Система блокировки сигнализации - Signalling block system

Блокирующий инструмент на Midland Railway

Системы блокировки сигнализации обеспечить безопасную и эффективную работу железные дороги предотвращая столкновения поездов. Основной принцип заключается в том, что маршрут разбивается на серию участков или «блоков». Только один поезд может занимать квартал одновременно,[1] и размеры блоков позволяют поезду останавливаться внутри них. Это гарантирует, что у поезда всегда есть время остановиться, прежде чем он окажется в опасной близости от другого поезда той же линии. Блочная система именуется в Великобритании как метод работы, в США как метод работы, а в Австралии как безопасная работа.

В большинстве случаев для контроля прохождения поездов между блоками используется система сигналов. Когда поезд входит в блок, сигналы на обоих концах меняются, чтобы указать, что блок занят, обычно с использованием красных ламп или индикаторных флажков. Когда поезд впервые входит в блок, задняя часть того же поезда еще не покинула предыдущий блок, поэтому оба блока помечаются как занятые. Это гарантирует, что на каждом конце поезда, помеченном как занятый, будет чуть меньше одного блока, поэтому у любого другого поезда, приближающегося к этому участку, будет достаточно места, чтобы вовремя остановиться, даже если первый поезд остановился на рельсах. Ранее занятый блок будет отмечен как незанятый только тогда, когда конец поезда полностью покинул его, оставив весь блок свободным.

Недостаток блочных систем состоит в том, что они ограничивают количество поездов на определенном маршруте чем-то меньшим, чем количество блоков. Поскольку маршрут имеет фиксированную длину, увеличение количества поездов требует создания большего количества блоков, что означает, что блоки короче, а поездам приходится работать на более низких скоростях, чтобы безопасно останавливаться.[а] В результате количество и размер блоков тесно связаны с общим пропускная способность маршрута, и не может быть легко изменен, поскольку потребовались бы дорогостоящие изменения сигналов вдоль линии.

Блочные системы используются для управления поездами между станции и ярдов, но обычно не в пределах ярдов, где используется какой-либо другой метод. Любая блочная система определяется связанным с ней физическим оборудованием и применением соответствующего набора правил. Некоторые системы предполагают использование сигналы в то время как другие этого не делают. Некоторые системы специально разработаны для одиночный трек железные дороги, на которых существует опасность лобового и заднего столкновения, в отличие от двойной трек, при котором основная опасность - наезд сзади.

Основная концепция

Основная проблема управления поездом - это относительно большой тормозной путь загруженного поезда. Часто это намного больше, чем зрение оператора, особенно ночью или в плохую погоду. Расстояния достаточно велики, чтобы местность могла препятствовать обнаружению идущих впереди поездов, и даже прокладка рельсов, поворот и т. Д. Может затруднить даже понимание, где искать другой поезд.

Это приводит к тому, что поезд может сломаться на рельсах, и следующий поезд внезапно наткнется на него при повороте или внезапно увидит задний сигнальный фонарь. В таких ситуациях поезду будет недостаточно места для остановки до столкновения. Это известно как «критерий кирпичной стены». Даже в случае двух полностью работающих поездов разница в скорости может быть настолько большой, что более быстрый поезд может не успеть замедлиться до скорости идущего впереди, прежде чем он его догонит.

Блоки избегают этих проблем, обеспечивая определенное минимальное расстояние между поездами, расстояние, которое устанавливается таким образом, чтобы любой поезд, работающий в пределах скорости и нагрузки, успел остановиться, не дойдя до идущего впереди поезда. Есть много потенциальных решений для внедрения такой системы.

Методы блочной сигнализации

Строгое расписание работы

Большинство железнодорожных маршрутов имеют своего рода естественную блочную планировку, присущую схеме проезда. Железнодорожные станции. Это дает возможность реализовать набор блоков с использованием ручной сигнализации в этих местах. В этом случае оператор станции устанавливает флаг, указывающий, что поезд только что покинул станцию, и снимает его только через определенное время.

Поезда ходят по строгому расписанию и, как таковые, не могут покидать станцию ​​до назначенного времени и до прибытия любых других поездов, которые они должны были встретить на этой станции. Если один поезд опаздывает, задерживаются все поезда, которые он должен встретить. Это может быстро привести к повреждению всех поездов на железной дороге.

Этот метод не разрешен для использования во многих железнодорожных системах с интенсивным движением.

Расписание и порядок поездов

Смотрите также: Операция заказа поезда

Популярная на однопутных линиях в Северной Америке до 1980-х годов, порядок движения поездов был не столько системой блокировок, сколько системой определения того, какие поезда будут иметь преимущественное право, когда движение поездов вступит в конфликт. Поезда будут использовать заранее определенный рабочий план, известный как расписание, в котором используются фиксированные точки проезда, часто называемые станциями. Поправки к операционному плану будут исходить от диспетчера поездов в форме распоряжений поездов, передаваемых поездам через посредников, известных как агенты или операторы на станциях заказа поездов.

Этот метод в настоящее время не разрешен для использования в Великобритании. Похожая система, известная как Телеграф и приказ о переходе, использовался в 19 веке, но после трех серьезных лобовых столкновений в 1870-х (Menheniot, Корнуоллская железная дорога, 1873 г .; Торп, Великая Восточная железная дорога, 1874 г .; Radstock, Somerset & Dorset Railway, 1876 г.) его использование было осуждено.

В Северной Америке система заказа поездов часто внедрялась поверх других блочных систем, когда эти блочные системы необходимо было заменить. Например, если была реализована ручная или автоматическая блокировка, приказы поездов будут использоваться для разрешения движения в занятые блоки, против потока движения или там, где поток движения не установлен.

Один поезд работает

Один поезд работает (с составом поезда)

Если однопутная ветка представляет собой тупик с обычным маршрутным поездом, то достаточно одного жетона. Машинист любого поезда, входящего на ветку (или занимающего любую ее часть), должен иметь жетон, и столкновение с другим поездом невозможно. Для удобства передачи его из рук в руки жетон часто имел форму посоха, обычно длиной 800 мм и диаметром 40 мм, и именовался обучать персонал. Такой посох может быть деревянным с латунной пластиной, на которой указан участок линии, на котором он действителен, или он может иметь форму ключа.

В британской терминологии этот метод работы первоначально назывался Один двигатель в Steam (OES).

Один поезд работает (без поезда)

Современный вариант системы «Работа с одним поездом» работает без обслуживающего персонала. На этих линиях разрешение контролируемого сигнала входа на ветку является единственной властью машиниста для входа в ветку, и как только поезд пройдет этот сигнал, блокировка будет удерживать его в состоянии «опасности» (и сигнал не может быть сброшен в последующий раз) до тех пор, пока обслуживающий поезд ответвления на обратном пути не проработал последовательно два рельсовые цепи в начале ветки. Постоянное обнаружение поездов на ветке не требуется. Безопасность обеспечивается схемой блокировки, и в случае отказа рельсовой цепи необходимо ввести специальные аварийные работы пилота.

Принятие токена на Южный Девон железная дорога

Блок токенов

Основная статья: Жетон (ж / д сигнализация)

Право занять блок предоставляется персоналом поезда путем физического владения жетоном, который получается таким образом, чтобы гарантировать, что только один поезд находится на участке пути одновременно.

Обычный состав поездов (OTS)

Водитель, приближающийся к однопутной секции, получит жетон и использует его как полномочия для входа в секцию блокировки. Он сдал жетон на другом конце секции. Это вызывало проблемы, если за одним поездом должен был следовать другой в том же направлении, поскольку персонал не находился в правильном конце после первого поезда.

Обычный состав поезда и билет (OTST) или (OTS&T)

В связи с этим был расширен штат обычных поездов (OTS): если один поезд должен был следовать за другим в том же направлении, машинисту первого поезда требовалось показать жетон, но не завладеть им (теоретически он должен был физически прикоснуться к токену, но это не соблюдалось строго). Ему было дано письменное разрешение на вход в однострочную секцию, именуемую билет. Затем он мог продолжить, сдав билет на другом конце секции, и второй поезд может следовать за персоналом.


Персонал электропоездов (ЭТС)

Они были двух размеров: большого и миниатюрного.

Система ручной блокировки

Право занять блок передается поездам с помощью придорожных сигналов, вручную управляемых операторами-людьми, выполняющими различные процедуры для связи с другими блок-станциями для обеспечения разделения поездов.

Телеграфный блок

Используется на нескольких участках пути, при этом прохождение поездов из одной точки в другую контролировалось приборами, соединенными телеграфными проводами. Широко используется в Австралии.[2]

Телефонный блок

В этой системе занятие заданного участка пути между двумя станциями согласовывается между хозяевами станции по телефону. Для большей безопасности могут быть дополнительные уровни защиты; например, регулирующий пост с контролирующими полномочиями, связанный со всеми станциями в линии; расписание (Португалия); и / или компьютерная помощь (Франция).

Португалия, Испания и Франция до сих пор используют эту систему, по крайней мере, на некоторых основных направлениях, хотя общая протяженность путей, регулируемых этой системой, быстро сокращается из-за ее трудоемкости и присущего ей предполагаемого отсутствия безопасности, полагаясь в первую очередь на человеческое общение (иногда с участием более двух мастеров станций на каждом конце квартала) и простых железнодорожных блокировок на станциях.

В Португалии телефонный блок был основной системой безопасности на всей национальной железнодорожной сети до середины 1990-х годов из-за нехватки ресурсов. Таким образом, он эволюционировал, чтобы попытаться обеспечить несколько уровней безопасности на загруженных однопутных линиях с различными типами поездов, хотя и за счет высокого уровня укомплектования персоналом. В португальской системе, хотя управление движением поездов на основных линиях является исключительной ответственностью станций на этих линиях, регулирующий пост наблюдает за ними и, в случае разногласий, инструктирует станции относительно того, как следует организовать движение. С другой стороны, расписание каждого поезда указывает все взаимодействия с другими поездами (например, переходы с другими поездами; поезда, которые они обгоняют; поезда, которые их обгоняют), четко обозначенные на станциях, на которых должны происходить эти взаимодействия. Любые отклонения от этого - например, из-за опозданий или дополнительных поездов - должны быть сообщены поездным бригадам в письменной форме. Несмотря на общую практику, согласно которой при пересечении двух поездов они оба останавливаются на ближайшей станции, эта система обеспечивает хорошие средние скорости для скоростных поездов, аналогичных тем, которые находятся на линии с автоматической сигнализацией. Однако, если небольшие задержки происходят, а затем увеличиваются, могут возникнуть более длительные задержки, поскольку задействован дополнительный режим безопасности системы (то есть процесс обновления инструкций по движению поездов, требующий большого количества документов, для отражения измененных схем пересечения). Таких задержек не произошло бы, по крайней мере, по той же причине, на линии автоматической сигнализации.

Обычно система требует, чтобы блок был закрыт; то есть разрешение должно быть получено до того, как поезду будет разрешено въехать в блок на одной станции по пути к другой. Однако во Франции на нескольких путях блок обычно открыт на однонаправленных участках пути. То есть, после того, как станция подтверждает, что предыдущий поезд покинул блок, следующий поезд, идущий в том же направлении, может немедленно войти в блок, при этом начальник станции на станции входа информирует станцию ​​выхода о времени, когда поезд вошел в блок. блок.

Безмаркерный блок

Это система для использования на однопутных железных дорогах, которая не требует ни использования жетонов, ни обеспечения непрерывного обнаружения поездов на участке. Сигнализация разработана таким образом, что управляющие сигналы позволяют только одному поезду зайти на линию. Сигнальщик в дальнем конце секции должен визуально проверить, что весь поезд покинул секцию и не разделился.[3]

Автоматическая сигнализация блокировки

Вертикальный цветной световой сигнал на Железнодорожная линия Эншу в Японии
Основная статья: Автоматическая сигнализация блокировки

Автоматическая блочная сигнализация использует серию автоматических сигналов, обычно световых сигналов или флажков, которые меняют свое отображение, или аспект, основанный на движении поездов мимо датчика. Это, безусловно, самый распространенный тип блочной системы по состоянию на 2018 год., используется почти на всех типах железных дорог из быстрый транзит системы железнодорожных магистралей. Существует большое разнообразие систем и еще большее разнообразие сигналов, но все они работают примерно одинаково.

Как и описанные выше системы ручных блокировок, автоматические системы разделяют маршрут на фиксированные блоки. В конце каждого блока устанавливается набор сигналов вместе с датчиком стороны пути. Когда поезд проезжает мимо датчика, срабатывают сигналы для отображения аспекта «занятый блок» на сигналах на обоих концах этого блока. В большинстве систем сигналы не возвращаются немедленно к аспекту «пустой блок», когда поезд уходит, вместо этого существует какая-то механическая задержка, которая сохраняет аспект занятости блока или, что более часто, представляет аспект «действовать с осторожностью».

Движущиеся блоки

Основная статья: Подвижный блок

С точки зрения обеспечения безопасности, реальное значение имеет тормозной путь данного поезда и расстояние, на котором он может обнаружить другой поезд. Блоки на самом деле не реализуют эту концепцию, они реализуют систему сигнализации, которая гарантирует, что у поезда с наихудшими показателями будет достаточно времени для остановки. Это означает, что любой поезд с лучшими характеристиками остановки вынужден работать на скоростях ниже максимальной, если только все поезда на определенной линии не идентичны.

Ключевой вопрос заключается в том, что данный поезд не может безопасно успеть вовремя остановить другой поезд. Однако это не относится к поездам, которые оснащены какой-либо системой связи между поездами. В этом случае любой конкретный поезд может держаться на безопасном расстоянии от других поездов без необходимости в фиксированных блоках. Эти системы подвижных блоков стали популярными с тех пор, как необходимые технологии впервые начали появляться в 1970-х годах.

В таких системах любой поезд на маршруте может прослушивать сигналы от всех других поездов, а затем двигаться таким образом, чтобы обеспечить достаточное расстояние для остановки. Ранние системы подвижных блоков использовали кабель, натянутый вдоль рельсовой линии. Поезда будут использовать магнитная индукция для ввода сигналов в строку с указанием их местоположения. Кабель также может обеспечивать это местоположение различными способами, которые могут быть обнаружены датчиком в поезде. Более современные системы могут использовать внешние системы определения местоположения, такие как спутниковая система навигации или указатели на обочине пути, а также передавать данные между поездами с помощью различных методов радио.

Преимущество подвижных блочных систем состоит в том, что на линии нет фиксированного количества поездов, потому что нет фиксированных блоков. Это может значительно улучшить пропускную способность маршрута, как показано на Юбилейная линия и Северная линия на Лондонское метро, где обновления для Летние Олимпийские игры 2012 года улучшенная емкость примерно на 50%.[4]

История

Впервые блочная обработка была, вероятно, в 1839 году, когда Телеграф Кука и Уитстона был установлен в Туннель Глиняного Креста из North Midland Railway. В 1841 году телеграфные приборы были заменены на специальные для блочной обработки. В 1842 г. Уильям Фотергилл Кук, который построил систему Clay Cross, опубликовал Телеграфные железные дороги или одиночная линия в котором он предложил работу блока для общего пользования как более безопасный способ работы над одиночные строки. Раньше разделение поездов зависело только от строгого расписания, которое не позволяло учитывать непредвиденные события.[5]

Смотрите также

Заметки

  1. ^ Это при условии, что сами поезда не меняются. Контрпримером является Улучшенный пассажирский поезд, который был специально разработан с мощными тормозами, чтобы работать на высокой скорости в относительно низкоскоростной блочной компоновке.

использованная литература

  1. ^ «БЛОЧНАЯ СИСТЕМА». signalbox.org.
  2. ^ "Вестник". Австралийское историческое общество железных дорог. Март 1961. С. 43–51.
  3. ^ «Железнодорожная группа Стандарт GK / RT0051» (PDF). RGSOnline.co.uk. п. D1. Архивировано из оригинал (PDF) на 20.11.2008.
  4. ^ Милиус, Андрей (9 октября 2003 г.). «На Юбилейной Линии наконец-то появились сигналы о перемещении блоков». Новый инженер-строитель.
  5. ^ Киев, Джеффри Л., Электрический телеграф: социальная и экономическая история, стр. 33-34, Дэвид и Чарльз, 1973 OCLC  655205099.