SelTrac - SelTrac

SelTrac é uma tecnologia de sinalização ferroviária digital usada para controlar automaticamente os movimentos de veículos ferroviários . Foi o primeiro sistema de sinalização de bloco móvel totalmente automático a ser implementado comercialmente.

O que agora é denominado SelTrac foi originalmente desenvolvido na década de 1970 pela Standard Elektrik Lorenz (o "SEL" no nome) da Alemanha para o Krauss-Maffei Transurban , um sistema de trânsito guiado automatizado proposto para a rede GO-Urban na Grande Toronto Área no Canadá. Embora o projeto GO-Urban tenha falhado, os esforços do Transurban foram assumidos por um consórcio de Ontário liderado pela Urban Transportation Development Corporation (UTDC) e adaptados para se tornar seu Intermediate Capacity Transit System (ICTS). Essa tecnologia foi usada pela primeira vez na rede SkyTrain em Vancouver , British Columbia e no Scarborough RT em Toronto , Ontário.

O SelTrac foi vendido e desenvolvido principalmente pela Alcatel , por meio de uma subsidiária. SelTrac agora é vendido pela Thales de sua unidade canadense, depois que ela comprou muitos dos ativos não-telefônicos da Alcatel. Novas versões foram feitas para diferentes mercados e hoje o SelTrac é usado para controle de material rodante em todo o mundo.

Descrição

Comunicação

O sistema SelTrac original era baseado em loops indutivos que forneciam um canal de comunicação e também informações de posicionamento. Normalmente, um loop indutivo é usado apenas como um sistema de comunicação, com eletroímãs nos veículos ou estações induzindo correntes no loop que podem ser lidas em um local distante. No caso do SelTrac, o computador central enviou dados para os veículos a 1200 bit / s em uma portadora de 36 kHz enquanto os veículos tinham 600 bit / s em uma portadora de 56 kHz. Um par separado de antenas é usado para transmissão e outro par é usado para recepção.

O sistema de loop indutivo de dois fios estava sujeito a vandalismo e, nas versões mais recentes do SelTrac, o sinal de controle é transmitido dentro dos trilhos em execução em radiofrequência usando pontos de acesso IEEE 802.11 (WiFi).

Manutenção de posição

SelTrac usa o conceito de loop torcido desenvolvido pela Siemens na década de 1950. Os loops do SelTrac se cruzam a cada 25 metros para formar áreas em forma de losango. O sistema de comunicação dos veículos pode detectar uma mudança de fase no sinal causada por esses pontos de crossover, permitindo que eles se posicionem em um único desses subloops. A posição dentro do loop pode ser medida posteriormente contando as revoluções do eixo. Os veículos transmitem essas informações de posição nos loops, junto com IDs, velocidade, direção e outros dados.

Este sistema não é preciso o suficiente para o posicionamento dentro de uma estação. Mais precisão é fornecida por "placas de alinhamento de estação" que o trem tenta capturar diretamente ao lado de um sensor. Ao se aproximar de uma estação, o veículo é desacelerado para permitir que a placa seja capturada pelos sensores a bordo, e o veículo freia automaticamente a uma velocidade constante quando é visto. Se o trem passar na placa, devido ao gelo nos trilhos, por exemplo, o trem deve ser revertido manualmente para capturá-lo novamente. A posição de parada do trem é especialmente importante quando as portas da plataforma são usadas. Ambos os conjuntos de portas, portas do trem e portas da plataforma devem estar precisamente alinhados, com tolerância de apenas alguns cm, para evitar a obstrução dos passageiros (especificamente em cadeiras de rodas). As portas da plataforma são amplamente utilizadas em estações com grande expectativa de multidões de passageiros, como no metrô de Xangai, Mekkah, Dubai e outros.

Controle de tráfego

No controle tradicional de trens, a ferrovia é dividida em "blocos" de controle com sinais em cada um. Os blocos são dimensionados para permitir que os trens mais pesados ​​ou mais rápidos parem totalmente dentro deles. Dessa forma, se um trem for parado no próximo bloco, o trem seguinte sempre terá tempo para parar completamente antes de alcançá-lo. É necessário um ajuste cuidadoso do espaçamento do bloco; se forem sinais colocados muito próximos uns dos outros, as velocidades dos trens devem ser reduzidas para que eles ainda possam parar no tempo, mas espaçá-los ainda mais significa que os trens também se espalharão e a capacidade da rota diminuirá.

O SelTrac mantém automaticamente o avanço entre os veículos por meio de um sistema de bloqueio móvel . Neste sistema, os pontos inicial e final dos blocos não são fixos e se movem junto com os trens. Isso permite que o sistema de controle central calcule um ponto na linha onde cada trem pode se mover com segurança sem instruções adicionais - em um sistema de bloco fixo, este seria o próximo conjunto de sinais, mas com o SelTrac ele está constantemente sendo atualizado.

Em teoria, este sistema poderia eliminar o critério de "parede de tijolos" e permitir que os trens funcionassem tão próximos quanto a velocidade de comunicação permitiria, mas na prática, um espaçamento adicional é normalmente imposto (por exemplo, 50 m no caso do Docklands Light Railway )

Controle de velocidade

Quando foram originalmente projetados, os computadores eram caros e o armazenamento de dados era limitado. De acordo com este modelo, o SelTrac original usado no ICTS centralizou todo o controle. Depois de receber as informações de localização de um veículo, os bloqueios e os pontos-alvo seguros de cada um foram calculados, e essa informação foi então transmitida de volta através do loop indutivo para ser recebida pelos veículos. Os controladores de bordo usaram essas informações para calcular uma velocidade segura para se aproximar do próximo ponto-alvo e modificaram sua velocidade atual de forma adequada. O sistema foi projetado para reduzir a complexidade e, portanto, o custo dos controladores do veículo, tanto quanto possível.

Em sistemas modernos, muito mais informações podem ser armazenadas nos controladores do veículo. Eles agora conhecem o layout da pista, limites de velocidade e vários outros dados. Isso permite que os controladores tomem decisões muito melhores sobre como definir sua velocidade - acelerar antes de uma inclinação, por exemplo.

Produto familiar

O SelTrac é oferecido de duas maneiras:

1. Uma solução integrada completa na qual a autoridade de movimento e o intertravamento são integrados nos controladores de zona ao lado da via; isso reduz o equipamento e possíveis problemas de interface. Integrar o gerenciamento do intertravamento com as informações de localização do trem, conforme comunicado por meio do sistema CBTC, permite tempos de resposta mais rápidos, movimentos mais controlados e expansibilidade e adaptabilidade mais fáceis. As interfaces dentro do controlador de zona são mais facilmente projetadas do que entre subsistemas. O sistema integrado conhece a posição de cada trem com um alto grau de precisão. Ele pode controlar o comportamento do trem em todos os momentos e, em resposta às mudanças nas condições, pode modificar o comportamento para garantir a segurança do sistema enquanto oferece o máximo de serviço. Ele pode adaptar seus algoritmos para aproveitar o comportamento individual do trem e alterar parâmetros para garantir o uso ideal de recursos, como disponibilidade de plataforma e potência de tração. A lógica de configuração da autoridade de limite de movimento tem um alto impacto no desempenho do sistema final, ou seja, gerenciando o intertravamento de maneira integrada. A lógica de intertravamento e controle da chave é otimizada usando relatórios de posição de trens em comunicação. O design integrado inclui:

  • Operação de trem autônomo e sem maquinista e modos de sinalização de cabine
  • Tecnologia de bloco móvel
  • Modificação automática de desempenho
  • Totalmente redundante treinar para configurações de beira de estrada
  • Opção de comunicação de dados (loop ou rádio)
  • Configuração de rota automática
  • Reinicialização de início rápido
  • Intertravamento de estado sólido e controle de máquina de ponto remoto
  • Acoplamento / desacoplamento automático

2. Uma solução de sobreposição 'progressiva':

(a) Velocidade e proteção do sinal: supervisiona vitalmente os perfis de velocidade e aderência do sinal e fornece todas as funções de um ATP intermitente (proteção automática do trem)

(b) Proteção automática contínua do trem: fornece o valor agregado do intervalo aprimorado, enquanto mantém a separação segura do trem, sem depender de contadores de eixo ou circuitos de via. O sistema irá gerar automaticamente autoridades de movimento com base na localização real de obstáculos móveis e fixos. É usado em conjunto com intertravamentos externos e fornece uma substituição para sinais de separação automática entre intertravamentos. Ele pode operar perfeitamente com os circuitos de via existentes, o que fornece um mecanismo inerente para operar o tráfego de modo misto.

(c) Operação automática do trem (ATO) que oferece movimento automático do trem, permitindo ao maquinista operar "sem as mãos" e, assim, melhorar o desempenho de marcha.

A mudança para a operação totalmente automática (FAO) oferece um meio excelente de adequar a oferta de trens à demanda de passageiros.

Comunicação de dados

A comunicação de dados é fornecida com loop indutivo de baixa frequência ou um sistema sem fio de alta largura de banda de padrão aberto que incorpora tecnologia de rádio de espectro espalhado.

Sistema de comunicação de dados (DCS)

  • Rede única integrada de padrão aberto que fornece comunicação entre todos os subsistemas de controle do trem e consiste em três elementos principais:
    • link de rádio de espaço livre (de / para todos os trens)
    • rede de beira de estrada
    • sistema de segurança.
  • A rede Ethernet IP é baseada no padrão IEEE 802.3.
  • Os rádios, em conformidade com o padrão IEEE 802.11, são implantados em intervalos medidos ao longo da via e são usados ​​para fornecer um link sem fio para os trens.
  • Cada trem tem um rádio móvel em cada extremidade usado para fornecer uma interface com o computador de bordo do veículo e para completar a conexão sem fio com a via.
  • Todo o equipamento usado para criar o sistema DCS é comercial de prateleira (COTS).

Instalações SelTrac

O SelTrac está instalado em muitas ferrovias em todo o mundo, incluindo as seguintes:

Incidentes SelTrac

Veja também

Referências