신호 블록 시스템

Signalling block system
미들랜드 철도의 블록 계기

신호 블록 시스템은 열차 간 충돌을 방지함으로써 철도의 안전하고 효율적인 운행이 가능하다. 노선은 일련의 구간이나 "블록"으로 구분하는 것이 기본 원칙이다. 한 번에 한 블록만 열차를 점유할 수 있으며,[1] 블록의 크기는 열차가 그 안에서 정차할 수 있도록 한다.[2] 그것은 열차가 같은 노선의 다른 열차에 위험할 정도로 가까이 가기 전에 항상 정차할 시간을 보장한다. 블록 시스템은 영국에서는 작업 방법, 미국에서는 작동 방법, 호주에서는 안전 작업으로 언급된다.

대부분의 상황에서, 신호 시스템은 블록 사이의 열차의 통행을 제어하기 위해 사용된다. 열차가 블록에 진입할 때, 일반적으로 빨간색 램프 또는 표시 플래그를 사용하여 블록이 점유되었음을 나타내기 위해 양쪽 끝의 신호가 변경된다. 열차가 처음 블록에 진입하면 같은 열차의 후방이 아직 이전 블록을 벗어나지 않아 두 블록 모두 점유된 것으로 표시된다. 이렇게 하면 탑승한 것으로 표시된 열차 양쪽 끝의 블록 길이가 약간 미만이므로, 해당 구간으로 접근하는 다른 열차는 첫 번째 열차가 선로에 정지하더라도 제 시간에 정지할 수 있는 충분한 공간을 확보할 수 있다. 이전에 점유한 블록은 열차의 종점이 완전히 떠나 블록 전체를 비워둘 때에만 비어 있는 것으로 표시된다.

블록 시스템은 특정 노선의 열차 수를 블록 수보다 적은 것으로 제한한다는 단점이 있다. 노선의 길이가 일정하기 때문에 열차의 수를 늘리기 위해서는 블록을 더 많이 만들어야 하는데, 이는 블록이 더 짧고 안전하게 정차하기 위해서는 열차가 더 낮은 속도로 운행해야 한다는 것을 의미한다.[a] 그 결과 블록의 수와 크기는 전체 경로 용량과 밀접하게 연관되어 있으며, 노선을 따라 신호의 값비싼 수정이 필요하기 때문에 쉽게 변경할 수 없다.

블록 시스템은 과 야드 사이의 열차를 제어하기 위해 사용되지만, 일반적으로 다른 방법을 사용하는 야드 내에서는 그렇지 않다. 모든 블록 시스템은 관련 물리적 장비와 관련 규칙의 적용에 의해 정의된다. 어떤 시스템은 신호의 사용을 수반하지만 다른 시스템은 그렇지 않다. 일부 시스템은 가장 큰 위험이 후방 추돌인 더블 트랙과 달리 정면 충돌과 후방 충돌의 위험이 있는 단일 트랙 철도를 위해 특별히 설계된다.

기본개념

열차 통제의 기본적인 문제는 적재된 열차의 비교적 긴 정지 거리다. 이것은 종종 운영자의 시력보다 훨씬 더 길며, 특히 밤이나 악천후에서는 더욱 그러하다. 이 거리는 지역 지형이 전방의 열차 시야를 차단할 수 있을 정도로 충분히 넓으며, 심지어 굽은 곳 주변의 레일의 경로도 다른 열차를 어디서 찾아야 하는지조차 알 수 없게 만들 수 있다.

이로 인해 열차가 선로 위에서 고장날 가능성이 있고, 커브를 돌 때 뒤따르던 열차가 갑자기 부딪히거나, 갑자기 후미 신호등을 보게 된다. 이런 상황에서는 열차가 충돌하기 전에 정차할 공간이 충분하지 않을 것이다. 이것은 "벽돌 기준"으로 알려져 있다. 완전 운행 열차 2대의 경우에도 고속 열차가 앞 열차의 속도를 초과하기 전에 속도를 늦출 시간이 없을 정도로 속도 차이가 클 수 있다.

블록은 열차 사이에 일정한 최소 거리를 확보하여 이러한 문제를 방지하며, 속도 및 하중 한계 내에서 운행되는 모든 열차가 앞서 열차에 도달하기 전에 정지할 시간을 갖도록 설정된 거리를 보장한다. 그러한 시스템을 실행하는 데는 많은 잠재적인 해결책이 있다.

블록 신호방식

엄격한 시간표 운영

대부분의 철도 노선은 철도역 배치도에 내재된 일종의 자연 블록 배치를 가지고 있다. 이것은 이러한 위치에 기초한 수동 신호 전달을 사용하여 일련의 블록을 구현할 수 있는 능력을 제공한다. 이 경우 역무원은 열차가 막 역을 떠났음을 알리는 깃발을 꽂고, 정해진 시간이 지나야 이를 철거한다.

열차는 엄격한 시간표에 따라 운행되며, 따라서 정해진 시간까지 역을 떠날 수 없으며, 그 역에서 만나기로 한 다른 열차가 도착할 때까지 운행된다. 열차 한 대가 지연되면 예정된 모든 열차가 지연된다. 이것은 빠르게 철도의 모든 열차가 영향을 받을 수 있다.

이 방법은 잠재적으로 안전하지 않고 매우 비효율적이기 때문에 많은 교통량이 많은 철도 시스템에서 사용이 허가되지 않았다.

시간표 및 열차 순서

1980년대까지 북아메리카의 단일 선로에서 인기가 있었던, 열차 주문 운영은 블록 시스템이 아니라 열차 이동이 충돌할 때 어떤 열차가 길을 갈 권리를 가질 것인지를 결정하는 시스템이었다. 열차는 종종 역이라고 불리는 고정된 통과 위치를 사용한 시간표라고 알려진 미리 결정된 운영 계획을 사용할 것이다. 운영계획의 개정은 열차 주문의 형태로 열차 운행 관리원으로부터 이루어지며, 열차 주문 스테이션에서 대리점 또는 운영자로 알려진 중개인을 통해 열차에 전달된다.

이 방법은 현재 영국에서 사용이 허가되지 않았다. 19세기에는 텔레그래프와 크로싱 오더로 알려진 유사한 시스템이 사용되었지만, 1870년대에는 세 번의 심각한 정면충돌 끝에 (메네니오트, 콘월 철도, 1873년; 소르페, 그레이트 동부 철도, 1874년; 래드스톡, 서머셋 & 도르셋 철도, 1876년) 사용이 단죄되었다.

북미에서 열차 주문 시스템은 종종 그러한 블록 시스템을 대체해야 할 때 다른 블록 시스템 위에 구현되었다. 예를 들어, 수동 또는 자동 블록이 구현된 경우, 열차 명령은 트래픽의 전류 또는 트래픽의 전류가 설정되지 않은 점유 블록으로의 이동을 승인하는 데 사용된다.

열차 1대 운행

열차 1대(열차 직원 포함)

단일 선로 분기선이 단순한 셔틀 열차 운행으로 막다른 길이라면 토큰 하나로 충분하다. 지선에 진입하는 열차(또는 그 일부를 점유하는 열차)의 운전자는 토큰을 소지하고 있어야 하며, 다른 열차와의 충돌은 불가능하다. 손에서 손으로 건네는 편의상 토큰은 보통 길이 800mm, 지름 40mm의 스태프 형태로 제작되어 열차 스태프라고 일컬어진다. 그러한 직원은 유효한 라인의 구역을 기재한 놋쇠판을 부착한 나무 스태프일 수도 있고, 열쇠의 형태일 수도 있다.

영국 용어에서, 이 작업 방법은 원래 One Engine in Steam(OES)으로 언급되었다.

열차 1대(열차 직원 없음)

원 트레인 작업 시스템의 현대적인 변화는 열차 직원 없이 운영된다. 이러한 라인에서 제어되는 분기 진입 신호의 간극은 운전자의 유일한 지점 진입 권한이며, 열차가 그 신호를 통과하면, 연동장치는 지점 서비스 열차가 2개의 트랙 ci를 순차적으로 작동할 때까지 '위험'(그리고 그 신호는 후속 시간에 지울 수 없음)으로 유지된다.나뭇가지 시작에 지점에서의 지속적인 열차 감지가 필요하지 않다. 연동 회로에 의해 안전성이 보장되며, 선로회로가 고장 나면 조종사의 특별 비상근무가 도입되어야 한다.

남부 데본 철도에 대한 토큰 수락

토큰 블록

블록을 점유할 수 있는 권한은 한 번에 하나의 열차만 선로 구간에 있도록 보장되는 방식으로 취득한 열차 직원이 토큰을 물리적으로 소유함으로써 제공된다.

일반 열차 직원(OTS)

단일 트랙 섹션에 접근하는 운전자는 토큰을 얻을 수 있으며, 이를 블록 섹션에 진입하는 권한으로 사용한다. 그는 그 구간의 반대편 끝에서 그 토큰을 넘겨주곤 했다. 이는 첫 번째 열차 이후 직원이 정확한 종착역에 있지 않기 때문에 한 열차를 다른 열차를 같은 방향으로 따라가면 문제가 발생하였다.

일반 열차 직원 및 승차권(OTST) 또는 (OTS&T)

따라서 일반 열차 직원(OTS)은 연장되었다. 한 열차가 같은 방향으로 다른 열차를 따라가려면 첫 열차의 운전자는 토큰을 보여야 하지만, 그것을 소유해서는 안 된다(이론적으로 그는 토큰을 물리적으로 만져야 했지만, 이것은 엄격히 지켜지지 않았다). 그는 라고 불리는 단선 구간에 들어갈 수 있는 서면 권한을 부여받았다. 그 후 그는 구간의 반대편 끝에서 를 내주며 진행할 수 있었고, 스태프들의 소유로 두 번째 열차가 뒤따를 수 있었다.

전동차 직원(ETS)

이것들은 큰 사이즈와 작은 사이즈로 나왔다.

수동블록시스템

블록을 점유할 수 있는 권한은 열차 분리를 보장하기 위해 다른 블록 스테이션과 통신하기 위한 다양한 절차에 따라 인간 운영자가 수동으로 제어하는 웨이사이드 신호를 사용하여 열차에 전달된다.

전신블록

영국 철도 표준 설계의 전신 블록 계기. 벨은 다음 신호 박스에 벨을 울리기 위한 열쇠가 있는 하단부에 있다. 그 위는 선의 단면이 깨끗한지(녹색), 해당 구간(빨간색)에 열차가 있거나 정상적인 "선 막힘" 상태(흰색)를 나타내는 스위치다.

한 지점에서 다음 지점까지의 열차의 통행을 전신선에 의해 연결된 계기에 의해 제어되는 다중 선로 구간에서 사용된다. 연결되지 않은 줄에 신호 박스가 3개 있는 가장 간단한 경우, 3개 박스의 중앙은 열차 수용 요청을 받고, 신호원은 관련 지점(턴아웃)과 신호 및 신호 수용을 설정한 후 노선을 따라 다음 신호 박스에 승인을 요청한다. 열차가 통과하면 뒤의 신호는 다시 위험으로 설정되고 열차가 이 구간을 벗어나면 다음 신호박스에 신호를 보낸다. 이 메시지들은 원격 신호 박스에서 벨을 울리기 위해 누르는 열쇠로 전신기에 의해 전달된다. 일반적으로 사용되는 벨 코드의 일부는 다음과 같다. 여기서 "-"는 일시 중단을 나타낸다.

  • 1 통화 주의
  • 1-2 전화에 필요한 수화기
  • 1-3-1 등급3 열차 노선은 정상인가?
  • 2 열차 진입 구간
  • 2-1 열차 이탈
  • 3-1 2급 열차 노선은 정상인가?
  • 3-5 마지막으로 전송된 설명 취소
  • 4 클래스 1 열차의 노선은 정상인가?
  • 4-5 또는 9 테일 램프 없이 열차 통과
  • 5-5-5 신호박스 개방
  • 6 비상경보
  • 7 정차하여 열차 점검
  • 7-5-5 신호박스 폐쇄
  • 16 시험장비

그러한 시스템은 19세기에 개발되었고 영국과 호주에서 여전히 광범위하게 사용되고 있다.[3]

텔레폰 블록

이 시스템에서는, 두 정거장 사이에 주어진 선로 구간의 점령이 전화를 통해 합의된다. 더 큰 안전을 위해 추가적인 보호 층이 있을 수 있다. 예를 들어 통제 초소와 같은 통제 초소, 시간표(포르투갈) 및/또는 컴퓨터 지원(프랑스)이 있다.

포르투갈, 스페인, 프랑스는 노동 강도 및 본질적으로 안전성이 결여되어 있는 것으로 인식되어 이 시스템에 의해 지배되는 트랙의 총 길이가 급속도로 감소하고 있지만(각각에서 주로 두 정거장 달인 이상 포함) 이 시스템을 최소한 일부 주요 노선에 사용하고 있다. 블록의 끝) 및 역의 간단한 철도 연동.

포르투갈에서는 1990년대 중반까지 자원 부족으로 국가 철도망을 가로지르는 주요 안전시스템이 텔레포닉 블록이었다. 따라서, 높은 수준의 인력의 비용이 들지만, 다양한 열차 유형을 가진 혼잡한 단선 노선에 여러 층의 안전을 제공하려고 노력하도록 진화되었다. 포르투갈 시스템에서는, 본선에서의 열차 이동의 권한이 그 노선을 따라 있는 역들의 유일한 책임이지만, 규제 초소는 그들을 감독하고, 의견이 일치하지 않을 경우, 역들에게 교통이 어떻게 조직되어야 하는지에 대해 지시한다. 한편, 각 열차 시간표는 다른 열차와의 모든 상호작용(예: 다른 열차와의 교차, 추월하는 열차, 추월하는 열차, 추월하는 열차)을 그러한 상호작용이 발생해야 하는 역에 명확하게 표시한다. 그것으로부터의 일탈(예를 들어, 지연이나 여분의 열차로부터의 일탈)은 반드시 열차 승무원에게 서면으로 제공해야 한다. 두 열차가 교차할 때 가장 가까운 역에 정차한다는 일반적인 관행에도 불구하고, 이 시스템은 자동 신호 회선에 있는 열차와 유사한 고속 열차에 대해 좋은 평균 속도를 허용한다. 그러나 사소한 지연이 발생한 후 확산되는 경우 시스템의 추가 안전 모드가 발동됨에 따라 더 긴 지연이 발생할 수 있다(즉, 변경된 교차 패턴을 반영하기 위해 열차 이동 지침을 업데이트하는 문서 집약적 프로세스). 적어도 같은 이유로 자동 신호 회선에서는 그러한 지연이 일어나지 않을 것이다.

일반적으로 시스템은 블록이 폐쇄된 것으로 가정한다. 즉, 열차가 다른 역으로 가는 도중 한 역에 블록에 진입할 수 있도록 허용하기 전에 허가를 받아야 한다. 그러나, 프랑스의 경우, 다중 트랙에서, 블록은 보통 단방향 트랙 섹션으로 개방된다. 즉, 이전 열차가 블록을 비운 것을 역에서 확인한 후, 같은 방향으로 이동하는 다음 열차는 즉시 블록으로 진입할 수 있으며, 진입 역의 역장은 열차가 블록에 진입한 시간을 출구 역에 통보한다.

토큰리스블록

이것은 단일 선로 철도에서의 사용을 위한 시스템으로, 토큰의 사용도, 구간을 통한 연속 열차 감지 제공도 필요 없다. 신호는 제어 신호가 한 번에 하나의 열차만 노선에 진입할 수 있도록 설계된다. 구간 맨 끝에 있는 수화기 담당자는 열차가 '테일 램프 완비' 상태인지 확인하여 전체 열차가 구간을 떠났으며, 분리되지 않았는지 육안으로 확인해야 한다.[4]

자동블록신호

일본 엔슈 철도의 수직색채광신호

자동 블록 신호는 열차의 센서 통과 이동에 기초하여 표시장치나 측면을 변경하는 일련의 자동화된 신호(일반적으로 조명이나 플래그)를 사용한다. 이것은 2018년 현재 가장 보편적인 형태의 블록 시스템으로, 고속 철도 시스템에서 철도 본선에 이르기까지 거의 모든 종류의 철도에서 사용된다. 시스템도 다양하고, 신호도 훨씬 다양하지만, 모두 거의 같은 방식으로 작동한다.

위에서 설명한 수동 블록 시스템과 마찬가지로 자동 시스템은 경로를 고정 블록으로 나눈다. 각 블록의 끝에는 선로측 센서와 함께 일련의 신호가 설치된다. 열차가 센서를 통과할 때 신호는 해당 블록의 양쪽 끝에 있는 신호에 "블록 점유" 측면을 표시하기 위해 트리거된다. 대부분의 시스템에서 기차가 떠날 때 신호는 즉시 "블록 빈" 측면으로 되돌아가지 않고, 대신 블록 점유 측면, 또는 더 일반적으로 "주의로 진행" 측면을 유지하는 일종의 기계적 지연이 있다.

이동블록

안전성 확보 측면에서, 실제 고려사항은 주어진 열차의 정지거리와 다른 열차를 발견할 수 있는 거리다. 블록은 실제로 이 개념을 구현하지 않고, 노선에서 최악의 성능을 발휘하는 열차가 충분히 정지할 수 있는 시간을 보장하는 신호 전달 시스템을 구현한다. 이는 정지 성능이 더 좋은 열차는 특정 노선의 모든 열차가 동일하지 않는 한 최대 속도보다 낮은 속도로 운행해야 한다는 것을 의미한다.

중요한 문제는 주어진 열차가 정차 시간에 맞춰 다른 열차를 안전하게 볼 수 없다는 점이다. 그러나, 열차간 통신 시스템 같은 것을 갖춘 열차의 경우는 그렇지 않다. 이 경우, 주어진 열차는 고정된 블록이 필요 없이 다른 열차와 안전한 거리를 유지할 수 있다. 이러한 이동 블록 시스템은 필요한 기술이 1970년대에 처음 등장하기 시작한 이래로 인기를 끌었다.

그러한 시스템에서는, 노선의 어떤 열차도 다른 모든 열차의 신호를 청취한 다음, 그들이 멈출 수 있는 충분한 거리를 확보하기 위해 움직일 수 있다. 초기 이동 블록 시스템은 레일 라인을 따라 늘어뜨린 케이블을 사용했다. 열차는 자기 인덕턴스를 사용하여 위치를 나타내는 선에 신호를 주입한다. 케이블은 또한 열차의 센서에 의해 픽업될 수 있는 다양한 방법으로 그 위치를 제공할 수 있다. 보다 현대적인 시스템은 위성위치확인시스템이나 선로측 표시기와 같은 선외 위치 시스템을 사용할 수 있으며, 다양한 무선 기반 방법을 사용하여 열차 간에 데이터를 전송할 수 있다.

이동 블록 시스템의 장점은 고정 블록이 없기 때문에 노선에 고정된 열차 수가 없다는 것이다. 이것은 2012년 하계 올림픽의 업그레이드가 약 [5]50%의 용량을 향상시킨 런던 지하철쥬빌리 노선노던 노선에서 보듯이 노선 용량을 크게 향상시킬 수 있다.

역사

처음으로 블록 작업을 사용한 것은 아마도 1839년 북중부 철도 클레이 크로스 터널쿡과 휘트스톤 전신기가 설치되었을 때였다. 전신기는 1841년에 작동을 멈추기 위한 것으로 교체되었다. 1842년, 클레이 크로스 시스템을 구축한 윌리엄 포터길 쿡텔레그래픽 철도(Telegraphic Railways) 또는 싱글 라인(Single Line)을 발행하여, 단일 라인에서 보다 안전한 작업 방법으로 일반용 블록을 제안하였다. 이전에는 열차의 분리가 엄격한 시간표에만 의존했었는데, 이는 예상치 못한 사건들을 허용할 수 없었다.[6]

참고 항목

메모들

  1. ^ 이것은 기차 자체가 바뀌지 않는다고 가정하고 있다. 대표적인 예로, 비교적 저속 블록 레이아웃 내에서 고속으로 운행하기 위해 강력한 브레이크로 특별히 설계된 고급 여객열차가 있다.

참조

  1. ^ 힌슨 2020, 블록 시스템: 1: 기본 원리.
  2. ^ 키첸사이드 & 윌리엄스 2008, 페이지 73–88.
  3. ^ "Bulletin". Australian Railway Historical Society. March 1961. pp. 43–51.
  4. ^ "Railway Group Standard GK/RT0051" (PDF). RGSOnline.co.uk. p. D1. Archived from the original (PDF) on 2008-11-20.
  5. ^ Mylius, Andrew (9 October 2003). "Moving block signals finally go ahead on Jubilee Line". New Civil Engineer.
  6. ^ Kieve, Jeffrey L, The Electric Telegraph: A 사회경제사, 페이지 33-34, David와 Charles, 1973 OCCLC 655205099.

원천

  • Hinson, John (2020). "The Signal Box".
  • Kichenside, Geoffrey; Williams, Alan (2008). Two Centuries of Railway Signalling (2nd Revised ed.). Oxford Publishing Company. ISBN 978 0 86093 672 5.
  • Vanns, Michael A. (2012). "The 1870s Signalling Revolution". Signalling in the Age of Steam. abc (2nd ed.). Hersham, Surrey: Ian Allen. ISBN 978 0 7110 3536 2.