Baja seguridad técnica y el sistema de metro de la ciudad de Nueva York

Es el año 1894. Está diseñando un sistema de trenes para una gran ciudad. Su jefe le informa que la oficina del alcalde quiere asegurarse de que los trenes no tengan accidentes. El sistema comenzará pequeño, pero se volverá grande y complejo con el tiempo con pistas y transición. Recuerde, estamos en 1894, por lo que la tecnología inalámbrica y de computadoras no es ciencia ficción en este momento. La respuesta, al menos para el sistema de metro de Nueva York, es un inteligente sistema de señales y enclavamientos que hacen un uso extensivo de la tecnología contemporánea. Bernard S. Greenberg describe el sistema con gran detalle.

El metro comenzó a operar en 1904, más de 30 años desde que comenzaron a operar los trenes terrestres. Un inteligente sistema de señales y las propias vías trabajaron junto con algunos dispositivos mecánicos para hacer que el metro fuera muy seguro. Incluso si intentara viajar en dos trenes juntos, los sistemas de seguridad lo evitarían.

Por lo que parece, el sistema es muy simple. Hay luces que muestran rojo, amarillo y verde. Si viaja, sabe lo que significan. Pero lo que realmente importa es el esquema que se utilizó en ese momento para paliarlos.

Rieles inteligentes

Hoy en día hacemos todo de manera “inteligente”. Si se hiciera hoy, las vías se facturarían como vías inteligentes porque pueden saber si hay un tren en ellas. El sistema se construyó con bloques de vía de 1,000 pies que están aislados eléctricamente entre sí. El sistema total en Nueva York tiene casi 15.000 bloques. Si un tren tiene ruedas en un bloque, acortará los dos rieles en ese bloque juntos. Sin el tren, los dos rieles se muestran como un circuito abierto. Entonces, cada bloque (a veces llamado circuito o sección) es básicamente un interruptor donde el tren completa el circuito.

En una sola pista, una señal particular se volverá roja cuando un bloque esté ocupado. Los bloques adyacentes también pueden volverse rojos dependiendo de cuánto tiempo se tarda en detener un tren completamente cargado. Para el metro de Nueva York, una luz roja también levanta una parada de tren, que es una barra en forma de T que generalmente solo está al nivel de la vía. Cuando la luz está en rojo, la barra se enganchará con una llave debajo de cada automóvil. El grifo de recorrido quita potencia a las ruedas y da un frenado urgente. Por lo tanto, aparte de un mal funcionamiento mecánico, un tren que intente evitar una alarma se detendrá incluso si el ingeniero no quiere detenerse.

Hasta 1970, los trenes a veces dominaban el mecanismo de parada de trenes. Esto sucedió en contra de las reglas después de que, lo adivinó, hubo varias colisiones causadas por el dominio del sistema de seguridad.

Historia y Evolución

Una vez que sepa dónde está un tren, se adentrará en el tema de los calambres. La idea es que no pueda operar las orugas de una manera insegura. Entonces, si enciende una señal verde para un tramo de pista que cruza otra pista, el segundo bloque debe estar en blanco y rojo. Forzar tal comportamiento es la tarea de unirse.

La vinculación comenzó en Gran Bretaña. En junio de 1856, John Saxby recibió la primera patente para interruptores de interconexión y señales. En 1868, hubo una patente sobre lo que hoy se conoce en América del Norte como “cerrojo de cerrojo preparatorio”. En 1873, había más de 10.000 palancas de bloqueo mecánicas en el London and North West Railway.

Hasta la década de 1950, las máquinas de interconexión usaban palancas como las que se muestran aquí que se bloquean entre sí y, aparentemente, algunas de ellas todavía están en uso, pero ahora usan principalmente al menos lógica de relé. Todo esto, por supuesto, no es exclusivo del metro de Nueva York.

Simulado

Además de la increíble guía vinculada anteriormente, Bernard Greenberg también escribió NXSYS, que es una simulación fiel del funcionamiento del sistema de metro de Nueva York. Puede ver parte de la pantalla NXSYS aquí. Según Bernard:

NXSYS se puede ver, usar o disfrutar en cualquiera de los cuatro niveles:

  • Un divertido videojuego de ritmo rápido para aquellos que aman el metro y quieren disfrutar de la experiencia de navegar por las vías y aprender más sobre el metro y sus señales.
  • Una herramienta de aprendizaje interactiva integral para la operación de torres de control de señalización de tránsito rápido y NX / UR, lo suficientemente detallada y precisa como para ser valiosa para los realmente responsables de operar dicho equipo.
  • Una guía detallada para la implementación ejemplar de tales sistemas en la lógica de relé eléctrico, observable en acción hasta el nivel de relé.
  • Una herramienta interactiva de diseño asistido por computadora (CAD) para diseñar y depurar sus propios enlaces y circuitos de señal.
  • Baja alta tecnología

    Muy impresionante. Aún más impresionante es que todo esto podría haberse hecho con palancas y relés en los viejos tiempos. Puede ver un panel de enlaces en el video a continuación. Por supuesto, el sistema recibe todo tipo de actualizaciones y puedes leer muchos detalles sobre toda la tecnología del metro en Wikipedia.

    Si te gusta este tema, puedes ver lo que hicieron los británicos: finalmente fue su idea comenzar. De hecho, hemos hablado un poco sobre trenes de detección de bloques antes de una manera interrumpida.

    Créditos fotográficos:

    • Señal CC-BY-SA-2.0 de la Autoridad de Tránsito del Metro del Estado de Nueva York
    • Palancas de enlace de [JoeRoma] CC-BY-SA-2.5
      • captnmike dice:

        Afortunadamente, algunos de los veteranos fueron geniales, pasaron por esto antes y siempre se sorprendieron

        • Hirudinea dice:

          Solo para mostrarte, se podría hacer algo antes de un arduino.

      • Mikel007 dice:

        La unión mecánica todavía está muy viva, y trabajé en el metro de Londres donde todavía está. Los marcos de palanca de señal / punto como la imagen que tiene todavía están en uso porque son tecnología probada y son seguros. Algo muy difícil de probar o predecir con electrónica y software. Existen programas / sistemas de interconexión electrónicos que se probaron en el metro en la década de 1980 en la estación de Neasden: una estación de tren que no tiene pasajeros puede permitir un accidente, por lo que dice la teoría, pero no se lo diga a los conductores; bromeando a un lado, los depósitos son bajos. velocidad e internamente más seguro para usar dicho enlace. El sistema de estación de tren / cacos también se usa en el metro, probablemente inventado allí, ya que tuvimos el primer ferrocarril subterráneo en 1863, aunque con trenes de vapor. Todos los puntos de señal / paradas de trenes y detectores de rieles utilizan una combinación de tensión neumática, eléctrica, resorte y gravedad para la operación y detección para garantizar que todas las fallas causen un estado seguro (básicamente, simplemente detendrá todo o lo cambiará al estado de ‘peligro’ ).).

        • rfdude dice:

          En 1975 en Londres, Moorgate Terminus, un conductor intentó extender la línea por fuerza bruta, aparentemente sin frenar ni hacer ninguna acción para reducir la velocidad antes de chocar contra la pared. 43 personas murieron. Las lecciones aprendidas de esto se introdujeron en Toronto y probablemente en todos los demás sistemas similares que utilizan pollos de viaje a ciegas y cronometrados a las estaciones de la terminal para brindar una amplia oportunidad de detener un tren. Todas las señales de cruce finales son máximas. Se acercará un tren con velocidades controladas.

          Video sobre cómo funcionan las señales heredadas de bloques y enlaces de metro: https://www.youtube.com/watch?v=i342pCPvSh0

          • Mikel007 dice:

            sí. En Londres, el nuevo sistema se implementó en todas las estaciones terminales y se denominó TETS: Trenes que ingresan a las estaciones terminales. La velocidad del tren se midió cronometrando la velocidad a la que se detectó la ocupación de la vía y cualquier cosa superior a 8 MPH haría que la señal anterior se pusiera roja, lo que haría que el tren se disparara y se detuviera. El conductor no tiene capacidad de control cuando se dispara un tren y siempre presionará los frenos hasta que se detenga. La seguridad ferroviaria siempre ha sido “progresiva”: se evalúan todos los accidentes y se establecen nuevas disposiciones para prevenir futuros como este. El conductor de Moorgate actuó específicamente y fue suicida, lo cual es difícil de prevenir siempre cuando las personas intentan deliberadamente suicidarse y suicidarse.

        • Gerard dice:

          ¡Ejemplo de fuerza bruta!
          https://fr.wikipedia.org/wiki/Accident_ferroviaire_de_la_gare_Montparnasse#/media/File:Train_wreck_at_Montparnasse_1895.jpg

      • Gravis dice:

        El sistema de interconexión física es muy interesante porque es una implementación física de la lógica booleana. Me pregunto si usan relés electromecánicos, se trasladaron a relés de estado sólido o lo descartaron y se fueron con chips NMOS / CMOS directamente hacia arriba. De cualquier manera, ciertamente espero (aunque con sospecha) que verifiquen errores y tengan redundancias. Las CPU son geniales, pero ni siquiera estoy seguro de que sea posible asegurarnos de que fallan por completo antes de dar un resultado incorrecto.

        • NiHaoMike dice:

          Cuando realmente importa que un sistema no falle, una práctica común es construir 3 implementaciones con más o menos nada en común, excepto que hace lo mismo, luego use la lógica mayoritaria para asegurarse de que las 3 estén de acuerdo y marque un error si ellos no lo hacen.

          • Mikel007 dice:

            Algunos sistemas de enlace de estado sólido realmente funcionan de esta manera, al igual que otras arquitecturas críticas para la seguridad. La alternativa es tener 3 sistemas idénticos en la votación y una mayoría domine la decisión, la idea es que alguna falla de hardware / sensor haya afectado a uno de los sistemas idénticos. Boeing usa una arquitectura, Airbus la otra. Es una filosofía y puedes ver los pros y los contras de cada uno. Si está de acuerdo en que la mayoría de los errores están en el requisito de definición, entonces una filosofía es mejor que la otra; sin embargo, si cree que la mayoría de los errores están en la fase de implementación, entonces la otra filosofía es mejor. Digo “mejor” cuando lo que realmente quiero decir es “lo que piensan algunas personas”. Ciertamente, algo como Ariane 5 se habría beneficiado de 3 implementaciones diferentes. Y, por supuesto, tampoco desea que las cosas se voten constantemente bien o mal, por lo que es difícil obtener una confiabilidad precisa a través de los sistemas de votación.

      • Mikel007 dice:

        Además, aunque todavía se utilizan secciones de vía aisladas (con aisladores llamados juntas de bloque), su mantenimiento es costoso, por lo que a finales de la década de 1980 se empezó a utilizar un método de bloques sin costura mediante el cual cada sección de vía es un bucle de frecuencia propenso para garantizar los flujos de corriente. . en “bucle / circuito virtual”, aunque no hay aisladores entre las secciones de la pista.

        • Al Williams dice:

          https://www.wikiwand.com/en/Track_circuit

      • Steven dice:

        Y no 555 visible.

        • svofski dice:

          Entonces, el nuevo yo sería “meh, debería haber atrapado una polla de viaje”.

      • Moryc dice:

        Este esquema de señalización todavía se utiliza en Polonia. También es común en otros países, pero en el caso de Polonia a veces no funciona correctamente. Por ejemplo, una vez en el invierno tuve que esperar cuatro horas por un tren porque una sección de la vía se acortó en un cruce ferroviario y generó una señal “lenta” para todos los trenes que se acercaban a ese cruce. ¿Cómo sucedió eso? Ciertamente simple estupidez. En Polonia, para asegurar las carreteras, utilizamos una sal de mesa común, porque es muy barata. Otros países, como la República Checa, también lo utilizan. Pero en otros países existe la regla de que la sal no debe usarse cerca de ningún cruce ferroviario. Y por una buena razón: sal + nieve derretida = limo muy conductor sobre las vías, acortándolas y simulando la presencia de un tren que obliga a todos los trenes de esa línea a reducir la velocidad, por si acaso. Polonia no tiene tal regla. Hay una razón por la cual los ferrocarriles nacionales polacos tienen más retrasos en un día que los ferrocarriles japoneses en todo un año. Y la mayoría de los trenes funcionan más lento que hace 80 años …

        • rfdude dice:

          Toronto tiene un antiguo sistema de señalización similar al de Nueva York, ahora modernizado (a lo largo de los años) a ATC. Andy Byford estuvo en Toronto antes de liderar MTA, así que esto es lo que también quiere lograr allí … si lo dejas … https://www.youtube.com/watch?v=yJlsSQBhKgE

          En el metro de Toronto, dos causas principales de fallas en el circuito de la vía solían ser los aisladores en las secciones de vía más antiguas, después de no dejar caer el circuito de la vía a través del concreto … o limaduras de hierro en las curvas (Union Station, por ejemplo) que se acumulan en la pista magnetizada (debido a la corriente de tracción de CC) y une las juntas aisladas. Dado que la polaridad de los bloques adyacentes es opuesta, al puentear IJ se caerán dos circuitos de vía. A diferencia de los ferrocarriles, los circuitos de vía de Toronto GRS, Siemens y Ericsson son CA de bajo voltaje.

          • Jacob dice:

            ¿Eso fue bueno o malo? No pude seguir la lógica.

        • Dan dice:

          Pero al menos falló de forma segura

      • Ren dice:

        Recuerdo que en la (película) original “Pelham’s Take One Two Three” dice un anciano en el vagón del metro.
        “Siempre hay una luz roja”.
        Como nunca he viajado en el metro de Nueva York, no estaba muy seguro de lo que significaba, pensé que era como una luz roja (para autos) pero no entendía cómo se aplica eso en el caso del “Dead Man Cambiar “estar demasiado montado.

        https://en.wikipedia.org/wiki/The_Taking_of_Pelham_One_Two_Three_(1974_film)

      • Brian Solomon dice:

        He escrito una historia detallada e ilustrada de la señalización ferroviaria estadounidense, su desarrollo y práctica, incluidas las señales de bloqueo y los enlaces.

        Mi libro se puede comprar en mi editor o a través de Amazon. A continuación se muestra un enlace a la Qbookshop de Quarto:

        https://www.quartoknows.com/books/9780760338810/Railroad-Signaling.html

        Además, he sido autor de varios artículos sobre señalización y tecnología de señalización para Trains Magazine.
        Brian Solomon

      • Henry Berg dice:

        Me alegra ver esta edición y tantas respuestas de personas que conocen el tema. ¿Alguien más es un poco escéptico ante la constante abstención que necesitamos para “reemplazar el antiguo sistema de señales” para mejorar el servicio en el metro de Nueva York? Una cosa que admiro de este sistema es que es bastante simple. A lo largo de su historia ha sido sometido a un abandono extremo, grandes variaciones de temperatura, choques físicos, anegamiento persistente y ataques directos de drogadictos que buscan reciclar el alambre de cobre. Comparado con esto, cualquier sistema que se base en un PCB de montaje en superficie personalizado parece ridículamente delicado. Y, sin embargo, el sistema actual falla con bastante frecuencia. ¿Alguien sabe cuál es la principal causa de falla en el sistema de Nueva York? ¿Hay un corto entre los aisladores que provocan falsos indicadores de bloque ocupado? ¿Fallo de los aceleradores de vapor del vehículo? ¿Simple agotamiento de las bombillas?

        • Tony Kay dice:

          Después del huracán Sandy, en la MTA estaban disponibles muchas fotos de señales muy específicas que mostraban lo que estaba sucediendo con los túneles inundados (agua salada) y el equipo de señales en ellos. Pero casi las mismas señales están en Toronto, donde trabajé en mi vida anterior. Los relés son ENORMES … y caros. Existe un programa de mantenimiento preventivo en el que los relés deben regresar a la tienda para su inspección y revisión. Los circuitos de la vía son alternos, por lo que los relés de los rieles se mueven hacia los lados (similar al disco giratorio de su medidor eléctrico, pero “giran” más o menos 45 grados para forzar el contacto). Los temporizadores son mecánicos con mecanismo de reloj … cuando se activan se puede escuchar el tic-tac. Hay tarjetas lógicas realmente antiguas para enviar relés al control de tránsito. Las bombillas son de 10,5 V y tienen dos filamentos … el brillante puede arder, pero el filamento tenue funcionará casi para siempre … probablemente un LED ahora. Algunas cosas comunes que he visto han sido los aisladores y el cortocircuito, los contactos ajustables de IJ (caja VCC) que prueban la posición, o cambian los puntos de la máquina, pueden ajustarse incorrectamente o fallar (produciendo el “Árbol de Navidad” con conflictos aspectos iluminados), y las máquinas de conmutación funcionan mal o son forzadas … permanecen “parpadeando” en la torre de control, mostrando que no están bloqueadas en normal o en reversa (divergente). Hay números de invierno en los interruptores de interruptor y tren. Y corrosión. Los circuitos del motor del brazo de excursión son mecánicamente redundantes para fallar en la posición ARRIBA por resorte o gravedad. Se sujetan mediante un freno electromecánico o manteniendo el motor presionado por un campo de estator reducido (condensador) … todo necesita ser ajustado.

          La colisión de Russell Hill en la línea Spadina en 1995 fue un claro ejemplo de que las cosas van mal con un viaje que no detiene un tren debido al desgaste parcial y al diseño. Ver https://en.wikipedia.org/wiki/1995_Russell_Hill_subway_accident

          Hay mucho más en este tema, incluido el lado humano … la actitud del personal … la mayoría son buenos. Pero algunos huevos podridos no se pueden disparar (unión), por lo que se mueven todos los años para que no “posean” la misma pista durante demasiado tiempo, y los cuidadores más competentes heredan esa pista para devolverla al tabaco. Estas cosas viejas son mecánicas, el mantenimiento preventivo debe continuar.

          • Mikel007 dice:

            Parece que muchos equipos son similares a los del metro de Londres. Salí de allí en 1989, pero recuerdo que en 1983 un relevo de tiempo excedía las £ 1000, ¡así que Dios sabe cuánto cuestan ahora!

      • miau a la policía dice:

        ¡No ves a menudo tu propia experiencia de nicho en HAD! Si alguna vez quisieran hacer un seguimiento del estado de los sistemas de seguridad de señales en la actualidad, con mucho gusto haría algo.

        • Hannahranga dice:

          Es curioso que pensara lo mismo.

          • JFMartel dice:

            ¡Yo también!
            Soy un señalero del metro de Montreal 🙂

      • Greg dice:

        Demonios, realmente esperaba ver los aislantes de fibra de vidrio que les hago en algunas fotos.

      • Señor dice:

        De repente quiero volver a jugar a Factory.

        • Cuidado con los mordedores dice:

          La Fábrica debe crecer.
          (Necesitas más hierro).

      • Marek Staněk dice:

        ¿Alguien notó siquiera el patrón “inverso” del semáforo?

        Hacer que el sistema sea capaz de prevenir errores humanos es solo la primera parte del problema; hacer que no tenga éxito (por ejemplo, siempre fallar en un estado seguro) es otra. Estoy seguro de que alguien tiene la opción de romper las líneas de señal, por lo que un tren que desaparece en un bloque que tiene su rastro de señal marcará una falla y evitará un accidente. Esa es exactamente la razón por la que los trenes se detienen cuando algunos idiotas roban cables de señal o acortan los rieles.

        El semáforo invertido del ferrocarril es un “remanente” de los viejos tiempos, cuando la única potencia útil impecable era la gravedad. La señal GO se envió tirando de una cubierta colocada sobre el cinturón rojo y cubriendo el cinturón verde, y (para el modo noche / túnel) tirando de una fuente de luz del cinturón verde al rojo. Colocar el cinturón GO sobre STOP aseguró que si la regla hacía clic, la luz y la cubierta caerían a la posición STOP y permanecerían allí hasta que se reparara.

Alana Herrero
Alana Herrero

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