Система блокировки сигнализации

Системы блокировки сигнализации обеспечивают безопасную и эффективную работу железных дорог , предотвращая столкновения поездов. Основной принцип заключается в том, что трек разбивается на ряд разделов или «блоков». Одновременно блок может занимать только один поезд. ^{[ 1 ]} а размеры блоков позволяют поезду остановиться внутри них. ^{[ 2 ]} Это гарантирует, что поезд всегда успеет остановиться, прежде чем окажется в опасной близости от другого поезда на той же линии. Блочная система называется в Великобритании методом работы , в США — методом работы , а в Австралии — безопасным трудом .

система сигналов В большинстве ситуаций для контроля прохождения поездов между блоками используется . Когда поезд входит в блок, сигналы на обоих концах меняются, указывая на то, что блок занят, обычно с использованием красных ламп или индикаторных флажков. Когда поезд впервые въезжает в блок, задняя часть того же поезда еще не покинула предыдущий блок, поэтому оба блока помечаются как занятые. Это гарантирует, что на каждом конце поезда, который помечен как занятый, будет чуть меньше одного блока длиной, поэтому у любого другого поезда, приближающегося к этому участку, будет достаточно места, чтобы вовремя остановиться, даже если первый поезд остановился на путях. Ранее занятый блок будет помечен как незанятый только тогда, когда конец поезда полностью покинет его, оставив весь блок свободным.

Блочные системы имеют тот недостаток, что они ограничивают количество поездов на определенном маршруте до значения, меньшего, чем количество блоков. Поскольку маршрут имеет фиксированную длину, увеличение количества поездов требует создания большего количества блоков, а это означает, что блоки становятся короче, и поездам приходится двигаться с более низкой скоростью, чтобы безопасно остановиться. ^{[ а ]} В результате количество и размер блоков тесно связаны с общей пропускной способностью маршрута и не могут быть легко изменены, поскольку потребуются дорогостоящие изменения сигналов вдоль линии.

Блочные системы используются для управления поездами между станциями и станциями, но обычно не внутри станций, где используется какой-либо другой метод. Любая блочная система определяется связанным с ней физическим оборудованием и применением соответствующего набора правил. Некоторые системы предполагают использование сигналов , а другие — нет. Некоторые системы специально разработаны для однопутных железных дорог, на которых существует опасность как лобового, так и заднего столкновения, в отличие от двухпутных , на которых основная опасность заключается в наездах сзади.

Основная концепция

Основной проблемой управления поездом является невозможность изменения курса и относительно большой тормозной путь груженого поезда. Часто это намного дольше, чем зрение оператора, особенно ночью или в плохую погоду. Расстояния настолько велики, что местный рельеф может затруднить наблюдение за идущими впереди поездами, и даже прокладка рельсов, поворотов и т. д. может затруднить даже определение того, где искать другой поезд.

Это приводит к тому, что поезд может сломаться на путях, и следующий поезд неожиданно наткнется на него при повороте или вдруг увидит его задний сигнальный фонарь. В таких ситуациях поезду не хватит места, чтобы остановиться до столкновения. Это известно как «критерий кирпичной стены». Даже в случае двух полностью работающих поездов разница в скорости может быть настолько велика, что более быстрый поезд может не успеть замедлиться, чтобы соответствовать скорости идущего впереди, прежде чем он врежется в него.

Блоки позволяют избежать этих проблем, обеспечивая определенное минимальное расстояние между поездами, расстояние, которое устанавливается для того, чтобы любой поезд, движущийся в пределах скорости и нагрузки, имел время остановиться, прежде чем достигнет поезда, идущего впереди него. Существует множество способов реализации такой системы.

Блокировать методы сигнализации

Строгий график работы

Большинство железнодорожных маршрутов имеют своеобразную блочную планировку, присущую планировке железнодорожных станций . Это обеспечивает возможность реализации набора блоков с использованием ручной сигнализации на основе этих мест. В этом случае оператор станции ставит флажок, указывающий, что поезд только что покинул станцию, и снимает его только через определенное время.

Поезда ходят по строгому расписанию и поэтому не могут покинуть станцию до назначенного времени и до тех пор, пока не прибудут другие поезда, которые они должны были встретить на этой станции. Если один поезд задерживается, то задерживаются все поезда, которые должны встретиться с ним. Это может быстро привести к тому, что будут затронуты все поезда на железной дороге.

Этот метод не разрешен к использованию на многих железнодорожных системах с интенсивным движением транспорта, поскольку он потенциально небезопасен и крайне неэффективен.

Расписание и заказ поездов

Популярная на однопутных линиях в Северной Америке вплоть до 1980-х годов система заказа поездов представляла собой не столько блоковую систему, сколько систему определения того, какие поезда будут иметь право проезда, когда движение поездов вступит в конфликт. Поезда будут использовать заранее определенный план работы, известный как расписание, в котором будут использоваться фиксированные места прохождения, часто называемые станциями. Поправки к оперативному плану будут поступать от диспетчера поездов в виде приказов на поезда, передаваемых поездам через посредников, известных как агенты или операторы на станциях заказа поездов.

Этот метод в настоящее время не разрешен для использования в Великобритании. Подобная система, известная как «Телеграф и порядок пересечения» , использовалась в 19 веке, но после трех серьезных лобовых столкновений в 1870-х годах ( Менхениот , Корнуоллская железная дорога, 1873 г.; Торп , Великая Восточная железная дорога, 1874 г.; Рэдсток , Сомерсет и Дорсет) . Железная дорога, 1876 г.) его использование было осуждено.

В Северной Америке система заказа поездов часто внедрялась поверх других блочных систем, когда эти блочные системы необходимо было заменить. Например, там, где была реализована ручная или автоматическая блокировка, приказы поездам будут использоваться для разрешения движения в занятые блоки против течения движения или там, где течение движения не установлено.

Один поезд работает

Работает один поезд (с поездным персоналом)

Если однопутная ветка является тупиком с простым маршрутным поездом, то достаточно одного жетона. Машинист любого поезда, въезжающего на ветку (или занимающего любую ее часть), должен иметь жетон, и столкновение с другим поездом невозможно. Для удобства передачи из рук в руки жетон часто имел форму посоха, обычно длиной 800 мм и диаметром 40 мм и именуемый поездным посохом . Такой посох может представлять собой деревянный посох с латунной табличкой с указанием участка линии, на котором он действителен, или может иметь форму ключа.

В британской терминологии этот метод работы изначально назывался One Engine in Steam (OES) .

Работает один поезд (без поездного персонала)

Современный вариант системы One Train Working работает без участия поездного персонала. На этих линиях разрешение контролируемого сигнала входа в ветку является единственным правом машиниста въехать в ветку, и как только поезд проедет этот сигнал, блокировка будет удерживать его в состоянии «опасности» (и сигнал не может быть снят в следующий раз). до тех пор, пока служебный поезд ветки на обратном пути не будет последовательно эксплуатировать две железнодорожные цепи в начале ветки. Постоянное обнаружение поездов на ветке не требуется. Безопасность обеспечивается схемой блокировки, и в случае выхода из строя рельсовой цепи необходимо вводить специальные аварийные работы лоцмана.

Блок токенов

Право на занятие блока обеспечивается физическим владением жетоном персоналом поезда, полученным таким образом, чтобы гарантировать, что только один поезд одновременно находится на участке пути.

Рядовой состав поездов (ОТС)

Машинист, приближающийся к однопутному участку, получит жетон и использует его как разрешение на въезд в блок-участок. Он сдаст жетон на другом конце секции. Это вызывало проблемы, если за одним поездом должен был следовать другой в том же направлении, поскольку персонал не находился на правильном конце после первого поезда.

Обычный состав поезда и билет (ОТСТ) или (ОТС&Т)

Поэтому был расширен штат обычного поезда (ОТС): если за одним поездом должен был следовать другой в том же направлении, машинисту первого поезда требовалось показать жетон, но не завладеть им (теоретически он должен был физически прикоснуться к жетону, но это строго не соблюдалось). Ему было дано письменное разрешение на вход в однолинейную секцию, называемую билетом . Затем он мог продолжить путь, сдав билет на другом конце участка, и второй поезд мог следовать за персоналом.

Персонал электропоезда (ЕТС)

Они были двух размеров: большие и миниатюрные.

Ручная система блокировки

Право занять блок передается поездам с помощью придорожных сигналов, которыми вручную управляют операторы, следуя различным процедурам для связи с другими блок-станциями для обеспечения разделения поездов.

Телеграфный блок

Используется на нескольких участках пути, при этом движение поездов из одного пункта в другой контролируется приборами, соединенными телеграфными проводами. В простейшем случае с тремя сигнальными будками на участке пути без развязок в центральную из трех будок поступит запрос на прием поезда, сигнальщик выставит соответствующие точки (стрелки) и сигналы и прием сигналов, а затем запросите прием у следующего сигнального ящика на линии. Когда поезд проедет, сигналы позади него снова будут переведены на опасность, и сигнальщик сообщит следующему сигнальному блоку, когда поезд покинул участок. Эти сообщения передаются телеграфными приборами с клавишей, при нажатии которой звучит звонок в удаленной сигнальной будке. Такие системы, как сигнализация абсолютной блокировки , были разработаны в девятнадцатом веке и до сих пор широко используются в Великобритании и Австралии. ^{[ 3 ]}

Телефонный блок

В этой системе занятие данного участка пути между двумя станциями согласовывается между начальниками станций по телефону. Для большей безопасности могут быть дополнительные уровни защиты; например, регулирующий пост с контролирующими полномочиями, подключенными ко всем станциям линии; расписание (Португалия); и/или компьютерная помощь (Франция).

Португалия, Испания и Франция до сих пор используют эту систему, по крайней мере, на некоторых основных линиях, хотя общая длина путей, регулируемых этой системой, быстро сокращается из-за ее трудоемкости и присущей ей кажущейся недостаточной безопасности, поскольку она полагается в первую очередь на человеческое общение. (иногда с участием не только двух начальников станций на каждом конце квартала) и простых железнодорожных узлов на станциях.

В Португалии телефонный блок был основной системой безопасности национальной железнодорожной сети до середины 1990-х годов из-за нехватки ресурсов. Таким образом, он эволюционировал, чтобы попытаться обеспечить несколько уровней безопасности на загруженных однопутных линиях с различными типами поездов, хотя и за счет большого количества персонала. В португальской системе, хотя ответственность за движение поездов на основных линиях лежит исключительно на станциях этих линий, регулирующий пост контролирует их и в случае разногласий дает станциям инструкции относительно того, как следует организовать движение. С другой стороны, в расписании каждого поезда указаны все взаимодействия с другими поездами (например, пересечение с другими поездами; поезда, которые они обгоняют; поезда, которые их обгоняют), четко обозначенные на станциях, на которых должно происходить такое взаимодействие. О любых отклонениях от этого, возникающих, например, из-за задержек или дополнительных поездов, необходимо сообщать поездным бригадам в письменной форме. Несмотря на общепринятую практику, согласно которой при пересечении двух поездов они оба останавливаются на ближайшей станции, эта система обеспечивает хорошую среднюю скорость для скорых поездов, аналогичную скорости на линии автоматической сигнализации. Однако, если возникают незначительные задержки, а затем их количество увеличивается, могут возникнуть более длительные задержки, поскольку активируется дополнительный режим безопасности системы (т.е. трудоемкий процесс обновления инструкций по движению поездов с учетом измененной схемы переездов). Таких задержек не произойдет, по крайней мере по той же причине, на линии автоматической сигнализации.

В общем, система требует, чтобы блок был закрыт; то есть разрешение должно быть получено до того, как поезду будет разрешено въехать в блок на одной станции по пути на другую. Однако во Франции на нескольких путях блок обычно открыт на однонаправленных участках пути. То есть после того, как станция подтвердит, что предыдущий поезд покинул блок, следующий поезд, следующий в том же направлении, может немедленно войти в блок, при этом начальник станции на входной станции информирует выходную станцию о времени въезда поезда в блок. блокировать.

Безтокеновый блок

Это система для использования на однопутных железных дорогах, которая не требует ни использования жетонов, ни обеспечения непрерывного обнаружения поездов на участке. Сигнализация устроена таким образом, что управляющие сигналы позволяют одновременно выехать на линию только одному поезду. Сигнальщик в дальнем конце участка должен визуально проверить, что весь поезд покинул участок и не разделился, подтвердив, что поезд «укомплектован задним фонарем». ^{[ 4 ]}

Автоматическая сигнализация блокировки

Автоматическая сигнализация блокировки использует серию автоматических сигналов, обычно огней или флажков, которые меняют свое отображение или внешний вид в зависимости от движения поездов мимо датчика. Это, безусловно, самый распространенный тип блочной системы по состоянию на 2018 год. ^[update], используется практически на всех типах железных дорог, от систем скоростного транспорта до железнодорожных магистралей. Существует большое разнообразие систем и еще большее разнообразие сигналов, но все они работают примерно одинаково.

Как и системы ручной блокировки, описанные выше, автоматические системы делят маршрут на фиксированные блоки. В конце каждого блока установлен набор сигналов, а также путевой датчик. Когда поезд проходит мимо датчика, срабатывают сигналы, отображающие аспект «блок занят» на сигналах на обоих концах этого блока. В большинстве систем сигналы не возвращаются сразу к состоянию «пустой блок», когда поезд уходит, вместо этого существует своего рода механическая задержка, которая сохраняет аспект занятости блока или, что чаще, представляет аспект «действовать с осторожностью».

Перемещение блоков

С точки зрения обеспечения безопасности, реальным фактором является тормозной путь данного поезда и расстояние, на котором он может обнаружить другой поезд. Блоки на самом деле не реализуют эту концепцию, они реализуют систему сигнализации, которая гарантирует, что у поезда с худшей производительностью на линии будет достаточно времени, чтобы остановиться. Это означает, что любой поезд с лучшими тормозными характеристиками вынужден двигаться со скоростью ниже максимальной, если только все поезда на определенной линии не одинаковы.

Ключевая проблема заключается в том, что данный поезд не может безопасно увидеть другой поезд и вовремя остановиться. Однако это не относится к поездам, оборудованным какой-либо системой межпоездной связи. В этом случае любой поезд может держаться на безопасном расстоянии от других поездов без необходимости использования фиксированных блоков. Эти системы подвижных блоков стали популярными с тех пор, как в 1970-х годах впервые появилась необходимая технология.

В таких системах любой поезд на маршруте может прослушивать сигналы всех других поездов, а затем двигаться таким образом, чтобы обеспечить достаточное расстояние для остановки. В ранних системах движущихся блоков использовался трос, натянутый вдоль железнодорожной линии. Поезда будут использовать магнитную индуктивность для подачи сигналов на линию, указывающих их местоположение. Кабель также может определять это местоположение различными способами, которые могут быть обнаружены датчиком в поезде. Более современные системы могут использовать внешние системы определения местоположения, такие как глобальная система позиционирования или путевые указатели, и отправлять данные между поездами с использованием различных методов радиосвязи.

Преимущество систем с подвижными блоками заключается в том, что на линии нет фиксированного количества поездов, поскольку нет фиксированных блоков. Это может значительно повысить пропускную способность маршрутов, как видно на примере Джубили-линии и Северной линии лондонского метрополитена , где модернизация к Летним Олимпийским играм 2012 года увеличила пропускную способность примерно на 50%. ^{[ 5 ]}

История

Первое использование блочной обработки произошло, вероятно, в 1839 году, когда телеграф Кука и Уитстона был установлен в туннеле Клэй-Кросс железной дороги Норт -Мидленд . Телеграфные приборы были заменены в 1841 году на специальные, предназначенные для работы блоков. В 1842 году Уильям Фотергилл Кук , построивший систему Клэй-Кросс, опубликовал «Телеграфные железные дороги или однолинейная линия» , в которой предложил блочную работу для общего пользования как более безопасный способ работы на одиночных линиях . Раньше разделение поездов основывалось только на строгом расписании, которое не могло учитывать непредвиденные события. ^{[ 6 ]} В 1898 году Мартин Бода описал теорию переключения для блочных систем. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

См. также

Примечания

^ Это при условии, что сами поезда не меняются. Противоположным примером является усовершенствованный пассажирский поезд , который был специально разработан с мощными тормозами для работы на высокой скорости в рамках относительно низкоскоростной блочной схемы.

Ссылки

^ Хинсон 2020 , Блочная система: 1: Основные принципы.
^ Киченсайд и Уильямс 2008 , стр. 73–88.
^ «Вестник». Историческое общество австралийских железных дорог. Март 1961 г., стр. 43–51.
^ «Стандарт железнодорожной группы GK/RT0051» (PDF) . RGSOnline.co.uk . п. Д1. Архивировано из оригинала (PDF) 20 ноября 2008 г.
^ Милиус, Эндрю (9 октября 2003 г.). «Сигналы движущегося блока наконец-то пошли на Юбилейную линию» . Новый инженер-строитель .
^ Киев, Джеффри Л., Электрический телеграф: социальная и экономическая история , стр. 33–34, Дэвид и Чарльз, 1973. OCLC 655205099 .
^ Бода, Мартин (1898). «Теория переключения блочных систем». Орган технического прогресса железнодорожной системы - специализированный журнал Ассоциации железных дорог Германии (на немецком языке). Новая серия XXXV (1-7). Висбаден, Германия: Verlag CW Kreidel: 1–7, 29–34, 49–53, 71–75, 91–95, 111–115, 133–138. [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] (Примечание. Эта серия из семи статей была переиздана в 91-страничной книге в 1899 году с предисловием Георга Баркхаузена [ де ] .)
^ Клир, Георгий Иржи (май 1972 г.). «Справочные обозначения к главе 1». Введение в методологию коммутационных цепей (1-е изд.). Бингемтон, Нью-Йорк, США: Litton Educational Publishing, Inc. / Компания Д. ван Ностранд . п. 19. ISBN 0-442-24463-0 . LCCN 72-181095 . C4463-000-3. (xvi+573+1 стр.)

Источники

Хинсон, Джон (2020). «Сигнальная будка» .
Киченсайд, Джеффри; Уильямс, Алан (2008). Два века железнодорожной сигнализации (2-е исправленное изд.). Оксфордская издательская компания. ISBN 978-0-86093-672-5 .
Ваннс, Майкл А. (2012). «Революция сигнализации 1870-х годов». Сигнализация в эпоху Steam . abc (2-е изд.). Хершам, Суррей, Великобритания: Ян Аллан. ISBN 978-0-7110-3536-2 .

[3] Это при условии, что сами поезда не меняются. Противоположным примером является усовершенствованный пассажирский поезд , который был специально разработан с мощными тормозами для работы на высокой скорости в рамках относительно низкоскоростной блочной схемы.

[FOOTNOTEHinson2020The_Block_System:_1:_Basic_Principles-1] Хинсон 2020 , Блочная система: 1: Основные принципы.

[FOOTNOTEKichensideWilliams200873–88-2] Киченсайд и Уильямс 2008 , стр. 73–88.

[ARHS_1961-4] «Вестник». Историческое общество австралийских железных дорог. Март 1961 г., стр. 43–51.

[RGS-5] «Стандарт железнодорожной группы GK/RT0051» (PDF) . RGSOnline.co.uk . п. Д1. Архивировано из оригинала (PDF) 20 ноября 2008 г.

[Mylius_2003-6] Милиус, Эндрю (9 октября 2003 г.). «Сигналы движущегося блока наконец-то пошли на Юбилейную линию» . Новый инженер-строитель .

[7] Киев, Джеффри Л., Электрический телеграф: социальная и экономическая история , стр. 33–34, Дэвид и Чарльз, 1973. OCLC 655205099 .

[Boda_1898-8] Бода, Мартин (1898). «Теория переключения блочных систем». Орган технического прогресса железнодорожной системы - специализированный журнал Ассоциации железных дорог Германии (на немецком языке). Новая серия XXXV (1-7). Висбаден, Германия: Verlag CW Kreidel: 1–7, 29–34, 49–53, 71–75, 91–95, 111–115, 133–138. [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] (Примечание. Эта серия из семи статей была переиздана в 91-страничной книге в 1899 году с предисловием Георга Баркхаузена [ де ] .)

[Klir_1972-9] Клир, Георгий Иржи (май 1972 г.). «Справочные обозначения к главе 1». Введение в методологию коммутационных цепей (1-е изд.). Бингемтон, Нью-Йорк, США: Litton Educational Publishing, Inc. / Компания Д. ван Ностранд . п. 19. ISBN 0-442-24463-0 . LCCN 72-181095 . C4463-000-3. (xvi+573+1 стр.)

[ 1 ]

[ 2 ]

[ а ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

v т и Железнодорожная сигнализация
Block systems	Absolute block signalling Automatic block signaling Centralized traffic control Communications-based train control Direct traffic control European Train Control System Moving block Radio Electronic Token Block Token Track Warrant Control Train order operation
Signalling control	Block post Integrated Electronic Control Centre Interlocking Lever frame Rail operating centre Solid State Interlocking Westlock Interlocking
Signals	Application of railway signals Cab signalling North American railroad signals Railway semaphore signal
Train detection	Axle counter Track circuit Track circuit interrupter Treadle
Train protection	Advanced Civil Speed Enforcement System ALSN ASFA ATACS Automatic train control Automatic train operation Automatic train protection Automatic Train Protection (United Kingdom) Automatic train stop Automatic Warning System Automatische treinbeïnvloeding Balise Catch points Chinese Train Control System Cityflo 650 CBTC Continuous Automatic Warning System Contrôle de vitesse par balises EBICAB IIATS Integra-Signum Interoperable Communications Based Signaling Crocodile Linienzugbeeinflussung Positive Train Control Pulse code cab signaling Punktförmige Zugbeeinflussung RS4 Codici SelTrac Sistema Controllo Marcia Treno SACEM Slide fence Train automatic stopping controller Train Protection & Warning System Train stop Trainguard MT Transmission balise-locomotive Transmission Voie-Machine
Crossing signals	Level crossing signals Crossbuck Wigwag E-signal Wayside horn
Manufacturers	Adtranz Alstom AŽD Praha Federal General Electric GRS Griswold Hall Hitachi Magnetic Progress Rail Safetran Saxby Siemens Smith and Yardley Thales Union Switch Westinghouse Brake & Signal Westinghouse Rail Systems
Organisations	AAR AREMA ERA FRA HMRI IRSE Transport Canada UIC
By country	Australia Bavaria Belgium Canada China Finland France Germany Greece Italy Japan Netherlands New Zealand North America Norway Poland Sweden Switzerland Thailand United Kingdom