Lukitus - Interlocking
In rautateiden signalointi , asetinlaite on järjestely signaalin laite, joka estää ristiriidassa liikkeet järjestelyllä raitoja, kuten liittymissä tai risteykset. Merkinantolaitteita ja raitoja kutsutaan joskus yhdessä lukituslaitokseksi . Lukitus on suunniteltu siten, että on mahdotonta näyttää signaalia eteenpäin, ellei käytettävä reitti ole osoittautunut turvalliseksi.
Pohjois-Amerikassa lukituksen virallinen rautatieliikenteen määritelmä on: " Signaalien ja signaalilaitteiden järjestely niin toisiinsa kytkettyinä, että niiden liikkumisen on onnistuttava toisissaan oikeassa järjestyksessä ".
Kokoonpano ja käyttö
Pienin lukitus koostuu signaaleista , mutta sisältää yleensä lisälaitteita, kuten pisteet ja vastakkaisten pisteiden lukot (US: kytkimet) ja suistimet , ja ne voivat sisältää risteyksiä luokan ja liikkuvilla silloilla. Joitakin lukituksen perusperiaatteita ovat:
- Signaaleja ei saa käyttää, jotta ristiriitaiset junaliikkeet voisivat tapahtua samanaikaisesti määrätyllä reitillä.
- Kytkimet ja muut reitillä olevat laitteet on asetettava oikein (asennossa) ennen kuin signaali voi sallia junan liikkumisen tälle reitille.
- Kun reitti on asetettu ja junalle annetaan signaali kulkea reitin yli, kaikki reitillä olevat kytkimet ja muut liikkuvat laitteet lukitaan paikalleen, kunnes
- juna kulkee pois reitin osasta, jota se koskee, tai
- opaste kulkemaan peruutetaan ja on kulunut riittävästi aikaa sen varmistamiseksi, että kyseistä reittiä lähestyvällä junalla on ollut mahdollisuus pysähtyä ennen ohitusta.
Historia
Rautateiden lukitseminen on peräisin Yhdistyneestä kuningaskunnasta , jossa myönnettiin lukuisia patentteja. Kesäkuussa 1856 John Saxby sai ensimmäisen patentin kytkimien ja signaalien lukitsemisesta. Vuonna 1868 Saxbylle (Saxby & Farmer) myönnettiin patentti Pohjois-Amerikassa nykyään tunnetuksi "alustavaksi salvan lukitsemiseksi". Alustava salvan lukitus tuli niin onnistuneeksi, että vuoteen 1873 mennessä pelkästään Lontoon ja Luoteis-rautateillä käytettiin 13 000 mekaanista lukitusvipua .
Ensimmäinen kokeilu mekaanisen lukituksen Yhdysvalloissa tapahtui vuonna 1875 JM Toucey ja William Buchanan klo Spuyten Duyvil Junction New Yorkissa on New Yorkin Central ja Hudson-joen Railroad (NYC & HRR). Tuolloin Toucey oli kenraali- ja Buchanan koneiden superintendentti NYC: ssä ja HRR: ssä. Toucey ja Buchanan perustivat Toucey- ja Buchanan-lukituskytkimen ja signaaliyhtiön Harrisburgiin, Pennsylvaniaan vuonna 1878. Ensimmäiset tärkeät asennukset niiden mekanismiin olivat Manhattanin kohonneen rautatieyhtiön ja New Yorkin korotetun rautatieyhtiön kytkimissä ja signaaleissa vuosina 1877–78. . Saxbyn suunnitteluun verrattuna Touceyn ja Buchanansin lukitusmekanismi oli hankalampi ja vähemmän hienostunut, joten sitä ei pantu täytäntöön kovin laajasti. Union Switch & Signal osti yrityksensä vuonna 1882.
Kun tekniikka kehittyi, mikä lisäsi ihmisten lihasvoimaa, rautatieliikenneteollisuus pyrki sisällyttämään nämä uudet tekniikat lukituksiin lisäämään reitin asettamisen nopeutta, yhdestä pisteestä ohjattavien laitteiden määrää ja laajentamaan samat etäisyydet laitteita voidaan käyttää ohjauspisteestä. Signaaliteollisuuden haasteena oli saavuttaa sama turvallisuuden ja luotettavuuden taso, joka oli ominaista puhtaasti mekaanisille järjestelmille. Kokeellinen vesipneumaattinen lukitus asennettiin Philadelphian, Reading Railroadin ja Lehigh Valley Railroadin Bound Brookin, New Jerseyn risteykseen vuonna 1884. Vuonna 1891 vuoteen 1891 mennessä oli 18 vesipneumaattista laitosta kuudella rautatieliikenteellä, jotka käyttivät yhteensä 482. vivut. Asennukset toimivat, mutta suunnittelussa oli vakavia puutteita, ja työvoimaa säästettiin vähän.
Keksijät hydropneumaattinen järjestelmä siirtyi eteenpäin sähköpneumaattisella järjestelmän vuonna 1891 ja tämä järjestelmä, parhaiten tunnistetaan unionin Switch ja Signal Company, oli ensin asennettu Chicagon ja Northern Pacific Railroad sen drawbridge koko Chicagojoelle . Vuoteen 1900 mennessä 54 Pohjois-Amerikan rautateillä oli käytössä 54 sähköpneumaattista lukituslaitosta, jotka ohjaivat yhteensä 1864 lukitusvipua. Tämäntyyppinen järjestelmä pysyisi tulevaisuudessa yhtenä kahdesta elinkelpoisesta kilpailevasta järjestelmästä, vaikka sillä oli haitta ylimääräisten kertakäyttöisten laitteiden ja korkean huollon tarpeessa.
Sähkömoottoreita käyttävät kytkimet kytkinten ja signaalien siirtämiseen olivat elinkelpoisia vuonna 1894, kun Itävallan Siemens asensi ensimmäisen tällaisen lukituksen Přeroviin (nyt Tšekin tasavalta). Toinen lukitus tämäntyyppisen asennettiin Westend lähellä Berliinissä vuonna 1896. Pohjois-Amerikassa ensimmäistä asennusta asetinlaitteen kasvi käytetään sähkökytkimen koneita oli Eau Claire, Wisconsin on Chicago, St. Paul, Minneapolis ja Omaha Railway vuonna 1901, by General Railway Signal Company (GRS, nyt yksikkö Alstom , jonka pääkonttori sijaitsee Levallois-Perret , Pariisin lähellä). Vuoteen 1913 mennessä tämäntyyppinen järjestelmä oli asennettu 83 rautatielle 35 Yhdysvaltain osavaltiossa ja Kanadan provinssissa, 440 lukituslaitoksessa käyttäen 21370 vipua.
Lukittuvat tyypit
Lukitukset voidaan luokitella mekaaninen, sähköinen (sähkömekaaniset tai rele -pohjainen), tai elektroninen / tietokone-pohjainen .
Mekaaninen lukitus
Mekaanisissa lukituslaitoksissa rakennetaan lukkopaikka, joka koostuu terästä, joka muodostaa ristikon. Vivut , jotka toimivat kytkimet , derails , signaaleja tai muut laitteet on kytketty tankoihin käynnissä yhteen suuntaan. Tangot on konstruoitu niin, että jos toiminto ohjaa tietyn vipu ristiriidassa että ohjaa toinen vipu, mekaaninen häiriö on perustettu rajat lukitus kahden baaria, puolestaan estää ristiriitaisia vivun liikkeen tehdään.
Puhtaasti mekaanisissa laitoksissa vivut ohjaavat kenttälaitteita, kuten signaaleja, suoraan mekaanisen tangon tai johdinliitännän kautta. Vivut ovat suunnilleen olkapään korkeudella, koska niiden on tarjottava mekaanista etua käyttäjälle. Vipujen ristilukitus tehtiin siten, että ylimääräinen vipu ei voinut estää lukitusta (alustava salvan lukitus).
Ensimmäinen mekaaninen lukitus asennettiin vuonna 1843 Bricklayers Arms Junctioniin Englantiin.
Sähkömekaaninen lukitus
Virtalukituksissa voidaan käyttää myös mekaanista lukitusta varsien oikean järjestyksen varmistamiseksi, mutta vivut ovat huomattavasti pienempiä, koska ne eivät itse ohjaa kenttälaitteita. Jos vipu voi liikkua vapaasti lukitusalustan perusteella, vipujen koskettimet käyttävät kytkimiä ja signaaleja, joita käytetään sähköisesti tai sähköpneumaattisesti . Ennen kuin ohjausvipu voidaan siirtää asentoon, joka vapauttaisi muut vivut, on kenttäelementiltä vastaanotettava signaali, että se on todella siirtynyt pyydettyyn asentoon. Esitetty lukitusvuode on tarkoitettu GRS-teholukituslaitteelle.
Releen lukitus
Lukitukset suoritetaan puhtaasti sähköä (joskus kutsutaan " kaikki sähköllä ") koostuvat monimutkainen piiri koostuu releet järjestelyssä on rele logiikka , joka selvittää asentoonsa, kunkin signaalin laitteen. Kun laitteita käytetään, niiden asentomuutos avaa joitain piirejä, jotka lukitsevat muut laitteet, jotka ovat ristiriidassa uuden aseman kanssa. Vastaavasti muut piirit suljetaan, kun niiden ohjaamien laitteiden käyttö on turvallista. Rautatieliikenteen merkinantolaitteet ovat yleensä kalliita erityisluonteensa ja vikaturvallisen suunnittelunsa vuoksi.
Pelkästään sähköpiirien avulla toimivia lukituksia voidaan käyttää paikallisesti tai etänä, jolloin aiempien järjestelmien suuret mekaaniset vivut korvataan painikkeilla, kytkimillä tai kytkimillä paneelissa tai videoliitännässä. Tällainen lukitus voidaan myös suunnitella toimimaan ilman ihmisen käyttäjää. Näitä järjestelyjä kutsutaan automaattisiksi lukituksiksi , ja junan lähestyminen asettaa oman reittinsä automaattisesti, ellei ristiriitaisia liikkeitä ole käynnissä.
GRS valmisti ensimmäisen täysin releasetinlaitteella järjestelmän vuonna 1929. Se oli asennettu vuonna Lincoln on Chicagon, Burlington ja Quincy Railroad .
Sisäänkäynnin ja poistumisen lukitus (NX) oli GRS: n vuonna 1936 käyttöön ottaman ensimmäisen sukupolven releeseen perustuvan keskitetyn liikenteenohjauksen (CTC) lukitusjärjestelmän alkuperäinen tuotenimi (edustajana Euroopassa Metropolitan-Vickers ). Kaikkien sähköisten lukitustekniikoiden käyttöönotto mahdollisti automaattisemmat reitin asettamismenettelyt sen sijaan, että kuljettaja linjaisi reitin jokaisen osan manuaalisesti. NX-järjestelmän avulla operaattori, joka tarkastelee monimutkaisen risteyksen kaaviota, voi yksinkertaisesti painaa painiketta tunnetulla sisäänkäynnillä ja toisen painikkeen halutulla poistumistielle. Logiikkapiirit käsittelivät kaikki tarvittavat toiminnot taustalla olevan releen lukituksen komentamiseksi asettamaan signaaleja ja heittämään kytkimiä oikeassa järjestyksessä tarpeen mukaan pätevän reitin aikaansaamiseksi lukituslaitoksen läpi. Ensimmäisessä NX asennus oli 1937 Brunswick on Cheshire Lines , UK. Ensimmäinen Yhdysvaltain asennus oli New Yorkin keskusrautatiellä (NYCRR) Girard Junctionissa Ohiossa vuonna 1937. Toinen NYCRR-asennus oli pääradalla Utican (New York) ja Rochesterin (New York) välillä , ja tätä seurasi nopeasti kolme asennusta. on New Yorkin metro n IND Fulton Street Line vuonna 1948.
Muut NX-tyyliset järjestelmät otettiin käyttöön muilla rautatieliikenteen tarjoajilla. Esimerkiksi Union Route (UR) oli heidän sisäänkäynti- ja poistumisjärjestelmänsä tuotenimi, jonka toimitti Union Switch & Signal Co. (US&S) ja joka otettiin käyttöön vuonna 1951. NX-tyyppiset järjestelmät ja niiden kallis kiinteää tilaa edeltävä ohjauslogiikka pyrkivät vain asennetaan vilkkaammille tai monimutkaisemmille terminaalin alueille, joilla se voi lisätä kapasiteettia ja vähentää henkilöstövaatimuksia. Euroopassa suosittu liike merkitsi koko alueen signaalien tiivistämistä yhdeksi suureksi tehosignaalikoteloksi, jossa ohjauspaneeli oli käyttäjän alueella ja vastaava puhelinkeskus keskuksissa alapuolella, joka yhdisti elintärkeän releen perustuvan lukituksen logiikka ja ei-elintärkeä ohjauslogiikka yhdessä paikassa. Tällaiset edistyneet järjestelmät sisältäisivät myös junankuvaaja- ja seurantatekniikat. Poissa monimutkaisista päätelaitteista yksikön vivun ohjausjärjestelmät pysyivät suosittuina 1980-luvulle saakka, jolloin kiinteän tilan lukitus- ja ohjausjärjestelmät alkoivat korvata kaikenlaiset vanhemmat releet.
Elektroninen lukitus
Moderni lukitus (1980-luvun lopulta lähtien asennettu) on yleensä kiinteä tila , jossa releiden langalliset verkot korvataan ohjelmalogiikalla, joka toimii erityiskäyttöisissä ohjauslaitteistoissa. Se, että logiikka toteutetaan ohjelmistojen eikä langallisten piirien sijasta, helpottaa suuresti kykyä tehdä muutoksia tarvittaessa uudelleenohjelmoimalla pikajohdotuksen sijaan. Monissa toteutuksissa tämä elintärkeä logiikka on tallennettu laiteohjelmistona tai ROM-levylle , jota ei voida helposti muuttaa niin, että se vastustaa vaarallisia muutoksia ja täyttää lakisääteiset turvallisuusvaatimukset.
Tällä hetkellä tapahtui muutoksia myös lukituksia ohjaavissa järjestelmissä. Kun ennen NX: n ja automaattisen reittiasetuksen kaltaisia tekniikoita vaadittiin releiden ja muiden laitteiden telineitä, solid-state-ohjelmistopohjaiset järjestelmät pystyivät käsittelemään tällaisia toimintoja halvemmalla ja fyysisesti jalanjäljellä. Aluksi prosessorikäyttöiset Unit Lever- ja NX-paneelit voidaan perustaa komentamaan kenttälaitteita joko elektronisesti tai releittäin; Näyttötekniikan kehittyessä nämä langalliset fyysiset laitteet voitaisiin kuitenkin päivittää visuaalisilla näyttöyksiköillä , mikä mahdollisti kenttälaitteiden muutosten esittämisen opastimelle ilman laitteistomuutoksia.
Solid State Interlocking (SSI) on tuotemerkki ensimmäisen sukupolven mikroprosessoripohjaisen lukituksen työn kaupassa, jonka kehittivät 1980-luvulla British Rail , GEC-General Signal ja Westinghouse Signals Ltd Isossa-Britanniassa. Toisen sukupolven prosessoripohjaiset lukitukset tunnetaan termillä "Computer Based Interlocking" (CBI), josta VPI ( General Railway Signal , nyt Alstomin tavaramerkki ), MicroLok ( Union Switch & Signal , nyt Hitachi Rail STS: n tavaramerkki ), Westlock ja Westrace ( Invensys Railin , nykyisen Siemensin tavaramerkit ) ja [Smartlock] ( Alstomin tavaramerkki ), ja EBI Lock ( Bombardierin tavaramerkki ) ovat esimerkkejä.
Määritetyt lukitusmuodot
- Sähköinen lukitus
- "Yhden tai useamman sähkölukon tai ohjauspiirin yhdistelmä, jolla lukituslaitteen vivut, kytkimet tai muut laitteet, jotka toimivat merkinantoinnin ja lukituksen yhteydessä, on varmistettu toimintaa vastaan tietyissä olosuhteissa."
- Lohkon lukitus
- "Sähköinen lukitus on tehokas, kun juna käyttää tiettyä reittiosuutta, ja se on sovitettu estämään vipujen käsittely, joka vaarantaisi junan, kun se on kyseisen osan sisällä."
- Reitin lukitus
- "Sähköinen lukitus tulee voimaan, kun juna ohittaa signaalin, ja se on sovitettu estämään vipujen käsittely, joka vaarantaisi junan, kun se on syötetyn reitin rajoissa."
- Poikkileikkausreitin lukitus
- "Reitin lukitus on järjestetty niin, että juna vapauttaessaan reitin jokaisen osan vapauttaa lukituksen, joka vaikuttaa kyseiseen osaan."
- Lähesty lukitusta
- "Sähköinen lukitus on tehokas, kun juna lähestyy signaalia, joka on asetettu sen kulkemiseksi ja joka on sovitettu estämään vipujen tai laitteiden manipulointi, joka vaarantaisi kyseisen junan."
- Sauvan lukitus
- "Sähköinen lukitus, joka tulee voimaan, kun juna kulkee eteenpäin suuntautuvalla signaalilla, joka ohitetaan ohi kulkevalla junalla ja joka on sovitettu estämään lähestyvää junaa vaarantavien vivujen manipulointi."
- Osoitteen lukitus
- "Sähkölukitus, joka on sovitettu estämään sellaisten vivujen manipulointi, jotka aiheuttaisivat vaarallisen tilanteen, jos signaali, kytkin tai muu käytettävä laite ei pysty käyttämään vipua vastaavaa liikettä, tai sovitettu suoraan estämään yhden laitteen käyttö laite, jos jokin toinen ensin käytettävä laite ei tee vaadittua liikettä. "
- Tarkista lukitus tai liikenteen lukitus
- "Sähköinen lukitus, joka varmistaa kahden vierekkäisen laitoksen toiminnanharjoittajien välisen yhteistyön tavalla, joka estää samaa radaa ohjaavien vastakkaisten signaalien asettamisen toimimaan samanaikaisesti. Lisäksi kun juna on poistanut ja hyväksynyt signaalin, tarkistuslukitus estää viereisen lukituslaitoksen vastakkaisen signaalin poistumisen, kunnes juna on kulkenut kyseisen laitoksen läpi. "
Täydelliset ja epätäydelliset lukitukset (Yhdysvaltain terminologia)
Lukitukset mahdollistaa junien ristin raiteelta toiselle käyttäen äänestysprosentti ja useita kytkimiä. Rautatieterminologia määrittelee seuraavat lukitustyypit joko täydellisinä tai puutteellisina käytettävissä olevista liikkeistä riippuen. Vaikka aikatauluissa ei yleensä tunnisteta lukitusta yhdeksi tai toiseksi, eikä säännökirjoissa määritellä termejä, järjestelmämiehistön ja sääntöjen virkamiehet sopivat yleensä alla olevista termeistä.
- Täydelliset lukitukset
- sallia jatkuvat liikkeet mistä tahansa radasta lukituksen toisella puolella mihin tahansa kappaleeseen vastakkaisella puolella ilman peruutusliikettä lukituksen rajoissa. Tämä pätee, vaikka vastakkaisilla puolilla on erilainen määrä raitoja tai jos lukituksella on useita sivuja.
- Puutteelliset lukitukset
- älä salli edellä kuvattuja liikkeitä. Liikkeet keskeneräisessä lukituksessa voivat olla rajoitettuja ja voivat jopa vaatia taaksepäin suuntautuvia liikkeitä halutun reitin saavuttamiseksi.
Katso myös
Viitteet
- Elliott, WH (1896). Esto- ja lukitussignaalit . New York: veturitekniikka. s. 143jj.
- Ganguly, Sri Subhasis. "Rautatien opastuksen historia." Pääsy 2011-05-06.
- Salomon, Brian (2010). Rautatien merkinanto . Minneapolis, MN: Voyageur Press. s. 23jj . ISBN 978-0-7603-3881-0 .