Железнодорожная сигнализация ( BE ) или железнодорожная сигнализация ( AE ) — это система, используемая для управления движением железнодорожного транспорта. Поезда движутся по фиксированным рельсам , что делает их исключительно восприимчивыми к столкновениям . Эта восприимчивость усугубляется огромным весом и инерцией поезда, что затрудняет быструю остановку при столкновении с препятствием. В Великобритании Закон о регулировании железных дорог 1889 года ввел ряд требований по таким вопросам, как реализация блокировочной сигнализации и других мер безопасности, как прямой результат железнодорожной катастрофы Арма в том году.
Большинство форм управления поездами подразумевают передачу полномочий по движению от ответственных за каждый участок железнодорожной сети (например, сигнальщика или начальника станции ) к поездной бригаде. Набор правил и физическое оборудование, используемое для этого, определяют то, что известно как метод работы (Великобритания), метод эксплуатации (США) или безопасная работа (Австралия). Не все эти методы требуют использования физических сигналов , и некоторые системы характерны для однопутных железных дорог.
Самые ранние железнодорожные вагоны тащили лошади или мулы. Некоторым ранним поездам предшествовал конный сигнальщик. Для управления «машинистами поездов» использовались сигналы рукой и рукой. Позднее туман и плохая видимость привели к появлению флагов и фонарей. Сигнализация на обочине появилась еще в 1832 году и использовала поднятые флаги или шары, которые можно было увидеть издалека.
Самая простая форма работы, по крайней мере с точки зрения оборудования, — это запуск системы по расписанию. Каждая бригада поезда понимает и придерживается фиксированного расписания. Поезда могут ходить по каждому участку пути только в запланированное время, в течение которого они имеют «владение», и никакой другой поезд не может использовать тот же участок.
Когда поезда движутся в противоположных направлениях по однопутной железной дороге, назначаются точки встречи («meets»), на которых каждый поезд должен ждать другой на разъезде. Ни одному поезду не разрешается двигаться, пока не прибудет другой. В США демонстрация двух зеленых флагов (зеленые огни ночью) является указанием на то, что за первым следует другой поезд, и ожидающий поезд должен ждать, пока не пройдет следующий поезд. Кроме того, поезд с флагами подает восемь гудков в свисток по мере приближения. Ожидающий поезд должен ответить восемью гудками, прежде чем поезд с флагом сможет продолжить движение.
Система расписания имеет несколько недостатков. Во-первых, нет положительного подтверждения того, что путь впереди свободен, а есть только то, что он запланирован свободным. Система не допускает отказов двигателей и других подобных проблем, но расписание составлено таким образом, чтобы между поездами было достаточно времени, чтобы бригада неисправного или опоздавшего поезда могла пройти достаточно далеко и установить предупреждающие флаги, сигнальные ракеты и детонаторы или торпеды (терминология Великобритании и США соответственно), чтобы предупредить любую другую бригаду поезда.
Вторая проблема — негибкость системы. Поезда нельзя добавлять, задерживать или перепланировать без предварительного уведомления.
Третья проблема является следствием второй: система неэффективна. Чтобы обеспечить гибкость, расписание должно давать поездам широкий запас времени для учета задержек, чтобы линия не находилась во владении каждого поезда дольше, чем это необходимо.
Тем не менее, эта система позволяет осуществлять операции в больших масштабах, без необходимости в каком-либо виде связи, который движется быстрее поезда. Работа по расписанию была обычным режимом работы в Северной Америке в первые дни существования железной дороги.
С появлением телеграфа в 1841 году стала возможной более сложная система, поскольку это дало возможность передавать сообщения до прибытия поездов. Телеграф позволяет распространять любые изменения в расписании, известные как заказы на поезда . Они позволяют отменять, изменять расписание и добавлять поезда.
Североамериканская практика означала, что поездные бригады обычно получали свои приказы на следующей станции, на которой они останавливались, или иногда передавались локомотиву «на ходу» через длинный жезл. Поездные приказы позволяли диспетчерам организовывать встречи на запасных путях, заставлять поезд ждать на запасном пути прохождения приоритетного поезда и поддерживать интервал не менее одного блока между поездами, идущими в одном направлении.
Управление расписанием и заказом поездов широко использовалось на американских железных дорогах до 1960-х годов, включая некоторые довольно крупные операции, такие как Wabash Railroad и Nickel Plate Road . Управление движением по заказу поездов использовалось в Канаде до конца 1980-х годов на Algoma Central Railway и некоторых ответвлениях Canadian Pacific Railway.
Расписание и порядок движения поездов не использовались широко за пределами Северной Америки и были постепенно заменены радиодиспетчерской службой на многих линиях с небольшим трафиком и электронными сигналами на линиях с большим трафиком. Более подробная информация о методах работы в Северной Америке приведена ниже.
Похожий метод, известный как «Телеграф и приказ о переезде», использовался на некоторых загруженных однопутных линиях в Великобритании в 19 веке. Однако серия лобовых столкновений произошла из-за того, что команда на продолжение движения была неправильно дана или неправильно понята бригадой поезда — худшее из которых произошло между Нориджем и Брандаллом, Норфолк, в 1874 году. В результате система была постепенно отменена в пользу систем жетонов . Это устранило опасность выдачи двусмысленных или противоречивых инструкций, поскольку системы жетонов полагаются на объекты для выдачи полномочий, а не на устные или письменные инструкции; в то время как очень сложно полностью предотвратить выдачу противоречивых приказов, предотвратить выдачу противоречивых жетонов относительно просто.
Поезда не могут столкнуться друг с другом, если им не разрешено занимать один и тот же участок пути в одно и то же время, поэтому железнодорожные линии делятся на секции, известные как блоки . В обычных обстоятельствах в каждом блоке одновременно разрешено находиться только одному поезду. Этот принцип лежит в основе большинства систем безопасности на железной дороге. Блоки могут быть либо фиксированными (границы блоков фиксированы вдоль линии), либо подвижными (концы блоков определяются относительно движущихся поездов). [1]
На двухпутных железнодорожных линиях, которые позволяли поездам двигаться в одном направлении по каждому пути, было необходимо размещать поезда достаточно далеко друг от друга, чтобы они не могли столкнуться. В самые первые дни железных дорог мужчины (первоначально называвшиеся «полицейскими», отсюда и произошло прозвище британских сигналистов «боб», «бобби» или «офицер», когда поездная бригада разговаривала с ними по сигнальному телефону) стояли на интервалах («блоках») вдоль линии с секундомером и использовали сигналы рукой, чтобы сообщать машинистам о том, что поезд прошел более или менее определенного количества минут назад. Это называлось «работа с временным интервалом». Если поезд прошел совсем недавно, то следующий поезд должен был замедлиться, чтобы освободить больше места.
Наблюдатели не могли узнать, освободил ли поезд линию впереди, поэтому, если предшествующий поезд останавливался по какой-либо причине, бригада следующего поезда не могла узнать об этом, если только это не было четко видно. В результате несчастные случаи были обычным явлением на ранних этапах развития железных дорог. С изобретением электрического телеграфа у персонала на станции или сигнальной будке появилась возможность отправлять сообщение (обычно определенное количество звонков в колокол ), чтобы подтвердить, что поезд прошел и что определенный блок был очищен. Это называлось « системой абсолютной блокировки ».
С 1830-х годов ручные сигналы начали заменяться фиксированными механическими сигналами. Первоначально они работали локально, но позже стало обычной практикой управлять всеми сигналами на определенном блоке с помощью рычагов, сгруппированных вместе в сигнальной будке. Когда поезд въезжал на блок, сигналист защищал этот блок, устанавливая его сигнал на «опасность». Когда получалось сообщение «все чисто», сигналист переводил сигнал в положение «чисто».
Система абсолютной блокировки постепенно вошла в употребление в 1850-х и 1860-х годах и стала обязательной в Соединенном Королевстве после того, как парламент принял закон в 1889 году после ряда аварий, наиболее заметной из которых была железнодорожная катастрофа в Армахе . Это потребовало блокировочной сигнализации для всех пассажирских железных дорог вместе с централизацией , обе из которых сегодня составляют основу современной практики сигнализации. Аналогичное законодательство было принято в Соединенных Штатах примерно в то же время.
Не все блоки контролируются с помощью фиксированных сигналов. На некоторых однопутных железных дорогах Великобритании, особенно с низкой посещаемостью, распространены системы жетонов , которые полагаются на физическое владение машинистом уникальным жетоном в качестве разрешения занимать линию, обычно в дополнение к фиксированным сигналам.
Прежде чем разрешить поезду войти в блок, сигнальщик должен убедиться, что он еще не занят. Когда поезд покидает блок, он должен сообщить об этом сигнальщику, контролирующему въезд на блок. Даже если сигнальщик получает уведомление о том, что предыдущий поезд покинул блок, он обычно должен запросить разрешение у следующего сигнального поста, чтобы пропустить следующий поезд. Когда поезд прибывает в конец блок-участка, прежде чем сигнальщик отправит сообщение о прибытии поезда, он должен иметь возможность увидеть маркер конца поезда на задней части последнего транспортного средства. Это гарантирует, что ни одна часть поезда не отсоединилась и не осталась в пределах участка. Маркером конца поезда может быть цветной диск (обычно красный) днем или цветная масляная или электрическая лампа (опять же, обычно красная). Если поезд въезжает в следующий блок до того, как сигнальщик видит, что диск или лампа отсутствуют, он просит следующий сигнальный пост остановить поезд и выяснить, в чем дело.
При разрешительной системе блокировки поездам разрешено проезжать сигналы, указывающие на то, что линия впереди занята, но только на такой скорости, чтобы они могли безопасно остановиться, если в поле зрения появится препятствие. Это позволяет повысить эффективность в некоторых ситуациях и в основном используется в США. В большинстве стран это ограничивается только грузовыми поездами и может быть ограничено в зависимости от уровня видимости.
Разрешительная блокировка также может использоваться в экстренных случаях, когда машинист не может связаться с сигнальщиком после того, как его задержали на сигнале опасности на определенное время, хотя это разрешено только в том случае, если сигнал не защищает от каких-либо конфликтующих движений, а также когда сигнальщик не может связаться со следующим сигнальным постом, чтобы убедиться, что предыдущий поезд прошел, например, если телеграфные провода оборваны. В этих случаях поезда должны двигаться на очень низкой скорости (обычно 32 км/ч (20 миль/ч) или меньше), чтобы они могли остановиться перед любым препятствием. В большинстве случаев это не допускается в периоды плохой видимости (например, туман или снегопад).
Даже при абсолютной системе блокировки несколько поездов могут войти в блок с разрешением. Это может быть необходимо для того, чтобы разделить или объединить поезда вместе или спасти неисправные поезда. Давая разрешение, сигналист также гарантирует, что машинист точно знает, чего ожидать впереди. Машинист должен управлять поездом безопасным образом, принимая во внимание эту информацию. Как правило, сигнал остается при опасности, и машинисту дается устное разрешение, обычно желтым флагом, пропустить сигнал при опасности, и объясняется присутствие поезда впереди. Там, где поезда регулярно входят в занятые блоки, такие как станции, где происходит сцепление, для этих перемещений предоставляется вспомогательный сигнал, иногда известный как сигнал «вызова», в противном случае они выполняются посредством команд поезда.
Изобретение систем обнаружения поездов, таких как рельсовые цепи, позволило заменить ручные системы блокировки, такие как абсолютная блокировка, на автоматическую блокировку. При автоматической блокировке сигналы указывают, может ли поезд въезжать на блок, на основе автоматического обнаружения поезда, указывающего, свободен ли блок. Сигналы также могут управляться сигналистом, так что они обеспечивают указание на продолжение движения только в том случае, если сигналист соответствующим образом устанавливает сигнал и блокировка свободна.
Большинство блоков являются «фиксированными», то есть они включают в себя участок пути между двумя фиксированными точками. В системах на основе расписания, порядка движения поездов и жетонов блоки обычно начинаются и заканчиваются на выбранных станциях. В системах на основе сигнализации блоки начинаются и заканчиваются на сигналах.
Длина блоков рассчитана на то, чтобы поезда могли ходить так часто, как это необходимо. Малоиспользуемая линия может иметь блоки длиной в несколько километров , но загруженная пригородная линия может иметь блоки длиной в несколько сотен метров.
Поезду не разрешается въезжать на блок, пока сигнал не покажет, что поезд может продолжать движение, диспетчер или сигнальщик не дадут машинисту соответствующее указание или машинист не получит соответствующий жетон. В большинстве случаев поезд не может въехать на блок, пока не только сам блок не будет свободен от поездов, но и не будет пустого участка за концом блока на расстояние, по крайней мере, необходимое для остановки поезда. В системах сигнализации с близко расположенными сигналами это перекрытие может достигать сигнала, следующего за сигналом в конце секции, эффективно обеспечивая интервал между поездами двух блоков.
При расчете размера блоков и, следовательно, расстояния между сигналами необходимо учитывать следующее:
Исторически сложилось так, что на некоторых линиях определенные большие или высокоскоростные поезда регулировались по другим правилам, и им предоставлялось право преимущественного проезда только в том случае, если два квартала перед поездом были свободны.
В системе подвижных блоков компьютеры вычисляют безопасную зону вокруг каждого движущегося поезда, в которую не допускается вход другим поездам. Система зависит от знания точного местоположения, скорости и направления каждого поезда, которые определяются комбинацией нескольких датчиков, таких как радиочастотная идентификация вдоль пути, сверхширокополосный, радар, инерциальные измерительные блоки, акселерометры и спидометры на поезде (на системы GNSS нельзя полагаться, поскольку они не работают в туннелях). Для настройки подвижных блоков требуется, чтобы инструкции передавались непосредственно поезду вместо использования линейных сигналов. Это имеет преимущество в увеличении пропускной способности пути, позволяя поездам двигаться ближе друг к другу, сохраняя при этом требуемые запасы безопасности.
Централизованное управление движением (CTC) — это форма железнодорожной сигнализации, которая возникла в Северной Америке. CTC объединяет решения о маршрутизации поездов, которые ранее принимались местными операторами сигнализации или самими бригадами поездов. Система состоит из централизованного офиса диспетчера поездов, который управляет железнодорожными блокировками и транспортными потоками на участках железнодорожной системы, обозначенных как территория CTC.
Обнаружение поездов относится к наличию или отсутствию поездов на определенном участке линии. [1]
Наиболее распространенным способом определения того, занят ли участок линии, является использование рельсовой цепи . Рельсы на обоих концах каждого участка электрически изолированы от следующего участка, и электрический ток подается на оба ходовых рельса на одном конце. Реле на другом конце подключено к обоим рельсам. Когда участок не занят, катушка реле замыкает электрическую цепь и находится под напряжением. Однако, когда поезд въезжает на участок, он замыкает ток в рельсах, и реле обесточивается. Этот метод не требует явной проверки того, что весь поезд покинул участок. Если часть поезда остается на участке, рельсовая цепь обнаруживает эту часть.
Этот тип цепи определяет отсутствие поездов, как для установки индикации сигнала, так и для обеспечения различных функций блокировки — например, предотвращения перемещения стрелок, пока к ним приближается поезд. Электрические цепи также доказывают , что стрелки блокируются в соответствующем положении до того, как сигнал, защищающий этот маршрут, может быть снят. Поезда Великобритании и персонал, работающий в зонах блокировки рельсовой цепи, имеют зажимы управления рельсовой цепью (TCOC), так что в случае, если что-то засоряет соседнюю рабочую линию, рельсовая цепь может быть замкнута накоротко. Это помещает сигнал, защищающий эту линию, в «опасность», чтобы остановить приближающийся поезд до того, как сигналист будет предупрежден. [2]
Альтернативный метод определения занятого статуса блока использует устройства, расположенные в его начале и конце, которые подсчитывают количество осей, которые входят и выходят из блок-секций. Если количество осей, выходящих из блок-секций, равно количеству осей, которые вошли в него, блок считается свободным. Счетчики осей выполняют функции, аналогичные рельсовым цепям, но также демонстрируют несколько других характеристик. Во влажной среде секция с подсчетом осей может быть намного длиннее, чем с рельсовой цепью. Низкое сопротивление балласта очень длинных рельсовых цепей снижает их чувствительность. Рельсовые цепи могут автоматически определять некоторые типы дефектов пути, такие как сломанный рельс. В случае восстановления питания после отключения питания секция с подсчетом осей остается в неопределенном состоянии, пока поезд не пройдет через поврежденную секцию. Секция с рельсовой цепью немедленно обнаруживает наличие поезда на секции.
На большинстве железных дорог вдоль путей устанавливаются физические сигналы , указывающие машинистам, занята ли линия впереди, а также обеспечивающие достаточное расстояние между поездами для остановки.
Более старые формы сигнала отображали свои различные аспекты посредством их физического положения. Самые ранние типы включали в себя щит, который был либо повернут лицом к водителю и полностью виден водителю, либо повернут так, чтобы быть практически невидимым. Хотя этот тип сигнала все еще используется в некоторых странах (например, во Франции и Германии), на сегодняшний день наиболее распространенной формой механического сигнала во всем мире является семафорный сигнал . Он состоит из поворотного рычага или лезвия, которые могут наклоняться под разными углами. Горизонтальный рычаг является наиболее ограничительным указанием (для «опасности», «осторожно», «остановитесь и продолжайте движение» или «остановитесь и оставайтесь на месте» в зависимости от типа сигнала).
Чтобы поезда могли ходить ночью, на каждом сигнале обычно устанавливается один или несколько фонарей. Обычно это постоянно горящая масляная лампа с подвижными цветными очками спереди, которые меняют цвет света. Поэтому машинисту приходилось изучать один набор указаний для дневного обзора и другой для ночного обзора.
Хотя обычно зеленый свет ассоциируется с безопасным состоянием, исторически это не так. На самых ранних этапах развития железнодорожной сигнализации первые цветные огни (связанные с поворотными сигналами выше) представляли собой белый свет для «чисто» и красный свет для «опасности». Зеленый цвет изначально использовался для обозначения «осторожно», но вышел из употребления, когда система временных интервалов была прекращена. Впоследствии зеленый цвет заменил белый цвет для «чисто», чтобы развеять опасения, что разбитая красная линза может быть воспринята водителем как ложное указание «чисто». Только после того, как ученые из Corning Glassworks усовершенствовали оттенок желтого без каких-либо оттенков зеленого или красного, желтый стал общепринятым цветом для обозначения «осторожно».
Механические сигналы обычно управляются дистанционно с помощью проводов от рычага в сигнальной коробке, но для сигналов, которые расположены слишком далеко для ручного управления, обычно используется электрическое или гидравлическое управление.
На большинстве современных железных дорог цветные световые сигналы в значительной степени заменили механические. Цветные световые сигналы имеют преимущество в том, что ночью они показывают те же аспекты, что и днем, и требуют меньшего обслуживания, чем механические сигналы.
Хотя сигналы существенно различаются в разных странах и даже между железными дорогами в пределах одной страны, типичная система аспектов выглядит следующим образом:
На некоторых железных дорогах цветные световые сигналы отображают тот же набор аспектов, что и огни механических сигналов в темное время суток.
Маршрутная сигнализация и скоростная сигнализация — это два разных способа оповещения поездов о перекрестках.
При маршрутной сигнализации машинисту сообщается, по какому маршруту поезд пойдет после каждого сигнала (если только возможен только один маршрут). Это достигается с помощью указателя маршрута , прикрепленного к сигналу. Машинист использует свои знания маршрута, подкрепленные знаками ограничения скорости, установленными на обочине, чтобы вести поезд с правильной скоростью по выбранному маршруту. Недостатком этого метода является то, что машинист может быть не знаком с требуемой скоростью на перекрестке, на который он был направлен из-за какой-то чрезвычайной ситуации. Несколько аварий были вызваны только этим. [3] По этой причине в Великобритании, где все линии имеют маршрутную сигнализацию, водителям разрешено ездить только по тем маршрутам, по которым они прошли обучение, и они должны регулярно ездить по менее используемым объездным маршрутам, чтобы поддерживать свои знания маршрута в актуальном состоянии.
Многие системы маршрутной сигнализации используют управление приближением (см. ниже) для информирования водителя о предстоящем изменении маршрута.
При скоростной сигнализации аспект сигнала информирует машиниста, с какой скоростью он может проехать перекресток, но не обязательно о маршруте, по которому пойдет поезд. Скоростная сигнализация требует гораздо большего диапазона аспектов сигнала, чем маршрутная сигнализация, но в меньшей степени зависит от знания маршрута машинистами, хотя необходимость изучения маршрута машинистами не устраняется, поскольку скоростная сигнализация обычно не информирует водителей об изменении ограничения скорости вне перекрестков. Обычно знаки ограничения скорости используются в дополнение к сигналам скорости, при этом машинист следует тому, который показывает более низкую скорость.
Многие системы стали использовать элементы обеих систем, чтобы предоставить водителям как можно больше информации. Это может означать, что системы сигнализации о скорости могут использовать указания маршрута в сочетании с аспектами скорости, чтобы лучше информировать водителей об их маршруте; например, указания маршрута могут использоваться на крупных станциях, чтобы указывать прибывающим поездам, на какую платформу они направляются. Аналогичным образом, некоторые системы сигнализации о маршруте указывают скорость приближения с помощью театральных дисплеев, чтобы водители знали, с какой скоростью им следует ехать.
Если поезд направляется на ответвляющийся маршрут, на котором необходимо двигаться со скоростью, значительно меньшей скорости основного пути, машинист должен быть заблаговременно предупрежден об этом.
При маршрутной сигнализации аспекты, необходимые для контроля скорости, отсутствуют, поэтому часто применяется система, известная как освобождение подхода . Это включает в себя удержание перекрестного сигнала на ограничительном аспекте (обычно стоп ), чтобы сигналы на подходе показывали правильную последовательность аспектов предосторожности. Машинист тормозит в соответствии с аспектом предосторожности, не обязательно осознавая, что фактически установлен ответвляющийся маршрут. Когда поезд приближается к перекрестному сигналу, его аспект может очиститься до любого аспекта, который позволяет текущая занятость пути впереди. Если скорость стрелки такая же или почти такая же, как скорость основной линии, освобождение подхода не нужно.
При скоростной сигнализации сигналы, приближающиеся к месту расхождения, отображают параметры, необходимые для управления скоростью поездов, поэтому разрешение на приближение не требуется.
В Великобритании также используется система мигающих желтых сигналов , которая позволяет поездам приближаться к расходящемуся маршруту на более высокой скорости. Это информирует машиниста о том, что маршрут впереди установлен на расходящейся линии. С появлением более быстрых современных поездов и перекрестков потребовалась лучшая система оповещения машинистов, поэтому следующая система была разработана еще в начале 1980-х годов. Система была усовершенствована за эти годы, теперь она используется на международном уровне, а также используется в системах сигнализации с тремя аспектами на более низкой скорости, где один мигающий желтый сигнал является первым указанием машиниста.
В 4-секционной системе, если маршрут через перекресток свободен, на перекрестке будет отображаться один постоянный желтый сигнал вместе с подсвеченным индикатором перекрестка, показывающим выбранный маршрут. [4]
Сигнал перед перекрестком теперь будет показывать один мигающий желтый аспект, а сигнал перед ним будет показывать два мигающих желтых аспекта. Знание маршрута машиниста сообщает ему допустимую скорость через ответвляющийся перекресток, и он начнет замедлять поезд, увидев два мигающих желтых . Мигающие сигналы сообщают машинисту, что маршрут через перекресток установлен и свободен, но что за ним первый сигнал на ответвляющемся маршруте красный , поэтому он должен быть готов остановиться там.
По мере приближения поезда к перекрестку сигнал может стать менее строгим (один желтый сигнал , два желтых сигнала или зеленый сигнал ) в зависимости от того, насколько свободен путь.
Некоторые системы в мире используют механические системы контроля скорости в сочетании с сигнализацией, чтобы гарантировать, что скорость поезда ограничена определенным значением, чтобы гарантировать, что поезд движется со скоростью, при которой он может остановиться перед препятствием. Эти системы чаще всего используют механические устройства остановки поезда (небольшой рычаг, поднимающийся от рельсов, который будет задействовать тормоза поезда при наезде) для «отключения» тормозов поезда, который движется слишком быстро. Обычно, как только поезд достигает определенной точки на путях, он включает таймер, когда таймер заканчивается, рычаг остановки поезда опускается, позволяя поезду проехать мимо без остановки. Время рассчитано таким образом, что если поезд движется с предполагаемой скоростью (или медленнее), то он сможет продолжить движение без проблем, но если поезд движется слишком быстро, то Train Stop отключит поезд и остановит его. Эту систему можно использовать для обеспечения движения поезда с определенной скоростью, что позволяет проектировщикам быть уверенными в том, что более коротких перекрытий сигналов будет достаточно, и, таким образом, использование этой системы может помочь значительно повысить пропускную способность железнодорожной линии.
Система чаще всего используется на подходе к тупиковым развязкам, чтобы предотвратить столкновение поездов с буферами в конце, как это произошло в таких местах, как Мургейт . Она также используется на линиях с интенсивным движением для обеспечения более высокой пропускной способности, например, на городской кольцевой железной дороге в Сиднее, где она использовалась на западной половине с 1932 года, чтобы позволить 42 поездам в час пересекать линию в каждом направлении, каждая станция имела бы несколько остановок поездов по всей длине платформ, которые постепенно опускались бы, чтобы гарантировать, что прибывающий поезд не врежется в отправляющийся поезд, менее чем в 100 метрах впереди. Эта система была изменена в начале 1990-х годов, так что прибывающий поезд не мог войти на платформу, пока предыдущий поезд не уйдет, однако поездки продолжают использоваться для преодоления обычно необходимого перекрытия сигналов.
Эти системы часто используются совместно с сигнализацией с постепенным изменением скорости (см. ниже).
Прогрессивная сигнализация скорости относится к системам, которые налагают ограничения скорости на предупредительные аспекты. В системах, не имеющих прогрессивной сигнализации скорости, аспекты, предупреждающие о приближающемся красном сигнале, не заставляют водителя предпринимать какие-либо действия; он сам решает, когда начать замедляться, готовясь остановиться на красный сигнал. При прогрессивной сигнализации скорости каждый предупредительный аспект перед красным сигналом налагает на водителя последовательно более низкий предел скорости. [5] Его не следует путать с сигнализацией скорости, используемой на перекрестках; прогрессивную сигнализацию скорости можно использовать вместе с маршрутной сигнализацией.
Неспособность машиниста отреагировать на сигнал может иметь катастрофические последствия. В результате были разработаны различные вспомогательные системы безопасности. Любая такая система требует установки определенного количества бортового и путевого оборудования. Некоторые системы вмешиваются только в случае пропуска сигнала при опасности (SPAD). Другие включают в себя звуковые и/или визуальные сигналы внутри кабины машиниста в дополнение к сигналам на линии. Автоматическое применение тормозов происходит, если машинист не подтверждает предупреждение. Самые передовые системы управления поездами вообще не имеют машиниста, полагаясь на компьютеры для полного управления системой, такие как Skytrain в Ванкувере, Канада, и система метро в Дохе, Катар.
Системы безопасности в кабине очень полезны во время тумана , когда плохая видимость в противном случае потребовала бы принятия ограничительных мер. Системы безопасности также важны в городской железной дороге, где невозможно заглянуть за угол в метро и туннелях метро. Бортовые и путевые компьютеры могут отслеживать поезда на крутых поворотах на более высоких скоростях, обеспечивая безопасность.
Сигнализация кабины — это подсистема, которая передает сигнальную информацию в кабину поезда, такую как положение водителя, скорость и сигналы об отказах. Сигнальные устройства кабины — это важные подсистемы проектирования человеческого фактора в современных системах сигнализации поездов.
Если есть активная кабина, то определяется ориентация поезда, то есть сторона активной кабины считается передней частью поезда. В современных системах система защиты поезда накладывается поверх системы сигнализации кабины и автоматически включает тормоза и останавливает поезд, если машинист не контролирует скорость поезда в соответствии с требованиями безопасности системы. [6] Системы сигнализации кабины опираются на тахометры, акселерометры, сверхширокополосные блоки, блоки измерения инерции, рельсовые цепи , транспондеры, которые взаимодействуют с кабиной, и системы управления поездом на основе связи .
На заре железных дорог сигнальщики отвечали за то, чтобы все стрелки (в США: switchs) были установлены правильно, прежде чем поезд мог продолжить движение. Однако ошибки приводили к авариям, иногда со смертельным исходом. Концепция механической блокировки стрелочных переводов, сигналов и других устройств была введена для повышения безопасности. Это не позволяет сигнальщику управлять устройствами в небезопасной последовательности с помощью механических средств, например, отключать сигнал, когда один или несколько наборов стрелок не установлены правильно для маршрута. [3] Ранние системы блокировки использовали механические устройства как для управления сигнальными устройствами, так и для обеспечения их безопасной работы.
Начиная примерно с 1930-х годов использовались электрические релейные блокировки. С середины 1980-х годов новые системы блокировки, как правило, были электронными . Микропроцессоры решают, какие движения стрелочных переводов допустимы. Современные системы и подсистемы блокировки разрешают и запрещают определенные положения стрелочных переводов для повышения безопасности движения поездов.
Правила эксплуатации, политики и процедуры используются железными дорогами для повышения безопасности. Конкретные правила эксплуатации часто различаются в разных странах, и могут быть различия даже между отдельными железными дорогами в пределах одной страны.
Аргентинские правила эксплуатации описаны в Reglamento interno Técnico de Operationsiones [RITO] ( свод правил технической эксплуатации).
Применение правил эксплуатации в Австралии называется Safeworking . Метод работы для любого конкретного региона или местоположения называется "системой Safeworking" для этого региона. Правила эксплуатации различаются в разных штатах, хотя предпринимаются попытки сформулировать национальный стандарт.
В Северной Америке , и особенно в Соединенных Штатах , правила эксплуатации называются методом эксплуатации . В Северной Америке существует пять основных наборов правил эксплуатации:
Свод правил эксплуатации для Соединенного Королевства называется «GE/RT8000 Rule Book», [7] более известный просто как «The Rule Book» среди железнодорожников. Он контролируется Советом по безопасности и стандартам на железных дорогах (RSSB), который независим от Network Rail или любой другой компании-оператора поездов или грузовых перевозок . Большинство исторических железных дорог работают по упрощенному варианту свода правил British Railways .
Система сигнализации, используемая на железнодорожной сети Финляндии, состоит из цветных световых сигналов и фиксированных знаков. Она используется вместе с EBICAB 900, автоматической системой управления поездами, более известной как JKV, по-фински : junakulunvalvonta .
В Италии железнодорожная сигнализация описана в специальной инструкции под названием Regolamento Segnali, архивированной 7 декабря 2014 года на Wayback Machine ( Регламент сигнализации ).
Индийские правила эксплуатации, называемые «Общими правилами», являются общими для всех зональных железных дорог Индийских железных дорог и могут быть изменены только Железнодорожным советом. Зональные железные дороги добавляют к Общим правилам дополнительные правила, которые не нарушают их. Исправления вносятся время от времени с помощью корректировочных листов. [8]
Японская сигнализация изначально была основана на британской практике железнодорожной сигнализации, и японская железнодорожная сигнализация продолжает основываться на британской системе маршрутной сигнализации для перекрестков. Однако, поскольку сигнализация совершенствовалась для соответствия требованиям системы, за пределами перекрестков используется прогрессивная скоростная сигнализация.
Сигнализация на железной дороге Гонконга возникла на основе принципа британской железнодорожной сигнализации [9] и продолжает основываться на принципах разработки сводов правил и процедур в рамках эксплуатирующей организации MTR.
