سیستمهاي کنترل بر پایه ارتباطات CBTC

استفاده از سیستمهاي هوشمند کنترل ترافیک در راستاي بالا بردن سطح ایمنی ، دقت و سرعت در تمامی زمینه هاي حمل و نقل حائز اهمیت می باشد. در این راستا در حمل و نقل ریلی شهري یا مترو ها به دلیل موقعیت مکانی-زمانی، حساسیت کنترل قطارها براي تردد افراد، بالاتر بوده و مستلزم توجه بیشتر در ارتقا سیستم هاي اجرا شده می باشد. در سیستم حمل و نقل ریلی بین شهري کشور قالب سیستمهاي کنترل ریلی بر پایه کنترل یکطرفه بوده و از سیستمهاي قدیمی یا بسیار قدیمی سیگنالینگ بهره می برد.

سیستمهاي حمل و نقل ریلی

سیستمهاي حمل و نقل ریلی شهري نیز از سیستمهاي سنتی سیگنالینگ مرسوم در دنیا استفاده مینمایند.

سیستمهاي سیگنالینگ قدیمی داراي معایبی میباشد که منافع محدود آنها را زیر سئوال میبرد.

سیستمهاي سیگنالینگ پیشرفته ایجاد شده کنترل بر پایه ارتباطات(CBCT) که مخفف COMMUNICATION BASED TRAIN CONTROL بسیاري از اشکالات موجود را با توجه  به باز بودن بستر دسترسی به اطلاعات و سرعت فوق العاده آن برطرف می نماید. این کار باعث افزایش بیش از پیش ایمنی و ارتقا تجهیزات کنترلی حمل و نقل ریلی شهري و به تبع آن باعث کاهش هزینه هاي تعمیر و نگهداري خواهد شد.

در سیستم حمل و نقل ریلی شهري یا متروها سه عامل ایمنی ، دقت وسرعت از اهمیت بیشتري برخوردار است.

چراکه بدلیل حجم بالا و ازدحام جمعیت در بازه هاي زمانی متفاوت پیش بینی مناسبتري لازم می باشد.(بستر محدود و عواملی از این قبیل)

تاریخچه استفاده از سیستمهاي سیگنالینگ نشان داده است بجز بالا بودن هزینه سیستمهاي کنترلی قطارها (سیگنالینگ)، بعد از مدت بسیار کوتاهی سیستمهاي نصب شده نیاز به تعمیر و نگهداري خواهد داشت که از لحاظ هزینه، بسیار بالا بوده و پس از مدتی این هزینه ها از هزینه اجراي اولیه سیستم، بالاتر خواهد شد.

سیستمهاي اجرا شده به دلیل عدم هوشمندي دچار یک حلقه منفی شده و بجاي هزینه مداوم براي ارتقا و یا نگهداري مناسب تجهیزات(مترو و…) باید این هزینه ها صرف خرید تجهیزات تکراري شود. با ایجاد سیستم کنترل بر پایه ارتباطات(CBCT) مدیریت ایمنی در ، داخل قطار و سرعت و دقت انتقال اطلاعات در ارتباط با دیگر مراکز کنترلی افزایش یافته و همچنین سیستم کنترل بر پایه ارتباطات(CBCT) مدیریت محلی در ایستگاهها و کنترلرهاي محلی در کل سطح شهر(مترو و…) ارتقا می یابد. دراینصورت می توان به راحتی کنترل را بصورت دو طرفه انجام داد.

ضرورت وجود و انواع سیگنالینگ

1. استفاده از روشهاي قبلی و قدیمی ( رله ها)

2. استفاده از رسانایی ریل زیر ساخت شبکه ریلی

3. استفاده از ماهواره ها و GPS

4. استفاده از شبکه GSM و بطور کل کنترل بر پایه ارتباطات(CBCT)

5. استفاده از ترکیب روش هاي فوق

تمامی روش هاي فوق بلا استثنا داراي کنترل محلی بوده و در شبکه ریلی داراي کنترل یا مونیتورینگ مرکزي هم می تواند باشد. با این تفاوت که این کنترل به دسته هاي ذیل تقسیم میشود :

1. کنترل توسط اپراتور

2. کنترل توسط کنترلر محلی

3. کنترل توسط کنترلر مرکزي

4. کنترل توسط سیستم هاي هوشمند ATP، ATCو…

کنترل توسط کنترلر مرکزي و یا مدیریت شبکه وابسته به دوطرفه و یا یکطرفه بودن اطلاعات دارد.(در صورت یکطرفه بودن اطلاعات فقط قابلیت مونیتورینگ میسر و قابلیت کنترل از دست می رود)

عملکرد و کنترل قطارهاي قدیمی :

در مسیر قطارهاي قدیمی به دلیل یکطرفه بودن مسیر، در طول یک بلاك ، قطار دیگري نمی تواند به آن بلاك وارد شود ، درنتیجه روشهاي بکارگرفته شده فورمالیته بوده است(بسیار رسمی امنیت را بالا برده و سرعت و دیگر مشتقات را فداي امنیت بیش از حد نموده است). ترنهاي چند گانه در اوایل سال 1820 براي بهبود راندمان راه اندازي شد.

امروزه روشهاي عملکرد کنترل براي قطارها (در مترو و…) میتواند به 5 گروه اصلی تقسیم بندي گردد:

1) مرجع گفتاري(اصل برمبناي گفتگوي شفاهی بین اپراتورها براي کنترل با شد.)

2) دستور دهنده اجباري

3) نشانه هاي سیگنال (منحصرا)

4) نشانه هاي سیگنال که بوسیله سیگنالهاي کابین،سیستمهاي ATC یا  ATS تکمیل میشوند.

5)سیستم هاي کنترل بر پایه ارتباطات(CBCT) که خود شامل چهار سطح می باشد.

مرجع گفتاري و دستوردهنده اجباري :

در مرجع گفتاري و دستوردهنده اجباري(فرمان از اعزام کنندگان راه آهن به کارکنان قطار) ، دستورات از اعزام کننده قطار به لکومتیو ران اعلام می شود.در این درصورتی است که اعزام کننده میبایست یا از فراست بسیار بالایی برخوردار باشد و یا ابزاري داشته باشد که دائما بداند قطارها در مسیرهاي مربوط در کجاي مسیر قرار دارند و اطمینان داشته باشد که هیچ دو قطاري در یک بلاك نیستند.

ارسال کننده معمولا دستورات را بر اساس ، راهنمایی هاي اجباري ، محدودیت هاي سرعت وهمچنین محل کار کارکنان کنار خط توسط رادیو دو طرفه به کارکنان لکومتیو ارسال می کند. در این روش باید کارکنان مرکزي با اطلاع رسانی مطمئن و دائم به کارکنان خط یا لکومتیو اعتماد آنها را کسب نمایند. این روش قدیمی در آمریکا بوسیله 40 نفر کنترل کلیه ترکها را برعهده داشت. عملکرد “مرجع گفتاري و دستوردهنده اجباري” به دو روش، عمل کنترل را انجام می دهد:

TWC.1:

دستورالعملهاي شفاهی معینی که کارکنان براي حرکت کردن بین ایستگاهها از آنها استفاده می کنند.

DTC.2:

همانند TWC عمل می کند با این تفاوت که راه اهن به بلاکهاي ثابتی تقسیم میشود.(عمل کنترل را بسیارساده میکند)

هردو سیستمهاي DTC و TWC با روشهاي متفاوت بصورت شفاهی بوسیله قواعد کدهاي مشخص(GCOD) اجازه عبور را صادر می نمایند. و می توانند در وسایل انحصاري و امن استفاده شوند DTC و TWC نمی توانند سیگنالهاي خط را تامین نمایند و فقط می توانند به عنوان تکمیل کننده سیگنال بلاك اتوماتیک (ABS) استفاده شوند که البته انعطاف و ظرفیت ترافیک را افزایش می دهد. ABS در درجه اول براي انجام عملیات هاي مسافري طراحی شده بود و بعد به دلیل جایگزینی سیگنالینگ(CTC) ، نامیده شد DTC و TWC .اصولا براي حفاظت از خطاها در حرکت اتوماتیک استفاده می شوند و البته بلاك اصلی بصورت اتوماتیک اشغال نخواهد شد. باید یادآوري نمود مابقی صدور مجوزها از جمله بلاك اصلی با سیستم سیگنالینگ میباشد.