نظم متقدمة للإشارة والمراقبة لتدفقات حركة السكك الحديدية العالية السرعة

مركز مراقبة حركة المرور

ويتيح مركز مكافحة الإرهاب لمشغل واحد إدارة تحركات القطارات على منطقة جغرافية كبيرة من غرفة مراقبة مركزية، ويمكن للمرسلين أن ينظروا إلى مواقع آنية، وأن يحددوا طرقاً، وأن يعدلوا جداول زمنية على الفور، وفي شبكات عالية السرعة، تدمج لجنة مكافحة الإرهاب مع مقاييس طرق آلية لتسوية النزاعات، وتعطي الأولوية للتدريب، وتخفف من التأخيرات، مثلاً، تستخدم شبكة TGV الفرنسية نظاماً لتحديد حركة المرور (Fi-T):

مراقبة التدريب الإيجابي في الولايات المتحدة

P[TC is a mandated system in the U.S. designed to prevent train‐-to-train collisions, overspeed derailments, unauthorized entries into work zones, and movements through misarangees. While originally conceived for cargo and passenger lines operating at lower speeds, PTC has been upgraded on Amtrak’s Northeast Corridor to support highspeed Acela enforcement services.

الابتكارات التكنولوجية التي تقود تدفق المرور والقدرة

تحليل البيانات في الوقت الحقيقي والصيانة الافتراضية

ويولد السكك الحديدية العالية السرعة كميات هائلة من البيانات التشغيلية: درجات حرارة الأكسيد، والتوقيعات على التذبذب، والقوى المتحركة، والأحداث التي تشير إلى حدوث انقطاع في الحركة، وتسمح الآن لمنابر التحليلية في الوقت الحقيقي بتعطيل مسارات البيانات هذه، وتطبق الإنذارات القائمة على القواعد - على سبيل المثال، مما يؤدي إلى خفض السرعة عند تجاوز الحد الأدنى من الحرارة عند وجود حد معين.

الاستخبارات الفنية للكشف عن الديناميك وحل النزاعات

(أ) أن نظم إدارة حركة المرور القائمة على أساس عال تحل محل البرمجيات القائمة على الترميز بمقياس أمثل، وتنظر في عشرات المتغيرات في وقت واحد: أولوية القطار، وتوافر المنصات، وتكاليف الطاقة، ووصلات الركاب، ونوافذ الصيانة؛ وعلى سبيل المثال، يمكن للعوامل التعليمية تعزيزية أن تتعلم حل النزاعات الصغيرة قبل أن تتحول إلى تأخيرات كبيرة.

مستويات عملية التدريب الآلي

أما السيارات التي تقوم بدور قيادي في مجال السيارات فتتراوح بين بدء التشغيل الآلي والتوقف (مجموعة التشغيل الآلي 2) وعملية القطار غير المجهزة (الهدف 4) وفي السكك الحديدية العالية السرعة، تعمل معظم النظم في غوا 2: لا يزال السائق موجودا ولكنه معفي من مهام التسارع والتفاخر المعتادة، ويتبع نظام ATO منحنى سريع جدا لتنفيذ نظام باريس الجديد المتعلق بالسلامة في مجال الطاقة.

الاتصال اللاسلكي: 5 زاي و LTE-R

أما الاتصالات الموثوقة والمنخفضة المستوى فهي العمود الفقري للإشارة الحديثة، أما المعيار الحالي للمستوى 2 من نظام الإبلاغ عن المعاملات التجارية، فهو يوفر معدلات بيانات لعدد قليل من الكيلومترات ويقترب من نهاية الحياة، كما أن الجيل التالي الذي يسمى " نظام الاتصالات الهاتفية السريعة " الذي يستند إلى 5 جي، ويضع معدلات بيانات لـ 100 ميغابايت أو أكثر من مليئية في إطار نظام المراقبة.

التحديات في التنفيذ والعملية

التهديدات الأمنية السيبرانية

ومع تزايد الربط بين نظم الإشارة والاعتماد على الاتصالات القائمة على الإنترنت، أصبحت أيضا أكثر عرضة للهجمات الإلكترونية، وقد يؤدي النجاح في الدخول إلى تعطيل الفصل بين القطارات، أو إشارات الاستنباط، أو حتى إلى السيطرة على نظم التكسير، وقد تم في الماضي ضخ شبكات التحكم في السككك الحديدية ذات السرعة العالية، ولكن الدافع إلى التدمير والرصد عن بعد قد أدى إلى تدني هذه العزلة.

تعقيد التكامل وقابلية التشغيل المتبادل

ونادرا ما يكون استحداث نظام جديد للإشارات على خط مرتفع جداً قائماً هو مشروع للميدان الأخضر، إذ أن عمليات الربط بين المغازلة، والمضادات المكبسة، ونظم الإمداد بالطاقة يجب أن تتعايش مع مراكز جديدة للربط اللاسلكي والحواسيب الموجودة على متنها، وكثيراً ما تظل قابلية التشغيل المتبادل بين مختلف معدات الصانعين تحدياً مستمراً حتى في إطار نظام تبادل المعلومات والاتصالات، مما أدى إلى حدوث حالات انحراف في التنفيذ إلى مسائل تتعلق بالهياكل الأساسية.

رسوم ومصاريف التمويل

ويمكن أن يكلف نشر نظام إشارة متطورة عشرات الملايين من الدولارات لكل كيلومتر من خط السير، لا سيما عندما تتطلب الأنفاق والنقاش تغطية متخصصة، وكثيرا ما تتوقف حالة الأعمال التجارية على الزيادات المتوقعة في القدرات لتبرير الاستثمار، فعلى سبيل المثال، فإن تحويل ممر مرتفع يبلغ 500 كيلو متر من المستوى 1 إلى المستوى 2 قد يخفض من مستوى الرأس من ثلاث دقائق إلى دقيقتين، مما يعزز القدرة على العمل بنسبة 50 في المائة.

الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة

Blockchain for Secure Data Management

(أ) [تكنولوجيا الاختراق] توفر دفتر دفتر محصن لتسجيل أوامر الإشارة، وتاريخ الصيانة، وتدريب الهويات، وفي بيئة عالية السرعة، يمكن أن يؤدي توزيع الثقة عبر عدة نوافذ إلى الحد من خطر الفشل في قاعدة بيانات مركزية، وقد تستخدم مشاريع البرمجيات المحظورة في تسجيل كل تغيير في تتبع الهندسة أو تشكيلة الإشارات، مما يجعل مسارات المعاملات العامة غير متوافقة وغير قابلة للاختراق.

التوائم الرقمية من أجل المحاكاة والتعظيم

فالتوأم الرقمي هو نموذج افتراضي عالي التخميد لنظام للسكك الحديدية الفيزيائية يتلقى بيانات حية من أجهزة الاستشعار ويعمل كسرير اختبار للتغيرات التشغيلية، ويمكن لمراقبي حركة المرور أن يُجريوا محاكاة " ما - إذا كان الأمر يُمثل إضافة قطار غير سريع أثناء العطلة، وأن يروا الأثر على الطرق الرئيسية واستهلاك الطاقة قبل تنفيذ التغيير.

القطارات السريعة ذاتية السرعة

أما الحكم الذاتي الكامل (الهدف 4) بالنسبة للقطارات العالية السرعة الرئيسية فلا يزال هدفاً بحثياً، فالعقبات التكنولوجية كبيرة: إذ إن اكتشاف العقبات على المسار على مسافة 300 كيلومتر/ساعة يتطلب دمج رادار، و " ليدار " ، وبيانات فيديو، بالإضافة إلى خوارزميات قوية لتصنيف الجسم يمكن أن تميز بين حيوان مفترق وقطعة من الحطام، كما أن الأطر القانونية والمسؤولة في نهاية المطاف هي الجهة المسؤولة عن ذلك في عام 2020.

خاتمة

ومن خلال الانتقال من نقطة الحضيض إلى نقطة الإرسال والتوأم الرقمية، فإن كل ابتكار يحفز على مظروف السلامة والقدرة والكفاءة، وقد أدى الانتقال من الإشارة الثابتة إلى الاتصال إلى توسيع آفاق النقل غير المتصور إلى جيل، وإلى زيادة القيود على الهياكل الأساسية القائمة، وإلى زيادة تعزيز عمليات النقل عبر الإنترنت.