Автоматизированное движение по рельсам |
---|
Автоматическое управление поездом |
Списки автоматизированных систем поездов |
Похожие темы |
Автоматическое управление поездом ( ATO ) — это метод автоматического управления поездами , при котором машинист не требуется или требуется в основном для контроля. [1] В качестве альтернативы ATO можно определить как подсистему в системе автоматического управления поездом , которая выполняет любую или все функции, такие как программируемая остановка, регулировка скорости, управление дверями и т. п., которые в противном случае были бы назначены машинисту поезда. [2]
Степень автоматизации обозначается степенью автоматизации (GoA), вплоть до GoA4, в которой поезд автоматически управляется без какого-либо персонала на борту. [3] В большинстве систем для более низких степеней автоматизации до GoA2 присутствует машинист для снижения рисков, связанных с отказами или чрезвычайными ситуациями. Автоматизация без машиниста в основном используется в автоматизированных системах транзита по направляющим , где легче обеспечить безопасность из-за изолированных путей. Полностью автоматизированные поезда для магистральных железных дорог являются областью исследований. [4] Первые эксперименты без машиниста в истории автоматизации поездов относятся к 1920-м годам. [5]
Согласно Международной ассоциации общественного транспорта (UITP) и международному стандарту IEC 62290-1, существует пять уровней автоматизации (GoA) поездов. [6] [7] [8] Эти уровни соответствуют автомобильной классификации SAE J3016 : [9] [10]
Степень автоматизации | Эксплуатация поезда | Описание и примеры | Уровни SAE |
---|---|---|---|
GoA0 | На месте | Никакой автоматизации. | 0 |
GoA1 | Руководство | Машинист поезда контролирует запуск и остановку, работу дверей и обработку аварийных ситуаций или внезапных отклонений. Сигналы, пропущенные из-за человеческих ошибок, защищены системами защиты поездов, такими как ETCS L1 . [11] | 1 |
GoA2 | Полуавтоматический (STO) | Запуск и остановка автоматизированы с использованием усовершенствованных систем защиты поездов , таких как ETCS L2 или 3 , [11] [12], но машинист управляет дверями, ведет поезд при необходимости и устраняет аварийные ситуации. Многие системы ATO являются GoA2. В этой системе поезда автоматически следуют от станции к станции, но машинист находится в кабине, отвечая за закрытие дверей, обнаружение препятствий на пути перед поездом и устранение аварийных ситуаций. Как и в системе GoA3, поезд GoA2 не может безопасно работать без сотрудника на борту. Примерами служат линия лондонского метрополитена Victoria и линия нью-йоркского метрополитена 7 . | 2 |
GoA3 | Без водителя (DTO) | Запуск и остановка автоматизированы, но проводник управляет дверями и управляет поездом в случае возникновения чрезвычайных ситуаций. В этой системе поезда следуют автоматически от станции к станции, но в поезде всегда находится сотрудник, отвечающий за разрешение чрезвычайных ситуаций. В системе GoA3 поезд не может безопасно работать без сотрудника на борту. Примерами служат Docklands Light Railway . | 3 и 4 |
GoA4 | Без присмотра (UTO) | Запуск, остановка и работа дверей полностью автоматизированы без какого-либо персонала в поезде. Рекомендуется, чтобы на станциях были установлены платформенные экранные двери . В этой системе поезда способны работать автоматически в любое время, включая закрытие дверей, обнаружение препятствий и чрезвычайных ситуаций. Бортовой персонал может быть предоставлен для других целей, например, обслуживания клиентов, но он не требуется для безопасной эксплуатации. Часто предоставляются элементы управления для ручного управления поездом в случае сбоя компьютера. CBTC считается базовой технологией обеспечения для GoA4. [11] Примерами являются сингапурское метро , линия 5 миланского метро , линия 4 миланского метро , линия C (римское метро) , туринское метро , метро Брешиа , линии 1, 4 и 14 парижского метро , линия 9 Барселонского метро , метро Сиднея , линии 2 и 3 Нюрнбергского метро , метро Копенгагена , линия Гонолулу Skyline , пурпурные/розовые/серые линии метро Дели и линия 11 железнодорожного транзита Сучжоу . | 5 |
Степень автоматизации | Описание и примеры |
---|---|
GoA1+ | В дополнение к GoA1, существует подключенная бортовая система оптимизации энергопотребления поезда (C-DAS) через ETCS . [13] |
GoA2+ | В случае с метрополитеном Амстердама поезд GoA2 может двигаться задним ходом в поезде GoA4 на конечных станциях. [14] Это обозначено знаком «+». |
GoA2(+) | Это GoA2 с дополнительными функциями, связанными с железной дорогой метровой колеи . [15] |
GoA2.5 | Вместо обученного машиниста в кабине сидит проводник, которому не нужно ничего делать, кроме как обнаруживать препятствия и эвакуировать пассажиров. [16] Железнодорожная компания Кюсю начала коммерческую эксплуатацию автоматического движения поездов с использованием ATS-DK на линии Касии (между станциями Ниси-Тодзаки и Касии) на экспериментальной основе 24 декабря 2020 года. Цель состоит в том, чтобы достичь GoA3, формы «беспилотной работы с проводником». [17] |
GoA3+ | Общий термин для GoA3 и GoA4, означающий замену машиниста поезда. [18] Термины GoA3/4 , GoA3,4 и автономные поезда используются как синонимы. [19] [16] |
Многие современные системы связаны с автоматической защитой поездов (ATP) и, во многих случаях, с автоматическим управлением поездами (ATC), где обычные операции сигнализации , такие как установка маршрута и регулирование поезда, выполняются системой. Системы ATC и ATP будут работать вместе, чтобы поддерживать поезд в пределах определенного допуска его расписания. Объединенная система будет незначительно корректировать рабочие параметры, такие как отношение мощности к движению по инерции при движении и время пребывания на станции , чтобы придерживаться определенного расписания. [ необходима цитата ]
В то время как ATP — это система безопасности, которая обеспечивает безопасное расстояние между поездами и обеспечивает достаточное предупреждение о том, когда следует остановиться. ATO — это «небезопасная» часть работы поезда, связанная с остановками и запусками на станциях, и указывает место остановки поезда после того, как ATP подтвердит, что линия свободна. [ необходима цитата ]
Поезд приближается к станции при четких сигналах, поэтому он может выполнить нормальный запуск. Когда он достигает первого маяка — изначально петлевого кабеля, теперь обычно фиксированного транспондера — поезд получает команду на торможение станции. Бортовой компьютер рассчитывает кривую торможения, чтобы позволить ему остановиться в правильной точке, и по мере того, как поезд движется к платформе, кривая обновляется несколько раз (что варьируется от системы к системе) для обеспечения точности. [20]
Когда поезд останавливается, он проверяет, что его тормоза задействованы, и проверяет, что он остановился в пределах контуров включения дверей. Эти контуры проверяют положение поезда относительно платформы и то, с какой стороны должны открываться двери. После того, как все это будет завершено, ATO откроет двери. По истечении установленного времени, заранее определенного или измененного центром управления по мере необходимости, ATO закроет двери и автоматически перезапустит поезд, если цепь проверки закрытия дверей завершена. Некоторые системы также имеют платформенные экранные двери. ATO также подаст сигнал для их открытия после завершения процедуры проверки на борту. Хотя здесь это описано как функция ATO, включение дверей на станциях часто включается как часть оборудования ATP, поскольку оно рассматривается как «жизненно важная» система и требует тех же процессов проверки безопасности, что и ATP. [20]
После завершения работы дверей система ATO разгонит поезд до крейсерской скорости, позволит ему двигаться по инерции до следующей станции с сигналом торможения, а затем затормозит на следующей станции, при условии отсутствия вмешательства системы ATP. [20]
В 2021 году Департамент транспорта Флориды профинансировал обзор ученых из Университета штата Флорида , Университета Талька и Гонконгского политехнического университета , который показал следующие преимущества автономных поездов: [21]
Хотя доказано, что система ATO значительно снижает вероятность человеческих ошибок при эксплуатации железной дороги, было зафиксировано несколько заметных аварий с участием систем ATO:
Год | Территория | Инцидент |
---|---|---|
1993 | Япония | 5 октября 1993 года автоматизированный поезд линии Nankō Port Town Line проехал по южной конечной станции линии на станции Suminoekōen и столкнулся с буферной остановкой , в результате чего пострадали 217 человек. Причиной, как полагают, стала неисправность некоторых реле в оборудовании ATO линии, которое передает сигнал команды тормоза, из-за чего тормоза не сработали. [23] Работа возобновилась 19 ноября 1993 года после того, как на линии было установлено и протестировано резервное оборудование. [24] |
2011 | Китай | 27 сентября 2011 года в 14:51 по местному времени (06:51 UTC ) два поезда на линии 10 шанхайского метро столкнулись между станциями Yuyuan Garden и Laoximen , в результате чего пострадали 284–300 человек. Первоначальные расследования показали, что машинисты нарушили правила, управляя поездами вручную после того, как потеря электроэнергии на линии привела к отказу ATO и сигнальных систем. О погибших не сообщалось. [25] |
2015 | Мексика | 4 мая 2015 года около 18:00 по местному времени (00:00 UTC) [26] во время сильного дождя с градом [27] два поезда потерпели крушение на станции Oceanía линии 5 метрополитена Мехико , когда оба направлялись к станции Politécnico . [28] Первый поезд, № 4, был припаркован в конце платформы станции Oceanía после того, как машинист сообщил, что фанерная доска мешает движению. [29] Второй поезд, № 5, покинул станцию Terminal Aérea с включенной аналоговой системой PA-135 ATO, несмотря на то, что машиниста попросили выключить ее и управлять поездом вручную, [30] как того требует протокол во время дождя, поскольку поезда должны двигаться с пониженной скоростью. [31] Поезд № 5 врезался в поезд № 4 на скорости 31,8 км/ч (19,8 миль/ч) [30] — вдвое больше средней скорости по прибытии на платформы [29] — и двенадцать человек получили ранения. [32] |
2017 | Сингапур | Железнодорожная авария в Джу-Куне – 15 ноября 2017 года около 08:30 по местному времени (00:30 UTC) один поезд SMRT East-West Line C151A врезался сзади в другой поезд C151A на станции метро Joo Koon в Сингапуре, в результате чего 38 человек получили ранения. В то время на линии Восток-Запад происходила замена прежней фиксированной блокировочной сигнализации Westinghouse ATC и связанной с ней системы ATO на подвижную блокировочную сигнализацию Thales SelTrac CBTC . У одного из задействованных поездов была удалена функция защиты безопасности, когда он проехал по неисправной сигнальной схеме в качестве исправления известной программной ошибки, что привело к «разрыву» сигнального пузыря и к столкновению. [33] |
2017 | Индия | Перед тем, как премьер-министр должен был ехать на поезде, и за несколько дней до открытия, поезд проходил испытания ATO в депо Калинди Кунж. Когда поезд приблизился к буферу, он ударился о буферы и сошел с рельсов, ударившись о переднюю стену. Стену в конечном итоге залатали кирпичами. Однако в конечном итоге выяснилось, что тормоза не были задействованы поездом по умолчанию в рамках операции. [34] Это привело к тому, что поезда управлялись машинистами до 2024 года, что задержало полную эксплуатацию UTO на семь лет. |
2019 | Гонконг | Похожий инцидент, как и описанный выше, произошел на линии MTR Tsuen Wan в Гонконге 18 марта 2019 года, когда два электропоезда MTR M-Train потерпели крушение на участке пути между Адмиралтейством и Центральным , в то время как MTR тестировала новую версию системы управления поездом SelTrac , предназначенную для замены существующей системы сигнализации линии SACEM . В обоих поездах не было пассажиров, хотя машинисты обоих поездов получили травмы. [35] До того, как место крушения было очищено, все поезда линии Tsuen Wan заканчивали свой путь в Адмиралтействе вместо Центрального. Тот же поставщик также предоставил аналогичную систему сигнализации в Сингапуре , что привело к железнодорожной катастрофе Joo Koon в 2017 году. [36] В июле 2019 года Департамент электромеханического обслуживания (EMSD) опубликовал отчет о расследовании инцидента и пришел к выводу, что ошибка программирования в системе сигнализации SelTrac привела к сбою системы ATP, что привело к столкновению. [37] |
2021 | Малайзия | Столкновение Kelana Jaya LRT в Куала-Лумпуре в 2021 году , в результате которого пострадали 213 человек. [38] |
2022 | Китай | 22 января 2022 года пожилой пассажир оказался зажат между дверью поезда и защитной дверью на станции Qi'an Road линии 15 (Шанхайское метро) . Увидев ситуацию, сотрудники неправильно управляли системой управления дверью поезда, позволив защитной двери изолироваться без обнаружения, что привело к кратковременной остановке поезда и смертельному ранению застрявшего пассажира. [39] |
Имя | Год начала | Конец года | Описание | Страна | Объем |
---|---|---|---|---|---|
SMARAGT | 1999 | Автоматизация Нюрнбергского метрополитена [40] | Германия | ||
РУБИН | 2001 | Автоматизация Нюрнбергского метрополитена [41] | Германия | ||
КОМПАС I | 2001 | Беспилотное вождение на магистральных железных дорогах [42] | Германия | 4,85 млн € [43] | |
Автобан | 2010 | 2014 | Автономные поезда на существующих региональных железнодорожных линиях [44] | Австрия | 2,5 миллиона € [44] |
RCAS | 2010 | Предотвращение столкновений без постоянных установок [45] | Германия | ||
Ки-Лок | 2021 | 2024 | Безопасный ИИ для железной дороги [46] | Германия | 2,47 млн € [43] |
СМАРТ 2 | 2019 | 2022 | Современная интегрированная система обнаружения препятствий и вторжений на пути для интеллектуальной автоматизации железнодорожного транспорта [47] | Евросоюз | 1,7 млн € [47] |
безопасный.поезд | 2022 | Разработка автоматизированных поездов с поддержкой искусственного интеллекта [48] | Германия | 24 миллиона € | |
АвтоматизированныйПоезд | 2023 | Полностью автоматизированная постановка и парковка поездов [49] | Евросоюз | 42,6 млн € [50] | |
R2DATO | 2023 | Железнодорожный путь к цифровому автоматизированному вплоть до автономного управления поездом [51] | Евросоюз | 160,8 млн € |
В октябре 2021 года в Гамбурге , Германия, был запущен пилотный проект «первого в мире автоматизированного поезда без машиниста» на обычных путях, общих с другим железнодорожным движением . Согласно сообщениям, традиционная технология поездов со стандартными путями, не относящаяся к метро, теоретически может быть реализована для железнодорожного транспорта по всему миру и также является существенно более энергоэффективной . [52] [53]
ATO был введен на линиях Circle , District , Hammersmith & City и Metropolitan лондонского метрополитена к 2022 году. ATO используется на участках Crossrail . Поезда на центральном лондонском участке Thameslink были первыми, кто использовал ATO на магистральной железнодорожной сети Великобритании [54] с ETCS уровня 2.
В апреле 2022 года компания JR West объявила, что в 2022 году она проведет испытания ATO на 12-вагонном поезде Shinkansen серии W7, который будет использоваться на линии Hokuriku Shinkansen на станции Hakusan General Rolling Stock Yard. [55]
Венское метро планировалось оснастить системой ATO в 2023 году на новой линии U5.
Все линии, построенные для нового Сиднейского метрополитена, работают без машиниста, без присутствия обслуживающего персонала.
С 2012 года в метро Торонто проводились модернизации сигналов для использования ATO и ATC в течение следующего десятилетия. [56] Работы были завершены на участках линии Yonge–University . [57] Подземная часть линии 5 Eglinton была оборудована ATC и ATO в 2022 году. Подземная часть будет использовать систему GoA2, в то время как Eglinton Maintenance and Storage Facility будет использовать систему GoA4 и беспилотное движение по станции. [58] Предполагается, что линия Онтарио будет иметь беспилотную систему GoA4 и откроется в 2030 году. [ 59 ]
С марта 2021 года SNCF и регион О-де-Франс начали эксперимент с французским поездом класса Regio 2N , оснащенным датчиками и программным обеспечением [fr] (fr).
В 2025 году регулярные беспилотные пассажирские перевозки на линии Копидльно — Долни-Бусов возобновит компания AŽD Praha . [60]
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )