stringtranslate.com

Автоматическое управление поездом

Автоматическое управление поездом ( ATO ) — это метод автоматического управления поездами , при котором машинист не требуется или требуется в основном для контроля. [1] В качестве альтернативы ATO можно определить как подсистему в системе автоматического управления поездом , которая выполняет любую или все функции, такие как программируемая остановка, регулировка скорости, управление дверями и т. п., которые в противном случае были бы назначены машинисту поезда. [2]

На фото кабина поезда Kawasaki–CRRC Sifang T251, обслуживающего линию Thomson–East Coast компании Mass Rapid Transit в Сингапуре. Эта линия проходит под управлением ATO GoA 4, которая автоматически контролируется без какого-либо персонала на борту.

Степень автоматизации обозначается степенью автоматизации (GoA), вплоть до GoA4, в которой поезд автоматически управляется без какого-либо персонала на борту. [3] В большинстве систем для более низких степеней автоматизации до GoA2 присутствует машинист для снижения рисков, связанных с отказами или чрезвычайными ситуациями. Автоматизация без машиниста в основном используется в автоматизированных системах транзита по направляющим , где легче обеспечить безопасность из-за изолированных путей. Полностью автоматизированные поезда для магистральных железных дорог являются областью исследований. [4] Первые эксперименты без машиниста в истории автоматизации поездов относятся к 1920-м годам. [5]

Степени автоматизации

Диаграмма, представляющая различные уровни автоматизации, возможные на железных дорогах.
Схема работы ETCS Level 3 как пример для GoA2

Согласно Международной ассоциации общественного транспорта (UITP) и международному стандарту IEC 62290-1, существует пять уровней автоматизации (GoA) поездов. [6] [7] [8] Эти уровни соответствуют автомобильной классификации SAE J3016 : [9] [10]

Дополнительные типы

Операция АТО

Ранние испытания ATO на поезде R22 на четвертом пути 42-й улицы (справа) в 1962 году.

Многие современные системы связаны с автоматической защитой поездов (ATP) и, во многих случаях, с автоматическим управлением поездами (ATC), где обычные операции сигнализации , такие как установка маршрута и регулирование поезда, выполняются системой. Системы ATC и ATP будут работать вместе, чтобы поддерживать поезд в пределах определенного допуска его расписания. Объединенная система будет незначительно корректировать рабочие параметры, такие как отношение мощности к движению по инерции при движении и время пребывания на станции , чтобы придерживаться определенного расписания. [ необходима цитата ]

В то время как ATP — это система безопасности, которая обеспечивает безопасное расстояние между поездами и обеспечивает достаточное предупреждение о том, когда следует остановиться. ATO — это «небезопасная» часть работы поезда, связанная с остановками и запусками на станциях, и указывает место остановки поезда после того, как ATP подтвердит, что линия свободна. [ необходима цитата ]

Поезд приближается к станции при четких сигналах, поэтому он может выполнить нормальный запуск. Когда он достигает первого маяка — изначально петлевого кабеля, теперь обычно фиксированного транспондера — поезд получает команду на торможение станции. Бортовой компьютер рассчитывает кривую торможения, чтобы позволить ему остановиться в правильной точке, и по мере того, как поезд движется к платформе, кривая обновляется несколько раз (что варьируется от системы к системе) для обеспечения точности. [20]

Когда поезд останавливается, он проверяет, что его тормоза задействованы, и проверяет, что он остановился в пределах контуров включения дверей. Эти контуры проверяют положение поезда относительно платформы и то, с какой стороны должны открываться двери. После того, как все это будет завершено, ATO откроет двери. По истечении установленного времени, заранее определенного или измененного центром управления по мере необходимости, ATO закроет двери и автоматически перезапустит поезд, если цепь проверки закрытия дверей завершена. Некоторые системы также имеют платформенные экранные двери. ATO также подаст сигнал для их открытия после завершения процедуры проверки на борту. Хотя здесь это описано как функция ATO, включение дверей на станциях часто включается как часть оборудования ATP, поскольку оно рассматривается как «жизненно важная» система и требует тех же процессов проверки безопасности, что и ATP. [20]

После завершения работы дверей система ATO разгонит поезд до крейсерской скорости, позволит ему двигаться по инерции до следующей станции с сигналом торможения, а затем затормозит на следующей станции, при условии отсутствия вмешательства системы ATP. [20]

Преимущества GoA3+

В 2021 году Департамент транспорта Флориды профинансировал обзор ученых из Университета штата Флорида , Университета Талька и Гонконгского политехнического университета , который показал следующие преимущества автономных поездов: [21]

  1. Устранение человеческих источников ошибок
  2. Увеличение пропускной способности за счет более эффективного использования существующих железнодорожных путей
  3. Сокращение эксплуатационных расходов. Парижское метро сократило эксплуатационные расходы в случае GoA 4 на 30%. [22]
  4. Повышение общей надежности обслуживания
  5. Улучшение управления автопарком и гибкости обслуживания
  6. Повышение энергоэффективности

Несчастные случаи и инциденты с участием АТО

Хотя доказано, что система ATO значительно снижает вероятность человеческих ошибок при эксплуатации железной дороги, было зафиксировано несколько заметных аварий с участием систем ATO:

Исследовательские проекты АТО

Будущее

В октябре 2021 года в городе Гамбург , Германия, был запущен пилотный проект «первого в мире автоматизированного, беспилотного поезда» на обычных путях, общих с другим железнодорожным движением. Согласно сообщениям, традиционная технология поездов со стандартными путями, не относящаяся к метро, ​​теоретически может быть реализована для железнодорожного транспорта по всему миру и также является существенно более энергоэффективной . [52] [53]

ATO будет введена на линиях Circle , District , Hammersmith & City и Metropolitan лондонского метрополитена к 2022 году. ATO используется на участках Crossrail . Поезда на центральном лондонском участке Thameslink были первыми, кто использовал ATO на магистральной железнодорожной сети Великобритании [54] с ETCS уровня 2.

В апреле 2022 года компания JR West объявила, что в 2022 году она проведет испытания ATO на 12-вагонном поезде Shinkansen серии W7, который будет использоваться на линии Hokuriku Shinkansen на станции Hakusan General Rolling Stock Yard. [55]

Венское метро будет оснащено системой ATO в 2023 году на новой линии U5.

Все строящиеся линии нового Сиднейского метрополитена будут работать без машиниста, без присутствия обслуживающего персонала.

С 2012 года в метро Торонто проводится модернизация сигналов для использования ATO и ATC в течение следующего десятилетия. [56] Работы завершены на участках линии Yonge–University . [57] Подземная часть линии 5 Eglinton будет оснащена ATC и ATO в 2022 году. Подземная часть будет использовать систему GoA2, в то время как Eglinton Maintenance and Storage Facility будет использовать систему GoA4 и беспилотное движение по станции. [58] Предполагается, что линия Ontario будет иметь беспилотную систему GoA4 и откроется в 2030 году. [ 59 ]

С марта 2021 года SNCF и регион О-де-Франс начали эксперимент с французским поездом класса Regio 2N , оснащенным датчиками и программным обеспечением  [fr] (fr).

В 2025 году регулярные беспилотные пассажирские перевозки на линии Копидльно — Долни-Бусов возобновит компания AŽD Praha . [60]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "IEC 60050 - Международный электротехнический словарь - Подробности для номера IEV 821-09-01: "автоматическая эксплуатация поезда"". www.electropedia.org . Получено 23 января 2024 г. .
  2. ^ Стандарт IEEE для управления поездом на основе связи (CBTC). Требования к производительности и функциональным возможностям. doi : 10.1109/IEEESTD.2004.95746. ISBN 0-7381-4487-8. Получено 28 января 2024 г. .
  3. ^ «Thales и Knorr-Bremse совместно разработают ATO для грузовых поездов». RailTech.com . 4 ноября 2022 г. Получено 5 марта 2023 г.
  4. ^ "Europe's ERTMS dream enters a new era". International Railway Journal . Получено 5 марта 2023 г.
  5. ^ Лю, Хуэй (2021). Беспилотные системы управления для интеллектуальных поездов . Амстердам. ISBN 9780128228302.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  6. ^ Международная ассоциация общественного транспорта. «Глобальная заявка на автоматизацию: Обсерватория автоматизированных метрополитенов UITP подтверждает устойчивые темпы роста в ближайшие годы» (PDF) . Бельгия. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-05-01 . Получено 2014-06-08 .
  7. ↑ Элизабет Фишер (23 августа 2011 г.). «Оправдание автоматизации». Railway-Technology.com .
  8. ^ «IEC 62290-1: 2014 - IEC-Normen - VDE VERLAG» . www.vde-verlag.de . Проверено 2 мая 2022 г.
  9. ^ «Кросс-доменное оплодотворение в эволюции к автономным транспортным средствам». ercim-news.ercim.eu . Новости ERCIM . Получено 8 мая 2022 г. .
  10. ^ Ниссен, Нильс; Шиндлер, Кристиан; Валле, Дирк (2017). «Помощник, автомат или автономер Betrieb – Potentiale für den Schienenverkehr» (PDF) . Веркер и Бетриб .
  11. ^ abc Пассерини, Г. (2020). Компьютеры на железных дорогах XVII Проектирование и эксплуатация железных дорог. Саутгемптон: WIT Press. ISBN 978-1-78466-403-9.
  12. ^ Пелеска, Ян; Хакстхаузен, Энн Э.; Леконт, Тьерри (2022). «Вопросы стандартизации для автономного управления поездом». Использование формальных методов, верификации и валидации. Практика . Конспект лекций по информатике. Том 13704. Springer Nature Switzerland. С. 286–307. doi : 10.1007/978-3-031-19762-8_22 . ISBN 978-3-031-19761-1.
  13. ^ Агентство Европейского Союза по железным дорогам (2017). "X2Rail–1 ATO через ETCS (до GoA4)" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2022-07-18 . Получено 2022-05-02 .
  14. ^ Корф, Вим; Гринвис, Пит; Подт, Тео (2010). «Anticiperen op waardevol vervoer» (PDF) (на голландском языке). Отчетный аудит Noord/Zuidlijn. Архивировано из оригинала (PDF) 18 июля 2022 г. Проверено 2 мая 2022 г.
  15. ^ Наполи, С. (2018). «01-03-00079 1.02 Branchenlösung ATO auf GoA2(+)». ВЁВ УТП (на немецком языке) . Проверено 25 декабря 2022 г.
  16. ^ ab "鉄道:鉄道における自動運転技術検討会 - 国土交通省". www.mlit.go.jp. ​Проверено 29 мая 2022 г.
  17. ^ "JR九州、自動運転の営業運転スタート！将来は「GoA2.5」の形態目指す | 自動運転ラボ" (на японском языке). 4 января 2021 г. Проверено 23 июня 2022 г.
  18. ^ Тагиев, Рустам; Будер, Томас; Хофманн, Кай; Клотц, Кристиан; Тилли, Роман (2 июля 2021 г.). «На пути к зарождению процесса утверждения GoA3+». 5-я конференция по высокопроизводительным вычислениям и кластерным технологиям 2021 г. Ассоциация вычислительной техники. стр. 41–47. doi :10.1145/3497737.3497742. ISBN 978-1-4503-9013-2. S2CID  245426687 . Получено 2 мая 2022 г. .
  19. ^ Lagay, Rémy; Adell, Gemma Morral (октябрь 2018 г.). «Автономный поезд: игра, меняющая правила игры для железнодорожной отрасли». 2018 16-я Международная конференция по интеллектуальным транспортным системам и телекоммуникациям (ITST) . стр. 1–5. doi :10.1109/ITST.2018.8566728. ISBN 978-1-5386-5544-3. S2CID  54463761.
  20. ^ abc "ATO". Железнодорожная техническая веб-страница . Архивировано из оригинала 12 апреля 2012 года.
  21. ^ Сингх, Прашант; Дулебенец, Максим А.; Паша, Джунаед; Гонсалес, Эрнесто ДР Сантибанес; Лау, Юй-Йип; Кампманн, Рафаэль (2021). «Развертывание автономных поездов на железнодорожном транспорте: текущие тенденции и существующие проблемы». IEEE Access . 9 : 91427–91461. Bibcode : 2021IEEEA...991427S. doi : 10.1109/ACCESS.2021.3091550 . hdl : 10397/92123 . ISSN  2169-3536. S2CID  235749326.
  22. ^ Коэн, Дж. М.; Баррон, А. С.; Андерсон, Р. Дж.; Грэм, Дж. Д. «Влияние эксплуатации необслуживаемых поездов (UTO) на производительность и эффективность на столичных железных дорогах». Национальная академия наук .
  23. ^ "大阪市ニュートラム暴走事故 原因はリレー回路接続不良 運輸省が中間報告伝わらず». Коцу Симбун . Коцу Симбунся. 09.11.1993. п. 1.
  24. ^ "大阪市交「ニュートラム」 きょう運行再開" . Коцу Симбун . Коцу Симбунся. 19 ноября 1993 г. п. 1.
  25. ^ «Производитель сигналов: не виноват в крушении поезда в Шанхае». AP .
  26. ^ «Un choque en el Metro de México deja al menos 12 Heridos» [В результате крушения поезда в метро Мексики 12 человек получили ранения]. Эль Паис (на испанском языке). 5 мая 2015 года. Архивировано из оригинала 27 декабря 2019 года . Проверено 30 мая 2021 г.
  27. ^ Роблес, Джохана; Руис, Фанни (5 мая 2015 г.). "Chocan trenes en Línea 5 del Metro" [Поезда врезались в линию метро 5]. El Universal (на испанском языке). Архивировано из оригинала 30 мая 2021 г. . Получено 30 мая 2021 г. .
  28. ^ Shoichet, Catherine E. (4 мая 2015 г.). «Крушение поездов метро Мехико; сообщается о травмах». CNN . Архивировано из оригинала 3 мая 2021 г. Получено 30 мая 2021 г.
  29. ^ ab Noticieros Televisa (13 мая 2015 г.). «Мексика: Dan a conocer detalles del choque en el Metro Oceanía» [Мексика: опубликованы подробности крушения на станции Oceanía]. Ревиста Риелес . Риелес Мультимедио. Архивировано из оригинала 30 мая 2021 года.
  30. ^ ab «Человеческая ошибка, вызванная засорением метро Океания, информация комитета по расследованию» . Аристеги Noticias (на испанском языке). 12 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 15 мая 2015 г. . Проверено 30 мая 2021 г.
  31. ↑ Феррер, Анжелика (11 марта 2020 г.). «И все это, ¿cuántos choques han ocurrido a lo largo de la historia del Metro de la CDMX?» [И кстати, сколько аварий произошло за всю историю метро Мехико?]. Эль Финансьеро (на испанском языке). Архивировано из оригинала 30 мая 2021 года.
  32. ↑ Вальдес, Ильич (12 мая 2015 г.). «Error humano causó choque de trenes en Metro Oceanía» [Человеческая ошибка привела к крушению поезда на станции Oceanía]. Миленио (на испанском языке). Архивировано из оригинала 4 апреля 2020 года . Проверено 15 марта 2020 г.
  33. ^ Лим, Адриан (16 ноября 2017 г.). «Столкновение с Joo Koon: «Непреднамеренное удаление» исправления программного обеспечения привело к столкновению». Straits Times . Архивировано из оригинала 17 ноября 2017 г. Получено 17 ноября 2017 г.
  34. ^ «Беспилотный поезд метро Дели врезался в стену, эти мемы последовали». NDTV.com . Получено 19 сентября 2024 г. .
  35. ^ "Гонконг сталкивается с хаосом в пригородных поездах после редкого столкновения поездов". Reuters . 18 марта 2019 г.
  36. ^ «Система сигнализации при столкновении поездов MTR в Гонконге — «версия» той, что использовалась в Сингапуре». CNA . 19 марта 2019 г. Архивировано из оригинала 30 января 2021 г. Получено 30 января 2021 г.
  37. ^ "Отчет о расследовании инцидента при испытании новой системы сигнализации на линии метро Tsuen Wan" (PDF) . Департамент электромеханического обслуживания . 5 июля 2019 г. Архивировано (PDF) из оригинала 30 января 2021 г. . Получено 30 января 2021 г. .
  38. ^ Асман, Фариз. «47 парахов, 166 седера ринганов LRT bertembung berhampiran Stesen KLCC». Астро Авани . Проверено 24 мая 2021 г.
  39. ^ 董怡虹 (24 января 2022 г.). «上海地铁一女乘客被屏蔽门夹住:送医抢救后身亡,有关部门已介入».新民晚报(на китайском (Китай)) . Проверено 25 января 2022 г.
  40. ^ Риттер, Норберт (2001). «Einführungsstrategien für die Automatisierung von Nahverkehrsbahnen». ZEV DET Glasers Annalen – Die Eisenbahntechnik . стр. 129–130, 132, 134–137 . Проверено 16 октября 2022 г.
  41. ^ Труммер, Георг; Раппе, Ютта (2008). «РУБИН: Die erste fahrerlose U-Bahn im Mischbetrieb» . ЗЕВрейл . стр. 347–352 . Проверено 9 июня 2023 г.
  42. ^ Хэкер, Тис; Alcatel-SEL-Aktiengesellschaft, Unternehmensbereich Transportsysteme (2003). «Forschungsvorhaben Komenten Automatisierter Schienenverkehr KOMPAS, Фаза I: Schlussbericht» . Проверено 16 октября 2022 г.
  43. ^ ab Bundesministerium für Bildung und Forschung, Referat Informationstechnik. «Фёрдеркаталог» (на немецком языке) . Проверено 4 мая 2024 г.
  44. ^ ab "autoBAHN - автономная дорога EisenBAHN на лучших региональных линиях" . Energieforschung (на немецком языке) . Проверено 19 сентября 2024 г.
  45. ^ Мюллер, Кристоф (2010). «RCAS — Предотвращение столкновений без стационарных установок». Internationales Verkehrswesen: Управление транспортом и мобильностью . стр. 20–22 . Проверено 16 октября 2022 г.
  46. ^ Хемзал, Георг; Фирнкорн, Йорг; Садегипур, Садег; Леушель, Майкл; Шлинглофф, Бернд-Хольгер; Гроссманн, Юрген; Штробель, Тимо (2021). «KI-LOK – Ein Verbundprojekt über Prüfverfahren für KI-basierte Componenten im Eisenbahnbetrieb | Eurailpress Archiv». eurailpress-archiv.de . Аусгабе 10/2021.
  47. ^ ab "Усовершенствованная интегрированная система обнаружения препятствий и вторжений на пути для интеллектуальной автоматизации железнодорожного транспорта". CORDIS . Получено 19 сентября 2024 г.
  48. ↑ Мэй, Тиана (29 сентября 2022 г.). «Проект safe.trAIn по продвижению разработки автоматизированных поездов с поддержкой ИИ». Railway-News . Получено 23 января 2024 г.
  49. ^ "Отчет LOK - Deutsche Bahn: Ausrüstung von zwei Regionalzügen mit Modernster Sensortechnik für volautomatisiertes Fahren" . www.lok-report.de (на немецком языке) . Проверено 21 февраля 2024 г.
  50. ^ "Проект "AutomatedTrain": Züge fahren volautomatisiert und fahrerlos | Verkehrslage" . verkehrslage.vkw.tu-dresden.de . Проверено 21 февраля 2024 г.
  51. ^ "eurail-fp2". ЕС . Получено 19 сентября 2024 г.
  52. ^ "Германия представляет первый самоуправляемый поезд". techxplore.com . Получено 15 ноября 2021 г. .
  53. ^ "Германия: Гамбург получает первый полностью автоматизированный трамвай | DW | 11 октября 2021 г.". Deutsche Welle (www.dw.com) . Получено 15 ноября 2021 г.
  54. ^ "Thameslink первый с ATO вместо ETCS". Railway Gazette. 20 марта 2018 г.
  55. ^ "JR West тестирует ATO на поездах Shinkansen серии W7". International Railway Journal . 25 апреля 2022 г. Получено 28 апреля 2022 г.
  56. ^ Уиллер, Чарльз (17 декабря 2008 г.). «Расширение метро Yonge – рекомендуемая концепция/проблемы проекта» (PDF) . TTC.
  57. ^ "Железнодорожные новости – TTC расширяет систему сигнализации до станции Queen. Для профессионалов в области железнодорожной карьеры". Progressive Railroading . Получено 12.12.2020 .
  58. ^ «Как будет работать автоматическое управление поездами Eglinton Crosstown LRT? Мы разберем каждый основной элемент в инфографике». 9 декабря 2019 г. Получено 4 июня 2020 г.
  59. ^ «Ontario Line будет основана на проверенных технологиях, а не на футуристических прототипах». 10 сентября 2019 г. Получено 4 июня 2020 г.
  60. ^ "Отчет LOK - Чехия: AŽD будет Копидльно - Долни Боусов в Яр 2025 автономным betreiben" . www.lok-report.de (на немецком языке) . Проверено 23 марта 2024 г.

Внешние ссылки

Испытания системы обнаружения препятствий на пути поезда, проект Robotrain, AZD Praha