avrupa Tren Kontrol Sistemi (ATKS) (Alm. Almanca: Europäisches Zugsteuerungssystem, İng. İngilizce: European Train Control System (İngilizce: ETCS), şu anda özellikle yüksek hızlı hatlar üzerinde, Avrupa demir yolları tarafından kullanılan birçok uyumsuz güvenlik sistemlerini değiştirmek için tasarlanmış bir sinyal, kontrol ve tren koruma sistemidir.

Raylar arasına konuşlandırılmış ETCS "Avrobaliz" telsizi, ETCS trenlerine bilgi sağlar.

ETCS standart hat ekipmanı ve tren kabininde bir standart denetleyici gerektirir. Son hâliyle bütün hat boyu bilgileri elektronik yoldan sürücüye iletilerek yüksek hızdan dolayı görülmesi veya kavranılması neredeyse imkânsız hâle gelen hat boyu sinyallerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

ETCS ihtiyacı, Avrupa Birliği'nin (AB) konvansiyonel demir yolu sistemine işlerliğini genişleten Direktif 2001/16'dan ve ardından gelen yüksek hızlı trenlerin birlikte çalışabilirliğiyle ilgili Direktif 96/48'den kaynaklanıyor. Avrupa Demir Yolu Ajansı'nın yönettiği Avrupa mevzuatının bir parçası olan ETCS şartnameleri, (demir yolu) kontrol kumanda sistemlerinin birlikte çalışabilirliği için olan teknik şartnamenin bir parçası hâline gelmiştir. Avrupa demir yolu sistemindeki bütün yeni, yükseltilmiş veya yenilenen parçaların ve vagonlarının ETCS'i uyumluluğunu mecbur eden ve muhtemelen geriye dönük uyumluluk için eski sistemlerin tutulmasını göz önünde bulunduran kanunî bir mecburiyettir. AB dışındaki birçok ağ da genellikle yüksek hızlı demir yolu projeleri için ETCS kabul ettiler.

ETCS dört farklı düzeyi mevcuttur:

• Seviye 0: ETCS'le uyumlu lokomotifler veya vagonlar, ETCS'le uyumlu olmayan hat boyu ekipmanla etkileşirler.
• Seviye 1: ETCS, muhtemelen üst üste eski sistemlerle beraber ve ayrıca lokomotifte konuşlandırılmıştır; verilerin spot iletimi, hattan trene balizler yoluyladır.
• Seviye 2: 1. seviye ile aynı, fakat ETCS veri iletimi süreklidir; şu anda kullanılan veri taşıyıcısı GSM-R'dir.
• Seviye 3: 2. seviye ile aynı olmasına rağmen tren konum ve tren bütünlüğü kontrolü, artık parça devreleri veya aks sayaçları gibi hat boyu cihazlara dayanmaz.

ETCS seviyeleri

Seviye 0

ETCS donanımlı bir araç, ETCS'siz bir hatta kullanıldığında 0 seviyesi geçerlidir. Bu trende bulunan ekipmanlar, trenin maksimum hızını izler. Tren sürücüsü hat boyu işaretleri gözetler. Sinyallerin farklı demir yollarında farklı manaları olabileceğinden bu seviye, sürücüleri belli bir demir yoluna bağlar (başka ülkelerde gidemez). Tren bir üst düzey ETCS terk etti ise, karşılaşılan en son balizler tarafından küresel bir hız sınırına tabî olabilir.

Seviye 1

ETCS Seviye 1'in şeması

Seviye 1, mevcut sinyalizasyon sistemi üzerine bindirilerek sabit sinyalizasyon sistemini (ulusal sinyalizasyon ve hat izleme sistemi) değiştirmez. Avrobaliz radyolu yol sinyalleri, hat boyu sinyallerini sinyal adaptörleri ve telgraf kodlayıcılarından (Lineside Elektronik Ünite – LEU) alarak onları araca bir hareket yetkisi olarak sabit noktalardaki rota verileri ile birlikte iletirler. Trendeki bilgisayar, devamlı olarak gidişatı izleyerek maksimum hızı ve frenleme eğrisini bu verilerden hesaplar. Verinin noktasal iletimden dolayı trenin Avrobaliz sinyali üzerinden geçmesi lazım olup ancak bu şekilde bir sonraki hareket yetkisini alabilir. Durdurulmuş bir trenin şayet tam olarak bir balizin üzerinde durmadıysa hareket edebilmesi için izni gösteren optik sinyaller bulunmaktadır. Uzak sinyal ve ana sinyal arasına konmuş ilave Avrobalizlerle ("dolgu balizleri") veya bir AvroDöngüyle (İng. İngilizce: EuroLoop) yeni devam verisi sürekli olarak yayınlanabilir. AvroDöngü, bir Avrobalizin belirli bir mesafe üzerine uzanmış bir şekli olup araca kabloların yaydığı elektromanyetik dalgalar vasıtasıyla sürekli veri aktarımını sağlar. AvroDöngünün telsiz sürümü de mümkündür.

Sınırlı Kontrol

A ETCS Koridoru, çoğunlukla Seviye 1 Sınırlı Kontrolün kullanacaktır.

Sınırlı Kontrol modu (İng. İngilizce: Limited Supervision mode), geleneksel Tam Kontrol moduna kıyasla ETCS kabin bilgisayarına bâzı bilgileri göz ardı etmesine izin verir. Prensip olarak bu, her ETCS seviyesinde mümkün olmakla birlikte en sık Seviye 1 ile kullanılır – özellikle ETCS cihazı, güvenlik kısıtlamalarını kontrol etmek için kullanılırken diğer sistemler sadece hareket yetkisi iletişimi yapar. Bu şekilde eski hatlara ETCS L1LS ekipmanı eklenerek mevcut hat boyu ekipmanlarından veya GSM-R tarafından telsizle bildirilerek hareket yetkisinin türetilmesi sağlanır. Araştırmalar, ETCS L1LS düz ETCS Seviye 1 standardıyla kıyasla yarı fiyatına ile aynı kapasiteye sahip olduğunu göstermiş ve Sınırlı Kontrolün ETCS standardına dahil edilmesi için demiryolu operatörlerinin baskı yapmasına yol açmıştır (Sürüm 3.0.0+).

Seviye 2

ETCS Seviye 2. şeması

Seviye 2, dijital radyo tabanlı bir sistemdir. Hareket yetkisi ve diğer sinyaller sürücü kabininde gösterilir. Hattaki birkaç gösterge paneli hariç hat sinyallerini kullanmadan hareket mümkündür. Fakat tren algılama ve tren bütünlüğü kontrolü hâlâ hat boyundadır. Tren hareketleri, devamlı olarak bu hat kökenli bilgileri kullanarak radyo bloğu merkezi tarafından izlenir. Hareket yetkisi, hız bilgileri ve rota verileri ile birlikte GSM-R aracılığıyla sürekli olarak araca iletilir. Avrobalizleri, bu seviyede pasif konumlandırma işaretleri ya da "elektronik kilometre taşları" olarak kullanılmaktadır. İki konumlandırma işareti arasında tren, konumunu sensörleri vasıtasıyla (aks dönüştürücüleri, ivmeölçer ve radar) belirler. Konumlandırma işaretleri, bu durumda mesafe ölçüm hatalarını düzeltmek için referans noktaları olarak kullanılır. Tren bilgisayarı, devamlı olarak aktarılan verileri ve izin verilen maksimum hızı takip eder.

Seviye 3

ETCS Seviye 3 şeması

Radyo Blok Merkezi (İng. İngilizce: Radio Block Centre (RBC)

Seviye 3 ile ETCS, tam radyo tabanlı tren aralığı uygulanması ile saf tren koruma fonksiyonelliği ötesine geçer. Sabit tren algılama cihazları (GFM) artık gerekli değildir. Seviye 2'de olduğu gibi trenler, konumlandırma işaretleri ve sensörler aracılığıyla araçları (aks dönüştürücüler, ivmeölçer ve radar) kullanarak konumlarını bulurlar, aynı zamanda çok yüksek güvenilirlikte tren bütünlüğünü belirleyebilmelidir. Radyo blok merkezine yerleştirme sinyalini göndererek rota üzerinde trenin terk ettiği noktayı belirlemek her zaman mümkündür. Böylece müteakip trene bu noktaya kadar bir hareket yetkisi verilebilir. Rota, böylece artık sabit hat bölümlerinden müteşekkil değildir. Bu bağlamda Seviye 3, sabit aralıklarla yapılagelen klâsik operasyondan ayrılır: Yeterince kısa konumlandırma aralıkları olduğu farzedilirse sürekli bir hat boşaltma yetkilisi elde edilir ve trenlerin ilerlemeleri, mutlak fren mesafesi aralığı ("hareket hâlinde blok") prensibine yakın bir çalışma prensibiyle hareket eder. Seviye 3, şimdilik gelişme aşamasındadır. Güvenilir tren bütünlüğü kontrolü için bu çözümler son derece karmaşıktir ve yük haddeleme vagonlarının eski modellere transferi için pek uygundur. Bir nevi tren sonu cihazına ihtiyaç vardır.

Bölgesel ERTMS

Kademe 3'ün bir çeşidi, sanal sabit blokları ya da doğru hareketli blok sinyalleri ile birlikte kullanılma imkânı olan Bölgesel ERTMS'dir. Tren bütünlük kontrolünü kullanarak veya sınırlı hız ve trafik hacmini kabullenerek müstakil raylı araçlarla çarpışma ihtimalini azaltmak mümkündür. Bölgesel ERTMS, hat boyu tren algılama cihazları rutin olarak kullanılmamakta olduğundan düşük trafik hacmine sahip hatlar için uygundur, hizmete alma ve bakım maliyetleri daha düşüktür. Düşük yoğunluklu hatların bugün genellikle ilave güvenlik koruma sistemleri olmadığından ilave edilmiş emniyetten istifade ederler.