캡 신호 전달

Cab signalling
시카고 교통국의 택시 신호 표시 장치기차. 신호 중간에 있는 수직 라이트 바는 현재 리드카가 위치한 선로 구간의 최대 허용 속도를 나타낸다.

택시 신호는 선로 상태와 상태 정보를 기관차, 철도 차량 또는 다중 장치의 택시, 승무원실 또는 운전실에 전달하는 철도 안전 시스템이다. 이 정보는 열차 운전자나 엔진 운전자에게 읽기 쉬운 디스플레이를 제공하면서 지속적으로 업데이트된다.

가장 단순한 시스템은 트랙사이드 신호를 표시하는 반면, 보다 정교한 시스템은 또한 허용 속도, 근처 열차의 위치, 그리고 전방에 대한 동적 정보를 표시한다. 또한 택시 신호는 운전자가 위험한 상태에 적절하게 대응하지 않을 경우 자동으로 열차를 정지시키는 브레이크를 적용할 수 있는 보다 포괄적인 열차 보호 시스템의 일부가 될 수 있다.[1]

개요

신호 시스템의 주요 목적은 열차 사이의 안전한 분리를 강제하고 제한적인 상황에 앞서 열차를 정지시키거나 느리게 하는 것이다. 택시 신호 시스템은 열차 운행자에게 마지막 차선 신호를 연속적으로 상기시키거나 전방의 선로 상태에 대한 연속적인 표시를 제공하기 때문에 선로 방향 신호 시스템보다 개선된 것이다.

최초의 그러한 시스템은 1910년대 영국, 1920년대 미국, 1940년대 네덜란드에서 실험적으로 설치되었다. 일본, 프랑스, 독일과 같은 현대식 고속철도 시스템은 새로운 고속철도 속도에서 도로변 신호를 볼 수 없기 때문에 처음부터 차내 신호 전달을 사용하도록 설계되었다. 전 세계적으로 레거시 철도 노선은 고밀도 철도 지역이나 교외 철도 지역 이외의 지역에서 택시 신호의 채택이 제한되고 있으며, 많은 경우 오래된 간헐적 자동 열차 정지 기술의 사용으로 인해 배제되고 있다.

북미에서는 펜실베이니아 철도(PRR)와 유니온 스위치 & 시그널(US&S)이 개발한 코드화된 선로회로 시스템이 사실상 국가 표준이 됐다. 이 시스템의 변형은 많은 고속철도 시스템에서도 사용되고 있으며 아일랜드의 CAWS, 이탈리아의 BACC, 러시아의 ALSN, 일본국유철도(JNR)가 개발한 1세대 신칸센 신호등과 같은 여러 국제택시 신호 시스템의 기초를 형성하고 있다.

유럽 등에서는 상호운용성이 제한된 국가별로 택시 신호표준이 개발되었지만 유럽철도교통관리시스템(ERTMS)과 같은 신기술은 상호운용성 향상을 목표로 하고 있다. ETCS(European Train Control System, ETCS)라고 불리는 ERTMS의 열차 제어 구성요소는 이전의 국가 표준 중 일부를 통합한 기능 규격으로, 몇 가지 수정사항과 완전히 상호운용할 수 있다.

Cab 신호 유형

모든 택시 신호 시스템은 운전자에게 전방 선로 상태를 알리기 위해 연속적인 운전실 내 표시를 가져야 한다. 그러나 이는 두 가지 주요 범주로 분류된다. 간헐적 택시 신호는 레일 라인을 따라 분리된 지점에서 업데이트되며 이 지점들 사이에 디스플레이는 마지막 업데이트의 정보를 반영한다. 연속적인 택시 신호는 전방의 선로 상태에 대한 정보의 연속적인 흐름을 수신하며, 업데이트를 반영하기 위해 언제든지 택시 표시를 변경할 수 있다. 코드화된 선로 회로를 사용하는 시스템을 포함하여 대부분의 택시 신호 시스템은 연속적이다.

간헐적

독일 인두시와 네덜란드 ATB-NG가 이 범주에 속한다. 이러한 시스템과 기타 그러한 시스템은 미래의 선로 조건에 대한 지속적인 알림을 제공하지만, 분리된 지점에서만 업데이트된다. 이는 운전자에게 표시되는 정보가 시대에 뒤떨어진 상황을 초래할 수 있다. 간헐적 택시 신호 전달 시스템은 트립 스톱과 같은 많은 다른 열차 보호 시스템과 기능이 중복되지만, 운전자 또는 자동 운영 체제가 마지막으로 수신한 업데이트를 지속적으로 참조한다는 점이 구별된다.

연속

연속 시스템은 열차가 택시 신호 시스템이 의존하는 연속 이벤트를 수신하는 것을 중단하는 경우에 고장 안전 행동의 추가적인 이점을 가진다. 초기 시스템은 선로를 따라 배치된 레일 또는 루프 도체를 사용하여 차선 신호 시스템과 열차 사이에 지속적인 통신을 제공한다.[2] 이러한 시스템은 일반적으로 현대의 간헐적 시스템에서 가능했던 것보다 더 많은 정보의 전송을 위해 제공되었으며, 운전자에게 축소형 신호를 표시할 수 있는 능력을 가능하게 했다. 따라서 "Cab 신호 전달"이라는 용어는 다음과 같다. 또한 연속 시스템은 신호 시스템을 통해 수신되는 정보에 따라 속도 제한을 강제할 수 있는 자동 열차 제어 기술과 더 쉽게 결합된다. 이 기술은 연속적인 택시 신호는 언제든지 더 제한적이거나 덜 제한적이게 변경될 수 있기 때문에 간헐적인 ATC 시스템보다 더 효율적인 운행이 가능하기 때문이다.

정보 전송

택시 신호는 길가에서 열차까지 정보를 전송하는 수단이 필요하다. 이러한 정보 전달을 달성하기 위한 몇 가지 주요 방법이 있다.

전기 또는 자석

이는 자기장 또는 전류의 존재를 사용하여 위험 조건을 지정하는 초기 간헐적 시스템에 널리 사용된다.[3] 영국철도자동경보시스템(AWS)은 2인칭 택시 신호시스템이 자기장을 이용해 정보를 전송하는 사례다.

귀납적

유도 시스템은 메시지를 전송하기 위해 자기장의 단순한 존재 또는 부재 이상의 것에 의존하는 비접촉 시스템이다. 유도 시스템은 일반적으로 모든 신호와 다른 중간 위치에 비콘 또는 유도 루프를 설치해야 한다. 유도 코일은 변화하는 자기장을 사용하여 열차에 메시지를 전달한다. 일반적으로 유도 코일의 펄스 빈도에는 다른 의미가 부여된다. 연속 유도 시스템은 러닝 레일을 하나의 긴 튜닝 유도 루프로 사용함으로써 만들어질 수 있다.

간헐적인 유도 시스템의 예로는 독일 인두시 시스템을 들 수 있다. 연속 귀납 시스템으로는 시카고와 노스웨스턴철도에 설치된 2개의 예상 일반 철도 신호 회사인 "자동 열차 제어"가 있다.

코드화된 트랙 회로

코드화된 트랙 회로 기반 시스템은 기본적으로 달리는 레일을 정보 송신기로 사용하는 유도 시스템이다. 코드화된 선로회로는 표준 선로회로의 열차 감지 및 레일 연속성 감지 기능을 수행하고, 신호 표시를 열차에 연속적으로 전송하는 이중 목적을 수행한다. 코드화된 선로 회로 시스템은 전문 비콘의 필요성을 제거한다.

코드화된 궤도 회로 시스템 예를 들어 편차를 런던의 지하 빅토리아에 나중에 line,[4]사용된 펜실베니아 철도 표준 시스템,, 오디오 주파수(AF)궤도 회로 시스템 결과적으로 높은 주파수 신호 빨간 색 self-attenuate 수 있는 급속한 교통 응용 프로그램에서"힘"주파수 시스템을 대체하기 위해 왔다 등이 있다.ucing 절연 레일 이음매의 필요성. AF 택시 신호 시스템의 최초 사용자 중에는 워싱턴 메트로와 베이 에어리어 래피드 트랜짓이 있다. 최근에는 단순한 코드 대신 데이터그램을 사용하여 열차에 속도 정보를 전송하는 디지털 시스템이 선호되고 있다. 프랑스 TVM은 러닝 레일을 이용해 디지털 신호 정보를 전송하고, 독일 LZB 시스템은 트랙의 중앙에 늘어선 보조 와이어를 사용하여 신호 정보를 지속적으로 전송한다.

트랜스폰더

트랜스폰더 기반 시스템은 데이터그램이나 기타 정보를 열차 위로 전송하는 고정 안테나 루프 또는 비콘(발리스라고 함)을 사용한다. 간헐적인 유도 시스템과 유사하지만 트랜스폰더 기반의 택시 신호 전달은 더 많은 정보를 전달하고 또한 교통 관리를 돕기 위해 열차로부터 정보를 받을 수 있다. 낮은 루프와 비콘 비용은 더 미세한 신호 전달 정보뿐만 아니라 오래된 시스템에서도 가능했을 수 있는 더 많은 정보 포인트를 허용한다. 영국 자동 열차 보호 시스템은 네덜란드 ATB-NG와 함께 이 기술의 한 예였다.

무선

무선 택시 신호 전달 시스템은 모든 트랙 기반 통신 기반 구조를 분사하고 대신 고정 무선 송신기에 의존하여 열차 신호 정보를 전송한다. 이 방법은 통신 기반 열차 제어와 가장 밀접한 관련이 있다. ETCS 레벨 2와 3은 개발 중인 다수의 다른 택시 신호 전달 시스템과 마찬가지로 이 시스템을 사용한다.

Cab 디스플레이 장치

메트로-북에서 사용되는 CDU는 열차 속도를 나타내는 속도계와 통합되어 있으며, 신호는 제한 속도를 나타낸다.
ETCS 드라이버 머신 인터페이스

운전실 디스플레이 장치(CDU), (ERTMS 표준에서는 운전자 기계 인터페이스(DMI)라고도 함)는 열차 운영자와 운전실 신호 시스템 사이의 인터페이스다. 초기 CDU의 간단한 경고 표시 또는 도로변 철도 신호 표시. 나중에, 많은 철도 및 고속 철도 시스템은 운전자에게 어느 속도로 주행할 수 있는지를 나타내는 지표로 소형 차량 내 신호기를 분사할 것이다. 일반적으로 이는 일종의 자동 열차 제어 속도 집행 시스템과 연계된 것으로, 운영자들이 신호 표시에 기초한 판단을 사용하는 대신 특정 속도로 열차를 운행하는 것이 더 중요해졌다. 한 가지 일반적인 혁신은 속도계와 택시 신호 디스플레이를 통합하여 허용 속도를 현재 속도에 겹치거나 대칭하는 것이었다. "대상까지의 거리" 정보가 있는 데이터그램을 사용하는 디지털 택시 신호 시스템은 속도 벌칙에 근접하거나 속도 벌칙 또는 속도 목표 도달이 허용된 최소 제동 곡선의 이동 그래프를 보여주는 더 복잡한 것을 운전자에게 단순히 알려주는 간단한 표시장치를 사용할 수 있다.

또한 CDU는 시스템이 작동 중이거나 작동 중인지 여부를 운영자에게 알려준다. 또한 CDU는 경보 시스템에 통합되어 경보 벌칙 또는 경보를 취소할 수 있는 수단에 카운트다운을 제공할 수 있다.

미국의 택시 신호 시스템

미국의 택시 신호 전달은 1925년까지 49개의 철도가 하나의 완전한 승객 부서에 어떤 형태로든 자동 열차 제어를 설치하도록 요구했다는 주간상업위원회(ICC)의 1922년의 판결에 의해 추진되었다.[5] 싼타페, 뉴욕 센트럴 등 몇몇 대형 철도가 간헐적인 유도 열차 정지 장치를 설치함으로써 요건을 충족시킨 반면, PRR은 운영 효율을 향상시키는 기회를 포착하고 최초의 연속적인 택시 신호 시스템을 설치함으로써 결국 UN이 공급하는 펄스 코드 캡 신호 기술에 안착했다.이온 스위치 및 신호

PRR 선도에 대응하여, ICC는 국가의 다른 대형 철도들 중 일부는 기술과 운영 관행을 비교하기 위한 시험으로 적어도 하나의 부서에 지속적인 택시 신호 기술을 장착해야 한다고 의무화했다. 영향을 받은 철도는 열성적이지 않았고, 많은 사람들은 이 기구를 장착할 기관차의 수를 최소화하기 위해 더 고립되거나 덜 밀거래된 노선 중 하나를 장착하는 것을 선택했다.

소형 신호와 관련 속도 제한을 모두 보여주는 Amtrak ACSE 지원 택시 신호 디스플레이 장치.

몇몇 철도는 PRR에 의해 거부된 유도 루프 시스템을 선택했다. 이들 철도에는 뉴저지 중앙철도(남부에 설치), 리딩철도(아틀란틱시티철도 본선에 설치), 뉴욕 센트럴, 플로리다 동부코스트 등이 포함됐다.[6] 시카고와 노스웨스턴, 일리노이 센트럴 모두 시카고 인근 교외선 선로에 2인승제를 도입했다. 택시 신호에는 "지우기" 또는 "제한" 측면이 표시된다. CNW는 더 나아가 엘름허스트와 웨스트시카고 사이의 선로 연장에서의 중간 신호들을 제거하여, 2개의 예상된 택시 신호에 의해서만 열차가 진행되도록 요구하였다. 시카고, 밀워키, 세인트 폴, 퍼시픽 철도는 1935년까지 위스콘신주 포티지(Portage)와 미네소타주 미니애폴리스(Minneapolis) 사이에 3경급 시스템을 운영했다.[7]

펜실베이니아 철도시스템이 대규모로 유일하게 채택되면서 사실상 국가 표준이 됐고, 현 시대 택시 신호의 설치는 대부분 이런 유형이었다. 최근, 통신 기반 기술을 사용하여 도로변 장비 비용을 줄이거나 기존 신호 기술을 보완하여 속도 제한과 절대 정지를 시행하고 등급 교차 오작동이나 급습에 대응하는 여러 가지 새로운 유형의 택시 신호 전달이 있었다.

그 중 첫 번째는 뉴저지 트랜짓사가 저밀도 파스콕 밸리 라인에 고용한 스피드 집행 시스템(SES)으로 13대의 GP40PH-2 기관차를 이용한 전용 비행대를 이용한 시범 프로그램이었다. SES는 신호 속도를 강화하기 위해 측면 블록 신호에 부착된 트랜스폰더 비콘 시스템을 사용했다. SES는 과속 경보음을 먼저 울리지 않고 엔진에게 감속 기회를 주지 않고 즉각적인 페널티 브레이크 적용을 유발하는 습관으로 인해 엔진 승무원의 미움을 샀다. SES는 이 라인에서 제거되고 있으며, CSS로 대체되고 있다.

암트랙은 선관위의 아셀라 익스프레스 고속철도 서비스에 첨단민속집행시스템(ACSES)을 사용한다.[8] ACSES는 기존 PRR형 CSS에 대한 오버레이였으며 곡선과 기타 지리적 특징에서 영구적 및 임시적 속도 제한을 모두 시행하기 위해 동일한 SES 트랜스폰더 기술을 사용한다. 온보드 택시 신호 장치는 펄스 코드 "신호 속도"와 ACSE "시민 속도"를 모두 처리한 후 둘 중 더 낮은 속도를 적용한다. ACSES는 또한 데이터 무선을 통해 정지된 기관차로부터 전송된 전송자가 제공하는 코드로 해제될 수 있는 절대 신호에서 양의 정지를 제공한다. 나중에 이것은 택시 신호 표시장치의 더 간단한 "정지 해제" 버튼으로 수정되었다.

참조

  1. ^ 철도신호, 일반철도신호 (1979년 6월)
  2. ^ "NTIS order #PB-254738 – Automatic Train Control in Rail Rapid Transit" (PDF). United States Congress Office of Technology Assessment. May 1976.
  3. ^ 철도 신호 전달 – 철도 신호 엔지니어 협회의 현대 신호 전달 기술에 대한 가이드. 1980년 발행.
  4. ^ "Automatic Train Operation on the Victoria Line". Tubeprune. 2003-03-15. Retrieved 2008-03-13.
  5. ^ Railroad Operational Safety, Status and Research Needs (PDF) (Transportation Research Circular E-C085 ed.), Transportation Research Board of the National Academies (United States), January 2006, p. 27, retrieved 2008-04-13
  6. ^ "Florida East Coast Signal Aspects". www.railroadsignals.us. Retrieved 4 June 2020.
  7. ^ "Steam Still Rules the Rails". Popular Mechanics. 64 (4): 512–513. October 1935. Retrieved 2010-02-11.
  8. ^ United States Federal Railroad Administration (2009-02-20). "Positive Train Control Overview". Archived from the original on 2010-02-19. Retrieved 2010-10-05.

외부 링크

  • Wikimedia Commons의 Cab 신호 전달 관련 미디어