Управління рухом поїздів на основі комунікацій (CBTC)

ЗМІСТ
Вступ
1. Постановка задачі
2. Актуальність задачі
3. Огляд існуючих методів вирішення задачі
3.1. Системи CBTC
3.2. Підсистеми CBTC
4. Вибір варіанту вирішення задач
4.1. Модернізація рухомого складу
4.2. Впровадження автоматичних потягів
4.3. Розробка потягу
5. Вирішення задачі

Вступ

В сучасному світі досить велика різноманітність засобів пересування,що поділяються на дві групи персональний та громадський транспорт. Більшу вагу все таки має громадський транспорт адже він є частиною інфраструктури міста,а також громадський транспорт має структура яка забезпечить дублювання одного виду іншим у випадку надзвичайної ситуації. Саме потреба в дублюванні викликала таке різноманіття громадського транспорту. Основними видами є автобуси, тролейбуси,трамваї а також метрополітен. Останній є досить важливою артерією в містах де досить щільна забудова на поверхні,адже його підземне розміщення вирішує проблему з недостатністю місця для обладнання ліній наприклад як це відбувається для побудови ліній для трамваїв. Ще однією перевагою є те ще руху в тунелях не буде заважати приватний транспорт як це відбувається на поверхні з автобусами та тролейбусами. В багатьох містах світу метрополітен взагалі є основною транспортною артерією міста,як наприклад в Сінгапурі. Дане місто наведено як приклад не просто так,адже воно є прикладом не просто важливості метрополітену, а прикладом того як вдало можна поєднати буденну річ з новітніми технологіями. В Сінгапурі було випробувано одну з найперший інноваційних систем автоматичного метрополітену. Потяги метро були керовані комп’ютером та допоміжними системами що розміщувались як в самому потязі так і на станціях чи в тунелях. Ця система була схвально прийнята тими хто нею користувався адже її введення допомогло ще більш прискорити переміщення з пункту А в пункт Б. При цьому комфорт та безпека пасажирів навіть підвищилась,а це є одні основних критеріїв якими переймається метрополітен в першу чергу.







Постановка задачі

В даній роботі розглядається Київський метрополітен та шляхи модернізації його існуючої структури та інфраструктури в автоматичні системи.
Для початку треба визначитись з тим якою повинна бути система. За даними Міжнародного союзу громадського транспорту (МСГТ), існує пять класів автоматизації (КА) поїздів:
• КА0 операції по видимості поїзда, схожі на трамваї.
• КА1 ручне керування де машиніст контролює запуск,зупинку, роботу дверей.
• КА2 напівавтоматичний рух поїздів (SТО — semi-automatictrainoperation), де запуск і зупинка автоматизовані, але водій вмикає потяг, керує дверима, керує поїздом, якщо необхідно.
• КА3 рух без водія (DTO—driverlesstrainoperation), де запуск і зупинка автоматизовані, але поїздунеобхідний кондуктор щоб керувати дверимата рухом у разі надзвичайних ситуацій.
• КА4 рух без нагляду (UTO—unattendedtrainoperation), де всі операції повністю автоматизовані, без участі персоналу.
Згідно даної класифікації зазначаємо що існуюча структура метрополітену відноситься до КА1. Так як за приклад брався Сінгапурський метрополітен який відомий за наявність в ньому ліній з КА4,тому доцільним було б за мету вибрати теж КА4. Як зазначено вище КА4 це рівень з повною автоматизацією всіх процесів як звичайного руху,зупинок на станціях та суміжними цим так і тими процесами що повинні будуть виконатись у разі надзвичайної ситуації. Формулюємо конкретну задачу а саме модернізувати існуючу структуру та інфраструктуру Київського метрополітену до відповідності КА4 згідно класифікації.





Актуальність задачі

Актуальність даної задачі розглянемо за критеріями такими як безпека,інтенсивність руху, комфортність, економічнадоцільність. Критерій безпеки в свою чергу поділятиметься на дві частини: безпека руху та безпека пасажирів.
Під безпекою руху розуміється те що автономний потяг повинен : рухатись по коліях з безпечною швидкістю,реагуючи на всі обмеження,вчасно без екстреного гальмування зупинятись на станціях; виконувати всі інші звичні операції без шкоди для людей. Безпека людей означає що повинен бути наявний набір заходів та засобів для забезпечення пасажирам безпечного перебування на станціях та у потягах метро. Критерій безпеки один із найважливіших в метрополітені адже в ньому досить багато місць де людина може отримати травму,або навіть загинути. Тому і в автоматичних метрополітенах йому приділяють найбільшу увагу,адже система програмується на певні дії і буде їх виконувати при будь-яких обставинах що не класифіковані для неї як обмежуючі. Головними точками небезпеки для Київського метрополітену я б зазначив платформу та двері вагонів,адже з цими точками пов’язано досить не мало нещасних випадків. З точки зору безпеки автоматичні системи класу 4 є найбільш досконалими на сьогодні,але не зважаючи на це вони розвиваються і надалі. В системах КА4 використовується ряд заходів та засобів, щоб відмежувати пасажирів від колій та краю платформи ,за рахунок яких суттєво знижуються показники нещасних випадків у метрополітені. Також системи КА4 направленні на збільшення інтенсивності руху за рахунок введення програмно-апаратного устаткування на потяги за допомогою якого вони проводять обмін даними про розташування. Це допомагає зменшити відстань між самими потягами в тунелі зберігаючи при цьому безпечну для гальмування відстань,що в результаті підвищує пропускну здатність лінії. Комфортність поїздок для пасажирів зберігається за рахунок наявності декількох систем контролю та керування які забороняють основній системі керування виконувати операції що можуть порушувати комфорт пасажирів,а саме різкий початок руху чи зупинка,відкриття дверей в заборонених місцях,затискання пасажирів дверима вагону та інших. З економічної точки зору автономні потяги метрополітену є більш вигідними ніж поточні, адже вони споживають менше електроенергії, зносостійкість механічних частин у них вища. Більшість елементів системи керування дешевші ніж ті що використовуються зараз. Це все означає те що обслуговування та ремонт таких потягів буде дешевший.























Огляд існуючих методів вирішення задачі
Системи CBTC

Управління рухом поїздів на основі комунікацій ( CBTC )
CBTC є системою сигналізації залізниці , яка використовує телекомунікації між поїздом і колією для управління дорожнім рухом та контролю інфраструктури. За допомогою систем CBTC , точне положення поїзда відомо більш точно , ніж з традиційними системами сигналізації. Це призводить до більш ефективного і безпечного управління залізничним рухом. Метрополітени здатні розширюватись при збереженні або навіть підвищенні безпеки .

Передумови і походження
Зростання чисельності населення збільшує потребу в масових транзитних перевезеннях і системи сигналізації повинні розвиватися і адаптуватися для безпечного збільшення попиту і потужності руху. Основна мета CBTC є збільшення потужності та безпечне зниження часових інтервалів між поїздами на лінії.
Традиційні системи сигналізації історично засновані на виявленні поїздів у дискретних ділянках траси під назвою "блоки" . Кожен блок захищений сигналами , які не дозволяють вїзду на зайнятий блок . Так як кожен блок фіксується, ці системи називають системами фіксованих блоків.
На відміну від традиційних систем, в сучасних системах CBTC використовується «рухомий блок».
Крім того , самі поїзди постійно спілкуючись про їх точне положення за допомогою двонаправленого посилання через обладнання в треку, або індуктивної петлі або радіозвязку.
Поява цифрового радіозвязку технології на початку 90 -х років прискорило розвиток систем сигналізації та зв’язку як системи CBTC.
SFO AirTrain , в аеропорту Сан -Франциско , була першою CBTC системою в світі
Компанія Bombardier відкрила першу систему CBTC в світі в аеропорту Сан -Франциско з автоматизованим перевезенням людей ( APM ) у лютому 2003 року. Кілька місяців по тому , у червні 2003 року , Alstom представила застосування своєї технології на SingaporeNorthEastLine.

Крім того , важливо відзначити , що не всі системи, що використовують технологію радіозвязку є, CBTC системами. Такими системами в першу чергу є системи які використовують технологію «рухомий блок»,що не обов’язково базуватиметься на радіозв’язку.

Рівні автоматизації
Сучасні системи CBTC мають різні рівні автоматизації. Насправді , CBTC не є синонімом для поїздів "без водія" або " автоматизованих", хоча вважається базовою технологією для цієї мети.
Рівнів автоматизації є 4:
1. ручні операційні системи—1-й рівень
2. напів автоматичні системи (Semi-automatedOperationMode, STO) —2-й рівень
3. системи без водія(мають постійний нагляд з диспетчерської) (DriverlessTrainOperation, DTO)—3-й рівень
4. автоматичні системи(не супроводжувані)(UnattendedTrainOperation, UTO)—4-й рівень

Основні переваги
Еволюція технології і накопичений досвід в експлуатації протягом останніх 30 років, що означає , що сучасні системи CBTC є більш надійними і менш схильні до збоїв , ніж старі системи управління рухом поїздів. CBTC системи зазвичай мають менше придорожнього обладнання та їх діагностика і моніторинг були покращені, що робить їх реалізацію та обслуговуванні простішими.
Технологія CBTC розвивається , використовуючи новітні методики і компоненти , щоб запропонувати більш компактні системи і прості архітектури.
Крім того , ці системи пропонують повну гнучкість в плані робочих розкладів дозволяючи диспетчерам реагувати на конкретний попит на перевезення більш швидко і ефективно і вирішувати проблеми заторів на дорогах. Насправді , автоматичні операційні системи мають потенціал значно зменшити інтервал і поліпшити пропускну здатність у порівнянні з ручними системами.
Нарешті , важливо відзначити , що системи CBTC виявилися більш енергоефективними , ніж традиційні.


Ризики
Основний ризик системи CBTC в тому, що якщо лінія звязку між будь-якими з потягів порушується , то всій або частині системи , доведеться ввести стан виправлення помилки, поки проблема не буде усунена. Залежно від тяжкості порушення звязку , цей стан може варіюватися від тимчасового зниження швидкості, руху до зупинки або роботи в режимі обмеженої комунікації доки система не буде відновлена. Якщо з відключення є постійним (робота в надзвичайних ситуаціях) може застосовуватись ручне управління. Механізми резервування і відновлення системи , потім мають бути ретельно перевірені , щоб досягти високої надійності в експлуатації
Збої в звязку можуть виникнути в результаті несправності обладнання , електромагнітних перешкод , слабкої сили сигналу і перенасичення середовища звязку. У цьому випадку переривання може призвести до застосування стандартної процедури гальмування або екстреного гальмування, що в разі ситуаційної обізнаності є критично важливою вимогою безпеки для CBTC. Це причина , чому системи CBTC вперше реалізовані на системах радіозвязку в 2003 році , коли потрібна технологія була досить зрілою.
CBTC системи , які використовують бездротової лінії звязку мають набагато більший простір для атаки і можуть бути предметом різних типів злому включаючи вторгнення в мережі звязку та несанкціонованої зміни безпеки критичних повідомлень. Ці атаки можуть бути в деякій мірі помякшені за допомогою оборонних методі, як тих , які передбачаються стандартом EN 50159-2 .

Архітектура
Типова архітектура сучасної системи CBTC складається з наступних основних підсистем:
• Придорожнє обладнання, яке включає в себе систему блокування і підсистеми ,що контролюють кожну зону в лінії або мережі ( зазвичай придорожні АТР і АТО) .
• CBTC бортове обладнання , в тому числі АТР і ATO підсистеми
• зв’язок поїзд-узбіччя, в даний час на основі радіоліній .

Таким чином , хоча архітектура CBTC завжди залежить від постачальника і його технічного підходу, такі логічні компоненти можна знайти в типовій архітектурою CBTC :
• Бортова система АТР( Automatic TrainProtection). Ця підсистема відповідає за безперервний контроль швидкості поїзда відповідно до профілю безпеки , та приведення в дію гальма , якщо це необхідно. Це також відповідає за звязки з придорожною підсистемою АТР в цілях обміну інформацією, необхідною для безпечної експлуатації (швидкість передачі і гальмівний шлях , та отримання ліміту руху влади для безпечної експлуатації).
• Бортова система ATO(AutomaticTrainOperation) . Він відповідає за автоматичне управління тягою і гальмівне зусилля для того , щоб зберегти швидкість, встановленим підсистеми АТР. Його основним завданням є або для полегшення функцій машиніста або супутні , або навіть керування поїздом в повністю автоматичному режимі , зберігаючи при цьому параметри поставлені дорожнім рухом та комфорт пасажирів. Це також дозволяє вибір різних автоматичних стратегій водіння для адаптації виконання наказів або навіть зниження енергоспоживання.
• Придорожня система АТР. Ця підсистема бере на себе управління всіма комунікаціями з поїзда в своїй зоні . Крім того,розраховує межі руху, що кожен поїзд повинен дотримуватись при роботі в зазначеному районі. Це завдання вкрай важливе для безпеки експлуатації.
• Придорожня система АТО . Відповідає за контроль призначення та регулювання цілей кожного поїзда. Надає всім поїздам в системі їх призначення , а також інші дані , такі як час затримки на станціях. Крім того , може виконувати допоміжні і не повязаних з безпекою завдання,повязаних у тому числі , наприклад команди тривоги або команди пропустити / зупинитись на станції .
• Системи звязку. CBTC інтегрована в цифрову мережу радіосистеми на основі антен або випромінюючого кабелю для двобічного звязку між колійною технікою та поїздами. 2,4 ГГц широко використовується в цих системах (такий же , як WiFi) , хоча інші альтернативні частоти, такі як 900 МГц ( США ), 5,8 ГГц або інших ліцензованих смуги можуть бути використані також .
• Система наглядуATS(automatic train supervision) . Система наглядуATS зазвичай інтегрована в більшості CBTC. Основним завданням є задача відгравати роль інтерфейсу між оператором і системою , керуючи трафіком відповідно до визначених критеріїв регулювання .
• Система блокування . При необхідності в якості незалежної підсистеми ( наприклад , як резервної системи) , відповідатиме за управління обєктами такими як стрілки або сигналів.У разі простих мереж або ліній , функціональність блокування може бути інтегрована в систему придорожніх АТР.

Проекти класифікуються за кольорами залежно від постачальника
CITYFLO 650
CITYFLO 650 це CBTC система зроблена на базі використання двонаправленого радіозвязку між поїздами та придорожнім обладнанням, а також технології рухомого блоку , для керування роботою. Потяги повідомляють про своє місцезнаходження по радіо , і придорожні системи сигналізації передають команду на право руху до поїздів по радіолінії .

CITYFLO 650 являє собою систему для виконання операцій типу «без водія»( DTO ) або автоматичні (UTO), призначених для технології рухомого блоку розширених операцій метрополітену і аеропорт них транспортувальників пасажирів ( APM ) . Зв’язок колія-потяг досягається за допомогою бездротової технології для забезпечення двонаправленого звязку . Система використовується для автоматичного руху поїздів на роздільних треках.

Його новаторські досягнення у CBTC підтримує компанія Bombardier та проводить оптимізацію та модернізацію системи ,забезпечую впровадження нових можливостей і вирішує проблему пропускної здатності.

CITYFLO 650 в даний час діє в тринадцяти містах по всьому світу .
Система має такі основні характеристики :
• Управління поїздом на основі комунікації ( CBTC ) APM / система рухомого блоку для метрополітену
• Водіння з підтримкою ATP EBI Cab VATP / VATO ( DTO / UTO)
• Автоматичний захист поїзду (ATP)
• Автоматичний режим операцій ( АТО )
• Розподілений трек
• Виявлення потягу за радіопередачами про позицію поїзду
• Постійний контроль поїзда за допомогою EBI Screen в кімнаті керування
• EBI Lock з інтегрованою функцією блокування або EBI Lock з комп’ютерним керуванням блокування
• Додаткова функціональність SCADA може додаватись доEBI Screen в кімнаті керування
• EBI Screen в кімнаті керування може підключитися до допоміжних (аварійних) систем
CITYFLO 650 дозволяє інтеграції допоміжних систем , таких як:
• Інформаційні дисплеї для пасажирів ( ПІД)
• відеоспостереження
• публічне оголошення (ПА)
• Радіо
• Телекомунікації

EBI Screen диспетчерські
Це сучасний компютерний контроль, система нагляду дозволяє оператору давати команди через мишу або клавіатуру з обєкта , щоб отримати положення транспортних засобів та додаткових придорожніх обєктів показаних як на нормальних екранах так і на великому задньому проекційному екрані.

CITYFLO 650 рішення має систему ATO , що дозволяє повністю автоматичний DTO / UTO з безперервним зміною стратегії водіння, які можуть бути обрані автоматично через управління EBI Screen в будь-який час під час подорожі . Система АТО дозволяє зупинку поїзда на станціях з номінальною точністю + / - 15 см.
Діє у :
• SeattleTacomaIntlAirport, Seatac, USA
• SacramentoIntlAirport, Sacramento, USA
• SanFranciscoIntlAirport, SanFrancisco, USA
• McCarranIntlAirport, LasVegas, NV, USA
• PhoenixIntlAirport, Phoenix, USA
• Dallas/FortWorthIntlAirport, Dallas, USA
• SEPTA LightRail, USA
• HeathrowIntlAirport, UK
• GatwickIntlAirport, UK
• Line 1 and Line 6, MetroMadrid, Spain
• Yong-In ART, SouthKorea
• Wenshan-Nehu Line, Taipei, Taiwan
• Line 3, ShenzhenMetro, China
• PearlRiverLine, Guangzhou Metro, China
• Line 2 andLine 3, TianjinMetro, China
будуються :
• TiradentesMonorail, SãoPaulo, Brazil
• MetroLine 5, SãoPaulo, Brazil
• MunichAirport, Germany
• Üsküdar-Ümraniye-Çekmeköy Line, Turkey
• KingAbdulazizIntlAirport, Jeddah, SaudiArabia
• KingAbdullahFinancialDistrictMonorail, Riyadh, SaudiArabia
• DubaiIntlAirport, UnitedArabEmirates
• Line 7, DehliMetro, India
• PurpleLine, Bangkok MRT, Thailand
• KlangValley MRT, Malaysia
Тестові треки :
• PittsburghTestTrack, USA
• KingstonTestTrack, Canada

SELTrac
SELTrac це цифрова технологія передачі сигналів використовуються для контролю за рухом рейкових транспортних засобів , розроблена Standard ElektrikLorenz . Вона була спочатку розроблена для транзитної системи Krauss - MaffeiTransurban розробленої в 1970 -х.
SelTrac перша повністю автоматична система управління на базі «рухомий блок» , яка використовується у виробництві .

Оригінальна система SelTrac була заснована на індуктивних петлях , які надали канал звязку , а також інформацію про місцезнаходження. Зазвичай індуктивні петлі використовується виключно як системи звязку , з електромагнітами на транспортних засобах або станціях . У SelTrac , центральний компютер передавав дані на транспортні засоби зі швидкістю 1200 біт/с на 36 кГц , а приймаюча сторона мала 600 біт/с 56 кГц. Окремі антени використовуються для передачі і прийому.
В більш нових версіях SelTrac , керуючий сигнал передається всередині рейками на радіо частоті IEEE802.11 (Wi -Fi ).

Захоплення позиції
SelTrac представила переворотосновної концепції індуктивної петлі. Замість прямого витка проводу, петлі SelTrac періодично перетинаються для формуваняромбо подібної області фіксованого розміру . Система звязку на транспортних засобах може виявити зміни фази в сигналі , викликаного цими точками перетину, дозволяючи їм поставити себе в межах одної з цих суб-петель. Петлі зазвичай довжиною близько 25 метрів. Ця система не є достатньо точним для розміщення на станції



Управління рухом
SelTrac автоматично підтримує визначення відстані між транспортними засобами через систему «рухомого блоку». У цій системі початкові та кінцеві точки блоків не є фіксованими , і рухаються разом з поїздом. Це дозволяє системі центрального управління обчислити точку на трасі ,де кожен поїзд може сміливо рухатися без подальших інструкцій.
У теорії ця система може забезпечувати рух поїздів близько один до одного ,як дозволить швидкість, але на практиці відстань , як правило , фіксована (наприклад 50 м) .

SelTrac встановлений в багатьох залізницях по всьому світу , в тому числі такі:
• AnkaraMetro 1997 SelTrac CBTC DTO
• BeijingSubwayLine 4 2009 SelTrac CBTC/R (radio) ATO with Attendant
• SinBundangLine (Seoul) 2011 SelTrac CBTC/R UTO
• Busan-Gimhae 2011 SelTrac CBTC/R UTO
• CanadianPacificRailway - BC NorthLine 1990 ATCS Radio-Based TrainProtection
• DetroitPeopleMover 1987 SelTrac CBTC UTO
• DubaiMetro – RedandGreenLines 2009/2011 SelTrac CBTC UTO
• Edmonton LRT 2014 SelTrac CBTC/R ATP
• GuangzhouLine 3 2009/10 SelTrac CBTC DTO
• HongKong MTR West RailLine 2003 SelTrac CBTC DTO
• HongKong MTR Ma OnShanLine 2004 SelTrac CBTC DTO
• HongKong MTR DisneylandResortLIne 2005 SelTrac CBTC/R UTO
• HongKong MTR Kowloon SouthernLink (WestRailLine) 2009 SelTrac CBTC DTO
• HongKongInternationalAirport APM 2014/15 SelTrac CBTC/R UTO
• HyderabadLines 1,2,3 2017 SelTrac CBTC/R STO
• IncheonLine 2 2014 SelTrac CBTC/R UTO
• Istanbul Kadikoy-Kartal Line 2012 SelTrac CBTC STO
• Jacksonville ASE 1998 SelTrac CBTC UTO
• JFK InternationalAirportAirTrain APM 2003 SelTrac CBTC UTO
• KelanaJayaLine in KualaLumpur 1998/2014 SelTrac CBTC UTO
• KualaLumpurAmpangLine 2015 SelTrac CBTC/R DTO/UTO
• LasVegasMonorail 2004 SelTrac CBTC/R UTO
• London Docklands LightRailway 1995 SelTrac CBTC DTO
• LewishamExtension 1999
• LondonCityAirportExtension 2005
• WoolwichArsenalExtension 2009
• StratfordExtension 2011
• London Underground – Jubilee Line 2011 SelTrac CBTC DTO
• LondonUnderground- Northern Line 2014 SelTrac CBTC DTO
• LondonUnderground- Piccadilly Line originally planned 2014 - projectcurrentlypostponed
• ManausMonorail 2015 SelTrac CBTC UTO
• MeccaMetro 2011 SelTrac CBTC UTO
• NewarkInternationalAirport APM 1996/2001 SelTrac CBTC UTO
• NewYorkCityTransitCanarsie – Phase III 2006 InteroperabilityProgramSelTrac CBTC/R STO
• NewYorkCityTransitFlushingLine 2016 SelTrac CBTC/R STO
• OttawaConfederationLIne 2018 SelTrac CBTC/R STO
• ParisLine 13 – Ouragan 2012 SelTrac CBTC/R DTO
• SanFranciscoMunicipalRailway (MarketStreetTunnel)1997 SelTrac CBTC DTO
• SãoPauloLine 17 2014 SelTrac CBTC UTO
• ShanghaiLine 6 2011 SelTrac CBTC/R STO
• ShanghaiLine 8 2011 SelTrac CBTC/R STO
• ShanghaiLine 9 2011 SelTrac CBTC/R STO
• ShanghaiLine 7 2010 SelTrac CBTC/R STO
• ShanghaiLine 11 2010 SelTrac CBTC/R STO
• Singapore NSEW Line 2016/2018 SelTrac CBTC/R DTO
• TampaInternationalAirport APM 1992 SelTrac CBTC UTO
• TorontoScarborough RT Line 1985 SelTrac CBTC DTO
• Toronto TTC Subway 2008/10 SelTracSpeed/SignalSafeguard
• VancouverSkyTrain - ExpoLine 1985 SelTrac CBTC UTO
• VancouverSkyTrain - MillenniumLine 2002 SelTrac CBTC UTO
• VancouverSkyTrain - CanadaLine 2009 SelTrac CBTC UTO
• EvergreenLine/VancouverSkyTrain - EvergreenLine 2016 SelTrac CBTC UTO
• WaltDisneyWorldMonorail 1989 SelTrac ATP Disney/TGI
• WashingtonDullesAirport APM 2009 SelTrac CBTC/R UTO
• WuhanMetro Line 1 2004/10 SelTrac CBTC DTO

Підсистеми CBTC

Централізоване управління рухом (СТС)
Централізоване управління рухом (CTC) є однією з форм залізничної сигналізації , яка виникла в Північній Америці. СТС обєднує залізничні рішення про маршрутизацію, які раніше виконувалися місцевими операторами або самими екіпажами поїзда. Система складається з централізованого офісу-диспетчерської , яка контролює сигнали обмежень і транспортні потоки на ділянках залізничної системи — території СТС. Один ознака СТС являє собою панель управління з графічним зображенням залізниці. На цій панелі диспетчер може відстежувати місця поїздів на підконтрольній території . Великі залізниці можуть мати декілька диспетчерських і навіть кілька диспетчерів для кожної операційної . Ці відділення , як правило , розташовані поблизу жвавих станцій , а їх експлуатаційні можливості можна порівняти з диспетчерськими в аеропортах.

Розробка і технологія
Перша установка відбулась в 1927 році на 40-миль ділянки Нью-Йоркської Центральної залізниці між Стенлі і Бервік , штат Огайо , з контрольною СТС диспетчерською , розташованого у Фосторія , штат Огайо. СТС був розроблений для того , щоб диспетчер контролював рухом напряму, минаючи місцевих операторів та усунення письмового подання наказів. Замість цього , диспетчер може безпосередньо побачити розташування поїзда і ефективно управляти рухом ,адже відображались також сигнали і контролери стрілок. Також СТС призначалась для підвищення безпеки , повідомляючи про будь-які зайняті ділянки оператору руху і автоматично запобігала вїзду на доріжку проти встановленого потоку руху .

Панель СТС на PromenadeStreetTower , Провіденс , Род-Айленд . США встановлено обладнання в 1946 році для залізниці Нью-Йорк , Нью-Хейвен і Хартфорд.

Відрізняло CTC стандартних систем блокування руху і ABS те , апаратна частина систем блокування розташовувались у віддаленому місці , система СТС відображала тільки стан доріжки і посилала команди на місця. Команда відображення сигналу потребують від пульту блокування встановити потік трафіку і перевірити наявність чіткого маршруту. Якщо команда не може бути виконана через логіку роботи системи блокування , дисплей не зміниться. Ця система передбачає таку ж гнучкість , що й ручний контроль руху, але без тих витрат і складності , повязані із забезпеченням операторів наприкінці кожної ділянки маршруту. Це особливо вигідно для слабо використовуваних ліній , які ніколи не могли б виправдати так багато витрат .
Спочатку з’єднання досягалось шляхом спеціальних проводів або дротяних пар, але пізніше це все було витіснено імпульсними системами,що використовують одну лінію зв’язку та ретрансляції на основі телекомунікаційних технологій. Крім того , замість тільки відображення інформації про потяги , що наближаються і проходять через точки блокувань , СТС відображається статус кожного блоку між сигналами, раніше такі розділи були розглянуті як" темна територія " (тобто , з невідомим статусом).

Сигнали і контрольні пункти
СТС використовує залізничні сигнали , щоб передати інструкції від диспетчера до поїздів. Вони приймають форму рішень по маршрутизації на контрольованих пунктах , які дозволяють поїзду , продовжити або припинити рух. Локальна сигналізація в кінцевому рахунку визначить точне розташування сигналу для відображення на основі статусу треку попереду і точного маршруту що поїзд повинен прийняти.
Сигнали CTC бувають двох типів: абсолютний сигнал , який безпосередньо контролюється диспетчером і допомагає проектувати обмеження , або проміжний сигнал , що автоматично керується умовами на трасі даного блоку та умовами в наступному.Диспетчери не можуть безпосередньо керувати проміжними сигналами.

Управління Компютерні основі для сучасної електронної блокування

Австралія
Перша установка CTC в Австралії був введений в експлуатацію у вересні 1957 на лінії ГленУеверлі в передмісті Мельбурна. 6 миль ( 9,7 км ) в довжину , VictorianRailwaysвстановили його як прототип для проекту Північно–Східної залізниці . CTC з тих пір широко застосовуються для великих залізничних ліній.

США
CTC – контрольовані ділянки значно дорожчі , ніж безсигнальна траса , у звязку з електронікою та відмовостійкістю. СТС , як правило , встановлюється в місцях з інтенсивним рухом , де вартість експлуатації знижується при збільшенні щільності трафіку і економія часу переважає капітальні витрати .
Останнім часом витрати на CTC впали через появу нових технологій , як мікрохвилі , супутники, канали передачі даних по рейкам усунули необхідність прокладання дроту, полюсних ліній або оптоволокна . Ці системи починають називати системи управління поїзда.

Є кілька компаній, що пропонують окремі компоненти , а також повністю готові системи , які містять елементи системи CTC.
Готові системи
• Alcatel
• Alstom
• Ansaldo STS
• B&C TransitInc.
• Bombardier
• DeltaRailGroupLtd
• Eliop
• GE Transportation
• Indra
• Invensys
• LockheedMartin Train ManagementSystem
• ModularMiningSystems
• Railcomm
• RailroadSignalinternational
• RochesterSignalInc.
• Siemens AG
• ThalesGroup
• UnionSwitch&Signal
• Wabtec - Optimised TrainControl
Контрольне обладнання диспетчерських
• ARINC
• CondorSignal&Communications
• DigitalConcepts
• TrainTrackComputerSystems
Польове обладнання
• Safetran
• AldonCompany, Inc.

Автоматичні операції на потягах ( АТО )
Автоматичні операції на потягах ( АТО ) є пристроєм операційної безпеки, що використовується для автоматизації операцій поїздів. В основному , він використовується на автоматичних транзитних лініях і метро ,для забезпечення безпеки людей. Більшість систем підтримують керування машиністом , щоб помякшити ризики , повязані зі збоями або надзвичайними ситуаціями .
Багато сучасних систем повязані з ATC(AutomaticTrainControl) і в багатьох випадках ATP , де звичайні операції звязку, такі як налаштування маршруту і регулювання залізничного руху здійснюються автоматичною системою . АТО і АТС / ATP системи будуть працювати разом, щоб підтримувати поїзд в межах певного допуску його розкладі . Комбінована система буде коректувати робочі параметри , такі як напруга в лінії живлення при переміщенні і час очікування на станції , з метою приведення у поїзду до визначеного для нього графіку.

Оригінальна система використовує два фотоелементи , один для прискорення і один для гальмування , зі сталевими пластинами на трасі , щоб контролювати відстань між поїздами і інтервали .На лінії Victoria в Лондонській підземці, відкритій в 1968 році , АТО система була модернізована в 2013 році. Система АТО виконує всі функції машиніста для відкриття і закриття дверей. Водій натискає лише дві кнопки , щоб почати рух і , якщо шлях був вільний , поїзд автоматично вирушав до наступної станції. Багато нових системи тепер управляється компютером .

Деякі користувачі сучасних варіантів систем АТО:
• ParisMétro,
• CopenhagenMetro,
• KelanaJayaLine of KualaLumpurRailTransitSystem,
• WashingtonMetro,
• HongKong MTR,
• ManilaLightRailTransitSystem,
• NorthEastLine, Circle, Downtown Line Singapore MRT
• TokyoMetroNambokuLine
• KobeMunicipalSubway

Автоматичне управління рухом поїздів АТС
АТС(AutomaticTrainControl) це одна з систем захисту поїздів,що включає певний механізм управління швидкістю у відповідь на зовнішні сигнали . Системи АТС, як правило , інтегруються в кабіну і використовують більш деталізовані моделі уповільнення замість жорстких зупинок. АТС також може бути використана з ATO і як правило , вважається критично важливою частиною безпеки системи.
АТС складається з трьох основних компонентів - АТР, АТО і АTS. Основною вимогою безпеки , щоб тримати поїздів у безпечній відстані один від одного , виконує система АТР ,вона контролює і надсилає команди обмеження швидкості.Дані, отримані за допомогою блоку АТР зазвичай обмежується вказівкою про обмеження швидкості чи зайнятий блок попереду. Ці дані відправляються на компютер АTS, де вони порівнюються з графіком , щоб визначити , поїзд йде відповідно до графіка чи запізнюється чи випереджає графік. ATO система передає на поїзд команди «зупинитись на станції».

Автоблокування (ABS)
Автоблокуванням або ABS , система залізничних комунікацій , яка складається з серії сигналів , які поділяють залізничної лінії в ряд розділів , або " блоків" . Система контролює рух поїздів між блоками з використанням автоматичних сигналів. Операція ABS призначений для поїздів , що працюють в тому ж напрямку ,мати змогу слідувати один за одним безпечно без ризику зіткнення. Впровадження системи ABS скоротила витрати і збільшила їх потенціал , порівняно зі старими ручними системами блокування. Автоматичні операції ґрунтуються на здатності системи виявляти зайняті блоки , і транспортувати цю інформацію поїзду що наближається. Термін автоматична в ABS відноситься до експлуатації системи без будь-якого зовнішнього втручання і контрастує з більш сучасними системами управління рухом , які вимагають зовнішнього управління , щоб встановити потік руху.

Основні операції
Більшість систем ABS використовувати три-чотири блоки механізмів , де перешкода в першому блоці покаже попередження при вході другий блок , і дозволить на повній швидкості для поїзда ,війти в третій. Де блоки короткі або потрібна велика ємність , використовуються чотири або більше блоків ; тоді поїзди отримують кілька попереджень що насувається перешкода. Для основних блоків , система сигналізації червоний / жовтий / зелений є практично універсальною , червоним , вказуючи на блок де є перешкода , жовтий , вказує що блок з перешкодою попереду і зеленим кольором , вказуючи , що ніяких перешкод не слід очікувати.
Найпоширеніший спосіб роботи ABS систем — виявлення зайнятості доріжки , використовуючи електричні РК. Струм низької напруги надсилається на трасу між сигналами , щоб визначити , чи коло закрите, відкрите або замкнуте потягом . Металеві колеса і осі поїзда проводитимуть струм від однієї рейки до іншої , тим самим замикаючи ланцюг. Якщо система ABS виявляє, що ланцюг замкнутий між двома сигналами , він розуміє , що поїзд , або перешкода знаходяться в даному блоці і буде скинуто сигнали ( встановлення сигналів обмеження або зупинки ) по обидві сторони від цього блоку, щоб запобігти в’їзду ще одного потягу.
Система ABS також в змозі виявити розриви(пошкодження) колій або неправильно встановлені стрілки (якщо перемикач встановлений в ланцюзі ) , адже це призводить до розімкнутого ланцюга. Також буде змінено індикацію сигналу , запобігаючи будь-яким потягам з входити в блок також ризикованому проходу через стрілку або сходу з рейок.

Однонапрвлений ABS

Пара ABS світлових сигналів на NorfolkSouthern залізниці

Найбільш поширена форма ABS була реалізована на двоколійних залізничних ліній в районах з високою насиченістю руху. ABS була встановлена таким чином , щоб покрити руху поїздів тільки в одному напрямку для кожної доріжки . Рух поїздів у цьому напрямку буде регулюватися автоматичними блокуючими сигналами ,що замінять звичайну систему регулювання. Рух поїздів , що працюють проти встановленого потоку руху буде як і раніше, вимагати від поїзду повідомлень або інші спеціальні ручні засоби захисту для запобігання зіткнення . Тому при експлуатації ABS рух в неправильному напрямку рідкісний випадок , і може не підтримуватись інфраструктурою треку.
Крім збільшення пропускної здатності і безпеки в порівнянні з ручною системою блокування , ще одна перевага одного напрямку ABS є те , що це відносно недорого в установці і експлуатації , кожному пункту сигналізації потрібно тільки одне реле для власного рейкового кола і одне додаткове реле для кожного блоку в кінці своєї довжини для управління . В точці де встановлено блокування , вхід в зворотному напрямку може бути оснащений менш дорогий наземним або маневровим сигналом і будь-які неблоковані точки можуть бути встановлені в задній конфігурації , які вимагають менше обладнання для забезпечення безпеки.
Ще одна особливість однонаправлених ABS є використання неблокованих кросоверів для полегшення зворотнього руху. Управляється вручну або за наземного пульту.

Двохнаправлений ABS
Двохнаправлений ABS розрахований на більш низьку щільність одноколійних ліній ,що тим не менш, потребують оновлення з більш старої системи блокування або систем з ручним керуванням. Двохнаправлений ABS був введений в експлуатацію обєктів з роз’їздами ,що керувались старою системою. Протилежним поїздам все ще необхідно очистити головний шлях на основі їхнього пріоритету або інструкцій , проте, на відміну від по старої системи , поїзди , що рухаються в одному напрямку можуть слідувати один за іншим на основі індикації сигналу.

Автоматичний контроль трафіку
Кілька систем були реалізовані як гібрид двохнаправлених ABS і сигнальних систем з функціями управління трафіком. Більшість з них замінені на блоки абсолютного дозволуAPB, де типовий двохнаправлений ABS має бути оснащенийсигнальними пунктами пропуску , з абсолютними сигналами, щозахищають наступний сегмент одного треку . Потяги , які бажають увійти в один сегмент доріжки будуть автоматично виявлені в пропускному пункті і якщо сегмент був вільний від протилежних рухів ,буде встановлено сигнал продовжити
Ці типи систем були також дуже популярні в міжміських трамвайних лініях у звязку з високою потужністю і низькою вартістю .

Заміна
Оскільки вартість електроніки та апаратних засобів сигналізації впала по відношенню до вартості робочої сили , ABS почали заміняти диспетчерське управління та інші системи , які дозволяли поїздам ходити в будь-якому напрямку на будь-якій трасі . Системи управління рухом не тільки використовуватимуть двохнаправлені сигналізації , але і запобігатимуть потягам перенеправлятись проти встановленого потоку руху. Це повністю виключає ручні процедури налаштування руху в двонапрямлених схем ABS і рух в неправильному напрямку в одно направлених схемах.

Автоматична зупинка поїзда (AtS)
Автоматична зупинка поїзда або AtS являє собою систему на поїзді ,яка автоматично зупинить поїзд, якщо певні ситуації відбулося ( відсутність реакції машиніста , землетрус , відключеного залізниці , поїзд пройшов над стоп-сигналом , і т.д.) для запобігання нещасних випадків. У деяких випадках він функціонує як типу «вимикача мерця»(deadmansswitch) . AtS відрізняється від концепції автоматичного контролю потяга АТР .AtS не оснащений на борту механізму контролю швидкості.

Механічна система AtS раніше використовувалися на Токіо метро GinzaLine

Механічні системи
Винахід відмовостійких повітряних гальм забезпечував наявність зовнішніх засобів для зупинки поїзда через відкриття клапана на гальмовій магістралі . Перша механічна система була встановлена у Франції в 1878 році та на деяких залізницях в Росії в 1880 році. У 1901 році 1901 Union SwitchandSignalCompanyрозробила першу автоматичну систему зупинки поїзда для BostonElevatedRailway. Ця система незабаром була прийнята NewYorkCitySubway та інших транзитних системах в Сполучених Штатах.
Механічна AtS більш популярна в транзитних системах і спеціалізованих залізничних приміських чи вантажних або міжміських пасажирських лініях через поєднання підвищеної складності ,в магістральних залізничних операціях, і небезпеки аварійного гальмування на високих швидкостях. Більше того , сили, що беруть участь у фізичній дії відключення може пошкодити як узбіччя так і транспортний засіб що перевозить обладнання зі швидкістю більше 70 миль на годину.

Електронні системи
Електронні системи використовують електричний струм або електромагнітні поля , щоб викликати якісь дії в кабіні локомотива. У той час як механічні системи , як правило , обмежують вентиляцію гальмівної магістралі і запускають аварійну зупинку , електронні системи можуть запускати інші дії , такі як підтвердження від водія ,зменшення потужності або менш серйозне застосування гальм . Без фізичного контакту електронні системи можуть бути використані з більш високою швидкістю , обмежене тільки здатність обладнання отримувати сигнал від стоп пристроїв.
Перша електронна система була LeCrocodile встановлена на французьких залізницях , починаючи в 1872 році , яка використовувала електрифіковані контактні рейки , щоб запитати підтвердження від водія. Якщо таке підтвердження не було зроблено протягом 5 секунд поїзд буде зупинений . У Великобританії (Great WesternRailway) провели аналогічну систему в 1906 названу автоматична попереджувальна система(AWS).
У 1954 році Японія представила ATS -В, перший відомий варіант AtS. У 1967 році був винайдений ATS -S перший безконтактний ATS ; в 1974 році , ATS- P був використаний в перший раз , і в 1986 році був винайдений H - ATS .

США
Більшість систем, що відповідають визначенню AtS в Сполучених Штатах є механічні системи , повязані з швидким транзитними лініями , побудованих в першій половині 20 -го століття. З 1951 AtS була необхідною частиною в якості мінімальних вимог безпеки , щоб дозволити пасажирським потягам перевищувати обмеження швидкості 79 миль на годину ( 127 км / ч). Нормативна вимога відноситься до системи , яка зявляється оповіщення в кабіні локомотива , коли поїзд проходить обмежувальний сигнал при дорозі ,тоді машиніст повинен реагувати на попередження протягом встановленого періоду часу , перш ніж гальма автоматично застосовуються.

Японія
Багато поїздів в Японії оснащені цією системою. Системи AtS в Японії трохи схожий на ті, які використовуються в Сполучених Штатах , але в основному основі транспондеру. Перші системи ATS в Японії були введені на початку 20 століття , але не стали звичайним явищем до кінця 1960 -х років в результаті аварії поїзда Mikawashima яке сталося в 1962 році Нижче наведено список систем AtS , які є специфічними тільки Японії:
• ATS -B
• ATS- Dx
• ATS -S
• ATS -Р
• D - ATS - P (цифровий ATS -Р )
• Н- ATS (використовується на EF66 локомотивах з 1986 року )



Приватні залізниці / Лінії метро
Крім того , різні залізні дороги приватного сектору та лінії метро прийняли свої власні версії системи ATS з 1967 року. Подібно систем ATS , які використовуються на залізницях в Японії, вони на базі транспондеріві але , як правило , несумісні з АТС системи, що використовуються JR(JapanRailway).
• C-ATS/i-ATS/ATS Тип 1
• Meitetsu ATS Використовується Мейтецу )
• OM-ATS ( Використовується OdakyuElectricRailway )
• T-ATS ( Раніше використовуватися на ToeiMita лінії , схожі на Tobu АТС)
• Tobu ATS ( Використовується TobuRailway )
HankyuRailway, Hanshin ElectricRailway, Keio Corporation, Kintetsu, Sagami Railway, Sanyo ElectricRailway, Seibu Railway та Tokyu CorporationВсі використовують власні системи ATS.
Нова Зеландія
У Веллінгтоні кілька поїздів з механічною АТС. Всі електропоїзди обладнані електричною ATS.
Південна Корея
Деякі Korail та лінії метро обладнані цією системою

AWS
Автоматична система оповіщення ( AWS ) є однією з форм обмежуючої сигналізації в кабіні та системи захисту потяга, введеної в 1956 році в Обєднаному Королівстві , щоб допомогти машиністам спостерігати і дотримуватися сигналів . Вона була заснована на системі 1930 , розробленої Альфредом Ернестом Хаддом і маркується як система " Strowger-Hudd " . Раніше контактна система , встановлений на Great WesternRailway з 1906 року і відомий як ATC, поступово витісняється AWS в межах Західного регіону британських залізниць.



Принципи роботи

Розташування індикатора AWS insideClass 150 керуючи кабіна

AWS є частиною системи сигналізації і попереджає водія про наступний сигнал. Ці попередження , як правило , даються за 200 ярдів ( 180 метрів) до сигналу. Інформація про сигнал передається до рухомого поїзда через обладнання, встановленого в середині треку , відомого як AWS індукторів . Кожен індуктор містить постійний магніт , і електромагніт , який " скасовує" ефект постійного магніту . Система є відмовостійкою , так як електромагніт повинен бути під напругою , щоб дати « Вільно » свідчення,сигнал «Обережно» передає тільки постійний магніт .
Система в основному складається з коробки керування реле , EP клапани , зєднані з гальмівною системою, індикатор " соняшник " встановлено на видному місці в кабіні водія, магнітнокерований " приймач " під локомотивом / вагоном , водійський поршень скидання і статичний конвертер напруги , що забезпечує робочі напруги 12В і 40В від блоку живлення , а також ізолююча ручка, яка є одночасно електричною і вакуумною трубка / повітряним ізолятором.
Коли індуктор AWS буде досягнутий , AWS встановлює візуальний індикатор в кабіні водія і дає звукову індикацію. Якщо сигнал що наближається це "вільно", AWS подасть звуковий сигнал дзвін і залишить візуальний індикатор чорний. Це повідомляє машиністу , що наступний сигнал показує " Clear " і що система AWS працює. Якщо сигнал що наближається є відображення «обмеження»( червоний , жовтий або двічі жовтого ) , AWS подасть безперервний дзвін, поки водій не натискає і відпускає кнопку AWS на панелі керування ,щоб зазначити системі що він попереджений про сигнал попереду. AWS також дасть застережливий звуковий сигнал на підході до певних обмежень постійного контролю швидкості і всіх тимчасових і надзвичайних швидкісних обмежень.
сигнальна панель AWS в кабіні машиніста
Якщо попередження визнається , дзвін зупиняється і візуальні змінюється індикатор на чорні і жовті спиці , яка зберігається до наступного AWS індуктора і нагадує машиністу , що він підтвердив системі AWS що повідомлений про сигнал попереду і тому несе повну відповідальність за контроль поїзду. Якщо кнопка не натиснута і відпущена протягом шести секунд , вмикається система аварійного гальмування яка може бути вимкнена лише після повної зупинки.

GWR Автоматична управління рухом поїздів
Перша система була введена в широке використання була розроблена в 1905 році Great WesternRailway. Її переваги в порівнянні з попередніми системами були в тому , що вона може бути використана на високій швидкості а також при проходженні дозвільного сигналу в кабіні подавався сигнал.У фінальній версії системи GWR , локомотиви були оснащені електромагнітним приводом клапану в й вакуумній трубі,що підтримувався в закритому положенні за допомогою батареї.
Як локомотив пройшов через рампу , контакт рампи підскакував під локомотив, і струм від батареї що йшов до закритого гальмівного клапану відмикався.



Система Strowger-Hudd
Безконтактний метод на основі магнітних індукцій був розроблений , щоб усунути проблеми, викликані снігопадами і зносом контактів , які були виявлені в існуючій системі . Система Strowger-Hudd Альфреда Хадда , який використовував пару магнітів, один постійний і один електромагніт, був перевірений SouthernRailway, London andNorthEasternRailway ,London, MidlandandScottishRailway, але ці випробування ні чого не дали .
У 1948 Хадд , працює у LMS , обладнує Лондон ,Тілберрі і Саузленд лінію, його системою . Це був успішний проект, і залізниці Великобританії отримали подальший розвиток механізму , забезпечуючи візуальну індикацію в кабіні. У 1956 році Міністерство транспорту оцінюється системи GWR , LTS і BR і вибрали один , розроблений BR в якості стандарту для залізниць Великобританії .

BritishRail AWS
BR AWS складається з :
• постійний магніт встановлений по центру між рейками і зазвичай розташований так , що виникає перед сигналом , до якого він належить .
• електромагніт між рейками (з протилежної полярності до постійного магніту ) , розташований після постійного магніту .
• індикатор кабіни , які можуть показати чорний диск або жовтий і чорний диск , відомий як "соняшник AWS " .
• блок управління , який зєднує систему гальм в поїзді.
• AWS кнопку водія (підтвердження) .
• панелі управління AWS .
Система працює на принципі встановлення / скидання.



BR AWS індуктор
Недоліки
Тому що він був розроблений до поширення багато станового сигналу , AWS можуть тільки вказати, чи є сигнал " Зелений " або "не зелений " . Незважаючи на те ,що сучасні сигнали можуть відображати три або чотири стани , AWS має тільки два стани .
AWS є консультативною системою і може бути легко перевизначені звичними реакціями водія , особливо коли вони йдуть на швидкості під серією « подвійних жовтих" сигналів, які вказують сигнал на «небезпеку» через дві секції вперед. Це призвело до ряду ДТП зі смертельним результатом. Крім того , немає команди обовязкової зупинки , коли передається червоний сигнал. Більш нова TPWS(TrainProtection&WarningSystem), долає деякі з цих проблем.
Система BR AWS також використовується в
• Північна Ірландія
• Гонконг , MTR East RailLine
• Квінсленд , Австралія ;.
• Аделаїда , Південна Австралія
TPWS
Захист потягу та система попередження (TPWS) являє собою систему захисту поїзду, що автоматично активує гальма в поїзді , який пройшов сигнал небезпеки або перевищення швидкості. Він оснащений на окремих ділянках , в тому числі деяких лініях , де встановлений автоматичний захист поїзду (ATP).
На відміну від ATP не ставить своєю метою зупинити поїзд в момент або до сигналу небезпеки TPWS спрямована зупинити поїзд перед точкою , в якій може відбутися зіткнення з іншим потягом. Стандартна установка складається з передавача на трасі що передає сигнал і активується коли передано сигнал «в небезпеці» . Поїзд , який проходить сигнал активує свою систему екстреного гальмування. Якщо поїзд рухається з великою швидкістю , може бути занадто пізно зупинити його до точки зіткнення , тому є другий передавач розміщений на підході до сигналу , який застосує гальма на поїздах , що йдуть занадто швидко , щоб зупинити потяг перед сигналом.В основному таке розміщення спрямоване щоб зупинити поїзд що наближається зі швидкістю до 75 миль на годину ( 120 км / ч).
Приблизно в 400 місцях з високим ступенем ризику , встановлюється TPWS + з третім передавач встановленим за сигналом , і це підвищує ефективність системи і використання її проти потягів зі швидкістю до 100 миль на годину ( 160 км / ч). При установці в поєднанні з елементами управління сигналів , таких як « подвійне блокування " (тобто два червоних сигнали підряд) , TPWS може бути повною мірою ефективними при будь-якій реальній швидкості.
TPWS не те ж саме , що й система зупинки потягу, які виконують аналогічну задачу з різною технологією .


Огляд
Пара електронних петель поміщається на відстані 50-450 метрів перед сигналом, включаються , коли є небезпека. Відстань, що відділяє петлі використовується для контролю швидкості поїзда. Бортове обладнання встановлює стандарт кількість часу між парами петель до застосування гальм : чим більше відстань петлі до сигналу , тим більше широко розставлені вони будуть.
Існує ще одна пара петель що, також включається , коли сигнал «в небезпеці». Вони розміщуються разом і зупинять поїзд , який рухається повз сигнал.


Передавач TPWS

У стандартній установці є дві пари петель , в просторіччі звані " решітка " або " тост стійок " . Обидві пари складаються з « заряд » і « тригера » циклу. Якщо сигнал «небезпеки» подано петлі будуть під напругою. Якщо сигнал "продовжити" , петлі буде знеструмлено .
Перша пара , сенсор системи перевищення швидкості (OverspeedSensorSystem OSS) , розташоване в положенні , визначеному лінійною швидкістю і градієнтом. Петлі розділені відстанню , яка не повинна бути пройдена протягом заздалегідь визначеного періоду часу (приблизно 1 секунда), якщо поїзд рухається з безпечною швидкістю наближаючись до сигнал «в небезпеці» .
Перша петля " заряд" , циклічно випромінює частоту 64,25 кГц. Друга « тригер», має частоту 65,25 кГц.
Інша пара з петель знаходиться відразу за сигналом називається стоп система поїзду ( TSS ) .Петлі «заряд» і «тригер» працюють на частотах 66,25 кГц і 65,25 кГц відповідно. Гальма будуть застосовуватися , якщо обладнання на поїзді виявляє обидві частоти разом після того , як виявив частоту «заряд» окремо. Таким чином , під напругою TSS ефективний на будь-якій швидкості , але тільки якщо поїзд проходить його у відповідному напрямку. Оскільки потяг може знадобитися пройти сигнал на небезпеки під час помилки в системі і т.д. , водій має можливість виключення для TSS , але не OSS .
Для зустрічних напрямках TPWS обладнання , частоти трохи відрізняються , вони працюють на 64,75 , 65,75 і 66,75 кГц.

Розташування обладнання
У бокової лінії є два модулі , повязані з кожним набором петель: інтерфейсний модуль сигналу (SIM ) і модуль OSS або TSS . Вони генерують частоти для петлі, і підтверджують що петлі цілі. Вони взаємодії з системою сигналізації.

Встановлене на поїзді обладнання
Антена на поїзді приймає частоту від петель , якщо вони знаходяться під напругою , і застосовує гальма , якщо буде потрібно. Коли поїзд проходить через цикли OSS, таймер відраховує кількість часу між петлями. Цей час використовується для перевірки швидкості , і якщо поїзд наближається занадто швидко застосовуються гальма, щоб зупинити його в зоні перекриття. Якщо поїзд проходить перший тест , але проходить сигнал «небезпека» , автоматичні гальма застосовуватимуться і зупинять його в зоні перекриття.

Система TPWS використовується в
• Великобританія , разом з AWS
• Вікторія , Австралія , без AWS
Старий варіант TPWS називається система Допоміжного попередження була використана Мумбаї приміська залізниці на Західній і центральній лінії з 1996 року.
Автоматична локомотивна сигналізація (АЛС )
Автоматична локомотивна сигналізація (АЛС ) - система сигналізації на рейковому транспорті , передає сигнальні показання на пост управління рухомого складу ( наприклад , в кабіну локомотива , моторвагонного поїзда , дрезини тощо)
До складу системи АЛС входять підлогові передавальні пристрої , приймальні та дешифруючі пристрої на рухомому складі , а також пристрої , що погодять роботу АЛС з іншими компонентами сигналізації й блокування , індикатори , датчики та виконавчі пристрої на рухомому складі .
Розрізняють АЛС безперервної дії ( АЛС ) , при якій інформація про сигнал світлофора надходить безперервно, і точкову ( АЛСТОМ ) , коли інформація на локомотив передається в момент проходу повз сигнальної точки. Існують системи , де частина інформації передається безперервним способом , а частина - точковим . Приймальна апаратура , як правило , обєднана з системою контролю пильності машиніста і примусової зупинки поїзда, і локомотивний світлофор є обовязковими атрибутами практично будь-якого локомотива , головного вагона або мотовоза , за винятком локомотивів промислових підприємств, яким прийом коду не потрібно . Сигнальні точки автоблокування можуть як мати світлофори , так і містити тільки апаратуру , в цьому випадку АЛС іменується АЛСО - АЛС , використовувана як самостійний засіб сигналізації та звязку. Прохідних світлофорів на перегонах при цьому немає.

АЛС метрополітенів Росії та країн СНД

Панель АЛС- АРС вагона 81-717
Більш захищеними і досконалими є системи АЛС- АРС , застосовувані на метрополітенах колишнього СРСР. У цих системах використовується, як правило , частотний код і порівняно велике число показань, що вказують допустиму швидкість на даній ділянці , а в деяких варіантах - також і на наступному.
На сигнальної точці встановлені датчик шляху , що повідомляє інформацію про стан лежачого за ним шляху , шифратор , відповідно з цією інформацією вибирає частоту , і подорожній генератор, що виробляє змінний струм потрібної частоти. Цей змінний струм безперервно подається в рейковий ланцюг , приймається прийомними котушками і розшифровується локомотивними приймачами. Локомотивні приймачі передають інформацію в сигнальний блок , який запалює відповідне табло з показанням максимальної швидкості , порівнює максимальну швидкість з поточною і при необхідності відключає тягові двигуни і виробляє гальмування . Сигнал поточної швидкості приходить з блоку вимірювання швидкості і також відображається на табло.
Швидкість , км / год 80* 70/75 60 40 0 Дод. ОЧ
Частота, Гц 75 125 175 225 275 325 відсутність частоти
Умовний номер частоти 1 2 3 4 5 6 немає
« * » - Залежить від встановленої швидкості на лінії і конструкційної швидкості вагона

АЛС- АРС встановлює для поїзда максимальну швидкість в залежності від відстані до поїзда попереду або іншої перешкоди, таким чином, щоб гальмівний шлях поїзда при русі з цією швидкістю був менше вказаної відстані. Вдосконалені пристрої АЛС- АРС враховують і швидкість попереду поїзда, що йде.
АЛС- АРС обовязкова до установки на всіх споруджуваних і реконструйованих лініях метрополітенів , а також на весь новий рухомий склад.

Використання АЛС- АРС
Якщо АЛС- АРС є основним засобом сигналізації, то світлофори автоблокування вимкнені. На таких лініях застосовуються два види сигналу АЛС- АРС - основний ( показує швидкість, з якою дозволяється рух зараз) і попереджувальний ( показує швидкість, з якою буде дозволено рух на наступному блоці) . Для маневрових світлофорів і для вихідних світлофорів на станціях з колійним розвитком використовується спеціальне показання - синій вогонь. Для поїздів , обладнаних АЛС- АРС , синій сигнал є - «дозволеним слідувати за сигнальними показаннями АРС в кабіні машиніста » , а для необладнаних або з несправною апаратурою АЛС- АРС - заборонним .
Показання
АЛС- АРС для метрополітенів Росії та країн колишнього СРСР може мати такі показання:
• «80» , « 70 » , «60» , «40» - допускається прямування зі швидкістю не вище зазначеної ;
• « 0 » - « потрібно зупинка » в межах даного блоку-ділянки;
• « РС » - « рівність швидкостей » наступного рейкового кола дозволена швидкість дорівнює або більше, ніж на даній (АРС -Дніпро )
• « ОЧ » / « НЧ » (відсутність частоти чи ні частоти ) - « потрібно зупинка » унаслідок відсутності показань АЛС- АРС . Це трапляється , якщо два потяги знаходяться на одній ділянці , при порушенні цілісності елементів рейкового кола (у тому числі при зламі рейки) , при незадані маршруті приймання або відправлення , при несправних поїзних або підлогових пристроях СЦБ , і проходженні по некодовані ділянках ( по паркових , деповським шляхах , в тупиках станцій). Допускається рух зі швидкістю не вище 20 км / год при натиснутій педалі пильності .
• «АРС - АТ » або « САО » - « сигнал абсолютної зупинки» ( електронний автостоп ) - чергування сигналів « 0 » і « ОЧ ». Проїхати під нього не можна навіть з натиснутою педаллю безпеки .
АЛС- АРС , встановлена в Волгоградському метротрама , має такі показання:
• « 58 » , «20» - допускається прямування зі швидкістю не вище зазначеної ;
• « 0 » - « потрібно зупинка » в межах даного блок -ділянки , станції або тупика;
• « ОЧ » / « НЧ » (ні частоти ) - « потрібно зупинка » унаслідок відсутності показань АЛС- АРС .

Дія
У випадку руху в рамках заданої швидкості АЛС- АРС не втручається в управління поїздом . При перевищенні заданої швидкості АЛС- АРС починає гальмування складу , що припиняється тільки після зниження швидкості до заданої та підтвердження машиністом пильності . У разі , якщо машиніст не підтверджує свою пильність натисканням на кнопку , АЛС- АРС гальмує до повної зупинки.
У разі необхідності машиніст з дозволу поїзного диспетчера може рухатися навіть при показаннях « 0 » або « НЧ » АЛС- АРС , але зі швидкістю не більше 20 км / год і при кнопці (педалі) пильності .
На АЛС- АРС можуть бути покладені і додаткові функції щодо забезпечення безпеки . Наприклад , на поїздах типу « Русич» навіть за відсутності на лінії пристроїв АЛС- АРС поїзна апаратура завжди контролює дотримання складом максимальною дозволеною в російському метро швидкості в 80 км / ч. А на станціях закритого типу пристрою АЛС- АРС повязані зі станційними дверима, забороняючи рух (« 0») при відкритих дверях або при знаходженні пасажира між дверима і поїздом .

Рейкове коло(РК)
Рейковий ланцюг являє собою простий електричний прилад використовується для виявлення відсутність поїзда на залізничних коліях , використовується для інформування звязківців і контролювання відповідних сигналів.

Принципи і робота
Основний принцип, що лежить рейкового кола полягає в зєднанні двох рейок колесами і вісью локомотивів та рухомого складу в замкнуте електричне коло. Ця схема контролюється електричним обладнанням для виявлення відсутності поїздів. Відколи прилади безпеки ,що забезпечують безвідмовну роботу набули вирішального значення ;РК призначається для вказівки наявності поїзда навіть в разі збою. З іншого боку, неправдиві свідчення ,руйнують залізничні операції і повинні бути зведені до мінімуму.
РК дозволяють системі залізничної сигналізації працювати в напівавтоматичному режимі, відображаючи сигнали для поїздів, уповільнитись або зупинитись в присутності зайнятої ділянки траси попереду них . Вони допомагають запобігти диспетчерам та операторам заподіяти нещасних випадків , інформуючи їх про заповненість треку та запобіганню відображення небезпечних показань сигналами .

Принципова схема


Схематичне зображення треку схеми для незайнятого блоку


Схематичне зображення окупованій рейкового кола

РК зазвичай має живлення , що підводиться до кожного рельсу і обмотку реле проведену через них. При відсутності поїзда немає , реле включається на струм від джерела живлення через рейки . Коли поїзд присутній , то його осі змикають рейки разом ; поточне реле що підключене до треку знеструмлюється . РК через контакти реле повідомляю що трек зайнятий.
Кожен контур обслуговує певну ділянку шляху що називаються блок . Ці секції розділені ізольованими секціями, як правило по обох рейках. Для запобігання одного ланцюга живитись від іншого у разі пошкодження ізоляції , електричної полярності зазвичай змінюються від розділу до розділу . Схеми працюють при низьких напругах (від 1,5 до 12 В постійного струму) для захисту від збоїв живлення лінії. Реле й блок живлення кріпляться до протилежних кінців секції . Резистор обмежує струм , коли РК замикається.

Колеса і гальма
Залізничні колеса виготовлені зі сталі і забезпечують хороше замикання від рейки до рейки .
Довші поїзди з більшою кількістю коліс мають кращу провідність . Короткі або окремі двигуни можуть бути проблемою.
Чавунні гальмівні колодки , як правило , очищають колеса від сміття, у той час як дискові гальма ні. У результаті чого , деякі транспортні засоби з дисковими гальмами мають " скрубберні колодки " очищення коліс , щоб допомогти правильній роботі рейкового кола .

Реле
Реле рейкового кола , спеціально розроблені для зниження ймовірності невдач . Вони можуть , наприклад , мати вуглецево-срібні контакти для зменшення ймовірності неправильних контактів після стрибків напруги і ударів блискавки.

Забруднення колії та іржа
РК спирається на достатній електричний контакт між рейкою і колесом ; забруднення може ізолювати одне від іншого. Загальною проблемою є опале листя , хоча були випадки , коли подрібнені комахи також викликані невдачі виявлення.
Більш постійною проблемою є іржа. Зазвичай залізнична станція міститься в чистоті від іржі за рахунок регулярного проходження коліс поїздів. Колії що не регулярно використовуються можуть стати настільки іржаві , що будуть запобігати виявленню ; рідко використовувані пункти і стрілки. Заходи з подолання цього включають :
• Опускні важелі чи педалі для виявлення транспортних засобів;
• Нержавіюча сталь на поверхні рейок;
• Високовольтні імпульсні рейкові кола ;
• Осьові лічильники над ураженою частиною ;

Імунізація
Електровози повинні уникати генерації шуму в частотах , які відслідковуватимуть РК .

Передача статусу
Статус РК , разом з іншим сигналом і перемикачем повязаних пристроїв , може бути інтегрованим в місцеву панель управління , а також направлений до центру дистанційного керування залізниці. Якщо РК містить реле , він може бути підключений до пристрою для відправки інформації про статус через лінії звязку. Стан може зберігатись в архівних цілях розслідування інцидентів та аналізу операцій . Багато систем сигналізації також мають місцеві реєстратори для запису статусу треку.

Педаль

Електромеханічна педаль
У залізничної сигналізації , є механічний або електричний прилад , який виявляє, що поїзд вісь пройшла в конкретному місці. Вони використовуються там , де рейковому колу(РК) потрібно повторне суміщення з додатковою інформацією про місце поїзда , наприклад навколо автоматичного переїзду, або в ланцюгах сповіщувачів, що видають звукове попередження що поїзд пройшов цю точку . Важлива відмінність між педаллю і рейковим колом є те , що в той час як рейкове коло виявляє потяг на відстані до декількох кілометрів , педаль забезпечує точкове виявлення виявлення.
Типи
Механічна
У ситуаціях , коли РК ненадійні через іржаві рейки , наприклад , прилеглих до тупикових упорів і перехоплення, використовується довга зупиночна педаль. Коли він знаходиться опущеному стані , звязківець отримує вказівку (якщо він ще її не отримав ) про поїзда в розділі.
Електромеханічна
Електромеханічна педаль зберігає невеликий руку , яка лежить через лінію фланця рейки. Коли він знаходиться в опущеному стані , електричний контролер ланцюга всередині блоку змінює свій висновок . Він залишається в такому стані протягом декількох секунд , так що поїзд з багатьма осями не надмірно пошкодить пристрій.
Електронна

Електронна педаль використовується як осьовий лічильник
Електронна педаль використовує порушення електромагнітного поля для виявлення осі . Таким чином , він може розраховувати індивідуальні осі. Електроніка розраховує глави що використовуються в схемах осьових лічильників , які можуть замінити РК повністю .
Реверсер
Механічна педаль , яка ставить сигнал "стоп" може бути замінена коротким РК і реверсером. Реверсер це електричні засувки , що дозволяють сигналу змінитись на протилежний , тобто перемкнутись на зелений. Коли РК проходить повз сигналу зайнято , живлення на засувку відключається, і сигнал повертається до зупинити , червоний.

Залізничний переїзд
Педаль , як правило , використовується для роботи переправи повністю автоматична рівня , оскільки вони дають набагато більш надійне і точне уявлення де знаходиться поїзд , ніж одне лише РК, що дуже важливо , адже є тільки трохи більше 30 секунд між поїздом "вражає ціль " (проходження педалі, яка запускає послідовність перетину ) і проходженням переїзду.

Осьовий лічильник

Осьовий лічильник в Великобританії


Сучасний ОЛ

Осьовий лічильник являє собою пристрій , на залізниці , визначальним проходження поїзда замість більш загального РК. Рахункова голова ( або « точка виявлення" ) встановлюється на кожному кінці розділу , і, як кожна вісь проходить голову на початку секції , лічильник збільшує показник . Точка виявлення містить два незалежних датчиків , тому пристрій може визначати напрямок поїзда порядком , в які передаються датчики . Коли поїзд проходить аналогічний підрахунок в кінці розділу , лічильник зменшує показник . Якщо мережний обрахунок оцінюється як нуль , розділ передбачається бути вільним для другого поїзда .

Переваги
На відміну від рейкових кіл , ОЛ не вимагають ізольованих рейкових стиків для встановлення. Це дозволяє уникнути порушення безперервності довго зварних рейок для вставки.
ОЛ не вимагають зєднання і використовують менше кабелів порівняно РК і як правило , дешевші в установці і обслуговуванні.
ОЛ не страждають проблемами забруднення ходової поверхні рейок, наприклад через іржу або ущільнений лист залишку , який може вплинути на правильну роботу рейкових кіл.
ОЛ використовуються в таких місцях , як вологі тунелі, де звичайні рейкові кола ненадійні. ОЛ також корисні на сталевих конструкціях , які можуть перешкодити нормальній роботі рейкових кіл. ОЛ також корисні на довгих ділянках , де кілька проміжних схем трек може бути збережено .ОЛ Frauscherнаприклад , може бути на відстані 8500 м від блоку оцінки , в той час як останні ALTPRO моделі ZK24 може бути на відстані до 49 км від блоку.

Кабелі
Кабелі ОЛ зазвичай мають довжину 8000 м або 49000 м і, як правило , заховані в пластиковий трубопровід , який також може бути використаний для CBI кабелів. Трубопровід має бокси раз на кілька тисяч футів , щоб допомогти в пошуку несправностей.
Недоліки
ОЛ може «забути» , скільки осей знаходяться в розділі з різних причин , таких як відключення електроенергії. Тому необхідне ручне управління для перезавантаження системи. Це ручне управління вводить людський фактор , який може бути ненадійним . Аварія що сталася в Северн тунелі ,була як вважають , через неправильне відновлення лічильника. Це, однак , було не доведено в ході подальшого розслідування. У старих установок оцінювачі можуть використовувати восьмибітну логіку , в результаті чого чисельні переповнення , коли потяг з 256 осей проходить лічильник . В результаті, цей поїзд не буде виявлено. Це накладає обмеження довжини 255 осей на кожному поїзді.
ОЛ мають проблем з підтриманням правильного числа , коли колеса поїзда зупиняються прямо на механізмі лічильника. Це може виявитися проблематичним на станціях .
Стрілочні
Там , де блокуються стрілки , ОЛ повинен бути встановлений для кожної гілки цього роз’їзду. У лініях з ручними перемикачами , виявлення точок перемикання повинно бути перевірені окремо .
Збій безпеки
ОЛ тільки забезпечують переривчасту позитивну ознаку залізничного транспортного засобу , при проходженні фіксованого місця розташування. Якщо лічильник блок помилився або відєднаний , поїзд пройде непоміченим в блок , що розглядатиметься як вільний. РК забезпечують безперервне визначення над сегментом треку і будь-яку втрату живлення або відключення дроту перетворюється в обмежувальний сигналу до поїзда. РК дозволяють за використання кліпів , які миттєво визначати трек який зайнятий.
Розбиті рейки
РК надає додаткові можливості виявлення багато , однак не всіх, видів зламаних рейок , але тільки в обмеженому обсязі в областях змінного струму , а не в загальній магістралі в районах постійного струму. ОЛ не пропонують таких можливостей.

Система зупинки потяга

сигнал з важелем у піднятій позиції

Частина системи залізничної сигналізації , зупинка поїзда або зупинка подорожі ( іноді називають екскурсант ) являє собою пристрій захисту, який автоматично зупиняє поїзд , якщо він намагається пройти сигнал , коли сигнал та операційні правила забороняють такий рух , або , якщо він намагається пройти при надмірній швидкості.


Важіль зупинки потяга(ВЗП) встановлений на першій осі головного вагону

Система зупинки поїзда складається з двох основних компонентів. Одним з них є механізм поїзда важіль , встановлений на землі , прилеглої до колії , який по суті складається з підпружиненого важеля , зєднаного з електродвигуном (або пневматичного циліндра в електропневматичних системах). Інший змонтований на потязі важіль зупинки , який зєднаний безпосередньо або електрично до гальмівної системи потягу .
Зупиночний важіль(ЗВ) піднімається автоматично всякий раз , коли поїзд має бути зупинений. Коли система сигналізації визначила що це безпечно для потяга продовжити рух , мотор направляє зупиночний важіль вниз , щоб той був в опущеному положенні. Пружина гарантує , що ЗВ піднятий у всіх інших ситуаціях , що є важливим для. Якщо поїзд намагається пройти сигнал з ЗВ в піднятому положенні , ЗВ робить механічний контакт з ВЗП на поїзді , в результаті чого гальма поїзда будуть автоматично застосовані, тим самим автоматично зупиняючи потяг.
ЗВ узбіччя коригуються таким чином , щоб вони піднімаються до точки приблизно 2 ½ дюйма (близько 6 см) вище верхньої частини під управлінням залізниці , коли в положенні «стоп» , і приблизно 1 дюйм ( 2,5 см) нижче верхньої частини під управлінням залізниці коли «вільно». Час, необхідний, щоб піднятися чи опуститись приблизно дві секунди .

Типи СЗ(систем зупинки)
Є три типи поїздів пересадок :
• Зупинка поїздки - зупиняє поїзд що намагається пройти червоний сигнал
• Тимчасовий зупинка поїзда - зупиняє поїзд рухається занадто швидко
• Фіксована зупинка поїзда - запобігає проходженню точки будь-яким потягом

Зупинка поїздки
ЗВ піднятий , коли сигнал не показує дозвол на проходження. Якщо поїзд намагається пройти сигнал , ВЗП на поїзді вражає піднятий ВЗ і потяг примусово зупиняється . Коли сигнал вказує , що безпечно продовжити роботу, ВЗ опущений , і поїзд може продовжувати роботу без подальших обмежень. У деяких випадках , ВЗ не буде опущений , коли сигнал до якого він відноситься показує вказівку продовжити , наприклад , коли допоміжні сигнали в режимі «вільно» , відправляючи на поїзд в поїздку перш , ніж закінчиться обробка , тим самим гарантується рух на безпечній швидкості.

Тимчасова зупинка поїзда
В режимі тимчасової зупинки поїзда ,ВЗ залишається піднята, поки поїзд що наближається не відсуне РК на підході на період часу , відповідний до заданої швидкості . Якщо поїзд наближається зі швидкістю вище , ніж встановленою , ВЗ залишається піднятою і поїзд зупиниться. Якщо поїзд наближається зі швидкістю , яка дорівнює або нижче , ніж встановлена швидкості , ВЗ опускається до того як прибуває потяг , і поїзд може продовжувати роботу без подальших обмежень.
Деякі тимчасові зупинки поїзда вимагають машиніста подати сигнал перед опущеним ВЗ на жовтий сигнал.
Для секцій з лімітами швидкості (15-20 км / ч) також використовується більш прості конструкції . ВЗ вільно обертається на горизонтальній осі з противагою , прикріпленою до його нижнього кінця. Якщо швидкість поїзді знаходиться на низькому рівні , ВЗ буде повернутий ВЗП з силою недостатньою ініціювати гальмування . Але якщо його швидкість занадто висока , сила буде велика через інерцію противаги, в результаті чого гальма повинні бути застосовані.

Фіксована зупинка поїзда
У випадку фіксованої зупинки ВЗ не може бути опущеним. Обмежувачі розташовані близько до тупиків , щоб зупинити поїзд , перш ніж він зійде з рельс. Вони також можуть бути використані в кінці ділянок шляху , за яким деякі поїзди не повинні проходити , наприклад, наприкінці електродроту , або для перевірки автоматичного гальма.

Через свою механічну природу , СЗП має певні обмеження в застосуванні. Важкі сніжні і льодові умови , наприклад , може перешкодити роботі придорожнього ВЗ.Широке застосування система отримала , на підземних швидких транзитних лініях , де умови , які можуть перешкодити правильній роботі легко контрольовані .
Контролер автостопу(TASC)

TASC блок внизу Tokyu 7000TASC транспондери на залізничній станції в Японії
Контролер автоматичної зупинки ( TASC ), також відомий як пристрій позиційної зупинки ,являє собою систему захисту поїзда, використовується тільки в Японії. Дозволяє поїзду , оснащеному TASC автоматично зупинятись на станціях без необхідності ручного гальмування.
TASC спочатку була розроблена в 1950- х і 1960- х роках як спосіб забезпечення того , щоб потяги зупиняються власне на станціях , особливо якщо водій зробив помилку водіння і зупинився з невеликим проїздом /недоїздом , яке може виявитися незручністю для пасажирів , особливо , якщо перші або останній двері частково ( або, в окремих випадках , повністю ) за межами станції. Він також був корисним у запобігання проходження сигналу небезпеки .TASC також сумісний з автоматичними операціями на потягах ( ATO ) і автоматичним управління рухом поїздів ( ATC) .
Використання
Система TASC використовується в :
• TokyoMetro лініїГінза,Маруноучі,Шибуя,Ікегамі,Тамагава
• Нагоя лінія Aonami
• OsakaMunicipalSubwayлініяІмазатосуджі
• SeibuYūrakuchōLine
• KeihanKeishinLine
 
ЛУЧШАЯ ЧАСТЬ
ИТОГ ЭТОЙ РАБОТЫ РЕКОЕНДАЦИИ,КОТ НИЖЕ?
Вибір варіанту вирішення задачі
Модернізація поточного рухомого складу
Найпростішим варіантом модернізації є впровадження на наявний рухомий склад елементної бази системи керування. Для початку треба вибрати якому класу автоматизації повинна відповідати система. Потім сформувати набір систем що необхідні і приступити до реалізації. Виходячи з того що більша частина вагонів Київського метрополітену були виготовлені в проміжку 1970-1980 років можна зазначити те що вони можуть бути модернізовані лише до класу автоматизації 2 що за класифікацію МСГТ автоматично рухається від станції до станції але всі інші операції виконує машиніст.Цьогоможна досягти застосувавши декілька з вищенаведених систем, а самесистему АТО, що буде контролюватирух потяга та систему TASC, що забезпечить зупинку точно на станції. Перевага системи АТО в даному випадку буде те що буде використовуватись поточна система визначення місця розташування потягу на лінії. Але використання старої системи визначення розташування не дозволить підвищити інтенсивність руху, адже базується на технології «фіксованого блоку». Тому можливі варіанти застосування системи АТО на базі більш продуктивної технології «рухомого блоку». Перевагою такої системи буде безпечне зменшення відстані між потягами на лінії, що підвищить інтенсивність руху. Але для технології «рухомого блоку» необхідно буде встановити додаткове обладнання як на потяги так і поруч із колією.
Для роботи системи TASC необхідно буде облаштувати станції спеціальними передавачами — транспондерами,а локомотивні вагони потягів TASC блоками. Це обладнання буде забезпечувати зупинку на станціях, і унеможливлювати зупинку при якій частина потягу буде попереду чи позаду станції.
 
Впровадження автоматичних потягів
Автоматичні метрополітени на сьогодні існують в багатьох країнах світу. Якщо звернути на це увагу то можна зазначити те що є досить велике різноманіття потягів які використовуються в цих системах адже кожен метрополітен особливий, як і різновиди систем що там застосовуються. Для того що ввести в експлуатацію метрополітеном якийсь з існуючих потягів для початку потрібно порівняти їх характеристики з потягами що курсують зараз. Автоматичні потяги привабливі використанням енергоощадного устаткування для салонів більшою пасажироємкістю потягів. Для порівняння в додатку 1 приведені характеристики вагонів Київського метрополітену та в додатку 2 найбільш перспективні автоматичні потяги. Серед автоматичних хочу виділити 2 моделі які є досить привабними варіантами для нашого метрополітену.
Перший з них Bombardier MOVIA C951(мал.1,2) що використовується на кільцевій лінії Сінгапурського метрполітену.
мал.1
Він має дуже надійну систему керування основану на СВТС з декількома дублюючими системами,серед них АТР,АТО,АТS та АТС що забезпечують повністю автономну роботу потяга починаючи з виїзду потяга з депо,що також виконується без участі людини. Не зважаючи на автоматичне керування в потязі наявні панелі ручного керування на випадок екстрених ситуацій.
мал.2
Перевагами даної моделі також є пасажироємність,комфортність салону, а також те що для його функціонування потрібна напруга 750 вольт на контактному рельсі. Така ж напруга використовується в нашому метрополітені.
Основними відмінностями є кількість вагонів в потязі,менша ширина колії,і довжина потягу.
Основною причиною що перешкоджає експлуатації даної моделі в нашому метрополітені є габаритні розміри. Bombardier MOVIA C951 ширший на 50 см. в порівнянні з нашими потягами. Це робить неможливим його використання без внесення змін на існуючих станціях,а саме зменшення ширини платформи.
Іншим представником автоматичних потягів є AlstomMetropolis АМ5-М2(мал.3) який використовуюється в Будапештському метрополітені в режимах повної автономності (UTO) та в напів автоматичному(STO).
мал.3
Дана модель була розроблена для заміни старих потягів що закуплялись в СРСР. Перевагами цієї моделі є наявнісь ручної та автоматичної моделі керуваня,та відповідність габаритним розмірам що підходять для експлуатації в Київському метро. З недоліків можна назвати лише те ,що не дивлячись на велику кількість використовуваних потягів (44 в ручному режимі,22 в автоматичному) ця модель все ще є прототипом і проходить періодичні тестування для виявлення несправностей.
Інші моделі представлені в додатку по певним параметрам не підходять для експлуатації в нашому метрополітені.













Розробка потягу
Іншим варіантом рішення поставленої задачі є розробка нового типу потягів метро. Даний варіант є найбільш перспективнимтак як він враховує всі особливості метрополітену і результатом буде потяг який технічно буде включати всі необхідні системи контролю та нагляду,при цьому буде комфортний і пасажироємкий. Взявши за приклад деякі існуючі варіанти потягів можна сумістити їх основні переваги і тим самим зменшити кількість недоліків.
Основними параметрами при розробці повинні стати габаритні розміри вагону та потягу адже більшість метрополітену знаходиться під землею і подовжити станції не має можливості. Слід звернути уваги на салон в якому потрібно спроектувати достатню кількість поручнів та місць для сидіння щоб пасажири мали комфортні умови. Досить популярні сьогодні потяги що мають переходи з вагону в вагон,тому було б доречно врахувати це як і те що в будь-якому транспорті необхідні аварійні виходи яких не має в тих потягах якими ми користуємось.
Проаналізувавши існуючі потяги рекомендовано розміщення аварійних виходів попереду і позаду вагонів по центру вагона,таке розміщення викликане тим що вихід розміщений збоку може виводи людей на ту сторону де буде розташовуватись контактний рельс,який може стати причиною травмування чи загибелі. Основним недоліком цього варіанту рішення є тривалість його реалізації та великі затрати на розробку і тестування.
















Вирішення задачі
Беручи до увагунаявністьміжнароднихстандартівсистем СВТС необхідноврахуватинаступнімоменти:
Характеристики систем CBTC
Основні характеристики системи CBTC включають наступне:
а ) визначення місцезнаходження поїзда високого пріоритету , незалежно від рейкових кіл
б) Безперервний , високо продуктивних , двонаправлений обмін даними типу поїзд-узбіччя
в)забезпечення виконання життєво важливих функцій процесам поїзду та узбіччя
ATP функції
1. Визначення швидкості поїзда/ його розташування
2. Визначення розташування CBTC поїзда / швидкості поїзда
3. Вторинний визначення місцезнаходження поїзда
4. Безпечний розподіл поїздів
5. Блокування відправки
6. Екстрене гальмування
7. CBTC інтерфейси для окремого блокування
8. Реакція на невдачі визначення місця розташування поїзда CBTC
9. Блокування зворотнього руху
10. Захист робочої зона
11. Виявлення несправного залізничного покриття
12. Перевищення швидкості при проходженні стрілки
13. Захист від переходу на заборонені(небезпечні) ділянки
14. Модель безпечного гальмування
15. Захист від перевищення швидкості і страхування гальм
16. Захист від відкату
17. Захист кінець лінії
18. Захист від зєднання і розєднання поїздів
19. Визначення нульової швидкості
20. Блокування захисту управління відкривання дверей
ATO функції
1. Автоматичне регулювання швидкості
2. Контроль зупиночної платформи
3. Контроль дверей
ATS функції
1. Ідентифікація CBTC поїздів і їх відстеження
2. Маршрутизації поїздів
3. Автоматичне регулювання поїзду
3.1. Регулювання розкладу / просування вперед(руху)
3.2. управління з’єднанням
3.3. оптимізація енергоспоживання
4. Функції зупинок на станції
4.1. Зупиніть потяг на наступній станції
4.2. Тримайте поїзд на станції
4.3. Пропустити станційну зупинку
4.4. Перешкода керуванню дверей
5. Обмежуючі операції
5.1. Зупинка на кінеці маршруту
5.2. Тимчасові обмеження швидкості
5.3. Блокування перемикача / доріжки
5.4. робочі зони
5.5. інтерфейс пасажирської системи інформації
6. Звітність несправностей
6.1. Несправність CBTC звітності
6.2. Несправність звітності потяга

Сейф модель гальмування
Безпечна модель гальмування повинна , як мінімум , включати розгляд наступне:
• Невизначеність розташування попереднього поїзду (у тому числі допустиме відхилення відкату )
• Невизначеність розташування наступного поїзду
• довжина поїздів
• конфігурації поїзду
• допустиме перевищення швидкості дозволено системи CBTC
• похибка вимірювання максимальна швидкість CBTC
• час реакції системи CBTC і затримки
• Максимальна швидкість прискорення поїзд можна в момент перевищення швидкості стан виявляється системою CBTC
• Найгірший випадок реакції відключеня рухової системи і застосовування аварійних гальм
• Гарантована швидкість екстреного гальмування ( GEBR )
• Схил(уклін)

Захист від перевищення швидкості і страхування гальм
Безпечна швидкість повинна бути отримана шляхом розгляду найбільш обмежуючим з наступних:
• Постійні обмеження швидкості на ділянках полотна у ATP профілі
• Будь-які обмеження тимчасового швидкості на ділянках полотна у ATP профілі
• Організоване обмеження швидкості , застосовна до певного класу або конфігурації поїзда
• Будь-які обмеження швидкості в поїзді через помилку що походить від іншого потягу
• Максимальна швидкість , що дозволило б поїзд , щоб зупинити безпечно до межі поїзда
або сповільнити достатньо, щоб задовольнити відповідну постійну або тимчасову швидкість обмеження після входу на дану ділянка шляху

Блокування захисту управління відкривання дверей
Ці блокування повинні гарантувати , що наступні умови задовольняє до включення відкриття дверей потягу (і дверей платформи , якщо вони встановлені):
• Потяг " вирівняний " в призначеній точці зупинки , де позначені точки зупинки і наявні необхідні допуски.
• Існує платформа ( або інше місце) на стороні поїзду , для яких відкриття двері допускається.
• Наявний статус нульова швидкість
• Поїзд стримується проти руху .