نظام التحكم المتقدم في القطارات

نظام التحكم المتقدم بالقطارات ( ATCS ) هو نظام أمريكي شمالي لمعدات السكك الحديدية مصمم لضمان السلامة من خلال مراقبة ^مواقع القاطرات والقطارات ، وتوفير التحليلات والتقارير، وأتمتة أوامر المسار ، واكتشاف النقاط العمياء والأوامر المماثلة. [ ^{1 ]}

تُصدر مواصفات نظام التحكم الآلي بالقطارات (ATCS) من قبل رابطة السكك الحديدية الأمريكية (AAR)، وهي مصممة لتوثيق المتطلبات المعلنة للعاملين في مجال تشغيل السكك الحديدية والفنيين فيما يتعلق بأجهزة وبرامج نظام التحكم الآلي بالقطارات. ^{[ 2 ]}

يتمثل المبدأ الأساسي وراء نظام التحكم الآلي بالقطارات (ATCS) في توفير نظام تحكم بالقطارات فعال من حيث التكلفة وآمن ووحداتي ذي بنية مفتوحة. وتتمثل الأهداف الرئيسية للنظام في توفير

• يُسهم توافق الأنظمة بين خطوط السكك الحديدية في ضمان التشغيل السلس. فعلى سبيل المثال، ستتمكن قاطرات إحدى خطوط السكك الحديدية من التواصل، عبر تقنية نقل البيانات اللاسلكية، مع مراكز التحكم في خطوط السكك الحديدية الأخرى أثناء سيرها على مسارها. وقد وُضعت معايير أساسية محددة، مثل بروتوكولات الاتصالات القياسية وتنسيقات الرسائل، لضمان تحقيق هذا الهدف.
• تتيح هذه الميزة لكل خط سكة حديد إمكانية تطبيق القدرات والميزات التي يحتاجها بشكل انتقائي. ولا يُعدّ تطبيق نظام التحكم الآلي في حركة المرور (ATCS) بشكل كامل على خط السكة الحديد بأكمله مناسبًا أو ممكنًا دائمًا. وقد صُمم نظام ATCS بحيث يسمح بتطبيقه بشكل انتقائي على أجزاء مختلفة من خط السكة الحديد.
• مسار نمو تدريجي من التطبيقات الأقل كفاءة إلى التطبيقات الأكثر كفاءة. هذا يُغني عن الحاجة إلى نهج "التطبيق الشامل دفعة واحدة" الذي سيكون صعبًا ومكلفًا. في الواقع، يمكن لشركات السكك الحديدية تطبيق نظام التحكم الآلي بالسكك الحديدية (ATCS) بوتيرة مُجدية من الناحيتين الخدمية والمالية.
• تتيح هذه الميزة إمكانية تطبيق نظام بمكونات من موردين مختلفين، مما يُغني شركات السكك الحديدية عن شراء محولات قد تكون باهظة الثمن ومعقدة، والتي غالباً ما تكون ضرورية لربط مكونات الموردين المختلفين. ونتيجة لذلك، يُفترض أن تنخفض تكاليف المستخدمين من خلال توفير مصادر توريد موسعة.

تتمثل الوظائف الأساسية لنظام مراقبة الحركة الجوية فيما يلي:

• إدارة إشغال المسارات من خلال منطق مركزي لربط المسارات والكتل؛

• إصدار تصاريح الحركة عبر وصلة البيانات للقطارات المجهزة ومركبات العمل، وعبر الراديو الصوتي للقطارات غير المجهزة ومركبات العمل؛
• تتبع موقع القطار المجهز وإشغال المسارات عبر وصلة البيانات، وتتبع موقع القطار غير المجهز وإشغال المسارات عبر التقارير الصوتية والإدخال اليدوي؛
• تطبيق قوانين السرعة للقطارات المجهزة؛
• إنفاذ حدود السلطة للقطارات المجهزة؛
• تحديد السرعة لتحقيق اقتصاد الوقود للقطارات المجهزة؛
• مراقبة أنظمة الطرق والتحكم بها؛
• الإبلاغ عن تشخيصات القطارات المجهزة ومعايير تشغيلها؛ و
• general exchange of instructions and messages.

The ATCS architecture consists of five major systems. Four of these systems are the information processing systems that reside at the central dispatch office (the Central Dispatch Computer), on-board locomotives (the On-Board Computer), on-board work vehicles (the Track Forces Terminal) and in the field (the Wayside Interface Unit). These systems collect, process, and distribute data with minimal input from dispatchers, enginemen, and foremen. The fifth system and the ATCS keystone, is the modern data communications system, which ties the various information processing systems together and significantly reduces the need for voice communications.

ATCS has been designed for modular expansion, which allows for varying levels of operational sophistication. Three basic levels of operation have been identified, although many hybrid configurations are expected in actual installations.

The Base Communications Packages (BCP) interface the ground segment to the RF segment of the communications system. Mobile Communications Packages (MCP) interface clients to the RF segment of the communications system or (optionally) to the ground system directly. MCP clients include wayside interface units, on-board computers, and track forces terminals. The RF segment operates at 4800 bits per second in the 900 MHZ radio band.

The Association of American Railroads' Task Force on Locomotive Systems Integration (LSI) has the mission to "develop a practical approach to the integration of the new electronic and mechanical components on locomotives" (per Minutes of Locomotive Systems Integration Committee Briefing to Locomotive Suppliers, September 5, 1991, Montreal, Quebec, dated September 11, 1991). An architecture to achieve this mission has evolved in the LSI Specifications which describe multiple configurations of electronic and mechanical components in a locomotive cab.

• Positive train control
• Train protection system

• "What is ATCS?" - Background and technical data