Perché un treno dovrebbe deragliare automaticamente se un segnale viene passato in pericolo?

In un recente incidente a Londra

Network Rail ha affermato che un treno vuoto ha attraversato un segnale rosso, provocando un deragliamento automatico. Nessuno è rimasto ferito. [link]

Il deragliamento ha causato un bel po 'di danni e molte interruzioni del viaggio lungo questa pista.

La mia lettura della dichiarazione del National Rail è che il deragliamento era una caratteristica del sistema, una risposta al passaggio del segnale in pericolo. Sebbene sia sicuro che abbia causato meno danni di una collisione in treno, sembra comunque pericoloso e costoso.

Esistono cose come le fermate del treno , per innescare i freni o si potrebbe immaginare di deviare il treno in una trappola di sabbia. Perché non sono state utilizzate opzioni come queste invece di deragliare?

In primo luogo, l'incidente è avvenuto mentre il treno stava lasciando un binario di passaggio passando un segnale di shunt. Questi forniscono meno autorizzazioni rispetto a un segnale normale, anche quando non sono in pericolo (il treno può consentire fino a quando la linea è libera o il segnale successivo , non vi è alcuna garanzia che la pista davanti sia libera).

Ora, nel Regno Unito, ci sono quattro sistemi di protezione dei treni: AWS, TPWS, ATP ed ETCS. Tuttavia, questi sono tutti progettati principalmente per i treni su linee normali, piuttosto che su quelli sui binari. Esaminerò ciascuno di questi a loro volta nella misura in cui proteggono i segnali:

AWS

Il sistema di allarme automatico (AWS) è un sistema semplicistico che utilizza magneti / elettromagneti per segnalare un allarme al macchinista che deve essere riconosciuto entro 3-4 secondi o che viene avviata una frenata di emergenza, che secondo il regolamento non possono ignorare. ( Può essere ignorato mediante l'uso di un interruttore / rubinetto di isolamento, ma senza qualcun altro nella cabina si infrangerebbero le regole lasciando il proprio posto per scavalcarlo; i regolamenti vietano che l'interruttore si trovi ovunque possano raggiungere.)

I magneti sono posizionati a 150–250 m di distanza dal segnale, per dare al guidatore la possibilità di visualizzare il segnale prima di riconoscerlo. Nel caso di un binario di raccordo, si presume che il treno sarà parcheggiato lì per un certo periodo di tempo e dato che i binari di raccordo hanno normalmente la stessa lunghezza dei treni che di solito parcheggiano al loro interno, il treno non passerebbe sopra un magnete se uno è stato installato all'uscita dal raccordo. Di conseguenza, i magneti non vengono installati per i binari di raccordo.

TPWS

Il Train Protection & Warning System (TPWS) è un sistema relativamente moderno, risalente agli anni '90, che provoca una frenata di emergenza quando un treno passa un segnale in pericolo o quando si avvicina un segnale al di sopra di una velocità impostata (progettato per portare qualsiasi treno a una fermata entro la "distanza di sicurezza", vale a dire prima di qualsiasi incrocio sulla pista). È stato progettato per essere una soluzione più economica da implementare rispetto all'ATP (di seguito), fermando la maggior parte degli incidenti.

In linea di principio, potrebbe essere usato per proteggere i binari di raccordo, dato che, dato il limite di velocità tipicamente basso nei binari di raccordo, si sarebbe in genere in grado di avere solo il loop sul segnale, poiché la distanza di arresto sarebbe breve. In gran parte non è stato utilizzato per proteggere i binari di raccordo, probabilmente perché tali incidenti sono rari, portando il costo / beneficio a concludere che non vale la pena.

ATP

La protezione automatica dei treni (ATP) è in realtà un gruppo di sistemi, due dei quali sono stati installati nel Regno Unito nell'ambito di prove prima di una proposta di lancio nazionale, che alla fine non è mai avvenuta a causa di un costo stimato di 1 miliardo di sterline. Questi sistemi sono progettati per impedire a un treno di passare un segnale in pericolo.

In sostanza, sono stati installati due sistemi sviluppati altrove: il belga TBL1 sulla Great Western Main Line, compresa la stazione di Paddington; e SELCAB, che era uno sviluppo della LZB tedesca, utilizzato sulla Chiltern Line. Né TBL1 né SELCAB (né LZB) sono mai stati usati per proteggere i binari di raccordo. (LZB in particolare è molto costoso da installare, in quanto richiede un filo continuo lungo il binario.)

Tuttavia, i treni che operano su queste linee non sono tenuti a disporre dei sistemi installati (almeno i treni dotati delle apparecchiature che circolano sulla Great Western Main Line devono essere messi fuori servizio in caso di guasto del sistema) e il treno che ha fatto deragliare non era equipaggiato con esso (sebbene ovviamente dato che i binari di raccordo non erano equipaggiati, questa non è una causa).

ETCS

Il sistema europeo di controllo dei treni è un sistema che sta per essere lanciato nel Regno Unito, attualmente attivo solo sulla linea Cambrian che è stata utilizzata come implementazione sperimentale. C'è molto scritto su questo, ma poiché non è (ancora) installato su GWML non ne parlerò qui.

Quindi ... deragliamento?

Esistono numerosi altri meccanismi per proteggere la linea. Quelli tradizionali sono punti di cattura (dove hai punti per dirigere un treno lontano da altre linee che potrebbero essere occupate, in genere con qualche breve tratto di binario oltre) e deragliatori (progettati per far deragliare immediatamente un treno, utilizzati principalmente in luoghi come depositi in cui il movimento le velocità sono basse).

In questo caso, il treno ha superato i punti di cattura impostati per proteggere la linea principale. Mentre il deragliamento di un treno provoca disagi, se si fosse imbattuto in un treno per pendolari occupato, il risultato avrebbe potuto essere un disastro.

Le altre opzioni che hai citato sono le fermate del treno e la deviazione del treno in una trappola di sabbia. Le fermate dei treni non sono praticamente utilizzate sui sistemi ferroviari di linea principale perché le parti meccaniche ne limitano la possibile velocità e possono essere utilizzate per limitare il loro uso a binari a bassa velocità come binari di raccordo e depositi, dove gli incidenti sono relativamente rari. Una trappola di sabbia è essenzialmente qualcosa che puoi mettere seguendo i punti di cattura (ed è qualcosa di spesso usato, o un banco di sabbia) ma ciò richiede spazio per esso, che è improbabile che esista in un'area congestionata vicino a una stazione.

Alla fine, gran parte di questo si riduce al costo / beneficio di varie soluzioni e al fatto che i punti di cattura sono stati frequentemente installati in tali luoghi per oltre un secolo ed evitano incidenti in rari casi in cui il segnale viene trasmesso in pericolo. Se da qualche parte frequentemente i segnali fossero passati in pericolo ("spesso" per gli standard ferroviari, cioè!), Mi aspetterei un altro approccio da utilizzare.

Mentre sono sicuro che ha causato meno danni di una collisione del treno

Esattamente. Questa è una risposta di ultima istanza intesa ad evitare una collisione totale.

Un treno deragliato provoca alcuni danni ed è un disastro da ripulire. Una collisione tra due treni probabilmente causerà molti più danni, sarà ancora più difficile da ripulire e molto probabilmente farà uccidere le persone. Può anche avere un impatto sull'area circostante se vengono trasportati prodotti chimici pericolosi. Far deragliare un treno in modo (in qualche modo controllato) rende molto meno probabile che un'autocisterna, ad esempio, rompa e rovesci il contenuto, rispetto a una collisione molto meno prevedibile e più violenta tra due treni.

L'innesco dei freni è un meccanismo completamente diverso che non è altrettanto sicuro. Per prima cosa, presuppone che il sistema di frenatura del treno funzioni. Per un altro, richiede la logica sul treno per rilevare il problema. Non è così desiderabile se questa logica sul treno fallisce ed è ciò che ha causato il problema in primo luogo.

Far deragliare un treno è l'ultima risorsa e come tale deve essere a prova di errore. Inoltre, non deve essere attivato, tranne quando tutto il resto ha già fallito. Questa condizione deve essere rilevata in modo indipendente e quindi attuata in modo indipendente dai normali sistemi ferroviari. La frenata automatica potrebbe essere un ragionevole sistema di sicurezza, ma il deragliamento con mezzi esterni sarebbe ancora l'ultima risorsa se non funzionasse per qualsiasi motivo. Fondamentalmente, la frenata automatica e il deragliamento automatico sono due sistemi indipendenti e diversi, con quest'ultimo qualcosa che probabilmente desideri indipendentemente dal sistema che è in atto per il primo.

Perché deragliare?

Se il treno ha superato un segnale rosso, tutti gli altri sistemi di sicurezza sono già falliti! Il metodo di ultima istanza è quello di assicurarsi assolutamente che il treno non viaggerà lungo il binario. Ciò viene fatto deragliare.

Come è arrivato a questo punto?

La vera domanda è come è arrivato al punto di passare un segnale rosso? A quel punto, sta già succedendo qualcosa di brutto, quindi senza sapere quale brutta cosa sta accadendo, deve esserci una soluzione che può funzionare in ogni situazione. Questo è ciò che è stato usato qui.

Perché un treno dovrebbe deragliare automaticamente se un segnale viene passato in pericolo?

Quando il costo del deragliamento è inferiore al costo di una collisione del treno e esiste la possibilità di una collisione del treno, è possibile utilizzare un dispositivo di deragliamento del treno .

Un segnale rosso indica pericolo, stop. Se un treno continua oltre quel punto, è probabile che incontri un altro treno o un pericolo simile e provochi una collisione o un deragliamento incontrollato.

Costi di deragliamento controllati:

• Un treno danneggiato e tutto il suo magazzino
• Lesioni / decessi a coloro che sono in treno e a coloro che sono in deragliamento

Costi di collisione del treno:

• Due treni danneggiati e tutto il loro magazzino
• Linea / binari del treno non disponibili per l'uso fino all'eliminazione dei treni
• Traccia il danno
• Lesioni / mortalità di quei due treni e di coloro che sono in rotta di deragliamenti incontrollati in entrambe le direzioni

Esistono cose come le fermate del treno, per innescare i freni o si potrebbe immaginare di deviare il treno in una trappola di sabbia. Perché non sono state utilizzate opzioni come queste invece di deragliare?

Innanzitutto, una fermata del treno non salverebbe necessariamente il treno. Una volta oltre un semaforo rosso, il treno è in pericolo di collisione anche se si ferma, poiché il treno in arrivo potrebbe non avere abbastanza avvisi per fermarsi, in particolare in condizioni meteorologiche avverse e in curva.

Situazioni come questa sono molto rare, quindi il costo del potenziamento di tutti i dispositivi di deragliamento per insabbiare trappole o speroni è addirittura superiore al costo del deragliamento. Questi dispositivi sono posizionati come ultima risorsa e vengono utilizzati solo dopo che diversi altri sistemi hanno fallito e una collisione o un danno significativo / morte è imminente.

In altre parole, i soldi per aggiornare tali dispositivi a catture di sicurezza senza deragliamento vengono spesi meglio per prevenirli prima che si innescino che per salvare i treni dopo che si sono innescati.

Viene utilizzato un deragliatore piuttosto che un dispositivo per far scattare i freni perché non vi è alcuna garanzia che vi siano freni per far scattare. Queste cose non hanno lo scopo di fermare i treni in movimento con i loro compressori d'aria che martellano e i loro serbatoi dei freni a pressione. Hanno lo scopo di fermare le file libere di automobili che hanno iniziato a rotolare e sono dirette verso la linea principale.

Va probabilmente notato che questo incidente si è verificato su una sezione della ferrovia a più binari appena fuori da un terminal passeggeri molto grande. Sulla base della fotografia collegata sopra, stimerei che il treno sia finito vicino al ponte di Westbourne, a 51.518867, -0.183969. La segnalazione lungo questo tracciato è famosa per la sua complessità e ha portato ad almeno un notevole incidente ferroviario con numerosi incidenti mortali, l'incidente ferroviario di Ladbroke Grove nel 1999.

Pertanto, vi è stato ovviamente un incentivo molto elevato a garantire che la disposizione dei binari nell'area facesse terminare in modo sicuro i segnali trasmessi in pericolo e senza alcuna possibilità che i treni sporcassero altre linee (il concetto di protezione del fianco), in particolare il principale su e giù linee che trasportano treni ad alta velocità. Evidentemente gli ingegneri di pista hanno deciso che per questo segnale e per un treno che viaggiava alla velocità di quello che era, ciò avrebbe comportato un deragliamento del treno.

La risposta breve è perché è più economico e c'è meno perdita di vite umane.

Diamo un'occhiata a un semplice esempio. Ora, so davvero solo dei treni statunitensi, quindi perdonami se parte di questo non si traduce esattamente.

Innanzitutto un treno può andare solo dove si trovano le rotaie. Non è un'automobile dove puoi staccarti da un lato.

Di solito ci sono "linee laterali" che permettono ai treni di passare o alle auto di sedere senza bloccare il traffico.

La segnalazione è duplice (principalmente). Ci sono le luci accanto alla traccia che segnalano, essenzialmente, che il segmento successivo della traccia è chiaro e per procedere. Ci sono segnali "in cabina" nei motori che segnalano che il segmento successivo del percorso è chiaro e per procedere.

Aree diverse hanno una copertura diversa con i segnali. Alcune linee ben percorse hanno i bei segnali automatizzati in cabina. Alcune aree hanno le luci a lato della pista.

I segnali sono luoghi abbastanza distanti che (con limiti di velocità) un treno dovrebbe essere in grado di fermarsi prima di sedersi nel segmento successivo

====|==<T=|=====|=<T==
    G     R     G

In quella figura il segnale R (rosso) dovrebbe impedire a un treno di entrare nella sezione di binario occupata da un treno. La G (verde) segnala che il segmento successivo è chiaro.

====|<T==<T|=====|====
    G      R     G

Questa cifra è un incidente in attesa di accadere. Il secondo treno entrerà nel primo (per quanto riguarda il sistema).

Successivamente, ci sono molti sistemi di sicurezza in atto per assicurarsi che le rotaie rimangano libere e non ci siano incidenti.

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 ====|====T>=====|===========|=====X=====|=========|==<T=======
     R           R           R           R         R 
     5           4           3           2         1    

Diciamo che questo è un normale segmento di binario e stavamo guardando i segnali del treno diretto a sinistra.

1. Innanzitutto, eravamo tutti pronti in una "situazione di allerta elevata" perché (per il nostro esempio) <Tnon dovrebbe essere su quella pista. È vero che potrebbe deviare all'incrocio ma (per questo esempio) non è normale, i treni sono troppo vicini e qualcosa è già sbagliato.

2. I segnali diventano tutti rossi. Significato STOP NOW. I sistemi di frenata automatica entrano in funzione.

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3. Di merda, T>fermato, ma <Tnon si ferma.
4. Divertiti <T!!!! (nota che a volte la diversione non è possibile)
5. Evacuare T>(nota, non possibile a meno che non sia un treno passeggeri)

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6. OMG, non ha deviato.
7. Chiama gli equipaggi di emergenza, chiamali T>
8. Un incidente accadrà. Fai tutto il possibile per ridurre al minimo i danni.

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9. Deragliamento automatico a ||
10. Nessuna vita persa, danni in denaro, stampa scadente, ma nessuna perdita di vite umane. L'equipaggio di pulizia è un equipaggio di riparazione non un carro funebre.

Alcune note:

• Di solito, un motore sotto tensione non avrebbe questo problema. Fondamentalmente sono destinati a fermarsi in caso di fallimento grave.
• I carri possono avere questo problema. Un treno può essere un vagone libero che si allontana da un cantiere ferroviario. I freni sui carri sono come sui semi-camion che richiedono la pressione dell'aria per disinnestarli, senza alcuna pressione che dovrebbero impegnare. Quindi se ci si muove senza motore non ci sono freni.
• Di solito i treni impiegano molto tempo a mettersi in marcia e molto a fermarsi. Miglia, non piedi.
• Quando i treni corrono nella stessa direzione, possono correre più vicini. Il treno in coda deve solo andare più lentamente o alla stessa velocità del treno principale.
• C'è sempre una distanza sufficiente tra i treni per fermarsi, ma in una linea stipata, l'arresto può richiedere diversi segmenti e può essere fatto contemporaneamente. Train 1 rallenta e Train 2 rallenta. Ciò consente più treni per linea.
• Con due treni che si spostano l'uno verso l'altro sulla stessa linea, si suppone di mantenere una distanza sufficiente tra i treni che entrambi possano fermarsi in caso di mancato collegamento.