Redundancy and Fail-Safe Design in High-Speed Rail: Engineering Uncomped Safety

רשתות הרכבות המהירות המודרניות (HSR) הן בין מערכות התחבורה המורכבות ביותר שנבנו אי פעם.הפעלה במהירויות מעל 250 ק"מ / שעה (155 קמ"ש), הן דורשות מחויבות בלתי מחייבת לבטיחות, אמינות ופעולה רציפה. שתי פילוסופיות הנדסיות בסיסיות - FLT:0redundancy FLT:1 ו-FLT:2fail-Safe DesignLTFOVAs - כל מהירות של מערכת תקשורת יעילה, לבחון מחדש, מדוע הן פועלות על פני כל קווי תקשורת גבוהים, אם הם בודקים, כל קווי תקשורת, ומפורטים, אם הם בודקים, כל אלה, ומפורטים, בין אם הם בודקים, כיצד הם בודקים, בין אם הם בודקים את כל קווי תקשורת מאובטחים את כל קווי תקשורת גבוהים, בין אם הם בודקים, בין אם הם בודקים, לבין עומק גבוה, בין אם הם בודקים, בין אם הם בודקים, לבין קווי תקשורת, לבין קווי תקשורת מהירים, בין אם הם בודקים, בין אם הם בודקים, בין מספר גבוה, לבין מערכת אבטחה, לבין קווי תקשורת, לבין מערכת אבטחה גבוהה, לבין קווי תקשורת, בין אם הם בודקים, בין אם הם, לבין קווי תקשורת, בין אם הם בודקים, בין אם הם בודקים, לבין קווי תקשורת, לבין קווי

הבנה של Redundancy ב High-Speed Rail

[ה] רדונדנסיות היא השכפול המכוון של רכיבים קריטיים או פונקציות בתוך המערכת.המטרה פשוטה: אם אחד האלמנטים נכשל, אחר לוקח על עצמו מיד כדי שהמערכת הכוללת תמשיך לפעול בבטחה, ברוב המקרים, ללא כל השפלה ניכרת בשירות.במהירות גבוהה, אדמומיות אינה תוספת אופציונלית - היא דרישה רגולטורית ועיקרון עיצוב ליבה המוטבע בסטנדרטים בינלאומיים כגון: EuropeanFal:2FIRD2FIRD2T: T2FIRD.

Redundancy: Tracks and Routes

(הופנה מהדף Redundancy הוא שכפול פיזי של קווי מהירות גבוהה מורכבים בדרך כלל מגשרים FLT:0double- track ScirFLT:1, המאפשר רכבות לרוץ בשני הכיוונים על מסלולים נפרדים.במקרה של חסימת או תחזוקה על מסלול אחד, פעולות יכולות להמשיך על השני, אם כי לעתים קרובות עם יכולת מופחתת.

מעבר לזוגות, אסטרטגים:0cross-overscioFLT:1 (הההחלים) ממוקמים במרווחים קבועים - באופן זמני כל 5-15 ק"מ - המאפשר רכבות לעבור בין מסלולים. ריצוף פיזי גרדנראלי זה אומר כי חסימת יחיד אינה סגורה את הקו כולו; ניתן ליישר סביב הבעיה עם עיכוב מינימלי.

מערכת Redundancy: Signaling and control

סיגנל הוא מערכת העצבים של רכבת מהירה גבוהה, וכישלון שלה חייב לא להוביל לאסון.לכן, מערכות אות נועדו עם FLT:0dual-undant ArchitecturesFLT:1 לדוגמה, במערכת בקרת הרכבות האירופית (FLT:2ETCSFLT: 3FLT), המחשב הנייד ומסילות מעקב משוכפלים אם ה-RB2stectsives -2outs -2outs -2outs -2, RETCSFLT 3FLT 3, באופן דומה), ה-FLT 3, מחסנים של מערכות בקרה עיגולים, עיגולים את ה-B2, באופן דומה, אם הם מחסנים של רכבת (R) באופן דומה, אם הם מחסנים של 2BC).

  • (FLT:0) מערכות של בידוד מאוישים: FIRLT:1 ; כל קופסא אות או יחידה בין-ממלאת גיבוי של יחידה זהה הפועלת במקביל ללוגיקה ההצבעה (2-out-of-2 או 2-of-of-3) מבטיחה כי כשל רכיב יחיד אינו מייצר פקודה מסוכנת.
  • (FLT:0) ערוצי רדיו: FLT:1 GSM-R (מערכת גלובלית לתקשורת ניידת - רכבת) משתמשת בלהקות תדרים מרובים ותחנות בסיס מחוספסות.אם מגדל תא אחד הולך לא מקוון, מגדלים סמוכים מגבירים את הכוח לשמור על כיסוי.
  • (FLT:0) פרוטוקולי נתונים בטוחים של FLT: 1 (FLT:1 ), כל הודעה שנשלחה בין רכבת והמסלול כוללת בדיקות מחזוריות (CRCs) ומספרי רצף.אם חבילה מושחתת או נעדרת מזוהה, המערכת חוזרת על השידור או ברירת מחדל לפקודת חישוק בטוחה.

כוח רדונדנסי: שמירה על אנרגיות הרכבות

רכבת מהירה גבוהה יכולה לצייר מעל 10MW של כוח בהאצה שיא.הפסד כוח מתיחה על ⁇ תלולה או במנהרה יכול לגרום לריצה מסוכנת או נפיחות. לכן, מערכות אספקת החשמל מונדסות עם שכבות מרובות של ונדנסיות.

  • (ב) ,0) קווי מזון טבעיים: FLT:1 כל תת-קרקעי מקבל כוח משני קווי שידור עצמאיים גבוה, לעתים קרובות מרשתות אזוריות שונות.
  • (FLT:0) אספקת חשמל בלתי ניתנת לעצירה (UPS): איור FLT) 1 בהודעות אותות ומרכזי בקרה, סוללות ויחידות טיסטורי UPS מספקים מעבר חלק במהלך כמה שניות זה לוקח עבור גנרטורים גיבוי להתחיל.
  • (FLT:0) גנרטורים של כוח: FLT:1 substations ו חדרי בקרה יש דיזל או גנרטורים טורחים גז שיכולים לרוץ 72 שעות ללא משלוח דלק חיצוני.
  • (ב) מתגי סודיות:0 (סעיף 1:0)(1) לחוט הנשפים הקדמי מחולק לסעיפים מבודדים מבחינה חשמלית, כל אחד ניזון מהתערות שלו עצמו.אם תת-קרקעית אחת נכשלת, ניתן לחצות חלקים סמוכים באמצעות מתגים מבוקרים מרחוק, שמירה על קו הממריץ.

עקרונות עיצוב בטוחים

בעוד שהמשכיות מבטיחה המשכיות, עיצוב לא בטוח מתייחס לשאלה אחרת: (FLT:0) מה קורה כאשר מתרחשת כשל?(ראה פרק 1) מערכת בטוחה נכשלת מונדסת כך שכל כישלון יחיד – או אפילו שילוב של כישלונות בתוך קבוצה מוגדרת – הגדלים במדינה בטוחה לנוסעים, לצוות ולתשתיות.

הגנה אוטומטית לרכב (ATP) וחירום

כל רכבת מהירה מודרנית מצוידת במהירות גבוהה:0Automatic Train Protection (ATP)BuildFLT:1 מערכת אשר עוקב בקביעות אחר מהירות הרכבת ומיקום ביחס לסמכות האות הבאה, אם הנהג אינו מגיב להגבלת מהירות או צו עצירה, ATP מפעיל יישום של בלימה קריטית, הוא כי הפקודה היא מועברת דרך מסגרת חסימת דואר אלקטרוני, אם הוא מפרש באופן קבוע, או "מערכת חסימת" (Fite) הוא מערכת בלימה, או "מסלול" (מסלול" (מסלול" (F) של מערכת בלימה, אם הוא מערכת בלימה, או "מסוגלתרמים, או "מסלולארי, אם הוא מערכת בלימה" (Fide) או "מחדש, אם הוא קיצור של מערכת בלימה" (מסלולארי, או "מסלולארי, "מסלול" (Fide) או "מסלול" (Fide) הוא מערכת חת" (מחדש) של מערכת בלימה" (מחדש, אם הוא מערכת בלימה" (מחדש, אם הוא מערכת בלימה" (מחדש) הוא מערכת בלימה" (מסוגל" (קיצור של מערכת בלימה" (קיצור של מערכת בלימה" (קיצור: "מחדש) הוא מערכת

(ב) ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]] ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]] ב[[1924]], [[

Redundant Signal Interlocks ו- Road Integrity

(הופנה מהדף לוגיקה המבטיחה כי רכבת יכולה להיכנס רק לחלק כאשר המסלול ברור - בנוי עם FLT:0hardware מבוסס אלמנטים שאינם בטוחים-בטוחים של 1 LT:1 מבוסס הממסר מבוסס על שימוש בממסרים "אנשי כניסה" אשר נועדו באופן פיזי כדי שאם לא תקשור, אנשי הקשר תמיד מרתיעים את התוכנה המודרנית: 2 מקודמת שימוש שונה: 2.Fols)

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : 1:1 כאשר יש מסלול, אין לשנות אותו עד שהרכבת עברה את הנקודה האחרונה לחלוטין - מנגנון בטוח שאינו מצליח המונע נקודות לנוע מתחת לרכבת.
  • (ב) אם אות נכשל, ההתערבות מכילה את המסלול נעול לזמן מוגדר (בדרך כלל 60-90 שניות) כדי לאפשר לרכבת לעצור בבטחה לפני שהתוואי ישוחרר.
  • (FLT:0) זיהוי נקודת מוצא: ⁇ FLT:1 כל מכונה מתג כוללת שני גלאי עמדה עצמאיים; אם הם לא מסכימים על המיקום, ההתערבות מתייחסת לנקודה כ"לא בטוח" ומסרב להבהיר את האות.

תקשורת חירום ומבצע מרוחק

(ב) במקרה הנדיר שפעולות בלתי בטוחות לא מספיקות, על מפעילי האדם להיות יכולות גיבוי אמינות.מרכזי בקרת הרכבות המהירים מצוידים בכישלונות FLT:0dual-redundant Communicationsרשתות undentFLT:1 - מערכת סיבים אופטית ראשונית - מערכת לווינית משנית או קישור רדיו.

ה-Fretsto Stock Fail-Safe

רכבות מהירות גבוהה עצמן כוללות עשרות מנגנונים לא בטוחים:

  • (FLT:0Wheel שקופיות הגנה (WSP): אנדרל 1 (אם אחד האקסקל מאבד את הדבקות, מערכת WSP באופן עצמאי מפחיתה את לחץ הבלמים על ציר זה כדי למנוע נעילת גלגל, תוך שמירה על כוח מתפתל על צירים אחרים.
  • (FLT:0) איתור ודיכוי: FLT:1rea חיישנים מרובים בתאי מנועים ואזורי נוסעים גורמים למכפי אש אוטומטיים המשתמשים בסוכנים בטוחים לסביבה - הפעלתם גם חתכת מעריצים למניעת אספקת חמצן.
  • (ב) לא ניתן לשחרר דלתות רכבת:0) אלמלא מהירות הרכבת פתוחה אלא אם כן מהירות הרכבת היא פחות מ-5 ק"מ / שעה - בטוחה שאינה מונעת דלתות נפתחות בזמן המעבר.
  • (FLT:0)בחזרה: 1FLT 1 כל רכבת נושאת סוללות שיכולות להצית חירום, ניתוח דלת ותקשורת למשך 90 דקות לפחות לאחר אובדן כוח.

שיפור רדונדנסיות וכישלון-Safe for System Resilience

עיצוב רדיקאלי וכשל אינם אסטרטגיות נפרדות; הם פועלים יחד כחלק מ-FLT:0 הגנה בגישה עומקFLT:1. Redundancy מונעת כישלונות מלהפוך לשיבושים בשירות; הם מבטיחים שאם כישלון עקף את הכפפות, התוצאה נותרה בטוחה.

אחריות: רמות סיכון מתקבלות

מערכות רכבת מהירות גבוהות נועדו לעמוד בפני הסתברות נמוכה מאוד של כשלים.תקנים בינלאומיים כגון:0.126126FLT:1 (בקשות לרישיון, אמינות, אמינות, מהימנות ובטיחות) דורשים כי שיעור הכשלונות הקטסטרופליים (למשל, התנגשות, הריסות) יהיה פחות מ-FLT2-102-9 לכל רכבת;3 שעות דורש כישלונות קבועות של כל מודל של כשלים וכשלים של 11.

(הופנה מהדף ו-FMEA) (FLT:0) ,0) ,(Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) ,Feloment (FMEA) ,(FMEA) ,FLT:1 ו- MTD; 2FLT:2FLT (MT) עבור אלמנטים מחוסנים ו-LTF6me כדי לעקוב אחר טווח של 2, אך הוא מסוגל להחזיר את ה-iV1 ל-iV1, אך הוא יותר מ-T.

דוגמאות אמיתיות בעולם: Redundancy and Fail-Safe in Action

Shinkansen (יפן)

רשת Shinkansen פעלה במשך יותר מ-55 שנים עם אפס הרוגים מתאונות.תרבות ההפלה שלה היא האגדית: כל תחנה משמשת שני מרכזי בקרה עצמאיים; לכל רכבת יש ארבע מערכות מתפתלות (regenerative, rheostatic, דיסק ולועמת רכבת מגנטית חירום); ו-FLT:0COMTRACFLT:1 (מערכת בקרת תנועה מצופה) משתמשת ב- 2unded מחשב אחד - אם הוא אחד -2 מ- 2APT- 2.

צרפתית TGV

רשת TGV מעסיקה את מהירות ה-FLT:0 (TVM 43003FLT) 1 אות עם ניטור מהירות מתמשך.אם המחשב על הסיפון מזהה כי המהירות בפועל של הרכבת עולה על מהירות היעד על ידי יותר מ 2 ק"מ / שעה עבור יותר מ 2 שניות, זה גורם לסימן אוטומטי (לא מוגבל) לא פחות מאשר "לא מסכים" (לא מסכים) אלא אם כן, זה לא ניתן לחוץ על ידי שימוש בלם אוטומטי (לא פחות).

הרכבת המהירה של סין

(הרשת של סין להרחיב במהירות את HSR משתמשת היברידית של ETCS ומערכת בקרת רכבת סינית (FLAC:0)CTCS-3FelopLT:1) היא כוללת מרכזי בלוק רדיו מאוישים (2dual-undant Radioblock) 3, כל אחד עם כוח עצמאי חיבורי רשת.

מסקנה: עתיד הרכבת המהירה של תחנת הרכבת המהירה של נפילה

כמו רשתות רכבות מהירות גבוהות ממשיכות להתרחב ולפעול במהירויות גבוהות יותר – 300 קמ"ש, 350 ק"מ / שעה, ומעבר - העקרונות של עיצוב אדום וכישלון בטוח יהפכו רק ליותר קריטיים.

עבור מהנדסים, מפעילים, רגולטורים, האתגר הוא לשמור על תרבות בטיחות בלתי מתפשרת זו, תוך שיפור יעילות וקיבולת העלות.על ידי המשך ליישם עקרונות מבוי סתום קפדניים ועקרונות לא בטוחים, רכבת מהירה גבוהה תישאר אחד מדרכי התחבורה הבטוחים ביותר אי פעם – מערכת שבה הכישלון אינו רק מתוכנן, אלא גם לא ניתן להשגה.

(ב) [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]] [ה]]] ל[ה] [ה]]] ל[ה] ל[ה] [הסוכנות] ל[החוקה] [ה] ל[החוק]]] [ה]], ולאוניברסיטת ה-ERTMSFLT:5Steel – High-Speed Systems Online Resourcesal=Ral], , , , .