Автоматическое управление поездом

Индикатор сигнализации ATC в японском стиле ATC

Автоматическое управление поездами ( ATC ) - это общий класс систем защиты поездов для железных дорог , который включает механизм управления скоростью в ответ на внешние входы. Например, система может повлиять на приложение экстренного тормоза, если драйвер не реагирует на сигнал в опасности. Системы ATC, как правило, интегрируют различные технологии сигнализации CAB , и они используют более детальные паттерны замедления вместо жестких остановок, встречающихся с более старой технологией автоматической остановки (ATS). УВД также может использоваться с автоматической эксплуатацией поезда (ATO) и обычно считается критически важной частью железнодорожной системы.

Со временем было множество различных систем безопасности, называемых «автоматическим управлением поездами». Первый экспериментальный аппарат был установлен на линии филиала Хенли в январе 1906 года Великой Западной железной дорогой , Хотя теперь это будет упоминаться как автоматическая система предупреждения (AWS), потому что драйвер сохранил полную команду торможения. Термин особенно распространен в Японии , где ATC используется на всех линиях Shinkansen (Bullet Train), а также на некоторых обычных рельсах и метро, ​​в качестве замены для ATS.

Африка

Египет

В отчете о несчастном случае для аварии Qalyoub 2006 года упоминается система УВД.

ЮАР

В 2017 году Huawei заключил контракт на установку GSM-R для предоставления услуг связи автоматическим системам защиты поездов.

Азия

Япония

Tokyu Corporation Train с индикатором ATC-10, работающим в нормальных условиях

Упомянутый индикатор ATC-10 с ORP ( o Ver r un Ptector ), привлеченный в конце области покрытия ATC

В Японии система автоматического управления поездами (ATC) была разработана для высокоскоростных поездов, таких как Shinkansen , которые путешествуют так быстро, что у водителя почти нет времени, чтобы подтвердить сигналы трека. Хотя система ATC отправляет сигналы AF, несущую информацию о ограничении скорости для конкретной секции дорожки вдоль цепи дорожки . Когда эти сигналы принимаются на борту, текущая скорость поезда сравнивается с ограничением скорости, а тормоза применяются автоматически, если поезд движется слишком быстро. Тормоза выпускаются, как только поезд замедляется ниже ограничения скорости. Эта система обеспечивает более высокую степень безопасности, предотвращая столкновения, которые могут быть вызваны ошибкой драйвера, поэтому она также была установлена ​​в широко используемых линиях, таких как линия Яманота Токио и некоторые линии метро.

Хотя УВД применяет тормоза автоматически, когда скорость поезда превышает ограничение скорости, он не может контролировать мощность двигателя или положение остановки поезда при тяге на станции. Однако Система автоматической эксплуатации поезда (ATO) может автоматически контролировать отъезд со станций, скорость между станциями и позицию остановки на станциях. Он был установлен в некоторых метро.

Тем не менее, у ATC есть три недостатки. Во -первых, прогресс не может быть увеличен из -за времени выполнения холостого хода между выпуском тормозов с ограничением скорости и применением тормозов при следующем более медленном ограничении скорости. Во -вторых, тормоза применяются, когда поезд достигает максимальной скорости, что означает снижение комфорта езды. В-третьих, если оператор хочет запустить более быстрые поезда на линии, все соответствующие соответствующие оборудование и бортовое оборудование должны быть изменены в первую очередь.

Аналоговый УВД

Спидометр в кабине водителя серии 0, показывающий свет кабины ATC поверх индикаторов скорости

Были использованы следующие аналоговые системы:

• ATC-1 : ATC-1 используется на Tōkaidō и Sanyō Shinkansen с 1964 года. Система, используемая на Tōkaido Shinkansen, классифицируется как ATC-1A и ATC-1B на Sanyō Shinkansen. Первоначально используя пределы скорости трекота 0, 30, 70, 110, 160 и 210 км/ч (0, 19, 43, 68, 99 и 130 миль в час), было модернизировано, чтобы использовать пределы скорости 0, 30, 70, 120 , 170, 220, 230, 255, 270, 275, 285 и 300 км/ч (0, 19, 43, 75, 106, 137, 143, 158, 168, 171, 177 и 186 миль в час) с внедрением новых каллинг на обеих линиях. Варианты включают ATC-1D и ATC-1W, последние используются исключительно на Sanyō Shinkansen. С 2006 года система ATC-1A Tōkaidō Shinkansen была заменена ATC-NS.
• ATC-2 : Используется на маршрутах Tōhoku , Jōetsu и Nagano Shinkansen , в нем использовались 0, 30, 70, 110, 160, 210 и 240 км/ч (0, 19, 43, 68, 99, 130 и 149 миль. ограничения скорости. В последние годы ATC-2 был заменен цифровым DS-ATC. Японская система ATC-2 не должна быть запутана с системой ATC ATC ANSALDO L10000 (также чаще известной как ATC-2), используемой в Швеции и Норвегии, которая аналогична систему Ebicab 700 и 900 ATC, используемые в некоторых других частях Европа
• ATC-3 (WS-ATC) : на самом деле первая реализация ATC в Японии, он впервые использовался на линии Tokyo Metro Hibiya (вместе с ATO ) в 1961 году, а затем на линии Tokyo Metro Tōzai . Стоит за wayside-atc. Обе линии преобразованы в новый CS-ATC (ATC-10) в 2003 и 2007 годах соответственно. WS-ATC также используется на 5 метро Осаки линиях ( линия Midosuji , линия Tanimachi , линия Йотсубаши , линия Чуо и линию Сакайсуджи ).
• ATC-4 (CS-ATC) : сначала используется на линии Tokyo Metro Chiyoda (взаимодействие с JR East Jōban Line ) в 1971 году, CS-ATC (которая означает Signalling-ATC CAB), является аналоговой технологией ATC, использующей наземную основу. управление и, как и все системы УВД, использовали сигнализацию кабины. CS-ATC использует пределы скорости трека 0, 25, 40, 55, 75 и 90 км/ч. Its use has extended to include the Tokyo Metro Ginza Line (CS-ATC introduced in 1993, changed to New CS-ATC), Tokyo Metro Marunouchi Line (CS-ATC introduced in 1998), and most recently, the Tokyo Metro Yurakucho Line ( CS-ATC включен в 2008 году). Он также используется на всех муниципальных линиях метро Нагоя и 3 линии метро Осаки ( линия Sennichimae , линия Нагахори Цуруми-Райокучи и линию Имазатосуджи ).
• ATC-5 : представленная на линии Sōbu (Rapid) и линии Yokosuka с 1972 по 1976 год, в нем использовались пределы скорости трека 0, 25, 45, 65, 75 и 90 км/ч. ATC-5 был деактивирован на обеих линиях в 2004 году в пользу ATS-P .
• ATC-6 : представлен в 1972 году, ранее используемый на линии Saikyō , Line Caihin-Tōhoku Line / Negishi Line (представлен в 1984 году) и линии Yamanote (представлен в 1981 году). Некоторые грузовые поезда также были оснащены ATC-6. В 2003 и 2006 годах линии Keihin-Tōhoku и Yamanote заменили свои системы ATC-6 на D-ATC. Saikyō Line заменила свою систему ATC-6 на ATACS в 2017 году.
• ATC-9 : Используется на линии Chikuhi (через службу в Lebway Fukuoka City Lebway Kūkō ) в Кюшу .
• ATC-10 (New CS-ATC) : разработанный из ATC-4 (CS-ATC), ATC-10 может быть частично совместим с D-ATC и полностью совместимы с более старой технологией CS-ATC (ATC-4). ATC-10 можно рассматривать как гибрид аналоговых и цифровых технологий, хотя ATC-10 не рекомендуется для использования с D-ATC из-за плохой производительности тормоза полного спектра во время пробных тестов. Он используется на всех метро Токио линиях , линии Tōkyū den-en-toshi , линии Tōkyū Tōyoko и Tsukuba Express .
• ATC-L : Используется на линии Kaikyō (включая секцию Seikan Tunnel ) вместе с автоматической остановкой поезда с 1988 по 2016 год. Заменен DS-ATC после открытия Hokkaido Shinkansen.

Цифровой УВД

Индикатор D-ATC, используемый на серии E233 поездах

Цифровая система ATC использует цепи дорожки для обнаружения присутствия поезда в разделе, а затем передает цифровые данные от оборудования для поезда на поезде на номерах схемы трассы, количество четких секций (трассы) в следующий поезд впереди, и платформа, на которую прибудет поезд. Полученные данные сравниваются с данными о номерах схемы трассы, сохраняемых в бортовой памяти поезда, и вычисляется расстояние до следующего поезда. Встроенная память также сохраняет данные о градиентах дорожного движения и ограничивает скорость по кривым и точкам. Все эти данные образуют основу для решений УВД при управлении тормозами обслуживания и остановки поезда.

В цифровой системе УВД схема работающего образца определяет кривую торможения, чтобы остановить поезд, прежде чем он вступит в следующий трек, впереди, занятый другим поездом. Звучит сигнал тревоги, когда поезд приближается к схеме торможения, а тормоза применяются при превышении тормозного схема. Тормоза сначала наносятся слегка, чтобы обеспечить лучший комфорт езды, а затем сильнее до тех пор, пока не будет достигнуто оптимальное замедление. Тормоза применяются более легко, когда скорость поезда падает до установленной скорости ниже ограничения скорости. Регулирование тормозной силы таким образом позволяет поезду замедляться в соответствии с моделью торможения, обеспечивая при этом комфорт.

Существует также экстренная схема торможения за пределами обычной схемы торможения, и система ATC применяет аварийные тормоза, если скорость поезда превышает эту аварийную схему торможения.

Цифровая система УВД имеет ряд преимуществ:

• Использование одноэтапного управления тормозами позволяет операциям высокой плотности, поскольку не существует времени выполнения холостого хода из-за задержки работы между выпуском тормоза на этапе ограничения промежуточной скорости.
• Поезда могут работать с оптимальной скоростью без необходимости начать раннее замедление, потому что модели торможения могут быть созданы для любого типа каллинга на основе данных из оборудования для оборудования, указывающего на расстояние до следующего поезда. Это делает смешанную работу экспресс -локальных и грузовых поездов на той же дорожке, которая возможна на оптимальной скорости.
• Нет необходимости менять оборудование ATC Wayside при запуске более быстрых поездов в будущем.

На сегодняшний день используются следующие цифровые системы ATC:

• D-ATC : используется на линии не высоких скоростей на некоторых железнодорожной компании Восточной Японии линиях (JR East). Означает цифровой УВД. Его основное отличие от более старой аналоговой технологии ATC заключается в переходе от наземного контроля к управлению поездом, позволяя тормозить отражать способность каждого поезда и улучшать комфорт и безопасность. Тот факт, что он также может увеличить скорость и обеспечить более плотные графики, важен для . оживленных железных дорог Японии Первый D-ATC был включен в разделе трассы от станции Цуруми до станции Минамиурава на линии Кейхин-Тохоку 21 декабря 2003 года после преобразования там поездов серии 209 для поддержки D-ATC. Линия Yamanote также была включена D-ATC в апреле 2005 года, после замены всех старых 205 серии прокат на новые поезда D-ATC, включенные в серии D-ATC . Существуют планы D-ATC, включив оставшуюся часть линии Keihin-Tohoku и линии Negishi, ожидая преобразования встроенных и наземных систем. Система ATC на линии TOEI Shinjuku, используемой с 14 мая 2005 года, очень похожа на D-ATC. С 18 марта 2006 года цифровой ATC также был включен для Tōkaidō Shinkansen , оригинальный Shinkansen, принадлежащий центральной Японской железнодорожной компании , заменив старую аналоговую систему ATC. D-ATC используется с THSR 700T, построенным для Taiwan High Speed ​​Rail , который открылся в начале января 2007 года.
• DS-ATC : реализовано на линиях Shinkansen , управляемых JR East . С обозначением цифровой связи и контроля для Shinkansen-ATC. Он используется на Tōhoku Shinkansen , Hokkaido Shinkansen , Joetsu Shinkansen и Hokuriku Shinkansen .
• RS-ATC : Используется на Tōhoku, Hokkaido, Hokuriku и Jōetsu Shinkansen на резервном уровне от DS-ATC. RS-ATC в принципе аналогична GSM-R в том, что радиосигналы используются для контроля ограничения скорости на поездах, по сравнению с маяками трека и/или транспондеров на других типах УВД.
• ATC-NS : Впервые используется в Tōkaidō Shinkansen с 2006 года, ATC-NS (который означает ATC-новую систему), является цифровой системой ATC, основанной на DS-ATC. Также используется на высокоскоростной железной дороге Тайваня и Сан' -Шинкансенс .
• KS-ATC : используется на Kyushu Shinkansen с 2004 года. Снется за Kyushu Shinkansen-ATC.

Атака

ATACS - это движущаяся система ATC, аналогичная CBTC , разработанная RTRI и впервые реализованная JR East на линии Senseki в 2011 году, за которой последовала линия Saikyō в 2017 году, и линия Куми в 2020 году. Это считается эквивалентом Японии и т. Д. Уровень 3 .

Южная Корея

Несколько линий метро в Южной Корее используют ATC, в некоторых случаях усиливались с ATO.

Пусан

Все линии используют ATC. Все линии улучшены с ATO.

Сеул

Кроме линий 1 и 2 (только для автомобилей Melco), все линии используют ATC. Линия 2 (автомобили VVVF), автомобили 5, автомобили 6, автомобили 6, автомобили 7 и автомобили Line 8 имеют свои системы ATC, повышены ATO.

Европа

Дания

Система АТС Дании (официально обозначенный Zub 123 ) отличается от системы его соседей. С 1978 по 1987 год шведская система ATC была опробована в Дании, и в период с 1986 по 1988 год была реализована новая система ATC, разработанная Siemens. В результате аварии на железной дороге Sorø , которая произошла в апреле 1988 года, новая система была постепенно установлена ​​на Все датские основные линии с начала 1990 -х годов. Некоторые поезда (такие как те, которые используются в службе Øresundståg и некоторых x 2000 поездах) имеют как датские, так и шведские системы, В то время как другие (например, десять поездов ICE-TD ) оснащены как датскими, так и немецкими системами. Система Zub 123 в настоящее время рассматривается Banedanmark , датской железнодорожной инфраструктурной компанией, должна быть устаревшей, а вся датская железнодорожная сеть, как ожидается, будет преобразована в уровень 2 к и т. Д. 2 к 2030 году.

Система Zub 123, однако, не используется в пригородной сети Copenhagen S-Train другая несовместимая система безопасности, называемая HKT ( DA: Hastighedskontrol OG Togstop ) , где была использована с 1975–2022 гг . Использует гораздо более упрощенную систему ATP, представленную в 2000 году. Все вышеупомянутые системы постепенно заменяются современным и всемирным CBTC Стандарт сигнализации по состоянию на 2024 год.

Норвегия

Бэйн и Норвежское правительство агентства по железнодорожной инфраструктуре - использует шведскую систему УВД. Поэтому поезда могут, как правило, пересечь границу, не будучи специально модифицированными. Однако, в отличие от Швеции, система ATC, используемая в Норвегии, различает частичный ATC ( Delvis ATC , DATC), что гарантирует, что поезд останавливается всякий раз, когда проходит красный сигнал, и полный ATC (FAT Красные сигналы также гарантируют, что поезд не превышает своего максимально допустимого ограничения скорости. Железнодорожная линия в Норвегии может быть установлена ​​DATC или FATC, но не оба одновременно.

ATC был впервые испытал в Норвегии в 1979 году, после того, как катастрофа поезда Треттен , вызванная сигналом, принятым в опасности (SPAD), произошла четыре года назад. DATC был впервые реализован в разделе Oslo S - Dombås - Trondheim - Grong в период с 1983 по 1994 год, и FATC впервые был реализован на линии Ofoten в 1993 году. Высокоскоростная линия Gardermoen имела FATC с момента ее открытия в 1998 году. После Åsta. Авария произошла в 2000 году, внедрение DATC на линии Røros была ускорена, и она стала работой в 2001 году.

Швеция

В Швеции разработка ATC началась в 1960-х годах (ATC-1) и была официально введена в начале 1980-х годов вместе с высокоскоростными поездами (ATC-2/Ansaldo L10000). По состоянию на 2008 год, 9 831 км от 11 904 км трассы, поддерживаемой шведской администрацией транспорта -шведским агентством, отвечающим за железнодорожную инфраструктуру-установлен ATC-2. Однако, поскольку ATC-2, как правило, несовместим с ERTMS / ETCS (как в случае линии Bothnia , которая является первой железнодорожной линией в Швеции, которая исключительно использует ERTMS / и т. Д.), И с целью Trafikverte в конечном итоге заменить ATC-2 С ERTMS/и т. Д. В течение следующих нескольких десятилетий был разработан специальный модуль передачи (STM) для автоматического переключения между ATC-2 и ERTMS/ETCS.

Великобритания

В 1906 году Великая Западная железная дорога в Великобритании разработала систему, известную как «автоматическое управление поездами». В современной терминологии GWR ATC классифицируется как автоматическая система предупреждения (AWS). Это была прерывистая система защиты поезда, которая опиралась на электрически энергичную (или невидимая) рельс между и выше, чем на бегущих рельсах. Этот рельс наклонен на каждом конце и был известен как рампа ATC и будет соприкоснуться с обувью на нижней стороне проходящего локомотива.

Рампы были предоставлены при отдаленных сигналах . Разработка дизайна, предназначенная для использования в STOP Signals, никогда не была реализована.

Если бы сигнал, связанный с рампом, был в осторожности, рампа не была бы энергична. Рамчанка поднимет обувь на проходящем локомотиве и одновременно запустила бы последовательность таймера, звучащий на подколенном пластине. Если водитель не смог признать это предупреждение в течение заданного времени, будут применены тормоза поезда. При тестировании GWR продемонстрировал эффективность этой системы, отправив экспресс -поезд на полной скорости мимо отдаленного сигнала при осторожности. Поезд был благополучно доставлен на стенд, прежде чем добраться до дома.

Если сигнал, связанный с рампом, был ясен, рамп был включен. Повышенная рампа поднимет обувь на проходящем локомотиве и заставит колокол звучать на подножке.

Если бы система потерпела неудачу, то обувь останется невидимой, осторожность; Следовательно, это не удалось безопасно , фундаментальное требование всего оборудования для безопасности.

Система была реализована на всех основных линиях GWR, включая Паддингтон к чтению, к 1908 году. Система оставалась в использовании до 1970 -х годов, когда она была заменена British Rail британской системой автоматического предупреждения (AWS).

Северная Америка

Канада

Начиная с 2017 года, Транзитная комиссия Торонто начала реализацию ATC на линии 1 Yonge -University , стоимостью 562,3   млн. Долл. США. Получив контракт на Alstom в 2009 году, TTC сможет сократить прогресс между поездами в линии 1 в часы пик и позволит увеличить количество поездов, работающих в строке 1. Однако работа не начнется до доставки совершенно новых поездов с совместимостью с УВД и выходом на пенсию более старого пробежного состава , которые не были совместимы с новой системой. ATC был введен по этапам, начиная с теста 4 ноября 2017 года во время регулярного обслуживания между DuPont и Yorkdale станциями . Впервые он был введен постоянным образом с открытием расширения метро в Торонто -York Spadina 17 декабря 2017 года между станциями Vaughan и Sheppard West . Внедрение системы на оставшуюся часть линии проводилась во время закрытия выходных и ночной работы, когда Метро закроется. Были задержки в проекте, с сроками полного преобразования линии 1, отброшенной до 2022 года. Преобразование ATC было завершено на станцию ​​Финч 24 сентября 2022 года. Преобразование всей линии 1 в УВД потребовала установки 2000 маяков, 256 сигналов и более одного миллиона футов кабеля. Также планируется использоваться ATC на линии Ecglinton Line 5 , чтобы открыть линию 5, в отличие от онлайн -линии 1, система в линии 5 будет поставлена ​​Bombardier Transportation с использованием своей технологии CityFlo 650 . TTC планирует конвертировать линию 2 Bloor-Danforth и Line 4 Sheppard в будущем в ATC, при условии наличия финансирования и возможности заменить текущий не совместимый с ATC флот на линии 2 на поездах, с оценкой даты завершения к 2030 году.

Соединенные Штаты

Системы ATC в Соединенных Штатах почти всегда интегрируются с существующими системами непрерывной сигнализации CAB . УВД поступает из электроники в локомотиве, которые реализуют некоторую форму управления скоростью на основе входов системы сигнализации CAB. Если скорость поезда превышает максимальную скорость, разрешенную для этой части дорожки, в кабине звучит сигнал тревоги. Если инженер не удается снизить скорость и/или сделать применение тормоза, чтобы снизить скорость, приложение штрафного тормоза выполняется автоматически. Из-за более чувствительных проблем обработки и контроля с североамериканскими грузовыми поездами, ATC почти исключительно применяется к пассажирским локомотивам как в межгосударственном, так и в пригородном обслуживании с грузовыми поездами, использующими сигналы кабины без контроля скорости. Некоторые высокодолувые пассажирские железные дороги, такие как , Metro North и Long Island Rail Road Amtrak

В то время как технология передачи сигналов CAB и скорости существовала с 1920 -х годов, усыновление ATC стало проблемой только после ряда серьезных несчастных случаев спустя несколько десятилетий. Дорога Лонг -Айленда внедрила свою систему автоматического управления скоростью в пределах своей кабины, сигнализированной на территории в 1950 -х годах после пары смертельных несчастных случаев, вызванных игнорированными сигналами. После стихийного бедствия в Ньюарк -Бэй -Бейс Бэй , штат Нью -Джерси , использовал контроль скорости для всех основных операторов пассажирских поездов в штате. Хотя контроль скорости используется на многих пассажирских линиях в Соединенных Штатах, в большинстве случаев он был добровольно принят железными дорогами, которые владеют линиями.

Только три грузовых железных дорог, Union Pacific , Florida East Coast и CSX Transportation , приняли любую форму УВД в своих сетях. Системы на FEC и CSX работают в сочетании с сигналами Code Pulse Code , которые в случае CSX были унаследованы от железной дороги Ричмонда, Фредериксбурга и Потомака на своей основной линии. Union Pacific's был унаследован на частях чикагской и северо -западной главной линии восточного и запада и работает в сочетании с двумя ранними аспектами системы сигнализации CAB, предназначенной для использования с ATC. На CSX и FEC более ограничительные изменения сигнала кабины требуют от инженера инициировать применение минимального тормоза или столкнуться с более серьезным штрафным заявлением, которое остановит поезд. Ни одна система не требует явного контроля скорости или приверженности кривой торможения . Система Union Pacific требует немедленного применения тормоза, которое не может быть выпущено до тех пор, пока скорость поезда не будет уменьшена до 40 миль в час (64 км/ч) (для любого поезда, движущегося выше этой скорости). Затем скорость поезда должна быть дополнительно уменьшена до не более 20 миль в час (32 км/ч) в течение 70 секунд после начального падения сигнала кабины. Неспособность применить тормоза для этих снижений скорости приведет к штрафной заявке.

Все три системы грузовых УВД предоставляют инженеру определенную широту в безопасном и правильном применении тормозов, поскольку ненадлежащее торможение может привести к смущению или сбежанию. Ни одна из систем не действует в сложной или горной местности.

Смотрите также

• Анти -столбление устройства
• Автоматическая остановка поезда
• Автоматическое влияние поезда
• Сигнализация кабины
• Положительный контроль поезда
• Система защиты поезда

Внешние ссылки

• Технический веб -сайт железной дороги: автоматическое управление поездом