Automatisk tågkontroll

ATC-indikator i japansk stil

Automatisk tågkontroll ( ATC ) är en allmän klass av tågskyddssystem för järnvägar som involverar en hastighetskontrollmekanism som svar på externa input. Ett system kan till exempel påverka en nödbromsning om föraren inte reagerar på en farosignal. ATC-system tenderar att integrera olika för hyttsignalering och de använder mer granulära retardationsmönster i stället för de stela stopp som påträffas med den äldre tekniken för automatisk tågstopp (ATS). ATC kan även användas med automatisk tågdrift (ATO) och brukar anses vara den säkerhetskritiska delen av ett järnvägssystem.

Det har funnits många olika säkerhetssystem som kallas "automatisk tågkontroll" över tiden. Den första experimentella apparaten installerades på Henley-grenlinjen i januari 1906 av Great Western Railway , även om den nu skulle kallas ett automatiskt varningssystem (AWS) eftersom föraren behöll det fulla kommandot över att bromsa. Termen är särskilt vanlig i Japan , där ATC används på alla Shinkansen (kultåg) linjer, och på vissa konventionella järnvägslinjer, som en ersättning för ATS.

Afrika

Egypten

Olycksrapporten för Qalyoub-olyckan 2006 nämner ett ATC-system.

Sydafrika

Under 2017 fick Huawei i uppdrag att installera GSM-R delvis för att tillhandahålla kommunikationstjänster till automatiska tågskyddssystem.

Asien

Japan

Ett tåg från Tokyu Corporation med ATC-10-indikator som fungerar under normala förhållanden
Nämnda ATC-10-indikator med ORP ( O ver R un P rotector) inkopplad nära slutet av ATC-täckningsområdet

I Japan har ATC-systemet (Automatic Train Control) utvecklats för höghastighetståg som Shinkansen, som färdas så snabbt att föraren nästan inte har tid att känna igen signaler längs marken. Även om ATC-systemet skickar AF-signaler med information om hastighetsgränsen för den specifika spåravsnittet längs spårkretsen . När dessa signaler tas emot ombord jämförs tågets aktuella hastighet med hastighetsgränsen och bromsarna ansätts automatiskt om tåget färdas för snabbt. Bromsarna lossas så fort tåget saktar ner under hastighetsgränsen. Detta system erbjuder en högre grad av säkerhet och förhindrar kollisioner som kan orsakas av förarfel, så det har även installerats i hårt använda linjer, som Tokyos Yamanote Line och vissa tunnelbanelinjer.

Även om ATC bromsar automatiskt när tågets hastighet överskrider hastighetsgränsen, kan den inte styra motorkraften eller tågets stoppläge när den kör in på stationer. Systemet för automatisk tågdrift (ATO) kan dock automatiskt styra avgång från stationer, hastigheten mellan stationer och stopppositionen på stationer. Den har installerats i vissa tunnelbanor.

ATC har dock tre nackdelar. För det första kan framdriften inte ökas på grund av tomgångstiden mellan att släppa bromsarna vid en hastighetsgräns och ansätta bromsarna vid nästa långsammare hastighetsgräns. För det andra ansätts bromsarna när tåget uppnår maximal hastighet, vilket innebär minskad åkkomfort. För det tredje, om operatören vill köra snabbare tåg på linjen, måste all relaterade relevant utrustning vid vägkanten och ombord bytas först.

Analog ATC

Hastighetsmätare i en 0-serie förarhytt, som visar ATC-hyttbelysningen ovanpå hastighetsindikatorerna

Följande analoga system har använts:

Digital ATC

D-ATC-indikator som används på tågen i E233-serien

Det digitala ATC- systemet använder spårkretsarna för att upptäcka närvaron av ett tåg i sektionen och sänder sedan digital data från vägkantsutrustning till tåget på spårkretsnumren, antalet fria sektioner (spårkretsar) till nästa tåg framför, och perrongen som tåget kommer till. De mottagna data jämförs med data om spårkretsnummer som sparats i tågets ombordminne och avståndet till nästa tåg framför beräknas. Det inbyggda minnet sparar också data om spårlutningar och hastighetsbegränsningar över kurvor och punkter. Alla dessa data ligger till grund för ATC-beslut vid styrning av färdbromsar och stopp av tåget.

I ett digitalt ATC-system bestämmer löpmönstret som skapar bromskurvan för att stoppa tåget innan det går in i nästa spåravsnitt framför upptaget av ett annat tåg. Ett larm ljuder när tåget närmar sig bromsmönstret och bromsarna ansätts när bromsmönstret överskrids. Bromsarna ansätts först lätt för att säkerställa bättre åkkomfort och sedan kraftigare tills optimal inbromsning uppnås. Bromsarna ansätts lättare när tåghastigheten sjunker till en inställd hastighet under hastighetsgränsen. Genom att reglera bromskraften på detta sätt kan tåget bromsa in i enlighet med bromsmönstret, samtidigt som åkkomforten säkerställs.

Det finns också ett nödbromsmönster utanför det normala bromsmönstret och ATC-systemet ansätter nödbromsarna om tåghastigheten överstiger detta nödbromsmönster.

Det digitala ATC-systemet har ett antal fördelar:

  • Användning av enstegsbromsstyrning tillåter drift med hög densitet eftersom det inte finns någon tomgångstid på grund av driftfördröjning mellan bromslossningen vid det mellanliggande hastighetsgränssteget.
  • Tåg kan köras med optimal hastighet utan att behöva starta tidig retardation eftersom bromsmönster kan skapas för alla typer av rullande materiel baserat på data från vägkantsutrustning som indikerar avståndet till nästa tåg framför. Detta möjliggör blandad drift av express-, lokal- och godståg på samma spår med optimal hastighet.
  • Det finns inget behov av att ändra ATC-utrustningen vid vägkanten när du kör snabbare tåg i framtiden.

Hittills har följande digitala ATC-system använts:

Sydkorea

Flera tunnelbanelinjer i Sydkorea använder ATC, i vissa fall förstärkt med ATO.

Busan

Alla linjer använder ATC. Alla linjer är förbättrade med ATO.

Seoul

Förutom på linje 1 och 2 (endast MELCO-bilar) använder alla linjer ATC. Linje 2 (VVVF-bilar), Linje 5-bilar, Linje 6-bilar, Linje 7-bilar och Linje 8-bilar har sina ATC-system förbättrade med ATO.

Europa

Danmark

Danmarks system för ATC (officiellt betecknat ZUB 123 ) skiljer sig från dess grannars. Från 1978 till 1987 testades det svenska ATC-systemet i Danmark, och ett nytt Siemens -designat ATC-system implementerades mellan 1986 och 1988. Som en följd av järnvägsolyckan i Sorø, som inträffade i april 1988, installerades det nya systemet successivt på alla danska stambanor från tidigt 1990-tal och framåt. Vissa tåg (som de som används på Øresundstågstrafiken och några X 2000- tåg) har både det danska och det svenska systemet, medan andra (t.ex. tio av ICE-TD- tågen) är utrustade med både det danska och det tyska systemet. ZUB 123-systemet anses nu av Banedanmark , det danska järnvägsinfrastrukturföretaget, vara föråldrat och hela det danska järnvägsnätet förväntas konverteras till ETCS Level 2 år 2030.

ZUB 123-systemet används dock inte på Köpenhamns S-tågsnät , där ett annat, inkompatibelt säkerhetssystem kallat HKT ( da :Hastighedskontrol og togstop ) har använts sedan 1975, liksom på Hornbæk-linjen , som använder mycket mer förenklat ATP-system infördes 2000. Detta system ersätts gradvis av den moderna och världsomspännande CBTC -signaleringsstandarden från och med 2022.

Norge

Bane NOR – den norska statens myndighet för järnvägsinfrastruktur – använder det svenska systemet för ATC. Tåg kan därför i allmänhet passera gränsen utan att vara särskilt modifierade. Men till skillnad från i Sverige skiljer ATC-systemet som används i Norge mellan partiell ATC ( delvis ATC , DATC), som säkerställer att ett tåg stannar när en röd signal passerar, och full ATC (FATC), som förutom att förhindra överskridande röda signaler, säkerställer också att ett tåg inte överskrider sin högsta tillåtna hastighet. En järnvägslinje i Norge kan ha antingen DATC eller FATC installerade, men inte båda samtidigt.

ATC testades första gången i Norge 1979, efter tågkatastrofen i Tretten , orsakad av en signal passerad vid fara (SPAD), inträffade fyra år tidigare. DATC implementerades först på sträckan Oslo S - Dombås - Trondheim - Grong mellan 1983 och 1994 , och FATC implementerades första gången på Ofotenbanan 1993. Höghastighetsgardermobanan har haft FATC sedan öppningen 1998. Efter Åstabanan olyckan inträffade 2000, implementeringen av DATC på Rørosbanan påskyndades och den togs i drift 2001.

Sverige

I Sverige startade utvecklingen av ATC på 1960-talet (ATC-1), och introducerades formellt i början av 1980-talet tillsammans med höghastighetståg (ATC-2/Ansaldo L10000). Från och med 2008 hade 9 831 km av de 11 904 km spår som underhålls av Trafikverket — den svenska myndigheten med ansvar för järnvägsinfrastruktur — ATC-2 installerad. Men eftersom ATC-2 generellt sett är oförenlig med ERTMS / ETCS (som i fallet med Botniabanan som är den första järnvägslinjen i Sverige som uteslutande använder ERTMS/ETCS), och med Trafikverkets mål att på sikt ersätta ATC-2 med ERTMS/ETCS under de närmaste decennierna har en Special Transmission Module (STM) utvecklats för att automatiskt växla mellan ATC-2 och ERTMS/ETCS.

Storbritannien

1906 utvecklade Great Western Railway i Storbritannien ett system som kallas "automatisk tågkontroll". I modern terminologi GWR ATC som ett automatiskt varningssystem (AWS). Detta var ett intermittent tågskyddssystem som förlitade sig på en elektriskt strömförsörjd (eller strömlös) skena mellan, och högre än, löpskenorna. Denna skena sluttade i varje ände och var känd som en ATC-ramp och skulle få kontakt med en sko på undersidan av det passerande loket.

Ramperna tillhandahölls vid avlägsna signaler . En utveckling av designen, avsedd för användning vid stoppsignaler, genomfördes aldrig.

Om signalen associerad med rampen var med försiktighet, skulle rampen inte aktiveras. Rampen skulle lyfta skon på det förbipasserande loket och starta en timersekvens samtidigt som ett tut hördes på fotplattan. Om föraren misslyckades med att bekräfta denna varning inom en förinställd tid, skulle tågets bromsar ansättas. I tester visade GWR effektiviteten av detta system genom att skicka ett snabbtåg i full fart förbi en avlägsen signal med försiktighet. Tåget fördes säkert till ställning innan det nådde hemsignalen.

Om signalen som var associerad med rampen var fri, aktiverades rampen. Den strömsatta rampen skulle lyfta skon på det passerande loket och få en klocka att ljuda på fotplattan.

Om systemet skulle misslyckas så skulle skon förbli oströmslad, varningstillståndet; den blev därför inte säker , ett grundläggande krav för all säkerhetsutrustning.

Systemet hade implementerats på alla GWR-huvudlinjer, inklusive Paddington till Reading, 1908. Systemet förblev i bruk fram till 1970-talet, då det ersattes av British Rail Automatic Warning System (AWS).

Nordamerika

Kanada

  Från och med 2017 började Toronto Transit Commission implementeringen av ATC på linje 1 Yonge–University , till en kostnad av 562,3 miljoner USD . Genom att tilldela kontraktet till Alstom 2009 kommer TTC att kunna minska framstegen mellan tåg på linje 1 under rusningstid och tillåta en ökning av antalet tåg som kör på linje 1. Arbetet skulle dock inte påbörjas förrän leveransen av varumärket nya tåg med ATC-kompatibilitet och utrangering av äldre rullande materiel som inte var kompatibla med det nya systemet. ATC introducerades i etapper, som började med ett test den 4 november 2017 under reguljär trafik mellan stationerna Dupont och Yorkdale . Det introducerades först på ett permanent sätt med öppnandet av tunnelbaneförlängningen Toronto–York Spadina den 17 december 2017, mellan stationerna Vaughan och Sheppard West . Implementeringen av systemet på resten av linjen genomfördes under helgens stängningar och nattarbete när tunnelbanan skulle stänga. Det fanns förseningar på projektet, med deadlines för den fullständiga omvandlingen av linje 1 skjutna tillbaka flera gånger fram till 2022. ATC-konverteringen slutfördes till Finch-stationen den 24 september 2022. Att konvertera hela linje 1 till ATC krävde installationen av 2 000 beacons, 256 signaler och mer än en miljon fot kabel. ATC är också planerat att användas på den snart öppna linje 5 Eglinton- linjen, men till skillnad från på linje 1 kommer systemet på linje 5 att levereras av Bombardier Transportation med sin Cityflo 650- teknik. TTC planerar att konvertera linje 2 Bloor- Danforth och Line 4 Sheppard till ATC i framtiden, under förutsättning att finansiering är tillgänglig och att de kan ersätta den nuvarande icke-ATC-kompatibla flottan på linje 2 med tåg som är, med ett beräknat datum för färdigställande till 2030.

Förenta staterna

ATC-system i USA är nästan alltid integrerade med befintliga kontinuerliga hyttsignaleringssystem . ATC kommer från elektronik i loket som implementerar någon form av hastighetskontroll baserat på ingångarna från hyttens signalsystem. Om tåghastigheten överstiger den högsta tillåtna hastigheten för den delen av spåret ljuder ett överfartslarm i hytten. Om ingenjören misslyckas med att sänka hastigheten och/eller göra en bromsansättning för att minska hastigheten görs en straffbromsansättning automatiskt. På grund av de mer känsliga hanterings- och kontrollproblemen med nordamerikanska godståg, tillämpas ATC nästan uteslutande på passagerarlok i både intercity- och pendeltrafik med godståg som använder sig av hyttsignaler utan hastighetskontroll. Vissa högvolympassagerarjärnvägar som Amtrak , Metro North och Long Island Rail Road kräver användning av hastighetskontroll på godståg som kör på hela eller delar av deras system.

Medan teknik för hyttsignalering och hastighetskontroll har funnits sedan 1920-talet, blev införandet av ATC ett problem först efter ett antal allvarliga olyckor flera decennier senare. Long Island Rail Road implementerade sitt automatiska hastighetskontrollsystem inom sitt hyttsignalerade territorium på 1950-talet efter ett par dödliga olyckor orsakade av ignorerade signaler. Efter Newark Bay Lift Bridge-katastrofen lagstiftade delstaten New Jersey användning av hastighetskontroll på alla större passagerartågsoperatörer i staten. Medan hastighetskontroll används på många passagerarlinjer i USA, har det i de flesta fall antagits frivilligt av järnvägarna som äger linjerna.

Endast tre godsjärnvägar, Union Pacific , Florida East Coast och CSX Transportation , har antagit någon form av ATC på sina egna nätverk. Systemen på både FEC och CSX fungerar tillsammans med pulskodshyttsignaler, som i fallet med CSX ärvdes från Richmond, Fredericksburg och Potomac järnvägen på sin enda huvudlinje. Union Pacific's ärvdes på delar av Chicago och nordvästra öst–västra huvudlinjen och fungerar tillsammans med ett tidigt tvåaspekts hyttsignalsystem designat för användning med ATC. På CSX och FEC kräver mer restriktiva ändringar av hyttsignalen att ingenjören initierar en minimal bromsansättning eller möter en strängare påföljd som kommer att få tåget att stanna. Inget av systemen kräver explicit hastighetskontroll eller överensstämmelse med en bromskurva. Union Pacific-systemet kräver en omedelbar bromsansättning som inte kan släppas förrän tågets hastighet har sänkts till 40 mph (64 km/h) (för alla tåg som färdas över den hastigheten). Sedan måste tågets hastighet sänkas ytterligare till högst 32 km/h inom 70 sekunder efter det första hyttsignalsfallet. Underlåtenhet att bromsa för dessa hastighetssänkningar kommer att resultera i en straffavgift.

Alla tre frakt ATC-systemen ger ingenjören en viss latitud när det gäller att ansätta bromsar på ett säkert och korrekt sätt, eftersom felaktig inbromsning kan resultera i en urspårning eller springning. Inget av systemen fungerar i svår eller bergig terräng.

Se även


Vidare läsning

Järnvägens tekniska webbplats: Automatisk tågkontroll

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Automatic_train_control&oldid=1137036556 "