ההשפעה של פיתוח רכבת מהירה על דרישות מערכת אותות

הביקושים הגדלים של רכבת מהירה על תשתיות אותות

מערכות רכבת מהירות גבוהה (HSR) יש נסיעות בין-עירוניות בצורת, חיתוך זמני נסיעה וצמצום טביעת רגל הפחמן ברחבי אירופה, אסיה, והמזרח התיכון. as רשתות להרחיב ומהירויות תפעוליות לדחוף מעבר ל-350 ק"מ / שעה, מערכות איתותות ששומרות על פני אתגרים טכניים ותפעוליים חסרי תקדים.

מדוע HSR דורש אותות שונים באופן קיצוני

תגובות מהירות גבוהות יותר ל-Windows

בשעה 300 קמ"ש רכבת נוסעת יותר מ -80 מטרים לשנייה.מרחק הראייה של נהג עבור אות מעקב - לעתים קרובות פחות מ -1,000 מטרים - משאיר רק 12 שניות להגיב וליזום גירוד.זה בלתי מתקבל על הדעת לבטיחות. כתוצאה מכך, קווים מהירים גבוהים לא יכולים להסתמך על אותות קו בצד כאמצעי השליטה העיקרי של מערכת הבקרה. במקום זאת, אות חייב להיות מועבר ישירות למונית, נותן לנהג, במהירות רציפה, מסלול רדיו ומהירות ומהירות של 2b.

מרחקים ארוכים יותר דורשים מרג'ינס בטיחותי גדול יותר

רכבת נוסעים קונבנציונלית המשתרעת מ-160 ק"מ / שעה צריכה בערך 800 מטר לעצור.רכבת מהירה במהירות גבוהה 300 קמ"ש זקוקה ל-4,000 מטרים, ו-350 קמ"ש שמרחק גדל ל- 5,500 מטרים.ממנת דיבידנדים קבועים במרחק של עד לחתיכות (blocks) בדרך כלל 1,000-2,500 מטרים.כדי להבטיח כי רכבת יכולה להפסיק לפני הכניסה לבלוק כבוש, אורך בלוקים חייב להיות במרחק של לפחות 3 דקות הליכה, בתוספת מגבלות מהירות וקיבולת מהירה יותר (או מהירות) לטווח ארוך מאוד) ו- 3.

הכחשה גבוהה יותר מגבירה את המורכבות

על קווי HSR ייעודיים כגון Tōkaidō Shinkansen או בייג'ינג-שאנג'אי High-Speed Railway, ראשי תיבות של שלוש דקות פירושו עשרות רכבות חוצים כל מסלול לשעה.כל תנועה חייבת להיות מתואמת ללא קונפליקטים, משימה כי הרבה יותר עולה על היכולת של מעבורת אלקטרו-מכנית של מערכות בקרה ממוחשבת ובקרת תעבורה מרכזית (CT) הם חילופי ציוד על גבי מחזור נתונים על פני מחזורי משנה.

שינויים יסודיים ב-Destions

סינגלים מ-Surchanges to Moving Blocks

אות קבוע קבוע לשימוש בזיהוי דיקור (עיגולים מהירים, דלפק) כדי להגדיר חלקים דיסקרטיים. עמדת הרכבת ידועה רק לרזולוציה של אורך הבלוק.ב-block (או בלוק וירטואלי) אותת, כל רכבת מדווחת באופן קבוע על המיקום המדויק והמהירות של ה-HSR-C לבקר מרכזי, אשר מחשבת סמכות בטוחה לכל רכבת לאחר זמן אמיתי מאפשר הרבה יותר חזק על גבי 2 ק"מ אבטחה (ב) במהירויות נמוכות יותר על גבי 2 ק"מ"מ"מ) על גבי 2 ק"מ"מ) באופן קבוע, אך ורק על גבי 2 ק"מ, אך ורק על גבי 2 ק"מ, אך ורק על גבי 2 ק"מ, אך ורק על גבי 2 ק"מ, לאחר מכן, לאחר מכן, כלומר, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, באופן קבוע, לאחר מכן, על גבי קווי רכבת תחתית, לאחר מכן, לאחר מכן, באופן קבוע, על גבי 2 ק"מ, לאחר מכן, באופן קבוע, באופן קבוע, באופן קבוע, על גבי מהירויות נמוכות יותר, על גבי מהירויות נמוכות יותר, לאחר מכן, על גבי מהירויות גבוהות יותר ויותר על גבי מהירויות גבוהות יותר ויותר על גבי מהירויות של בקרה גבוהה

עקבו אחרי IFretus data קישורים

במהירויות גבוהות, נקודות נתונים לסירוגין (תעשיות, transponders) לא יכול לרענן מידע לעתים קרובות מספיק.לדוגמה, על קו עם מרפסות כל 1,000 מטרים, רכבת ב 350 ק"מ / שעה עובר אחת כל 10 שניות - אבל פרופיל מתפתל עשוי לדרוש עדכונים כל 2-3 שניות כדי לשמור על עקומות LTE בטוחות.

טכנולוגיות טכנולוגיות חדשניות שעושות שימוש ב-HSR Modern HSR Signaling

מערכת בקרת הרכבות האירופית (ETCS)

ETCS היא עמוד השדרה של יכולת הבין-אווירה של ה-HSR האירופית, והיא מאומצת בסין, דרום קוריאה ומדינות נוספות ב-HSR. היא קיימת במספר רמות:

• (FLT:0) ETCS רמה 1FLT:1 משתמש אותות מעקב ומרפסות להעביר רשויות התנועה למונית.נהג עדיין רואה אותות קו; המערכת מספקת פיקוח (הגנה על רכבת אוטומטית - ATP) אך לא פעולה אוטומטית מלאה.
• (FLT:0 ETCS Level 2FLT:1) מסירים אותות מעקב אחר רשויות התנועה נשלחות דרך GSM-R ממרכז בלוק רדיו (RBC) למחשב ה- Onboard.מצב הרכבת דווח באמצעות מרפסות וodometry. רמה 2 הוא כעת סטנדרטי על קווים כגון LGV אסט בצרפת וה-HS1 בבריטניה, תומך במהירויות עד 350 קמ"ש.
• (FLT:0 ETCS רמה 3FLT:1 מציג יכולת העברת בלוק: בדיקת יושרה לרכבת כבר לא דורשת זיהוי דיקור, ו- RBC משתמש בדוחות קבועים של מיקום הרכבת כדי לאשר תנועות.דרגה 3 עדיין נמצאת בפריסה של הטייס (למשל, על קו מדריד-ברצלונה ובמסדרונות מוקדמים בהולנד וברפובליקה הצ'כית).

הגנה אוטומטית לרכב (ATP)

מערכות ATP override פעולות נהיגה אם הרכבת עולה על מהירות בטוחה או עובר אות עצירה. בהקשר HSR, ATP חייב לחשב עקומות דינאמיות על בסיס סוג רכבת, ⁇ , מזג אוויר, ומצב המסלול.LZB הגרמני (Linienzbeeinflusung) מערכת - עבור רץ של ETCS - סיפקו מהירות מתמשכת על קווי מהירות גבוהה בקווים מתקדמים באוסטריה ויישומים דיגיטליים (GNB) לשימוש לוויינים).

מבצע רכבת אוטומטית (ATO) ו-HSR ללא נהג

בעוד שרוב מערכות HSR שומרות על הנהג לביטחון ולביטחון נוסעים, כיתה של אוטומציה (GoA) 2 (המכונה עם הנהג) הוא נפוץ - לדוגמה, רכבות ה-CR400 הסיניות יש ATO על בייג'ינג-Shanghai HSR במהירויות עד 350 ק"מ /h, אוטומטית מאיצה, חוף, ומצנחישות בין תחנות ללא נהג מלא (AGoSR הוא טיפול באמינות מלאה על ידי ג'קרטה-HSR הוא חייב להיות מטופל על ידי כישלונות על ידי ג'קרטה - היא מופעלת על ידי מערכות אוטומציה מלאה של כישלונות על ידי ג'נבה - ג'נבה - היא צריכה להיות מופעלת על ידי , ללא כישלונות על ידי כישלונות על ידי ג'נטנג'נטנג'נג'אן - והיא נשלטת על ידי מערכת אוטומציה מלאה על ידי , באופן אוטומטי על ידי מערכת אוטומציה מלאה על ידי מערכת אוטומציה מלאה של ג'נבה - והיא נשלטת על ידי ג'נבה - והיא נשלטת על ידי ג'נג'נג'נבה - והיא חייבת להיות מנוהלת על ידי ג'נבה - והיא נשלטת על ידי ג'נג 'ג'נג 'ג'נג 'נג 'ג'נג'נג'נג'נג'נג

בקרת רכבת מבוססת תקשורת (CBTC)

למרות CBTC כבר פרוס בעיקר על מערכות מטרו עירוניות, עקרונותיה מותאמים עבור HSR. CBTC משתמשת תקשורת אלחוטית רציפה (Wi-Fi, LTE) כדי ליצור בלוקים נעים.המערכת הצרפתית URBALIS, המשמש בשורה 1 של פריז Métro, בהשראת מחקר ל CBTC במהירות גבוהה. אתגר גדול הוא השינוי דופלר ואמינות יתר במהירויות מעל 200 קמ"ר / שעה רדיו, כמו CCM מאפשר CBTC אזורית CBTC.

דוגמאות אמיתיות ל-Desing התאמות עבור HSR

Shinkansen (יפן)

רשת Shinkansen היפנית משתמשת במערכת Digital ATC (DS-ATC) , אבולוציה של הסיומת האנלוגית המקורית ATC. DS-ATC מספקת ניטור מהיר רציף עם אותות מונית ותומכת במהירות העליונה של 320 ק"מ / שעה על ההואקוריקו שינקנסן, המערכת משלבת עם מערכת זיהוי רעידת האדמה והרעש הקלה (UEDAS) כדי לעצור לפני שמגיע באופן אוטומטי גלי זיהוי חיצוני.

TGV ו- LGV Network (צרפת)

LGV Sud-Est ו- LGV Atlantique משתמשים ב- TVM (Transmission Voie-Machine) ב-cabsigning, אשר משדר קודים מהירים באמצעות מעגלים של מסלולים. TVM-430, הגרסה האחרונה, יכולה להתמודד עם 350 ק"מ /h ומציעה כיט חירום אוטומטי מתגלגלת. France היא כיום חלקי הגירה של הרשת שלה ל-ETCS רמה 2 כדי לשפר את יכולת המעבר עם יכולת בין-תרבותית, ואיטליה דורשות משמעותית.

רכבת תחתית סינית

סין מפעילה את רשת HSR הגדולה בעולם (מעל 45,000 ק"מ) האיתות שלה מבוססת על מערכת בקרת הרכבות הסינית (CTCS), אשר תואמים הדוק עם ETCS. CTCS-3 (שווה ערך ל- ETCS 2) משתמשת GSM-R ו-RBCs, והוא כבר מוצב על קווים הפועלים ב-300-350 קמ"ש, סין מפתחת כעת CTCS-4, אשר נע לכיוון חסימה של מערכת ההפעלה של 5G-HTO, ו-HTO, ו-HDR, אשר נמצאת ב-R, ב-R.

Go Ahead גרמניה של טייס DVZ (Virtual Coupling)

הפיכה וירטואלית היא טכנולוגיה מתפתחת שבה שני רכבות HSR נוסעים עם מסלול קצר מאוד (כנמוך כמו עשרות שניות) על ידי החלפת נתוני בזמן אמת והאצה על קישורים רדיו - ביעילות בלוק נעים המתייחס לקבוצת רכבות כישות אחת של נייח אחד.דזה באן וסימנס בחנו הפיכה וירטואלית על מסלול של עד 250 ק"מ / שעה, הרעיון הזה, אם הוא הביא לתיאום, דורש הכנסות ממושכות, 000, 000, 000 טמפרטורות נכשלות, וכשל, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 â â â â â â â â â â â â â ¢ â ¢ ¢ ¢ â â ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ â â ¢ â â â ¢ â â â â ¢ ¢ â â ¢ â â â â â â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢

אתגרים בביצוע מתקדם HSR Signaling

עלויות יישום ואינטגרציה

העלאת קו מורשת מדיווח מסורתי של ETCS רמה 2 עולה בין 1.5 מיליון יורו ל3 מיליון יורו לקילומטרי נתיב, על פי דו"ח של סוכנות האיחוד האירופי למסילות רכבת (ERA) בקו 400 ק"מ, השוויה ל-600 מיליון יורו-1.2 מיליארד יורו.העלות כוללת תחנות בסיס חדשות, GSM-RRRR, ציוד למאות רכבות, ובדיקות נרחבות, במיוחד ל-H5 ק"מ"מ-R.

סיכוני אבטחת סייבר

כאשר אות הופך להיות דיגיטלי לחלוטין ומחוברת, משטח ההתקפה מתרחב באופן דרמטי. מחקר של 2023 על ידי אוניברסיטת ברמינגהם סימולציה התקפה של GSM-R - זריקת הודעה שיכולה לגרום לרכבת כדי לצלם אות עצירה. מפעילי חייב כעת לפרוס תקשורת מוצפנת, אימות מבוסס תעודה, ומערכות זיהוי כלי נשק קבועים.

יכולת בין מעבר לגבולות (ובתוך)

מטרתה של אירופה של ERTMS מאוחדת מעכבת את הדו-קיום של מערכות אותות לאומיות מרובות (למשל, TVM בצרפת, LZB בגרמניה, BACC באיטליה) גם עם ETCS, פעולות חוצה גבולות דורשות רכבות לשאת מספר רב על מערכות לוח (mi-system קטרים) על מנהרת התעלה, רכבות חייבות לציית לבריטניה והן לתקני אי-אפשרות לבחינת אות חדשה כמו למשל, למשל, למשל, למשל, ל-HQ-Tron-Te-Te-Te-Te-S.

אמינות ו Redundancy בHigh Speeds

אובדן אות של אפילו כמה שניות ב 350 קמ"ש יכול לגרום לרכבת נסיעה של מעל 500 מטרים ללא רשות תנועה מעודכנת.לכן, ה- HSR אות חייב להיות מתוכנן עם קישורים רדיו משולשים, כפולים במחשבים על הסיפון, וכשל ללא ביטחון לוגיית ה-SIL 4 (שיפור רמת האינטגרציה הבטוחה) נדרש עבור כל מערכת שיכולה לגרום לאירוע מסוכן.

כיוונים עתידיים ב-HSR Signaling

מערכת התקשורת הניידת של 5G ו- Future Railway Mobile System (FRMCS)

GSM-R הוא קרוב לסוף חייו; שיעור הנתונים של 2.4 kbps אינו מספיק עבור דוחות של מעמד הרכבת ברזולוציה גבוהה הדרושים לבלוק נעים. FRMCS, בהתבסס על 5G, יספק שיעורי נתונים של 50-100 מ"מ, עצלות נמוכה (תחת 10 מ"מ), וידבר אמין במהירויות מעל 500 קמ"ש / H.

ההרחבה מבוססת לוויין (GNSS)

ERTMS מסתמכת כיום על balises עבור עדכוני מיקום מוסמכים.עבור לרמה מלאה 3, מפעילי רוצה להשתמש GNSS (GPS, גלילאו, BeiDou) עם הגדלת (GBAS, SBAS) כדי לקבוע מיקום רכבת ללא מעקב אחר מרפסות.זה מקטין עלויות תשתית ראשוניות ומאפשר ראשיות ראשיות גמישות.

אינטליגנציה מלאכותית לתחזוקה חיזויית של אותות

ה- HSR מציין לייצר טלמטרי מסיבי - מיליוני רשומות ליום לשילוב. AI / ML מודלים יכולים לנתח נתונים אלה כדי לחזות כישלונות במכונות נקודות, מרפסות, שרתי RBC לפני שהם מתרחשים. לדוגמה, רשת HSR הסינית משתמשת בלמידה עמוקה כדי לזהות omalies in track Current Signatures.

וירטואלית Coupling ו-Fitotoning

בהתחשב במושג של כבישים קצרים מאוד להפיכה קיצונית, וירטואלית מאפשרת שתי רכבות או יותר לנסוע עם פער של רק 30-50 מטרים ב 200 קמ"ש זה דורש תקשורת אולטרה-נמוכה (פחות מ -20 מ"מ) ואלגוריתמים מתקדמים של קידודים מתקדמים.אם הפיכה וירטואלית מסחרית, וירטואלית עשויה להגדיל את יכולת הקו על ידי 30–50% ללא מסלולים חדשים.

מסקנה: אות כמו Enabler של High-Speed Rail הבא Leap

האבולוציה של ה- HSR אותינג היא סיפור של עסקאות: בין עלות ויכולת, בין בטיחות וגמישות, בין תאימות מורשת וחדשנות.כל קילומטר של מסלול מהיר חדש שנקבע היום דרישות אות שיכול להתמודד עם מהירויות גבוהות יותר, תנועה צפופה יותר, ואוטומציה גדולה יותר מאשר אי פעם לעבור מבלוק קבוע ל-block-R עד 5G, וממנה מ- ספקטרום מבוסס GNObises, אשר יצמצם את המיקום האוטונומי של ה-HR עד 400 ק"מסלולארי, אך ורק לאחר מכן, לא ינוע, רק לאחר מכן, רק לאחר המעבר מ-R-R עד 5Gird-R ל-Firdronicercreperrecrecedercederced, ימשוך מ-R ל-R עד 5G, ילחץ על ידי אימון, יהיה מסוגל להשקיע ב-R עד 5G, רק כדי הגבלת זמן קצר יותר, רק כדי הגבלת זמן קצר, רק כדי הגבלת זמן קצר יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קיבולת אבטחה גבוהה, 000, 000 קיבולת אבטחה גבוהה יותר, 000, 000 קיבולת גבוהה יותר, 000 קיבולת אבטחה גבוהה

לקריאה נוספת: לחקור את סוכנות האיחוד האירופי עבור רכבות (ERA) ERTMS תוכנית פריסה ERTMS תוכנית FLT:1, את ה-FLT:2UIC Signaling ו Telecoms PageFLT 3: ו- סקירה טכנית של FLT:4CBTC עבור רכבת מהירה על IEEE XploreFLT:55.