Pourquoi certifier les systèmes liés à la sécurité dans les trains ?

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Regioflexx, le système de commande de freinage intégré de dernière génération de Wabtec pour les applications principales, a reçu l'approbation du concept de sécurité par le TÜV SÜD et a été déclaré conforme à 100 % à toutes les normes EN pertinentes par DB Systemtechnik lors de la phase de conception. En choisissant d'utiliser des composants certifiés, les constructeurs automobiles et les opérateurs facilitent la certification complète des trains, en particulier en ce qui concerne les éléments critiques pour la sécurité tels que les freins. Avec Regioflexx, une solution de pointe entièrement certifiée, Wabtec soutient le secteur ferroviaire à la fois en renforçant la sécurité et en rendant le processus de certification des trains complets plus facile et plus efficace.

Il y a quelques décennies, un nouveau train était le fruit d'un exercice de conception conjointe entre une administration ferroviaire, un constructeur automobile et divers fournisseurs d'équipements. Heureusement, les choses ont changé depuis l'entrée en vigueur de la Spécification technique d'interopérabilité (TSI), ainsi que des normes EN harmonisées associées.

Depuis l'introduction de la STI, les opérateurs doivent mettre en œuvre des trains conformes à la STI, et les nouveaux trains livrés par les constructeurs automobiles doivent démontrer leur conformité à la STI. Cela implique une certification complète des trains, ce qui est bien entendu beaucoup plus facile lorsque tous les éléments de base ont déjà été certifiés, en particulier les composants de sécurité tels que les freins.

Chez Wabtec, nous avons fait un grand pas en avant il y a des années en présentant Metroflexx, une nouvelle génération de commande de freinage intégrée pour les transports en commun. Metroflexx fait désormais partie de notre catalogue de produits standard et est en service dans plusieurs régions du monde. La certification de sécurité Metroflexx a été réalisée avec succès par le TÜV SÜD.

La prochaine étape naturelle a été d'étendre ce concept de commande de freinage aux applications principales ; c'est pourquoi en 2018, nous avons commencé à développer Regioflexx. Dès le début, il était clair pour nous que Regioflexx aurait besoin d'un processus de certification robuste dès la phase de conception, à la fois pour la sécurité et la conformité aux STI. Nous avons travaillé avec le TÜV SÜD pour la certification de sécurité et DB Systemtechnik pour la vérification de la conformité aux normes TSI et EN.

Regioflexx : un concept de design innovant

Regioflexx est un appareil entièrement intégré dans lequel l'électronique et la pneumatique sont toutes deux situées dans un boîtier compact, léger et polyvalent. Il comprend toutes les fonctions habituelles de commande de freinage, de surveillance et de communication avec le train.

Regioflexx dispose de deux unités électroniques totalement indépendantes, l'une SIL 2 assurant la fonction de commande habituelle de l'unité de commande des freins (BCU) et l'autre SIL4 assurant la surveillance de l'unité SIL2, ainsi que des fonctions avancées. Le SIL2 BCU contrôle le frein de service et la protection contre le glissement des roues (WSP) à l'aide de deux canaux d'unité EP indépendants. L'avantage de cette conception est qu'en cas de panne unique, au moins la moitié de l'effort de freinage est toujours garantie. Cela contribue au taux de freinage d'urgence garanti (GEBR) le plus élevé du train.

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AR : réservoir auxiliaire ; BC1 et BC2 : pression du cylindre de frein 1 et 2

L'unité de sécurité (SIL4) assure le stockage continu d'une pression pilote proportionnelle à la charge du véhicule. Cette pression pilote est toujours disponible pour effectuer un freinage d'urgence lesté. En outre, Regioflexx met en œuvre des fonctions SIL4 innovantes, notamment la gestion intelligente des minuteries de sécurité WSP et l'émulation de vannes pneumatiques traditionnelles (par exemple, vannes de distribution, vannes de charge moyenne et vannes à plusieurs étages). Il utilise également la compensation de décélération du véhicule, la surveillance de la rotation des roues et le maintien du frein.

Une méthodologie de certification et de validation robuste

Wabtec a mis en place un processus robuste pour obtenir la certification. Nous avons commencé par identifier les limites du marché ferroviaire, les tolérances des composants pneumatiques et les obligations liées à leurs activités de maintenance, avant de nous concentrer sur les améliorations visant à réduire ou à supprimer ces limites. Les étapes suivantes ont été la définition du concept et l'approbation du concept de sécurité par l'évaluateur de la sécurité (TÜV SÜD). Le concept a également été approuvé par un évaluateur indépendant (DB Systemtechnik) en ce qui concerne la conformité aux normes applicables. Nous avons ensuite procédé à la conception et à la validation du prototype, puis à la présérie, avant de procéder aux évaluations finales, aux tests en train et au service des recettes.

Le TÜV SÜD a entièrement analysé le système et évalué la conformité au niveau de sécurité conformément aux normes de la série EN 50126. La conformité a été confirmée et le concept de sécurité Regioflexx a été approuvé par le TÜV SÜD.

DB Systemtechnik a évalué la conformité de Regioflexx aux normes de système suivantes :

• TSI Lock & Pass
• EN 16185-1 (système de freinage XMU)
• EN 15595 (WSP)
• EN 15734-1 (système de freinage pour trains à grande vitesse)
• EN 14198

En outre, la conformité aux normes de produits suivantes a été vérifiée :

• EN 15611 (Vannes relais)
• EN 15355 (Vanne de distribution)

3 782 clauses différentes ont été examinées et aucun problème de non-conformité n'a été identifié. Nous entamons actuellement une révision des règles techniques nationales notifiées (NNTR) pour quelques pays européens clés avec DB Systemtechnik.

Conclusion de l'évaluation par le Dr Stefan Dörsch (DB ST)

Sur la base des recherches menées jusqu'à présent et en cours de réalisation des ajouts convenus (intégration dans la documentation), DB Systemtechnik GmbH déclare comme conclusion préliminaire que la conception du système de freinage RegioFlexx a été créée conformément aux exigences des réglementations susmentionnées (TSI LOC&PAS:2014, EN 16185-1:2015, EN 15595:2019, EN 15734:2013 et EN 14198:2019).

L'évaluation de la sécurité fonctionnelle, en particulier des niveaux de sécurité spécifiés pour les différentes fonctions de RegioFlexx, n'est pas incluse dans l'examen de DB Systemtechnik GmbH. Il fait partie d'une inspection indépendante menée par le TÜV SÜD Rail GmbH.