Система защиты и предупреждения поезда

Система защиты и предупреждения поезда ( TPWS )-это система защиты поездов, используемая в британской железнодорожной сети британской пассажирской железной дороги , а также в Виктории , Австралия.

По данным Совета по безопасности и стандартам Великобритании , Цель TPW - остановить поезд путем автоматического инициирования спроса на торможение, где установлено оборудование для трека TPWS, если поезд: передал сигнал в опасности без авторитета; подошел к сигналу в опасности слишком быстро; подошел к снижению допустимой скорости слишком быстро; Приближающийся буфер останавливается слишком быстро. TPWS предназначен не для предотвращения сигналов, проходящих в опасности (SPADS), а для смягчения последствий SPAD, предотвращая поезд, который заставил SPAD до достижения конфликта после сигнала.

Стандартная установка состоит из передатчика на треке, прилегающем к сигналу, активируемого, когда сигнал находится в опасности. Поезд, который проходит сигнал, будет активировать его аварийный тормоз. Если поезд движется со скоростью, это может быть слишком поздно, чтобы остановить его до столкновения, поэтому второй передатчик может быть помещен на подход к сигналу, который применяет тормоза на поездах, идущих слишком быстро, чтобы остановиться на сигнале,, расположен для остановки поездов, приближающихся к 75 миль в час (120 км/ч).

Примерно в 400 местах высокого риска TPWS+ устанавливается с третьим передатчиком дальше в задней части сигнала, повышая эффективность до 100 миль в час (160 км/ч). При установке в сочетании с элементами управления сигналами, такими как «двойное блокирование» (то есть два аспекта красного сигнала подряд), TPWS может быть полностью эффективным с любой реалистичной скоростью.

TPWS-это не то же самое, что остановки поезда , которые выполняют аналогичную задачу с использованием электромеханической технологии. Защита от буфера с использованием остановок поезда известна как « защита маургейта » или «контроль над майоргейтом».

История

TPWS был разработан British Rail и его преемником Railtrack после определения в 1994 году, что система автоматической защиты поездов British Rail не была экономичной, что стоило 600 000 000 фунтов. 4 миллиона (4 897 160 - 6 529 5466 в 2019 году), на сэкономленную жизнь, которая, по оценкам, была 2,9 в год.

В 1997 году были проведены пробные установки оборудования, установленного на дорожке и поезда, при этом испытания и разработка продолжались в течение следующих двух лет.

Развертывание TPWS ускорилось, когда в 2003 году вступили в силу правила безопасности железной дороги в 1999 году, что потребовало установки остановок на поезде в ряде типов местоположения. Однако в марте 2001 года в сообщении о совместном расследовании систем защиты поездов показано, что у TPWS есть ряд ограничений, и что, хотя он обеспечил относительно дешевую остановку перед широкомасштабным внедрением ATP и ERTMS, Ничто не должно препятствовать установке гораздо более способной европейской системы управления поездами .

Как это работает

Обзор

Пара электронных петлей расположена на 50–450 метрах на стороне подхода сигнала, заряженную, когда он находится в опасности. поезда Расстояние между петлями определяет минимальную скорость, с которой оборудование на борту будет применять аварийный тормоз . Когда приемник поезда TPWS проходит через первую петлю, таймер начинает отсчитать. Если второй цикл пройден до того, как таймер достиг нуля, TPWS активируется. Чем больше скорость линии, тем более широко расстояние будут две петли.

На сигнале есть еще одна пара петли, также включенных в силу, когда сигнал находится в опасности. Они являются конец до конца, и, таким образом, инициируют применение тормоза в поезде, который собирается передать сигнал в опасности независимо от скорости.

Оборудование на треке

Цикл передатчика TPWS, одна из пары, которая образует датчивую систему избыточного скорости (OSS)

В стандартной установке есть две пары петель, в разговорных разговорных речь идет как «сетки» или «тосты». Обе пары состоят из «вооружения» и петли «триггер». Если сигнал подвергается опасности, петли будут включены. Если сигнал ясен, петли будут отменены.

Первая пара, система датчика превышения (OSS), расположена в положении, определяемой скоростью и градиентом линии. Петли разделяются на расстояние, которое не следует пересекать в течение менее определенного периода времени примерно на одну секунду, если поезд работает с безопасной скоростью, приближающейся к сигналу при опасности. Точное время составляет 974 миллисекунд для пассажирских поездов и 1218 миллисекунд для грузовых поездов, определяемых оборудованием на поезде. Грузовые поезда используют 1,25 раза более длительное время из -за их различных характеристик торможения.

Первый, «Вооружение», петля издает частоту 64,25 кГц . Второй, «триггер», петля имеет частоту 65,25 кГц.

Другая пара петлей спина к спине по сигналу и называется системой остановки поезда (TSS). Петли «вооружение» и «триггер» работают на 66,25 кГц и 65,25 кГц соответственно. Тормоза будут применены, если оборудование на поезде обнаружит обе частоты вместе после обнаружения частоты вооружения. Таким образом, активизированный TSS эффективен на любой скорости, но только если поезд проходит в правильном направлении. Поскольку поезд может потребоваться для передачи сигнала при опасности во время сбоя и т. Д., У водителя есть возможность переопределить TSS, но не OSS.

Когда дочерний сигнал, связанный с основным аспектом сигнала, очищается для шунтирующего движения, петли TSS отменены, но петли OSS остаются активными.

Там, где поезда сигнализируются в противоположных направлениях на отдельной линии, может быть возможно необоснованное вмешательство TPWS, когда между вооружением OSS, пройденным между вооружением OSS, и либо триггерными петлями, которые фактически были связаны с различными сигналами. Чтобы удовлетворить эту ситуацию, один сигнал будет назначен «нормальным направлением» и оснащен оборудованием «ND». Другой сигнал будет назначен «противоположным направлением» и оснащен оборудованием «OD». Противоположные направления частоты передачи TPWS немного отличаются, работая на 64,75 (вооружение OSS), 66,75 (вооружение TSS) и 65,75 кГц (общий триггер).

Расположение оборудование

На линии есть два модуля, связанные с каждым набором петель: модуль интерфейса сигнала (SIM) и модуль OSS или TSS. Они генерируют частоты для петель и доказывают, что петли не повреждены. Они взаимодействуют с системой сигнализации.

SIM -модули красные

И модули TSS с цветовой кодировкой зеленые

Модули OD TSS коричневые кодировки

И модули OSS с цветовой кодировкой желтые

Модули OSS OS

Оборудование на поезде

Каждое тяговое устройство оснащено:

• TPWS -приемник.
• Панель управления TPWS (стандартная или расширенная версия).
• Кнопка подтверждения AWS/TPWS.
• TPWS Временный переключатель изоляции.
• AWS/TPWS Полный переключатель изоляции.

Если петли под напряжением, воздух на нижней стороне поезда поднимает радиочастотный сигнал и передает его приемнику. Таймер измеряет, сколько времени нужно, чтобы пройти между петлями вооружения и запуска. Это время используется для проверки скорости, и если она выше, чем на «установленная скорость» TPWS, инициируется применение экстренного тормоза. Если поезд движется медленнее, чем установленная скорость TPWS, но затем передает сигнал в опасности, воздушная зона получит сигнал от петли системы остановки поезда, и тормоз будет применен, чтобы остановить поезд в пределах перекрытия . Несколько единичных поездов имеют антенну на каждом конце. Транспортные средства, которые могут работать по отдельности (одно автомобильные DMU и локомотивы), имеют только одну антенну. Это будет либо спереди, либо сзади, в зависимости от направления, в котором движется автомобиль.

Оборудование в кабине

«Стандартная» панель TPWS в кабине вождения

У каждой водительской кабины есть панель управления TPWS, расположенная там, где водитель может видеть ее со своего стола. Есть два типа панели; Оригинальный тип «стандартного» и более недавняя «улучшенная» версия, которая дает отдельные показания для спроса на торможение, вызванное SPAD, Overspeed или AWS.

Стандартный тип состоит из двух круглых индикаторных ламп и квадратной кнопки.

Переключатель, помеченный «переопределение остановки поезда», используется для передачи сигнала в опасности с авторитетом . Он игнорирует петли TSS TSS в течение приблизительно 20 секунд (обычно для пассажирских поездов) или 60 секунд (как правило, для более медленных ускоряющихся грузовых поездов) или до тех пор, пока петли не будут переданы, в зависимости от того, что не станет раньше.

The AWS system and the TPWS system are inter-linked and if either of these has initiated a brake application, the "Brake Demand" indicator lamp will flash.

Индикаторная лампа «Временная изоляция/неисправность» будет мигать, если есть ошибка системы TPWS или будет показывать постоянное освещение, если будет активирован «временный выключатель изоляции».

Существует также отдельный временный выключатель TPWS, расположенный вне досягаемости стола водителя. Это управляется водителем, когда поезд работает в деградированных условиях, таких как временный блок, где нужно проходить несколько сигналов под угрозой с авторитетом сигнала. Временно изоляция TPWS не влияет на AWS. Водитель должен восстановить TPWS сразу же в точке, где возобновляется нормальная работа. В качестве функции безопасности, если они забудут это сделать, TPWS будет восстановлен в следующем случае, когда стойка водителя будет отключен, а затем снова открыт.

Использование TPWS в безопасности депо.

Альтернативой использованию Depailers в системах защиты персонала депо является оборудование системы TPWS. Это оборудование защищает сотрудников от несанкционированных движений, используя оборудование TPWS. Любое незапланированное движение заставит поезд автоматически выйти на стенд, когда он пройдет соответствующий сигнал, установленную в опасности. Это имеет дополнительное преимущество в предотвращении повреждения инфраструктуры, а также тяги и каллинге, которые вызывает систему Drailer . Первая известная установка такой системы находится в Илфордском депо. TPWS equipped depot protection systems are suitable only for locations where vehicles are driven in and out of the maintenance building from a leading driving cab - they are not suitable for use with loose coaching stock or wagon maintenance, where vehicle movements are undertaken by a propelling shunting loco (in this case the lead vehicles would not be equipped with the relevant TPWS safety equipment), nor will it prevent a run-away vehicle from entering a protected work area.

Вариации

В определенных сигналах могут быть установлены несколько ОСС. В качестве альтернативы, обычно из -за низкой скорости линии, OSS не может быть установлен. Примером этого является начальный сигнал платформы терминальной станции . OSS самостоятельно может использоваться для защиты постоянного ограничения скорости или остановки буфера . Хотя петли являются стандартными, буферные остановки могут быть оснащены «мини -петлями» из -за очень низкой скорости подхода, обычно 10 миль в час. Когда буферные остановки были первоначально оснащены TPW, используя стандартные петли, было много случаев ложных применений, что вызывает задержки при его сбросе, с поездами, которые потенциально блокируют горло станции, плюс риск того, что пассажиры стоят, будут вытеснены внезапным торможением. Эта проблема возникла, когда поезд прошел через петлю вооружений настолько медленно, что он все еще был обнаружен приемником поезда после того, как встроенный таймер завершил свой цикл. Таймер сбросится и снова начнет время, и затем цикл триггера обнаруживается в этом втором цикле времени, приведет к ложному вмешательству. В качестве временного решения, водителям было поручено пропустить остановки буферных остановок со скоростью 5 миль в час, что устраняет проблему, но означает, что поездам больше не было импульса для переворачивания до нормальной точки остановки и требуя, чтобы водители применяли власть за пределы OSS, просто Короткое расстояние от буферов, возможно, делает столкновение буферного остановки чаще, чем до того, как TPWS был установлен. Модернизированные «мини -петли», примерно треть, длина стандартных, устраняют эту проблему, хотя из -за низкой скорости и низкой маржи, буферные остановки все еще являются основной причиной поездок TPWS.

Recent applications in the UK have, in conjunction with advanced SPAD protection techniques, used TPWS with outer home signals that protect converging junctions with a higher than average risk by controlling the speed of an approaching train an extra signal section in rear of the junction. Если это не удастся, применение тормозов TPWS остановит поезд до того, как будет достигнута точка конфликта. Эта система называется OS TPWS (внешний сигнал).

Ограничения

Скорость

Стандартные установки TPWS могут доставить поезд только до остановки до передачи красного сигнала со скоростью 74 мили в час (119 км/ч). В 2001 году было отмечено, что примерно одна треть британской железной дороги обеспечивает скорость выше 75 миль в час (121 км/ч). Кроме того, это предполагает, что тормоза поезда способны обеспечить тормозную силу 12%г. Ряд типов поездов, в частности, HSTS не способны делать, несмотря на то, что они имеют максимальную скорость 125 миль в час (201 км/ч). TPWS-A был способен остановить поезд до 100 миль в час (160 км/ч).

Сигналы прошли в опасности с разрешения

TPWS не имеет возможности регулировать скорость после того, как поезд проходит сигнал под угрозой с авторитетом . Однако в этих случаях существуют строгие правила, регулирующие действия водителей, скорость поезда и использование TPWS.

Есть много причин, по которым водитель может потребоваться передавать сигнал в опасности с авторитетом. The signaller will advise the driver to pass the signal at danger, proceed with caution, be prepared to stop short of any obstruction, and then obey all other signals. Immediately before moving, the driver will press the "Trainstop Override" button on the TPWS panel, so that the train can pass the signal without triggering the TPWS to apply the brakes.

Затем водитель должен продолжаться с скоростью, что позволяет им останавливаться на расстоянии, которое они могут видеть, чтобы быть ясными. Даже если кажется, что раздел ясен к следующему сигналу, они все равно должны проявлять осторожность.

Условия отслеживания

TPW не смогли предотвратить аварию в Солсбери в 2021 году , потому что, хотя поезд пошел на полное экстренное торможение, слайд с гладкими условиями , и поэтому поезда не остановились перед пунктом столкновения. (АТФ также не предотвратила бы это обстоятельство).

По сравнению с другими системами безопасности

Critics, such as those representing victims of the Ladbroke Grove and Southhall rail crashes, and ASLEF and RMT rail unions pushed for the abandonment of TPWS in the late 1990s in favor of continuing with British Rail's ATP project.

A 2000 study, Automatic Train Protection for the rail network in Britain remarked that TPWS was "in terms of avoiding “ATP preventable accidents” it is about 70% effective.", highlighting the speed limitation. That 2000 study did still conclude that TPWS was good solution for the short term of 10–15 years, but stressed that European Train Control system was the long term solution.

Notably, the combination of TPWS and AWS is least effective in accidents like the one at Purley, where a driver repeatedly cancelled the AWS warning without applying the brakes, passing the danger signal at high speed. Purley was one of several high profile SPAD crashes in the late 1980s, that led to the initial plan in the 1990s for the mass rollout of ATP, that was subsequently canceled in 1994 to be replaced by TPWS.

Supporters of TPWS claim that even where it could not prevent accidents due to SPADs, it would likely reduce the impact, and reduce or eliminate fatalities, by at least slowing the train down. Тем не менее, вполне вероятно, что в этих случаях водитель применил бы аварийные тормоза задолго до датчика превышения.

Хотя было отмечено, что было очень мало смертельных случаев с момента подгонки TPW, которые были бы предотвращены, если бы ATP был установлен. Это упускает из виду, что во время задержки между решением отменить АТФ и заменить его на TPWS и фактическим выпуском TPWS, что Ladbroke Grove и Southall Rail Crash произошли, а несчастные случаи были предотвратимы АТФ и произошли на Великой Западной линии, которая имела был оснащен АТФ в рамках пилотных исследований в начале 90-х годов.

Локации в использовании

Система TPWS используется в:

• Великобритания и , с магнитами AWS с короткими перекрытиями
• Виктория , Австралия , без магнитов AWS и с полными перекрытиями

С 1996 года более старый вариант TPW, называемый вспомогательной системой предупреждения, использовался пригородной железной дорогой Мумбаи в Индии, на западной линии и центральной линии .

Смотрите также

• Автоматическая система предупреждения - британская рельсовая система, разработанная система, используемая вместе с TPWS
• Автоматическая защита поездов - система передачи сигналов и управления поездами, которая не была принята для широко распространенного использования

Внешние ссылки

• Система защиты и предупреждения поезда (TPWS) на Railsigns.uk
• Слайд -шоу на TPWS v1.3