Система защиты и предупреждения поезда - Train Protection & Warning System

В Система защиты и предупреждения поезда (TPWS) это система защиты поездов используется на протяжении двух Великобритания пассажир магистральные железнодорожные сети, И в Виктория, Австралия.[1]

Великобритания Совет по безопасности и стандартам на железнодорожном транспорте определение:[2]

Назначение TPWS - остановить поезд, автоматически инициируя команду на торможение, если установлено путевое оборудование TPWS, если поезд имеет:

  • передал сигнал об опасности без полномочий
  • слишком быстро подошел к сигналу об опасности
  • подошел к снижение допустимой скорости слишком быстро
  • приближающийся буфер останавливается слишком быстро.

TPWS не предназначен для предотвращения SPAD но для смягчения последствий SPAD, не позволяя поезду с SPAD достичь точки конфликта перед сигналом.

Стандартная установка состоит из передатчика на пути рядом с сигналом, активируемого, когда сигнал находится в опасности. У поезда, проезжающего сигнал, будет задействован аварийный тормоз. Если поезд движется со скоростью, может быть слишком поздно останавливать его до точки столкновения, поэтому на подходе к сигналу может быть установлен второй передатчик, который тормозит поезда, идущие слишком быстро, чтобы остановиться на сигнале, предназначен для остановки поездов, приближающихся со скоростью до 75 миль в час (120 км / ч).

Примерно в 400 местах повышенного риска, TPWS + установлен с третьим передатчиком дальше позади сигнала, увеличивая эффективность до 100 миль в час (160 км / ч). При установке в сочетании с элементами управления сигналом, такими как «двойная блокировка» (т. Е. Два аспекта красного сигнала подряд), TPWS может быть полностью эффективным на любой реальной скорости.[3]

TPWS - это не то же самое, что поезда останавливаются которые выполняют аналогичную задачу с использованием электромеханической технологии. Защита от буферных остановок с использованием остановок поездов известна как "Защита Moorgate 'или' Moorgate control '.

История

TPWS был разработан Британская железная дорога и его преемник Railtrack, как развитие Автоматическая система предупреждения после решения 1994 г., что общенациональная установка полного Автоматическая защита поездов система была неосуществима.[4] В 1997 году были произведены пробные установки бортового и железнодорожного оборудования, испытания и разработки продолжались в течение следующих двух лет.[4]

Внедрение TPWS ускорилось, когда в 2003 году вступили в силу Правила безопасности железных дорог 1999 года, которые потребовали установки остановок поездов в различных местах.[4] Однако в марте 2001 г. в отчете «Совместное расследование систем защиты поездов» было обнаружено, что TPWS имеет ряд ограничений, и, хотя она обеспечивала относительно дешевую временную остановку до широкомасштабного внедрения ATP и ERTMS,[4] ничто не должно препятствовать установке более мощного Европейская система управления поездом.[5]

Как это устроено

Обзор

Пара электронных шлейфов размещается на 50–450 м на подходе к сигналу, запитывается, когда он находится в опасности. Расстояние между петлями определяет минимальную скорость, с которой бортовое оборудование будет применять скорость поезда. Аварийный тормоз. Когда приемник TPWS поезда проходит первый цикл, таймер начинает обратный отсчет. Если второй цикл пройден до того, как таймер достиг нуля, TPWS активируется. Чем выше скорость линии, тем шире они будут разнесены.

У сигнала есть еще одна пара шлейфов, которые также активируются, когда сигнал находится в опасности. Они работают встык, и, таким образом, инициируют торможение поезда, который собирается передать сигнал при опасности, независимо от скорости.

Беговое оборудование

Петля передатчика TPWS, одна из пары, образующих систему датчика превышения скорости (OSS)

В стандартной установке есть две пары петель, в просторечии называемых «решетками» или «подставками для тостов». Обе пары состоят из петли постановки на охрану и петли запуска. Если сигнал находится под угрозой, петли будут под напряжением. Если сигнал сброшен, петли обесточиваются.

Первая пара, система датчиков превышения скорости (OSS), расположена в позиции, определяемой линейной скоростью и уклоном. Петли разделены расстоянием, которое не следует преодолевать менее чем за заранее определенный период времени (примерно 1 секунда для пассажирских поездов), если поезд движется с безопасной скоростью, приближаясь к сигналу при опасности. Из-за различных характеристик торможения грузовые двигатели работают на 120% от времени движения пассажира.[6]

Первый шлейф постановки на охрану выдает частоту 64,25кГц. Второй, «триггерный», цикл имеет частоту 65,25 кГц.

Другая пара шлейфов идет вплотную к сигналу и называется системой остановки поезда (TSS). Цепи «постановки на охрану» и «триггера» работают на частотах 66,25 кГц и 65,25 кГц соответственно. Тормоза будут срабатывать, если оборудование в поезде обнаруживает обе частоты вместе после определения только частоты постановки на охрану. Таким образом, TSS под напряжением эффективен на любой скорости, но только если поезд проезжает его в правильном направлении. Поскольку от поезда может потребоваться передать сигнал об опасности во время аварии и т. Д., У машиниста есть возможность игнорировать TSS, но не OSS.

Когда дополнительный сигнал связанный с главным аспектным сигналом очищается для маневрирования, петли TSS обесточиваются, но петли OSS остаются активными.

Если поезда передаются в противоположных направлениях на отдельной линии, может произойти необоснованное вмешательство TPWS, когда поезд движется между постановкой на охрану OSS и запуском контуров, которые на самом деле были связаны с разными сигналами. Для обслуживания этой ситуации один сигнал будет назначен «нормальным направлением» и оснащен оборудованием «ND». Другой сигнал будет иметь «противоположное направление» и оснащен оборудованием «OD». В противоположном направлении частоты передачи TPWS немного отличаются, работая на 64,75 (постановка на охрану OSS), 66,75 (постановка на охрану TSS) и 65,75 кГц (общий запуск).

Оборудование для определения местоположения

На линии есть два модуля, связанных с каждым набором шлейфов: модуль сигнального интерфейса (SIM) и модуль OSS или TSS. Они генерируют частоты для петель и подтверждают целостность петель. Они взаимодействуют с системой сигнализации.

Модули SIM имеют красный цвет

Модули ND TSS имеют зеленый цвет.

Модули OD TSS имеют коричневый цвет.

Модули ND OSS имеют желтый цвет.

Модули OD OSS имеют синий цвет.

Оборудование на поезде

Каждая тяговая единица оснащена:[6]

  • Приемник TPWS.
  • Панель управления TPWS (стандартная или расширенная версия).
  • Кнопка подтверждения AWS / TPWS.
  • Выключатель временной изоляции TPWS.
  • Переключатель полной изоляции AWS / TPWS.

Если петли находятся под напряжением, антенна на нижней стороне поезда улавливает радиочастотный сигнал и передает его приемнику. Таймер измеряет, сколько времени проходит между циклами включения и триггера. Это время используется для проверки скорости, и если она выше «установленной скорости» поезда, инициируется экстренное торможение. Если поезд движется медленнее, чем заданная скорость TPWS, но затем передает сигнал об опасности, антенна получит сигнал от замкнутых контуров системы остановки поезда, и будет применен тормоз, чтобы остановить поезд в пределах перекрывать. Составные поезда имеют антенны на каждом конце. Транспортные средства, которые могут работать поодиночке (одиночные автомобильные блоки управления и локомотивы), имеют только одну антенну. Это будет либо спереди, либо сзади, в зависимости от направления движения транспортного средства.

Оборудование в кабине

Панель TPWS "Standard" в кабине водителя

В каждой кабине водителя есть панель управления TPWS, расположенная так, чтобы водитель мог видеть ее со своего рабочего места. Есть два типа панелей; исходный «стандартный» тип и более поздняя «расширенная» версия, которая дает отдельные показания для требования к торможению, вызванного SPAD, Overspeed или AWS.[7]

Стандартный тип состоит из двух круглых индикаторных ламп и квадратной кнопки.

Выключатель с пометкой «Прекращение остановки поезда» используется для властно передать сигнал об опасности - Он игнорирует петли TPWS TSS в течение примерно 20 секунд (обычно для пассажирских поездов) или 60 секунд (обычно для грузовых поездов с более медленным ускорением) или до тех пор, пока петли не будут пройдены, в зависимости от того, что наступит раньше.

В AWS Система и система TPWS взаимосвязаны, и если какая-либо из них инициировала торможение, контрольная лампа «Требование торможения» будет мигать.

Индикаторная лампа «Временная изоляция / Неисправность» будет мигать, если имеется системный сбой TPWS, или будет гореть постоянно, если был активирован «Переключатель временной изоляции».

Также имеется отдельный выключатель временной изоляции TPWS, расположенный вне досягаемости рабочего места водителя. Это управляется машинистом, когда поезд работает в ухудшенных условиях, таких как временная блокировка, когда при опасности необходимо передать несколько сигналов с санкции сигнальщика. Временная изоляция TPWS не влияет на AWS. Водитель должен немедленно восстановить TPWS в точке, где возобновляется нормальная работа. В качестве меры безопасности, если они забудут это сделать, TPWS будет восстановлена ​​в следующий раз, когда стол водителя будет выключен, а затем снова открыт.

Использование TPWS в обеспечении безопасности персонала депо

Альтернатива использованию переключателей на Системы защиты персонала депо заключается в оснащении системы TPWS. Это оборудование защищает персонал от несанкционированных перемещений с помощью оборудования TPWS. Любое незапланированное движение приведет к тому, что поезд автоматически остановится, когда он пройдет соответствующий сигнал об опасности. Это дает дополнительное преимущество в предотвращении повреждений инфраструктуры, тяги и подвижного состава, которые сходящий с рельсов системные причины. Первая известная установка такой системы находится в Илфорд Депо.[нужна цитата ] Системы защиты депо, оборудованные TPWS, подходят только для мест, где транспортные средства въезжают и выезжают из здания технического обслуживания из ведущей кабины водителя - они не подходят для использования со свободным тренерским составом или обслуживания вагонов, когда движение транспортных средств осуществляется маневровой тягой. loco (в этом случае ведущие транспортные средства не будут оснащены соответствующим оборудованием безопасности TPWS), а также не предотвратит выезд сбежавшего транспортного средства в защищенную рабочую зону.

Вариации

Для некоторых сигналов может быть установлено несколько OSS. В качестве альтернативы, обычно из-за низкой скорости линии, OSS может не быть установлен. Примером этого является сигнал запуска платформы конечной станции. Сам по себе OSS может использоваться для защиты постоянного ограничения скорости или буферная остановка. Хотя петли являются стандартными, буферные упоры могут быть оснащены «мини-петлями» из-за очень низкой скорости приближения, обычно 10 миль в час. Когда буферные остановки были изначально оснащены TPWS с использованием стандартных контуров, было много случаев ложных срабатываний, вызывающих задержки при его сбросе, когда поезда потенциально блокировали горло станции, плюс риск того, что пассажиры, стоящие на выходе, будут опрокинуты из-за внезапного торможения. Эта проблема возникала, когда поезд проходил через контур постановки на охрану так медленно, что его все еще обнаруживал приемник поезда после того, как бортовой таймер завершил свой цикл. Таймер сбрасывается и снова начинает отсчет времени, а обнаружение цикла запуска во втором цикле отсчета времени приведет к ложному вмешательству. В качестве временного решения водителям было дано указание пройти OSS буферной остановки на скорости 5 миль в час, что устранило проблему, но означало, что у поездов больше не было импульса, чтобы катиться до нормальной точки остановки, и от водителей требовалось подавать мощность за пределами OSS, просто небольшое расстояние от буферов, что, вероятно, делает столкновение остановки буфера более вероятным, чем до установки TPWS. Модернизированные «мини-петли», длина которых составляет примерно треть длины стандартных, устраняют эту проблему, хотя из-за низкой скорости и низкого запаса OSS буферной остановки по-прежнему являются основной причиной отключений TPWS.[нужна цитата ]

Недавние приложения в Великобритании вместе с расширенными SPAD методы защиты, использующие TPWS с внешними домашними сигналами, которые защищают сходящиеся переходы с риском выше среднего, контролируя скорость приближающегося поезда на дополнительной сигнальной секции в задней части развязки. Если это не удается, в результате торможения TPWS поезд останавливается до того, как будет достигнута точка конфликта. Эта система называется ОС TPWS (Внешний сигнал).

Ограничения

TPWS не имеет возможности регулировать скорость после поезда передает сигнал об опасности с властью. Однако в таких случаях существуют строгие правила, регулирующие действия водителей, скорость поезда и использование TPWS.

Есть много причин почему от водителя могут потребовать властно передать сигнал об опасности. Сигнальщик посоветует водителю передать сигнал при опасности, действовать осторожно, быть готовым к остановке, не доходя до любого препятствия, а затем подчиняться всем другим сигналам. Непосредственно перед движением машинист нажимает кнопку «Отмена останова поезда» на панели TPWS, чтобы поезд мог пройти сигнал, не вызывая TPWS для применения тормозов.

Затем водитель должен двигаться со скоростью, позволяющей ему остановиться на видимом расстоянии. Даже если кажется, что участок свободен для следующего сигнала, они все равно должны проявлять осторожность.[8]

Хотя критики утверждают, что TPWS - дешевое решение и подвергает опасности жизни людей по сравнению с установкой ATP, с момента установки AWS было очень мало смертельных случаев, которых можно было бы предотвратить, если бы вместо него был установлен ATP. В Крушение рельса Саутхолл TPWS не смог бы предотвратить, но мог бы быть предотвращен ATP (по иронии судьбы установлен, но не используется), но почти наверняка был бы предотвращен, если бы AWS работал. Комбинация TPWS и AWS наименее эффективна при таких авариях, как Purley, где водитель неоднократно отменял предупреждение AWS, не нажимая на тормоз, передавая сигнал опасности на высокой скорости. Однако в этом конкретном случае низкая скорость поезда и очень эффективные тормоза EMU означали, что TPWS, вероятно, в любом случае был бы эффективным.[нужна цитата ] Сторонники TPWS утверждают, что даже там, где он не может предотвратить несчастные случаи из-за SPAD, он, скорее всего, уменьшит воздействие и уменьшит или устранит смертность, по крайней мере, замедлив поезд. Однако вполне вероятно, что в таких случаях водитель задействовал бы экстренные тормоза задолго до датчика превышения скорости.

Используемые места

Система TPWS используется в:

С 1996 года старый вариант TPWS, называемый Вспомогательной системой предупреждения, использовался Пригородная железная дорога Мумбаи в Индии, на Западная линия и Центральная линия.

Рекомендации

  1. ^ Network Rail: поэтапное изменение в безопасности произведено вовремя и в рамках бюджета - понедельник, 29 декабря 2003 г.
  2. ^ «Справочник AWS и TPWS: раздел 2.1.2» Цель TPWS"" (pdf). RSSB. Получено 2017-02-06.
  3. ^ "TPWS PLUS ОТЪЕЗЖАЕТ". Медиацентр Network Rail. Получено 31 июля 2019.
  4. ^ а б c d «Приложение E - История системы предупреждения о защите поездов (TPWS)» (PDF). Сигнал пропущен при опасности, а затем на перекрестке Didcot North (22 августа 2007 г.). Ноябрь 2008 г.. Получено 2013-03-18.
  5. ^ Профессор Джон Уфф, QC FREng и достопочтенный лорд Каллен, ПК (март 2001 г.). «Совместное исследование систем защиты поездов» (PDF). Получено 2013-03-18.
  6. ^ а б «Справочник AWS и TPWS, 2.2.3» (PDF).
  7. ^ «Руководство по AWS и TPWS, 2.3.3 Панель управления TPWS» (PDF). Получено 4 октября 2017.
  8. ^ «Мастер сводов правил: модуль S5. Раздел 4.2« Передача сигнала при опасности »"" (pdf). Network Rail. Получено 2017-02-07.

внешняя ссылка