액슬 카운터
Axle counter
차축 계수기는 철도 신호 전달에 사용되는 시스템으로, 두 지점 사이의 선로 부분의 명확하거나 점유된 상태를 감지한다. 시스템은 일반적으로 휠 센서(섹션의 각 끝마다 하나씩)와 섹션 내부 및 외부로 모두 열차의 차축을 계산하기 위한 평가 장치로 구성된다. 선로회로를 교체하는 데 종종 사용된다.
원칙 및 운영
차축 카운터는 기계, 전기 또는 심지어 광섬유 방법을 통해 열차의 개별 차축을 감지하는 차축 카운터 센서와 시스템의 논리를 수행하고 차축을 섹션 내외로 계산하는 평가자로 구성된다. 평가자는 액슬 카운터 센서의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수도 있다. 그러나 경우에 따라서는 이 작업을 수행하는 별도의 단위가 있다.
이 시스템은 액슬 카운터 센서를 섹션의 각 단부에 설치함으로써 설정된다. 각 열차 차축이 섹션의 시작 부분에서 액슬 카운터 센서를 통과할 때 카운터는 증가한다. 액슬 카운터 센서는 두 개의 독립적인 센서로 구성된다(그래서 장치는 센서가 전달되는 순서와 시간에 따라 열차의 방향과 속도를 감지할 수 있다). 이 시스템은 열차가 섹션 끝에서 유사한 액슬 카운터 센서를 통과할 때 섹션 끝의 카운트와 처음부터 기록된 카운트를 비교한다. 두 개의 계수가 같을 경우 구간이 명확할 것으로 추정된다.
이 프로세스는 "평가자"라고 불리는 안전에 중요한 중앙 위치의 컴퓨터에 의해 수행되며, 액슬 카운터 센서는 현장의 필요한 현장에 위치한다. 액슬 카운터 센서는 전용 구리 케이블 또는 통신 전송 시스템을 통해 평가자와 연결된다. 이는 액슬 카운터 센서가 평가자로부터 상당한 거리에 위치할 수 있도록 하며, 중앙 집중식 연동 장비를 사용할 때 유용하지만 신호 장비가 장비 캐비닛의 라인 옆에 위치할 때는 유용하지 않다.
적용들
트랙 공실 감지
철도 신호 전달
차축 카운터의 가장 일반적인 용도는 선로 공실 감지를 위한 철도 신호 전달에 있다. 블록 신호의 일종으로, 동시에 두 대의 열차가 선로(블록)의 같은 구간 안에 들어가는 것을 허용하지 않는다. 블록 신호 전달은 철로를 블록으로 나누면 전방에 충돌하기 전에 정차할 수 있는 충분한 공간이 확보되기 때문에 충돌 가능성을 감소시킨다.[1]
철도 건널목
액슬 카운터는 또한 수평 교차로에서 경고 장비를 켜고 끄는 데 사용되며, 열차가 감지되면 보행자와 자동차로 교차를 닫고, 열차가 건널목을 넘어갔을 때 열 수 있도록 한다.[2]
레일 야드의 스위치 보호
차축 카운터는 열차 자동차가 정렬될 때 이를 감지하기 위해 철도 마당에서 사용된다. 액슬 카운터는 각 스위치 앞과 스위치를 빠져나가는 각 트랙에 배치된다. 철도 야드 관리 소프트웨어는 차축 카운터의 점유 데이터를 사용하여 스위치를 잠그고 다른 자동차가 점유한 트랙으로 자동차가 이동하는 것을 방지한다.
이점
기존 선로회로와 달리 액슬 카운터는 절연 레일 조인트를 장착할 필요가 없다. 이는 절연 조인트가 삽입될 수 있도록 용접 레일의 긴 섹션의 연속성을 깨는 것을 방지한다.
전기화된 철도
액슬 카운터는 트랙션 본딩과 임피던스 본딩의 필요성을 없애기 때문에 전기화된 철도에 특히 유용하다. 액슬 카운터는 선로 회로에 비해 본딩이 필요 없고 케이블이 적게 필요하므로 일반적으로 설치 및 유지 보수 비용이 덜 든다.
절연 레일 조인트
액슬 카운터는 선로의 약점인 대부분의 레일 조인트(IRJ)를 제거한다.
레일헤드 오염
액슬 카운터는 녹, 그리스 또는 압축된 잎 잔여물로 인한 레일 헤드 오염 문제를 겪지 않는다. 때때로 기차는 제동 중 감속을 돕기 위해 미끄럼 방지 모래를 내려 놓지만 모래가 레일을 오염시키고 선로회로가 작동을 멈춘다. 차축 카운터는 전기 회로를 제공하기 위해 레일 헤드와의 휠 접촉에 의존하지 않기 때문에 이러한 문제에 대해 면역이 된다.
습한 환경에서의 성능 향상
액슬 카운터는 습식 터널(예: 세번 터널)에서 사용되며, 일반적인 트랙 회로는 신뢰할 수 없다. 차축 카운터는 철골 구조물(예: 포스 브리지)에도 유용하며, 구조로부터 레일을 절연할 수 없는 경우 선로 회로의 정상 작동을 방해할 수 있다. 차축 카운터는 또한 여러 중간 트랙 회로의 필요성이 저장될 수 있는 긴 섹션에서도 유용하다. 액슬 카운터는 직접 연결했을 때 평가 장치에서 약 10,000m(33,000ft)까지 올라갈 수 있다. 그러나, 이더넷 네트워크의 추가로, 전송 시스템에 의해 거리가 제한된다.
단점들
전원 장애와 같은 다양한 이유로, 차축 카운터는 한 구역에 얼마나 많은 차축이 있는지 '잊어버릴' 수 있다. 따라서 시스템을 재설정하려면 수동 오버라이드가 필요하다. 이 수동 오버라이드는 신뢰할 수 없는 인적 요소를 도입한다. 세번 터널에서 발생한 사고는 액슬 카운터의 부적절한 복원 때문인 것으로 추정된다. 그러나 그것은 그 후의 조사에서는 증명되지 않았다. 이전 설치에서 평가자는 8비트 로직을 사용할 수 있으며, 256개의 차축을 가진 열차가 차축 카운터를 통과할 때 숫자 오버플로를 유발할 수 있다. 결과적으로, 그 열차는 감지되지 않을 것이다. 그것은 각 열차에 255개의 차축의 길이 제한을 부과한다. 보다 현대적인 시스템은 열차 바퀴 번호에 의해 제한되지 않는다.
턴아웃
턴아웃이 연동되어 있는 경우, 해당 투표율의 각 다리에 대해 액슬 카운터 유닛을 제공해야 한다. 비간격식/수동식 스위치가 있는 라인에서는 스위치 포인트 감지를 별도로 모니터링해야 하는 반면, 트랙순환 라인에서는 잘못 정렬된 포인트가 자동으로 트랙 회로를 차단하도록 설정할 수 있다.
부서진 레일
선로 회로 시스템은 AC 견인 구역에서 제한적인 범위까지만 존재하지만 DC 견인 구역의 공통 레일에서 모든 종류의 파괴된 레일의 탐지를 용이하게 한다. 이와는 대조적으로 액슬 카운터는 파손된 레일을 전혀 감지할 수 없다. 일반 선로 회로는 배선 연결부에서 절연 레일 조인트(IRJ)까지의 길이가 약 1m인 사각지대가 있다.
측면 및 션팅 동작
차축 카운터는 열차 바퀴가 카운터 메커니즘에서 직접 정지할 때 정확한 카운트를 유지하는 데 문제가 있다. 그것은 '바퀴 돌기'라고 알려져 있고, 역이나 자동차가 흔들리고, 합류하고, 분열되는 다른 지역에서 문제가 있다는 것을 증명할 수 있다. 또한, 본선 선로가 측방향, 스퍼 또는 루프 트랙으로 전환되는 경우, 선로로 진입하거나 나가는 열차를 감지하기 위해 추가 카운터를 배치해야 하는 반면, 선로 회로를 사용하는 동일한 기반 구조는 특별한 주의를 요하지 않는다.
뉴질랜드 오클랜드에서는 하이레일 정비차량이 선로에 있거나 선로에 있지 않은 특별한 장소를 제외하고 선로회로가 필요한 모든 선로에 액슬 카운터를 사용해 왔다. 공용 레벨 교차로에서 모든 도로 건널목 트랙은 하이 레일 접근 지점으로 간주되며 짧은 단일 레일 DC 트랙 회로가 사용된다. 또한 하이 레일 차량이 트랙에 접근할 수 있는 수평 교차점이 아닌 장소에 여러 개의 단일 레일 DC 트랙 회로가 있다.
전자기 브레이크
자기 브레이크는 최고 속도가 시속 160km(100mph) 이상인 고속 \ 고속 열차에 사용된다. 이것들은 트랙 위로 불과 몇 센티미터 밖에 안 되는, 차량의 보지에 탑재된 물리적으로 큰 금속 조각들이다. 그것들은 때때로 차축 카운터에 의해 다른 차축으로 잘못 감지될 수 있다. 이는 자기장 곡률, 선로 기하학의 결함 또는 기타 문제로 인해 트랙 블록 한쪽 끝에서만 발생할 수 있으며, 신호 시스템이 혼동을 일으키며, 감지 메모리를 재설정해야 한다. 현대식 액슬 카운터는 '에디 전류' 브레이크 방지 기능이 있으며, 위에서 설명한 제동계통의 자기 효과를 극복하여 감지 지점을 통과하면서 자기 브레이크를 장착한 차량이 제동 중임에도 카운트 정보가 안정적으로 유지된다.
설치
차축 카운터 센서를 장착하는 한 가지 방법은 레일을 관통하는 것이지만, 이는 종종 레일의 구조를 약화시키는 단점이 있을 뿐만 아니라 시간이 많이 걸리는 것으로 보여진다. 하지만 유지관리 비용 절감에 도움이 될 수 있는 레벨링의 필요성을 없앤다.[3]
또 다른 설치 방법은 차축 카운터 센서를 레일 양쪽에서 아래에서 클램프로 고정하는 마운트에 장착하는 것이다. 이는 올바른 조건에서 더 빠르고 쉽게 장착할 수 있지만 정확한 위치가 유지되도록 더 자주 점검할 수 있다.[4]
리셋 및 복원
액슬 카운터의 리셋 및 복원을 서비스 상태로 고정하는 방법에는 다음 네 가지가 있다.
- 준비 재설정 — 시스템에 준비 재설정을 적용하면, 차축 카운터는 해당 섹션에서 열차 이동이 한 번 발생할 때까지 해당 섹션을 계속 점유된 것으로 표시한다. 논리적으로, 열차가 성공적으로 구간을 횡단한 경우 구간은 명확하고 차축 카운터는 다시 빈 칸으로 설정된다.[5]
- 조건부 재설정 — 마지막 카운트가 바깥쪽 방향에 있는 경우에만 섹션이 재설정된다. 이는 적어도 초기화 당시 구간에 있던 열차가 모두 이탈하고 있었음을 보여준다. 재설정 구간을 보호하는 신호는 트랙 간극의 스위프 또는 물리적 검증까지 점유된 상태에서 유지된다.[5]
- 조건 없는 재설정 — 마지막 카운트 동작과 관계없이 섹션이 재설정됨. 보호 신호는 재설정 후 즉시 지워진다. 영국에서는 이러한 유형의 리셋이 "엔지니어의 점유 리마인더"(EPR)에 따라 사용되며, 리셋을 수행하기 전에 라인의 섹션에 차량과 공구가 없는지 확인하기 위한 일련의 절차를 수행한다.
- 공동 작동 재설정 — 정비사와 서명자 모두가 협력하여 섹션을 재설정하고 서비스 상태로 복원해야 함. 이러한 유형의 리셋은 현재 이러한 유형의 리셋 배열을 이용하는 기존 방식을 따르는 제도에만 사용된다.
대부분의 국가는 위의 네 가지 방법의 변화를 사용하며, 때로는 자동화 또는 인적 입력의 양이 다양하다.
역사
액슬 카운트는 처음에 트레들 같은 메커니즘으로 시작했다. 그것들은 레일 발바닥의 내부에 장착된 기계적 접촉 장치로 구성되었고, 장치 위로 흐르는 휠 플랜지가 레버를 작동시켰다. 그러나 그것들은 오류에 취약했고 19세기 말에 유럽에서 유압식 레일 접점에 의해 대체되었다.[6]
유압 레일 접점은 선로 위를 달리는 차축 하중에 의한 레일 편향에 의해 작동되었다. 첫 번째 실린더는 수은으로 채워졌다; 나중에 유압 오일이 사용되었다. 그런 다음 공압식으로 작동하는 개폐 소자로 대체되었다.[6]
공압 차축 계수 시스템에서 피스톤은 특정 부하와 속도에 의해 작동되었다. 그들은 적용이 제한적이라는 것을 증명했고, 따라서 1950년대부터 자석 접촉으로 대체되었다.[6] 그 시점까지 트랙 회로는 신뢰성에 관한 한 항상 큰 에지를 가지고 있었다.
자기 접촉은 최초의 비접촉식 개폐 장치였다. 그들은 "축 계수 자석"으로 알려져 있었다. 철제 바퀴의 플랜지는 자기장을 방해하여 작동을 유발했다. 에른스트 호프스테터와 커트 하스가 1960년 6월 3일에 출원한 액슬 카운터의 첫 번째 미국 특허는 이런 종류의 장치에 대한 것이었다.[7] 이 시기에는 변압기를 기반으로 한 귀납법도 생산되고 있었다. 1970년대에는 집적회로의 도입뿐만 아니라 전자분야의 발전으로 현재 사용되는 차축 계수기의 설계가 가능해졌다.[6]
참고 항목
참조
- ^ "The Development and Principles of UK Signalling". Railway Technical. Archived from the original on October 21, 2014. Retrieved October 21, 2014.
- ^ "BO23 Brochure" (PDF). AltPro. AltPro. Archived from the original (PDF) on October 21, 2014. Retrieved October 21, 2014.
- ^ "Introduction to Tiefenbach Wheel Sensor Technology". Tiefenbach. Retrieved October 21, 2014.
- ^ "Drill Free Axle Counter Mounting Bracket". Argenia. Archived from the original on December 16, 2014. Retrieved December 15, 2014.
- ^ a b "Digital Axle Counter" (PDF). CAMTECH. April 2010. Archived from the original (PDF) on March 3, 2016. Retrieved October 21, 2014.
- ^ a b c d Rosenberger, Martin (2012). "Future Challenges to Axle Counting Systems" (PDF). IRSE. Archived from the original (PDF) on August 30, 2017. Retrieved October 21, 2014.
- ^ "Axle counter for railroad installations, US 3015725 A". Google patents.
