Сигнализации Кабины является железнодорожной системой безопасности , которая осуществляет связь отслеживать состояние и состояние информации в кабине, обитаемом отделение или отделение водителя о наличии локомотива , вагона или моторвагонных . Информация постоянно обновляется, обеспечивая удобный для чтения дисплей машинисту поезда или машинисту двигателя .
Самые простые системы отображают сигнал обочины пути, в то время как более сложные системы также отображают допустимую скорость, местоположение ближайших поездов и динамическую информацию о пути впереди. Сигналы кабины также могут быть частью более комплексной системы защиты поезда, которая может автоматически задействовать тормоза, останавливая поезд, если оператор не реагирует должным образом на опасную ситуацию. [1]
Обзор [ править ]
Основная цель сигнальной системы - обеспечить безопасное разделение поездов и остановить или замедлить движение поездов до возникновения ограничительной ситуации. Сигнальная система в кабине является усовершенствованием по сравнению с системой придорожных сигналов , в которой визуальные сигналы рядом с полосой отвода или над полосой отвода управляют движением поездов, поскольку она обеспечивает оператору поезда постоянное напоминание о последнем сигнале обочины дороги или непрерывную индикацию. состояния трассы впереди.
Первые такие системы были установлены на экспериментальной основе в 1910-х годах в Великобритании, в 1920-х годах в США и в Нидерландах в 1940-х годах. Современные высокоскоростные железнодорожные системы, такие как системы в Японии, Франции и Германии, с самого начала были спроектированы для использования внутрикабинной сигнализации из-за непрактичности обнаружения сигналов на обочине дороги на новых более высоких скоростях поездов. Во всем мире на устаревших железнодорожных линиях по-прежнему наблюдается ограниченное применение сигнализации в кабинах за пределами районов с высокой плотностью движения или пригородных железных дорог, и во многих случаях этому препятствует использование более старой технологии периодической автоматической остановки поездов .
В Северной Америке система кодированных рельсовых цепей, разработанная Пенсильванской железной дорогой (PRR) и Union Switch & Signal (US&S), стала де-факто национальным стандартом. Варианты этой системы также используются во многих системах скоростного транспорта и образуют основу для нескольких международных систем сигнализации такси, таких как CAWS в Ирландии, BACC в Италии, ALSN в России и сигнализация Shinkansen первого поколения, разработанная Японскими национальными железными дорогами ( JNR ). .
В Европе и других странах мира стандарты сигнализации для кабины разрабатывались для каждой страны с ограниченной функциональной совместимостью, однако новые технологии, такие как Европейская система управления железнодорожным движением ( ERTMS ), направлены на улучшение взаимодействия. Компонент управления поездом ERTMS, называемый Европейской системой управления поездом ( ETCS ), представляет собой функциональную спецификацию, которая включает в себя некоторые из бывших национальных стандартов и позволяет им полностью взаимодействовать с некоторыми модификациями.
Типы сигналов кабины [ править ]
Все системы сигнализации в кабине должны иметь постоянную индикацию в кабине, чтобы информировать водителя о состоянии пути впереди; однако они делятся на две основные категории. Прерывистые сигналы кабины обновляются в отдельных точках вдоль железнодорожной линии, и между этими точками на дисплее будет отображаться информация из последнего обновления. Непрерывные сигналы кабины получают непрерывный поток информации о состоянии пути впереди и могут в любой момент изменить индикацию кабины, чтобы отразить любые обновления. Большинство систем сигнализации кабины, в том числе те, которые используют кодированные рельсовые цепи, являются непрерывными.
Прерывистый [ править ]
Немецкая Indusi и голландская ATB-NG попадают в эту категорию. Эти и другие подобные системы постоянно напоминают водителям об условиях гусеницы впереди, но обновляются только в отдельных точках. Это может привести к ситуациям, когда информация, отображаемая водителю, устарела. Системы прерывистой сигнализации в кабине функционально совпадают со многими другими системами защиты поездов, такими как остановки движения, но различие в том, что водитель или автоматическая операционная система постоянно ссылается на последнее полученное обновление.
Непрерывный [ править ]
Непрерывные системы имеют дополнительное преимущество отказоустойчивого поведения в случае, если поезд перестает получать непрерывное событие, на которое полагается сигнальная система кабины. Ранние системы использовали рельсы или петлевые проводники, проложенные вдоль пути, чтобы обеспечить непрерывную связь между придорожными сигнальными системами и поездом. [2] Эти системы обеспечивали передачу большего количества информации, чем это было обычно возможно в современных прерывистых системах, и это то, что позволяло отображать миниатюрный сигнал водителю; отсюда и термин «сигнализация кабины». Непрерывные системы также легче соединяются с автоматическим управлением поездом. технология, которая может применять ограничения скорости на основе информации, полученной через систему сигнализации, потому что непрерывные сигналы кабины могут измениться в любое время, чтобы быть более или менее ограничивающими, обеспечивая более эффективную работу, чем прерывистые системы УВД.
Передача информации [ править ]
Сигналы кабины требуют средств передачи информации на поезд. Есть несколько основных методов передачи этой информации.
Электрический или магнитный [ править ]
Это популярно для ранних периодических систем, в которых для обозначения опасного состояния использовалось наличие магнитного поля или электрического тока. [3] Автоматическая система предупреждения британских железных дорог (AWS) является примером сигнальной системы кабины с двумя индикаторами, передающей информацию с помощью магнитного поля.
Индуктивный [ править ]
Индуктивные системы - это бесконтактные системы, которые для передачи сообщения полагаются не только на присутствие или отсутствие магнитного поля. Индуктивные системы обычно требуют установки маяка или индукционной петли на каждом сигнале и в других промежуточных точках. Индуктивная катушка использует изменяющееся магнитное поле для передачи сообщений поезду. Обычно частоте импульсов в индукционной катушке приписываются разные значения. Индуктивные системы непрерывного действия могут быть созданы с использованием ходовых рельсов как одного длинного настроенного индуктивного контура.
Примеры периодических индуктивных систем включают немецкую систему Indusi . Непрерывные индукционные системы включают двухэлементную систему автоматического управления поездом General Railway Signal Company, установленную на Чикагской и Северо-Западной железной дороге .
Кодированные рельсовые цепи [ править ]
Система на основе кодированной рельсовой цепи - это, по сути, индуктивная система, в которой бегущие рельсы используются в качестве передатчика информации. Кодированные рельсовые цепи служат двойному назначению: выполнять функции обнаружения поезда и непрерывности рельсов в стандартной рельсовой цепи и непрерывно передавать указатели сигналов на поезд. Системы кодированных рельсовых цепей устраняют необходимость в специализированных радиомаяках.
Примеры кодированных систем рельсовой цепи включают в себя стандартную систему Пенсильвания железной дороги , разновидность которого была использована на метро Лондона линии Victoria , [4] Позже, звуковой частоты системы (AF) , рельсовой цепи в конце концов пришел , чтобы заменить «власть» частот системы в быстрой транзитные приложения как более высокие частоты сигналов могут само- затухает уменьшая потребность в изолированных рельсовых стыках. Некоторые из первых пользователей систем кабины AF включают Вашингтон Метро и Bay Area Rapid Transit . В последнее время предпочтение стали отдавать цифровые системы, передающие информацию о скорости поездам с помощью дейтаграмм.вместо простых кодов. Французский TVM использует ходовые рельсы для передачи цифровой сигнальной информации, а немецкая LZB- система использует вспомогательные провода, протянутые по центру пути, для непрерывной передачи сигнальной информации.
Транспондер [ править ]
В системах на основе транспондеров используются фиксированные антенные петли или маяки (называемые бизами ), которые передают дейтаграммы или другую информацию поезду, когда он проходит через служебные данные. Подобно системам с прерывистой индукцией, сигнализация кабины на основе транспондера передает больше информации, а также может получать информацию от поезда, чтобы помочь в управлении движением. Низкая стоимость петель и маяков позволяет использовать большее количество информационных точек, что могло быть возможно в более старых системах, а также более детализированную сигнальную информацию. Британская автоматическая защита поездов была одним из примеров этой технологии наряду с более поздней голландской ATB-NG.
Беспроводная связь [ править ]
Беспроводные системы сигнализации в кабине обходятся без всякой инфраструктуры связи на рельсах и вместо этого полагаются на фиксированные беспроводные передатчики для отправки информации о поездах. Этот метод наиболее тесно связан с управлением поездом на основе коммуникаций . Эта система используется на уровнях 2 и 3 ETCS , как и в ряде других разрабатываемых систем сигнализации для кабины.
Дисплей в кабине [ править ]
Блок дисплея кабины (CDU) (также называемый интерфейсом машиниста-машиниста (DMI) в стандарте ERTMS ) представляет собой интерфейс между машинистом поезда и системой сигнализации в кабине. Ранние CDU отображали простые предупреждающие знаки или изображения придорожных железнодорожных сигналов. Позже многие железные дороги и системы скоростного транспорта отказались от миниатюрных сигналов в кабине в пользу указания скорости, с которой оператору разрешалось двигаться. Обычно это происходило в сочетании с какой-то системой контроля скорости движения поездов, где операторам становится более важным управлять поездами на определенных скоростях, а не принимать решения на основе сигналов. Одним из распространенных нововведений стала интеграция спидометра.и отображение сигнала кабины, совмещающего допустимую скорость с текущей скоростью. Цифровые системы сигнализации кабины, которые используют дейтаграммы с информацией о «расстоянии до цели», могут использовать простые дисплеи, которые просто информируют водителя, когда они приближаются к штрафу за скорость или вызывают штраф за скорость, или более сложные, которые показывают движущийся график минимума кривые торможения позволили достичь заданной скорости.
CDU также информируют оператора, в каком режиме система может находиться, если таковые имеются, и активна ли она вообще. CDU также могут быть интегрированы в систему оповещения, обеспечивая обратный отсчет до штрафа за внимательность или средство для отмены сигнала тревоги.
Системы сигнализации кабины в Соединенных Штатах [ править ]
Кабина сигнализации в Соединенных Штатах была обусловлена 1922 правящим в Межгосударственной комиссии Commerce (ICC) , которая требует 49 железных дорог , чтобы установить некоторую форму автоматического управления движением поездов в одном полном пассажирском делении на 1925. [5] В то время как нескольких крупных железных дорог, в том числе В Санта-Фе и Нью-Йорк Сентрал выполнили требование, установив устройства прерывистой индуктивной остановки поездов, PRR увидела возможность повысить эффективность работы и установила первые системы непрерывной сигнализации кабины, в конечном итоге остановившись на технологии сигнализации кабины с импульсным кодом, поставляемой Union Switch and Signal. .
В ответ на инициативу PRR ICC потребовал, чтобы некоторые другие крупные железные дороги страны оборудовали по крайней мере одно подразделение технологией непрерывного сигнала кабины в качестве теста для сравнения технологий и методов эксплуатации. Пострадавшие железные дороги проявили меньший энтузиазм, и многие предпочли оборудовать один из своих более изолированных или менее загруженных маршрутов, чтобы минимизировать количество локомотивов, которые нужно оборудовать аппаратом.
Несколько железных дорог выбрали систему индукционной петли, отвергнутую PRR. Эти железные дороги включали Центральную железную дорогу Нью-Джерси (установленную на ее Южном отделении), Редингскую железную дорогу (установленную на ее главной линии железной дороги Атлантик-Сити ), Центральный Нью-Йорк и Восточное побережье Флориды . [6] И Чикаго, и Северо-Западный, и Центральный Иллинойс использовали двухаспектную систему на отдельных пригородных линиях около Чикаго. Сигналы из кабины будут отображать аспекты «Очистить» или «Ограничить». CNW пошла дальше и устранила обочинные промежуточные сигналы на участке пути между Элмхерстом и Западным Чикаго, требуя, чтобы поезда двигались исключительно на основе сигналов кабины с двумя аспектами. ВВ Чикаго, Милуоки, Сент-Пол и Пасифик Рейлроуд к 1935 году работала трехэлементная система между Портиджем, Висконсин и Миннеаполисом, Миннесота . [7]
Поскольку система Пенсильванской железной дороги была единственной, принятой в больших масштабах, она стала де-факто национальным стандартом, и большинство систем сигналов такси в нынешнюю эпоху были именно этого типа. В последнее время появилось несколько новых типов сигнализации в кабине, в которых используются коммуникационные технологии для снижения стоимости оборудования на обочине дороги или в дополнение к существующим сигнальным технологиям для обеспечения соблюдения ограничений скорости и абсолютных остановок, а также для реагирования на неисправности или вторжения на переездах.
Первой из них была система контроля скорости (SES), которую компания New Jersey Transit использовала на своей линии Pascack Valley Line с низкой плотностью движения в качестве пилотной программы с использованием специального парка из 13 локомотивов GP40PH-2 . SES использовала систему радиомаяков-транспондеров, прикрепленных к сигналам обочины, чтобы обеспечить скорость сигнала. Бригады двигателей не любили SES из-за ее привычки немедленно вызывать штрафные тормоза, не подавая предварительно сигнал о превышении скорости и не давая механику возможности снизить скорость. SES находится в процессе удаления из этой строки и заменяется CSS.
Amtrak использует Advanced Civil Speed Enforcement System (ACSES) для своего высокоскоростного железнодорожного сообщения Acela Express на NEC. [8] ACSES был наложением на существующий CSS типа PRR и использует ту же технологию транспондера SES для обеспечения как постоянных, так и временных ограничений скорости на поворотах и других географических объектах. Бортовой сигнальный блок кабины обрабатывает как импульсный код «скорость сигнала», так и ACSES «гражданская скорость», а затем применяет меньшее из двух. ACSES также обеспечивает положительную остановку при абсолютных сигналах, которые могут быть выпущены с помощью кода, предоставленного диспетчером, который передается от остановленного локомотива по радиоканалу передачи данных. Позже она была изменена на более простую кнопку «стоп-релиз» на сигнальном индикаторе в кабине.
Ссылки [ править ]
- ↑ Элементы железнодорожной сигнализации , Общий железнодорожный сигнал (июнь 1979 г.)
- ^ "Заказ NTIS № PB-254738 - Автоматическое управление поездами на скоростных железных дорогах" (PDF) . Офис оценки технологий Конгресса США. Май 1976 г.
- ^ Железнодорожная сигнализация - Руководство по современной сигнальной технологии, Институт инженеров железнодорожной связи. Опубликовано в 1980 г.
- ^ "Автоматическая эксплуатация поезда на линии Виктория" . Tubeprune . 2003-03-15 . Проверено 13 марта 2008 .
- ^ Эксплуатационная безопасность железных дорог, статус и потребности в исследованиях (PDF) (Циркуляр по исследованиям в области транспорта E-C085, ред.), Совет по исследованиям в области транспорта Национальных академий (США), январь 2006 г., стр. 27 , проверено 13 апреля 2008 г.
- ^ "Аспекты сигнала Восточного побережья Флориды" . www.railroadsignals.us . Дата обращения 4 июня 2020 .
- ^ «Steam по-прежнему правит рельсами» . Популярная механика . 64 (4): 512–513. Октябрь 1935 . Проверено 11 февраля 2010 .
- ↑ Федеральное управление железных дорог США (20 февраля 2009 г.). «Обзор положительного управления поездом» . Архивировано из оригинала на 2010-02-19 . Проверено 5 октября 2010 .
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с сигнализацией кабины на Викискладе?
