¿Por qué un tren descarrilaría automáticamente si se pasa una señal en peligro?

En un incidente reciente en Londres

Network Rail dijo que un tren vacío había pasado una señal roja, lo que resultó en un descarrilamiento automático. Nadie salió herido. [enlace]

El descarrilamiento ha causado bastante daño y mucha interrupción de viaje a lo largo de esta pista.

Mi lectura de la declaración de National Rail es que el descarrilamiento era una característica del sistema, una respuesta a la señal que se pasaba en peligro. Si bien estoy seguro de que causó menos daño que la colisión de un tren, todavía parece peligroso y costoso.

Existen cosas como paradas de trenes , para activar los frenos, o uno podría imaginarse desviando el tren a una trampa de arena. ¿Por qué no se utilizaron opciones como estas en lugar de descarrilar?

En primer lugar, el incidente ocurrió cuando el tren dejaba un lado que pasaba una señal de derivación. Estos proporcionan menos autorización que una señal normal, incluso cuando no están en peligro (el tren puede permitir hasta que la línea esté despejada o la próxima señal , no hay garantía de que la vía por delante esté despejada).

Ahora, en el Reino Unido, hay cuatro sistemas de protección de trenes: AWS, TPWS, ATP y ETCS. Sin embargo, todos estos están diseñados principalmente para trenes en líneas normales, en lugar de aquellos en vías laterales. Examinaré cada uno de ellos en la medida en que protejan las señales:

AWS

El Sistema de advertencia automática (AWS) es un sistema simplista que utiliza imanes / electroimanes para señalar una alarma al conductor del tren que debe reconocerse dentro de 3 a 4 segundos o se inicia una aplicación de freno de emergencia, que según el reglamento no pueden anular. (Se puede anular mediante el uso de un interruptor / llave de aislamiento, pero sin otra persona en la cabina, uno estaría rompiendo las reglas al dejar su asiento para anularlo; las regulaciones prohíben que el interruptor esté en cualquier lugar al que puedan llegar).

Los imanes se colocan a 150–250m de distancia de la señal, para darle al conductor la oportunidad de ver la señal antes de reconocerla. En el caso de un revestimiento, se supone que el tren estará estacionado allí por un período de tiempo, y dado que los revestimientos tienen aproximadamente la misma longitud que los trenes que generalmente se estacionan en ellos, el tren no pasaría por un imán si uno se instaló al salir del revestimiento. Como resultado, los imanes no están instalados para apartaderos.

TPWS

El Sistema de Protección y Advertencia de Trenes (TPWS) es un sistema relativamente moderno, que data de los años 90, que provoca una aplicación de freno de emergencia cuando un tren pasa una señal en peligro o cuando se acerca a una señal por encima de una velocidad establecida (diseñada para llevar cualquier tren a una parada dentro de la "distancia segura de desbordamiento", es decir, antes de cualquier cruce en la pista). Fue diseñado para ser una solución más económica de implementar que ATP (a continuación), al tiempo que detiene la mayoría de los accidentes que ATP detendría.

En principio, podría usarse para proteger los apartaderos, ya que dado el límite de velocidad típicamente bajo en los apartaderos, uno normalmente podría tener solo el bucle en la señal, ya que la distancia de frenado sería corta. No se ha utilizado en gran medida para proteger los apartaderos, probablemente porque tales incidentes son raros, lo que lleva al costo / beneficio a concluir que no vale la pena.

ATP

Automatic Train Protection (ATP) es realmente un grupo de sistemas, dos de los cuales se instalaron en el Reino Unido como parte de los ensayos previos a un lanzamiento nacional propuesto, que en última instancia nunca sucedió debido a un costo estimado de £ 1 mil millones. Estos sistemas están diseñados para evitar que un tren pase una señal en peligro.

Esencialmente, se instalaron dos sistemas desarrollados en otros lugares: el TBL1 belga en la línea principal Great Western, incluida la estación Paddington; y SELCAB, que fue un desarrollo del LZB alemán, utilizado en la línea Chiltern. Ni TBL1 ni SELCAB (ni LZB) se han utilizado para proteger los apartaderos. (LZB especialmente es muy costoso de instalar, ya que requiere un cable continuo a lo largo de la pista).

Sin embargo, no se requiere que los trenes que operan en estas líneas tengan los sistemas instalados (al menos los trenes equipados con el equipo que corre en la línea principal Great Western deben estar fuera de servicio si el sistema falla), y el tren que descarriló no estaba equipado con él (aunque obviamente, dado que los apartaderos no están equipados, esto no es una causa).

ETCS

El Sistema Europeo de Control de Trenes es un sistema que está comenzando a implementarse en el Reino Unido, actualmente solo está activo en la línea Cambrian que se utilizó como implementación experimental. Se ha escrito mucho sobre esto, pero debido a que (todavía) no está instalado en el GWML, no voy a discutirlo aquí.

Entonces ... ¿descarrilamiento?

Existen otros mecanismos para proteger la línea. Los tradicionales son los puntos de captura (donde tiene puntos para dirigir un tren lejos de otras líneas que pueden estar ocupadas, generalmente con alguna sección corta de vía más allá) y descarriladores (diseñados para descarrilar un tren de inmediato, utilizados principalmente en lugares como depósitos donde el movimiento las velocidades son bajas).

En este caso, el tren pasó sobre puntos de captura que se establecieron para proteger la línea principal. Si bien descarrilar un tren causa interrupción, si se topara con un tren suburbano ocupado, el resultado podría haber sido un desastre.

Las otras opciones que mencionó son paradas de tren y desviar el tren hacia una trampa de arena. Las paradas de trenes prácticamente no se usan en los sistemas ferroviarios de la línea principal porque las partes mecánicas limitan la posible velocidad de las mismas y se pueden usar para limitar su uso a vías de baja velocidad como apartaderos y depósitos, donde los incidentes son relativamente raros. Una trampa de arena es esencialmente algo que puede poner después de los puntos de captura (y es algo que se usa a menudo, o un banco de arena), pero esto requiere espacio para ella, que en un área congestionada cerca de una estación es poco probable que exista.

En última instancia, gran parte de esto se reduce al costo / beneficio de varias soluciones, y al hecho de que los puntos de captura se han instalado con frecuencia en dichos lugares durante más de un siglo, y evitan bloqueos en los raros casos en que la señal se transmite en peligro. Si en algún lugar las señales pasaran con frecuencia ("con frecuencia" según los estándares ferroviarios, es decir), esperaría que se utilizara otro enfoque.

Si bien estoy seguro de que causó menos daño que una colisión de tren

Exactamente. Esta es una respuesta de último recurso destinada a evitar una colisión total.

Un tren descarrilado causa algún daño y es un desastre limpiarlo. Una colisión entre dos trenes probablemente causará mucho más daño, será aún más difícil de limpiar y es muy probable que las personas mueran. También puede afectar el área circundante si se transportaran productos químicos peligrosos. Descarrilar un tren de una manera (algo) controlada hace que sea mucho menos probable que un vagón cisterna, por ejemplo, rompa y derrame su contenido, en comparación con una colisión mucho menos predecible y más violenta entre dos trenes.

Accionar los frenos es un mecanismo totalmente diferente que no es tan seguro. Por un lado, supone que el sistema de frenos del tren está funcionando. Por otro lado, se requiere lógica en el tren para detectar el problema. Eso no es tan deseable si esta lógica en el tren falla y es lo que causó el problema en primer lugar.

Descarrilar un tren es un último recurso y, como tal, debe ser a prueba de fallas. Tampoco debe activarse, excepto cuando todo lo demás ya haya fallado. Esta condición necesita ser detectada de manera independiente y luego actuar de manera independiente desde los sistemas de trenes normales. El frenado automático podría ser un sistema de seguridad razonable, pero el descarrilamiento por medios externos seguiría siendo un último recurso cuando eso no funcionara por cualquier razón. Básicamente, el frenado automático y el descarrilamiento automático son dos sistemas independientes y diferentes, con este último algo que probablemente desee independientemente de qué sistema esté implementado para el primero.

¿Por qué descarrilar?

Si el tren pasó una señal roja, ¡todos los demás sistemas de seguridad ya fallaron! El método de último recurso es asegurarse absolutamente de que el tren no viajará por la vía. Eso se hace descarrilando.

¿Cómo llegó a este punto?

La verdadera pregunta es ¿cómo llegó al punto de pasar una señal roja? En ese momento, algo malo ya está sucediendo, por lo que sin saber qué algo malo está sucediendo, debe haber una solución que pueda funcionar para cada situación. Eso es lo que se usó aquí.

¿Por qué un tren descarrilaría automáticamente si se pasa una señal en peligro?

Cuando el costo del descarrilamiento es menor que el costo de una colisión del tren, y existe la posibilidad de colisión del tren, entonces se puede usar un dispositivo de descarrilamiento del tren .

Una señal roja significa peligro, detente. Si un tren continúa más allá de ese punto, es probable que encuentre otro tren o un peligro similar, y resulte en una colisión o descarrilamiento incontrolado.

Costos controlados de descarrilamiento:

• Un tren dañado y todo su stock de trenes.
• Lesión / fatalidad para aquellos en el tren y aquellos en la ruta de descarrilamiento

Costos de colisión de trenes:

• Dos trenes dañados y todo su stock de trenes.
• Línea / vías del tren no disponibles para su uso hasta que se despejen los trenes
• Seguimiento de daños
• Lesión / fatalidad de esos dos trenes y aquellos en el camino de descarrilamientos incontrolados en ambas direcciones

Existen cosas como paradas de trenes, para activar los frenos, o uno podría imaginarse desviando el tren a una trampa de arena. ¿Por qué no se utilizaron opciones como estas en lugar de descarrilar?

Primero, una parada de tren no necesariamente salvaría el tren. Una vez más allá de una luz roja, el tren está en peligro de colisión, incluso si se detiene, ya que el tren que se aproxima puede no tener suficiente advertencia para detenerse también, particularmente en condiciones climáticas adversas y en las curvas.

Situaciones como esta son muy raras, por lo que el costo de actualizar todos los dispositivos de descarrilamiento a trampas de arena o espuelas es incluso mayor que el costo del descarrilamiento. Estos dispositivos se colocan como último recurso, y solo se usan después de que varios otros sistemas han fallado y una colisión o daño / muerte significativo es inminente.

En otras palabras, el dinero para actualizar dichos dispositivos a capturas de seguridad sin descarrilar se gasta mejor en prevenirlos antes de que se activen que en salvar los trenes después de que se activen.

Se usa un descarrilador en lugar de un dispositivo para disparar los frenos porque no hay garantía de que haya frenos para disparar. Estas cosas no pretenden detener los trenes que se mueven bajo el poder con sus compresores de aire golpeando y sus depósitos de freno a presión. Su objetivo es detener cadenas sueltas de automóviles que han comenzado a rodar y se dirigen a la línea principal.

Probablemente debería notarse que este incidente ocurrió en una sección de ferrocarril de vías múltiples justo afuera de una terminal de pasajeros muy grande. Según la fotografía vinculada a lo anterior, estimaría que el tren terminó cerca del puente de Westbourne, a 51.518867, -0.183969. La señalización a lo largo de esta pista es famosa por su complejidad y ha provocado al menos un accidente ferroviario notable con múltiples muertes, el accidente ferroviario de Ladbroke Grove en 1999.

Como tal, obviamente ha habido un incentivo muy alto para garantizar que la disposición de la vía en el área haga que las señales pasadas en peligro terminen de manera segura y sin ninguna posibilidad de que los trenes ensucien otras líneas (el concepto de protección de flanco), especialmente el principal hacia arriba y hacia abajo líneas que transportan trenes de alta velocidad. Evidentemente, los ingenieros de la vía decidieron que para esta señal y para un tren que viajaba a la velocidad que era, eso provocaría un descarrilamiento del tren.

La respuesta corta es porque es más barato y hay menos pérdida de vidas.

Veamos un ejemplo simple. Ahora, solo sé realmente acerca de los trenes estadounidenses, así que perdónenme si algo de esto no se traduce exactamente correcto.

Primero un tren solo puede ir donde están los rieles. No es un automóvil en el que pueda detenerse a un lado.

Por lo general, hay "líneas laterales" que permiten que los trenes pasen o que los autos se sienten sin bloquear el tráfico.

La señalización es doble (en su mayoría). Hay luces al lado de la pista que indican, esencialmente, que el siguiente segmento de la pista está despejado y debe continuar. Hay señales "en la cabina" en los motores que indican que el siguiente segmento del camino está despejado y debe continuar.

Diferentes áreas tienen diferente cobertura con señales. Algunas líneas bien transitadas tienen buenas señales automatizadas en la cabina. Algunas áreas tienen las luces al lado de la pista.

Las señales son lugares lo suficientemente separados como para que (con límites de velocidad) un tren pueda detenerse antes de sentarse en el siguiente segmento

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

En esa figura, la señal R (roja) debería impedir que un tren entre en la sección de vía que está ocupada por un tren. La G (verde) indica que el siguiente segmento está despejado.

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

Esta cifra es un accidente esperando a suceder. El segundo tren se encontrará con el primero (en lo que respecta al sistema).

A continuación, hay muchos sistemas de seguridad para garantizar que los rieles se mantengan despejados y que no haya accidentes.

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     R           R           R           R         R 
     5           4           3           2         1    

Digamos que este es un segmento de vía normal y estábamos mirando las señales del tren que se dirigía a la izquierda.

1. Primero, todos estábamos listos en una "situación de alerta alta" porque (para nuestro ejemplo) <Tno debería estar en esa pista. Es cierto que podría desviarse en el cruce, pero (para este ejemplo) eso no es normal, los trenes están demasiado cerca y algo ya está mal.

2. Las señales se vuelven todas rojas. Significado PARAR AHORA. Los sistemas de frenos automáticos se activan.

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3. En mierda, se T>detuvo, pero <Tno se detiene.
4. Divertir <T!!!! (tenga en cuenta que a veces la diversión no es posible)
5. Evacuar T>(nota, no es posible a menos que sea un tren de pasajeros)

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6. Dios mío, no se desvió.
7. Llame a los equipos de emergencia, llévelos a T>
8. Sucederá un accidente. Haga todo lo posible para minimizar el daño.

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9. Descarrilamiento automático en ||
10. Sin vidas perdidas, daños en el dinero, mala prensa, pero sin pérdida de vidas. El equipo de limpieza es un equipo de reparación, no un coche fúnebre.

Algunas notas:

• Por lo general, un motor en funcionamiento no tendría este problema. Básicamente están configurados para detenerse ante cualquier falla grave.
• Los vagones pueden tener este problema. Un tren puede ser unos vagones sueltos que se alejaron de un patio de ferrocarril. Los frenos en los vagones son como en los camiones que requieren presión de aire para desengancharlos, sin la presión que deberían activar. Entonces, si hay movimiento sin motor, no hay frenos.
• Por lo general, los trenes tardan mucho tiempo en ponerse al día y mucho tiempo en detenerse. Miles, no pies.
• Cuando los trenes circulan en la misma dirección, pueden correr más juntos. El tren de cola solo tiene que ir más lento o a la misma velocidad que el tren delantero.
• Siempre hay suficiente distancia entre los trenes para detenerse, pero en una línea abarrotada, la detención puede tomar varios segmentos y se puede hacer al mismo tiempo. El tren 1 disminuye y el tren 2 disminuye. Esto permite más trenes por línea.
• Con dos trenes que van uno hacia el otro en la misma línea, se supone que debes mantener una distancia suficiente entre los trenes para que ambos puedan detenerse si se pierde el cruce.