집중형 트래픽 제어

Centralized traffic control
펜실베니아 손데일에 있는 TON 타워의 Active Union 스위치 및 Signal Co 릴레이 기반 CTC 머신

중앙 집중식 교통 제어(CTC)는 북미에서 시작된 철도 신호 전달의 한 형태입니다.CTC는 이전에 지역 신호 사업자나 열차 승무원이 수행했던 열차 라우팅 결정을 통합합니다.이 시스템은 CTC 구역으로 지정된 철도 시스템의 일부에서 철도 연동과 교통 흐름을 제어하는 중앙 열차 운행 관리 사무소로 구성됩니다.CTC의 특징 중 하나는 철도를 그래픽으로 표현한 제어판입니다.이 패널에서, 배차원은 배차원이 통제하는 지역에 걸쳐 열차의 위치를 추적할 수 있습니다.대형 철도에는 여러 개의 배차원의 사무실이 있을 수 있으며, 각 운영 부서별로 여러 개의 배차원이 있을 수도 있습니다.이러한 사무실은 보통 가장 붐비는 야드나 역 근처에 위치해 있으며, 운영 품질은 항공 교통 타워와 비교할 수 있습니다.

배경

CTC 개념의 핵심은 철도에 적용되는 교통 통제의 개념입니다.같은 선로상에서 반대 방향으로 이동하는 열차는 열차 중 하나를 이동시킬 있는 측선이나 스위치와 같은 특별한 인프라 없이는 서로 통과할 수 없습니다.처음에, 열차가 그러한 상호작용을 배열하는 유일한 두 가지 방법은 열차 이동 기관 (배차원)과 열차 자체 사이의 통신 링크를 제공하는 것이었습니다.이러한 두 가지 제어 메커니즘은 열차 주문 운영이라고 불리는 일련의 절차에서 철도 회사에 의해 공식화 될 것이며, 이는 나중에 자동 블록 신호 (ABS) 사용을 통해 부분적으로 자동화되었습니다.

각 시스템의 출발점은 열차 이동을 위한 고급 경로 계획을 형성하는 철도 시간표였습니다.시간표를 따르는 열차는 언제 옆길로 가야 하는지, 선로를 바꿔야 하는지, 그리고 교차로에서 어떤 경로를 타야 하는지 알게 될 것이다.그러나, 열차 이동이 계획대로 진행되지 않으면, 시간표는 현실을 나타내지 못할 것이며, 인쇄된 시간표를 따르려고 하면 경로 오류 또는 사고로 이어질 수 있습니다.이는 북미의 철도 노선 마일의 대부분을 차지하는 단선 노선에서 특히 흔했습니다.미리 정의된 "미트"는 어느 한 열차가 나타나지 않으면 큰 지연을 초래할 수 있으며, 더 나쁜 것은, 시간표에 기재되지 않은 "엑스트라" 열차가 예상하지 못한 다른 열차와 정면 충돌할 수 있습니다.

따라서, 시간표 운영은 시간표의 지침을 대체하는 열차 주문으로 보완되었습니다.1850년대부터 20세기 중반까지, 열차 주문은 열차 운행 관리원에 의해 모스 부호로 지역 에 전보되었고, 그곳에서 주문서는 표준화된 양식과 그들이 역을 지날 때 승무원들에게 제공된 사본에 기록되었다. 예를 들어, 그들은 앞으로 여러 지점에서 특정한 행동을 취하도록 지시하였다:다른 열차를 만나기 위한 측선, 추가 지시를 위해 지정된 위치에서 대기, 예정보다 늦게 실행 또는 기타 수많은 조치.열차 운행 관리원과 열차 승무원 사이의 무선 또는 전화를 통한 직접 교통 통제의 발달은 1970년대에 이르러 전신 주문을 거의 쓸모없게 만들었습니다.

트래픽 밀도가 보증하는 경우, 여러 트랙을 제공할 수 있으며, 각 트랙에는 시간표가 정의된 트래픽 흐름이 있어 단일 트랙 스타일의 "미트"가 자주 필요하지 않습니다.이러한 교통 흐름에 역행하는 열차는 여전히 열차 주문이 필요하지만, 다른 열차는 그렇지 않습니다.이 시스템은 자동 블록 신호와 인터록 타워를 사용하여 더욱 자동화되었습니다. 이 시스템은 교차로에서 충돌하는 경로의 효율적이고 안전한 설정을 가능하게 하고 열차끼리 안전하게 분리되도록 했습니다.그러나, ABS 보호 하에서도 양방향으로 운행되는 열차를 지원하는 모든 선로는, 동일한 선로 구간에서 두 열차가 서로 접근하는 상황을 방지하기 위해 추가적인 보호가 필요합니다.그러한 시나리오는 안전상의 위험을 나타낼 뿐만 아니라, 열차 한 [citation needed]가장 가까운 통과 지점까지 역방향으로 이동해야 합니다.

CTC가 등장하기 전에는 여러 단방향 트랙을 구축하지 않아도 되는 이 문제에 대한 많은 해결책이 있었습니다.많은 서부 철도는 단일 선로로 진입하는 열차가 모든 반대 신호를 정지 위치로 "떨어지게" 하여 반대 열차의 [citation needed]진입을 막는 절대 허용 블록(APB)이라는 자동 시스템을 사용했습니다.교통량이 많은 지역에서는 때때로 유인 연동탑 사이에 양방향 운영이 설정될 수 있다.양방향 트랙의 각 섹션에는 해당 트랙의 트래픽 방향을 설정하기 위해 관련된 교통 제어 레버가 있습니다.종종, 두 타워는 이동 방향을 설정하기 전에 트래픽 레버를 같은 방식으로 설정해야 합니다.이동 방향의 블록 신호는 트랙 조건에 따라 표시되며 트래픽 흐름에 대한 신호는 항상 가장 제한적인 양상으로 설정됩니다.게다가, 어떤 열차도 트래픽 흐름과 반대되는 선로 구간으로 라우팅될 수 없으며, 선로 구간이 열차로부터 멀어질 때까지 트래픽 레버를 변경할 수 없습니다.APB와 수동 교통 제어는 모두 특정한 상황에서 여전히 열차 발주가 필요하며, 두 가지 모두 인간 운영자 간의 균형과 세부적인 라우팅 제어가 요구됩니다.

개발과 테크놀로지

오하이오 콜럼버스에 있는 CTC "B" 보드에서 열차 이동을 제어하는 Penn Central Southern Region(Columbus Division) 열차 운행 관리원.이 위치에서는 한 사람이 하루에 약 25개의 열차 이동을 처리할 수 있었다.

비용이 많이 들고 부정확한 열차 주문 시스템에 대한 궁극적인 해결책은 General Railway Signal 회사에 의해 그들의 상표인 "중앙 교통 통제" 기술로 개발되었습니다.1927년 첫 설치는 Stanley, Toledo 및 오하이오주 Berwick 사이의 뉴욕 중앙 철도의 40마일 구간에서 [1]CTC 제어 기계가 오하이오주 포스토리아에 위치했습니다.CTC는 열차 운행 관리원이 열차의 움직임을 직접 제어할 수 있도록 설계되었으며, 지역 운영자를 우회하고 서면 열차 주문을 배제했습니다.대신, 열차 운행 관리원은 열차의 위치를 직접 보고 신호를 표시하고 스위치를 제어함으로써 열차의 움직임을 효율적으로 제어할 수 있었다.또한 선로 점유를 인간 운영자에게 보고하고 (선로 회로 참조) 확립된 교통 흐름에 대해 열차가 선로로 진입하는 것을 자동으로 방지함으로써 안전을 강화하도록 설계되었습니다.

CTC 머신이 표준 인터락 머신 및 ABS와 다른 점은 중요한 인터락 하드웨어가 원격 위치에 있고 CTC 머신은 트랙 상태만 표시하고 원격 위치로 명령을 전송했다는 것입니다.신호를 표시하는 명령은 원격 인터락을 통해 트래픽 흐름을 설정하고 인터락을 통해 명확한 경로를 확인해야 합니다.인터록 로직으로 인해 명령을 수행할 수 없는 경우 CTC 기계에서는 디스플레이가 변경되지 않습니다.이 시스템은 수동 교통 제어와 동일한 수준의 유연성을 제공했지만 모든 경로 세그먼트의 끝에 유인 운영자를 제공하는 비용과 복잡성은 없었습니다.이것은 특히 오버헤드가 너무 많은 것을 정당화할 수 있을 것으로 기대할 수 없는 경미한 사용 회선의 경우 더욱 그러했습니다.

처음에는 전용 와이어 또는 와이어 쌍으로 통신이 이루어졌지만, 나중에는 크로스바 스위치에서 사용되는 것과 유사한 단일 공통 통신 링크와 릴레이 기반 통신 기술을 사용하는 펄스 코드 시스템으로 대체되었습니다.또한, CTC 기계는 인터락을 통해 접근하고 통과하는 열차에 대한 정보만 표시하는 대신 인터락 사이의 모든 블록의 상태를 표시하였습니다. 이전에는 이러한 구간이 열차 운행 관리원과 관련하여 "어두운 영역"(즉, 알 수 없는 상태의 영역)으로 간주되었습니다.CTC 시스템은 단일 위치에서 한 사람에 의해 트랙의 많은 부분에 걸쳐 트래픽 흐름을 설정할 수 있을 뿐만 아니라 인터록에서 스위치와 신호를 제어할 수 있도록 합니다. 이는 제어 [2]지점이라고도 합니다.

CTC 머신은 기존의 타워에 있는 작은 콘솔로 시작되어 근처의 몇 개의 원격 연동만 작동하다가 점점 더 많은 영역을 제어하도록 확장되어 밀수되는 타워를 덜 닫을 수 있게 되었습니다.시간이 지남에 따라 머신은 디스패처 오피스로 직접 이동되었기 때문에 디스패처 직원이 먼저 블록 오퍼레이터와 중간에서 통신할 필요가 없어졌습니다.20세기 후반, 전기 기계 제어 및 디스플레이 시스템은 컴퓨터 작동 디스플레이로 대체되었다.유사한 신호 제어 메커니즘이 다른 국가에서도 개발되었지만, CTC를 차별화하는 것은 중앙 기관의 통제와 감독 하에 있는 고정 지점들 간의 독립적인 열차 이동 패러다임입니다.

신호 및 제어 지점

Union Pacific 철도의 CTC 자동 차단 신호캘리포니아 코첼라 주 유마 시구

CTC는 열차 신호를 이용하여 열차 운행 관리원의 지시를 열차에 전달합니다.이것들은 열차의 진행 또는 정지를 허가하는 통제된 지점에서의 라우팅 결정의 형태를 취합니다.로컬 시그널링 로직은 궁극적으로 전방의 선로 점유 상태와 열차가 가야 하는 정확한 경로를 기반으로 표시할 정확한 신호를 결정합니다. 따라서 CTC 시스템에서 필요한 유일한 입력은 이동, 이동 금지 명령입니다.

CTC 영역의 신호는 두 가지 유형 중 하나입니다. 절대 신호는 열차 운행 관리자에 의해 직접 제어되며 제어 지점의 한계를 설계하는 데 도움이 됩니다. 또는 신호 블록의 트랙 조건과 다음 신호의 조건에 의해 자동으로 제어되는 중간 신호입니다.열차 운행 관리원은 중간 신호를 직접 제어할 수 없으므로, 비활성 참조를 제외하고, 거의 항상 운행 관리원의 제어 디스플레이에서 제외됩니다.

대부분의 제어 지점에는 원격 제어, 전동 스위치가 장착되어 있습니다.이러한 스위치는 열차 운행 관리자에 의해 원격으로 제어되거나 스위치 메커니즘 자체의 레버 또는 펌프를 수동으로 조작함으로써 제어될 수 있기 때문에, 종종 이중 제어 스위치입니다 (단, 열차 운행 관리자의 허가가 필요합니다).이러한 스위치는 통과 측선으로 연결되거나, 인접한 선로로 이동할 수 있는 교차로 또는 열차를 대체 선로로 연결하는 "턴아웃"의 형태를 취할 수 있습니다.

작동

최신 전자 인터락을 위한 컴퓨터 기반 컨트롤

일부 철도는 여전히 낡고 단순한 전자 조명 디스플레이와 수동 제어에 의존하고 있지만, 현대적 구현에서는 열차의 위치와 절대 신호의 양상 또는 디스플레이를 보기 위해 SCADA (Supervisor Control and Data Acquisition) 시스템과 유사한 전산 시스템에 의존합니다.일반적으로, 이러한 제어 기계는 원격 인터락에서 명령이 실패할 필요 없이 배차원이 두 열차에 충돌하는 권한을 부여하는 것을 방지합니다.현대의 컴퓨터 시스템은 일반적으로 트랙의 매우 단순화된 목업을 표시하여 절대 신호와 측선의 위치를 표시합니다.선로 점유율은 열차 식별을 위한 태그(일반적으로 선두 기관차의 번호)와 함께 선로 디스플레이 위에 굵은 선 또는 컬러 선을 통해 표시됩니다.디스패처가 제어할 수 있는 신호는 Stop(일반적으로 빨간색) 또는 "displayed"(일반적으로 녹색)로 표시됩니다.표시되는 신호는 Stop을 표시하지 않고 승무원이 본 정확한 모습은 디스패처에 보고되지 않습니다.

국가별

호주.

호주에서의 첫 CTC 설치는 1957년 9월 멜버른 교외의 글렌 웨벌리 선에서 실시되었습니다.Victorian Railways북동부 [3]표준 프로젝트의 프로토타입으로 이것을 설치했습니다.그 이후로 CTC는 주요 주간 철도 노선에 광범위하게 배치되었습니다.

뉴질랜드

CTC는 1938년 뉴질랜드 북섬 간선 타우마루누이오카후쿠라 사이에 처음 설치됐으며 1939년 테쿠이티푸쿠투, 1940년 다와 플랫푸카리키이어 1940년 설치됐다.CTC는 1943년 백가카리키에서 파라파라우무까지 연장되었고, 1945년 푸케투코파키가 그 뒤를 이었다.1954년부터 1957년까지 Frankton Junction과 Taumarunui, 1954년에는 Te Kauhata-Amokura 사이에 CTC가 설치되었다.CTC는 1955년에 어퍼헛페더스턴 사이에, 그리고 1955년부터 1959년까지 단계적으로 세인트 레오나드스오아마루 사이에 설치되었다.1966년 12월 12일 NIMT의 해밀턴과 백카리키 사이에 CTC가 완성되었다.CTC는 1969년부터 1980년 2월 완공될 때까지 단계적으로 롤스턴에서 메인 사우스 라인의 푸크우리 분기점까지 설치되었다.St Leonards에서 Oamaru까지 오래된 CTC 설비는 1991년과 1992년에 트랙 워런트 컨트롤로 단계적으로 대체되었습니다.가장 최근의 CTC 설치는 2013년 8월 마르톤에서 아라모호까지, 더네딘에서 모스기엘까지 MNPL에서 2015년 말 북태에리까지 완료되었다.

미국

CTC 제어 트랙은 필요한 전자 장치와 고장 때문에 비 신호 트랙보다 건설 비용이 훨씬 더 많이 듭니다.CTC는 일반적으로 트래픽 밀도와 시간 절약을 통한 운영 비용 감소가 자본 비용을 초과하는 트래픽량이 많은 지역에서 구현됩니다.BNSF 철도와 Union Pacific Railway의 선로는 대부분 CTC에서 운영됩니다. 일반적으로 경량의 교통 노선은 선로 보증 제어 (BNSF 및 UP) 또는 직접 교통 통제 (UP)[citation needed]에서 운영됩니다.

최근에는 마이크로파, 위성 및 철도 기반 데이터 링크와 같은 신기술로 인해 전선주선이나 광섬유 링크의 필요성이 없어짐에 따라 CTC의 비용이 낮아졌습니다.이러한 시스템을 열차 관리 [citation needed]시스템이라고 부르기 시작했습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ GRS 팸플릿 #1979(1979년 6월)
  2. ^ J.B. 캘버트(1999)"집중형 교통 통제"
  3. ^ Leo J. Harrigan (1962). Victorian Railways to '62. Public Relations and Betterment Board. p. 176.