Merkinantolaitejärjestelmä - Signalling block system

Merkinantolaitejärjestelmät mahdollistavat rautateiden turvallisen ja tehokkaan käytön estämällä junien väliset törmäykset. Perusperiaate on, että reitti on jaettu osiin tai "lohkoihin". Vain yksi juna voi ottaa korttelin kerrallaan, ja lohkot on mitoitettu siten, että juna voi pysähtyä niiden sisällä. Näin varmistetaan, että junalla on aina aikaa pysähtyä ennen kuin se pääsee vaarallisen lähelle toista saman linjan junaa. Lohkojärjestelmää kutsutaan Yhdistyneessä kuningaskunnassa toimintatavaksi , Yhdysvalloissa toimintatavaksi ja Australiassa turvalliseksi työksi .

Useimmissa tilanteissa signaalijärjestelmää käytetään ohjaamaan junien kulkua korttelien välillä. Kun juna saapuu lohkoon, signaalit molemmissa päissä muuttuvat osoittaen, että lohko on varattu, tyypillisesti käyttämällä punaisia lamppuja tai merkkivaloja. Kun juna saapuu ensimmäisen kerran lohkoon, saman junan takaosa ei ole vielä poistunut edellisestä lohkosta, joten molemmat lohkot merkitään varattuiksi. Tämä varmistaa, että junan kummassakin päässä on hieman alle yhden korttelin pituus, joka on merkitty varattuksi, joten kaikilla muilla kyseistä osiota lähestyvillä junilla on riittävästi tilaa pysähtyä ajoissa, vaikka ensimmäinen juna olisi pysähtynyt raiteilla. Aiemmin varattu lohko merkitään tyhjäksi vasta, kun junan loppu on poistunut kokonaan, jolloin koko lohko on vapaa.

Lohkojärjestelmillä on se haitta, että ne rajoittavat junien lukumäärän tietyllä reitillä johonkin vähemmän kuin lohkojen määrä. Koska reitillä on kiinteä pituus, junien lukumäärän lisääminen edellyttää useampien lohkojen luomista, mikä tarkoittaa, että lohkot ovat lyhyempiä ja junien on liikennöitävä hitaammin pysähtyäkseen turvallisesti. Tämän seurauksena lohkojen lukumäärä ja koko liittyvät läheisesti reitin kokonaiskapasiteettiin , eikä niitä voida muuttaa helposti, koska radan signaaleihin tarvitaan kalliita muutoksia.

Lohkojärjestelmiä käytetään junien ohjaamiseen asemien ja telakoiden välillä, mutta ei yleensä pihoilla, joissa käytetään jotakin muuta menetelmää. Mikä tahansa lohkojärjestelmä määritellään siihen liittyvien fyysisten laitteiden ja asianmukaisten sääntöjen avulla. Jotkut järjestelmät käyttävät signaaleja, kun taas toiset eivät. Jotkut järjestelmät on suunniteltu erityisesti yksiraiteisille rautateille, joilla on sekä etu- että takapään törmäysvaara, toisin kuin kaksoisraide , jossa suurin vaara on peräänajo.

Peruskonsepti

Junan ohjauksen perusongelma on kuormitetun junan suhteellisen pitkät pysähtymismatkat. Tämä on usein kauemmin kuin käyttäjän näkö, etenkin yöllä tai huonolla säällä. Etäisyydet ovat riittävän suuria, jotta paikallinen maasto voi estää edessä olevien junien havaitsemisen, ja jopa kiskojen reititys mutkien ja vastaavien ympärillä voi vaikeuttaa edes tietää, mistä etsiä toista junaa.

Tämä johtaa siihen, että juna voi hajota radalla ja seuraava juna törmää äkillisesti mutkaan pyöristettäessä tai näkee yhtäkkiä sen takavalon. Näissä tilanteissa junalla ei ole tarpeeksi tilaa pysähtyä ennen törmäystä. Tätä kutsutaan "tiiliseinän kriteeriksi". Jopa kahden täysin toimivan junan tapauksessa nopeuserot voivat olla riittävän suuria, jotta nopeammalla junalla ei ehkä ole aikaa hidastaa vastaamaan edellä kulkevan junan nopeutta ennen kuin se ohittaa sen.

Lohkot välttävät nämä ongelmat varmistamalla, että junien välillä on tietty vähimmäisetäisyys, etäisyys, joka on asetettu varmistamaan, että nopeus- ja kuormitusrajojen sisällä liikennöivillä junilla on aikaa pysähtyä ennen kuin he saavuttavat sen edellä olevan junan. Tällaisen järjestelmän toteuttamiseen on monia mahdollisia ratkaisuja.

Estä signalointimenetelmät

Tiukka aikataulutoiminta

Useimmilla rautatiereiteillä on eräänlainen luonnollinen lohkorakenne, joka on luontainen rautatieasemien asettelulle . Tämä tarjoaa mahdollisuuden toteuttaa joukko lohkoja käyttämällä manuaalista signalointia, joka perustuu näihin paikkoihin. Tässä tapauksessa aseman pitäjä asettaa lipun, joka osoittaa, että juna on juuri poistunut asemalta, ja poistaa sen vasta tietyn ajan kuluttua.

Junat kulkevat tiukan aikataulun mukaisesti, eivätkä ne voi lähteä asemalta ennen määrättyä aikaa ja ennen kuin kaikki muut junat, jotka heidän täytyi tavata kyseisellä asemalla, ovat saapuneet. Jos yksi juna on myöhässä, kaikki junat, joiden on määrä tavata, viivästyvät. Tämä voi johtaa nopeasti siihen, että kaikki rautateiden junat kärsivät.

Tätä menetelmää ei ole hyväksytty käytettäväksi monissa suuren liikenteen rautatiejärjestelmissä, koska se on mahdollisesti vaarallinen ja erittäin tehoton.

Aikataulu ja junien järjestys

Junajärjestystoiminta oli Pohjois -Amerikassa 1980 -luvulle asti suosittu yksiraiteisilla linjoilla, ja se oli vähemmän lohkojärjestelmä ja pikemminkin järjestelmä, jolla määritettiin, millä junilla olisi etuoikeus, kun junan liikkeet joutuisivat ristiriitaan. Junat käyttävät ennalta määrättyä liikennesuunnitelmaa, joka tunnetaan nimellä aikataulu, jossa käytettiin kiinteitä ohituspaikkoja, joita usein kutsutaan asemiksi. Muutokset toimintasuunnitelmaan tulevat junan lähettäjältä junatilausten muodossa, jotka lähetetään junille välittäjien välityksellä, jotka tunnetaan agentteina tai kuljettajina junien tilausasemilla.

Tätä menetelmää ei tällä hetkellä ole hyväksytty käytettäväksi Yhdistyneessä kuningaskunnassa. Vastaavaa järjestelmää, joka tunnetaan nimellä Telegraph and Crossing Order , käytettiin 1800-luvulla, mutta kolmen vakavan törmäyksen jälkeen 1870-luvulla ( Menheniot , Cornwall Railway, 1873; Thorpe , Great Eastern Railway, 1874; Radstock , Somerset & Dorset Rautatie, 1876) sen käyttö tuomittiin.

Pohjois -Amerikan junien tilausjärjestelmä toteutettiin usein muiden lohkojärjestelmien päälle, kun nämä lohkojärjestelmät oli korvattava. Esimerkiksi jos manuaalinen tai automaattinen lohko toteutettiin, junatilauksia käytettäisiin siirtymiseen varattuihin lohkoihin liikenteen virtaa vastaan tai silloin, kun liikennevirtaa ei havaittu.

Yksi juna toimii

Yksi juna toimii (junan henkilökunnan kanssa)

Jos yksiraiteinen haarajohto on umpikuja yksinkertaisella bussikuljetuksella, yksi merkki riittää. Haarajohtoon tulevan (tai sen jonkin osan) junan kuljettajan on oltava hallussaan, eikä törmäys toiseen junaan ole mahdollinen. Helppokäyttöisyyden vuoksi sen siirtämisestä kädestä toiseen, merkki oli usein sauvan muodossa, tyypillisesti 800 mm pitkä ja halkaisijaltaan 40 mm, ja sitä kutsutaan junan sauvaksi . Tällainen sauva voi olla puinen sauva, jossa on messinkilevy, jossa ilmoitetaan se linjan osa, jolla se on voimassa, tai se voi olla avaimen muodossa.

Yhdistyneen kuningaskunnan terminologiassa tätä työskentelytapaa kutsuttiin alun perin nimellä One Engine in Steam (OES) .

Yksi juna toimii (ilman junahenkilöstöä)

Yhden junan työskentelyjärjestelmän nykyaikainen muunnelma toimii ilman junan henkilökuntaa. Näillä radoilla ohjattavan haarautumissignaalin rako on kuljettajan ainoa valtuus mennä sivuliikkeelle, ja kun juna on ohittanut signaalin, lukitus pitää sen '' vaarassa '' (eikä signaalia voida poistaa myöhemmin) kunnes haaratoimistojunan paluumatkalla on kulkenut peräkkäin kaksi ratapiiriä sivuliikkeen alussa. Jatkuva junan havaitseminen haaralla ei ole tarpeen. Turvallisuus varmistetaan lukituspiirillä, ja jos raidepiirin toimintahäiriö ilmenee, on luotava ohjaajan erityinen hätätyö.

Tunnuksen hyväksyminen Etelä -Devonin rautatiellä

Token -lohko

Lohkon miehittämisvaltuudet saadaan, kun junan henkilökunta hallitsee fyysisesti tunnuksen, joka on hankittu siten, että varmistetaan, että raideosuudella on vain yksi juna kerrallaan.

Tavallinen junan henkilökunta (OTS)

Kuljettaja, joka lähestyy yksittäistä rataosuutta, saisi tunnuksen ja käyttää sitä valtuutena päästäkseen lohko -osaan. Hän luovuttaisi tunnuksen osion toisessa päässä. Tämä aiheutti ongelmia, jos yhtä junaa seurasi toinen samaan suuntaan, koska henkilökunta ei olisi oikeassa päässä ensimmäisen junan jälkeen.

Tavallinen junan henkilökunta ja lippu (OTST) tai (OTS & T)

Siksi tavallista junahenkilöstöä (OTS) laajennettiin: jos yhden junan seurasi toinen samaan suuntaan, ensimmäisen junan kuljettajan oli näytettävä merkki, mutta ei otettava sitä haltuunsa (teoriassa hänen oletettiin koskettaa fyysisesti tunnusta, mutta tätä ei noudatettu tiukasti). Hänelle annettiin kirjallinen lupa päästä yksittäisen linjan osioon, jota kutsutaan lipuksi . Hän saattoi jatkaa matkaa ja luovuttaa lipun osuuden toisessa päässä, ja toinen juna voisi seurata henkilökunnan hallussa.

Sähköjunien henkilökunta (ETS)

Näitä oli kahta kokoa, iso ja miniatyyri.

Manuaalinen lohkojärjestelmä

Lohkon miehittämisoikeus välitetään junille käyttämällä tienvarsisignaaleja, joita ihmisen kuljettajat ohjaavat manuaalisesti eri menettelyjen mukaisesti kommunikoidakseen muiden lohkoasemien kanssa junien erottamisen varmistamiseksi.

Lennätinlohko

British Airwaysin vakiomuotoisen lennätinlohkon instrumentit . Kello on alaosassa, jossa on avain kellon soittamiseen seuraavassa signaalilaatikossa. Sen yläpuolella on kytkin, joka osoittaa, onko rataosuus selkeä (vihreä), juna kyseisellä osuudella (punainen) tai normaali "linja estetty" (valkoinen).

Käytetään useilla raideosuuksilla, jolloin junien kulkua pisteestä toiseen ohjataan lennätinjohtimilla yhdistetyillä laitteilla. Yksinkertaisimmassa tapauksessa, jossa on kolme signaalilaatikkoa rataosuudella ilman risteyksiä, kolmen laatikon keskusta vastaanottaa pyynnön junan hyväksymisestä, signaloija asettaa kaikki asiaankuuluvat pisteet (käännökset) ja signaalit sekä signaalien vastaanottamisen ja pyydä sitten hyväksyntää linjan seuraavassa signaalilaatikossa. Kun juna on ohittanut, sen takana olevat signaalit asetetaan takaisin vaaraan ja ohjaaja ilmoittaa seuraavalle signaalilaatikolle, kun juna on poistunut osuudesta. Nämä viestit välitetään lennätinlaitteilla näppäimellä, jota painetaan kellon soittamiseksi etäsignaalilaatikosta. Jotkut yleisimmin käytetyistä kellokoodeista ovat seuraavat, joissa "-" tarkoittaa taukoa.

1 Kiinnitä huomiota
1-2 Signaalintoiminto vaaditaan puhelimitse
1-3-1 Onko linja avoin luokan 3 junalle?
2 Juna -alue
2-1 Juna pois osasta
3-1 Onko linja avoin luokan 2 junalle?
3-5 Peruuta viimeinen lähetetty kuvaus
4 Onko linja avoin luokan 1 junalle?
4-5 tai 9 Juna kulki ilman takavaloa
5-5-5 Signaalikotelon avaaminen
6 Hätähälytys
7 Pysähdy ja tutki junaa
7-5-5 Signaalikotelon sulkeminen
16 Testauslaitteet

Tällaiset järjestelmät kehitettiin 1800 -luvulla, ja niitä käytetään edelleen laajalti Britanniassa ja Australiassa.

Puhelinlohko

Tässä järjestelmässä tietyn rataosuuden varaaminen kahden aseman välillä sovitaan sen päälliköiden kesken puhelimitse. Turvallisuuden lisäämiseksi voidaan lisätä suojakerroksia; esimerkiksi säätelypiste, jossa valvontavaltuudet on kytketty kaikkiin linjan asemiin; aikataulu (Portugali); ja/tai tietokoneavustus (Ranska).

Portugali, Espanja ja Ranska käyttävät edelleen tätä järjestelmää ainakin joillakin päälinjoilla, vaikka tämän järjestelmän hallitseman radan kokonaispituus pienenee nopeasti sen työvoimavaltaisuuden ja luontaisen turvallisuuden puutteen vuoksi, koska se perustuu ensisijaisesti ihmisten viestintään (joskus useampia kuin vain kaksi asemapäällikköä korttelin kummassakin päässä) ja yksinkertaiset rautateiden lukitukset asemilla.

Portugalissa puhelinlohko oli kansallisen rautatieverkon tärkein turvajärjestelmä 1990-luvun puoliväliin saakka resurssien puutteen vuoksi. Näin ollen se kehittyi yrittämään tarjota useita turvakerroksia kiireisillä yhden raiteen linjoilla, joilla on erilaisia junatyyppejä, vaikkakin korkean henkilöstön kustannuksella. Vaikka portugalilaisessa järjestelmässä pääratojen junaliikenteen valtuudet ovat yksinomaan linjojen varrella olevien asemien vastuulla, sääntelyvirasto valvoo niitä ja erimielisyyksissä neuvoo asemia liikenteen järjestämisestä. Toisaalta jokainen juna -aikataulu osoittaa kaiken vuorovaikutuksen muiden junien kanssa (esim. Risteykset muiden junien kanssa, ohittamiensa junien ja niitä ohittavien junien kanssa), jotka on selvästi merkitty asemille, joilla vuorovaikutus tapahtuu. Kaikki poikkeamat, jotka johtuvat esimerkiksi viivästyksistä tai ylimääräisistä junista, on ilmoitettava junan miehistölle kirjallisesti. Huolimatta yleisestä käytännöstä, että kun kaksi junaa ylittää, molemmat pysähtyvät lähimmälle asemalle, tämä järjestelmä mahdollistaa hyvät keskimääräiset nopeudet nopeille junille, jotka ovat samanlaisia kuin automaattisella merkinantolinjalla. Jos pieniä viivästyksiä kuitenkin esiintyy ja ne lisääntyvät, voi ilmetä pidempiä viiveitä, kun järjestelmän ylimääräistä turvatilaa käytetään (ts. Paperityötä vaativa prosessi junan liikenneohjeiden päivittämiseksi muuttuneiden ylityskuvioiden mukaisesti). Tällaisia viivästyksiä ei tapahtuisi, ainakaan samasta syystä, automaattisella merkinantolinjalla.

Yleensä järjestelmä määrää, että lohkon oletetaan olevan suljettu; toisin sanoen lupa on hankittava ennen kuin juna saa mennä lohkoon yhdellä asemalla matkalla toiselle. Kuitenkin Ranskassa useilla raiteilla lohko on yleensä auki yksisuuntaisilla rataosuuksilla. Toisin sanoen sen jälkeen, kun asema on vahvistanut, että edellinen juna on vapauttanut korttelin, seuraava samaan suuntaan kulkeva juna voi heti tulla lohkoon, ja asemapäällikkö saapumisasemalla ilmoittaa lähtöasemalle junan saapumisajan lohko.

Merkitön lohko

Tämä on järjestelmä, joka on tarkoitettu käytettäväksi yksiraiteisissa rautateissä, eikä se vaadi merkkien käyttöä eikä jatkuvan junan havaitsemista osion kautta. Merkinanto on suunniteltu siten, että ohjaussignaalit sallivat vain yhden junan tulla linjalle kerrallaan. Lohkon loppupäässä olevan merkinantajan on silmämääräisesti tarkistettava, että koko juna on poistunut osuudesta eikä jakaantunut, vahvistamalla, että juna on "takavalolla varustettu".

Automaattinen lohkon signalointi

Pystysuora värillinen valosignaali Enshū -rautatieasemalla Japanissa

Automaattinen lohkosignalointi käyttää sarjaa automaattisia signaaleja, tavallisesti valoja tai lippuja, jotka muuttavat niiden näyttöä tai ulottuvuutta junien liikkeen perusteella anturin ohi. Tämä on ylivoimaisesti yleisin lohkojärjestelmä, jota käytettiin vuodesta 2018 lähtien lähes kaikentyyppisissä rautateissä pikaliikennejärjestelmistä rautateiden päälinjoihin. On olemassa laaja valikoima järjestelmiä ja vielä laajempi valikoima signaaleja, mutta ne kaikki toimivat suunnilleen samalla tavalla.

Kuten edellä kuvatut manuaaliset lohkojärjestelmät, automaattiset järjestelmät jakavat reitin kiinteisiin lohkoihin. Jokaisen lohkon loppuun asennetaan joukko signaaleja ja radanvarren anturi. Kun juna ohittaa anturin, signaalit laukaistaan näyttämään "lohko varattu" -asetus signaaleissa kyseisen lohkon kummassakin päässä. Useimmissa järjestelmissä signaalit eivät palaa välittömästi "lohkon tyhjäksi" -asentoon junan lähtiessä, vaan sen sijaan on jonkinlainen mekaaninen viive, joka säilyttää lohkon varatun näkökohdan tai yleisemmin esittää "jatka varovasti" -näkökohdan.

Liikkuvat lohkot

Turvallisuuden varmistamisen kannalta todellinen huomio on tietyn junan pysähtymismatka ja etäisyys, jolla se voi havaita toisen junan. Lohkot eivät todellisuudessa toteuta tätä konseptia, vaan ne käyttävät merkinantojärjestelmää, joka varmistaa, että junan huonoimmin toimivalla junalla on riittävästi aikaa pysähtyä. Tämä tarkoittaa sitä, että kaikki junat, joiden pysähtymiskyky on parempi, joutuvat liikennöimään maksiminsa pienemmillä nopeuksilla, elleivät kaikki tietyn linjan junat ole identtisiä.

Keskeinen kysymys on, että juna ei näe toista junaa turvallisesti pysähtyäkseen ajoissa. Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa junissa, joissa on jonkinlainen junien välinen viestintäjärjestelmä. Tässä tapauksessa mikä tahansa juna voi pitää itsensä turvallisella etäisyydellä muista junista ilman kiinteitä lohkoja. Näistä liikkuvista lohkojärjestelmistä on tullut suosittuja tarvittavan teknologian ilmestymisen jälkeen 1970 -luvulla.

Tällaisissa järjestelmissä mikä tahansa reitin juna voi kuunnella kaikkien muiden junien signaaleja ja liikkua sitten tavalla, jolla varmistetaan, että niillä on riittävästi pysähtymismatkaa. Varhain liikkuvat lohkojärjestelmät käyttivät vaijeria, joka oli kiristetty kiskolinjaa pitkin. Junat käyttäisivät magneettista induktanssia syöttääkseen signaaleja linjaan, joka ilmaisee niiden sijainnin. Kaapeli voi myös tarjota kyseisen sijainnin useilla tavoilla, jotka junan anturi voisi noutaa. Nykyaikaisemmat järjestelmät voivat käyttää ulkopuolisia paikannusjärjestelmiä, kuten globaalia paikannusjärjestelmää tai radanvarren ilmaisimia, ja lähettää tietoja junien välillä eri radiopohjaisilla menetelmillä.

Liikkuvien lohkojärjestelmien etuna on se, että radalla ei ole kiinteää määrää junia, koska kiinteitä lohkoja ei ole. Tämä voi parantaa reitin kapasiteettia, kuten nähdään Jubilee linja ja Pohjois linja on Lontoon maanalaisen , missä päivitettyjä kesäolympialaiset 2012 parani kapasiteettia noin 50%.

Historia

Ensimmäistä käyttöä lohkon työskentely oli todennäköisesti vuonna 1839, kun Cooke ja Wheatstonen lennätin asennettiin Clay Cross tunneli on Pohjois Midland Railway . Lennätinlaitteet vaihdettiin vuonna 1841 lohkotyöhön tarkoitettuihin laitteisiin. Vuonna 1842 Clay Cross -järjestelmän rakentanut William Fothergill Cooke julkaisi Telegraphic Railways tai Single Line -julkaisun , jossa hän ehdotti lohkotyötä yleiskäyttöön turvallisempana tapana työskennellä yksittäislinjoilla . Aiemmin junien erottaminen perustui vain tiukkaan aikatauluun, mikä ei voinut sallia odottamattomia tapahtumia.

Katso myös

Huomautuksia

Viitteet

Lähteet

Hinson, John (2020). "Signaalilaatikko" .
Kichenside, Geoffrey; Williams, Alan (2008). Kaksi vuosisataa rautateiden signalointia (2. tarkistettu toim.). Oxford Publishing Company. ISBN 978 0 86093672 5.
Vanns, Michael A. (2012). "1870 -luvun merkinantovallankumous". Signalointi Steamin aikakaudella . abc (2. painos). Hersham, Surrey: Ian Allen. ISBN 978 0 7110 3536 2.

Languages

In other projects