Wbrew wyobrażeniom wielu ludzi, dla których GPS (Global Positioning System) jest numerem 1 wśród systemów służących do lokalizacji, system ETCS nie wykorzystuje systemu GPS do lokalizacji pociągu na szlaku. Pomiar drogi przebytej w czasie odbywa się przy wykorzystaniu urządzeń pokładowych:
– liczników obrotów osi (kół),
– radaru dopplerowskiego.
Ponadto do korygowania błędów pomiarowych używa się balis – stałych punktów w torze o określonej lokalizacji. O balisach odniesienia można przeczytać we wpisie: Eurobalisa.
Pomiar odległości realizowany podczas jazdy przez liczniki obrotów i radaru dopplerowskiego zapewnia redundancję wewnętrzną, dzięki czemu pomiar może być realizowany przy wystąpieniu awarii jednego z nich.
Lokalizacja pociągu na szlaku jest niezbędna do prawidłowego działania systemu ETCS. Ciągłe porównywanie prędkości dozwolonej z aktualną prędkością pojazdu w określonej lokalizacji jest podstawową funkcją systemu, dlatego trudno wyobrazić sobie ETCS bez odometrii.
Podczas gdy urządzenia pokładowe mierzą drogę przebytą przez pojazd od ostatniego określonego miejsca w torze (balisy odniesienia), każda kolejna balisa posiadająca swój indywidualny identyfikator ma przypisaną dokładną lokalizację na szlaku. Mówiąc prosto: pojazd mierzy drogę przebytą od ostatniej balisy, która poza informacją o swojej lokalizacji podała do systemu również informację o umiejscowieniu kolejnej balisy.
Przykład:
Jadący z prędkością 300km/h pociąg otrzymuje informację z balisy z identyfikatorem 1, że przejechał właśnie nad punktem w kilometrze 45,655 danej linii kolejowej. W tym momencie balisa 1 jest punktem odniesienia do dalszego pomiaru drogi. Łącznie z informacją o lokalizacji do pokładowego systemu ETCS dostarczona została również informacja, że kolejna balisa z identyfikatorem 2 znajduje się w km 47,455. Podczas przejazdu nad balisą 2, balisa 1 przestaje być już punktem odniesienia, ponieważ balisa 2 jest nowym punktem, według którego dokonana została korekta pomiaru drogi (z urządzeń pokładowych) i w tym momencie droga liczona jest od balisy 2 – punktu, którego lokalizacja jest pewna (nie jest obarczona błędem pomiaru) i niezmienna (do czasu, kiedy nie zostanie wprowadzona dodatkowa balisa wprowadzona do systemu). W ten sposób można dopisywać kolejne balisy.
Są to oczywiście fikcyjne dane, bo identyfikator balisy ma inną postać, nie podałem numeru linii kolejowej, brak w Polsce linii kolejowej z systemem ETCS bez semaforów, a pociągi nie jeżdżą z taką prędkością…
Zadaniem odometrii jest pomiar drogi, więc pośrednio przekazywanie informacji do systemu o położeniu pojazdu pomiędzy wyznaczonymi, stałymi punktami w torze. Gdyby zdarzyło się, że urządzenia pokładowe zawiodą i niemożliwy staje się pomiar drogi między tymi punktami, wówczas system ETCS staje się niezdatny do pracy. Tak tak, przecież maszynista może użyć GPS, a także widzi słupki hektometrażowe wzdłuż linii i doskonale wie, gdzie się znajduje. Jednak system tego nie wie, bo wystąpiła usterka krytyczna. Swoją drogą, o postrzeganiu drogi kolejowej przez maszynistę i odczytywaniu informacji z infrastruktury wraz ze wzrostem prędkości też trzeba będzie napisać. Podobnie ma się sprawa, kiedy brakuje balisy na szlaku (np. została ukradziona, zniszczona itp.). W jednej i drugiej sytuacji następuje zatrzymanie pociągu w związku z brakiem właściwych danych o lokalizacji na szlaku.
Pomiar drogi i określanie lokalizacji odbywa się tak samo na wszystkich poziomach systemu ETCS, również na poziomie 3. Warto dodać, że ze względu na wykorzystanie radiowej transmisji danych na poziomach 2. i 3. (na poziomie 1. także, ale tylko w przypadku uzupełnienia systemu w taką opcję; nazywa się to uzupełnieniem przez radio, ang. radio infill) informacje o lokalizacji przesyłane są w sposób ciągły do infrastruktury, a dokładnie do centrum sterowania – RBC (Radio Block Centre). Daje to możliwość ciągłego rozszerzania zezwolenia na jazdę w odniesieniu do poprzedniej balisy, a przed dojechaniem jeszcze do kolejnej, co należy odczytywać jako zaletę wyższych poziomów.
Na koniec wpisu dołączam zdjęcia licznika obrotów oraz radaru dopplerowskiego. W przyszłości zajmiemy się zjawiskiem Dopplera bardziej szczegółowo.