Введение
Безопасность железных дорог от человеческого фактора
Система защиты поезда — это техническое устройство на железной дороге, предназначенное для обеспечения безопасной эксплуатации в случае ошибки машиниста.
Остановки поездов
Самыми ранними системами были сигнальные участки, которые до сих пор используются в Нью-Йоркском метрополитене, Торонтском метрополитене, Лондонском метрополитене, Московском метрополитене (только на старых линиях) и Берлинской городской электричке (S-Bahn). Рядом с каждым сигналом располагается подвижный штанга. Если сигнал красный, рычаги, связанные с клапанами проходящего поезда, задевают штангу, открывая линию тормозов и включая экстренное торможение. Если сигнал зеленый, штанга отводится от рычагов, и контакта не происходит. Железнодорожная компания Great Western Railway в Великобритании внедрила свою систему "автоматического контроля поездов" в начале 20-го века. Перед каждым предварительным сигналом была установлена рампа между рельсами. Если сигнал показывал зеленый, рампа получала питание низким напряжением, которое передавалось на локомотив при контакте башмака с рампой. В кабине локомотива звонил колокольчик, подтверждая чистоту сигнала, а электрический ток предотвращал срабатывание тормозов. Если сигнал был желтым (означающим, что следующий сигнал будет красным), рампа обесточивалась, и в кабине звучала сирена. Если сирена не отключалась, тормоза включались автоматически. После национализации железных дорог Великобритании в 1948 году эта система была заменена системой "автоматического предупреждения", основанной на магнитной индукции.
Индуктивные системы
В индуктивной системе данные передаются магнитным путем между путями и локомотивом с помощью магнитов, установленных вдоль рельсов и на локомотиве. В системе Integra Signum воздействие на поезда осуществляется только в определенных точках, например, при проезде красного сигнала поезд автоматически тормозит, и двигатели локомотива отключаются. Кроме того, машинисту часто требуется подтверждать показания предварительных сигналов (например, CAWS), указывающих на необходимость остановки или проявления осторожности – в противном случае поезд автоматически останавливается. Более совершенные системы (например, PZB и ZUB) вычисляют тормозной путь, определяющий, сможет ли поезд остановиться перед следующим красным сигналом, и при необходимости автоматически применяют тормоза. Они требуют от машиниста ввода данных о весе поезда и типе тормозной системы в бортовой компьютер. Одним из недостатков таких систем является то, что поезд не может увеличить скорость до сигнала, если он переключился на зеленый, поскольку информация в бортовом компьютере обновляется только при прохождении следующего магнита. Для решения этой проблемы в некоторых системах предусматривается установка дополнительных магнитов между предварительными и основными сигналами, либо осуществляется непрерывная передача данных от системы сигнализации в бортовой компьютер (например, LZB).
Радиоуправляемые
До разработки единой европейской системы защиты поездов существовало несколько несовместимых систем. Локомотивы, пересекающие государственные границы, должны были быть оборудованы несколькими системами. В случаях, когда это было невозможно или нецелесообразно, приходилось менять сами локомотивы. Для преодоления этих проблем был разработан стандарт Европейской системы управления поездом (ETCS). Он предлагает различные уровни функциональности – от простых до сложных. Эта модель позволяет пользователям соответствовать требованиям по стоимости и производительности различных решений, как для небольших, так и для крупных сетей. Европейская система функционирует с 2002 года и использует цифровое радио GSM с постоянным каналом связи.
Сигнализация кабины
В более новых системах используется кабинная сигнализация, при которой поезда постоянно получают информацию о своем положении относительно других поездов. Компьютер отображает водителю допустимую скорость, вместо того чтобы он полагался на внешние сигналы. Такие системы широко распространены во Франции, Германии и Японии, где высокие скорости поездов делают невозможным для машиниста считывание внешних сигналов, а расстояния между предварительными и входными сигналами слишком малы для торможения. Эти системы обычно представляют собой нечто большее, чем просто автоматическая защита поезда; они не только предотвращают аварии, но и активно помогают машинисту и обнаруживают зоны ограниченной видимости вокруг поездов. Некоторые системы способны управлять поездом почти в автоматическом режиме.