Dlaczego certyfikować systemy związane z bezpieczeństwem w pociągach?

Obraz

Regioflexx, najnowszej generacji zintegrowany system sterowania hamulcami firmy Wabtec przeznaczony do zastosowań na głównych liniach, otrzymał zatwierdzenie przez TÜV SÜD koncepcję bezpieczeństwa i stwierdził, że w fazie projektowania jest w 100% zgodny ze wszystkimi odpowiednimi normami EN DB Systemtechnik. Decydując się na użycie certyfikowanych komponentów, producenci samochodów i operatorzy ułatwiają certyfikację pełnego pociągu, szczególnie jeśli chodzi o elementy krytyczne dla bezpieczeństwa, takie jak hamulce. Dzięki Regioflexx, w pełni certyfikowanym, najnowocześniejszemu rozwiązaniu, Wabtec wspiera przemysł kolejowy zarówno poprzez zwiększenie bezpieczeństwa, jak i ułatwianie i zwiększenie wydajności procesu certyfikacji pociągów.

Kilkadziesiąt lat temu nowy pociąg był ćwiczeniem współprojektowania między administracją kolei, konstruktora samochodów i różnymi dostawcami sprzętu. Na szczęście sytuacja uległa zmianie od czasu wejścia w życie Specyfikacji Technicznej Interoperacyjności (TSI) wraz z powiązanymi zharmonizowanymi normami EN.

Od czasu wprowadzenia TSI operatorzy muszą wdrażać pociągi zgodne z TSI, a nowe pociągi dostarczane przez producentów samochodów muszą wykazywać zgodność z TSI. Oznacza to pełną certyfikację pociągu, co jest oczywiście znacznie łatwiejsze, gdy wszystkie elementy konstrukcyjne zostały już certyfikowane, zwłaszcza elementy bezpieczeństwa, takie jak hamulce.

W firmie Wabtec wiele lat temu wprowadziliśmy Metroflexx, nową generację zintegrowanej kontroli hamulców do transportu masowego. Metroflexx jest teraz częścią naszego standardowego katalogu produktów i jest dostępny w kilku regionach świata. Certyfikat bezpieczeństwa Metroflexx został pomyślnie przeprowadzony przez TÜV SÜD.

Naturalnym kolejnym krokiem było rozszerzenie tej koncepcji sterowania hamulcami na główne zastosowania, więc w 2018 roku rozpoczęliśmy rozwój Regioflexx. Od najwcześniejszych etapów było dla nas jasne, że Regioflexx będzie wymagał solidnego procesu certyfikacji już od etapu projektowania, zarówno pod względem bezpieczeństwa, jak i zgodności z TSI. Współpracowaliśmy z TÜV SÜD w zakresie certyfikacji bezpieczeństwa oraz DB Systemtechnik w zakresie weryfikacji zgodności z normami TSI i EN.

Regioflexx: innowacyjna koncepcja projektowania

Regioflexx to w pełni zintegrowane urządzenie, w którym elektronika i pneumatyka znajdują się w małym, lekkim i wszechstronnym pudełku. Obejmuje wszystkie zwykłe funkcje sterowania hamulcami, monitorowanie i komunikację z pociągiem.

Regioflexx posiada dwie w pełni niezależne jednostki elektroniczne, jeden SIL 2 spełniający zwykłą funkcję sterowania hamulcem (BCU) oraz jeden SIL4 zapewniający monitorowanie jednostki SIL2, a także zaawansowane funkcje. SIL2 BCU steruje hamulcem roboczym i ochroną poślizgu koła (WSP) za pomocą dwóch niezależnych kanałów modułu EP. Zaletą tej konstrukcji jest to, że w przypadku pojedynczej awarii, co najmniej połowa siły hamowania jest nadal gwarantowana. Przyczynia się to do najwyższego gwarantowanego wskaźnika hamowania awaryjnego (GEBR) pociągu.

Obraz

AR: Zbiornik pomocniczy; BC1 i BC2: Ciśnienie cylindra hamulcowego 1 i 2

Jednostka bezpieczeństwa (SIL4) zapewnia ciągłe magazynowanie ciśnienia pilota proporcjonalnego do obciążenia pojazdu. To ciśnienie pilota jest zawsze dostępne do wykonywania ważonego hamowania awaryjnego. Ponadto Regioflexx wdraża innowacyjne funkcje SIL4, w tym inteligentne zarządzanie zegarem bezpieczeństwa WSP i tradycyjną emulację zaworów pneumatycznych (np. zawory rozdzielcze, zawory średniego obciążenia i zawory wielostopniowe). Wykorzystuje również kompensację opóźnienia pojazdu, monitorowanie obrotu kół i hamulec trzymający.

Solidna metodologia certyfikacji i walidacji

Wabtec wdrożył solidny proces uzyskania certyfikacji. Zaczęliśmy od zidentyfikowania ograniczeń rynku kolejowego, tolerancji komponentów pneumatycznych i obowiązków związanych z ich działaniami konserwacyjnymi, zanim skupiliśmy się na ulepszeniach mających na celu zmniejszenie lub usunięcie tych ograniczeń. Kolejnym krokiem było określenie koncepcji i zatwierdzenie koncepcji bezpieczeństwa przez asesora bezpieczeństwa (TÜV SÜD). Koncepcja została również zatwierdzona przez niezależnego asesora (DB Systemtechnik) w zakresie zgodności z obowiązującymi normami. Następnie przystąpiliśmy do projektowania i walidacji prototypu, a następnie serii wstępnej, przed przeprowadzeniem końcowych ocen oraz testów w pociągu i obsługi przychodów.

TÜV SÜD w pełni przeanalizował system i ocenił zgodność z poziomem bezpieczeństwa zgodnie z normami serii EN 50126. Zgodność została potwierdzona, a zatwierdzenie koncepcji bezpieczeństwa Regioflexx zostało udzielone przez TÜV SÜD.

DB Systemtechnik oceniła zgodność Regioflexx z następującymi normami systemowymi:

• TSI Loc & Pass
• EN 16185-1 (układ hamulcowy XMU)
• W 15595 (WSP)
• EN 15734-1 (układ hamulcowy pociągu dużych prędkości)
• W 14198

Ponadto zweryfikowano zgodność z następującymi normami produktu:

• EN 15611 (Zawory przekaźnikowe)
• EN 15355 (Zawór rozdzielczy)

Przeanalizowano 3782 różne klauzule i nie zidentyfikowano ani jednego problemu niezgodności. Obecnie rozpoczynamy przegląd Notified National Technical Rules (NNTR) dla kilku kluczowych krajów europejskich za pomocą DB Systemtechnik.

Wniosek z oceny dr Stefana Dörscha (DB ST)

Na podstawie przeprowadzonych dotychczas badań oraz w trakcie realizacji uzgodnionych uzupełnień (integracja w dokumentacji) DB Systemtechnik GmbH stwierdza wstępny wniosek, że projekt układu hamulcowego RegioFlexx został stworzony zgodnie z wymogami wyżej wymienionych przepisów (TSI LOC&PAS:2014, EN 16185-1:2015, EN 15595:2019, EN 15734:2013 i EN 14198:2019).

Ocena bezpieczeństwa funkcjonalnego, w szczególności określonych poziomów bezpieczeństwa różnych funkcji RegioFlexx, nie została uwzględniona w przeglądzie DB Systemtechnik GmbH. Jest częścią niezależnej kontroli przeprowadzonej przez TÜV SÜD Rail GmbH.