Pourquoi un train déraillerait-il automatiquement si un signal est passé en danger?

Lors d'un récent incident à Londres

Network Rail a déclaré qu'un train vide avait dépassé un signal rouge, ce qui a entraîné un déraillement automatique. Personne n'a été blessé. [lien]

Le déraillement a causé pas mal de dégâts et beaucoup de perturbations de voyage le long de cette piste.

Ma lecture de la déclaration de National Rail est que le déraillement était une caractéristique du système, une réponse au signal passant en danger. Bien que je sois sûr qu'il a causé moins de dégâts qu'une collision ferroviaire, il semble toujours dangereux et coûteux.

Des choses comme les arrêts de train , pour déclencher les freins existent, ou on pourrait imaginer détourner le train dans un bac à sable. Pourquoi n'a-t-on pas utilisé de telles options au lieu de dérailler?

Premièrement, l'incident s'est produit alors que le train quittait une voie d'évitement en passant un signal de dérivation. Ceux-ci fournissent moins d'autorisation qu'un signal normal, même lorsqu'ils ne sont pas en danger (le train peut autoriser jusqu'à ce que la ligne soit dégagée ou le signal suivant , il n'y a aucune garantie que la voie à suivre soit dégagée).

Aujourd'hui, au Royaume-Uni, il existe quatre systèmes de protection des trains: AWS, TPWS, ATP et ETCS. Cependant, ceux-ci sont tous principalement conçus pour les trains sur des lignes de roulement normales, plutôt que ceux sur les voies d'évitement. J'examinerai chacun d'eux tour à tour dans la mesure où ils protègent les signaux:

AWS

Le système d'alerte automatique (AWS) est un système simpliste utilisant des aimants / électro-aimants pour signaler une alarme au conducteur du train qui doit être acquittée dans les 3 à 4 secondes ou une application de freinage d'urgence est lancée, ce que le règlement ne peut pas contourner. (Il peut être outrepassé en utilisant un interrupteur / robinet d'isolement, mais sans quelqu'un d'autre dans la cabine, on enfreindrait les règles en quittant son siège pour le contourner - les réglementations interdisent que l'interrupteur ne soit pas accessible.)

Les aimants sont positionnés à 150–250 m du signal, pour permettre au conducteur de voir le signal avant de le reconnaître. Dans le cas d'une voie d'évitement, on suppose que le train y sera stationné pendant une certaine période de temps, et étant donné que les voies d'évitement sont normalement à peu près de la même longueur que les trains qui s'y garent généralement, le train ne passerait pas au-dessus d'un aimant si un a été installé en quittant le parement. Par conséquent, les aimants ne sont pas installés pour les revêtements.

TPWS

Le système de protection et d'avertissement des trains (TPWS) est un système relativement moderne, datant des années 90, qui provoque un freinage d'urgence lorsqu'un train passe un signal en danger ou à l'approche d'un signal au-dessus d'une vitesse définie (conçu pour amener n'importe quel train à un arrêt à l'intérieur de la "distance de dépassement sûre", c'est-à-dire avant tout croisement sur la piste). Il a été conçu pour être une solution de déploiement moins coûteuse que l'ATP (ci-dessous), tout en arrêtant la majorité des accidents, l'ATP s'arrêterait.

En principe, il pourrait être utilisé pour protéger les voies d'évitement, étant donné la limite de vitesse généralement faible dans les voies d'évitement, on ne pourrait généralement avoir que la boucle au niveau du signal, car la distance d'arrêt serait courte. Il n'a généralement pas été utilisé pour protéger les voies d'évitement, probablement parce que de tels incidents sont rares, ce qui conduit le rapport coût / avantage à conclure que cela ne vaut pas la peine.

ATP

La protection automatique des trains (ATP) est en réalité un groupe de systèmes, dont deux ont été installés au Royaume-Uni dans le cadre d'essais avant un déploiement national proposé, ce qui n'a finalement jamais eu lieu en raison d'un coût estimé à 1 milliard de livres sterling. Ces systèmes sont conçus pour empêcher un train de passer un signal en danger.

Essentiellement, deux systèmes développés ailleurs ont été installés: le TBL1 belge sur la Great Western Main Line, y compris la gare de Paddington; et SELCAB, qui était un développement du LZB allemand, utilisé sur la ligne Chiltern. Ni TBL1 ni SELCAB (ni LZB) n'ont jamais été utilisés pour protéger des voies de garage. (LZB en particulier est très coûteux à installer, car il nécessite un fil continu le long de la piste.)

Cependant, les trains circulant sur ces lignes ne sont pas tenus d'avoir les systèmes installés (au moins les trains équipés des équipements qui circulent sur la Great Western Main Line doivent être mis hors service en cas de défaillance du système), et le train qui a déraillé n'était pas équipé (bien que, étant donné que les voies d'évitement ne sont pas équipées, ce n'est pas une cause).

ETCS

Le système européen de contrôle des trains est un système qui commence à être déployé au Royaume-Uni, actuellement uniquement actif sur la ligne Cambrian qui a été utilisé comme une mise en œuvre expérimentale. Il y a beaucoup écrit à ce sujet, mais parce qu'il n'est pas (encore) installé sur le GWML, je ne vais pas en discuter ici.

Alors… déraillement?

Un certain nombre d'autres mécanismes existent pour protéger la ligne. Les points traditionnels sont des points de capture (où vous avez des points pour éloigner un train des autres lignes qui peuvent être occupées, généralement avec une courte section de voie au-delà) et des dérailleurs (conçus pour faire dérailler immédiatement un train, principalement utilisés autour d'endroits comme des dépôts où le mouvement les vitesses sont faibles).

Dans ce cas, le train a franchi des points de capture qui étaient destinés à protéger la ligne principale. Bien que le déraillement d'un train cause des perturbations, s'il s'était heurté à un train de banlieue occupé, le résultat aurait pu être un désastre.

Les autres options que vous avez mentionnées sont les arrêts de train et le détournement du train dans un bac à sable. Les arrêts de train ne sont pratiquement pas utilisés sur les réseaux ferroviaires principaux parce que les pièces mécaniques limitent la vitesse possible de celles-ci peuvent être utilisées pour limiter leur utilisation aux voies à basse vitesse comme les voies d'évitement et les dépôts, où les incidents sont relativement rares. Un piège à sable est essentiellement quelque chose que vous pouvez placer après les points de capture (et c'est quelque chose de souvent utilisé, ou un banc de sable), mais cela nécessite de l'espace pour cela, qui dans une zone encombrée près d'une station a peu de chances d'exister.

En fin de compte, cela dépend en grande partie du rapport coût / avantage de diverses solutions, et du fait que des points de capture ont souvent été installés dans de tels endroits depuis plus d'un siècle, et évitent les plantages dans les rares cas où le signal est transmis en danger. Si quelque part des signaux passaient fréquemment en danger («fréquemment» selon les normes ferroviaires, c'est-à-dire!), Je m'attendrais à ce qu'une autre approche soit utilisée.

Bien que je sois sûr qu'il a causé moins de dégâts qu'une collision de train

Exactement. Il s'agit d'une réponse de dernier recours destinée à éviter une collision totale.

Un train déraillé cause des dégâts et est un gâchis à nettoyer. Une collision entre deux trains causera probablement beaucoup plus de dégâts, sera encore plus difficile à nettoyer et entraînera probablement la mort de personnes. Il peut également avoir un impact sur la zone environnante si des produits chimiques dangereux étaient transportés. Faire dérailler un train d'une manière (quelque peu) contrôlée rend beaucoup moins probable qu'un wagon-citerne, par exemple, casse et renverse son contenu, par rapport à une collision beaucoup moins prévisible et plus violente entre deux trains.

Le déclenchement des freins est un mécanisme totalement différent qui n'est pas aussi sûr. D'une part, cela suppose que le système de freinage du train fonctionne. Pour un autre, il nécessite une logique sur le train pour détecter le problème. Ce n'est pas si souhaitable si cette logique dans le train a échoué et c'est ce qui a causé le problème en premier lieu.

Faire dérailler un train est un dernier recours et, en tant que tel, il doit être sûr. Il ne doit pas non plus être déclenché, sauf lorsque tout le reste a déjà échoué. Cette condition doit être détectée indépendamment, puis traitée indépendamment à partir des systèmes de train normaux. Le freinage automatique pourrait être un système de sécurité raisonnable, mais le déraillement par des moyens externes serait toujours un dernier recours lorsque cela ne fonctionnait pas pour une raison quelconque. Fondamentalement, le freinage automatique et le déraillement automatique sont deux systèmes indépendants et différents, avec ce dernier quelque chose que vous voulez probablement quel que soit le système en place pour le premier.

Pourquoi dérailler?

Si le train a dépassé un signal rouge, alors tous les autres systèmes de sécurité ont déjà échoué! La méthode de dernier recours est de s'assurer absolument que le train ne descendra pas sur la voie. Cela se fait en le faisant dérailler.

Comment en est-on arrivé là?

La vraie question est de savoir comment en est-il arrivé à passer un signal rouge? À ce stade, quelque chose de mauvais se produit déjà, donc sans savoir quelle mauvaise chose se produit, il doit y avoir une solution qui peut fonctionner pour chaque situation. C'est ce qui a été utilisé ici.

Pourquoi un train déraillerait-il automatiquement si un signal est passé en danger?

Lorsque le coût du déraillement est inférieur au coût d'une collision ferroviaire et qu'il existe une possibilité de collision ferroviaire, un dispositif de déraillement ferroviaire peut être utilisé.

Un signal rouge signifie danger, arrêtez. Si un train continue au-delà de ce point, il est susceptible de rencontrer un autre train ou un danger similaire et d'entraîner une collision ou un déraillement incontrôlé.

Coûts de déraillement maîtrisés:

• Un train endommagé et tout son stock de trains
• Blessures / décès de personnes à bord d'un train et de personnes en train de dérailler

Coûts des collisions ferroviaires:

• Deux trains endommagés et tout leur stock de trains
• Ligne / voies ferrées non disponibles jusqu'à ce que les trains soient dégagés
• Suivi des dommages
• Blessures / décès de ces deux trains et de ceux qui sont sur le chemin de déraillements incontrôlés dans les deux sens

Des choses comme les arrêts de train, pour déclencher les freins existent, ou on pourrait imaginer détourner le train dans un bac à sable. Pourquoi n'a-t-on pas utilisé de telles options au lieu de dérailler?

Premièrement, un arrêt de train ne sauverait pas nécessairement le train. Une fois au-delà d'un feu rouge, le train est en danger de collision même s'il s'arrête, car le train venant en sens inverse peut ne pas avoir suffisamment d'avertissement pour s'arrêter également, en particulier dans des conditions météorologiques défavorables et autour des virages.

Des situations comme celle-ci sont très rares, et donc le coût de la mise à niveau de tous les dispositifs de déraillement en sablières ou en éperons est encore plus élevé que le coût du déraillement. Ces appareils sont placés en dernier recours et ne sont utilisés qu'après que plusieurs autres systèmes sont tombés en panne et qu'une collision ou des dommages / décès importants sont imminents.

En d'autres termes, il est préférable de dépenser de l'argent pour mettre à niveau ces dispositifs vers des prises de sécurité non déraillantes pour les empêcher avant qu'ils ne se déclenchent que pour sauver les trains après leur déclenchement.

Un dérailleur est utilisé plutôt qu'un dispositif pour déclencher les freins car il n'y a aucune garantie qu'il y ait des freins à déclencher. Ces choses ne sont pas destinées à empêcher les trains de circuler sous tension avec leurs compresseurs d'air battant et leurs réservoirs de frein sous pression. Ils sont destinés à arrêter les chaînes de voitures qui ont commencé à rouler et se dirigent vers la ligne principale.

Il convient probablement de noter que cet incident s'est produit sur une section de voie ferrée à voies multiples juste à l'extérieur d'un très grand terminus de passagers. Sur la base de la photo liée à ce qui précède, j'estime que le train s'est retrouvé près de Westbourne Bridge, au 51.518867, -0.183969. La signalisation le long de cette voie est célèbre pour sa complexité et a conduit à au moins un accident ferroviaire notable avec plusieurs morts, l'accident ferroviaire de Ladbroke Grove en 1999.

En tant que tel, il y a évidemment eu une très forte incitation à faire en sorte que la disposition des voies dans la région fasse en sorte que les signaux passés en danger se terminent en toute sécurité et sans possibilité de trains encrassant les autres lignes (le concept de protection des flancs), en particulier la principale montée et descente. lignes transportant des trains à grande vitesse. De toute évidence, les ingénieurs de la voie ont décidé que pour ce signal et pour un train roulant à la vitesse indiquée, cela entraînerait un déraillement du train.

La réponse courte est parce que c'est moins cher et qu'il y a moins de pertes de vie.

Regardons un exemple simple. Maintenant, je ne connais vraiment que les trains américains, alors pardonnez-moi si une partie de cela ne se traduit pas exactement.

Tout d'abord, un train ne peut aller que là où se trouvent les rails. Ce n'est pas une automobile où vous pouvez vous retirer d'un côté.

Habituellement, il existe des «lignes de côté» qui permettent aux trains de passer, ou permettent aux voitures de s'asseoir sans bloquer la circulation.

La signalisation est double (principalement). Il y a des voyants à côté de la piste qui signalent, essentiellement, que le segment de piste suivant est libre et doit continuer. Il y a des signaux "dans la cabine" dans les moteurs qui signalent que le segment suivant du chemin est dégagé et doit continuer.

Différentes zones ont une couverture différente avec des signaux. Certaines lignes bien parcourues ont les bons signaux automatisés dans la cabine. Certaines zones ont des lumières sur le côté de la piste.

Les signaux sont des endroits suffisamment éloignés pour que (avec des limitations de vitesse) un train puisse s'arrêter avant de s'asseoir sur le segment suivant

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

Sur cette figure, le signal R (rouge) devrait empêcher un train d'entrer dans la section de voie occupée par un train. Le G (vert) signale que le segment suivant est clair.

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

Ce chiffre est un accident qui attend de se produire. Le deuxième train SERA dans le premier (en ce qui concerne le système).

Ensuite, de nombreux systèmes de sécurité sont en place pour s'assurer que les rails restent dégagés et qu'il n'y a aucun accident.

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     R           R           R           R         R 
     5           4           3           2         1    

Disons que c'est un segment de voie normal et que nous regardions les signaux du train dirigé vers la gauche.

1. Premièrement, ils étaient tous prêts dans une "situation d'alerte élevée" car (pour notre exemple) <Tne devraient pas être sur cette voie. C'est vrai qu'il pourrait dévier à la jonction mais (pour cet exemple) ce n'est pas normal, les trains sont trop proches et quelque chose ne va pas.

2. Les signaux sont tous rouges. Signification STOP NOW. Les systèmes de freinage automatique se déclenchent.

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3. En merde, T>arrêté, mais <Tne s'arrête pas.
4. Détourner <T!!!! (notez parfois que le détournement n'est pas possible)
5. Évacuer T>(attention, pas possible sauf s'il s'agit d'un train de voyageurs)

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6. OMG, ça n'a pas dérouté.
7. Appeler les équipes d'urgence, les amener à T>
8. Un crash se produira. Faites tout votre possible pour minimiser les dommages.

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9. Déraillement automatique à ||
10. Pas de vies perdues, dommages d'argent, presse de merde, mais aucune perte de vie. L'équipe de nettoyage est une équipe de réparation et non un corbillard.

Quelques notes:

• Habituellement, un moteur sous tension n'aurait pas ce problème. Ils sont essentiellement prêts à s'arrêter à tout échec grave.
• Les wagons peuvent avoir ce problème. Un train peut être des wagons lâches qui se sont éloignés d'une gare de triage. Les freins sur les wagons sont comme sur les semi-camions, il faut de la pression d'air pour les désengager, sans pression à laquelle ils devraient s'engager. Donc, s'il bouge sans moteur, il n'y a pas de freins.
• Les trains mettent généralement beaucoup de temps à se mettre à niveau et à s'arrêter très longtemps. Des milles, pas des pieds.
• Lorsque les trains circulent dans la même direction, ils peuvent se rapprocher. Le train traînant doit simplement aller plus lentement ou à la même vitesse que le train de tête.
• Il y a toujours suffisamment de distance entre les trains pour s'arrêter, mais dans une ligne bondée, l'arrêt peut prendre plusieurs segments et peut être effectué en même temps. Train 1 ralentit et Train 2 ralentit. Cela permet plus de trains par ligne.
• Avec deux trains allant l'un vers l'autre sur la même ligne, vous êtes censé garder une distance suffisante entre les trains pour que les deux puissent s'arrêter si la jonction est manquée.