Ing. Zdeněk Malkovský VÚKV a.s. 158 00 Praha 5, Bucharova 1314/8 vukv.cz

1. Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability Ing. Zdeněk Malkovský VÚKV a.s. 158 00 Praha 5, Bucharova 1314/8 www.vukv.cz

2. OBSAH Rozhraní infrastruktura – kolejové vozidlo Systém předpisů Rozhraní kolo – kolejnice Rozhraní sběrač – trolej Vnější hluk Aerodynamika Shrnutí Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

3. ROZHRANÍ SUBSYSTÉMU KOLEJOVÉ VOZIDLOS OSTATNÍMI SUBSYSTÉMY TSI Infrastruktura Styk kolo – kolejnice (rozchod, nedostatek převýšení, ekvivalentní kuželovitost, jízdní stabilita, jízdní vlastnosti, maximální namáhání koleje, teplo přenášené do kolejnice, účinek bočního větru, vyzařovaný hluk, obrys jízdní plochy) Brzdné vlastnosti Minimální poloměr oblouku Obrys TSI Energie Sběrač – trolej (uspořádání sběračů, jízda úseky oddělujícími fáze a systémy, přítlačná síla) Elektrické vlastnosti (kolísání napětí a kmitočtu, maximální spotřeba proudu, faktor výkonu, krátká přepětí, elektromagnetické rušení) Rekuperace TSI Řízení a zabezpečení Palubní zabezpečovací zařízení ERTSM Radiový systém Vnější elektromagnetické rušení Minimální brzdné vlastnosti Detekce soupravy ROZHRANÍ Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

4. Vypracování Vypracování Vypracování Úpravy Úpravy Úpravy Vydání Vydání Vydání Požadavek na TSI Požadavek na EN SYSTÉM PŘEDPISŮ Evropská komise SMĚRNICE ERA TSI CEN/ TC256 CENELEC/ TC 9X NORMA Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

5. TSI PLATNÉ A PŘIPRAVOVANÉ PRO KOLEJOVÁ VOZIDLA (1) TSI HS RST – 1. revize (vysokorychlostní systém) (HS) a TSI CR RST – draft 2.0 (konvenční systém) (CR) NORMY UVÁDĚNÉ V TSI A MAJÍCÍ VZTAH K ROZHRANÍ SUBSYSTÉMŮ EN 12082:1998 (Železniční aplikace - Nápravová ložiska - Zkouška výkonnosti) (HS) Platná norma EN 12082:2008 EN 13674-1:2003 (Železniční aplikace - Kolej - Kolejnice - Část 1: Vignolovy železniční kolejnice o hmotnosti 46 kg/m a větší) (HS), (CR) Platná norma EN 13674-1:2003 + A1:2007 EN 13715:2006 (Železniční aplikace - Dvojkolí a podvozky - Kola - Jízdní obrysy kol ) (HS) EN 14067-4 (Železniční aplikace - Aerodynamika - Část 4: Požadavky a zkušební postupy pro aerodynamiku na otevřené trati) (CR) EN 14067-5:2006 (Železniční aplikace - Aerodynamika - Část 5: Požadavky a zkušební postupy pro aerodynamiku v tunelech)(HS) EN 15302:2008 (Železniční aplikace - Metoda stanovení ekvivalentní konicity ) (CR) EN 14363:2005 (Železniční aplikace - Přejímací zkoušky jízdních vlastností kolejových vozidel - Zkoušky chování za jízdy a stacionární zkoušky) (HS), (CR) prEN 15273-2:2005 (Železniční aplikace – Obrys – Část 1: Obrys kolejových vozidel) (CR) prEN 15686 (Železniční aplikace– Zkoušení pro schválení jízdních vlastností kolejových vozidel se systémem kompenzace nedostatku převýšení a/nebo vozidel určených pro provoz s vyšším nevyrovnaným zrychlením než je stanoveno v EN 14363:2005, příloze G) (CR) SYSTÉM PŘEDPISŮ Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

6. TSI PLATNÉ A PŘIPRAVOVANÉ PRO KOLEJOVÁ VOZIDLA (2) TSI HS RST– 1. revize (vysokorychlostní systém) (HS) a TSI CR RST– draft 2.0 (konvenční systém) (CR) NORMY UVÁDĚNÉ V TSI A MAJÍCÍ VZTAH K ROZHRANÍ SUBSYSTÉMŮ EN 50124-1:2001 (Drážní zařízení - Koordinace izolace - Část 1: Základní požadavky - Vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty pro všechna elektrická a elektronická zařízení)(HS) EN 50119:2001(Drážní zařízení - Pevná trakční zařízení - Elektrická trakční nadzemní trolejová vedení)(HS), (CR) EN 50163:2004 (Drážní zařízení - Napájecí napětí trakčních soustav)(HS) EN 50206-1:1998 (Drážní zařízení - Kolejová vozidla - Pantografové sběrače: Vlastnosti a zkoušky - Část 1: Pantografové sběrače proudu vozidel pro tratě celostátní )(HS), (CR) EN 50367:2006 (Drážní zařízení - Systémy sběračů proudu - Technická kriteria pro interakci mezi pantografem a nadzemním trolejovým vedením (pro dosažení volného přístupu)(HS), (CR) EN 50388:2005 (Drážní zařízení - Napájení a drážní vozidla - Technická kritéria pro koordinaci mezi napájením (napájecí stanicí) a drážními vozidly pro dosažení interoperability ) (HS), (CR) EN 50405:2006 (Drážní zařízení - Systémy sběračů proudu - Pantografy, zkušební metody pro uhlíkové obložení smykadel)(HS), (CR) EN 50239:1999 (Drážní zařízení - Systém dálkového rádiového řízení trakčního vozidla pro nákladní dopravu)(CR) prEN 50463-2 (Drážní zařízení – Měření energie na palubě vlaku – Část 2: Měřič energie)(CR) EN ISO 3095:2005 (Železniční aplikace – Akustika - Měření hluku vyzařovaného kolejovými vozidly) (CR) TSI Noise(konvenční systém) prEN ISO 3095:2001(Železniční aplikace – Akustika - Měření hluku vyzařovaného kolejovými vozidly) TSI RST Freight wagon EN 13848-1(Železniční aplikace – Kolej – Geometrická kvalita koleje – Část 1: Popis geometrie koleje) SYSTÉM PŘEDPISŮ Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

7. TSI PLATNÉ A PŘIPRAVOVANÉ PRO INFRASTRUKTURU TSI HS INS(vysokorychlostní systém) NORMY UVÁDĚNÉ V TSI A MAJÍCÍ VZTAH K ROZHRANÍ SUBSYSTÉMŮ EN 14363:2005 (Železniční aplikace - Přejímací zkoušky jízdních vlastností kolejových vozidel - Zkoušky chování za jízdy a stacionární zkoušky) – norma v TSI uvedena pod pracovním číslem CEN 256 TSI CR INS– draft 3.0 (konvenční systém) NORMY UVÁDĚNÉ V TSI A MAJÍCÍ VZTAH K ROZHRANÍ SUBSYSTÉMŮ EN 13715:2006 (Železniční aplikace - Dvojkolí a podvozky - Kola - Jízdní obrysy kol ) EN 13848-1:2003+A1:2008 (Železniční aplikace - Kolej - Geometrická kvalita koleje - Část 1: Popis geometrie koleje ) prEN 15273-3:2009 (Železniční aplikace – Obrys – Část 3: Stavební obrysy) EN 15302:2008 (Železniční aplikace - Metoda stanovení ekvivalentní konicity ) EN 15528:2008 (Železniční aplikace - Traťové třídy zatížení pro určení vztahu mezi dovoleným zatížením infrastruktury a maximálním zatížením vozidly) SYSTÉM PŘEDPISŮ Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

8. TSI PLATNÉ PRO SUBSYSTÉM ENERGIE TSI HS ENE(vysokorychlostní systém) NORMY UVÁDĚNÉ V TSI A MAJÍCÍ VZTAH K ROZHRANÍ SUBSYSTÉMŮ EN 50121-2:1997 (Drážní zařízení - Elektromagnetická kompatibilita - Část 2: Emise celého drážního systému do vnějšího prostředí ) Platná norma EN 50121-2:2000 EN 50119:2001 (Drážní zařízení - Pevná trakční zařízení - Elektrická trakční nadzemní trolejová vedení) EN 50163:2004 (Drážní zařízení - Napájecí napětí trakčních soustav) EN 50367:2006 (Drážní zařízení - Systémy sběračů proudu - Technická kriteria pro interakci mezi pantografem a nadzemním trolejovým vedením (pro dosažení volného přístupu) EN 50206-1:1998 (Drážní zařízení - Kolejová vozidla - Pantografové sběrače: Vlastnosti a zkoušky - Část 1: Pantografové sběrače proudu vozidel pro tratě celostátní ) EN 50317:2002 (Drážní zařízení - Systémy odběru proudu - Požadavky na měření dynamické interakce mezi pantografovým sběračem a nadzemním trolejovým vedením a ověřování těchto měření) EN 50318:2002 (Drážní zařízení - Systémy odběru proudu - Ověřování simulace dynamické interakce mezi pantografovým sběračem a nadzemním trolejovým vedením ) EN 50388:2005 (Drážní zařízení - Napájení a drážní vozidla - Technická kritéria pro koordinaci mezi napájením (napájecí stanicí) a drážními vozidly pro dosažení interoperability ) SYSTÉM PŘEDPISŮ Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

9. POŽADAVKY KLADENÉ NA VOZIDLO TSI HS RST vyžaduje splnění požadavků uvedených v EN 14363:2005 V kapitole 4.2.3.4.1 TSI je dále uvedeno (přesná citace českého oficiálního překladu): 1) Norma EN 14363 bere v úvahu stávající stav techniky. Nicméně v následujících oblastech není vždy možné tyto požadavky splnit: Kvalita koleje; Kombinace rychlosti, zakřivení, nedostatku převýšení; 2) Některá hlediska normy EN 14363 také nejsou v souladu s požadavky TSI subsystému „Kolejová vozidla“ vysokorychlostního železničního systému: Geometrie styku; Podmínky zatížení; V souladu s normou EN 14363:2005 jsou dovoleny odchylky od požadavků stanovených v tomto bodu 4.2.3.4, pokud lze předložit důkazy o tom, že bezpečnost je rovnocenná bezpečnosti dosažené splněním těchto požadavků. Vlastní EN 14363 popisuje podmínky zkoušek jízdních vlastností vozidla pro potřeby jeho homologace. Draft TSI CR RST vyžaduje splnění požadavků uvedených v EN 14363:2005 V příloze C jsou uvedeny doplňující požadavky na obsah protokolu o kvalitě zkušebních tratí. Získání některých požadovaných údajů bude z různých důvodů velmi obtížné. ROZHRANÍ KOLO - KOLEJNICE Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

10. POŽADAVKY KLADENÉ NA INFRASTRUKTURU TSI INS HS vyžaduje pro ověření shody pro kolej: Před uvedením do provozu musí být trať podrobena jedné nebo několika zkušebním jízdám….. … zkouška zahrnuje jízdu vlakové soupravy s mechanickými vlastnostmi co možná nejbližšími vlastnostem stanoveným pro interoperabilní vlakové soupravy … zkušební jízdy musí být prováděny až do zvýšených rychlostí podle podmínek předpokládaných pro schválení vozidla v TSI pro kolejová vozidla Jako parametry musí být uvedeny alespoň: Příčné zrychlení ve středu rámu prvního podvozku vlakové soupravy ve směru jízdy a podvozku vloženého vozu Příčné zrychlení skříně co nejblíže podvozku na začátku a konci vlakové soupravy a ve vloženém voze Mezní hodnoty nesmějí překročit odpovídající meze specifikované v EN 14363 Draft TSI INS CR vyžaduje splnění těchto základních požadavků: Trať musí odolávat silám, jejichž limity jsou definovány v TSI HS RST a CR RST Správce infrastruktury musí zohlednit limity kvality tratí používané jako základ schválení vozidel (kap.4.2.9) ROZHRANÍ KOLO - KOLEJNICE Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

11. ROZHRANÍ KOLO - KOLEJNICE PROJEKT PŘIPRAVOVANÝ V RÁMCI EXPERTNÍ SKUPINY ROZHRANÍ Posuzování kvality koleje prostřednictvím dynamické odezvy železničního vozidla • Cíl projektu: • Hlavním cílem projektu je prostřednictvím omezeného, pokud možno malého souboru veličin průkazně a s co nejmenšími náklady charakterizovat kvalitu koleje a tím zajistit splnění závazných ukazatelů podle TSI a dalších normativních předpisů. Na základě průběžného monitorování hodnot navržených veličin bude možné následně zajistit takovou úroveň kvality koleje, která bude předpokladem k bezpečnému a efektivnímu provozování železničního systému s minimální zátěží pro jeho okolí. Pro řešení projektu se předpokládá mj. využití principu nového měrného dvojkolí VÚKV3 a unikátního rotačního kalibračního stavu Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

12. ROZHRANÍ SBĚRAČ – TROLEJOVÉ VEDENÍ PROJEKT PŘIPRAVOVANÝ V RÁMCI EXPERTNÍ SKUPINY ROZHRANÍ Interakční chování sytému trolejové vedení - sběrač • Cíl projektu: • Vytvoření potřebného znalostní základu pro kvalifikovanou implementaci "Technických specifikací interoperability" subsystému energie v podmínkách České Republiky a to jak v oblasti infrastruktury (projektování, realizace, diagnostika a údržba trolejového vedení), tak i vozidel a jejich komponentů (sběrač), organizace dopravy apod. S tím je spojen vývoj nových konstrukčních řešení, případně optimalizace stávajících. • Kromě prací zaměřených na úpravy sběračů pro vyšší rychlosti bude rozvíjena matematická simulace dějů na rozhraní trolejové vedení - sběrač. Rovněž bude řešeno zařízení pro hodnocení kvality odběru elektrické energie analýzou vlnové délky a trvání elektrického oblouku podle ČSN EN 50317. Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

13. POŽADAVKY KLADENÉ NA VOZIDLO A INFRASTRUKTURU TSI HS RST vyžaduje splnění požadavků uvedených v EN ISO 3095:2005 V příloze N TSI HS RST je ale uvedeno množství odchylek od uvedené normy TSI Hluk vychází z požadavků uvedených v prEN ISO 3095:2001 TSI uvádí soubor odchylek od této předběžné normy TSI HS INS uvádí pouze následující požadavek Studie vlivu na životní prostředí …musí prokázat, že hladiny hluku vnímaného místními obyvateli podél nové nebo modernizované tratě nepřekračují hladiny hluku stanovené platnými vnitrostátními předpisy s přihlédnutím k hodnotám emise hluku interoperabilních vlaků, jak jsou stanoveny v TSI pro kolejová vozidla. Draft TSI CR INS uvádí k problematice hluku „Rozsah této TSI vylučuje snížení hluku a zahrnutí infrastruktury do TSI Hluk“ (zkrácená citace) Limit hluku a opatření k jeho snížení je podle kapitoly 4.2.11.3 otevřený bod VNĚJŠÍ HLUK Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

14. VNĚJŠÍ HLUK PROBLÉMY PŘI MĚŘENÍ VNĚJŠÍHO HLUKU VOZIDEL • Referenční trať, zejména drsnost • Chybí spodní limit pro drsnost. Pokud vozidlo splní limity na speciálně hladké trati, hluk na běžné provozní trati neklesne. • Poloha referenční tratě • Kvalita povrchu kol • V prEN3095:2001 je uvedeno, že vozidlo má být zajeto min. 1000 km, v EN 3095:2005 je uvedena hodnota 3000 km. Je tímto definována drsnost oběžné plochy kola? Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

15. VNĚJŠÍ HLUK VLIV NA ÚROVEŇ HLUKU PODLE EN ISO 3095:2005 Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

16. VNĚJŠÍ HLUK PROJEKT PŘIPRAVOVANÝ V RÁMCI EXPERTNÍ SKUPINY ROZHRANÍ Hlukové emise systému železnice • Hlavní cíle projektu: • Vliv vibrací - věnovat se vlivu vibrací a otřesům, které se šíří zemí (souvislost s emisí hluku). Vibrace šířící se zemí mají jasnou korelaci s hlukovými emisemi. V obou případech se jedná o stejný zdroj. Při každém měření hlukových emisí je užitečné měřit i zemní vibrace, zejména při posuzování efektivity protihlukových, popřípadě protivibračních opatření. • Porovnání drsností jízdní plochy koleje a její vliv na vyzařované emise hluku vozidel • Hodnocení efektivity současných protihlukových a protivibračních opatření – téma má za úkol hodnotit efektivitu současných protihlukových a protivibračních opatření na provozních tratích a jejich příspěvek a přínos ke snížení emisí hluku (bariéry, absorbéry na kolejnicích, pražcích atd.) v porovnání s možným přínosem protihlukových opatření na vozidlech. • Ověření možnosti využití modelování hlukových vlastností kolejových vozidel (tvorba simulačních modelů pro více druhů vozidel, verifikace modelů) Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

17. Aerodynamika • TLAKOVÉ ZMĚNY V TUNELU • TSI HS RST předepisuje • podmínky pro provedení měření • kritéria pro hodnocení tlakových změn. Maximální povolená tlaková změna při rychlosti do 250 km/h je 3,7 kPa. • Draft TSI CR RST • Tlakové změny v tunelu jsou otevřený bod • TSI HS INS uvádí pouze následující požadavek • Tunely musí být navrženy tak, aby maximální kolísání tlaku podél interoperabilního vlaku nedosahovalo více než 10 kPa během průjezdu vlaku tunelem maximální rychlostí povolenou pro danou stavbu. • Draft TSI CR INS uvádí k problematice hluku • Tunely musí být navrženy tak, aby maximální kolísání tlaku podél interoperabilního vlaku při rychlosti větší než 190 km/h nedosahovalo více než 10 kPa během průjezdu vlaku tunelem maximální rychlostí povolenou pro danou stavbu. Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

18. Aerodynamika • TLAKOVÉ ZMĚNY V TUNELU • TSI HS RST předepisuje: • Typová zkouška musí být provedena maximální rychlostí vozidla. Není povoleno provést zkoušku nižší rychlostí a provést pomocí validovaného simulačního modelu přepočet pro maximální rychlost. • Ostatní parametry (průřez tunelu, sklon) nemusejí být přesně dodrženy. Po zkoušce se pomocí validovaného simulačního modelu provede přepočet pro v TSI předepsané smluvní podmínky. • Důsledky výše uvedených požadavků: • Potřebná délka tunelu je minimálně cca 850 m • Velmi omezený počet tunelů vhodných pro tuto zkoušku v Evropě • Velké náklady na tuto zkoušku, mj. v důsledku výluk na provozně exponovaných tratích. Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

19. ZÁVĚR • TSI vytvářejí do budoucna dobrý předpoklad pro zjednodušení schvalování nových prvků železničního systému • Je nutné dořešit vztah obsahu Evropských norem a obsahu TSI • Nejednoznačné nebo obecné formulace v TSI vedou k rozdílným požadavkům jednotlivých notifikovaných osob uplatňovaným v rámci homologace • Skutečnost, že TSI mají povahu zákona a není alespoň v současné počáteční fázi budování celého systému umožněna možnost operativního povolení alespoň drobných výjimek, nastoluje obtížně řešitelné situace • Některé předepsané typové zkoušky jsou velmi obtížně realizovatelné. Formulace TSI však neumožňuje realizovat jednodušší, např. kombinovanou metodu prokázání splnění předepsaných parametrů. Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability

20. Děkuji vám za pozornost Zkušenosti akreditované zkušební laboratoře pro kolejová vozidla z pohledu posuzování rozhraní s technickými podsystémy evropské železniční interoperability