SelTrac

SelTrac — это семейство автоматизированных систем управления движением поездов (CBTC, Communication-Based Train Control), разработанных канадской компанией Alcatel-Lucent (ранее — SEL, Standard Elektrik Lorenz AG, затем Thales Group). Система обеспечивает непрерывный контроль положения поездов, регулирование скорости и интервалов движения, а также автоматическое управление (вплоть до беспилотного режима). SelTrac применяется на линиях метрополитена, лёгкого рельсового транспорта и монорельсовых системах по всему миру, включая ряд городов России.

История

Разработка системы началась в 1970-х годах в рамках проектов компании SEL (Standard Elektrik Lorenz AG), которая входила в концерн ITT. Первоначально система предназначалась для автоматизации движения поездов на линиях с высокой интенсивностью движения. В 1985 году система была впервые внедрена на линии SkyTrain в Ванкувере (Канада) — одной из первых в мире полностью автоматизированных (без машинистов) линий метрополитена.

В 1990-х годах технология перешла к Alcatel (после слияния с SEL), а затем — к Thales Group (после поглощения Alcatel-Lucent в 2006 году). В 2010-х годах Thales продолжила развитие системы, выпустив версию SelTrac™ CBTC, которая стала одной из самых распространённых систем управления движением в мире.

Принцип работы

SelTrac относится к классу систем CBTC (Communication-Based Train Control), где передача данных между поездами и центральным управлением осуществляется по радиоканалу (обычно Wi-Fi или выделенный радиочастотный диапазон). Основные компоненты системы:

• Бортовое оборудование — на каждом поезде установлены контроллеры, радиоантенны и датчики (одометры, радары, акселерометры). Система непрерывно определяет положение поезда с точностью до нескольких метров.
• Путевое оборудование — вдоль путей размещаются радиоточки доступа (Access Points) и транспондеры (бакены), которые корректируют одометрию поезда.
• Центральный пост управления — серверы, обрабатывающие данные о положении всех поездов, рассчитывающие безопасные интервалы и выдающие команды на движение.

Система использует принцип «виртуальной сцепки» (moving block) — вместо фиксированных блок-участков (как в классических рельсовых цепях) безопасный интервал между поездами вычисляется динамически, исходя из их текущей скорости, тормозного пути и профиля пути. Это позволяет сократить минимальный интервал между поездами до 90 секунд и менее.

Классификация и режимы

SelTrac поддерживает несколько уровней автоматизации (Grades of Automation, GoA) по стандарту IEC 62290:

• GoA 2 (STO — Semi-automatic Train Operation) — машинист управляет отправлением и дверями, но движение и торможение автоматизированы.
• GoA 3 (DTO — Driverless Train Operation) — на борту нет машиниста, но есть дежурный персонал (например, для управления дверями в аварийных ситуациях).
• GoA 4 (UTO — Unattended Train Operation) — полностью беспилотный режим, без персонала на борту. Пример — линии метро в Дубае, Ванкувере, Сингапуре.

В зависимости от конфигурации, система может работать в режиме ATP (Automatic Train Protection — защита от столкновений) или ATO (Automatic Train Operation — автоматическое ведение поезда). В режиме ATO система сама управляет разгоном, выбегом и торможением, обеспечивая точную остановку у платформы.

Применение в мире

SelTrac установлена на более чем 60 линиях метро и лёгкого рельсового транспорта в 30 странах. Крупнейшие проекты:

• SkyTrain (Ванкувер, Канада) — первая в мире полностью автоматизированная линия (1985), работает в режиме UTO.
• Metro de Dubai (Дубай, ОАЭ) — полностью автоматизированная линия (2009), одна из самых протяжённых в мире (более 75 км).
• Circle Line (Сингапур) — полностью автоматизированная линия (2009), использует SelTrac CBTC.
• Metro de Barcelona (Барселона, Испания) — линии L9 и L10 (частично автоматизированы).
• Metro de Paris (Париж, Франция) — линия 14 (автоматизирована с 1998 года).
• MTR (Гонконг) — линия Disneyland Resort Line (автоматизирована).
• Metro de Madrid (Мадрид, Испания) — линия 6 (автоматизирована с 2007 года).

Применение в России

В России система SelTrac используется на нескольких линиях метрополитена:

• Казанский метрополитен — линия полностью оборудована системой SelTrac (введена в эксплуатацию в 2005 году). Система работает в режиме ATP/ATO с машинистом.
• Московский метрополитен — на линии МЦК (Московское центральное кольцо) с 2016 года используется система SelTrac CBTC, обеспечивающая интервал движения 5–6 минут (в перспективе — до 3 минут). Линия работает в режиме GoA 2 (с машинистом).
• Нижегородский метрополитен — на линии Сормовско-Мещерской (открыта в 2018 году) установлена система SelTrac, позволяющая автоматическое управление движением.
• Московские центральные диаметры (МЦД) — на некоторых участках используется система SelTrac для управления движением пригородных поездов (в режиме ATP).

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая пропускная способность — возможность интервала 90–120 секунд за счёт динамического блок-участка.
• Энергоэффективность — оптимизация режимов разгона и торможения снижает расход электроэнергии на 15–25 %.
• Безопасность — непрерывный контроль положения поезда и автоматическое экстренное торможение при нарушении дистанции.
• Гибкость — возможность работы как в автоматическом, так и в ручном режиме; легкость интеграции с существующими системами.
• Снижение эксплуатационных расходов — за счёт уменьшения числа персонала (в режиме UTO) и оптимизации графика.

Недостатки

• Высокая стоимость внедрения — требует замены путевого оборудования, установки радиосети и модернизации подвижного состава.
• Зависимость от радиосвязи — возможны сбои при помехах или перегрузке сети (хотя система резервирует каналы).
• Сложность сертификации — для перехода на беспилотный режим требуется длительное согласование с регуляторами (в России — с Минтрансом и Ростехнадзором).
• Необходимость обучения персонала — машинисты и диспетчеры должны пройти переподготовку для работы с автоматизированной системой.

Критика и ограничения

В ряде стран (включая Россию) внедрение SelTrac сталкивается с критикой со стороны профсоюзов метрополитена, которые опасаются сокращения рабочих мест при переходе на беспилотный режим. В Москве система на МЦК изначально предполагала работу без машинистов, но после тестов было принято решение оставить персонал в кабинах для обеспечения безопасности в условиях смешанного движения (с поездами, не оборудованными SelTrac).

Также отмечаются случаи сбоев в работе системы, связанные с помехами от мобильных сетей или погодными условиями (например, на линии SkyTrain в Ванкувере в 2018 году произошёл сбой из-за сильного снегопада). Однако разработчик (Thales) регулярно выпускает обновления программного обеспечения для повышения надёжности.

Интересные факты

• Название «SelTrac» происходит от сокращения «SEL» (Standard Elektrik Lorenz) и «Trac» (track — путь, или train control — управление поездом).
• Система SelTrac стала основой для разработки стандарта IEEE 1474 (стандарт для CBTC-систем), принятого в 1999 году.
• В 2020 году Thales Group передала подразделение железнодорожной сигнализации (включая SelTrac) компании Hitachi Rail, однако бренд SelTrac остался за Thales.
• На линии MЦК в Москве система SelTrac используется совместно с российской системой «АЛС-АРС» (автоматическая локомотивная сигнализация с автоматическим регулированием скорости), что является уникальным гибридным решением.

Источники

• Thales Group. «SelTrac™ CBTC — Communication-Based Train Control System». Техническая документация.
• IEEE Standard 1474.1-1999. «IEEE Standard for Communications-Based Train Control (CBTC) Performance and Functional Requirements».
• Официальный сайт ГУП «Московский метрополитен». Раздел «МЦК — Системы управления движением».
• Журнал «Железные дороги мира». Статья «Системы CBTC: опыт внедрения в России», 2017.
• Отчёт Министерства транспорта РФ «О внедрении автоматизированных систем управления движением поездов на метрополитенах», 2020.
• Документация компании Alcatel-Lucent (ныне Thales) по проекту SkyTrain, Ванкувер, 1985.