Автоматическое управление поездом ( ATC ) - это общий класс систем защиты поездов для железных дорог, который включает механизм регулирования скорости в ответ на внешние воздействия. Например, система может вызвать экстренное торможение, если водитель не реагирует на сигнал об опасности. Системы УВД, как правило, объединяют различные технологии сигнализации кабины и используют более детализированные схемы замедления вместо жестких остановок, характерных для более старой технологии автоматической остановки поезда . УВД также может использоваться с автоматическим движением поездов (ATO) и обычно считается важной частью системы с точки зрения безопасности .
Со временем появилось много различных систем безопасности, получивших название «автоматическое управление поездом». Первая использовалась с 1906 года на Большой Западной железной дороге , хотя теперь она будет называться AWS (автоматическая система предупреждения). Этот термин особенно распространен в Японии , где ATC используется на всех линиях Синкансэн (сверхскоростных поездов) и на некоторых обычных железнодорожных линиях в качестве замены ATS.
Африке
Египет
В отчете об аварии 2006 года в Калюбе упоминается система УВД. [1]
Южная Африка
В 2017 году компания Huawei получила контракт на установку GSM-R частично для предоставления услуг связи системам автоматической защиты поездов. [2]
Азия
Япония
В Японии система автоматического управления поездом (ATC) была разработана для высокоскоростных поездов, таких как Синкансэн , которые едут так быстро, что у машиниста почти нет времени на распознавание сигналов на обочине. Хотя система ATC отправляет сигналы AF, содержащие информацию об ограничении скорости для определенного участка пути вдоль рельсовой цепи . 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 высокий уровень безопасности, предотвращая столкновения, которые могут быть вызваны ошибкой водителя, поэтому она также была установлена на интенсивно используемых линиях, таких как линия Яманотэ в Токио и некоторые линии метро. [3]
Хотя УВД автоматически применяет тормоза, когда скорость поезда превышает предельную скорость, он не может контролировать мощность двигателя или положение остановки поезда при въезде на станцию. Однако система автоматического движения поездов (ATO) может автоматически управлять отправлением со станций, скоростью между станциями и положением остановок на станциях. Установлен в некоторых метро. [3]
Однако у ATC есть три недостатка. Во-первых, интервал не может быть уменьшен из-за времени работы на холостом ходу 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 на линии более быстрые поезда, сначала необходимо заменить все соответствующее придорожное и бортовое оборудование. [3]
Аналоговый ATC
Были использованы следующие аналоговые системы:
- ATC-1 : ATC-1 используется на Tōkaid и Sany Shinkansen с 1964 года. Система, используемая на Tkaido Shinkansen, классифицируется как ATC-1A и ATC-1B на Sany Shinkansen. Первоначально использовались ограничения скорости на обочине дороги 0, 30, 70, 110, 160 и 210 км / ч, но теперь он был модернизирован для использования ограничений скорости 0, 30, 70, 120, 170, 220, 230, 255, 270, 275, 285. и 300 км / ч с вводом нового подвижного состава на обеих линиях. Варианты включают ATC-1D и ATC-1W, последний используется исключительно на Sany Shinkansen. С 2006 года система ATC-1A Токайдо Синкансэн была заменена ATC-NS.
- ATC-2 : используется на маршрутах Tōhoku , Jōetsu и Nagano Shinkansen , имеет ограничения скорости на трассе 0, 30, 70, 110, 160, 210 и 240 км / ч. В последние годы ATC-2 был заменен цифровым DS-ATC. Японскую систему ATC-2 не следует путать с системой УВД Ansaldo L10000 (также более известной как ATC-2), используемой в Швеции и Норвегии, которая аналогична системам УВД EBICAB 700 и 900, используемым в других частях Европы. .
- ATC-3 (WS-ATC) : Фактически первая реализация ATC в Японии, она впервые была использована на линии токийского метрополитена Хибия (вместе с ATO ) в 1961 году, а затем на линии токийского метро Тодзай . Обозначает Wayside-ATC. Обе линии преобразованы в New CS-ATC (ATC-10) в 2003 и 2007 годах соответственно. WS-АТС также используется на 5 Осака метро линий ( Midosuji Line , то Tanimachi Line , то Yotsubashi Line , то Chuo Line и Sakaisuji Line ).
- ATC-4 (CS-ATC) : впервые использованная на линии токийского метро Chiyoda (взаимодействующая с линией JR East Jōban ) в 1971 году, CS-ATC (что означает Cab Signaling-ATC) представляет собой аналоговую технологию ATC, использующую наземные станции. управления, и, как и все системы УВД, использовала сигнализацию кабины. CS-ATC использует ограничения скорости на трассе 0, 25, 40, 55, 75 и 90 км / ч. Его использование расширилось за счет включения линии токийского метрополитена Гиндза (CS-ATC введен в 1993 г., изменен на новый CS-ATC), линии метро Tokyo Marunouchi (CS-ATC введен в 1998 г.) и совсем недавно - линии метро Tokyo Metro Yurakucho ( CS-ATC включен в 2008 г.). Он также используется на всех Nagoya Муниципальное метро линий и 3 линии метро Осаки (The Sennichimae Line , то Nagahori Tsurumi-ryokuchi Line и Imazatosuji Line ).
- ATC-5 : Введенный на линии Sōbu (Rapid) и Yokosuka с 1972 по 1976 год, он использовал ограничения скорости на трассе 0, 25, 45, 65, 75 и 90 км / ч. ATC-5 был отключен на обеих линиях в 2004 году в пользу ATS-P .
- ATC-6 : введен в 1972 году, используется на линии Сайкё и (ранее) линии Кэйхин-Тохоку (через линию Негиси , введен в 1984 году) и линии Яманотэ (введен в 1981 году). Некоторые грузовые поезда также были оснащены АТС-6. В 2003 и 2006 годах линии Keihin-Tōhoku и Yamanote Lines заменили свои системы ATC-6 на D-ATC.
- ATC-9 : Используется на Chikuhi линии (через службы с Фукуока Сити метро Kuko линии ) в Кюсю .
- ATC-10 (новый CS-ATC) : разработанный на основе ATC-4 (CS-ATC), ATC-10 может быть частично совместим с D-ATC и полностью совместим со старой технологией CS-ATC (ATC-4). ATC-10 можно рассматривать как гибрид аналоговой и цифровой технологии, хотя ATC-10 не рекомендуется для использования с D-ATC из-за плохой работы полнофункционального тормоза во время пробных испытаний. Он используется на всех Токио метро линий, Линия Дэнъэнтоси , Линия Тоёко и Цукуб Экспресс .
- ATC-L : используется на линии Кайкё (включая участок туннеля Сэйкан ) вместе с автоматической остановкой поездов с 1988 года. Заменен DS-ATC после открытия Хоккайдо Синкансэн.
Цифровая АТС
Цифровая АТС система использует схемы следа для обнаружения присутствия поезда в секции , а затем передает цифровые данные от придорожного оборудования к поезду на номерах рельсовой цепи, количество прозрачных секций (рельсовые цепях) до следующего поезда вперед, и платформа, на которую прибудет поезд. 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. Сигнал тревоги звучит, когда поезд приближается к схеме торможения, и тормоза включаются при превышении схемы торможения. Тормоза нажимаются сначала слегка, чтобы обеспечить лучший комфорт езды, а затем более сильно, пока не будет достигнуто оптимальное замедление. Тормоза активируются более мягко, когда скорость поезда падает до установленной скорости ниже предельной скорости. Регулировка тормозного усилия таким образом позволяет поезду замедляться в соответствии с схемой торможения, обеспечивая при этом комфорт езды. [3]
Кроме того, существует схема экстренного торможения, выходящая за рамки обычной 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 начинать раннее замедление, 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:
- D-ATC : используется на невысокоскоростных линиях некоторых линий Восточной Японской железнодорожной компании (JR East). Расшифровывается как Digital ATC. Его главное отличие от более старой аналоговой технологии УВД - это переход от наземного управления к управлению поездом, что позволяет при торможении отражать возможности каждого поезда и повышать комфорт и безопасность. Тот факт, что он также может увеличивать скорость и обеспечивать более плотное расписание, важен для загруженных железных дорог Японии . Первый D-ATC был задействован на участке пути от станции Tsurumi до станции Minami-Urawa на линии Keihin-Tohoku 21 декабря 2003 года после преобразования поездов серии 209 для поддержки D-ATC. Линия Яманотэ также получила поддержку D-ATC в апреле 2005 года после замены всего старого подвижного состава 205-й серии на новые поезда серии E231 с поддержкой D-ATC . Планируется, что D-ATC включит оставшуюся часть линии Кейхин-Тохоку и линию Негиси в ожидании преобразования бортовых и наземных систем. Система УВД на линии Тоэй Синдзюку, используемая с 14 мая 2005 г., очень похожа на D-ATC. С 18 марта 2006 года цифровая УВД была также включена для Токайдо Синкансэн , первоначального синкансена, принадлежащего Центральной японской железнодорожной компании , заменив старую аналоговую систему УВД. D-ATC используется с THSR 700T, построенным для Тайваньской высокоскоростной железной дороги , открывшейся в начале января 2007 года.
- DS-ATC: Implemented on Shinkansen lines operated by JR East. Stands for Digital communication & control for Shinkansen-ATC. It is currently used on the Tōhoku Shinkansen, Hokkaido Shinkansen, Joetsu Shinkansen and the Hokuriku Shinkansen.
- RS-ATC: Used on the Tōhoku, Hokkaido, Hokuriku and Jōetsu Shinkansen at a fallback level from DS-ATC. RS-ATC is similar to GSM-R in that radio signals are used to control the speed limit on trains, as compared to trackside beacons on other types of ATC.
- ATC-NS: First used on the Tōkaidō Shinkansen since 2006, ATC-NS (which stands for ATC-New System), is a digital ATC system based on DS-ATC. Also used on the Taiwan High Speed Railway and the San'yō Shinkansen.
- KS-ATC: Used on the Kyushu Shinkansen since 2004. Stands for Kyushu Shinkansen-ATC.
South Korea
Several subway lines in South Korea use ATC, in some cases enhanced with ATO.
Busan
All lines use ATC. All lines are enhanced with ATO.
Seoul
Other than on Lines 1 and 2 (MELCO cars only), all lines use ATC. Line 2 (VVVF cars), Line 5 cars, Line 6 cars, Line 7 cars, and Line 8 cars have their ATC systems enhanced with ATO.
Европа
Denmark
Denmark's system of ATC (officially designated ZUB 123) is different from that of its neighbours.[4] From 1978 until 1987, the Swedish ATC system was trialled in Denmark, and a new Siemens-designed ATC system was implemented between 1986 and 1988. In consequence of the Sorø railway accident, which occurred in April 1988, the new system was progressively installed on all Danish main lines from the early 1990s onwards. Some trains (such as those employed on the Øresundståg service and some X 2000 trains) have both the Danish and the Swedish systems,[4] while others (e.g. ten of the ICE-TD trains) are fitted with both the Danish and the German systems. The ZUB 123 system is now considered by Banedanmark, the Danish railway infrastructure company, to be obsolete and the entire Danish rail network is expected to be converted to ETCS Level 2 by 2030.
The ZUB 123 system is however not used on the Copenhagen S-train network, where another, incompatible safety system called HKT (da:Hastighedskontrol og togstop) has been in use since 1975, as well as on the Hornbæk Line, which uses a much more simplified ATP system introduced in 2000.
Norway
Bane NOR—the Norwegian government's agency for railway infrastructure—uses the Swedish system of ATC. Trains can therefore generally cross the border without being specially modified.[5] However, unlike in Sweden, the ATC system used in Norway differentiates between partial ATC (delvis ATC, DATC), which ensures that a train stops whenever a red signal is passed, and full ATC (FATC), which, in addition to preventing overshooting red signals, also ensures that a train does not exceed its maximum allowed speed limit. A railway line in Norway can have either DATC or FATC installed, but not both at the same time.
ATC was first trialled in Norway in 1979, after the Tretten train disaster, caused by a signal passed at danger (SPAD), occurred four years earlier. DATC was first implemented on the section Oslo S - Dombås - Trondheim - Grong between 1983 and 1994, and FATC was first implemented on the Ofoten Line in 1993. The high-speed Gardermoen Line has had FATC since its opening in 1998. After the Åsta accident occurred in 2000, the implementation of DATC on the Røros Line was accelerated, and it became operational in 2001.
Sweden
In Sweden the development of ATC started in the 1960s (ATC-1), and was formally introduced in the early-1980s together with high-speed trains (ATC-2/Ansaldo L10000).[6] As of 2008, 9,831 km out of the 11,904 km of track maintained by Swedish Transport Administration—the Swedish agency responsible for railway infrastructure—had ATC-2 installed.[7] However, since ATC-2 is generally incompatible with ERTMS/ETCS (as in the case of the Bothnia Line which is the first railway line in Sweden to exclusively use ERTMS/ETCS), and with the aim of Trafikverket to eventually replace ATC-2 with ERTMS/ETCS over the next few decades, a Special Transmission Module (STM) has been developed to automatically switch between ATC-2 and ERTMS/ETCS.
United Kingdom
In 1906, the Great Western Railway in the UK developed a system known as "automatic train control". In modern terminology, GWR ATC is classified as an automatic warning system (AWS). This was an intermittent train protection system that relied on an electrically energised (or unenergised) rail between, and higher than, the running rails. This rail sloped at each end and was known as an ATC ramp and would make contact with a shoe on the underside of the passing locomotive.
The ramps were provided at distant signals. A development of the design, intended for use at stop signals, was never implemented.
If the signal associated with the ramp was at caution, the ramp would not be energised. The ramp would lift the shoe on the passing locomotive and start a timer sequence at the same time sounding a horn on the footplate. If the driver failed to acknowledge this warning within a preset time, the brakes of the train would be applied. In testing, the GWR demonstrated the effectiveness of this system by sending an express train at full speed past a distant signal at Caution. The train was brought safely to a stand before reaching the home signal.
If the signal associated with the ramp was clear, the ramp was energised. The energized ramp would lift the shoe on the passing locomotive and cause a bell to sound on the footplate.
If the system were to fail then the shoe would remain unenergised, the caution state; it therefore failed safe, a fundamental requirement of all safety equipment.[8]
The system had been implemented on all GWR main lines, including Paddington to Reading, by 1908.[8] The system remained in use until the 1970s, when it was superseded by the British Rail Automatic Warning System (AWS).
Северная Америка
United States
ATC systems in the United States are almost always integrated with existing continuous cab signalling systems. The ATC comes from electronics in the locomotive that implement some form of speed control based on the inputs of the cab signalling system.[9] If the train speed exceeds the maximum speed allowed for that portion of track, an overspeed alarm sounds in the cab. If the engineer fails to reduce speed and/or make a brake application to reduce speed a penalty brake application is made automatically.[9] Due to the more sensitive handling and control issues with North American freight trains, ATC is almost exclusively applied to passenger locomotives in both inter-city and commuter service with freight trains making use of cab signals without speed control. Some high-volume passenger railroads such as Amtrak, Metro North and the Long Island Rail Road require the use of speed control on freight trains that run on all or part of their systems.[9]
While cab signalling and speed control technology has existed since the 1920s, adoption of ATC only became an issue after a number of serious accidents several decades later. The Long Island Rail Road implemented its Automatic Speed Control system within its cab signalled territory in the 1950s after a pair of deadly accidents caused by ignored signals. After the Newark Bay Lift Bridge Disaster the state of New Jersey legislated use of speed control on all major passenger train operators within the State. While speed control is currently used on many passenger lines in the United States, in most cases it has been adopted voluntarily by the railroads that own the lines.
Currently only three freight railroads, Union Pacific, Florida East Coast and CSX Transportation, have adopted any form of ATC on their own networks. The systems on both FEC and CSX work in conjunction with pulse code cab signals, which in the case of CSX was inherited from the Richmond, Fredericksburg and Potomac railroad on its single main line. Union Pacific's was inherited on portions of the Chicago and Northwestern east–west main line and works in conjunction with an early two aspect cab signaling system designed for use with ATC. On CSX and FEC more restrictive cab signal changes require the engineer to initiate a minimum brake application or face a more severe penalty application that will bring the train to a stop. Neither system requires explicit speed control or adherence to a braking curve.[10] The Union Pacific system requires an immediate brake application that cannot be released until the train's speed has been reduced to 40 mph (64 km/h) (for any train traveling above that speed). Then, the train's speed must be further reduced to no more than 20 mph (32 km/h) within 70 seconds of the initial cab signal drop. Failure to apply the brakes for these speed reductions will result in a penalty application.[11]
All three freight ATC systems provide the engineer with a degree of latitude in applying brakes in a safe and proper manner, since improper braking can result in a derailment or a runaway. None of the systems are in effect in difficult or mountainous terrain.
Смотрите также
- Anti Collision Device
- Automatic train stop
- Automatische treinbeïnvloeding
- Cab signalling
- Train protection system
Рекомендации
- ^ Mazen, Maram (8 September 2006). "Technical Committee Announces Findings on Qalyoub Train Accident". Masress.com. Cairo: Daily News Egypt. Retrieved 7 January 2015.
- ^ "Huawei and PRASA Launches South Africa's First GSM-R Rail Network Operation - Huawei South Africa". huawei.
- ^ a b c d e f g Takashige, Tetsuo (September 1999). "Railway Technology Today 8: Signalling Systems for Safe Railway Transport" (PDF). Japan Railway and Transport Review.
- ^ a b "ATC – Automatic Train Control". Siemens.dk. Siemens. Archived from the original on 3 March 2016. Retrieved 15 January 2015.
- ^ Lawson, Harold "Bud" (2007). History of Nordic Computing 2: Second IFIP WG 9.7 Conference, HiNC 2, Turku. pp. 13–29. ISBN 9783642037566 – via Google Books.
- ^ Lawson, Harold W.; Wallin, Sivert; Bryntse, Berit; Friman, Bertil (2002). "Twenty Years of Safe Train Control in Sweden". Belisa.se. Berits Hemsida. Retrieved 15 January 2015.
- ^ "Bandata" [Ephemeris]. Banverket.se (in Swedish). Swedish Rail Administration. 15 February 2010. Archived from the original on 21 June 2010. Retrieved 15 January 2015.
- ^ a b Faith, Nicholas (2000). Derail: Why Trains Crash. p. 53. ISBN 0-7522-7165-2.
- ^ a b c Amtrak Employee Timetable #3, Northeast Region, Jan, 18th, 2010, Section 550
- ^ CSX Baltimore Division Timetable - RF&P Sub Section
- ^ "General Code of Operating Rules (GCOR)" (PDF). 1405.UTU.org (6th ed.). General Code of Operating Rules Committee. 7 April 2010. Archived from the original (PDF) on 9 January 2015. Retrieved 6 January 2015.
дальнейшее чтение
The Railway Technical Website: Automatic Train Control