Signalblokksystem - Signalling block system
Signalblokksystemer muliggjør sikker og effektiv drift av jernbaner ved å forhindre kollisjoner mellom tog. Det grunnleggende prinsippet er at en rute er delt opp i en rekke seksjoner eller "blokker". Bare ett tog kan okkupere en blokk om gangen, og blokkene har en størrelse slik at et tog kan stoppe inne i dem. Det sikrer at et tog alltid har tid til å stoppe før det kommer farlig nær et annet tog på samme linje. Blocksystemet omtales i Storbritannia som arbeidsmetode , i USA som driftsmetode og i Australia som sikkerhetsarbeid .
I de fleste situasjoner brukes et system med signaler for å kontrollere passasjen av tog mellom blokkene. Når et tog går inn i en blokk, endres signaler i begge ender for å indikere at blokken er okkupert, vanligvis ved bruk av røde lamper eller indikatorflagg. Når et tog først går inn i en blokk, har baksiden av det samme toget ennå ikke forlatt forrige blokk, så begge blokkene er merket som okkupert. Det sikrer at det er litt mindre enn en blokklengde i hver ende av toget som er merket som okkupert, så alle andre tog som nærmer seg den delen vil ha nok plass til å stoppe i tide, selv om det første toget har stoppet dødt på sporene. Den tidligere okkuperte blokken vil bare merkes ledig når enden av toget helt har forlatt den, slik at hele blokken er fri.
Blocksystemer har den ulempen at de begrenser antall tog på en bestemt rute til noe færre enn antall blokker. Siden ruten har en fast lengde, øker antall tog krever at det opprettes flere blokker, noe som betyr at blokkene er kortere og tog må operere med lavere hastigheter for å stoppe trygt. Som et resultat er antall og størrelse på blokker nært knyttet til den totale rutekapasiteten , og kan ikke enkelt endres fordi det vil være nødvendig med dyre endringer i signalene langs linjen.
Blocksystemer brukes til å kontrollere tog mellom stasjoner og verft, men normalt ikke innenfor verftene, der en annen metode brukes. Ethvert blocksystem er definert av det tilhørende fysiske utstyret og ved anvendelse av et relevant sett med regler. Noen systemer innebærer bruk av signaler mens andre ikke gjør det. Noen systemer er spesielt designet for enkeltsporede jernbaner, der det er fare for kollisjon frontalt og bakfra, i motsetning til dobbeltspor , der hovedfaren er kollisjoner bakfra.
Grunnleggende konsept
Det grunnleggende problemet for togkontroll er de relativt lange stoppavstandene til et lastet tog. Dette er ofte langt lengre enn operatørens syn, spesielt om natten eller i dårlig vær. Avstandene er store nok til at lokalt terreng kan blokkere observasjon av tog fremover, og til og med dirigering av skinnene, rundt svinger og slikt kan gjøre det vanskelig å engang vite hvor man skal lete etter et annet tog.
Dette fører til muligheten for at et tog kan bryte sammen på sporene, og det følgende toget plutselig kommer over det når det rundes av en sving, eller plutselig ser det bakre signallampen. I disse situasjonene vil det ikke være nok plass til at toget kan stoppe før det kolliderer. Dette er kjent som "murveggkriteriet". Selv når det gjelder to fullt operative tog, kan forskjeller i hastighet være store nok til at et raskere tog kanskje ikke har tid til å senke farten for å matche hastigheten til det foran før det overkjører det.
Blokker unngår disse problemene ved å sikre at det er en viss minimumsavstand mellom togene, en avstand som er satt for å sikre at alle tog som kjører innenfor farts- og lastgrensene, vil få tid til å stoppe før de når et tog foran det. Det er mange potensielle løsninger for å implementere et slikt system.
Blocksignaliseringsmetoder
Strenge rutetider
De fleste jernbaneruter har en slags naturlig blokkoppsett som er innebygd i utformingen av jernbanestasjonene . Dette gir muligheten til å implementere et sett med blokker ved hjelp av manuell signalering basert på disse stedene. I dette tilfellet plasserer stasjonsoperatøren et flagg som indikerer at et tog nettopp har forlatt stasjonen, og fjerner det først etter en bestemt tid.
Togene kjører i henhold til en streng rutetabell, og kan som sådan ikke forlate en stasjon før et bestemt tidspunkt, og før andre tog de skulle møte på den stasjonen har kommet. Hvis ett tog er forsinket, blir alle togene det er planlagt å møte forsinket. Dette kan raskt føre til at alle tog på jernbanen blir berørt.
Denne metoden er ikke godkjent for bruk i mange jernbanesystemer med høy trafikk fordi den er potensielt usikker og svært ineffektiv.
Rutetabell og togbestilling
Populær på enkeltsporede linjer i Nord -Amerika fram til 1980 -tallet, var Train Order -drift mindre et blokksystem og mer et system for å bestemme hvilke tog som ville ha veirett når togbevegelser skulle komme i konflikt. Tog ville benytte seg av en forhåndsbestemt driftsplan kjent som rutetabellen, som benyttet faste passeringssteder ofte referert til som stasjoner. Endringer i driftsplanen ville komme fra en togsender i form av togordre, sendt til togene via mellomledd kjent som agenter eller operatører på togordrestasjoner.
Denne metoden er foreløpig ikke godkjent for bruk i Storbritannia. Et lignende system, kjent som Telegraph and Crossing Order , ble brukt på 1800-tallet, men etter tre alvorlige frontkollisjoner på 1870-tallet ( Menheniot , Cornwall Railway, 1873; Thorpe , Great Eastern Railway, 1874; Radstock , Somerset & Dorset Railway, 1876) ble bruken dømt.
I nordamerikansk togordresystem ble ofte implementert på toppen av andre blokksystemer når disse blokkene måtte erstattes. For eksempel, der manuell eller automatisk blokk ble implementert, ville togordre bli brukt til å tillate bevegelser til okkuperte blokker, mot trafikkstrømmen eller der det ikke ble etablert trafikkstrøm.
Ett tog jobber
Ett tog jobber (med togpersonell)
Hvis en enkeltbanegreningslinje er en blindvei med en enkel pendeltogtjeneste, er et enkelt token tilstrekkelig. Føreren av ethvert tog som kommer inn på grenselinjen (eller okkuperer deler av det) må være i besittelse av brikken, og ingen kollisjon med et annet tog er mulig. For enkelhets skyld ved å sende det fra hånd til hånd, var symbolet ofte i form av en stab, vanligvis 800 mm lang og 40 mm diameter, og blir referert til som et togstab . En slik stab kan være en trepinne med en messingplate som angir linjedelen den er gyldig på, eller den kan være i form av en nøkkel.
I britisk terminologi ble denne arbeidsmetoden opprinnelig referert til som One Engine in Steam (OES) .
Ett tog jobber (uten togpersonell)
En moderne variant av One Train Working -systemet fungerer uten togpersonalet. På disse linjene er klarering av det kontrollerte grenseinngangssignalet førerens eneste myndighet til å gå inn i grenen, og når toget har passert dette signalet, vil forriglingen holde det i 'fare' (og signalet kan ikke slettes senere) inntil filialtoget, på hjemreisen, har kjørt to banekretser i sekvensiell rekkefølge ved starten av grenen. Kontinuerlig togdeteksjon på grenen er ikke nødvendig. Sikkerheten er sikret av låsekretsene, og hvis det oppstår en svikt i banekretsen, må det innføres spesiell nødarbeid av losmann.
Tokenblokk
Fullmakt til å okkupere en blokk gis ved fysisk besittelse av et token av togpersonell som er oppnådd på en slik måte at det sikres at bare ett tog er i et sporavsnitt om gangen.
Vanlig togpersonell (OTS)
En sjåfør som nærmer seg et enkelt spor, vil få tokenet, og bruker det som autoritet for å gå inn i blokkdelen. Han ville overgi tokenet i den andre enden av seksjonen. Dette forårsaket problemer hvis ett tog skulle følges av et annet i samme retning, ettersom personalet ikke ville være i riktig ende etter det første toget.
Vanlig togpersonell og billett (OTST) eller (OTS & T)
Vanlig togpersonell (OTS) ble derfor utvidet: hvis ett tog skulle følges av et annet i samme retning, måtte føreren av det første toget få vist token, men ikke ta det i besittelse (i teorien skulle han fysisk å berøre token, men dette ble ikke fulgt strengt). Han fikk en skriftlig fullmakt til å gå inn på enkeltlinjeseksjonen, referert til som billetten . Han kunne deretter fortsette og overlate billetten i den andre enden av seksjonen, og et annet tog kunne følge i besittelse av personalet.
Elektrisk togpersonell (ETS)
Disse kom i to størrelser, store og miniatyr.
Manuelt blokkeringssystem
Myndighet til å okkupere en blokk overføres til tog ved bruk av signaler ved veikanten manuelt kontrollert av menneskelige operatører etter forskjellige prosedyrer for å kommunisere med andre blokkstasjoner for å sikre separasjon av tog.
Telegrafblokk
Brukes på flere baneseksjoner der passering av tog fra det ene punktet til det neste styres av instrumenter som er forbundet med telegrafledninger. I det enkleste tilfellet med tre signalbokser på en strekning uten kryss, vil den sentrale av de tre boksene motta en forespørsel om at et tog skal aksepteres, signaler vil angi relevante punkter (turnouts) og signaler og signalaksept, og be om aksept ved neste signalboks langs linjen. Når toget har passert, vil signalene bak det settes tilbake til fare, og signalereren vil informere neste signalboks når toget har forlatt strekningen. Disse meldingene formidles av telegrafinstrumenter med en tast som trykkes for å ringe en klokke ved den eksterne signalboksen. Noen av de mer brukte bjellekodene er som følger, hvor "-" indikerer en pause.
- 1 Ring oppmerksomhet
- 1-2 signaler kreves på telefon
- 1-3-1 Er linjen klar for tog i klasse 3?
- 2 Togstasjon
- 2-1 Tren utenfor seksjonen
- 3-1 Er linjen klar for tog i klasse 2?
- 3-5 Avbryt siste beskrivelse sendt
- 4 Er linjen klar for tog i klasse 1?
- 4-5 eller 9 Tog bestått uten baklykt
- 5-5-5 Åpning av signalboks
- 6 Nødalarm
- 7 Stopp og undersøk toget
- 7-5-5 Lukking av signalboks
- 16 Testutstyr
Slike systemer ble utviklet på det nittende århundre og brukes fremdeles mye i Storbritannia og Australia.
Telefonblokk
I dette systemet avtales okkupasjonen av et gitt sporavsnitt mellom to stasjoner mellom dets stasjonsherrer, via telefon. For større sikkerhet kan det være flere beskyttelseslag; for eksempel en reguleringspost, med tilsynsbeføyelser koblet til alle stasjonene i en linje; rutetabell (Portugal); og/eller dataassistanse (Frankrike).
Portugal, Spania og Frankrike bruker fortsatt dette systemet på minst noen hovedlinjer, selv om den totale lengden på sporet som styres av dette systemet reduseres raskt på grunn av arbeidsintensiteten og dens iboende oppfattede mangel på sikkerhet, avhengig av det det gjør først og fremst på menneskelig kommunikasjon (noen ganger involverer mer enn bare de to stasjonsmesterne i hver ende av blokken) og enkle jernbanesperringer på stasjonene.
I Portugal var telefonblokken det viktigste sikkerhetssystemet på tvers av det nasjonale jernbanenettet fram til midten av 1990-tallet på grunn av mangel på ressurser. Dermed utviklet det seg for å prøve å gi flere lag med sikkerhet på travle enkeltsporede linjer med forskjellige togtyper, om enn på bekostning av høyt bemanningsnivå. I det portugisiske systemet, selv om autoriteten for togbevegelse på hovedlinjene er stasjonens ansvar alene på disse linjene, overvåker et regulerende post dem, og i tilfelle uenighet instruerer stasjoner om hvordan trafikken skal organiseres. På den annen side angir hver togplan alle interaksjoner med andre tog (f.eks. Kryssinger med andre tog, tog som de forbikjører, tog som forbikjører dem) tydelig merket på stasjonene der disse interaksjonene skal oppstå. Eventuelle avvik fra dette - for eksempel som følge av forsinkelser eller ekstratog - må gis skriftlig til togmannskapene. Til tross for den generelle praksisen at når to tog krysser, stopper de begge på den nærmeste stasjonen, gir dette systemet gode gjennomsnittshastigheter for raske tog som ligner på en automatisk signallinje. Men hvis mindre forsinkelser oppstår og deretter formerer seg, kan det oppstå lengre forsinkelser ettersom systemets ekstra sikkerhetsmodus påberopes (dvs. den papirintensive prosessen med å oppdatere instruksjoner for togbevegelse for å gjenspeile de endrede kryssingsmønstrene). Slike forsinkelser ville ikke skje, i hvert fall ikke av samme grunn, på en automatisk signallinje.
Generelt tilsier systemet at en blokk antas å være lukket; det vil si at tillatelse må innhentes før et tog får lov til å gå inn i en blokk på den ene stasjonen på vei til den andre. I Frankrike, på flere spor, er imidlertid blokken vanligvis åpen i ensrettede baneseksjoner. Det vil si at etter at en stasjon bekrefter at et tidligere tog har forlatt blokken, kan det neste toget som kjører i samme retning umiddelbart gå inn i blokken, med stasjonsmester ved inngangsstasjonen som informerer utgangsstasjonen om tidspunktet da toget kom inn i blokken blokkere.
Tokenless blokk
Dette er et system for bruk på enkeltsporede jernbaner, som verken krever bruk av tokens eller kontinuerlig togdeteksjon gjennom seksjonen. Signaliseringen er utformet på en slik måte at styresignalene bare vil tillate ett tog å komme inn på linjen til enhver tid. Signalisten ytterst i seksjonen må visuelt kontrollere at hele toget har forlatt seksjonen og ikke har blitt delt ved å bekrefte at toget er "komplett med baklykt".
Automatisk blokksignalering
Automatisk bloksignalering bruker en serie automatiserte signaler, normalt lys eller flagg, som endrer visning eller aspekt , basert på bevegelse av tog forbi en sensor. Dette er den desidert vanligste typen blokkeringssystem Fra og med 2018, brukt i nesten alle typer jernbaner fra raske transittsystemer til jernbanelinjer. Det er et bredt utvalg av systemer og et enda større utvalg av signaler, men de fungerer alle på omtrent samme måte.
I likhet med de manuelle blokkene som er skissert ovenfor, deler automatiske systemer ruten inn i faste blokker. På slutten av hver blokk er et sett med signaler installert, sammen med en spor-sensor. Når et tog passerer sensoren, utløses signalene for å vise aspektet "blokk okkupert" på signalene i hver ende av blokken. I de fleste systemer går ikke signalene umiddelbart tilbake til det "blokke tomme" aspektet når toget går. I stedet er det en slags mekanisk forsinkelse som beholder det blokk okkuperte aspektet, eller mer vanlig, presenterer et "fortsett med forsiktighet" aspekt.
Flytteblokker
Når det gjelder å sikre sikkerhet, er den virkelige vurderingen stoppavstanden til et gitt tog og avstanden det kan se et annet tog. Blokker implementerer faktisk ikke dette konseptet, de implementerer et signalsystem som sikrer at det dårligste toget på en linje har nok tid til å stoppe. Dette betyr at ethvert tog med bedre stoppeytelse blir tvunget til å operere med hastigheter som er lavere enn maksimumet, med mindre alle togene på en bestemt linje er identiske.
Hovedproblemet er at et gitt tog ikke trygt kan se et annet tog i tide til å stoppe. Dette er imidlertid ikke sant for tog som er utstyrt med et slags kommunikasjonssystem mellom tog. I dette tilfellet kan et gitt tog holde seg i trygg avstand fra andre tog, uten behov for faste blokker. Disse flytteblokksystemene har blitt populære siden den nødvendige teknologien først begynte å dukke opp på 1970 -tallet.
I slike systemer kan ethvert tog på ruten lytte etter signaler fra alle de andre togene, og deretter bevege seg på en måte for å sikre at de har nok avstand til å stoppe. Tidlige bevegelige blocksystemer brukte en kabel som var spunnet langs skinnelinjen. Tog ville bruke magnetisk induktans til å injisere signaler i linjen som indikerer posisjonen deres. Kabelen kan også gi denne plasseringen på en rekke måter som kan hentes av en sensor på toget. Mer moderne systemer kan bruke off-board-lokaliseringssystemer som Global Positioning System eller sporingsindikatorer, og sende dataene mellom togene ved hjelp av forskjellige radiobaserte metoder.
Fordelen med å flytte blokksystemer er at det ikke er et fast antall tog på linjen, fordi det ikke er faste blokker. Dette kan forbedre rutekapasiteten sterkt, sett på Jubilee -linjen og Northern -linjen på London Underground , hvor oppgraderinger for sommer -OL 2012 forbedret kapasiteten med omtrent 50%.
Historie
Den første bruken av blokkarbeid var sannsynligvis i 1839 da en Cooke and Wheatstone -telegraf ble installert i Clay Cross Tunnel på North Midland Railway . Telegrafinstrumentene ble erstattet i 1841 med instrumenter som var spesifikke for blokkering. I 1842 publiserte William Fothergill Cooke , som hadde bygd Clay Cross -systemet, Telegraphic Railways eller Single Line der han foreslo blokkarbeid for generell bruk som en tryggere måte å jobbe på enkeltlinjer . Tidligere hadde separasjon av tog bare vært avhengig av streng tidsplan, noe som ikke var i stand til å tillate uforutsette hendelser.
Se også
- Absolutt blokksignalering
- Førerhussignalering
- Sentralisert trafikkontroll
- Direkte trafikkontroll
- Radio elektronisk tokenblokk
- Sporordre
- Togordreoperasjon
Merknader
Referanser
Kilder
- Hinson, John (2020). "Signalboksen" .
- Kichenside, Geoffrey; Williams, Alan (2008). To århundrer med jernbanesignalering (2. revidert red.). Oxford Publishing Company. ISBN 978 0 86093 672 5.
- Vanns, Michael A. (2012). "Signalrevolusjonen fra 1870 -årene". Signalering i Steam -tidsalderen . abc (2. utg.). Hersham, Surrey: Ian Allen. ISBN 978 0 7110 3536 2.