Автоматическая защита поездов (Великобритания)

Автоматическая защита поездов (ATP) — это метод сигнализации железнодорожных кабин на основе маяков, разработанный British Rail . Система установлена только на главной линии Грейт-Вестерн между лондонским Паддингтоном и Бристольским Темпл-Мидс , а также на главной линии Чилтерн от лондонского Мэрилебона до Хай-Уикома и Эйлсбери .

История

Фон

Заметный рост количества сигналов, передаваемых в случае опасности (SPAD) в 1980-х годах, привел к призывам к принятию новой системы безопасности, которая полностью предотвратила бы их возникновение; в частности, в отчете о железнодорожной катастрофе на перекрестке Клэпхем (которая сама по себе не является аварией SPAD) конкретно оговаривалось, что British Rail (BR) должна была полностью внедрить такую систему на общенациональном уровне в течение пяти лет. С самого начала было признано, что потребуется провести значительную работу как по разработке, так и по внедрению предполагаемой системы. ^{[ 1 ]}

Соответственно, в 1988 году BR запустила трехлетнюю программу по разработке и внедрению этой новой системы с целью начать ее внедрение к 1992 году. Ей было присвоено название «Автоматическая защита поездов» (ATP), и она представляла собой значительно более комплексную систему, чем Автоматическая система предупреждения (AWS), которая в то время уже действовала. В то время как система AWS выдавала предупреждения только машинисту поезда, что фактически представляло собой рекомендательное соглашение, которое оставалось открытым для сбоя из-за человеческой ошибки, вместо этого ATP сможет взять на себя управление поездом и блокировать действия машиниста, чтобы гарантировать, что он двигался в соответствии с сигнализацией. , а также другие условия. ^{[ 2 ]}

В качестве средства снижения риска BR решила реализовать две пилотные системы ATP. Результаты этих отдельных схем были предназначены для информирования планировщиков о том, что будет участвовать в более широком развертывании, а также для определения того, какая реализация является лучшей и, следовательно, должна быть установлена. на национальном уровне. ^{[ 1 ]} Маршруты, используемые для двух пилотных схем, были от Лондона Паддингтон до Бристоля и от Лондона Мэрилебон до Хай Уикома и Эйлсбери . ^{[ 3 ]} Каждая пилотная схема предусматривала установку и использование различного оборудования, однако имеющего одно и то же назначение, назначение и множество других характеристик. В западной схеме использовалось оборудование, поставленное Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi (ACEC), а на маршруте Чилтерн было оборудование, произведенное GEC General Signal . ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}

Ни одна из экспериментальных схем не включала системы, разработанные с нуля. ATP западного маршрута в значительной степени основывался на бельгийской системе трансмиссионных бализ-локомотивов (TBL), тогда как ATP маршрута Чилтерн был адаптирован из немецкой Linienzugbeeinflussung системы , известной как SELCAB . ^{[ 1 ]} Оба испытания оказались в целом удовлетворительными с точки зрения их проведения; После всестороннего процесса проверки безопасности инфраструктурная система ATP компании Chiltern получила независимую гарантию безопасности и, таким образом, превратилась из пилотной системы в обычную систему, которую можно было полностью использовать. ^{[ 1 ]}

Уменьшение масштаба

В начале развития ATP была выражена рекомендация расширить ее покрытие на железнодорожной сети Великобритании в течение пяти лет; в какой-то момент руководство BR заявило, что ATP будет установлен на «большом проценте ее сети». ^{[ 5 ]} Railtrack , агентство, которое взяло на себя управление британской железнодорожной инфраструктурой от BR в 1994 году, впоследствии взяло на себя лишь завершение двух пилотных схем, адаптацию для новых высокоскоростных линий и поиск более дешевой альтернативы для остальной части сети. . ^{[ 6 ]}

Одной из альтернативных схем, которая совместно изучалась компанией Railtrack и операторами поездов, была система снижения и смягчения последствий передачи сигнала при опасности (SPAD) (SPADRAM), основным результатом которой стала Система защиты и предупреждения поездов (TPWS). ^{[ 1 ]} TPWS автоматически останавливает поезда, которые проезжают красные сигналы или ограничения скорости на слишком высокой скорости, но не контролирует скорость постоянно, следовательно, только смягчает SPAD, а не полностью предотвращает их. ^{[ 7 ]} По сравнению с ATP это была значительно более дешевая система, способная обеспечить 70 процентов того же предотвратимого риска, что и ATP. ^{[ 1 ]} По итогам периода оценки было установлено, что TPWS более экономически эффективен, чем ATP, поэтому проектировщики железных дорог решили вместо этого развернуть TPWS. ^{[ 8 ]} К декабрю 2003 года было завершено полное оснащение TPWS всех поездов, а также более 12 000 сигналов, 650 буферных остановок и около 1000 постоянных ограничений скорости; в последующие годы наблюдалось значительное сокращение количества SPAD. ^{[ 1 ]}

Общая стоимость ATP на одном этапе оценивалась в 750 миллионов фунтов стерлингов, что эквивалентно 1,131 миллиарду фунтов стерлингов в 2020 году. ^{[ 5 ]} В 1994 году компании British Rail и Railtrack подсчитали, что комплексная схема развертывания будет стоить 14 миллионов фунтов стерлингов (27 миллионов фунтов стерлингов сегодня) за спасенную жизнь по сравнению с 4 миллионами фунтов стерлингов за одну жизнь, которые они считали хорошим соотношением цены и качества . ^{[ 5 ]} Позже в отчете Комиссии по здравоохранению и безопасности было подсчитано, что полная установка ATP будет стоить 11 миллионов фунтов стерлингов за каждую спасенную жизнь или 5 миллионов фунтов стерлингов, если установка будет осуществляться только в местах повышенного риска; Компания "Рейлтрек" заявила, что согласна с этими цифрами. ^{[ 5 ]} Высокая стоимость схемы стала основным фактором, повлиявшим на решение против дальнейшего развертывания ATP. ^{[ 1 ]}

Позднее использование и поэтапный отказ

Хотя запланированное внедрение ATP на национальном уровне было окончательно прекращено, две экспериментальные схемы оказались пригодными для полного и регулярного использования. ^{[ 1 ]} В соответствии с Правилами безопасности на железнодорожном транспорте 1999 года (RSR1999), которые вступили в силу в январе 2000 года, требуется, чтобы операторы инфраструктуры и поездов разрешали движение только поездам, оснащенным оборудованием для защиты поездов, и там, где было разумно практически возможно установить ATP, система должна была быть работоспособным. Таким образом, системы Chiltern и Western ATP оставались в эксплуатации вместе с TPWS в течение нескольких десятилетий. ^{[ 1 ]}

Оборудование SELCAB ATP на маршруте Чилтерн первоначально поддерживалось Alcatel , а затем Thales . ^{[ 1 ]} Однако из-за того, что система представляла собой сделанную на заказ, сложную и уникальную систему, считалось, что ее трудно поддерживать в рабочем состоянии после первого десятилетия эксплуатации. В 2011 году, примерно через 21 год после инициативы ATP, Thales выпустила официальное уведомление о том, что система SELCAB должна быть объявлена устаревшей в ближайшем будущем. ^{[ 1 ]} Это объявление побудило менеджеров железных дорог совершить крупные окончательные закупки запасного оборудования и компонентов, чтобы иметь достаточный запас для поддержания инфраструктуры ATP и оснащения парка в среднесрочной перспективе. Несмотря на программу продления срока службы, реализованную в 2010-х годах, вывод из эксплуатации ATP рассматривался как неизбежный долгосрочный результат. ^{[ 1 ]}

По данным журнала железнодорожной отрасли Rail Engineer , к 2020 году доступность ATP окажется под значительным риском стать неустойчивой. ^{[ 1 ]} Европейская система управления поездами (ETCS) рассматривается как естественная замена ATP, которая постепенно внедряется по всей британской железнодорожной сети в качестве основного решения сигнализации. Хотя ETCS планируется ввести в эксплуатацию на маршруте Чилтерн примерно к 2035 году, было нереалистично ожидать, что ATP останется жизнеспособным до этого момента. ^{[ 1 ]} Был сделан вывод, что после усовершенствований TPWS сможет заменить ATP в качестве переходной меры без особых потерь в функциональности. Эта замена потребовала исключения регулирующих органов из положений RSR1999 , а также проверки всех существующих установок TPWS на маршруте Чилтерн, и при необходимости была проведена модернизация. ^{[ 1 ]}

Функция и работа

Целью ATP является предотвращение превышения поездами ограничений скорости и пропуска сигналов при опасности . ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Система основана на маяках: информация передается поезду через фиксированные промежутки времени через стационарные маяки в ключевых точках линии. Бортовой компьютер принимает информацию о пути и сигналах маяков, а также рассчитывает максимальную скорость поезда. ^{[ 1 ]}^{[ 11 ]} Когда максимально разрешенная скорость снижается, например, при приближении к сигналу опасности, рассчитываются три кривые торможения: индикаторная кривая, которая представляет собой идеальное замедление до нового предела; предупреждающая кривая на 3 мили в час (4,8 км/ч) выше индикационной кривой, что вызывает предупреждение для водителя; и кривая вмешательства на 6 миль в час (9,7 км/ч) выше индикаторной кривой. В этот момент поезд автоматически затормозит. ^{[ 12 ]}

ATP может использоваться как в непрерывном, так и в периодическом режиме. ^{[ 1 ]} В то время как непрерывная система ATP будет постоянно поддерживать связь с каждым поездом на протяжении всего его пути, прерывистая система может связываться с поездом только тогда, когда он находится в определенных фиксированных местах на пути, где могут передаваться данные; такие места обычно располагаются вокруг сигналов, перекрестков и мест между сигналами, которые были определены как представляющие высокий риск. ^{[ 1 ]} Таким образом, прерывистый АТФ обычно рассматривается как дополнение к обычным сигналам на линии. Система ATP на маршруте Чилтерн, известная как SELCAB, также может контролировать скорость поездов в пределах постоянных ограничений скорости (PSR) и заранее запрограммированных временных ограничений скорости (TSR), но не аварийных ограничений скорости (ESR); напротив, система ATP западного маршрута не способна обеспечить такой уровень контроля скорости. ^{[ 1 ]}

Ссылки

Цитаты

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р ^с ^т ^в Дарлингтон, Пол (16 октября 2020 г.). «Устаревание Chiltern ATP» . www.railengineer.co.uk.
^ Гурвиш (2002) , стр. 355–356.
^ Нгуен (2012) .
^ Гурвиш (2002) , с. 356.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Хамер (1995) .
^ Гурвиш (2002) , с. 358.
^ РССБ (2015) , с. 10.
^ Уоттс (1997) .
^ Нгуен (2012) , с. 3.
^ BBC News (28 сентября 2000 г.). «Как работают системы безопасности» . Архивировано из оригинала 8 марта 2020 года . Проверено 8 марта 2020 г.
^ Network Rail (2019) , с. 24.
^ Нгуен (2012) , с. 6.

Библиография

Беррейдж, К.В. (1990). «Автоматическая защита поездов на Британских железных дорогах: нынешние планы и будущие возможности» (PDF) . Отчет о транспортных исследованиях . 1314 : 10–14 . Проверено 8 марта 2020 г.
Гурвиш, Терри (2002). British Rail 1974–97: от интеграции к приватизации . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-925005-7 .
Хамер, Мик (15 июля 1995 г.). «Сигналы безопасности, установленные при опасности» . Новый учёный . № 1986. Архивировано из оригинала 8 марта 2020 года . Проверено 8 марта 2020 г.
Network Rail (21 июня 2019 г.). «Защита поездов западного маршрута от 0 до 12 миль - Отчет о применении исключений из Правил безопасности железных дорог 1999 г.» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 8 марта 2020 г. Проверено 8 марта 2020 г.
Нгуен, Хоанг Нга (февраль 2012 г.). «Система BR ATP» (PDF) . Департамент компьютерных наук Университета Суонси. Архивировано (PDF) из оригинала 8 марта 2020 г. Проверено 8 марта 2020 г.
РСББ (декабрь 2015 г.). «Справочник по AWS и TPWS: RS/522, выпуск 3, декабрь 2015 г.» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 8 марта 2020 г. Проверено 8 марта 2020 г.
Уоттс, Джон (11 марта 1997 г.). «Автоматическая система защиты поездов» . Парламентские дебаты (Хансард) . Том. 292. Палата общин. полковник 143–144.

[railing_2020-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р ^с ^т ^в Дарлингтон, Пол (16 октября 2020 г.). «Устаревание Chiltern ATP» . www.railengineer.co.uk.

[FOOTNOTEGourvish2002355–356-2] Гурвиш (2002) , стр. 355–356.

[FOOTNOTENguyen2012-3] Нгуен (2012) .

[FOOTNOTEGourvish2002356-4] Гурвиш (2002) , с. 356.

[FOOTNOTEHamer1995-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Хамер (1995) .

[FOOTNOTEGourvish2002358-6] Гурвиш (2002) , с. 358.

[FOOTNOTERSSB201510-7] РССБ (2015) , с. 10.

[FOOTNOTEWatts1997-8] Уоттс (1997) .

[FOOTNOTENguyen20123-9] Нгуен (2012) , с. 3.

[10] BBC News (28 сентября 2000 г.). «Как работают системы безопасности» . Архивировано из оригинала 8 марта 2020 года . Проверено 8 марта 2020 г.

[FOOTNOTENetwork_Rail201924-11] Network Rail (2019) , с. 24.

[FOOTNOTENguyen20126-12] Нгуен (2012) , с. 6.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

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