Table of Contents
سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) فناوری بسیاری از صنایع را انقلابی کرده است و عملیات راه آهن به عنوان یک محرک اصلی شناخته می شود. قطارهای مدرن در حال حاضر به GPS برای سیگنال های دقیق و ردیابی مکان زمان واقعی، به طور چشمگیری بهبود ایمنی، بهره وری و اطلاع رسانی از اینکه سیستم های سنتی یک بار به مدارهای مبتنی بر ردیابی و نظارت دستی متکی هستند، GPS یک دوره جدید از چالش های مدیریت داده های خودکار در سراسر جهان را فعال می کند، و ردیابی این برنامه های راه آهن و ردیابی این مقاله راه آهن است.
نقش GPS در سیگنال راه آهن
سیستم های سیگنال راه آهن سنتی از مدارهای ثابت یا شمارنده های محور برای تشخیص موقعیت های قطار استفاده می کنند، این روش ها قابل اعتماد اما محدود هستند: آنها فقط می دانند که آیا یک بخش از مسیر اشغال شده است، نه محل دقیق یا سرعت قطار.این منجر به فاصله محافظه کارانه بین قطارها، کاهش ظرفیت ارسال کنندگان شبکه می شود.
تکنولوژی GPS این محدودیت ها را با ارائه داده های موقعیت مداوم و بالا، ماهواره ها مختصات قطار را در زمان واقعی انتقال می دهند، به سیستم های سیگنال دهی اجازه می دهد تا مکان دقیق قطار، سرعت و جهت دقیق تر را بدانند.این داده ها باعث می شود تغییرات سیگنال اتوماتیک، محدودیت های سرعت پویا و جریان ترافیک بهینه شده، نتیجه امن تر، شبکه راه آهن کارآمد تر با تأخیر و بالاتر باشد.
سیگنال خودکار بلاک با GPS
سیستم های مبتنی بر GPS سیگنال های بلوک اتوماتیک پیشرفته را قادر می سازند، این مسیر به بلوک ها تقسیم می شود، اما بر خلاف بلوک های ثابت، بلوک های مجازی می توانند به صورت پویا تعریف و تنظیم شوند، هنگامی که یک قطار وارد یک بلوک مجازی می شود، سیستم به طور خودکار سیگنال هایی را برای احتیاط یا توقف برای قطارها، حفظ جدایی ایمن بدون مداخله انسانی تنظیم می کند.این تکنولوژی ظرفیت خط را با اجازه دادن به اجرای نزدیک تر در حالی که سیستم های کنترل مدرن (CS) و سیستم کنترل سطح 3 (سیستم کنترل بهتر از سوی ایالات متحده (سیستم کنترل سیستم کنترل سیستم کنترل سیستم کنترل سیستم کنترل سیستم کنترل کیفیت 3) و سیستم کنترل بهتر است، پشتیبانی می کند.
کنترل قطار مثبت (PTC)
در ایالات متحده، بهداشت یک سیستم فدرال است که از GPS، رادیو و رایانه های داخلی برای جلوگیری از برخورد قطار به قطار، از راه رفتن سریع و حرکات غیر مجاز استفاده می کند. GPS داده های محل و سرعت را فراهم می کند که در آن، استفاده از بهداشت برای اجرای مقامات حرکت و محدودیت های سرعت اگر یک قطار بیش از حد غیر مجاز یا وارد قلمرو وارد شود، به طور خودکار این سیستم ترمز را به طور قابل توجهی کاهش می دهد و به طور قابل توجهی کاهش حوادث راه آهن سیگنال دهی.
ردیابی مکان و ایمنی
ردیابی دقیق مکان ستون فقرات ایمنی راه آهن است. GPS اجازه می دهد تا اپراتورهای به طور مداوم بر موقعیت هر قطار نظارت کنند، انحرافات را از مسیر برنامه ریزی شده شناسایی کنند و بلافاصله به مواقع اضطراری پاسخ دهند.این داده های زمان واقعی مدیریت حوادث را بهبود می بخشد، خطرات برخورد را کاهش می دهد و از استفاده از ناوگان کارآمد پشتیبانی می کند.
زمان واقعی نظارت ناوگان
سیستم های ردیابی GPS یک دیدگاه زنده از تمام قطارها در یک شبکه ارائه می دهند. Dispatchers موقعیت دقیق، سرعت و تاخیر در یک نقشه دیجیتال را می بیند.این باعث می شود که دوباره فعال شوند، برنامه بهتر و پاسخ فوری به اختلالات.
حفاظت از آلودگی و اجتناب از آلودگی های سطحی
GPS اجازه می دهد تا اپراتورهای به تعریف جغرافیایی مجازی در اطراف ایستگاه ها، یا مناطق ساخت و ساز، هنگامی که یک قطار وارد یا ترک یک زمین لرزه، سیستم می تواند باعث کاهش سرعت خودکار یا هشدار شود، این ایمنی در مناطق پیچیده را افزایش می دهد. علاوه بر این، داده های GPS می تواند با سیستم های جلوگیری از برخورد داخلی یکپارچه، ارائه هشدار های صوتی و بصری به رانندگان و در سیستم های خودکار، استفاده از ترمز.
پیش بینی تعمیر و نگهداری و مدیریت دارایی
GPS فقط در مورد موقعیت مکانی نیست؛ همچنین تعمیر و نگهداری داده محور را با ضبط مسیرهای قطار، زمان های اقامتی و الگوهای شتاب / کاهش می دهد، اپراتورهای می توانند پوشیدن را بر روی اجزایی مانند چرخ ها، ترمزها و موتورهای پیش بینی کننده کاهش خرابی های پیش بینی نشده و گسترش عمر دارایی پیش بینی کنند.
تحلیل الگوی استفاده
به عنوان مثال، خطوط GPS نشان می دهد که چگونه هر یک از لوکوموتیو یا واگن های ریل استفاده می شود.برای مثال، قطاری که اغلب بر روی گرادیان های شیب دار اجرا می شود، پوشیدن ترمزهای مختلف را نسبت به یک دستگاه در زمین های تعمیر و نگهداری، زمانی که آستانه ها بیش از حد استفاده می شود، ترکیب می کند.
بهینه سازی ناوگان
داده های موقعیت کمک می کند تا استقرار ناوگان را بهینه سازی کنید. اپراتورهای می توانند دارایی های کم هزینه، بارهای تعادل در سراسر شبکه را شناسایی کنند و جایگزین های کارآمد لوکوموتیو را برنامه ریزی کنند.این امر الزامات اندازه ناوگان را کاهش می دهد و هزینه های سرمایه را برای شرکت های حمل و نقل ریلی کاهش می دهد، ردیابی مبتنی بر GPS همچنین امنیت محموله را با نظارت بر توقف های مشکوک یا انحراف از مسیرهای برنامه ریزی شده بهبود می بخشد.
چالش ها و محدودیت ها
علی رغم مزایای آن، GPS در سیگنال های راه آهن با چالش های تخریب سیگنال در تونل ها، برش های عمیق و کانون های شهری می تواند باعث از دست رفتن موقت دقت شود. راه آهن اغلب GPS را با واحدهای اندازه گیری بی سابقه (IMU) و odometers برای حفظ موقعیت در طول قطع، نگرانی های امنیتی در مورد پراکنده شدن یا سیستم های پشتیبان گیری قوی ادغام می کند.
محدودیت دیگر نیاز به همکاری در شبکه های مختلف ریلی و کشورهای مختلف است.استاندارد ETCS اروپا این را می گوید، اما آسیب پذیری جهانی هنوز هم یک کار در حال پیشرفت است، در نهایت هزینه قطارهای موجود با تجهیزات سیگنال دهی مبتنی بر GPS می تواند بالا باشد، اگرچه بسیاری از اپراتورهای یک بازگشت قوی در سرمایه گذاری از طریق بهبود ایمنی و ظرفیت را مشاهده می کنند.
پیاده سازی های جهانی و مطالعات موردی
کشورهای سراسر جهان از GPS برای سیگنال های راه آهن و ردیابی استفاده می کنند.در زیر نمونه های قابل توجهی هستند که تاثیر این تکنولوژی را نشان می دهند.
اروپا: ETCS و GNSS
استاندارد پیشرو برای سیگنال های مبتنی بر GPS سطح 2 و سطح 3 از مراکز بلوک رادیویی و داده های GPS برای مدیریت حرکات قطار در سوئد، سیستم ATC (کنترل قطار خودکار) از GPS برای اجرای محدودیت های سرعت استفاده می کند.
ایالات متحده: کنترل قطار مثبت
همانطور که اشاره شد، شرکت در این سیستم GPS محور است که پس از چندین تصادف جدی توسط کنگره اداره می شود.تا سال 2020، تقریبا تمام راه آهن های حمل و نقل بزرگ ایالات متحده، بهداشت را پیاده سازی کرده اند و منجر به کاهش چشمگیر در از بین رفتن های ناشی از خطای انسانی می شود.این تکنولوژی به مختصات GPS برای تعریف بخش ها و ایجاد مقامات جنبش متکی است.
هند: ردیابی قطار ماهواره ای
راه آهن هند، یکی از بزرگترین شبکه های جهان، با استفاده از ردیابی قطار مبتنی بر GPS در هزاران لوکوموتیو، این سیستم مسافران را با زمان ورود قطار از طریق برنامه های تلفن همراه فراهم می کند و به مسافران کمک می کند تا تراکم را مدیریت کنند، هند همچنین سیگنال های خودکار GPS را برای مسیرهای مرتفع تست می کند.
چین: راه آهن مستقل
چین GPS را در شبکه ریلی با سرعت بالا خود برای موقعیت دقیق و عملیات قطار خودکار مستقر کرده است. قطارهای CRH از GPS همراه با ردیاب استفاده می کنند تا عملیات امن و سریع در بیش از ۳۰۰ کیلومتر / ساعت انجام شود.
توسعه های آینده در تکنولوژی GPS و راه آهن
ادغام GPS با سایر فن آوری ها وعده می دهد که راه آهن را بیشتر انقلابی کند.پیشرفت در دقت موقعیت یابی ماهواره ای (به عنوان مثال، گیرنده های چند GNSS با استفاده از GPS + گالیله + BeiDou) حتی در محیط های چالش برانگیز را نیز امکان می دهد.
هوش مصنوعی داده های GPS را برای پیش بینی تاخیر، بهینه سازی برنامه ها و حتی تشخیص خطاهای مسیر قبل از ایجاد مشکلات تجزیه و تحلیل می کند. قطارهای کاملاً مستقل در استرالیا و دیگر مناطق آزمایش می شوند و به GPS برای ناوبری و اجتناب از برخورد متکی هستند.در آینده، اتصال مجازی - جایی که قطارها موقعیت های GPS خود را برای تشکیل پینتوون ها به اشتراک می گذارند - می تواند ظرفیت دو برابر بدون ایجاد یک مسیر واحد را تنظیم کند.
نتیجه گیری
تکنولوژی GPS سیگنال های راه آهن و ردیابی مکان را از سیستم های واکنشی و بلوکی به کنترل فعال و پویا تغییر داده است.با ارائه دقیق زمان واقعی، GPS ایمنی را افزایش می دهد، ظرفیت را افزایش می دهد، هزینه ها را کاهش می دهد و تعمیر و نگهداری داده های مبتنی بر راه آهن را سریعتر می کند، در حالی که چالش هایی مانند تداوم سیگنال و قابلیت همکاری باقی می ماند، پیشرفت های مداوم در سیستم های ماهواره ای، ارتباطات و هوش مصنوعی باعث می شود که GPS بخش ضروری تر از راه آهن پشتیبانی می شود، و دسترسی بیشتر از مسافران راه آهن جهانی امن تر شود.
[[ویرایش] [۱]