송출 Voie-Machine
Transmission Voie-Machine- 이 글은 원래 GFDL에 따라 면허가 있는 TGVweb의 자료를 바탕으로 한 것이다.
송전 Voie-Machine(TVM, English: train-to-train transmission)은 원래 프랑스에서 전개된 선내 신호 전달의 한 형태로 주로 고속 철도 노선에 사용된다. TVM-300이 첫 번째 버전이었고, TVM-430이 그 뒤를 이었다.
TVM-300은 1970년대에 TGV 프로젝트의 일환으로 개발되었다. 시속 220km 이상의 속도에서 TGV 열차는 Lignes á Grande Vitesse(LGV)로 지정된 전용 트랙을 따라만 운행한다. 고속으로 주행할 때는 운전자가 선로 측면에서 컬러 라이트 철도 신호를 정확하게 볼 수 없다. 대신 신호 정보는 열차에 전송되어 열차 운전자의 계기판에 표시된다. 운전자는 시간당 킬로미터 단위로 측정되는 안전한 작동 속도를 보여준다.
1980년대에 개발된 TVM-430 시스템은 기존의 신호 전달 시스템이 허용하는 것보다 더 많은 정보를 제공하며, 여기에는 선로 경사 프로필과 더 먼 미래의 신호 전달 블록 상태에 대한 정보가 포함된다. 운전자의 오류가 발생했을 때 안전하게 정차할 수 있는 특별한 안전 메커니즘이 있지만, 이러한 고도의 자동화는 운전자의 제어에서 열차를 제거하지 않는다.
배경
역사
TVM 시스템은 현재 히타치 철도 STS의 일부인 프랑스 그룹 Compagnie de Signaux et d'Entreprises Electriques (CSEE)에 의해 개발되었다.
TVM 신호 전달의 두 가지 버전인 TVM-430과 TVM-300이 LGV에서 사용되고 있다. 신형 시스템인 TVM-430은 LGV 노드에 채널 터널과 벨기에에 처음 설치돼 TVM-300보다 더 많은 정보가 담긴 열차를 공급한다. 다른 장점들 중 TVM-430은 열차의 탑재 컴퓨터 시스템이 비상 브레이크 작동 시 연속적인 속도 제어 곡선을 생성하도록 하여 운전자가 브레이크를 해제하지 않고도 속도를 안전하게 줄일 수 있도록 효과적으로 한다.
TVM-430은 TVM-400에서 TVM-440(옵션 자동 열차 제어) 및 TVM-450(완전한 운전자 없는 제어)에 이르는 신호 전달 시스템 수준의 의도된 "모형적이고 유연한" 범위에서 제시되었다.[1][2]
실행
이 선은 약 1,500m(~1mi)의 신호 블록 섹션으로 나뉘는데, 경계는 노란색-온-흰색 삼각형으로 인쇄된 파란색 사각 기호로 표시된다. 열차 운전자 대시보드의 디지털 디스플레이는 전방의 선로 상태에 따른 목표 속도뿐만 아니라, 열차의 현재 블록에 대한 최대 허용 속도를 보여준다. 최대 허용 속도는 전방 열차의 근접성(다음 열차의 후방에 가까운 블록에서 최대 허용 속도를 지속적으로 감소시킴), 접속 배치, 속도 제한, 열차의 최고 속도 및 LGV 노선 종단으로부터의 거리 등의 요인에 기초한다. 고속 열차는 정차하는데 몇 킬로미터가 걸린다. 열차는 두 개 이상의 신호 블록이 있어야 속도를 줄일 수 있으므로 운전자들은 필요한 정지 전에 몇 블록의 속도를 점진적으로 줄이도록 경고를 받는다.
신호 시스템은 허용가능하다. 열차의 운전자는 우선 허가를 받지 않고 점유 블록 구간에 진입할 수 있다. 이 상황에서 속도는 시속 30km(19mph)로 제한되며 속도가 35km/h(22mph)를 초과하면 비상 브레이크가 작동되고 열차가 정지한다. 블록 섹션의 입구를 표시하는 보드에 Nf 표시가 있는 경우 블록 섹션은 허용되지 않으며, 운전자는 블록에 들어가기 전에 신호 및 제어 센터(Poste d'Aiguillage et de Régulation)의 허가를 받아야 한다. 경로가 설정되거나 신호 센터가 승인을 제공하면 마커 보드 아래의 흰색 램프가 켜지며 운전자에게 이를 알린다. 그런 다음 운전자는 열차 제어판의 버튼을 사용하여 승인을 인정한다. 이것은 일시적으로 비상 제동계통을 오버라이드하며, 그렇지 않으면 비침습 마커의 접지 루프를 지나갈 때 열차가 정지한다.
열차는 등급분류에서 LGV로 진입하거나 이탈할 때 자동으로 운전자의 대시보드 표시기를 적절한 신호 전달 시스템으로 전환하는 접지 루프를 통과한다. 예를 들어, LGV를 출발하여 프랑스 리네 클래식으로 가는 열차는 TVM 신호 전달 시스템이 비활성화되고 기존의 KVB(Contrulle Vitesse par Balise, 영어: 신호 속도 제어) 시스템이 활성화된다.
전자제품
구현 자체는 여전히 솔리드 스테이트 전자제품이 아닌 릴레이에 기반을 두고 있지만,[citation needed] 그것은 세계에서 더 발전된 철도 신호 전달 시스템 중 하나이다.
TVM-430 시스템에는 두 가지 구성 요소가 있다: 하나는 지상이고 다른 하나는 열차에 탑승하는 것이다. 둘 다 모토로라 68020급 프로세서를 사용하여 실행되며, 안전 중요 시스템에 자주 사용되는 컴퓨터 언어인 에이다로 프로그래밍되어 있다. 이 시스템은 중복성을 광범위하게 이용한다. 위험한 고장 사이의 평균 시간은 100만년 이상으로 추정된다.[citation needed]
TVM-430의 지상 구간은 약 15km(9.3mi) 길이의 트랙을 제어하는 트랙사이드 박스에 있다. 각각의 선로는 중앙 집중식 교통 관제 센터와 연결되어 있으며, 각각 고유의 선로회로를 가진 선로 10블록 가량을 직접 제어한다. 신호 정보는 각 블록의 레일에 공급되는 AC 신호로 암호화된다. TVM-430에는 4개의 서로 다른 반송파 주파수가 있으며 TGV 라인의 양쪽 트랙에서 쌍으로 번갈아 사용된다. 한 트랙에서는 블록이 1,700Hz와 2,300Hz를 번갈아 사용하는 반면, 다른 트랙 블록에서는 2,000Hz와 2,600Hz를 번갈아 사용한다. 이러한 반송파 주파수는 27개의 개별 오디오 주파수를 변조할 수 있으며, 그 조합은 한 번에 존재할 수 있다. 초기 TVM-300은 18개의 개별 주파수를 사용했으며, 그 중 한 주파수만 언제든지 존재할 수 있다. 각 블록에는 송신기의 반대쪽 끝에 수신기가 있으며, 트랙 회로 신호의 손실(트레인 휠에 의한 단락 또는 고장으로 인한 단락)은 블록이 점유되고 있음을 나타내는 것으로 해석된다. 신호 블록 경계에는 인접한 블록이 서로 간섭하지 않도록 하는 동시에 트랙션 리턴 전류(50Hz)가 통과할 수 있도록 하는 전기 분리 조인트가 장착되어 있다. 이러한 트랙 회로를 UM71 C 트랙 회로라고 한다.
레일에 존재하는 신호는 TGV 열차의 전방 에어담 아래에 장착된 안테나가 프론트 액슬 전방 약 1m(3ft)의 신호를 감지한다. 이 안테나는 첫 번째 차축에 의해 레일 사이에 전달되는 AC 신호에 유도적으로 결합하여 작동한다. 열차 한 대에 4개의 중복 안테나가 있고, 각 끝에는 2개가 있다. (이동 방향으로) 열차 앞쪽에 있는 두 개만 이용된다. 트랙 회로의 신호는 두 개의 중복 디지털 신호 프로세서에 의해 열차 안에서 필터링, 조건화 및 디코딩된다.
무선 인터페이스
연속 신호
연속 신호의 경우 아날로그 대역 통과 필터를 적용하여 1,600–2,640Hz 사이의 TVM 주파수 범위를 분리한다.[3] 이 범위 내에서 4개의 1,700/2,000/2,300/2,600Hz 반송파 주파수를 각각 주파수 변조 25.68Hz 신호의 존재에 대해 시험한다. 25.68Hz 신호는 트랙 회로 기능과 열차 TVM430 장비 내의 릴레이 작동을 위해 필요하다. 데이터 비트 자체는 0.88Hz와 17.52Hz 사이의 0.64Hz 간격으로 주파수 변조된다.[4]
간헐적 신호
고정된 위치에서 선로 사이에 케이블 루프가 사용된다. 62.5kHz의 기준 신호가 두 개의 125kHz 반송 주파수와 함께 서로 위상 이탈로 전송된다.[4] 4,800-baud 메시지는 위상 점프를 사용하여 전송된다[4].[3]
네트워크 코드
네트워크 코드는 비트 25–27로 저장되며, 1-7 사이의 값을 제공한다.[5]
| 코드 | 철도 선 |
|---|---|
| 0 | |
| 1 | LGV 수드-에스트 |
| 2 | LGV 아틀란티크 |
| 3 | 채널 터널 |
| 4 | LGV 에스트 |
| 5 | 고속 1(영국) |
| 6 | HSL 1(벨기에) |
| 7 | 타사의 |
LGV 노르드
9비트에는 네트워크 식별 코드와 체크섬이 포함되어 있다. 나머지 18비트의 정확한 의미는 특정 네트워크 코드에 따라 달라지며, "변수"라고 알려져 있다. LGV Nord의 첫 번째 배치의 경우, 속도 정보에 8비트, 현재 블록 길이에 6비트, 현재 블록의 경사로에 4비트가 할당된다.[3]
| TVM 430 | LGV Nord 사용법 | TVM 430 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 사용된 비트 | 3 | 8 | 6 | 4 | 6 |
| 목적 | 네트워크 코드 | 속력을 내다 | 거리를 두다 | 구배 | 체크섬을 검사하다 |
인코딩
디코딩된 신호는 27비트 디지털 워드의 형태를 취하며, 각 비트는 트랙 회로의 반송파 주파수로 변조된 27개 주파수 중 하나에 해당된다. 특정 주파수의 존재는 "1" 비트를 나타내며, 부족은 "0"에 해당한다. 결과 단어는 다음과 같은 순서로 여러 필드를 포함한다.
- 속도 코드: 블록의 현재 최대 안전 속도, 블록 끝의 목표 속도, 다음 블록의 끝의 목표 속도 등 세 가지 정보가 들어 있다. 이들 각각은 6개의 다른 값을 가질 수 있다. 고속 라인의 경우 일반적인 제동 및 감속 프로파일에 대략 해당하는 (km/h), 320, 300, 270, 230, 170, 80 및 0이다.
- 블록 길이에 걸쳐 평균화된 그라데이션 정보. 이를 통해 열차의 신호 전달 컴퓨터가 속도 계산에서 이를 설명할 수 있다.
- 블록 길이, 상당히 다양할 수 있으며 속도 계산에서도 중요하다. 예를 들어, 고속 트랙의 평평한 연장선에서는 블록의 길이가 1500m까지 될 수 있는 반면, 채널 터널의 터미널 구역에서는 블록의 길이가 10분의 1이다.
- 네트워크 코드(Network Code), 열차의 컴퓨터가 취해야 할 속도 코드의 해석을 결정하는 숫자. 예를 들어, 최대 허용 속도가 300km/h(186mph)인 고속 라인에서는 속도 제한이 160km/h(100mph)인 채널 터널에서와 다른 네트워크 코드가 사용된다. 유로스타 열차는 고속 선로와 터널에서 모두 운행하기 때문에 이 정보가 필요하다.
- 오류 검사 코드 - 정보가 잘못 읽혔을 경우 전체 27비트 단어의 무결성을 검사할 수 있음. 이것은 대부분의 경우에 오류 감지뿐만 아니라 오류 수정을 가능하게 한다. 코드는 6비트 순환 중복 검사(CRC)의 형태를 취한다.
이 27비트의 정보는 기차의 신호 전달 컴퓨터인 TVM-430 시스템의 탑재 부분에 대한 입력으로 사용된다. TVM의 이전 버전에서는 모든 블록 경계에서만 목표 속도가 업데이트되어 "staircase" 스타일의 속도 프로필이 생성되었으며, 이는 운전자가 지속적으로 속도 변화를 나타내는 것이 아니다. 그러나 블록 길이와 프로필의 추가 정보로, TVM-430은 탑재 신호 전달 컴퓨터에서 수행된 계산을 통해 지속적으로 변화하는 목표 속도를 생성할 수 있으므로 운전자가 따를 수 있는 연속 가속 또는 감속이라는 훨씬 현실적인 속도 프로필을 제공한다.
TVM-430이 제공하는 연속 속도 제어 외에도 레일 사이에 위치한 유도 루프를 통해 단일 지침을 열차에 전달할 수 있으며, 이 루프는 열차 아래의 해당 센서와 결합된다. 동일한 주파수 인코딩 원칙을 사용하여 28비트의 정보를 신호등에서 시간당 최대 400km(250mph)의 속도로 복구할 수 있다. 그들은 선 속도에 따라 7미터와 4.5미터의 두 길이로 나온다. 이를 BSP(Boucle a saut de phase)라고 한다. 간헐적 변속기 루프(ITL). 그것들은 125 kHz 주파수를 통해 메시지를 전송하는 두 개의 하프 루프로 구성되며 62.5 kHz 반송 주파수로 위상 편이 된다. 전달된 정보는 다음과 같은 다양한 사건이나 조치를 필요로 한다.
감독
항공기 비행 데이터 레코더와 유사한 "블랙박스"는 수동적으로 모든 과정을 관찰하며 다양한 파라미터를 모니터링하고 이벤트를 기록한다. TVM-430이 장착된 열차 세트에서는, 오래된 종이 스트립 녹음 장비가 ATESS 디지털 기록 시스템으로 대체되었다. (TVM-430, KVB, 재래식 신호의 경우) 신호 측면뿐만 아니라 운전자가 취한 모든 조치(스로틀, 브레이크, 팬터그래프)는 마그네틱 테이프에 기록되어 데스크탑 컴퓨터를 사용한 후기 분석을 한다.
VACMA라고 알려진 또 다른 시스템은 운전자의 경계심을 감시한다. TGV가 움직이기 위해 운전자가 참아야 하는 풋 페달 컨트롤로 구성된다. 이 페달은 해제한 후 60초마다 한 번씩 다른 활동이 없을 경우 다시 눌러야 한다. 버저가 울리기까지는 한 시간이 있고, 자동 비상 브레이크가 켜지기까지는 또 다른 시간이 있다. 제어장치는 버저가 울리기 전에 매우 짧은 시간 동안 해제할 수 있으며 자동 비상 브레이크가 켜지기 전에 또 다른 매우 짧은 시간 동안 해제할 수 있다.
과속
열차의 비상 브레이크가 작동되기 전에 소량의 과속 허용이 이루어진다. 80km/h 미만의 속도에서 허용 오차는 시간당 5km이다. 공칭 속도 80~160km/h에서 공차는 시간당 10km이고 160km/h를 초과하는 속도에서는 시간당 15km이다.
Cab 디스플레이
앞유리 바로 아래 TGV 택시의 운전석 책상 중앙에는 사각형 표시기가 두 세 줄로 늘어서 있다. 이것은 현재 및 후속 블록에 대한 목표 속도가 컬러 코딩된 배경에서 숫자(시속 킬로미터) 형태로 운전자에게 표시되는 부분이다. 풀 라인 속도는 녹색 배경에 검은 숫자로 표시되며, 느린 측면은 검은색 배경에 흰색 숫자로 표시되며, 빨간색 배경에는 풀 스톱이 "000"으로 표시된다. 이 디스플레이 아래에는 속도계가 있으며, 여기서 현재 속도뿐만 아니라 지속적으로 변화하는 목표 속도가 표시된다. 속도는 열차의 중복 회전 속도계에 의해 ±2%의 정밀도로 측정된다. 목표 속도와 실제 속도 사이의 허용 가능한 변화는 속도에 따라 달라진다.
모든 운전실 신호 표시장치는 안전에 중요하므로 매우 신뢰할 수 있어야 한다. 그들은 운전자에게 표시되는 현재 측면을 신호 전달 컴퓨터로 피드백하는 릴레이 기반 위치 센서를 가지고 있다. 디스플레이 장치에 고장이 있을 경우, 열차를 정지시키기 위해 적절한 조치를 취한다.
운전자에 대한 스트레스를 줄이기 위해, 속도는 기차 앞 몇 블록에 걸쳐 표시된다. 블록 다음에 더 제한적인 (더 낮은) 블록이 나타나면, 운전자가 브레이크를 해제하지 않고도 속도 변화를 더 잘 예측할 수 있도록 해당 블록의 디스플레이가 깜박인다. 제한적 표시는 비상사태를 제외하고 블록 경계에서만 업데이트할 수 있다. 카브 내 경적 신호음이 울린다. 그러나 제한은 블록 내에서 언제든지 해제될 수 있다.
TVM-430은 광범위한 이중화가 내장되어 있는데, 왜 기차를 직접 제어하는 데 사용되지 않는지 의아해 할 수도 있다. 그러나 예상치 못한 상황에 대한 시스템의 적응성이 결여되어 있다는 점에서 인간을 루프에 두는 것이 바람직하다고 생각된다. 그러므로 TGV를 운전하는 것은 전적으로 수동으로 이루어지지만 신호 전달 시스템은 최대한의 안전을 보장하기 위해 매우 세심한 주의를 기울인다.
| 루즈 (정지, 선로 구간이 점유 또는 선종료) |  | (NF 또는 F 마커) | ||
| 제로 (Avertisse 0; 다음 신호에서 정지) |  | |||
| 080E (배출 80, 80km/h를 초과하지 않음) |  | |||
| 080A (수속 80, 전방 80km/h로 속도 변경) |  | |||
| 160E (출구 160, 160km/h를 초과하지 않는다) |  | |||
| 160A (수직 160, 전방 160km/h로 속도 변경) |  | |||
| 220E (배출 220, 220km/h를 초과하지 않음) |  | |||
| 220A (Avertisse 220, 전방 220km/h로 속도 변경) |  | |||
| 270V |  | |||
| 270VL (Voie Libre 270km/h, 270km/h로 진행) |  | |||
| 270A (수위 270, 전방 270km/h로 속도 변경) |  | |||
| 300V |  | |||
| 300VL (Voie Libre 300km/h, 300km/h로 진행) |  | |||
기타 신호방식
TVM 시스템은 고속 회선과 채널 터널에서만 사용된다. 고속선 외부에서는 다른 신호 시스템이 사용된다. 모든 TGV 열차는 프랑스 리그 클래시크 네트워크에서 사용되는 KVB(Contrulle Vitesse par Balise, "비콘 스피드 컨트롤")를 갖추고 있다. TVM 외에 다음과 같은 시스템이 다양하게 조합되어 사용된다.
- KVB, 프랑스 신호 시스템(무선 비콘이 있는 전자 기계)
- ATB, 네덜란드 신호 시스템(유도 기반)
- ATB-NG ATB의 새로운 버전(비콘 기반)
- ATC 일본 신호방식(유도 기반)
- 블록코 오토매틱o a Correnti 코드페이트(Blockco Automatico a Correnti Codificate)는 속도 제한이 시속 200km 이상인 일부 노선에 사용되는 이탈리아 유도 기반 보호 시스템이다.
- MREMB, 벨기에 신호 시스템(전기 기계)
- TBL, 최신 버전의 MREMB(라디오 비콘이 있는 전자 기계)
- InduSi/PZB 독일 신호 시스템(유도 기반)
- LZB, 독일 고속 라인 시스템(유도 기반)
- AWS, 영국 신호방식(유도 기반)
- AWS를 보완하는 경고 시스템인 TPWS
- ETCS, European Train Control System은 유럽 철도가 현재 사용하고 있는 14개의 비호환 안전 시스템을 대체하기 위해 설계된 신호 전달 및 제어 시스템이다. 특히 고속 노선에서 말이다.
- 스위스 유도 기반 신호 전달 시스템인 Integra-Signum.
- CAWS는 아일랜드에서 사용되는 유사한 형태의 캡내 신호 전달 시스템이다.
참고 항목
참고 및 참조
- ^ "Sympozjum CS Transport w CNTK" (in Polish). Retrieved 2009-05-18.
- ^ Gruere, Y (1989). "TVM 400-a modular and flexible ATC system".
{{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다.journal=(도움말) - ^ a b c SNCF (May 1991). "Train Control on French Railroads" (PDF). Figure 6: North TGV.
- ^ a b c Eurotunnel (16 January 2009). "§3.2 – Signalling". List of Standards and Technical Specifications Contained within Agreements Specific to the Channel Tunnel Notified Under Article 7.4.1 of TSI SRT (PDF) (Report). European Union. p. 5 §3.2.3. Archived from the original (PDF) on 2014-02-07. Retrieved 6 April 2012.
- ^ "Valeurs des bits du mot" (PDF). Etude de la Transmission Voie-Machine. 4 December 2010. pp. 14–16. Archived from the original (PDF) on 1 April 2016. Retrieved 6 April 2012.
- Kichenside, G.; Williams, A. (1998). Two Centuries of Railway Signalling. Oxford Publishing Co. pp. 215–220. ISBN 0-86093-541-8.
- Safety & Standards Directorate (1996). Appendix C: Illustration of application to Eurotunnel Cab Signalling (PDF). GK/RT0036:Transition Between Lineside Signalling Systems and Other Systems of Train Control (Report). Railway Group Standard. London: Railtrack PLC. pp. 10–12. Archived from the original (PDF) on 17 July 2011. Retrieved 15 December 2008.
외부 링크
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