Signalbloksystem - Signalling block system
Signalbloksystemer muliggør sikker og effektiv drift af jernbaner ved at forhindre kollisioner mellem tog. Grundprincippet er, at en rute brydes op i en række sektioner eller "blokke". Kun et tog må indtage en blok ad gangen, og blokkene har en størrelse, så et tog kan stoppe inden for dem. Det sikrer, at et tog altid når at stoppe, før det farligt nærmer sig et andet tog på samme linje. Bloksystemet betegnes i Storbritannien som arbejdsmetoden , i USA som driftsmetoden og i Australien som sikkert arbejde .
I de fleste situationer bruges et system af signaler til at styre togpassagen mellem blokkene. Når et tog går ind i en blok, ændres signaler i begge ender for at indikere, at blokken er optaget, typisk ved hjælp af røde lamper eller indikatorflag. Når et tog først kommer ind i en blok, har det bageste af det samme tog endnu ikke forladt den forrige blok, så begge blokke er markeret som besat. Det sikrer, at der er lidt mindre end en bloklængde i hver ende af toget, der er markeret som besat, så ethvert andet tog, der nærmer sig den sektion, vil have plads nok til at stoppe i tide, selvom det første tog er stoppet dødt på sporene. Den tidligere besatte blok vil kun blive markeret ubeboet, når enden af toget helt har forladt den, hvilket efterlader hele blokken fri.
Bloksystemer har den ulempe, at de begrænser antallet af tog på en bestemt rute til noget færre end antallet af blokke. Da ruten har en fast længde, kræver forøgelse af antallet af tog oprettelse af flere blokke, hvilket betyder, at blokkene er kortere, og togene skal køre med lavere hastigheder for at standse sikkert. Som følge heraf er antallet og størrelsen af blokke tæt forbundet med den samlede rutekapacitet og kan ikke let ændres, fordi dyre ændringer af signalerne langs linjen ville være påkrævet.
Bloksystemer bruges til at styre tog mellem stationer og værfter, men normalt ikke inden for værfterne, hvor der bruges en anden metode. Ethvert bloksystem defineres af dets tilhørende fysiske udstyr og ved anvendelse af et relevant regelsæt. Nogle systemer involverer brug af signaler, mens andre ikke gør det. Nogle systemer er specielt designet til enkeltsporede jernbaner, hvor der er fare for både frontalt og bagende sammenstød, i modsætning til dobbeltspor , hvor hovedfaren er kollisioner bagfra.
Grundlæggende koncept
Det grundlæggende problem for togkontrol er de relativt lange stopafstande for et lastet tog. Dette er ofte langt længere end operatørens syn, især om natten eller i dårligt vejr. Afstandene er store nok til, at lokalt terræn kan blokere udsigten til tog forude, og endda skinnerne, omkring sving og lignende, kan gøre det svært selv at vide, hvor man skal lede efter et andet tog.
Dette fører til muligheden for, at et tog kan gå i stykker på sporene, og det følgende tog pludselig støder på det, når det afrunder en sving eller pludselig ser dets bageste signallampe. I disse situationer vil der ikke være nok plads til, at toget kan stoppe, før det kolliderer. Dette er kendt som "murvægskriteriet". Selv for to fuldt operationelle tog kan hastighedsforskelle være store nok til, at et hurtigere tog måske ikke når at sænke farten, så det matcher hastigheden på det foran, før det overhaler det.
Blokke undgår disse problemer ved at sikre, at der er en vis minimumsafstand mellem togene, en afstand, der er indstillet til at sikre, at ethvert tog, der kører inden for hastigheds- og belastningsgrænserne, får tid til at stoppe, inden man når et tog foran det. Der er mange mulige løsninger til implementering af et sådant system.
Blok signalering metoder
Strenge køreplaner
De fleste jernbaneruter har en slags naturlig bloklayout, der er forbundet med banestationernes layout . Dette giver mulighed for at implementere et sæt blokke ved hjælp af manuel signalering baseret på disse steder. I dette tilfælde placerer stationsoperatøren et flag, der angiver, at et tog netop har forladt stationen, og fjerner det først efter en bestemt tid.
Tog kører efter en streng tidsplan, og kan som sådan ikke forlade en station før et bestemt tidspunkt, og indtil andre tog, de skulle møde på den pågældende station, er ankommet. Hvis et tog er forsinket, forsinkes alle tog, det er planlagt at møde. Dette kan hurtigt føre til, at alle tog på jernbanen påvirkes.
Denne metode er ikke godkendt til brug i mange jernbanesystemer med høj trafik, fordi den er potentielt usikker og yderst ineffektiv.
Køreplan og togordre
Populær på enkeltsporede linjer i Nordamerika frem til 1980'erne, Train Order -drift var mindre et bloksystem og mere et system til at bestemme, hvilke tog der ville have forkøbsret, når togbevægelser ville komme i konflikt. Tog ville gøre brug af en forudbestemt driftsplan kendt som tidsplanen, der gjorde brug af faste passerende steder, der ofte omtales som stationer. Ændringer af driftsplanen ville komme fra en togafsender i form af togordrer, der blev sendt til togene via mellemmænd kendt som agenter eller operatører på togordrestationer.
Denne metode er i øjeblikket ikke godkendt til brug i Storbritannien. Et lignende system, kendt som Telegraph and Crossing Order , blev brugt i 1800-tallet, men efter tre alvorlige frontalkollisioner i 1870'erne ( Menheniot , Cornwall Railway, 1873; Thorpe , Great Eastern Railway, 1874; Radstock , Somerset & Dorset Railway, 1876) blev dens anvendelse fordømt.
I nordamerikansk togordresystem blev ofte implementeret oven på andre bloksystemer, når disse bloksystemer skulle udskiftes. For eksempel, hvor manuel eller automatisk blokering blev implementeret, ville togordrer blive brugt til at godkende bevægelser i besatte blokke mod trafikstrømmen, eller hvor der ikke blev etableret trafikstrøm.
Et tog arbejder
Et tog arbejder (med togpersonale)
Hvis en enkeltbanegreningslinje er en blindgyde med en simpel shuttle -togservice, er et enkelt token tilstrækkeligt. Føreren af ethvert tog, der kommer ind på grenlinjen (eller indtager nogen del af det), skal være i besiddelse af brikken, og der er ikke mulig kollision med et andet tog. For nemheds skyld ved at føre det fra hånd til hånd var tegnet ofte i form af en stav, typisk 800 mm lang og 40 mm diameter, og betegnes som et togstab . Et sådant personale kan være et træstav med en messingplade, der angiver det snit, som det er gyldigt på, eller det kan være i form af en nøgle.
I britisk terminologi blev denne arbejdsmetode oprindeligt omtalt som One Engine in Steam (OES) .
Et tog arbejder (uden togpersonale)
En moderne variant af One Train Working -systemet fungerer uden togpersonale. På disse linjer er clearingen af det kontrollerede grenindgangssignal førerens eneste myndighed til at komme ind i grenen, og når toget har passeret dette signal, holder sammenlåsning det i 'fare' (og signalet kan ikke slettes et senere tidspunkt) indtil filialtoget på sin returrejse sekventielt har betjent to banekredsløb ved filialens start. Kontinuerlig togdetektering på grenen er ikke påkrævet. Sikkerheden sikres af sammenlåsningskredsløbet, og hvis der opstår en fejl i banekredsløbet, skal der indføres specielt nødarbejde af piloten.
Tokenblok
Bemyndigelse til at besætte en blok er givet ved fysisk besiddelse af et token af togpersonale, der opnås på en sådan måde, at det sikres, at kun et tog er i et sporafsnit ad gangen.
Almindelig togpersonale (OTS)
En chauffør, der nærmer sig et enkelt sporafsnit, ville få tokenet og bruge det som autoritet til at komme ind i blokafsnittet. Han ville overgive token i den anden ende af afsnittet. Dette forårsagede problemer, hvis et tog skulle følges af et andet i samme retning, da personalet ikke ville være i den rigtige ende efter det første tog.
Almindelig togpersonale og billet (OTST) eller (OTS & T)
Almindelig togpersonale (OTS) blev derfor udvidet: hvis det ene tog skulle følges af et andet i samme retning, skulle føreren af det første tog vise symbolet, men ikke tage det i besiddelse (i teorien skulle han fysisk at røre symbolet, men dette blev ikke nøje fulgt). Han fik en skriftlig bemyndigelse til at komme ind i enkeltlinjesektionen, kaldet billetten . Han kunne derefter fortsætte og aflevere billetten i den anden ende af sektionen, og et andet tog kunne følge i besiddelse af personalet.
Elektrisk togpersonale (ETS)
Disse kom i to størrelser, store og miniaturer.
Manuel bloksystem
Myndighed til at besætte en blok formidles til tog ved hjælp af signaler ved vejsiden manuelt styret af menneskelige operatører efter forskellige procedurer for at kommunikere med andre blokstationer for at sikre adskillelse af tog.
Telegrafblok
Anvendes på flere sporsektioner, hvorved passagen af tog fra det ene punkt til det andet styres af instrumenter forbundet med telegrafledninger. I det enkleste tilfælde med tre signalbokse på en strækning uden kryds, modtager den midterste af de tre kasser en anmodning om, at et tog kan accepteres, signalereren angiver alle relevante punkter (turnouts) og signaler og signalaccept, og anmod derefter om accept ved den næste signalboks langs linjen. Når toget er passeret, vil signalerne bag det blive sat tilbage i fare, og signalen informerer den næste signalboks, når toget har forladt sektionen. Disse meddelelser formidles af telegrafinstrumenter med en tast, der trykkes på for at lyde en klokke ved den eksterne signalboks. Nogle af de mere almindeligt anvendte bell-koder er som følger, hvor "-" angiver en pause.
- 1 Tilkald opmærksomhed
- 1-2 signaler kræves på telefon
- 1-3-1 Er linjen fri for klasse 3-tog?
- 2 Togindgangssektion
- 2-1 Træn ud af sektionen
- 3-1 Er linjen klar til tog i klasse 2?
- 3-5 Annuller sidste beskrivelse sendt
- 4 Er linjen fri for klasse 1 -tog?
- 4-5 eller 9 Tog passeret uden baglygte
- 5-5-5 Åbning af signalboks
- 6 Nødalarm
- 7 Stop og undersøg toget
- 7-5-5 Lukning af signalboks
- 16 Testudstyr
Sådanne systemer blev udviklet i det nittende århundrede og bruges stadig i vid udstrækning i Storbritannien og Australien.
Telefonisk blok
I dette system aftales besættelsen af et givet sporafsnit mellem to stationer mellem dets stationsførere via telefon. For større sikkerhed kan der være yderligere lag af beskyttelse; for eksempel en reguleringspost med tilsynsbeføjelser forbundet til alle stationerne i en linje; tidsplan (Portugal); og/eller computerassistance (Frankrig).
Portugal, Spanien og Frankrig bruger stadig dette system på i det mindste nogle hovedlinjer, selvom den samlede længde af sporet, der styres af dette system, hurtigt falder på grund af dets arbejdsintensitet og dens iboende opfattede mangel på sikkerhed, afhængig af det primært på menneskelig kommunikation (nogle gange involverer mere end bare de to stationsmestre i hver ende af blokken) og enkle jernbaneforbindelser på stationerne.
I Portugal var telefonblokken det vigtigste sikkerhedssystem på tværs af det nationale jernbanenet indtil midten af 1990'erne på grund af mangel på ressourcer. Således udviklede det sig til at forsøge at levere flere lag af sikkerhed på travle enkeltsporede linjer med forskellige togtyper, omend på bekostning af høje bemandingsniveauer. I det portugisiske system, selvom autoriseringen af togbevægelser på hovedbanerne alene er stationernes ansvar langs disse linjer, overvåger en regulerende post dem og i tilfælde af uenighed instruerer stationerne i, hvordan trafikken skal organiseres. På den anden side angiver hver togplan alle interaktioner med andre tog (f.eks. Krydsninger med andre tog, tog, de overhaler, tog, der overhaler dem) tydeligt markeret på de stationer, hvor disse interaktioner skal forekomme. Enhver afvigelse herfra - f.eks. Som følge af forsinkelser eller ekstra tog - skal meddeles togbesætningerne skriftligt. På trods af den almindelige praksis, at når to tog krydser, stopper de begge ved den nærmeste station, dette system giver mulighed for gode gennemsnitshastigheder for hurtige tog, der ligner dem på en automatisk signallinje. Men hvis der opstår mindre forsinkelser og derefter formerer sig, kan der opstå længere forsinkelser, når systemets ekstra sikkerhedstilstand påberåbes (dvs. den papirintensive proces med at opdatere togbevægelsesinstruktioner for at afspejle de ændrede krydsningsmønstre). Sådanne forsinkelser ville ikke ske, i hvert fald ikke af samme årsag, på en automatisk signallinje.
Generelt dikterer systemet, at en blok antages at være lukket; det vil sige, at tilladelse skal indhentes, før et tog får lov at komme ind i en blok på den ene station på vej til den anden. I Frankrig, på flere spor, er blokken dog normalt åben i ensrettede sporafsnit. Det vil sige, efter at en station har bekræftet, at et tidligere tog har forladt blokken, kan det næste tog, der kører i samme retning, straks komme ind i blokken, hvor stationsmesteren ved indgangsstationen informerer afgangsstationen om det tidspunkt, hvor toget kom ind i blok.
Blok uden symboler
Dette er et system til brug på enkeltsporede jernbaner, som hverken kræver brug af tokens eller tilvejebringelse af kontinuerlig togdetektering gennem sektionen. Signaleringen er designet på en sådan måde, at styresignalerne kun tillader et tog at komme ind på linjen ad gangen. Signaleren yderst i sektionen skal visuelt kontrollere, at hele toget har forladt sektionen og ikke er blevet delt ved at bekræfte, at toget er 'komplet med baglygte'.
Automatisk blokering
Automatisk bloksignalering bruger en række automatiserede signaler, normalt lys eller flag, der ændrer deres display eller aspekt baseret på togets bevægelse forbi en sensor. Dette er langt den mest almindelige type bloksystem Fra og med 2018, brugt i næsten alle typer jernbaner fra hurtige transitsystemer til jernbanestrækninger. Der er en lang række systemer og et endnu større udvalg af signaler, men de fungerer alle på nogenlunde samme måde.
Ligesom de manuelle bloksystemer beskrevet ovenfor, opdeler automatiske systemer ruten i faste blokke. I slutningen af hver blok er der installeret et sæt signaler sammen med en sensor på sporsiden. Når et tog passerer sensoren, udløses signalerne for at vise det "blokbesatte" aspekt på signalerne i hver ende af denne blok. I de fleste systemer vender signalerne ikke straks tilbage til det "blok tomme" aspekt, når toget forlader, i stedet er der en form for mekanisk forsinkelse, der bevarer det blokbesatte aspekt, eller mere almindeligt, præsenterer et "fortsæt med forsigtighed" -aspekt.
Flytteblokke
Med hensyn til at sikre sikkerheden er den virkelige overvejelse stopafstanden for et givet tog og den afstand, som det kan se et andet tog. Blokke implementerer faktisk ikke dette koncept, de implementerer et signalsystem, der sikrer, at det dårligst fungerende tog på en linje har tid nok til at stoppe. Det betyder, at ethvert tog med bedre standseffekt er tvunget til at køre med hastigheder, der er lavere end dets maksimum, medmindre alle togene på en bestemt linje er identiske.
Det centrale spørgsmål er, at et givet tog ikke sikkert kan se et andet tog i tide til at stoppe. Dette er dog ikke tilfældet for tog, der er udstyret med en slags inter-tog kommunikationssystem. I dette tilfælde kan ethvert givet tog holde sig i sikker afstand fra andre tog uden behov for faste blokke. Disse flyttebloksystemer er blevet populære siden den nødvendige teknologi først begyndte at dukke op i 1970'erne.
I sådanne systemer kan ethvert tog på ruten lytte efter signaler fra alle de andre tog og derefter bevæge sig på en måde for at sikre, at de har nok afstand til at standse. Tidlige bevægelige bloksystemer brugte et kabel spændt langs skinnelinjen. Tog ville bruge magnetisk induktans til at injicere signaler i linjen, der angiver deres placering. Kablet kunne også give denne placering på en række forskellige måder, der kunne hentes af en sensor på toget. Mere moderne systemer kan bruge off-board lokaliseringssystemer som Global Positioning System eller sporingsindikatorer og sende dataene mellem togene ved hjælp af forskellige radiobaserede metoder.
Fordelen ved at flytte bloksystemer er, at der ikke er et fast antal tog på linjen, fordi der ikke er faste blokke. Dette kan i høj grad forbedre rutekapaciteten, som det ses i Jubilee -linjen og Northern -linjen på London Underground , hvor opgraderinger til sommer -OL 2012 forbedrede kapaciteten med omkring 50%.
Historie
Den første brug af blokarbejde var sandsynligvis i 1839, da en Cooke og Wheatstone -telegraf blev installeret i Clay Cross Tunnel på North Midland Railway . Telegrafinstrumenterne blev udskiftet i 1841 med dem, der var specifikke for blokarbejde. I 1842 udgav William Fothergill Cooke , der havde bygget Clay Cross -systemet, Telegraphic Railways eller Single Line , hvor han foreslog blokarbejde til generel brug som en sikrere måde at arbejde på enkeltlinjer . Tidligere havde adskillelse af tog kun været baseret på streng tidsplan, hvilket ikke var i stand til at tillade uforudsete begivenheder.
Se også
- Absolut blokering
- Førerhus signalering
- Centraliseret trafikstyring
- Direkte trafikkontrol
- Radio Electronic Token Block
- Sporordre
- Togordreoperation
Noter
Referencer
Kilder
- Hinson, John (2020). "Signalboksen" .
- Kichenside, Geoffrey; Williams, Alan (2008). To århundreder med jernbanesignalering (2. revideret red.). Oxford Publishing Company. ISBN 978 0 86093 672 5.
- Vanns, Michael A. (2012). "Signalrevolutionen fra 1870'erne". Signalering i Steam -tidsalderen . abc (2. udgave). Hersham, Surrey: Ian Allen. ISBN 978 0 7110 3536 2.