Європейська система управління поїздами (англ. European Train Control System, ETCS) — це цифрова залізнична сигналізація, яку було розроблено для заміни багатьох несумісних систем, що використовуються європейськими залізницями та залізницями за межами Європи. ETCS — це компонент сигналізації та керування Європейської системи управління залізничним рухом (ERTMS).

ECTS складається з двох основиних частин:

обладнання на колії бортове обладнання

Система ECTS дозволяє передавати всю інформацію з колії до кабіни машиніста, усуваючи необхідність у сигналах коло колії. Це основа для майбутнього автоматичного керування поїздами. Обладнання на колії здійснює обмін інформацією з транспортним засобом для безпечного руху поїздів. Інформація, що обмінюється між колією та поїздами, може бути як безперервною, так і змінною, залежно від рівня застосування ERTMS /ETCS та характеру самої інформації.

Потреба в такій системі, як ETCS, з'явилась через збільшенням кількості поїздів, що курсують довше та через державні кордони в результаті економічної інтеграції Європейського Союзу (ЄС) та лібералізації національних залізничних ринків. На початку 1990-х років існували деякі національні проєкти високошвидкісних поїздів, підтримувані ЄС, яким бракувало сумісності поїздів. Це стало поштовхом Директиви 1996/48 про інтероперабельність високошвидкісних поїздів, а незабаром Директиви 2001/16, яка розширила концепцію сумісности на звичайну залізничну систему. Специфікації ETCS стали частиною або посилаються на Технічні специфікації сумісності (TSI) для залізничних систем управління та контролю, європейських законодавчих актів, якими керує Залізничне агентство Європейського Союзу (ERA). Законодавчо встановлено, що всі нові, модернізовані або оновлені колії та рухомий склад у європейській залізничній системі повинні мати ETCS, при цьому можливість зберігання застарілих систем для зворотної сумісности. Багато мереж за межами ЄС також прийняли ETCS, як правило, для проектів високошвидкісних залізниць. Головна мета досягнення інтероперабельності спочатку мала неоднозначний успіх.

Історія Європейська залізнична мережа виросла з окремих національних мереж, які мали мало спільного, окрім стандартної ширини колії. До кінця 1980-х років у ЄС використовувалося 14 різних національних стандартних систем управління поїздами, а поява швидкісних поїздів показала, що сигналізація, заснована на підлогових світлофорах, є недостатньою.

Розвиток ETCS відбувався шляхом випуску специфікацій, які називаються базовими лініями (Baselines):

Baseline 1 та 2: Перші специфікації (кінець 1990-х — 2000-ні роки), які заклали основу стандарту та визначили мову ETCS і структуру телеграм євробаліз. Версія 2.3.0d (Baseline 2) стала основою для перших масштабних впроваджень. Baseline 3: Запроваджена для подолання обмежень попередніх версій. Вона додала нові режими (наприклад, Limited Supervision — обмежений контроль), нову модель гальмівних кривих та оптимізацію холодного руху. Використовує покращений стандарт зв'язку GSM-R. Поїзди з ETCS Baseline 3 можуть працювати на залізницях, обладнаних Baseline 2. Baseline 4: Опублікована 8 вересня 2023 року Європейським Союзом разом із Baseline 1 для ATO (автоматичне керування) та Baseline 0 для майбутньої системи радіозв'язку .

Рівні ETCS +ETCS специфікована на чотирьох нумерованих рівнях.РівеньОпис0Локомотиви або рухомий склад без повноцінної підтримки ETCS не взаємодіють із колійним обладнанням (наприклад, через відсутність обладнання ETCS на лінії).NTC (колишній STM)Поїзди з ETCS оснащуються додатковими Специфічними модулями передачі (STM) для взаємодії зі старими національними системами сигналізації. У кабіні використовується стандартизований інтерфейс машиніста ETCS. Починаючи з версії Baseline 3, цей рівень називається National Train Control (Національне управління поїздом).1ETCS встановлюється на колії (можливо, як надбудова над старими системами) та на борту; точкова передача даних від колії до поїзда (і навпаки) здійснюється через євробалізи або євролупи (Euroloops).2Як і Рівень 1, але євробалізи використовуються лише для точного визначення місцезнаходження поїзда. Безперервна передача даних через GSM-R за допомогою Центру радіоблокування (RBC) забезпечує видачу необхідної інформації на дисплей машиніста. Для контролю цілісності поїзда все ще потрібне колійне обладнання.3Як і Рівень 2, але визначення місцезнаходження та контроль цілісності поїзда більше не покладаються на колійне обладнання (таке як рейкові кола або лічильники осей). Примітка: У специфікаціях 2023 року Рівні 2 і 3 були об'єднані як розширений Рівень 2.

Рівень 0 Рівень 0 застосовується, коли поїзд, обладнаний ETCS, використовується на маршруті без ETCS. Бортове обладнання контролює лише максимальну конструкційну швидкість поїзда. Машиніст керується звичайними підлоговими світлофорами. Оскільки сигнали можуть мати різне значення на різних залізницях, цей рівень висуває додаткові вимоги до підготовки машиністів. Якщо поїзд залишив зону ETCS вищого рівня, його швидкість може бути обмежена останньою пройденою балізою.

Рівень 1

Рівень 1 — це система кабінної сигналізації, яка може накладатися на існуючу систему сигналізації, залишаючи підлогові світлофори в роботі. Євробалізи зчитують показання підлогових світлофорів через колійні електронні блоки (LEU) і точково передають їх на транспортний засіб як «дозвіл на рух». Бортовий комп'ютер на основі цих даних безперервно розраховує і контролює максимальну швидкість та криву гальмування.

Оскільки дані передаються точково, поїзд має проїхати над балізою, щоб отримати наступний дозвіл на рух. Для того, щоб зупинений перед закритим сигналом поїзд міг рушити після його відкриття, встановлюють додаткові балізи (infill balises) або кабель EuroLoop, який дозволяє передавати дані на транспортний засіб безперервно на певній відстані перед світлофором за допомогою електромагнітних хвиль.

Обмежений контроль

Тоді як повний контроль (Full Supervision) на Рівні 1 вимагає наявності обладнання на кожному сигналі, режим обмеженого контролю (Limited Supervision) дозволяє охоплювати лише частину сигналів. Це дає змогу оптимізувати витрати, встановлюючи обладнання лише там, де підвищення функціональності виправдовує витрати. Формально цей режим можливий для всіх рівнів ETCS, але на практиці застосовується лише на Рівні 1.

Оскільки контроль забезпечується не скрізь, повноцінна кабінна сигналізація недоступна, і машиніст повинен продовжувати стежити за підлоговими світлофорами. Тому рівень безпеки тут нижчий, ніж при повному контролі.

Рівень 2

Рівень 2 — це цифрова система на базі радіозв'язку. Дозвіл на рух та інформація про обмеження швидкості відображаються безпосередньо в кабіні машиніста, що дозволяє повністю відмовитися від підлогових світлофорів. Однак виявлення поїздів і контроль їхньої цілісності все ще забезпечуються колійним обладнанням (рейковими колами або лічильниками осей).

Рух поїздів безперервно контролюється Центром радіоблокування (RBC), який передає дозволи на рух через мережу GSM-R або GPRS. Євробалізи на цьому рівні використовуються як пасивні «електронні кілометрові знаки» для корекції помилок вимірювання відстані. Між двома балізами поїзд визначає своє місцезнаходження самостійно за допомогою одометричних датчиків (лічильників обертів осей, акселерометрів та радарів).

Рівень 3

Примітка: після публікації Регламенту 2023/1695 від 10 серпня 2023 року функціональність Рівня 3 була інтегрована в Рівень 2 як опція для поїздів, здатних самостійно контролювати власну цілісність.*

На Рівні 3 система відмовляється від колійних пристроїв виявлення поїздів (таких як рейкові кола). Поїзди визначають своє положення самостійно за допомогою баліз і бортових датчиків, а також повинні мати високонадійні системи контролю власної цілісності. Передаючи свої координати до Центру радіоблокування (RBC), поїзд звільняє за собою віртуальну ділянку колії, на яку відразу може бути видано дозвіл наступному поїзду.

Це дозволяє відійти від класичних фіксованих блок-ділянок і перейти до системи рухомих блок-ділянок (moving block), коли інтервали між поїздами скорочуються до абсолютного гальмівного шляху. Оскільки розробка надійних бортових систем контролю цілісності для старих вантажних вагонів є складною, Рівень 3 найкраще підходить для приміських електропоїздів або швидкісних пасажирських експресів.

ERTMS Regional Варіант Рівня 3, розроблений для малодіяльних ліній. Він має нижчі витрати на розгортання та обслуговування завдяки відмові від колійних датчиків виявлення поїздів. Цей варіант був вперше введений в експлуатацію у 2012 році на одній із залізниць у Швеції.

Гібридне виявлення поїздів ETCS (раніше ETCS Hybrid Level 3) Ця розробка поєднує принципи Рівня 2 з фіксованими блок-ділянками та «віртуальні підсекції» для поїздів, що здатні контролювати свою цілісність. Це дозволяє пасажирським поїздам рухатися щільнішим графіком, не вимагаючи дорогого встановлення великої кількості колійних датчиків, водночас залишаючи можливість руху для звичайних вантажних поїздів.Principles of ETCS Hybrid Train Detection (EEIG ERTMS Users Group) (PDF) Вперше система ETCS Hybrid була розгорнута в реальному русі на лінії Делі–Мірут в Індії у жовтні 2023 року.

GNSS Замість фізичних баліз для визначення місцезнаходження поїзда розробляється використання «віртуальних баліз» на основі супутникової навігації (GNSS). Перша реальна реалізація цієї концепції відбулася в рамках проєкту ЄКА 3InSat на 50 км колії на Сардинії (Італія), де була досягнута точність рівня SIL-4. З 2015 року також реалізується пілотний проєкт ERSAT EAV для перевірки придатності EGNSS як економічно вигідної альтернативи для регіональних ліній.

Рівень 4 Рівень 4 — це концептуальна ідея, яка передбачає рух поїздів у конвоях або віртуальне зчеплення (Virtual Coupling) як спосіб екстремального збільшення пропускної здатності колій. Наразі перебуває виключно на стадії обговорення.

Бортове обладнання

Експлуатація в системі ETCS вимагає оснащення кожного поїзда рядом взаємопов'язаних бортових систем:

DMI (Інтерфейс машиніста): Стандартизований набір кольорових дисплеїв, що показують швидкість поїзда, дозволи на рух ETCS та інформацію про стан системи. BTM (Модуль зв'язку з балізами): Бездротовий приймач, який забезпечує обмін телеграмами даних між поїздом та євробалізами на колії. Одометричні датчики: Дозволяють поїзду визначати пройдену відстань (використовуються лічильники обертів осей, акселерометри та радари Доплера). EVC (Європейський життєво важливий комп'ютер): «Серце» бортового обладнання ETCS. Обробляє інформацію від датчиків, розраховує гальмівні криві та втручається (аж до екстреного гальмування), якщо машиніст порушує швидкісний режим. Euroradio: Блок зв'язку для передачі голосу та даних через GSM-R (або у майбутньому FRMCS). JRU (Блок юридичної реєстрації): Реєстратор подій (аналог «чорної скриньки» в авіації). TIU (Блок інтерфейсу поїзда): Зв'язує комп'ютер EVC з системами локомотива (наприклад, гальмами). STM (Специфічний модуль передачі): Обладнання для зчитування сигналів старих національних систем безпеки та передачі їх у зрозумілому для EVC форматі.

Колійне обладнання

Євробаліза (Eurobalise): Пасивна або активна антена, встановлена на шпалах. Передає інформацію поїзду. Euroloop: Випромінюючий кабель (подовжувач балізи), який дозволяє безперервно передавати дані на певній відстані перед світлофором (в ETCS Рівня 1). LEU (Колійний електронний блок): З'єднувальний блок між балізами та світлофорами. RBC (Центр радіоблокування): Спеціалізований комп'ютер (для Рівнів 2 та 3), який генерує дозволи на рух і передає їх на поїзди через GSM-R.

Режими роботи ETCS