Система защиты и предупреждения поездов ( TPWS ) - это система защиты поездов, используемая в двух магистральных пассажирских железнодорожных сетях Великобритании и в Виктории , Австралия. [1]
Совет по безопасности и стандартам на железнодорожном транспорте Великобритании дает следующее 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
- слишком быстро приблизился к снижению допустимой скорости
- 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, который активируется, 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 + устанавливается с третьим передатчиком дальше позади сигнала, повышая 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 последовательно), TPWS может быть полностью эффективным на любой реальной скорости. [3]
TPWS - это не то же самое, что остановки поездов, 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 компанией British Rail и ее преемником Railtrack как развитие автоматической системы предупреждения после решения 1994 года о том, что установка полной автоматической системы защиты поездов по всей стране нецелесообразна. [4] Пробные установки рельсового и железнодорожного оборудования были произведены в 1997 году, испытания и разработки продолжаются 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 нескольких местах. [4] Однако в марте 2001 г. в отчете «Совместное расследование систем защиты поездов» было обнаружено, что TPWS имеет ряд ограничений и, хотя он обеспечивает относительно дешевую временную остановку до широкомасштабного внедрения ATP и ERTMS, [4 ] ничто не должно препятствовать установке гораздо более совершенной европейской системы управления поездом . [5]
Как это работает
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 задействует аварийный тормоз поезда . Когда приемник TPWS поезда проходит первый цикл, таймер начинает обратный отсчет. Если второй цикл пройден до того, как таймер достигнет 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 являются сквозными и, таким образом, инициируют торможение поезда, который собирается передать сигнал при опасности, независимо от скорости.
Беговое оборудование
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 в опасности, петли будут под напряжением. Если сигнал чистый, 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» излучает частоту 64,25 кГц . 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 в том случае, 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 вспомогательный сигнал, связанный с основным сигналом аспекта, очищается для маневрирования, контуры TSS обесточиваются, но контуры 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. Чтобы удовлетворить эту ситуацию, один сигнал будет назначен «нормальным направлением» и оснащен оборудованием «ND». Другой сигнал будет назначен в «противоположном направлении» 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 синюю цветовую кодировку.
Оборудование на поезде
Каждый тяговый агрегат оснащен: [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 превышает «заданную скорость» поезда, инициируется экстренное торможение. Если поезд движется медленнее, чем заданная скорость TPWS, но затем передает сигнал при опасности, антенна получит сигнал от запитанных контуров системы остановки поезда, и будет применен тормоз, чтобы остановить поезд в пределах перекрытия . Составные поезда имеют антенны на каждом конце. Транспортные средства, которые могут работать поодиночке (одновагонные DMU и локомотивы), имеют только одну антенну. Это будет либо спереди, либо сзади, в зависимости от направления движения автомобиля.
Оборудование в кабине
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 «улучшенная» версия, которая дает отдельные показания для потребности в торможении, вызванной SPAD, Overspeed или AWS. [7]
Стандартный тип состоит из двух круглых индикаторных ламп и квадратной кнопки.
Выключатель с пометкой «Блокировка остановки поезда» используется для передачи сигнала 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.
Система AWS и система TPWS взаимосвязаны, и если какая-либо из них инициировала торможение, индикаторная лампа «Требование торможения» будет мигать.
Контрольная лампа «Временная изоляция / Неисправность» будет мигать, если имеется системный сбой TPWS, или будет гореть постоянным светом, 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 целях безопасности, если они забудут это сделать, система TPWS будет восстановлена в следующий раз, когда стол водителя будет выключен, а затем снова открыт.
Использование TPWS в обеспечении безопасности персонала депо
Альтернативой использованию переключателей в системах защиты персонала депо является оснащение системы TPWS. Это оборудование защищает персонал от несанкционированных перемещений с использованием оборудования TPWS. Любое незапланированное движение приведет к тому, что поезд автоматически остановится, когда он пройдет соответствующий сигнал об опасности. Это имеет дополнительное преимущество, так как предотвращает повреждение инфраструктуры, тяги и подвижного состава, вызванное системой схода с рельсов . Первая известная установка такой системы находится в Илфорд Депо. [ необходима цитата ] Системы защиты депо, оборудованные TPWS, подходят только для мест, где автомобили въезжают и выезжают из здания технического обслуживания из ведущей кабины водителя - они не подходят для использования со свободным тренерским составом или технического обслуживания вагонов, где движение транспортных средств осуществляется с помощью маневрового локомотива (в этом случае головные машины не будут оснащены соответствующим оборудованием безопасности TPWS), а также не предотвратит въезд убегающей машины 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 буферной остановки . 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 во время его сброса, 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 триггера во втором цикле отсчета времени приведет к ложному вмешательству. В качестве временного решения водители были проинструктированы пройти OSS буферной остановки на скорости 5 миль в час, что устранило проблему, но это означало, что поезда больше не имели импульса, чтобы катиться до нормальной точки остановки, и требовали от водителей применять мощность за пределами OSS, просто небольшое расстояние от буферов, что, возможно, 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. [ необходима цитата ]
Недавние приложения в Великобритании, в сочетании с передовыми методами защиты SPAD , использовали TPWS с внешними домашними сигналами, которые защищают сходящиеся переходы с риском выше среднего за счет управления скоростью приближающегося поезда на дополнительной сигнальной секции в задней части развязки. Если это не удается, то в результате применения тормозов системой 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 того, как поезд авторитетно передает сигнал об опасности . Однако в таких случаях существуют строгие правила, регулирующие действия водителей, скорость поезда и использование TPWS.
Есть много причин, по которым от водителя может потребоваться властная передача сигнала об опасности. Сигнальщик посоветует водителю передать сигнал при опасности, действовать осторожно, быть готовым к остановке, не доходя до любого препятствия, а затем подчиняться всем остальным сигналам. Непосредственно перед движением машинист нажимает кнопку «Отмена остановки 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 расстоянии, которое он может видеть, чтобы быть свободным. 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 риску жизни по сравнению с установкой ATP, после установки AWS было очень мало смертельных случаев, которых можно было бы предотвратить, если бы вместо него был установлен ATP. Крушение рельса Саутхолл не было бы предотвращено TPWS, но могло бы быть предотвращено ATP (по иронии судьбы установлено, но не используется), но почти наверняка было бы предотвращено, если бы AWS работала. Комбинация TPWS и AWS наименее эффективна при авариях, подобных той, что произошла в Перли , когда водитель неоднократно отменял предупреждение AWS, не нажимая на тормоза, передавая сигнал опасности на высокой скорости. Однако в данном конкретном случае более низкая скорость поезда и очень эффективные тормоза EMU означали, что TPWS, вероятно, в любом случае был бы эффективным. [ необходима цитата ] Сторонники TPWS утверждают, что даже там, где он не мог предотвратить несчастные случаи из-за SPAD, он, вероятно, уменьшил бы воздействие и уменьшил или исключил бы смертельные случаи, по крайней мере, замедляя поезд. Однако вполне вероятно, что в этих случаях водитель задействовал бы экстренные тормоза задолго до датчика превышения скорости.
Используемые места
Система TPWS используется в:
- Соединенное Королевство , с АМС магнитами и с короткими перекрытиями
- Виктория , Австралия , без магнитов AWS и с перекрытиями по всей длине
С 1996 года старый вариант TPWS, называемый Вспомогательной системой предупреждения, используется на пригородной железной дороге Мумбаи в Индии на западной и центральной линиях .
Рекомендации
- ↑ Network Rail: поэтапное изменение безопасности, осуществленное вовремя и в рамках бюджета - понедельник 29 декабря 2003
- ^ «Справочник AWS и TPWS: Раздел 2.1.2« Назначение TPWS » » (pdf) . RSSB . Проверено 6 февраля 2017 .
- ^ «TPWS PLUS ОТЪЕЗЖАЕТ С ЗЕМЛИ» . Медиацентр Network Rail . Проверено 31 июля 2019 года .
- ^ а б в г «Приложение E - История системы предупреждения о защите поездов (TPWS)» (PDF) . Сигнал был пропущен при опасности, а затем на перекрестке Дидкот-Норт (22 августа 2007 г.) был почти пропущен . Ноябрь 2008 . Проверено 18 марта 2013 .
- ^ Профессор Джон Уфф, королевский адвокат ФРЕнг и достопочтенный лорд Каллен, ПК (март 2001 г.). «Совместное исследование систем защиты поездов» (PDF) . Проверено 18 марта 2013 .
- ^ а б «Справочник по AWS и TPWS, 2.2.3» (PDF) .
- ^ «Руководство по AWS и TPWS, 2.3.3 Панель управления TPWS» (PDF) . Проверено 4 октября 2017 года .
- ^ «Мастер сводов правил: модуль S5. Раздел 4.2« Передача сигнала при опасности » » (pdf) . Сеть железных дорог . Проверено 7 февраля 2017 .
Внешние ссылки
- Слайд-шоу на TPWS v1.3