Введение
Класс систем защиты транспортных средств для железных дорог. Автоматическая остановка поезда (ATS) – это система, установленная на поезде, которая автоматически останавливает его при возникновении определенных ситуаций (например, если машинист не реагирует, при землетрясении, обрыве рельса, проезде запрещающего сигнала и т.д.) для предотвращения аварий. В некоторых случаях она функционирует как предохранительная система, аналогичная «мертвому человеку». Автоматическая остановка поезда отличается от автоматического управления поездом (ATC) тем, что система ATS обычно не оснащена бортовым механизмом регулирования скорости.
Automatic train stop or ATS is a system on a train that automatically stops a train if certain situations occur (unresponsive train operator, earthquake, disconnected rail, train running over a stop signal, etc.) to prevent accidents. In some scenarios it functions as a type of dead man's switch. Automatic train stop differs from the concept of Automatic Train Control in that ATS usually does not feature an onboard speed control mechanism.
Механические системы
Изобретение бесперебойного железнодорожного воздушного тормоза обеспечило внешний способ остановки поезда посредством физического объекта, открывающего клапан в тормозной магистрали в атмосферу. Первые механические системы АЛС (автоматической локомотивной сигнализации) были установлены во Франции в 1878 году, а некоторые железные дороги в России последовали этому примеру, используя аналогичную систему в 1880 году. В 1901 году компания Union Switch and Signal Company разработала первую североамериканскую систему автоматической остановки поездов для Бостонской эстакадной железной дороги. Вскоре эта система была принята Нью-Йоркским метрополитеном и другими системами скоростного транспорта в Соединенных Штатах. Механическая АЛС была более популярна в системах скоростного транспорта и пригородных железных дорогах, чем на грузовых или пассажирских магистральных линиях, из-за сочетания повышенной сложности, присущей работе на основных железнодорожных линиях, риска случайного срабатывания от мусора или других путевых устройств, и опасности применения экстренного торможения на высоких скоростях. Кроме того, силы, возникающие при физическом воздействии, могут начать повреждать как путевое, так и бортовое оборудование на скоростях выше. В 1910 году Пенсильванская и Лонг-Айлендская железные дороги установили механическую систему АЛС, охватывающую различные линии, ведущие к станции Нью-Йорк Пенн, используя запатентованный подъемный клапан Холла, разработанный для предотвращения случайного срабатывания от мусора. Однако система была установлена только на локомотивы и моторные вагоны, следующие к станции Пенн, и не получила дальнейшего распространения. Хотя механические системы по всему миру схожи по принципу действия, они, как правило, несовместимы из-за широкого разнообразия габаритов подвижного состава и ширины колеи, что может привести к тому, что механические устройства остановки не смогут воздействовать на бортовой клапан.
In 1910 the Pennsylvania and Long Island Rail Roads installed a mechanical ATS system covering various lines to New York Penn Station using the patented Hall trip valve which was designed to prevent inadvertent activations from debris, however the system was only installed on locomotives and multiple units traveling to Penn Station and did not see further adoption. While similar in operation mechanical systems around the world are generally incompatible due to the wide variety of vehicle dimensions and track gauge which will result in the mechanical stopping devices not engaging the onboard valve.
Электронные системы
Электронные системы используют электрические токи или электромагнитные поля для инициирования определенных действий в кабине локомотива. В то время как механические системы обычно ограничивались продувкой тормозной магистрали и срабатыванием экстренной остановки, электронные системы могут инициировать другие действия, такие как подтверждение от машиниста, отключение питания или менее интенсивное торможение. Благодаря отсутствию физического контакта, электронные системы могут использоваться на более высоких скоростях, ограничиваясь лишь способностью оборудования воспринимать сигнал от устройств остановки. Первой такой электронной системой была система защиты поездов Crocodile, установленная на французских железных дорогах начиная с 1872 года, которая использовала электрифицированный контактный рельс для запроса подтверждения от машиниста. Если подтверждение не поступало в течение 5 секунд, поезд автоматически останавливался. В Великобритании компания Great Western Railway внедрила аналогичную систему в 1906 году под названием Automatic Train Control, которая послужила основой для магнитной автоматической системы предупреждения, пришедшей ей на смену, начиная с 1950-х годов. В США корпорация General Railway Signal в 1920-х годах представила свою систему прерывистой индуктивной автоматической остановки поезда, использующую индуктивные петли в "башмаке", установленном с внешней стороны ходовых рельсов. Эта система также требовала подтверждения от машиниста и была принята несколькими железными дорогами, оставаясь в эксплуатации по состоянию на 2013 год. В 1954 году Япония представила ATS B, первый известный вариант ATS. В 1967 году была изобретена ATS S (и её различные дополнения) – первая бесконтактная система ATS; в 1974 году впервые была использована ATS P, а в 1986 году – H ATS.
Соединенные Штаты
Большинство систем, соответствующих определению автоматической остановки поезда в Соединенных Штатах, – это механические системы останова, связанные с линиями скоростного транспорта, построенными в первой половине XX века. С 1951 года ATS требовалось Межгосударственной торговой комиссией (впоследствии Федеральным управлением железных дорог) как минимальное требование безопасности для допуска пассажирских поездов к превышению установленного ограничения скорости. Нормативное требование относится к системе, которая генерирует предупреждение в кабине локомотива при прохождении поездом запрещающего сигнала вдоль пути, и затем требует от машиниста отреагировать на это предупреждение в течение определенного времени, прежде чем автоматически будут применены тормоза. Наиболее распространенной реализацией ATS для магистральных железных дорог была система, разработанная компанией General Railway Signal, начиная с 1920-х годов, и состоявшая из индуктивных катушек, установленных непосредственно за пределами правого рельса по направлению движения поезда. Часто упоминаемая в железнодорожных руководствах просто как АТС, полная версия названия системы – "Прерывная индуктивная автоматическая остановка поезда", чтобы отличать ее от механических систем, предлагавшихся в то время. Популярность ATS как средства защиты поездов снизилась после внедрения рельсовых кодированных сигналов в кабину машиниста в 1930-х годах.
Установки АТС в Соединенных Штатах
Линии оператора системы в служебных записях. Остановка. Нью-Йоркский метрополитен, A Division (IRT), 1904 – настоящее время. Поезда справа. B Division (BMT и IND), 1915 – настоящее время. Поезда слева. Port Authority Trans-Hudson, система, 1908 – настоящее время. Поезда слева. SEPTA, Broad Street Subway, 1928 – настоящее время. Поезда слева. Market–Frankford Line, ? – настоящее время. Поезда слева, только по путевым сигналам. MBTA, Blue Line, 1925 – настоящее время. Поезда в обе стороны. Orange Line, 1901 – настоящее время. Поезда справа, только по путевым сигналам. Red Line, 1912 – настоящее время. Только по путевым сигналам. Chicago Transit Authority, Chicago 'L', ? – настоящее время. Поезда слева, только по путевым сигналам. Pennsylvania Railroad/Long Island Rail Road, New York Tunnel Extension, 1911 – ?. Поезда справа, использовались трип-клапаны Hall на поездах. Long Island Rail Road, Dunton – Flatbush Avenue, ? – около 1970 года. Поезда справа, использовались трип-клапаны Hall на поездах. IIATS, BNSF Railway, Santa Fe, Chicago – Los Angeles, маршрут "Super Chief", 1930-е – настоящее время. На некоторых участках маршрута ATS был демонтирован. Metrolink и Coaster, бывшая ATSF, San Diego Main Line, ? – настоящее время. В эксплуатации на участке от мильпоста 179 до 249. New York Central, New York – Chicago, Water Level Route, 1920-е – 1971. Демонтирована преемником Penn Central. Southern Railway, 2700 миль основной линии, 1920-е – 1971. Демонтирована в пользу увеличения использования CTC. Union Pacific, бывшая Chicago & North Western, North Line, Northwest Line, 1952–2019. Используется Union Pacific на линиях, где также курсируют пригородные поезда Metra. И грузовые, и пригородные локомотивы должны быть оборудованы, с некоторыми исключениями. New Jersey Transit, RiverLINE, 2003 – настоящее время. Установлена только на стрелочных переводах. Обеспечивает остановку. Westcab, Port Authority of Allegheny County, Pittsburgh Light Rail, линия 42S от центра города до South Hills Village, 1985 – настоящее время. Частично дублирует Automatic Train Control, установленную на линии 47.
Новая Зеландия
В Веллингтоне механическими системами АТС оборудованы лишь немногие сигналы на стрелочных переводах. Все электропоезда оборудованы.
Южная Корея
Некоторые линии Korail и метро оснащены этой системой, а именно: линия 1, линия 4 (наземный участок между станциями Кымчхон и Ойдо), линия Суин-Пундан (между Косаком и Инчхоном), линия Кёнъи Чунган и линия Кёнчхун. Первая система ATS в Южной Корее была установлена в сети Korail в 1969 году, а затем на первой линии Сеульского метрополитена в 1974 году (аналогичная японской ATS S).
Аргентина
В Буэнос-Айресе линии метро и оснащены системой ATS, а линии , , и используют более продвинутую систему управления поездами на основе связи. Линия Roca оборудована системой ATS на своих электрифицированных участках с 1985 года. Эта ATS была поставлена японской компанией Nippon Signal и служит резервной системой для системы ATP, разработанной Bombardier и внедренной в 2006 году (эквивалентной ETCS Level 1), которая заменила более старую систему AWS, первоначально внедренную в 1978 году на электропоездах EMU100 и EMU200.
Великобритания
Некоторые трамваи Firema T 68 и Bombardier M5000 поездов Manchester Metrolink были оснащены системой ATS, однако она постепенно выводится из эксплуатации в связи с внедрением беспроводной (линейной видимости) сигнализации. На линиях лондонского метрополитена оборудование ATS установлено повсеместно. Оно состоит из штанги прерывателя, расположенной непосредственно за правой направляющей рельсом, и воздушного клапана, известного как прерыватель, на передней тележке поезда. Когда соответствующий сигнал показывает "остановку", штанга прерывателя удерживается в поднятом положении пружиной. Если поезд попытается проехать сигнал, штанга прерывателя соприкоснется с прерывателем. Это откроет прерыватель, который соединен с магистралью пневматического тормоза, и приведет к экстренному торможению. Когда сигнал показывает "разрешено", штанга опускается с помощью сжатого воздуха.
Китай
Многие магистральные линии Китайской железной дороги используют систему автоматической остановки поезда (ATS), внедренную в конце 1980-х годов, принцип действия которой схож с принципами японских систем ATS P и ATC.