עמוק עמוק לתוך מערכות אינטרלוקינג ברכבת

מערכות אותות רכבת קיימות כדי להבטיח את התנועה הבטוחה והיעילה של רכבות ברחבי רשתות מורכבות.בין המערכות הללו, שילוב עומד כמנגנון בטיחות קריטי המונע תנועות רכבת סותרות, לתאם אותות ומתגים (נקודות), ואוכפים מנעולים בטוחים.ללא הבחנה, פעולות רכבת יתבססו לחלוטין על פיקוח ידני, מה שמוביל לסיכונים של טעויות אנוש והתנגשויות.

התפתחות היסטורית של מערכות אינטרלוקינג

הרעיון של החלפת תאריכים חזרה אל אמצע המאה ה-19 כאשר רשתות הרכבות החלו להתרחב במהירות, ואת הצורך בניהול צומת בטוח הפך להיות מכריע.המערכות הראשונות של ההתערבות היו מכניות לחלוטין, באמצעות מוטות, מוליכים, ומנעו ברים כדי למנוע באופן פיזי את תנועות המנוף בתוך קופסאות אותות.

אימוני מכונות (1850–1900)

שילוב מכני היה חלוצה על ידי מהנדסים כגון ג'ון סאקסבי, שפיתח את "מכונת ההתערבות" הראשונה בשנות החמישים.בתיבת אות מכנית, כל מי שנשלט או אות או נקודת מתג. קבוצה של ברים בין-מחלים ו-Tapets הבטיח שאם נתיב אחד נקבע, ניתוק נתיבים סותרים היו נעולים פיזית: המערכת הנדרשת מאמץ ידני עצום, טווח רחב, שעדיין נמצא במרחקים של מסילות רכבת מתוחכמות, ומוגבלת, עדיין היה קיים, אך ורק בעשורים, אך ורק היום, אך ורק על ידי מסילות רכבת מכנית, היה קיים, אך ורק היום, אך ורק על ידי מסילות רכבת.

אימוני חשמל (1900s–1970s)

כניסת החשמל המותרת לשילוב מבוסס-מס.וינג החליף מוטות מכניות, המאפשרות למרחקים שליטה ארוכים יותר ולוגיקה מורכבת יותר.מערכות ניתוק חשמליות משתמשות בממסרים כדי לייצג את מצב האותות והמגים.לוגיקה המנטרת קשה לגדר מעגלים אשר כופים את אותם מגבלות בטיחות: אות לא יכול לנקות אלא אם כן המסלול הנכון מוגדר וננעל, ואין קונפליקטים מבוססים על סף בטוח ביותר של 20 תחנות רכבת, ונכשלו בירידה בטוחה ביותר, אך נכשלת, לא הייתה יעילה ביותר, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, ולא הצליחה למנוע שינוי משמרת של כוח-זמנית, ולא ניתן היה יעיל ביותר, ולא ניתן היה צורך בירידה של משבר, ולא ניתן היה בטוח יותר, ולא ניתן היה צורך בירידה של 20 מנעולטיבית, אך ורק לאחר מכן, אלא אם כן, אך ורק בירידה בטוחה ביותר, אך ורק לאחר מכן, ולא ניתן היה צורך בירידה של משבר, ולא ניתן לנקות את אותה הקלה ביותר, אך ורק בירידה של משבר, ולא ניתן היה צורך בירידה בטוחה ביותר של משבר, ולא ניתן היה צורך בירידה בטוחה ביותר, ולא ניתן היה צורך בירידה של משבר, ולא ניתן לנקות את אותה הקלה ביותר, אלא אם כן, אלא אם כן, אלא אם כן

אלקטרוניקה בין השנים 1970s-הווה

המעבר מהודעות למיקרו-מעבדים החל בשנות ה-70 עם Solid State Interlocking (SSI), שפותחה על ידי רכבת בריטית.אס.סי השתמש בתוכנה ייעודית הפועלת על מעבדים כפולים או משולשים של תאים מתואמים כדי ליישם לוגיקה בין-מסלולים.זה מותר גמישות רבה יותר, שינויים קלים יותר, ו-SAPlocks-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-inated Software Inclusive Based systemlocking (מערכת מחשוב מבוססת-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-

עקרונות ליבה של אינטרלוקינג

שילוב נשלט על ידי קבוצה של עקרונות יסוד המבטיחים בטיחות ללא קשר לטכנולוגיה המשמשת.עקרונות אלה מקודדים בסטנדרטים כגון CENELEC EN 50128 (בטיחות תוכנה) ו EN 50129 (מקרה בטוח), ויש לוודא אותם במהלך תכנון, בדיקה ותפעול.

מניעת סכסוכים

אין שתי רכבות רשאיות לקבל סמכות לכבוש את אותה פיסת מסלול (אותה סעיף או קווי חפיפה) בו זמנית, אינטרלוק מבטיח שאם יש דרך אחת, כל נתיבי העימות נעולים.

קביעת כביש ומנעול

לפני אות יכול להציג היבט מתקדם, את המסלול כולו מהאות לסימן התחנה הבאה יש לאמת כברור.כל מתגים לאורך המסלול יש למקם כראוי נעול במקום (לעתים קרובות עם מנעולים מכניים או חשמליים).

גילוי וגילוי

ההתערבות חייבת לזהות ברציפות את הסטטוס של אותות, נקודות, ולעקוב אחר דיקור.זיהוי מושג באמצעות מעגלים עוקבים, נגד אקסקל, או חיישנים עמדה נקודה.השילוב רק מסמיך נתיב כאשר כל תנאי הגילוי הנדרשים מסתיימים ונשארים נעולים עד שהרכבת עברה בבטחה וחוסמת את החלקים.

גישה לנעלמת הזמן והזמן משחרר

ברגע שהאות מנקה (המופעים מתקדמים), המסלול חייב להישאר נעול לזמן מינימלי גם אם האות הוחלף לאחר מכן לפן עצירה.זה מונע רכבת מפני מסלול משתנה באופן בלתי צפוי.הגישה המנעול מבטיחה לנהג יש זמן ללעם.לאחר שעובר הרכבת, המסלול משוחרר על ידי סעיף (היציאה מהמסלול) כאמצעי הרכבת מנקה כל חלק.

עיצוב לא בטוח

כל רכיב במערכת של בידוד חייב להיכשל במצב בטוח.לדוגמה, הודעה לאבד כוח צריך לגרום אות אדום או מתג נעול.מערכות אלקטרוניות להשתמש מעבדים מוגזמים (2-out-of-2 או 2out-of-3 הצבעה) ובדיקה עצמית קפדנית כך שכישלון יחיד אינו יכול ליצור מצב מסוכן.

שילובים ואדריכלות של מערכות אינטרלוקינג

מערכת בין-לוקחת מורכבת משני ציוד לוגי מרכזי ואלמנטים שדה היקפיים.האדריכלות תלויה בקנה המידה והפצה של הרכבת.ברשתות גדולות, ההתערבות מחולקת על פני יחידות רבות של בידוד, כל אחת שולטת באזור מקומי ומתקשרת עם שכנים באמצעות פרוטוקולים מאובטחים.

אותות

אותות מעבירים רשויות תנועה להכשיר נהגים.אינטרלוק עמדות אותות אותות אותות אותות אות, להבטיח שרק היבטים בטוחים מוצגים. אותות אור מודרני (multi-aspect או LED מבוסס LED) קשורים ישירות לשילוב פלטות. במערכות חתימות מוניות (למשל, ERTMS Level 2), ההתערבות שולחת מסרים סמכותיים לרכבת באמצעות רדיו.

Switches (Points)

נקודות להסיט רכבות מהמסלול אחד למשנהו. Interlocking שולח פקודות להצביע מכונות כדי לשנות את המיקום, אבל רק לאחר הבטחת המסלול ברור ואין תנועה סותרת היא פעילה. Point הוא מזוהה על ידי חיישנים מודרך.מערכות רבות כוללות מנעו מנעושה פיזית תנועה תחת לחץ.

זיהוי רכב

ההתערבות חייבת לדעת אם חלק של מסלול תפוס.שני טכנולוגיות עיקריות משמשים: מעגלים של מסלולים (באמצעות מסילות כמו מנצח חשמל) ודלפק (הסבר גלגלים ב / מחוץ לסעיף) שניהם מספקים נתונים חיוניים לדיקור.השילוב משתמש במידע זה כדי לנעול מסלולים, לשחרר חלקים, לאכוף את הראש.

שילוב של לוגיקה

זהו המוח של המערכת.ב- CBI המודרנית, הוא מורכב יחידות עיבוד מאומתות המפעילות תוכנה ביקורתית בטיחותית.לוגיקה המנטרולת מיוצגת בדרך כלל כטבלאות נתונים: עבור כל נתיב אפשרי, התנאים הדרושים (עמדות, מעקב אחר דיקור, נתיבי קונפליקט) וכתוצאה מכך פעולות (פן חתים, מנעול נקודה) מוגדרים לעתים קרובות.

רשתות תקשורת

יחידות בין-השילוב מתקשרות עם מרכזי בקרה (מבצעים מערכות בקרה) ועם שילובים שכנים באמצעות קישורים נתונים בטוחים.הסטנדרט המשמש במדינות רבות הוא סדרת IEC 62280 (תקשורת בטוחה).רשתות אופטיות סיבים רדונדנטים להבטיח זמינות גבוהה.בנוסף, שילוב מודרני תומך באבחון מרחוק וניטור, ומאפשר תחזוקה חיזוי.

כיצד מערכות שילוב עובדות בפועל

כדי להבין את ההתערבות בפעולה, לשקול תנועת רכבת טיפוסית מן השורה הראשית לתוך אחה. המפעיל (או מערכת תוואי אוטומטית) מבקש מסלול מ-A ל- Signal B עד נקודה P. ההתערבות מבצעת את הרצף הבא:

1. (ב) פסיקת הבקשה:0) לבקשה מפורשת: 1FLT:1, המחאות המנטרות שכל החלקים במסלול המוצע אינם עסוקים וכי אין נתיב סותר כבר נקבע.
2. (ב) ,0) ,1 פעולות ומנעול: 1FLT:1 ההתערבות שולחת פקודה להעביר נקודה P לעמדה הנדרשת.לאחר קבלת משוב זיהוי נקודה המאשר את המיקום הנכון, הוא מנע את הנקודה על ידי מחיקת כל מנגנון שחרור.
3. (ב) ⁇ :0) , ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
4. (ב) ⁇ :0) ⁇ : 1 (ב) כאשר המסלול מאובטח, ההתערבות מאפשרת את האות להציג היבט מתקדם (למשל ירוק או צהוב).
5. (FLT:0) מעבר ושחרור חלקי: FIRLT:1; ככל שהרכבת נעה, היא תופסת מעגלים עקבות (או חלקים נגד אקסקל) ההתערבות מזהה את הכיבוש ומתחילה שחרור נתיב חלקי - נקודות ללא נעילה שהרכבת עברה, אך עדיין לא משחררת נקודות קדימה.זה מאפשר תנועות מנוגדות בחלק האחורי הברור בעוד החלק הקדמי נותר נעול.
6. (ב) ביטול מוחלט:0 (Route Cancel:FLT:1; אם האות הוחלף לעצור לפני הרכבת עוברת (למשל, בשל ביטול פקודה או כישלון), המסלול נשאר נעול במהלך הגישה הנעילה.

תהליך זה מתרחש במילימטרים עבור שילובים מבוססי מחשב.הרצף כולו נשלט על ידי לוגיקה בטיחותית שמונעת שילוב לא בטוח של אותות ומצבי נקודה.

בדיקה מפורטת של Interlocking Types

שלושת הסוגים המסורתיים – מכניים, חשמליים, אלקטרוניים – מייצגים התקדמות טכנולוגית.

מגוון מכונות

טווחי החלפה מכניים מ"כלי בלוק" פשוטים כדי להרחיב מסגרות למינוף עם מיטות בין-לוק (למשל, סטונד נעילה, או מנעול מנעולים) המערכות המכאניות המתקדמות ביותר יכלו להתמודד עד 200 צבים.הם היו בעלי יכולת עבודה אך חזקים מאוד כיום, כמה רכבות נשמרות עדיין פועלות בהתנגשות מכנית מלאה, ולהבין שזה חשוב עבור הקשר היסטורי.

החלפה חשמלית מבוססת Relay-based Electrical Interlocking

מערכות ניתוק מחדש פותחו לתוך עיצובים סטנדרטיים מאוד, כגון מערכות מערבינגהאוס ו- Alstom (לשעבר GRS) למערכות למערכות מורכבות של ממסרים - כל מסר המבצע תפקוד בטיחותי.מערכות אלה הן "לוגיקה בטיחות קשה" בעוד שהן מבוגרות וקשה יותר לשמור, רבים עדיין פועלים על רכבות גדולות, במיוחד במחסנים ובקווים משניים שלהם הוא גבוה מאוד, אבל obsolescence הוא אתגר.

מחשוב מבוסס מחשב (CBI) - התקן המודרני

מערכות CBI מודרניות מותקנות על כל קווי מהירות חדשים ומערכות מטרו.ספקים מרכזיים כוללים סימנס (Trackguard), Thales (Smartlock), Alstom (Smartways), ו- Hitachi. CBIs ניתן ריכוז (אחד גדול מקבצי ה-Clocking רבים) או מבוזר (יחידות קטנות בכל צומת) הם תומכים בשילוב עם מערכות הגנה אוטומטית (AT) כגון ERT / קיבולת רדיו 2.

מערכת סולידריות של המדינה (SSI) - מערכת המעבר

SSI הוא שילוב אלקטרוני מוקדם (מתפתח על ידי GEC, סימנס ואחרים) שהשתמש בחומרה קניינית.למרות שהוא מוחלף, מערכות רבות בנויות כמו בשירות.אסI עשה את המקרה עבור שילוב מבוסס תוכנה והוכיח את יכולת הזיהוי של תוכנה ביקורתית בטיחות.

יתרונות ויתרונות בטיחות של מערכות אינטרלוקינג

היתרון העיקרי של כל מערכת בין-לוקחת הוא ההפחתה דרסטית בהסתברות של התנגשות רכבות ומכשולים עקב ערפל נקודה. נתונים סטטיסטיים מראים כי לפני ההתערבות המודרנית, טעות אנוש הייתה גורם מוביל לתאונות.עם חסימה לא בטוחה, המערכת לאכוף מצבים בטוחים ללא קשר לשגיאה או לכשל.

• (FLT:0) בטיחות: איור 1 (interlocking) מאחסן את כללי הרכבת באופן אוטומטי.זה מונע אות להראות ירוק אם מתג כלשהו במסלול מוגדר באופן לא נכון או אם המסלול תפוס.
• יעילות תפעולית:0 (FLT:1) על ידי כך שאפשר רכבות מרובות לפעול בו זמנית על מסלולים שאינם מעצורים, שילוב עלייה קו יכולת. החלפה אלקטרונית מודרנית יכול לנהל רצף מורכב של מסלולים תוך שניות, בעוד ששילוב מכני ידני לקח דקות.
• [ה]הטעות האנושית: [ה]הההפסקה מסירת הצורך בסימן לזכור עשרות מערכות יחסים בין-מפריעות למערכת עצמה מבטיחה כי שילובי הלחמה או הכפתורים אינם נעולים, אפילו תחת לחץ או עייפות.
• (FLT:0) שימורים ואבחון: מערכות בידוד אלקטרוניות 1 אלקטרוניקה לספק אבחון עצמי מתמשך, ניתוק כל תקלות ונומאויות. צוותי תחזוקה יכולים להצביע על הודעות כושלות, חוטי זיהוי שבורים, או מכונה נקודה ללבוש מיצירה מרחוק.זה מקטין את הזמן ומאפשר תחזוקה חיזוי.
• (FLT:0) רגישות וגמישות: FLT:1ir הוספת קבוצה חדשה של נקודות או אותות לרשת קיימת הוא הרבה יותר קל עם CBI, שכן זה רק דורש שינויים בנתונים המבודדים ומודולים נוספים של ממשק. במערכות מכניות או ממסר, הוספת מסלולים חדשים שנועדו לעתים קרובות להתקין מסגרות מכניות חדשות או ליזום לוחות חדשים חדשים - פרויקט הנדסי אזרחי גדול.

מגמות עתידיות במערכות אינטרלוקינג

איתות הרכבת נע לעבר רמות גבוהות יותר של אוטומציה ודיגיטליזציה.מערכות אינטרלוקינג הן בלב האבולוציה.

שילוב דיגיטלי ו-Virtual Interlocking

המושג "שילוב דיגיטלי" מרחיב CBI לאדריכלות רשת מלאה שבו כל האינטליגנציה הבין-לוקחת יכולה להיות מרכזית (או מעוננת בענן) ומופץ ברחבי הרשת באמצעות פרוטוקולים מאובטחים.השילוב וירטואלי הוא צעד נוסף שבו ההיגיון המנטרול הוא שירות תוכנה הפועל על חומרה גנרית, מופרד מהאלמנטים השדה על ידי רשתות תקשורת גמישות.

שילוב עם CBTC ו- Moving Block

בקרת רכבת מבוססת תקשורת (CBTC) עבור מטרו כבר משתמשת בטכנולוגיית בלוק נעה, שבו ההתנגשות משולבת הדוק עם מערכת בקרת הרכבת האוטומטית.מערכות CBTC עתידיות יכולות לספוג פונקציות מנטרולות לחלוטין, אבל עבור רכבות קוליין, ההבחנה נותרה. ERT רמת 3 (היציאה) נמצאת בפיתוח, והיא תסתמך על שילוב של בקרת נקודה ושחרור, אבל הרכבת התחתית תהיה מנוהלת באמצעות ציוד תקשורת אלחוטי.

אבטחת סייבר בהתערבות

כאשר מערכות בין-לוקינג הופכות ליותר מחוברות, הן הופכות פגיעות להתקפות סייבר.תקנים כגון IEC 62443 מוחלות על אות רכבת כדי להבטיח כי שילוב תוכנה ותקשורת מובטח.

תחזוקה מבוססת וחיזוי

מערכות בין-locking מצוידות יותר ויותר עם חיישנים כדי לפקח על זמני ה-Crence, זרמי מנוע נקודה, בריאות מנורת אות ועקוב אחר ביצועי מעגלים. אלגוריתמי למידת מכונה מנתחים את זרמי הנתונים האלה כדי לחזות כישלונות לפני שהם מתרחשים.זה יפחית את עלויות התחזוקה ולשפר את הזמינות.

מסקנה

מערכות בין-לוקינג היו אבן הפינה של בטיחות הרכבות מאז המאה ה-19, התפתחו ממסגרות מכניות לפלטפורמות עוצמתיות, מוגדרות תוכנה.עקרונות הבסיס - מניעת הפרדה, מנעול, מנעול, זיהוי ועיצוב לא בטוח - נשארים קבועים, אבל הטכנולוגיה מאפשרת יכולת רבת-התכלית, אמינות וגמישות.

(ב) לעיין במשאבים הבאים: (ב) ,(ה) ,(ה) ,(ה) , עיין במשאבים הבאים:2: אבולוציה של מערכות ההתערבות של הרכבות – Global Railway ReviewofLT 3:FLT:4ERS - European Rail Management SystemFLT:5, and FLT 6CELECating StandardsalsFLT 7.