Теміржол қауіпсіздігін қамтамасыз ету жүйесі

Кіріспе

Теміржол қауіпсіздігін қамтамасыз ету жұмыстары

Теміржол көлігі жүйесінде сигнал беруді басқару – пойыздың қауіпсіз, дұрыс бағыт бойынша және кестеге сәйкес жүріп өтуін қамтамасыз ету үшін теміржол сигналдары мен блок жүйелері арқылы пойыз қозғалысын бақылау процесі. Сигналдық басқару бастапқыда орталықсыздандырылған басқару нүктелерінің желісі арқылы жүзеге асырылды, олар сигналдық қорап (халықаралық және британдық), тұйықталу мұнарасы (Солтүстік Америка) және сигналдық кабина (кейбір теміржолдар, мысалы, GCR) сияқты әртүрлі атаулармен белгілі болды. Қазіргі уақытта осы орталықсыздандырылған жүйелер кең ауқымды сигнал беру орталықтарына немесе диспетчерлік кеңселерге біріктірілуде. Қандай нысанда болмасын, сигнал беруді басқару – адам-оператор мен жол бойындағы сигналдық жабдық арасындағы байланыс құралы. Коммутаторларды (стрелкаларды), сигналдарды және блок жүйелерін басқаруға қолданылатын техникалық құралдар жиынтысы – тұйықталу жүйесі деп аталады.

Тарих

Бастапқыда барлық сигнализация механикалық тәсілдермен жүзеге асырылды. Шеткі тіреулер мен сигналдар жеке тетіктер немесе тұтқалар арқылы жергілікті түрде басқарылды, бұл сигнал берушінің әрбір өткен пойыз үшін оларды қажетті күйге келтіру үшін әртүрлі жабдықтар арасында жүруін қажет етті. Көп ұзамай, басқаруды бір ғимаратқа шоғырландыру қажеттігі анықталды, ол сигналдық пост деп аталды. Сигналдық пост күрделі өзара байланыс механизміне және сигнал берушіге арналған құрғақ, климатты бақылайтын кеңістік қамтамасыз етті. Көптеген сигналдық посттардың биік конструкциясы (Солтүстік Америкада «мұнара» термині пайда болды) сигнал берушіге өзі басқаратын теміржолға жақсы көрініс ұсынды. 1843 жылы Лондон мен Кройдон темір жолы Лондондағы Бриклейерс Армс қиылысын басқару үшін алғаш рет сигналдық постты пайдаланды. Электр қуатының практикалық дамуымен сигналдық посттың күрделілігі енді механикалық тетіктердің тікелей физикалық байланыс арқылы немесе мұндай байланыстарға қажетті кеңістік арқылы шеткі тіреулер немесе семафорлық сигналдар жиынтығын басқара алатын қашықтықпен шектелмеді. Электрмен жұмыс істейтін шеткі тіреулер мен сигнализация құрылғылары бір басқару нүктесінен бірнеше жүз метрден бірнеше шақырымға дейін жұмыс істей алатын аумақты едәуір кеңейтті. Электрлік релелік логика технологиясы дамыған сайын, сигнал берушілерге басқару құрылғыларын ешқандай механикалық логикасыз басқару қажеттігі болмады. Толық электрондық логикаға көшумен физикалық қатысудың қажеті қалмады және жүйе тиімділігін арттыру үшін жеке басқару нүктелерін біріктіруге болады. Механикалық басқаруды толық электр жүйелері алмастырғаннан кейін мүмкін болған тағы бір жетістік – сигнал берушінің интерфейсін жақсарту арқылы өнімділікті одан әрі арттыру мүмкіндігі болды. Электрлік тетіктер мен батырмалардың кішірек өлшемі жеке сигнал берушіге қолжетімділікті арттырды. Бағытты белгілеу технологиясы жеке шеткі тіреулерді және көлемді қиылыстар арқылы бағыттарды автоматты түрде белгіледі. Компьютерлік бейне дисплейлері физикалық интерфейсті мүлдем жойды, оны нүктелік және басу немесе сенсорлық экран интерфейсімен алмастырды. Соңында, автоматты бағытты белгілеуді пайдалану кез келген адамның араласуын қажет етпеді, өйткені әдеттегі пойыз қозғалысын кестеге немесе басқа да бағдарламаланған логикаға сәйкес толық автоматтандыруға болады. Сигналдық посттар теміржол желісінің әртүрлі бөліктерін байланыстыратын және пойыздардың қауіпсіз өтуіне мүмкіндік беретін маңызды коммуникациялық орталықтар ретінде де қызмет етті. Алғашқы сигнализация жүйелері телеграф және блок аспаптары сияқты технологиялардың арқасында мүмкін болды, олар көршілес сигналдық посттарға жолдың бір бөлігінің жағдайын хабарлауға мүмкіндік берді. Кейіннен телефон орталықтандырылған диспетчерлерді алыс орналасқан сигналдық посттармен байланыстырды, ал радио тіпті пойыздармен тікелей байланыс орнатуға мүмкіндік берді. Деректерді ұзақ қашықтыққа берудің мүмкіндігі көптеген жергілікті басқару сигналдық посттарының жойылуына себеп болды. Жолдың жанындағы сигнал берушілер сигнализация жүйесінің «көзі мен құлағы» ретінде қажет емес. Жолдық тізбектер пойыздың орналасқан жерін қашықтағы басқару орталықтарына жібереді және деректер желісі шеткі тіреулер мен сигналдарды тікелей басқаруға мүмкіндік береді. Кейбір теміржол жүйелерінде басқаларына қарағанда сигналдық посттар көбірек болғанымен, болашақтағы сигнализация жобаларының көпшілігі орталықтандырылған басқарудың артуына әкеледі, нәтижесінде желі бойындағы сигналдық посттар арнайы немесе мұралық мақсаттарға қалдырылады.

Originally, all signaling was done by mechanical means. Points and signals were operated locally from individual levers or handles, requiring the signalman to walk between the various pieces of equipment to set them in the required position for each train that passed. Before long, it was realized that control should be concentrated into one building, which came to be known as a signal box. The signal box provided a dry, climate controlled space for the complex interlocking mechanics and also the signalman. The raised design of most signal boxes (which gave rise to the term "tower" in North America) also provided the signalman with a good view of the railway under his control. The first use of a signal box was by the London & Croydon Railway in 1843 to control the junction to Bricklayers Arms in London. With the practical development of electric power, the complexity of a signal box was no longer limited by the distance a mechanical lever could work a set of points or a semaphore signal via a direct physical connection (or the space required by such connections). Power operated switch points and signaling devices greatly expanded the territory that a single control point could operate from several hundred yards to several miles. As the technology of electric relay logic was developed, it no longer became necessary for signalmen to operate control devices with any sort of mechanical logic at all. With the jump to all electronic logic, physical presence was no longer needed and the individual control points could be consolidated to increase system efficiency. Another advancement made possible by the replacement of mechanical control by all electric systems was that the signalman's user interface could be enhanced to further improve productivity. The smaller size of electric toggles and push buttons put more functionality within reach of an individual signalman. Route setting technology automated the setting of individual points and routes through busy junctions. Computerized video displays removed the physical interface altogether, replacing it with a point and click or touchscreen interface. Finally, the use of Automatic Route Setting removed the need for any human input at all as common train movements could be fully automated according to a schedule or other scripted logic. Signal boxes also served as important communications hubs, connecting the disparate parts of a rail line and linking them together to allow the safe passage of trains. The first signaling systems were made possible by technology like the telegraph and block instrument that allowed adjacent signal boxes to communicate the status of a section of track. Later, the telephone put centralized dispatchers in contact with distant signal boxes, and radio even allowed direct communication with the trains themselves. The ultimate ability for data to be transmitted over long distances has proven the demise of most local control signal boxes. Signalmen next to the track are no longer needed to serve as the eyes and ears of the signaling system. Track circuits transmit train locations to distant control centers and data links allow direct manipulation of the points and signals. While some railway systems have more signal boxes than others, most future signaling projects will result in increasing amounts of centralized control relegating the lineside signal box to niche or heritage applications.

Атау беру

Кез келген тораптық басқару жүйесінде хабарламалардың дұрыс алушыларына тиісінше жетуін қамтамасыз ету үшін дұрыс идентификациялау маңызды. Сондықтан, сигналдық басқару пункттері шатасу мүмкіндігін азайтатын атаулармен немесе идентификаторлармен жабдықталады. Көне атау техникаларына жақын жердегі географиялық сілтемелер, жол милялық нөмірлері, реттік нөмірлер және идентификациялық кодтарды пайдалану кіреді. Географиялық атаулар муниципалитетке немесе ауданға, жақын маңдағы жолға немесе географиялық ерекшелікке, жергіліктікке және теміржолға трафикпен немесе теміржолдың ерекшеліктерімен қызмет ететін өнеркәсіпке сілтеме жасай алады. Морзе коды қолданылған жүйелерде басқару орындарына тиімді байланыс үшін қысқа идентификациялық кодтар тағайындау кең таралған, бірақ сигналдық басқару орындары милялық белгілерден көп болған жағдайда реттік нөмірлер мен кодтар жиірек қолданылады. Тұтас теміржол жүйелері немесе саяси аймақтар ортақ атау конвенциясын қабылдауы мүмкін. Мысалы, Орталық Еуропада сигналдық басқару пункттеріне олардың орналасқан жері мен функциясына негізделген аймақтық бірегей орналасу кодтары берілді, ал Американың Техас штаты реттеу мақсатында барлық байланыстарды тізбектеп нөмірледі. Сигналдық басқару орталықтары біріктірілгенде, ескі үлгідегі посттар мен жаңа пойыз басқару орталықтарын ажырату қажет болуы мүмкін, себебі сигналшылардың міндеттері мен жауапкершіліктері әртүрлі болуы мүмкін. Сонымен қатар, сигналдық орталықтың атауы жеке жұмыс станцияларының атауына қарағанда операциялық тұрғыдан қолданылмауы мүмкін. Бұл әсіресе сигналдық орталықтар көптеген әртүрлі желілер мен географиялық аймақтарды қамтитын үлкен аумақтарды басқарғанда дұрыс. Көп жағдайда басқару орындары теміржол жолдарының жанында орналасқан болса, басқару пунктінің атауы немесе коды пойыз операторларына олардың қайда екенін еске салмау үшін сигналдық пост құрылысының қабырғасына жазылады. Сонымен қатар, жол бойындағы сигналдар сол сигналды және желінің сол бөлігін кім басқаратынын тікелей немесе жанама түрде көрсететін идентификациялық тақталармен жабдықталуы мүмкін.

In any node based control system, proper identification is critical to ensuring that messages are properly received by their intended recipients. As such, signaling control points are provided with names or identifiers that minimize the likelihood of confusion during communications. Popular naming techniques include using nearby geographic references, line milepost numbers, sequence numbers, and identification codes. Geographic names can refer to a municipality or neighborhood, a nearby road or geographic feature, local landmarks, and industry that may provide the railway with traffic or railway features like yards, sidings, or junctions. On systems where Morse code was in use it was common to assign control locations short identification codes to aid in efficient communication, although wherever signalling control locations are more numerous than mileposts, sequence numbers and codes are more likely to be employed. Entire rail systems or political areas may adopt a common naming convention. In Central Europe, for example, signalling control points were all issued regionally unique location codes based roughly on the point's location and function, while the American state of Texas sequentially numbered all interlockings for regulatory purposes. As signaling control centers are consolidated it can become necessary to differentiate between older style boxes and newer train control centers, where signalmen may have different duties and responsibilities. Moreover, the name of the signaling center itself may not be employed operationally in preference to the name of individual signaling workstations. This is especially true when signaling centers control large amounts of territory spanning many diverse lines and geographical regions. In most cases where the control locations are still in the field adjacent to railway tracks, the name or code of the control point is plainly labeled on the side of the signal box structure as an extra visual reminder to the train operators where they are. Moreover, wayside signals may also be equipped with identification plates that directly or indirectly indicate who controls that signal and that stretch of the line.

Басқару аппараты

Қосымша ақпарат алу үшін, сондай-ақ, Біріктірулерді қараңыз.

Леверлік рама

Алғашқы сигнал беру қораптарында механикалық рычагтар жинағы орнатылған. Бұл жинақ әдетте операциялық еденнің астындағы қабырғаға бекітілген. Рычагтарға өзара байланыс (тұйықталу) орнатылып, сигналдардың дұрыс көрсетілуін және нүктелердің дұрыс ретпен басқарылуын қамтамасыз еткен. Сымдар немесе таяқшалар бір жағынан сигналдар мен нүктелерге, екінші жағынан сигнал беру қорабындағы рычагтарға жалғастырылып, темір жол бойымен созылған. Көптеген елдерде рычагтар олардың қызметіне қарай боялады, мысалы, тоқтату сигналдары үшін қызыл, нүктелер үшін қара түс қолданылады, және оларды анықтау үшін әдетте солдан оңға қарай нөмірленеді. Көбінесе, жол мен сигналдау жүйесінің сызбасы рычагтар жинағының үстіне орнатылып, сигналдар мен нүктелердің жанында тиісті рычагтардың нөмірлері көрсетіледі. Қолмен басқарылатын өзара байланыс жүйелері "Армстронг" деп, ал АҚШ-та қолмен итеру құрылғылары деп аталған. Электрлік жинақтарда кішкентай рычагтар болады және олар сигналдар мен нүктелерді электр арқылы басқарады. Кейбір жағдайларда өзара байланыс (бұғаттама) механикалық түрде жасалса, ал кейбіреулерінде электрлік рычагты құлыптар қолданылған. Аз жағдайда сигналдар мен нүктелер тиісті рычаг немесе сырғыны қолданғанда пневматикалық түрде басқарылған.

Видео дисплейі

Қазіргі заманғы сигналдық посттар көбінесе бейне дисплейлік терминалға (VDU) негізделген немесе оған ұқсас басқару жүйелерімен жабдықталады. Мұндай жүйелерді салу дәстүрлі панельге қарағанда арзанға түседі және өзгертуге ыңғайлы. Ұлыбританиядағы ірі заманауи сигналдық посттар интеграцияланған электрондық басқару орталығының үлгісімен жасалады. Осы басқару жүйелерінің түрлері әлемнің түкпір-түкпірінде қолданылады.

Қазіргі күн

Сигнал беру қораптары сирек кездессе де, кейбір дәстүрлі сигнал беру қораптарын әлі де табуға болады. Олардың кейбіреулері механикалық бұрылыстар мен сигналдарды басқаруды жалғастырады, бірақ көп жағдайда рычагтардың жиынтығы алынып тасталған немесе қолданылмайды, ал олардың орнына басқару тақтасы немесе VDU орнатылған. Көптеген қазіргі заманғы елдерде теміржол жүйесінде механикалық сигнал берудің қалдықтары өте аз немесе жоқ. Дегенмен, Ұлыбритания мен Ирландияда механикалық сигнал беру ең қызықты бағыттардан тыс жерлерде салыстырмалы түрде кең таралған; Еуропада Германия, Польша және Чехияда да олардың көптеп кездесетінін көруге болады. Көптеген тарихи теміржолдарда дәстүрлі сигнал беру қораптарын кездестіруге болады. Қазіргі заманғы басқару орталықтары кеңінен таралған сигнал беру кабиналарының орнын толыққанды иеленді. Әдетте ірі теміржол станцияларының жанында орналасқан бұл орталықтар, электрлік немесе электрондық жүйелерді қолдана отырып, теміржол желісін басқарады.