Yüksek Hızlı Rail'de Reddans ve Başarısız Güvenli Tasarım: Mühendislik Güvencesiz Güvenlik

Modern yüksek hızlı tren (HSR) ağları, en karmaşık ulaşım sistemleri arasında sürekli olarak inşa edilmiştir. 250 km/h (155 mph), güvenlik, güvenilirlik ve sürekli olarak sürekli olarak iki temel mühendislik felsefeleri için bir taahhüt talep ediyorlar.Bu makale, bu ilkeleri derinlikte araştırıyor, nasıl güç, iletişim ve güvenlik koşulları altında uyguluyorlar, tüm güvenli koşullar altında hizmet veriyor.

Yüksek Hızlı Rail'de Reddans'ı Anlamak

Red dışılık, bir sistem içinde kritik bileşenlerin veya işlevlerin kasıtlı olarak ortaya çıkmasının amacıdır. Hedef basit: eğer bir element başarısız olursa, başka bir hemen hemen tüm bu sistem güvenli bir şekilde ve çoğu durumda, yüksek hızlı trende fark edilmeden, kırmızıdan çıkarmaz.[Dönetici:2)

Fiziksel Reddans: Tracks ve Yollar

En görünür kırmızılık şekli fiziksel bir izdir. Yüksek hızlı çizgiler genellikle Fransızlar tarafından belirlenen kapasiteye sahip olabilir).

Çiftleri takip etmenin ötesinde, stratejik:0) Yerinden Çıkarmalar[Dönderler) (dönüşümler) normal aralıklarla yerleştirilir - her 5-15 km – raylar arasında geçiş yapmak için trenler. Bu granular fiziksel reddantme, tek bir blokajın tüm çizgiyi kapatamayacağı anlamına gelir; trenler minimum gecikme ile problemin etrafında yollanabilir.

Sistem Reddans: Signaling ve Control

Signaling yüksek hızlı trenin sinir sistemidir ve başarısızlığı felakete yol açmamalıdır. Bu nedenle, sinyal sistemleri tasarlanmıştır:0) birincil balise okuyucusu başarısız olursa, ikincil birim milisaniyeler içinde alır. benzer şekilde, Avrupa Tren Kontrol Sistemi ().

  • [FONT:0) Red dışı sistemler: Her sinyal kutusu veya interlocking ünitesi paralel olarak çalışan aynı bir birim tarafından destekleniyor. Voting logic (2-out-of-3) tek bir bileşen başarısızlığının tehlikeli bir komut üretmediğini garanti eder.
  • [FONT:0)Backup radyo kanalları:[Dönetici:[Dönetici: 0) GSM-R (Global System for Mobile Communications – Demiryolu) çoklu frekans grupları ve reddant temel istasyonları kullanır.Eğer bir hücre kulesi çevrimdışıysa, bitişik kuleler kapsama gücü artırır.
  • [FONT:0)Fail-güvenli veri protokolleri:[Dönetici:0) Tren ve pist arasında gönderilen her mesaj çevrimli kırmızı çekleri (CRCs) ve dizi numaraları içeriyor.Eğer bir bozuk veya eksik paket tespit edilirse, sistem güvenli bir frenleme veya varsayılan olarak tekrarlıyor.

Güç Reddans: Trenleri Enerjilendirmek

Yüksek hızlı bir tren, yüksek hızdaki 10 MW'lık bir güçten geçebilir. dik bir gradient veya bir tünelde tehlikeli bir geri dönüş veya zincirlemeye neden olabilir. Bu nedenle, güç tedarik sistemleri birden fazla reddant katmanları ile mühendisi tarafından mühendisileştirilmiştir.

  • [FONT:0]Dual feeder hatları: [DDDual feeder hatları:[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD) Her alt istasyon iki bağımsız yüksek gerilim iletim hattından güç alır, genellikle farklı bölgesel şebekelerden geçer.Eğer bir çizgi başarısız olursa, diğer hemen tam yük taşır.
  • [FONT:0)Uninterruptible power resources (UPS): Takip eden sinyal mesajları ve kontrol merkezleri, bataryalar ve uçlu UPS birimleri, birkaç saniye boyunca yedek jeneratörler için sorunsuz bir geçiş sağlar.
  • [FONT:0)Emergency jeneratörleri:[Dönetici: [Dönetici: 1] Büyük alt istasyonlar ve kontrol odaları, dış yakıt teslimatı olmadan 72+ saat boyunca koşabilecek dizel veya gaz-turbine jeneratörleri vardır.
  • [FONT=0]Section anahtarları:[Dönetici:0) [Dönetici teli elektriksel olarak izole bölümlere bölünmüştür, her biri kendi alt istasyondan beslenir.Eğer bir alt istasyon başarısız olursa, bitişik bölümler uzaktan kumandanlı anahtarlarla bağlanabilir, çizgiyi tutar.

Başarısızlıklı Tasarım Prensipleri

Red dışılık sürekliliği garanti ederken, güvenli tasarım farklı bir soru ele alır: 03.000T:0) Başarısızlık sistemi, herhangi bir tek başarısızlıktan dolayı mühendisine yol açar; hatta kontrol edilen bir durumda bile başarısızlıkların bir kombinasyonunun - yolcuları, mürettebatı ve altyapı için güvenli olduğu bir durumda, bu sık sık sık sık sık sık sık sık trenin kontrol edilen bir duraklama hareketini engellemek anlamına gelir.

Otomatik Tren Koruma (ATP) ve Acil Braking

Her modern hızlı tren bir şekilde bir hız kısıtlaması veya bir duraklama ile donatılmıştır.Automatic Train Protection (ATP)), trenin hızını ve konumunu bir sonraki sinyal otoritesine göre sürekli olarak izler.Eğer sürücü bir hız kısıtlamasına veya bir duraklamaya cevap vermezse, ATP bunu otomatik olarak başarısız bir şekilde yorumlayan bir durum olarak yorumlanır.

Taknkansen[[Dönetici:0)[Dönetici: 0 ) Sistemi, “A-TC” (Automatic Train Control) sistemi, aİLFLT:2)[Dönetici yöntemi: Her bir pist belirli bir frekansı yaylar; eğer frekans yok veya yozlaşmışsa, trenin hemen hemen frenleri gider.

Reddant Signal Interlocks ve Route Integrity

Bir trenin yalnızca rotanın açık olduğu bir bölüm girebileceği mantık - “reddüşük” ile inşa edilmiştir. Modern yazılım tabanlı sabitler kullanımları).

  • [FONT:0)Route kilitleme:[Dönetici] Bir rota ayarlandığında, trenin son noktaya kadar değiştirilemeyeceğine göre değiştirilemez - trenin altında hareket etmesini engelleyen güvenli mekanizma.
  • [FONT:0)Approach kilitleme:[Dönetici:[Dönetici başarısız olursa, interlocking, rota serbest bırakılmadan önce trenin güvenli bir şekilde durmasına izin vermek için rotayı kilitledi.
  • [FONT:0)Point algılaması: [Dönetici: 1] Her bir geçiş makinesi iki bağımsız pozisyon dedektörleri içeriyor; pozisyonda aynı fikirde değilse, interlocking “güven değil” ve sinyali temizlemek için reddediyor.

Acil İletişim ve Uzak Operasyon

Otomatik olarak güvenli eylemlerin yetersiz olduğu nadir durumda, insan operatörleri güvenilir yedekleme yeteneklerine sahip olmalıdır. Yüksek hızlı tren kontrol merkezleri, diğer trafik kanallarını aşırı kontrol eden güvenlik ağlarına sahip olmalıdır).

Demiryolu Araçları Başarısız Güvenli Özellikler

Yüksek hızlı trenler kendilerini onlarca başarısız güvenli mekanizmalar içerir:

  • [FONT:0)Wheel kaydırak koruması (WSP):) Bir axle bir adhesion kaybederse, WSP sistemi, tekerlek kilitlemesini önlemek için fren basıncı azaltır, diğer axles’te frenleme gücünü korurken.
  • [FONT:0]Fire algılama ve baskı:[Dönetici: 8 ) Motor bölmelerinde ve yolcu bölgelerindeki çoklu sensörler, çevresel güvenli ajanlar kullanan otomatik yangın söndürmecileri tetikler - aynı zamanda oksijen tedarikini önlemek için havalandırma hayranlarını da kestiler.
  • [FONT:0]Door Interlocking:[Dönetici:[Dönetici: · 8] Tren kapıları tren hızı 5 km /h - kapılar hareket ederken açmasını engelleyen güvenliksiz.
  • [FONT:0)Battery yedekleme:[Dönetici:[Dönetici: 0,4] Her tren acil aydınlatma, kapı operasyonu ve traksiyon güç kaybından en az 90 dakika sonra iletişim kurabilir.

Red dışılığı ve Sistem Resilience için Başarısız Güvenli

Red dışı ve güvenli tasarım ayrı stratejiler değildir; bir başarısızlık kırmızıdan aşağıya doğru çalışır, bir güç kaynağının iki beslemeye sahip olabilir (önetici).

Güvenilirlik: Kabul edilebilir Risk Seviyeleri

Yüksek hızlı tren sistemleri son derece düşük başarısızlık olasılığı karşılamak için tasarlanmıştır.Dörtücükler gibi uluslararası standartlar:0) 50126 [Döneticiler: 1 ) (Railway Uygulamaları – Güvenilirlik, erişilebilirlik, dayanıklılık ve güvenlik) bu kadar dikkatli bir şekilde başarısız olması gerekir (örneğin, çarpışmalar, caydırmalar) her bileşeninin etkili modları ve güvenli mekanizmaların etkinliği.

Tasarımcılar, her alt sistem için [FONT][/FONT) [FONT=0) ve [[FONT=2) [FONTDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜye Olmayanlar İçindekiler (MTTR) [DÜSÜSÜSÜye Olmayanlar İçindekiler İçindekiler İçindekiler İçindekiler İçindekiler Üretim Sisteminin Geri Dönüşümü Tahminleri (MTTR) Her Bir Kontrol Sisteminin Yeniden Yapılanması Gereken Zamanlar (MTBF)

Gerçek Dünya Örnekleri: Redcy ve Action-Safe in Action-

Shinkansen (Japonya)

Shinkansen ağı 55 yıldan fazla bir süre boyunca kazalardan dolayı işletildi.Rekademik olmayan her istasyon iki bağımsız kontrol merkezi tarafından servis edilir; her bir trenin diğer ikisinden farklı bir çıkış sağlarsa, o da göz ardı edilir - 2-out-of3 oylama mantığının tek başına kontrol sistemi kullanır.

Fransız TGV

TGV ağı, 2 km/h'den fazla bir süre boyunca hedefin aşıldığını tespit ederse, sistem aynı zamanda sürekli hız izleme ile sinyalleşir.If the onboard computer detects that the target speed by more than 2 km/h for more than 2 saniye, it triggers an automatic Fren application. the system also uses aANG-and black")[Döneticileri değiştiremez)[değiştir | kaynağı değiştir][değiştir | kaynağı değiştir)

Çin'in Yüksek Hızlı Rail

Çin'in hızla genişlediği HSR ağı, ETCS ve Çin Tren Kontrol Sistemi'nin bir hibridini kullanıyor () [FONTCS-3) 800 milisaniyede hasar gördü ve hiçbir tren gecikme veya güvenlik sorunu yaşadı. Sistem aynı zamanda yüksek çözünürlükte bir 2018 yılında Şanghay-Kunming hattında, bir yıldırım grevi 800 milisaniyede hasar gördü.

Sonuç: Başarısızlıklı Yüksek Hızlı Rail'in Geleceği

Yüksek hızlı tren ağları her zaman yüksek hızlarda genişlemeye devam ediyor - 300 km/h, 350 km/h ve ötesinde - yedek parça ve başarısız tasarım ilkeleri sadece daha kritik hale gelecektir.Yeni teknolojilere dayalı tren kontrolü[Dönemli tren kontrolü).

Mühendisler için, operatörler ve düzenleyiciler için, meydan okuma bu güvenlik kültürünü korumak, aynı zamanda maliyet verimsizliği ve kapasiteyi geliştirmeye devam etmek için tasarlanmıştır. titiz redcy kullanmaya devam ederek ve güvenli ilkeleri yerine getirmeye devam ederek, yüksek hızlı tren her zaman en güvenli ulaşım modlarından biri olarak kalacaktır - sadece planlanmamış bir sistemden biri olarak kabul edilir, ancak uygunsuz.

[Üyetim:0)Yüksek hızlı tren güvenlik standartları hakkında daha fazla okuma için, Avrupa Demiryolu Ajansı (Efs- ERTMS), ESFLT:3)JR East – Shinkansen Güvenlik Teknolojileri, ve)