Advanced Civil Speed Enforcement System ( ACSES ) — это система сигнализации кабины управления поездом, разработанная Alstom . [1] Система предназначена для предотвращения столкновений поездов , защиты от превышения скорости и защиты рабочих бригад с временными ограничениями скорости. Информация о постоянных и временных ограничениях скорости передается на поезд с помощью транспондеров ( Balises ), лежащих на рельсах , кодированных рельсовых цепей и цифрового радио . [1] Она была установлена в 2000 году на всем северо-восточном коридоре Amtrak ( за исключением территории MTA) между Вашингтоном и Бостоном и полностью активна с декабря 2015 года, [2] через несколько месяцев после схода с рельсов поезда в Филадельфии в 2015 году, который она могла бы предотвратить. [2]
ACSES обеспечивает железнодорожные поезда позитивным соблюдением «гражданских» ограничений скорости (основанных на физических характеристиках линии). Бортовые компоненты отслеживают положение поезда и непрерывно рассчитывают максимальную безопасную кривую торможения для предстоящих ограничений скорости. Если поезд превышает безопасную кривую торможения, то тормоза автоматически применяются.
Данные о постоянных ограничениях скорости и другая информация о постоянном пути и конфигурации пути поступают частями от установленных на путях транспондеров и сохраняются в бортовой базе данных. Информация о временных ограничениях скорости передается поезду во время движения по маршруту через беспроводную систему передачи данных. Бортовое оборудование отслеживает положение поезда, подсчитывая обороты колес между транспондерами, которые также служат фиксированными ориентирами местоположения. В случае, если бригада поезда превышает ограничение скорости, применяется штрафное торможение, приводящее поезд к полной остановке [3] : 350 таким же образом, как и существующие системы автоматического управления поездом (ATC).
Ограничения скорости, требуемые системой сигнализации, обеспечиваются устаревшей системой сигнализации кабины с импульсным кодом , которая эксплуатируется на различных железных дорогах с 1930-х годов. Коды сигналов кабины подаются в блок отображения кабины ACSES, который затем обеспечивает более строгую из двух скоростей. Бортовой блок ACSES обратно совместим и может функционировать там, где присутствует только сигнализация кабины без наложения ACSES, а также в ситуациях, когда ACSES доступна без сигналов кабины. [3] : 353
ACSES также обеспечивает положительную остановку на сигналах, отображающих абсолютную индикацию остановки. Информация транспондера позволяет поезду отслеживать, когда он приближается к абсолютному сигналу, а затем определять, требуется ли положительная остановка, в зависимости от индикации сигнала кабины и информации, предоставленной через местное радио. Система откалибрована для остановки поезда где-то в пределах «Зоны положительной остановки», которая простирается до 1000 футов от самого сигнала абсолютной остановки. Чтобы проехать стоп-сигнал или иным образом переместить поезд при отсутствии более благоприятной индикации сигнала, машинист должен нажать кнопку «Остановить», прежде чем можно будет отпустить тормоза. [3] : 351
Из-за ряда ограничений системы ACSES и различных аварийных операций сотрудники должны быть знакомы со всеми постоянными и временными ограничениями скорости. ACSES призвана дополнять, а не заменять знания и навыки сотрудников. [3] : 355
Сочетание непрерывных сигналов кабины и ACSES соответствует определению системы позитивного управления поездом (PTC), обеспечивая защиту от столкновений, соблюдение всех ограничений скорости и контроль за владением путями силами технического обслуживания. [4]
Бортовое оборудование состоит из компьютера, который также хранит базу данных характеристик маршрута, подсистемы измерения расстояния для отслеживания положения поезда, антенной подсистемы для путевых балисов и подсистемы радиоданных для связи с путевыми системами. В кабине машинист имеет объединенный дисплей, который отображает целевую скорость поезда ACSES вместе со скоростью сигнала кабины и другой полезной рабочей информацией.
Сообщения, передаваемые на локомотивы и наземные системы и обратно, состоят из закодированных кадров сообщений усовершенствованной системы управления поездом (ATCS).
Система начинается с пассивных транспондеров, прикрепленных между путями, которые электрически питаются от электромагнитного поля , когда локомотив проходит по ним. Транспондеры в цифровом виде передают свою идентификационную информацию и другие соответствующие биты информации по беспроводной связи через бортовую антенну, позволяя локомотивам точно знать, когда они достигли определенной точки маршрута . Эта информация о местоположении используется бортовыми системами при обращении к своей базе данных ограничений скорости и характеристик пути для расчета кривой торможения в реальном времени.
По мере того, как локомотив движется по пути, бортовые системы связываются по радио с путевыми BCM (Base Communications Manager) в регионе, запрашивая любые временные ограничения скорости для следующих трех или более регионов пути, гарантируя, что база данных локомотива всегда будет актуальна с любыми возможными временными ограничениями, установленными диспетчером поезда. Путевые менеджеры связи (WCM) (или пакетные коммутаторы ) связывают все BCM в регионе с сетью обратного соединения , которая позволяет им связываться с офисом диспетчера и связанными с ним системами управления через TCP/IP. Такая конструкция предоставляет локомотивам информацию об ограничениях скорости, как только они вступают в силу, без необходимости полагаться на голосовую связь с бригадой поезда.
Дополнительные BCM (радиостанции данных), расположенные на блокировках, передают информацию, касающуюся абсолютных показаний сигнала «Стоп» и любых ограничений скорости, относящихся к маршруту поезда через указанную блокировку. Информация о скорости, полученная таким образом, будет отображаться на считывании скорости ACSES для дополнения любой информации о скорости, предоставляемой системой сигнализации кабины. [3] : 350 После положительной остановки радиостанции данных также будут передавать информацию об освобождении поезда от остановки, когда позволят условия пути. [3] : 352 Такая информация о статусе занятости пути, положении стрелки, индикации сигнала и множестве других важных входных данных накапливается путевыми кодерами, такими как Safetran VIU-ACSES (см. фото справа), перед отправкой в BCM для передачи локомотивам.
Система ACSES также поддерживает использование временных фиксированных транспондеров для обеспечения временных ограничений скорости в качестве альтернативы или резерва использования беспроводной сети. Один транспондер размещается на безопасном тормозном расстоянии от начала ограничения для его включения, а второй размещается в конце для его снятия. [3] : 357
В офисе , где осуществляется диспетчеризация и управление, система обеспечивает визуальную индикацию текущего состояния связи со всеми локомотивами, а также приблизительное местоположение каждого локомотива на пути в данный момент.
В случае необходимости проведения технического обслуживания на любом участке пути, перед тем как рабочая бригада будет отправлена или перед тем, как рабочей бригаде будет предоставлено разрешение на продолжение работы, в компьютерных системах офиса создается временное ограничение скорости (TSR). После ряда проверок и процедур TSR представляется в офисную систему ACSES.
Когда локомотив отправляет запрос на получение TSR для определенного региона, WCM передает запрос на информацию в офисную систему по протоколу TCP/IP, а ответ передается обратно на локомотив, который обновляет свою локальную базу данных с учетом любых ограничений.
В общей системе ACSES имеется ряд избыточных компонентов , так что отказ подсистемы автоматически переключает ее на другую. Потеря WCM, например, из-за отключения электроэнергии или удара молнии, приводит к тому, что резервный WCM берет на себя обязанности по обеспечению связи между BCM и офисными системами.
Поскольку радио локомотива может быть услышано несколькими BCM, WCM проверяет уровень сигнала индикации RF каждого BCM, который услышал локомотив, чтобы определить, какой самый сильный путь разговора обратно к локомотиву. WCM ведет учет трех возможных путей разговора к локомотиву, так что самый сильный путь всегда выбирается, если офису необходимо связаться с локомотивом.
По мере перемещения локомотива из региона в регион, уровень радиосигнала , регистрируемый BCM, который передается в WCM, изменяется. BCM, которые выходят за пределы диапазона локомотивов, удаляются из маршрутов разговорного пути в пределах WCM в пользу BCM, которые входят в диапазон. Таким образом, WCM постоянно знает, где находится каждый локомотив и какой разговорный путь лучше всего использовать для связи с локомотивом. Такая информация также передается в офис, чтобы офисные системы могли ее использовать.
В случае потери всех резервных систем (например, из-за сбоя питания в большой зоне или сбоя связи с центральным офисом) система сообщит машинисту локомотива , что она потеряла возможность применять временные ограничения скорости, но постоянные ограничения, загруженные в бортовую базу данных, продолжат применяться. [3] : 350
Наконец, сигналы кабины считаются полностью независимой системой, которая передает непрерывный поток кодов через рельсы, а не по беспроводной связи. Любая неисправность в наложении ACSES не повлияет на систему сигналов кабины, и, более того, отказ сигнала кабины не повлияет на систему ACSES. Без сигналов кабины ACSES будет продолжать принудительно выполнять принудительные остановки на абсолютных сигналах, все постоянные и временные ограничения скорости и принудительную остановку на любом сигнале на въезде на территорию сигнала кабины без фиксированного сигнала на обочине, на котором не отображается «Освобождение от следующей блокировки». [3] : 354
Если локомотив не может автоматически получить информацию о временном ограничении скорости, постоянные ограничения скорости будут продолжать применяться. В случае полного отказа бортовой системы ACSES машинист может вернуться к использованию системы сигнализации кабины без гражданского контроля скорости. Обе ситуации требуют получения разрешения от диспетчера поезда и сопровождаются дополнительными ограничениями максимальной скорости. [3] : 353
На блокировках, где Data Radio (BCM) либо не установлено, либо не функционирует, поезд определит, необходима ли положительная остановка, с помощью системы сигнализации кабины. Если необходимо проехать сигнал на остановке после получения разрешения от диспетчера, ACSES ограничит поезд до 15 миль в час (24 км/ч) в пределах блокировок после использования кнопки Stop Release. [3] : 352