Трансмиссия Voie-Machine - Википедия - Transmission Voie-Machine
- Эта статья изначально была основана на материалах TGVweb, который находится под лицензией GFDL.
Трансмиссия Voie-Machine (TVM, Английский язык: передача от рельсов к поезду)сигнализация кабины первоначально развернутый в Франция и в основном используется на высокоскоростная железная дорога линий. ТВМ-300 была первая версия, за которой последовала ТВМ-430.
ТВМ-300 был разработан в 1970-х годах как часть TGV проект. На скорости более 220 километров в час поезда TGV курсируют только по выделенным путям, обозначенным как lignes à grande vitesse (LGV). При движении на высокой скорости водитель не может точно видеть цветной свет. железнодорожные сигналы сбоку от трассы. Вместо этого сигнальная информация передается в поезд и отображается на приборной панели машиниста поезда. Водителю отображается безопасная рабочая скорость, измеренная в километров в час.
Система TVM-430, разработанная в 1980-х годах, предоставляет больше информации, чем позволяли традиционные системы сигнализации, в том числе трек градиент профили и информация о состоянии сигнальных блоков дальше. Такая высокая степень автоматизации не выводит поезд из-под контроля машиниста, хотя существуют специальные механизмы безопасности, которые могут безопасно остановить поезд в случае ошибки машиниста.
Фон
История
Система TVM была разработана французской группой Compagnie de Signaux et d'Entreprises Electriques (CSEE), которая сейчас является частью Hitachi Rail STS.
На LGV используются две версии сигнализации TVM: TVM-430 и TVM-300. TVM-430, более новая система, была впервые установлена на LGV Nord к Тоннель под Ла-Маншем и Бельгия, и поставляет поездам больше информации, чем TVM-300. Помимо других преимуществ, TVM-430 позволяет бортовой компьютерной системе поезда генерировать непрерывную кривую управления скоростью в случае срабатывания экстренного тормоза, эффективно вынуждая водителя безопасно снизить скорость, не отпуская тормоз.
TVM-430 был представлен из предполагаемого «модульного и гибкого» диапазона уровней системы сигнализации от TVM-400 до TVM-440 (дополнительное автоматическое управление поездом) и TVM-450 (полное управление без водителя).[1][2]
Выполнение
Линия разделена на участки сигнальных блоков длиной около 1500 метров (~ 1 мили), границы которых обозначены синими квадратными знаками, напечатанными желто-белым треугольником. Цифровой дисплей на приборной панели машиниста поезда показывает максимально допустимую скорость для текущего участка поезда, а также целевую скорость в зависимости от состояния линии впереди. Максимально допустимая скорость основана на таких факторах, как близость идущих впереди поездов (с постепенным уменьшением максимально допустимой скорости в блоках ближе к задней части следующего поезда), соединение размещение, ограничения скорости, максимальная скорость поезда и расстояние от конца маршрута LGV. Поезда на высокой скорости останавливаются за несколько километров. Поскольку поездам потребуется более одного сигнального блока для замедления, водители предупреждаются о постепенном снижении скорости за несколько блоков до любой необходимой остановки.
Система сигнализации разрешающая; машинисту поезда разрешается пройти в занятую секцию блока без предварительного разрешения. Скорость в этой ситуации ограничена 30 км / ч (19 миль / ч), и если скорость превышает 35 км / ч (22 миль / ч), включается аварийный тормоз и поезд останавливается. Если табличка, обозначающая вход в секцию блокировки, сопровождается знаком с надписью Nf, секция блокировки не является разрешительной, и водитель должен получить разрешение от Центра сигнализации и управления (Poste d'Aiguillage et de Régulation) перед входом в блок. После того, как маршрут установлен или центр сигнализации предоставил разрешение, под маркерной доской загорается белая лампа, информирующая водителя. Затем машинист подтверждает разрешение, используя кнопку на панели управления поездом. Это временно отменяет систему экстренного торможения, которая в противном случае остановила бы поезд при прохождении мимо контура заземления запрещающего маркера.
Когда поезда входят или выходят из LGV из lignes classiques, они проходят через контур заземления, который автоматически переключает индикаторы приборной панели водителя на соответствующую систему сигнализации. Например, поезд, выходящий из LGV на французский классическая линия будет деактивирована сигнальная система TVM и традиционный KVB (Contrôle Vitesse par Balise, Английский: контроль скорости маяка) система включена.
Электроника
Это одна из наиболее совершенных систем железнодорожной сигнализации в мире.[нужна цитата ] хотя сама реализация по-прежнему основана на реле а не твердотельная электроника.
Система TVM-430 состоит из двух компонентов: наземного и бортового. Оба работают с использованием Motorola 68020 учебный класс процессоры, и запрограммированы в Ада, компьютерный язык, часто используемый в критические системы безопасности. В системе широко используются избыточность; среднее время между опасными отказами оценивается более чем в 1 миллион лет.[нужна цитата ]
Наземный сегмент TVM-430 расположен в гусеничных боксах, которые контролируют участки пути длиной около 15 км (9,3 мили). Каждый из них связан с централизованным центром управления движением линии и напрямую контролирует около десяти участков пути, каждый со своим собственным. рельсовая цепь. Информация о сигнализации закодирована в AC сигналы, которые подаются на рельсы каждого блока. Есть четыре разных несущие частоты доступны в TVM-430 и используются попарно поочередно на обоих путях линии TGV. На одной дорожке блоки используют попеременно 1700Гц и 2300 Гц, в то время как на других блоках трека используются попеременно 2000 Гц и 2600 Гц. На этих несущих частотах могут быть модулированы 27 отдельных звуковых частот, любая комбинация которых может присутствовать одновременно; более ранний TVM-300 использовал восемнадцать отдельных частот, только одна из которых могла присутствовать в любое время. Каждый блок имеет приемник на конце, противоположном передатчику, и потеря сигнала рельсовой цепи (из-за короткого замыкания колесами поезда или из-за отказа) интерпретируется как указание на то, что блок занят. Границы сигнальных блоков оснащены электрическими разделительными швами, которые предотвращают взаимодействие соседних блоков друг с другом, в то же время пропуская обратный ток тяги (при 50 Гц). Эти рельсовые цепи называются рельсовой цепью UM71 C.
Сигналы, которые присутствуют в рельсах, обнаруживаются антеннами, установленными под передней аэродинамической плотиной поездов TGV, примерно на 1 метр (3 фута) впереди передней части. ось. Эти антенны работают за счет индуктивной связи с сигналом переменного тока, шунтируемым между рельсами первой осью. На каждую цепочку приходится четыре дублирующих антенны, по две на каждом конце. Используются только две «впереди» поезда (по ходу движения). Сигнал от рельсовой цепи фильтруется, кондиционируется и декодируется на борту поезда двумя резервированными цифровыми процессорами сигналов.
Радио интерфейс
- Непрерывный сигнал
Для непрерывного сигнала применяется аналоговый полосовой фильтр, чтобы изолировать диапазон частот TVM от 1600 до 2640 Гц.[3] При этом каждая из четырех несущих частот 1700/2000/2 300/2 600 Гц проверяется на наличие частотно-модулированного сигнала 25,68 Гц. Сигнал 25,68 Гц необходим для работы рельсовой цепи и для активации реле в оборудовании TVM430 поезда. Сами биты данных модулируются по частоте с интервалом 0,64 Гц между 0,88 Гц и 17,52 Гц.[4]
- Прерывистый сигнал
В фиксированных местах между дорожками используются кабельные петли. Опорный сигнал 62,5 кГц передается вместе с двумя несущими частотами 125 кГц, не совпадающими по фазе друг с другом.[4] Передается сообщение со скоростью 4800 бод.[4] с использованием фазовых скачков.[3]
Сетевой код
Код сети хранится в битах 25–27, что дает значение от 1 до 7.[5]
| Код | Железнодорожная линия |
|---|---|
| 0 | |
| 1 | LGV Sud-Est |
| 2 | LGV Atlantique |
| 3 | Тоннель под Ла-Маншем |
| 4 | LGV Est |
| 5 | Высокая скорость 1 (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ) |
| 6 | HSL 1 (Бельгия) |
| 7 | Другой |
LGV Nord
Девять битов содержат идентификационный код сети и контрольную сумму. Точное значение остальных 18 битов зависит от конкретного сетевого кода и называется «параметризацией». Для первого развертывания на LGV Nord, 8 бит назначаются для информации о скорости, 6 бит для текущей длины блока и 4 бита для градиента текущего блока:[3]
| TVM 430 | Использование LGV Nord | TVM 430 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Используемые биты | 3 | 8 | 6 | 4 | 6 |
| Цель | сетевой код | скорость | расстояние | градиент | контрольная сумма |
Кодирование
Декодированный сигнал принимает форму 27-битного цифрового слова, каждый бит которого соответствует одной из 27 частот, модулированных на несущую частоту в рельсовых цепях. Наличие определенной частоты указывает на бит «1», а отсутствие соответствует «0». Полученное слово содержит несколько полей в следующем порядке:
- Коды скорости содержащий три части информации: текущая максимальная безопасная скорость в блоке, целевая скорость в конце блока и целевая скорость в конце следующего блока. Каждый из них может принимать шесть различных значений; в случае высокоскоростной линии это (в км / ч) 320, 300, 270, 230, 170, 80 и 0, что примерно соответствует типичному профилю торможения и замедления.
- Градиент информация, усредненная по длине блока. Это позволяет компьютерам сигнализации поезда учитывать это при расчетах скорости.
- Длина блока, который может немного отличаться и также важен при расчетах скорости. Например, на ровном участке высокоскоростной дороги длина блока может составлять 1500 метров, а в конечных зонах Тоннель под Ла-Маншем, блоки составляют одну десятую длины.
- Сетевой код, число, определяющее интерпретацию кодов скорости, которую должен принимать компьютер поезда. Например, на высокоскоростных линиях, где максимально допустимая скорость составляет 300 км / ч (186 миль / ч), используется другой сетевой код, отличный от кода в туннеле под Ла-Маншем, где ограничение скорости составляет 160 км / ч (100 миль / ч). Поезда Евростар эта информация нужна, поскольку они работают как на высокоскоростных трассах, так и в туннеле.
- Проверка ошибок код, позволяющий проверить целостность всего 27-битного слова, если информация была неправильно прочитана. Это позволяет исправлять ошибки, а также обнаруживать ошибки в большинстве случаев. Код имеет форму 6-битного циклическая проверка избыточности (CRC).
Эти 27 бит информации используются в качестве входных данных для компьютера сигнализации поезда, бортовой части системы TVM-430. В более старых версиях TVM целевая скорость обновлялась только на каждой границе блока, что приводило к «ступенчатому» профилю скорости, который не отражает непрерывные изменения скорости, производимые водителем. Тем не менее, с дополнительной информацией о длине блока и профиле, TVM-430 может генерировать непрерывно изменяющуюся целевую скорость посредством вычислений, выполняемых в бортовом сигнальном компьютере, таким образом обеспечивая гораздо более реалистичный профиль скорости непрерывного ускорения или замедления для водителя. следить.
В дополнение к непрерывному контролю скорости, обеспечиваемому TVM-430, отдельные инструкции могут передаваться поезду с помощью индуктивных петель, расположенных между рельсами, которые соединяются с соответствующим датчиком под поездом. Используя тот же принцип частотного кодирования, можно восстановить 28 бит информации с маяка на скорости до 400 километров в час (250 миль в час). Они бывают двух длин в зависимости от скорости линии: 7 метров и 4,5 метра. Они называются BSP (букле без понтюэля) Контуры прерывистой передачи (ITL). Они состоят из двух полупетлей, которые вместе передают сообщение на частоте 125 кГц, сдвинутой по фазе с несущей частотой 62,5 кГц. Передаваемая информация касается различных событий или необходимых действий:
- Въезд или выезд с высокоскоростной линии
- Постановка или снятие с охраны системы TVM-430
- Закрытие кондиционер вентиляционные отверстия перед входом в туннель
- Поднятие или опускание пантографы
- Переключение на другое напряжение питания
Надзор
«Черный ящик», похожий на самолет регистратор полетных данных, пассивно наблюдает за всем процессом, отслеживая различные параметры и записывая события. В поездах, оборудованных TVM-430, старое записывающее оборудование с бумажной ленты было заменено цифровой записывающей системой ATESS. Каждое действие, предпринимаемое водителем (дроссельная заслонка, тормоза, пантографы), а также аспекты сигнализации (для TVM-430, KVB и обычных сигналов) записываются на магнитная лента для последующего анализа с помощью настольного компьютера.
Другая система, известная как VACMA, контролирует бдительность водителя. Он состоит из ножное педальное управление что водитель должен удерживать TGV, чтобы двигаться. Эту педаль необходимо отпускать, а затем повторно нажимать каждые 60 секунд, если не происходит никаких других действий. Один период времени до того, как прозвучит зуммер, и другой период времени, прежде чем сработают автоматические экстренные тормоза. Орган управления может быть отпущен на очень короткий период времени, прежде чем раздастся зуммер, и еще на очень короткий период времени до включения автоматических аварийных тормозов.
Превышение скорости
Перед включением аварийного тормоза поезда делается небольшая поправка на превышение скорости. На скорости ниже 80 км / ч запас составляет пять километров в час. При номинальной скорости 80–160 км / ч допустимое отклонение составляет десять километров в час, а при скорости более 160 км / ч - пятнадцать километров в час.
Дисплей кабины
В центре рабочего места водителя в кабине TGV, прямо под лобовым стеклом, находится двойной или тройной ряд квадратных индикаторов. Здесь водителю отображаются целевые скорости для текущего и последующих блоков в виде чисел (в километрах в час) на цветном фоне. Полная линейная скорость указывается черными цифрами на зеленом фоне, в то время как более медленные аспекты указываются белыми цифрами на черном фоне, а точка обозначается как «000» на красном фоне. Ниже этого дисплея находится спидометр, где отображается постоянно меняющаяся скорость цели, а также текущая скорость. Скорость измеряется резервным поездом тахометры с точностью ± 2%. Допустимое отклонение между целевой скоростью и фактической скоростью зависит от скорости.
Все сигнальные дисплеи в кабине должны быть очень надежными, поскольку они критически важны для безопасности. У них есть датчики положения на основе реле, которые передают компьютеру сигнализации информацию о текущем аспекте, отображаемом водителю. При выходе из строя блока индикации принимаются соответствующие меры по остановке поезда.
Чтобы снизить нагрузку на машиниста, скорости отображаются на несколько кварталов впереди поезда. Когда за блоком следует более ограничительный (более медленный) блок, дисплей этого блока мигает, чтобы водитель мог лучше предвидеть изменение скорости, не отпуская тормоз. Ограничительные показания могут обновляться только на границах блока, за исключением экстренных случаев. Они сопровождаются звуковым сигналом в кабине. Однако ограничения могут быть сняты в любое время в пределах блока.
TVM-430 имеет встроенное резервирование, и можно задаться вопросом, почему он не используется для непосредственного управления поездом. Однако ввиду отсутствия адаптируемости системы к неожиданным ситуациям, считается желательным сохранить человек в петле. Таким образом, управление TGV осуществляется полностью вручную, но сигнальная система очень внимательно следит за тем, чтобы обеспечить максимальную безопасность.
| Руж (Стоп, участок пути занят или конец линии) |  | (Nf или же F маркер) | ||
| Нуль (Предупреждение 0; остановка при следующем сигнале) |  | |||
| 080E (Exécution 80; не превышайте 80 км / ч) |  | |||
| 080A (Отклонение 80, изменение скорости на 80 км / ч впереди) |  | |||
| 160E (Exécution 160, не превышайте 160 км / ч) |  | |||
| 160A (Обход 160; впереди изменение скорости на 160 км / ч) |  | |||
| 220E (Exécution 220; не превышайте 220 км / ч) |  | |||
| 220А (Avertissement 220; изменение скорости на 220 км / ч впереди) |  | |||
| 270 В |  | |||
| 270VL (Voie Libre 270 км / ч; скорость 270 км / ч) |  | |||
| 270A (Обход 270; впереди изменение скорости на 270 км / ч) |  | |||
| 300 В |  | |||
| 300VL (Voie Libre 300 км / ч; двигаться со скоростью 300 км / ч) |  | |||
Другие системы сигнализации
Система TVM используется только на высокоскоростных линиях и в Тоннель под Ла-Маншем. Вне высокоскоростных линий используются другие системы сигнализации. Каждый поезд TGV оборудован KVB (Contrôle Vitesse par Balise, "Beacon Speed Control"), который используется во французском классическая линия сеть. Помимо TVM, в различных комбинациях используются следующие системы:
- КВБ, французская сигнализация (электромеханическая с радиомаяками)
- ATB, то нидерландский язык сигнальная система (индукционная)
- ATB-NG более новая версия ATB (на основе маяка)
- УВД в Японский сигнальная система (индукционная)
- Blocco Automatico a Correnti Codificate, то Итальянский На некоторых линиях с ограничением скорости более 200 км / ч использовалась индукционная система защиты.
- ПАМЯТЬ, то бельгийский сигнализация (электромеханическая)
- TBL, более новая версия MEMOR (электромеханическая с радиомаяками)
- InduSi / PZB в Немецкий сигнальная система (индукционная)
- LZB, немецкая система для высокоскоростных линий (также на индукционной основе)
- AWS, то Британский сигнальная система (индукционная)
- TPWS, система предупреждения, дополняющая AWS
- ETCS, Европейская система управления поездом - это система сигнализации и управления, разработанная для замены 14 несовместимых систем безопасности, используемых в настоящее время на европейских железных дорогах, особенно на высокоскоростных линиях.
- Интегра-Сигнум Швейцарская индукционная сигнальная система.
- CAWS, аналогичная форма системы сигнализации в кабине, используемая в Ирландии.
Смотрите также
Примечания и ссылки
- ^ "Симпозиум CS Transport w CNTK" (по польски). Получено 2009-05-18.
- ^ Грюр, Y (1989). «ТВМ 400-А модульная и гибкая система УВД». Цитировать журнал требует
| журнал =(помощь) - ^ а б c SNCF (май 1991 г.). «Рисунок 6» (PDF). Управление поездом на французских железных дорогах. Материал собран во Франции: 10, 23.
| раздел =игнорируется (помощь) - ^ а б c Евротоннель (16 января 2009 г.). "Сигнализация" (PDF). Уведомление о существующих международных соглашениях в соответствии с положениями статьи 7.4.1 Технической спецификации взаимодействия: безопасность в железнодорожных туннелях (TSI / SRT). Евросоюз. п. 5. Получено 6 апреля 2012.
| раздел =игнорируется (помощь) - ^ "Valeurs des bits du mot" (PDF). Этюд трансмиссии Voie-Machine. 4 декабря 2010. С. 14–16. Архивировано из оригинал (PDF) 1 апреля 2016 г.. Получено 6 апреля 2012.
- Kichenside, G .; Уильямс, А. (1998). Два века железнодорожной сигнализации. Oxford Publishing Co., стр. 215–220. ISBN 0-86093-541-8.
- Управление по безопасности и стандартам (1996 г.). Приложение C: Иллюстрация применения к системе сигнализации в кабине Eurotunnel (PDF). GK / RT0036: Переход между системами линейной сигнализации и другими системами управления поездом (Отчет). Стандарт железнодорожной группы. Лондон: Railtrack PLC. С. 10–12. Архивировано из оригинал (PDF) 17 июля 2011 г.. Получено 15 декабря 2008.