Автоматическое управление поездом - Википедия - Automatic train control

Индикатор ATC в японском стиле

Автоматическое управление поездом (УВД) - общий класс системы защиты поездов за железнодорожные пути который включает механизм управления скоростью в ответ на внешние входные сигналы. Например, система может вызвать экстренное торможение, если водитель не реагирует на сигнал об опасности. Системы УВД, как правило, объединяют различные сигнализация кабины технологий, и они используют более детализированные модели замедления вместо жестких остановок, которые встречаются в более старых автоматическая остановка поезда технологии. ATC также может использоваться с автоматический режим движения поездов (ATO) и обычно считается критически важный для безопасности часть системы.

Со временем появилось много различных систем безопасности, получивших название «автоматическое управление поездом». Первый использовался с 1906 г. Великая Западная железная дорога, хотя теперь она будет называться AWS (автоматическая система предупреждения). Этот термин особенно распространен в Япония, где ATC используется на всех Синкансэн (сверхскоростной пассажирский экспресс), а также на некоторых обычных железнодорожных линиях в качестве замены ATS.

Африка

Египет

Акт аварии на Катастрофа 2006 г. упоминает систему УВД.[1]

Южная Африка

В 2017 г. Huawei был заключен контракт на установку GSM-R частично для оказания услуг связи системам автоматической защиты поездов.[2]

Азия

Япония

А Tokyu Corporation поезд с индикатором АТС-10, работающий в нормальных условиях
Указанный индикатор ATC-10 с ОВП (Овер рООН протектор) задействован в конце зоны покрытия УВД

В Японии система автоматического управления поездом (ATC) была разработана для высокоскоростных поездов, таких как Синкансэн, которые движутся так быстро, что у водителя почти нет времени распознавать сигналы обочины. Хотя система УВД отправляет сигналы AF, содержащие информацию об ограничении скорости для определенного участка пути вдоль рельсовая цепь. Когда эти сигналы поступают на борт, текущая скорость поезда сравнивается с предельной скоростью, и автоматически включаются тормоза, если поезд движется слишком быстро. Тормоза отпускаются, как только поезд замедляется ниже установленной скорости. Эта система предлагает более высокую степень безопасности, предотвращая столкновения, которые могут быть вызваны ошибкой водителя, поэтому она также была установлена ​​на интенсивно используемых линиях, таких как Токио. Линия Яманотэ и несколько линий метро.[3]

Хотя УВД автоматически применяет тормоза, когда скорость поезда превышает ограничение скорости, он не может контролировать мощность двигателя или положение остановки поезда при въезде на станцию. Тем не менееавтоматический режим движения поездов (ATO) система может автоматически управлять отправлением со станций, скоростью между станциями и положением остановок на станциях. Установлен в некоторых метро.[3]

Однако у УВД есть три недостатка. Во-первых, интервал не может быть уменьшен из-за времени холостого хода между отпусканием тормозов на одном ограничении скорости и включением тормозов на следующем более низком ограничении скорости. Во-вторых, тормоза срабатывают, когда поезд достигает максимальной скорости, что означает снижение комфорта при движении. В-третьих, если оператор хочет запускать более быстрые поезда на линии, сначала необходимо заменить все соответствующее придорожное и бортовое оборудование.[3]

Аналоговый ATC

Спидометр в кабине водителя серии 0, показывая огни кабины УВД поверх индикаторов скорости

Были использованы следующие аналоговые системы:

Цифровой УВД

Индикатор D-ATC, используемый на E233 серии поезда

В цифровой УВД система использует рельсовые цепи для определения присутствия поезда на участке, а затем передает цифровые данные от придорожного оборудования поезду по номерам рельсовых цепей, количеству свободных участков (рельсовых цепей) следующему поезду впереди и платформе что поезд прибудет. Полученные данные сравниваются с данными о номерах рельсовых цепей, сохраненными в бортовой памяти поезда, и вычисляется расстояние до следующего впереди поезда. Во встроенной памяти также сохраняются данные о градиентах трека и ограничениях скорости по кривым и точкам. Все эти данные составляют основу для решений УВД при управлении рабочими тормозами и остановке поезда.[3]

В цифровой системе УВД создаваемая схема движения определяет кривую торможения для остановки поезда перед тем, как он войдет на следующий участок пути впереди, занятый другим поездом. Когда поезд приближается к схеме торможения, подается звуковой сигнал, а при превышении схемы торможения включаются тормоза. Тормоза нажимаются сначала слегка, чтобы обеспечить лучший комфорт езды, а затем более сильно, пока не будет достигнуто оптимальное замедление. Тормоза срабатывают более мягко, когда скорость поезда снижается до установленной скорости ниже предельной скорости. Регулировка тормозного усилия таким образом позволяет поезду замедляться в соответствии со схемой торможения, обеспечивая при этом комфорт езды.[3]

Также существует схема экстренного торможения, выходящая за рамки нормальной схемы торможения, и система УВД применяет экстренное торможение, если скорость поезда превышает эту схему экстренного торможения.[3]

Цифровая система УВД имеет ряд преимуществ:

  • Использование одноступенчатого управления тормозом позволяет выполнять операции с высокой плотностью операций, поскольку отсутствует время холостого хода из-за задержки срабатывания между отпусканием тормоза на промежуточной ступени ограничения скорости.
  • Поезда могут двигаться с оптимальной скоростью без необходимости раннего торможения, поскольку схемы торможения могут быть созданы для любого типа подвижного состава на основе данных от придорожного оборудования, указывающих расстояние до следующего впереди поезда. Это делает возможным смешанное движение экспрессов, местных и грузовых поездов на одном и том же пути с оптимальной скоростью.
  • В будущем нет необходимости менять придорожное оборудование УВД при движении более быстрых поездов.[3]

На сегодняшний день используются следующие цифровые системы УВД:

Южная Корея

Несколько линий метро в Южной Корее используют УВД, в некоторых случаях усиленное АТО.

Пусан

На всех линиях используется ATC. Все линии усилены АТО.

Сеул

За исключением линий 1 и 2 (только автомобили MELCO), на всех линиях используется ATC. Линия 2 (вагоны VVVF), машины линии 5, машины линии 6, машины линии 7 и машины линии 8 имеют свои системы УВД, улучшенные с помощью ATO.

Европа

Дания

Датская система УВД (официально обозначенная ЗУБ 123 ) отличается от соседей.[4] С 1978 по 1987 год шведская система УВД испытывалась в Дании, а новая Сименс -проектированная система УВД была внедрена в период с 1986 по 1988 год. Железнодорожная авария Сорё В апреле 1988 года новая система постепенно устанавливалась на всех магистральных линиях Дании с начала 1990-х годов. Некоторые поезда (например, используемые на Эресундстог сервис и некоторые X 2000 г. поезда) имеют как датскую, так и шведскую системы,[4] в то время как другие (например, десять из ДВС-ТД поезда) оснащены как датской, так и немецкой системами. Система ZUB 123 в настоящее время рассматривается Banedanmark Датская железнодорожная инфраструктурная компания устареет, и ожидается, что к 2030 году вся датская железнодорожная сеть будет переведена на ETCS Level 2.

Однако система ZUB 123 не используется на Копенгаген S-поезд сеть, где другая несовместимая система безопасности под названием HKT (da: Hastighedskontrol og togstop ) эксплуатируется с 1975 года, а также на Линия Хорнбек, который использует гораздо более упрощенную систему АТФ, введенную в 2000 году.

Норвегия

Bane NOR - Норвежское правительственное агентство по железнодорожной инфраструктуре - использует шведскую систему УВД. Таким образом, поезда могут пересекать границу без специальных модификаций.[5] Однако, в отличие от Швеции, система УВД, используемая в Норвегии, различает частичное УВД (delvis ATC, DATC), который гарантирует, что поезд останавливается при прохождении красного сигнала, и полный ATC (FATC), который, помимо предотвращения выхода за красный сигнал, также гарантирует, что поезд не превысит максимально допустимую скорость. На железнодорожной линии в Норвегии можно установить либо DATC, либо FATC, но не оба одновременно.

ATC была впервые испытана в Норвегии в 1979 г., после Катастрофа поезда Треттен, вызванный сигнал передан при опасности (SPAD), произошедшая четырьмя годами ранее. DATC была впервые внедрена на участке Осло S - Домбос - Тронхейм - Гронг в период с 1983 по 1994 год, а FATC впервые была внедрена на участке Ofoten Line в 1993 году. Скоростной Gardermoen Line имеет FATC с момента его открытия в 1998 году. После Åsta авария произошло в 2000 году, внедрение DATC на линии Рёрус было ускорено, и он начал действовать в 2001 году.

Швеция

В Швеция Развитие ATC началось в 1960-х годах (ATC-1) и официально было введено в начале 1980-х вместе с высокоскоростными поездами (ATC-2 / Ansaldo L10000).[6] По данным на 2008 г., 9831 км из 11 904 км пути, обслуживаемых Шведская транспортная администрация - Шведское агентство, отвечающее за железнодорожную инфраструктуру - установило АТС-2.[7] Однако, поскольку ATC-2 обычно несовместим с ERTMS /ETCS (как и в случае с Ботническая линия который является первой железнодорожной линией в Швеции, которая использует исключительно ERTMS / ETCS), и с целью Trafikverket в конечном итоге заменить ATC-2 на ERTMS / ETCS в течение следующих нескольких десятилетий, был разработан специальный модуль передачи (STM) для автоматического переключаться между ATC-2 и ERTMS / ETCS.

объединенное Королевство

В 1906 г. Великая Западная железная дорога в Великобритании разработана система, известная как «автоматическое управление поездом». В современной терминологии GWR УВД классифицируется как автоматическая система предупреждения (AWS). Это была система защиты поездов с прерывистым режимом работы, которая основывалась на рельсе с электрическим напряжением (или обесточенным) между ходовыми рельсами и выше. Этот рельс имел уклон на каждом конце и был известен как пандус УВД и соприкасался с башмаком на нижней стороне проезжающего локомотива.

Пандусы были предоставлены на далекие сигналы. Разработка конструкции, предназначенная для использования при стоп-сигналах, так и не была реализована.

Если сигнал, связанный с рампой, был осторожным, на рампу не было бы питания. Пандус поднимал башмак проезжающего локомотива и запускал последовательность таймера, одновременно издавая звуковой сигнал на подножке. Если машинист не подтвердит это предупреждение в течение заданного времени, будут задействованы тормоза поезда. При тестировании GWR продемонстрировал эффективность этой системы, отправив экспресс-поезд на полной скорости мимо удаленного сигнала с осторожностью. Поезд благополучно привезли к остановке, не дойдя до сигнала «домой».

Если сигнал, связанный с рампой, был ясным, на рампу было подано питание. Пандус, находящийся под напряжением, поднимет башмак проезжающего локомотива и вызовет звук колокола на подножке.

Если система выйдет из строя, то башмак останется обесточенным, состояние предупреждения; это поэтому отказал сейф, основное требование ко всему защитному оборудованию.[8]

К 1908 году система была внедрена на всех основных линиях GWR, включая Паддингтон - Рединг.[8] Система использовалась до 1970-х годов, когда ее заменила Британская железная дорога Автоматическая система предупреждения (AWS).

Северная Америка

Соединенные Штаты

Системы УВД в США почти всегда интегрированы с существующими непрерывными сигнализация кабины системы. ATC исходит от электроники в локомотиве, которая реализует некоторую форму управления скоростью на основе входов системы сигнализации кабины.[9] Если скорость поезда превышает максимально допустимую для этого участка пути, в кабине раздается звуковой сигнал. Если механику не удается снизить скорость и / или задействовать тормоз для снижения скорости, автоматически применяется штрафное торможение.[9] Из-за более чувствительных проблем обработки и управления североамериканскими грузовыми поездами, УВД почти исключительно применяется к пассажирским локомотивам как в междугородних, так и пригородных сообщениях с грузовыми поездами, использующими сигналы кабины без контроля скорости. Некоторые крупные пассажирские железные дороги, такие как Amtrak, Метро Север и Железная дорога Лонг-Айленда требуют использования контроля скорости на грузовых поездах, которые работают на всех или некоторых их системах.[9]

В то время как технология сигнализации и контроля скорости в кабине существует с 1920-х годов, внедрение УВД стало проблемой только после ряда серьезных аварий, произошедших несколько десятилетий спустя. Железная дорога Лонг-Айленда внедрила свою систему автоматического контроля скорости на территории, на которой сигнализирует кабина, в 1950-х годах после пары смертельных аварий, вызванных игнорированием сигналов. После Авария на подъемном мосту в заливе Ньюарк Штат Нью-Джерси законодательно закреплено использование контроля скорости на всех основных операторах пассажирских поездов в штате. Хотя контроль скорости в настоящее время используется на многих пассажирских линиях в Соединенных Штатах, в большинстве случаев он был принят добровольно железными дорогами, которым принадлежат линии.

На данный момент всего три грузовых железных дороги, Union Pacific, Восточное побережье Флориды и CSX Транспорт, приняли любую форму УВД в своих собственных сетях. Системы как на FEC, так и на CSX работают вместе с сигналы кабины импульсного кода, который в случае CSX унаследован от Ричмонд, Фредериксбург и Потомак железная дорога на своей единственной главной линии. Union Pacific был унаследован на части Чикаго и Северо-Западный Основная линия восток-запад и работает в сочетании с ранней двухпозиционной системой сигнализации кабины, разработанной для использования с УВД. На CSX и FEC более строгие изменения сигналов кабины требуют от инженера минимального нажатия на педаль тормоза или применения более строгих штрафных санкций, в результате которых поезд останавливается. Ни одна из систем не требует явного контроля скорости или соблюдения кривая торможения.[10] Система Union Pacific требует немедленного торможения, которое нельзя отпустить, пока скорость поезда не будет снижена до 40 миль в час (64 км / ч) (для любого поезда, движущегося со скоростью выше этой). Затем скорость поезда должна быть дополнительно снижена до не более 20 миль в час (32 км / ч) в течение 70 секунд после первого падения сигнала из кабины. Невозможность задействовать тормоза для снижения скорости приведет к наложению штрафа.[11]

Все три грузовые системы УВД предоставляют инженеру определенную степень свободы в использовании тормозов безопасным и правильным образом, поскольку неправильное торможение может привести к сходу с рельсов или увольнению. Ни одна из этих систем не работает в труднопроходимой или гористой местности.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Мазен, Марам (8 сентября 2006 г.). «Технический комитет объявляет о результатах аварии поезда Кальюб». Masress.com. Каир: Daily News Egypt. Получено 7 января 2015.
  2. ^ «Huawei и PRASA запускают в эксплуатацию первую железнодорожную сеть GSM-R в Южной Африке - Huawei в Южной Африке». Huawei.
  3. ^ а б c d е ж грамм Такасигэ, Тэцуо (сентябрь 1999 г.). «Железнодорожные технологии сегодня 8: сигнальные системы для безопасного железнодорожного транспорта» (PDF). Обзор железных дорог и транспорта Японии.
  4. ^ а б «АТЦ - АТС». Siemens.dk. Сименс. Архивировано из оригинал 3 марта 2016 г.. Получено 15 января 2015.
  5. ^ Лоусон, Гарольд «Бутон» (2007). История Nordic Computing 2: Вторая конференция IFIP WG 9.7, HiNC 2, Турку. С. 13–29. ISBN  9783642037566 - через Google Книги.
  6. ^ Лоусон, Гарольд У .; Валлин, Сиверт; Бринце, Берит; Фриман, Бертил (2002). «Двадцать лет безопасного управления поездами в Швеции». Belisa.se. Бериц Хемсида. Получено 15 января 2015.
  7. ^ «Бандата» [Эфемериды]. Banverket.se (на шведском языке). Шведская железнодорожная администрация. 15 февраля 2010. Архивировано с оригинал 21 июня 2010 г.. Получено 15 января 2015.
  8. ^ а б Вера, Николай (2000). Крушение: почему поезда терпят крах. п. 53. ISBN  0-7522-7165-2.
  9. ^ а б c Расписание сотрудников Amtrak № 3, Северо-Восточный регион, 18 января 2010 г., Раздел 550
  10. ^ Расписание CSX Baltimore Division - Подраздел RF&P
  11. ^ «Общий кодекс правил эксплуатации (GCOR)» (PDF). 1405.UTU.org (6-е изд.). Комитет по Общему кодексу правил эксплуатации. 7 апреля 2010. Архивировано с оригинал (PDF) 9 января 2015 г.. Получено 6 января 2015.


дальнейшее чтение

Железнодорожный технический веб-сайт: автоматическое управление поездом