Кабинная сигнализация — это железнодорожная система безопасности, которая передает информацию о состоянии и состоянии пути в кабину, экипажное отделение или кабину машиниста локомотива , железнодорожного вагона или автопоезда . Информация постоянно обновляется, обеспечивая удобство чтения для машиниста поезда или машиниста .
Самые простые системы отображают путевой сигнал, а более сложные системы также отображают допустимую скорость, местоположение ближайших поездов и динамическую информацию о предстоящем пути. Сигналы кабины также могут быть частью более комплексной системы защиты поезда , которая может автоматически включать тормоза, останавливая поезд, если оператор не реагирует должным образом на опасную ситуацию. [1]
Основная цель системы сигнализации - обеспечить безопасное разделение поездов, а также остановить или замедлить движение поездов перед возникновением ограничительной ситуации. Система сигналов в кабине представляет собой усовершенствование по сравнению с системой придорожных сигналов , в которой визуальные сигналы рядом с полосой отвода или над ней управляют движением поездов, поскольку она обеспечивает машинисту поезда постоянное напоминание о последнем придорожном сигнале или непрерывную индикацию. состояния пути впереди.
Первые подобные системы были установлены в экспериментальном порядке в 1910-е годы в Великобритании, в 1920-е годы в США и в Нидерландах в 1940-е годы. Современные высокоскоростные железнодорожные системы, такие как системы в Японии, Франции и Германии, с самого начала были разработаны для использования сигналов в кабине из-за непрактичности обнаружения боковых сигналов на новых, более высоких скоростях поездов. Во всем мире на устаревших железнодорожных линиях по-прежнему наблюдается ограниченное внедрение кабинной сигнализации за пределами районов с высокой плотностью движения или пригородных железнодорожных районов, и во многих случаях это исключается из-за использования старой технологии прерывистой автоматической остановки поезда .
В Северной Америке система кодированных рельсовых цепей, разработанная Пенсильванской железной дорогой (PRR) и Union Switch & Signal (US&S), стала де-факто национальным стандартом. Варианты этой системы также используются во многих системах скоростного транспорта и составляют основу для нескольких международных систем сигнализации такси, таких как CAWS в Ирландии, BACC в Италии, ALSN в России и сигнализации Синкансэн первого поколения , разработанной Японскими национальными железными дорогами ( JNR ). .
В Европе и других странах мира стандарты сигнализации в кабинах разрабатывались индивидуально для каждой страны с ограниченной функциональной совместимостью, однако новые технологии, такие как Европейская система управления железнодорожным движением ( ERTMS ), направлены на улучшение функциональной совместимости. Компонент управления поездами ERTMS, называемый Европейской системой управления поездами ( ETCS ), представляет собой функциональную спецификацию, которая включает в себя некоторые из бывших национальных стандартов и позволяет им быть полностью совместимыми с несколькими модификациями.
Все системы сигнализации в кабине должны иметь непрерывную индикацию в кабине, информирующую водителя о состоянии пути впереди; однако они делятся на две основные категории. Прерывистые сигналы кабины обновляются в отдельных точках вдоль железнодорожной линии, и между этими точками на дисплее отображается информация из последнего обновления. Непрерывные сигналы кабины получают непрерывный поток информации о состоянии пути впереди, и индикация кабины может изменяться в любое время, чтобы отразить любые обновления. Большинство систем кабинной сигнализации, в том числе использующих кодированные путевые цепи, являются непрерывными.
В эту категорию попадают немецкий Indusi и голландский ATB-NG . Эти и другие подобные системы постоянно напоминают водителям о состоянии пути впереди, но обновляются только в отдельных точках. Это может привести к ситуациям, когда информация, отображаемая водителю, устареет. Системы прерывистой сигнализации в кабине функционально совпадают со многими другими системами защиты поездов, такими как остановки поездов, но различие состоит в том, что машинист или автоматическая операционная система постоянно ссылается на последнее полученное обновление.
Непрерывные системы имеют дополнительное преимущество, заключающееся в отказоустойчивом поведении в случае, если поезд перестает получать непрерывное событие, на которое опирается система сигнализации кабины. Ранние системы использовали рельсы или контурные проводники, проложенные вдоль пути, для обеспечения непрерывной связи между придорожными сигнальными системами и поездом. [2] Эти системы обеспечивали передачу большего количества информации, чем это обычно было возможно с современными прерывистыми системами, и именно это позволило отображать водителю миниатюрный сигнал; отсюда и термин «сигнализация в кабине». Непрерывные системы также легче сочетать с технологией автоматического управления поездом , которая может обеспечивать ограничение скорости на основе информации, полученной через систему сигнализации, поскольку непрерывные сигналы кабины могут измениться в любое время, становясь более или менее ограничительными, что обеспечивает более эффективную работу, чем прерывистые. Системы УВД.
Сигналы кабины требуют средств передачи информации с обочины на поезд. Существует несколько основных методов осуществления такой передачи информации.
Это популярно для первых прерывистых систем, которые использовали наличие магнитного поля или электрического тока для обозначения опасного состояния. [3] Автоматическая система предупреждения British Rail (AWS) является примером сигнальной системы кабины с двумя индикациями, передающей информацию с использованием магнитного поля.
Индуктивные системы — это бесконтактные системы, которые для передачи сообщения полагаются не только на простое наличие или отсутствие магнитного поля. Индуктивные системы обычно требуют установки маяка или индукционной петли на каждом сигнале и в других промежуточных местах. Индуктивная катушка использует изменяющееся магнитное поле для передачи сообщений поезду. Обычно частоте импульсов в индуктивной катушке придаются разные значения. Непрерывные индуктивные системы можно создать, используя направляющие рельсы как одну длинную настроенную индуктивную петлю.
Примеры прерывистых индуктивных систем включают немецкую систему Indusi . Непрерывные индуктивные системы включают в себя двухаспектную систему General Railway Signal Company «Automatic Train Control», установленную, среди прочего, на Чикаго и Северо-Западной железной дороге .
Система на основе кодированных рельсовых цепей по существу представляет собой индуктивную систему, которая использует ходовые рельсы в качестве передатчика информации. Кодированные рельсовые цепи служат двойной цели: выполнять функции обнаружения поезда и обнаружения непрерывности рельсов стандартной рельсовой цепи , а также непрерывно передавать сигнальные указания поезду. Системы кодированных рельсовых цепей устраняют необходимость в специализированных маяках.
Примеры систем кодированных рельсовых цепей включают стандартную систему Пенсильванской железной дороги , вариант которой использовался на линии лондонского метрополитена Виктория . в транспортных приложениях, поскольку более высокочастотные сигналы могут самозатухать, что снижает потребность в изолированных железнодорожных стыках. Одними из первых пользователей систем сигнализации кабин AF являются метрополитен Вашингтона и компания Rapid Transit в районе залива . В последнее время предпочтение отдается цифровым системам, передающим информацию о скорости поездам с использованием дейтаграмм вместо простых кодов. Французская система TVM использует ходовые рельсы для передачи цифровой сигнальной информации, а немецкая система LZB использует вспомогательные провода, протянутые по центру пути для непрерывной передачи сигнальной информации.
В системах на основе транспондеров используются фиксированные антенные петли или маяки (называемые балисами ), которые передают дейтаграммы или другую информацию поезду, когда он проходит над головой. Сигнализация кабины на основе транспондера, похожая на прерывистые индуктивные системы, передает больше информации, а также может получать информацию от поезда, чтобы помочь в управлении движением. Низкая стоимость шлейфов и маяков позволяет использовать большее количество информационных точек, что могло быть возможно в старых системах, а также более детальную сигнальную информацию. Британская система автоматической защиты поездов была одним из примеров этой технологии наряду с более поздним голландским ATB-NG.
Системы беспроводной сигнализации в кабине обходятся без всей путевой инфраструктуры связи и вместо этого полагаются на стационарные беспроводные передатчики для отправки сигнальной информации поездов. Этот метод наиболее тесно связан с управлением поездом на основе связи . Эта система используется в ETCS уровней 2 и 3, как и в ряде других систем сигнализации в кабине, находящихся в стадии разработки.
Блок дисплея кабины (CDU) (также называемый интерфейсом машиниста (DMI) в стандарте ERTMS ) представляет собой интерфейс между машинистом поезда и системой сигнализации в кабине. Ранние CDU отображали простые предупреждающие знаки или изображения придорожных железнодорожных сигналов. Позже многие железные дороги и системы скоростного транспорта отказались от миниатюрных сигналов в кабине в пользу указания того, с какой скоростью разрешено передвигаться оператору. Обычно это происходило в сочетании с какой-то системой автоматического контроля скорости поездов, когда для операторов становится более важным управлять поездами на определенных скоростях, а не полагаться на свои решения, основанные на показаниях сигналов. Одним из распространенных нововведений была интеграция спидометра и дисплея сигналов в кабине, накладывая или сопоставляя разрешенную скорость с текущей скоростью. Цифровые системы сигнализации кабины, использующие дейтаграммы с информацией о «расстоянии до цели», могут использовать простые дисплеи, которые просто информируют водителя, когда он приближается к штрафу за скорость или активирует штраф за скорость, или более сложные, которые показывают движущийся график минимального значения. кривые торможения позволили достичь заданной скорости.
CDU также информируют оператора, в каком режиме может находиться система и активна ли она вообще. CDU также могут быть интегрированы в систему оповещения , обеспечивая обратный отсчет до штрафа за бдительность или средства для отмены тревоги.
Сигнализация в кабинах в Соединенных Штатах была обусловлена постановлением Межштатной торговой комиссии (ICC) от 1922 года, согласно которому к 1925 году 49 железных дорог должны были установить ту или иную форму автоматического управления поездами в одном пассажирском подразделении. [5] В то время как несколько крупных железных дорог, в том числе Санта-Фе и Нью-Йорк Сентрал выполнили это требование, установив прерывистые индуктивные устройства остановки поездов, PRR увидела возможность повысить эксплуатационную эффективность и установила первые системы непрерывной сигнализации в кабине, в конечном итоге остановившись на технологии сигнализации в кабине с импульсным кодом, поставляемой Union Switch и Signal. .
В ответ на инициативу PRR ICC потребовала, чтобы некоторые другие крупные железные дороги страны оборудовали хотя бы одно подразделение технологией непрерывного сигнала в кабине в качестве теста для сравнения технологий и методов эксплуатации. Пострадавшие железные дороги были без особого энтузиазма, и многие решили оборудовать один из своих более изолированных или менее загруженных маршрутов, чтобы свести к минимуму количество локомотивов, которые будут оснащены этим устройством.
Несколько железных дорог выбрали систему индуктивной петли, отвергнутую PRR. Эти железные дороги включали Центральную железную дорогу Нью-Джерси (расположенную на ее южном подразделении), Редингскую железную дорогу (установленную на главной линии Атлантик-Сити ), Центральную железную дорогу Нью-Йорка и Восточное побережье Флориды . [6] И Чикаго, и Северо-Западный, и Центральный Иллинойс использовали двухаспектную систему на некоторых пригородных линиях недалеко от Чикаго. Сигналы кабины будут отображать аспекты «Ясно» или «Ограничение». CNW пошла еще дальше и устранила придорожные промежуточные сигналы на участке пути между Элмхерстом и Западным Чикаго, требуя, чтобы поезда следовали исключительно на основе двусторонних сигналов кабины. К 1935 году на железной дороге Чикаго , Милуоки, Сент-Пол и Пасифик была трехсторонняя система, действовавшая между Портиджем, Висконсин и Миннеаполисом, Миннесота . [7]
Поскольку система Пенсильванской железной дороги была единственной, принятой в больших масштабах, она стала де-факто национальным стандартом, и большинство установок сигналов такси в нынешнюю эпоху относятся к этому типу. В последнее время появилось несколько новых типов сигнализации в кабине, в которых используются коммуникационные технологии для снижения стоимости придорожного оборудования или дополнения существующих сигнальных технологий для обеспечения соблюдения ограничений скорости и абсолютных остановок, а также для реагирования на неисправности переездов или вторжения.
Первой из них была система контроля скорости (SES), использованная компанией New Jersey Transit на линии Pascack Valley Line с низкой плотностью движения в качестве пилотной программы с использованием специального парка из 13 локомотивов GP40PH-2 . SES использовала систему маяков-транспондеров, прикрепленных к сигналам придорожных блокировок, для обеспечения скорости сигнала. Машинисты не любили систему SES из-за ее привычки немедленно вызывать штрафное торможение, не подав предварительно сигнал тревоги о превышении скорости и не давая инженеру возможности замедлиться. SES находится в процессе удаления из этой линейки и заменяется CSS.
Компания Amtrak использует усовершенствованную гражданскую систему контроля скорости (ACSES) для высокоскоростного железнодорожного сообщения Acela Express на NEC. [8] ACSES был надстройкой к существующему CSS типа PRR и использует ту же технологию транспондера SES для обеспечения как постоянных, так и временных ограничений скорости на поворотах и других географических объектах. Бортовой сигнальный блок кабины обрабатывает как импульсный код «сигнал скорости», так и «гражданскую скорость» ACSES, а затем выбирает меньший из двух. АСУЭС также обеспечивает принудительную остановку при абсолютных сигналах, которые могут быть выданы кодом, предоставленным диспетчером и передаваемым от остановившегося локомотива по радиопередаче данных. Позже это было изменено на более простую кнопку «стоп-отпуск» на сигнальном дисплее кабины.
{{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )
СМИ, связанные с сигнализацией такси, на Викискладе?