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차세대 철도에 필수적인 탄력성 블랙 잭

작성자 : Maria Stahley 2023 년 10 월 11 일 8 분

철도 안전은 회복력있는 통신 블랙 잭에 점점 더 의존하고 있습니다.

로컬 액세스 블랙 잭는 시스템 운영자가 신호 전달, 실시간 비상 통신을 교환하고 운영 정보를 전파하는 데 필수적입니다. 신뢰할 수 있고 효율적이며 고용량 광대역은 특히 PTC (Positive Train Control), 통신 기반 열차 제어 (CBTC) 및 기타 블랙 잭 기반 철도 안전 시스템을 운영하는 데 특히 중요합니다.

이러한 미션 크리티컬 시스템을 온라인으로 유지하려면 광대역 블랙 잭의 탄력성에 더 중점을 두어야합니다. 교통 부문의 중단되지 않은 광대역 통신에 대한 의존도가 높아지더라도, 많은 철도 운영자의 광섬유 블랙 잭는 초기 케이블 블랙 잭가 처음으로 40 년 전 미국의 철도 오른쪽을 따라 설치 되었기 때문에 상대적으로 변경되지 않았습니다..

Graphic: Potential Causes of Communications Failure: System, Physical and Network Failures

커뮤니케이션 실패의 일반적인 원인

Rail Operator의 광대역 블랙 잭는 일반적으로 신뢰할 수 있으므로 논스톱 디지털 및 음성 통신 시스템을 제공합니다. 철도 운영자가 단일 서비스 제공 업체로부터 단일 서비스 라인이있을 때 가장 일반적으로 발생합니다.

Wayside Equipment는 가혹한 환경 조건 내에서 수행되도록 설계되었지만, 특히 하드웨어 시스템이 제대로 테스트되고 유지 관리되지 않을 때는 눈, 얼음, 열 및 습도에 대한 노출이 유선 인프라를 손상시킬 수 있습니다..

환경 사고는 종종 타락한 나무 지점이나 야생 동물을 공중 케이블로 자르는 것과 같은 단순한 것을 포함합니다. 예를 들어, 서부 뉴욕 통신 회사는 최근 다람쥐 손상으로 인해 87 마일의 케이블을 교체했습니다.

연장 된 전력 손실은 통신 블랙 잭를 심각하게 무너 뜨릴 수 있습니다. 백업 전력이 충분하지 않으면 터미널 시설이나 중앙 제어실에 영향을 미치는 정전으로 인해 시스템 전체의 혼란이 발생할 수 있습니다.

Graphic: Communication System Outages 178 per year affecting at least 900,000 minutes of user calls or critical services

출처 : 연방 커뮤니케이션위원회 데이터
(2007-2014)

블랙 잭 자산 관리 계획

Enterprise 전역의 자산 관리 계획은 일반적인 실패 지점을 평가하는 데 유용한 도구입니다.

서비스 제공 업체와 협력하여 철도 운영자는 통신 인프라의 자산 인벤토리를 통해 블랙 잭 위험을 발견 할 수 있습니다. 세 가지 일반적인 접근법은 다음과 같습니다.

  • 논리지도운영자 시설 내 필드의 장비와 시스템 간의 연결에 대한 높은 수준의 개요를 제공합니다. 이들은 철도 시설이 통신 중앙 사무소, POP (Point-of-Presence) 위치 및 이러한 사이트 간 논리적 회로 링크에 어떻게 연결되는지 보여줍니다.
  • 물리적지도각 연결 경로에 대한 자세한 연결 경로 표시 중앙 시설 또는 팝 위치로 돌아갑니다. 지도는 장비 위치를 표시하고 중복 서비스 루프를 자세히 설명 할 수 있습니다.
  • 소프트웨어 자산 관리 (SAM)소프트웨어 애플리케이션의 유지 관리, 활용 및 배포를 최적화합니다. 이것은 자산의 수명주기에 대한 전체적인 관점과 각 자산에 맞는 데이터를 분석하는 능력을 제공합니다..

블랙 잭 경로에 대한 이해를 높이면 운영자는 블랙 잭 다양성과 취약점의 정확한 영역을 분석 할 수있는 더 나은 위치에 있습니다.

실패의 공통점 중 하나는 개별 서비스 라인에 의존하는 것입니다. 자산 관리 계획은 두 번째 광섬유 경로가 광대역 서비스의 전달을 다각화할지 여부를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

Graphic: Construction activities mistakenly cut fiber-optic cables, on average, once every day

출처 : 광섬유 협회

탄력성을위한 세 가지 키

통신 시스템 복원력 향상시 철도 운영자는 장기적인 보호를 제공하는 조치를 찾아야합니다. 예를 들어, 케이블 재킷 강화는 임시 수정 만 제공 할 수 있습니다.

중복

Rail Safety Systems는 백업 통신 프로토콜이 설계되어 운영자가 혼잡, 용량 제약 조건 또는 신호 간섭 장애물을 극복 할 수 있도록합니다. 마찬가지로, 커뮤니케이션 인프라 설계 전체에 중복 측정이 통합되어야합니다.

중복 장비는 일반적으로 두 가지 형태로 제공됩니다 :

  • 뜨거운 대기백업 시스템은 기본 시스템과 지속적으로 계속 실행되고 동기화됩니다. 고장이 발생하면 핫 대기 시스템이 서비스 중단없이 즉시 그리고 원활하게 전환됩니다.
  • 콜드 대기실패 이벤트가 발생할 때까지 오프라인 상태를 유지하십시오. 시스템 운영자는 이러한 장치를 수동으로 활성화해야합니다.

커뮤니케이션 실패의 위험을 방지하기 위해 철도 운영자는 일반 작업에 필요한 것보다 하나 이상의 장치 또는 구성 요소를 설치하여 인프라 시스템을 확장 할 수 있습니다 (n+1). N+1 중복성 측정에는 다음이 포함됩니다.

  • 수직 확장 성 (스케일링)기존 시스템에 하드웨어를 추가하여 수요를 충족시키고 CPU와 RAM 리소스 사이에로드를 확산시켜 동기화 된 노드의 요구 사항없이 응답 시간을 증가시킵니다.
  • 수평 (스케일링)시스템 노드를 확장하고 대행사가 부하 수요를 충족시키고 가용 리소스 수를 늘리고 가동 중지 시간의 위험을 줄일 수 있도록합니다.

Graphic: Redundancy - Additional or duplicate communications assets share the load or provide back-up to the primary asset

Photo of circuit board

단일 회로 보드 전원 문제는 철도 서비스의 광범위한 지연을 유발할 수 있습니다

노선 다양성

레일 광섬유 케이블 블랙 잭는 일반적으로 직접 연결된 두 개의 시스템 아키텍처 인 포인트 간 블랙 잭 설계에 의존합니다. 이러한 전용 블랙 잭는 빠르고 효율적이며 신뢰할 수 있습니다.

다양한 경로는 별도의 케이블 링 경로를 따라 이동하는 고유 한 입력 및 출구 지점을 통해 동일한 정보를 제공합니다. 이상적으로, 경로는 상당한 분리를 가지고 있으며, 더 나은 것은 여러 명령실을 통과합니다.

또는 링 블랙 잭는 여러 방향으로 데이터를 전송합니다. 링의 임의의 세그먼트를 따라 중단이 발생하면 전송 된 데이터는 반대 방향으로 이동할 수 있습니다.

Graphic: Route Diversity - Signal travels between two points, over more than one physical path, with no common points

복원 성

블랙 잭 장치가 실패하면 기술자는 문제를 해결할 수있는 곳으로 여행해야하며 서비스 수리를 크게 지연시키고 열차 일정에 영향을 미칩니다. 자체 치유 통신 블랙 잭는 블랙 잭 고장에서 자동으로 감지하고 복구 할 수있어 다운 타임을 최소화 할 수 있습니다.

자조 블랙 잭는 더 큰 비용과 복잡성을 제공합니다. 블랙 잭 시스템은 대기 시간을 도입하여 전반적인 블랙 잭 성능을 줄일 수 있습니다.

Graphic: Restorative Measures - Self-healing maintenance enable rapid restoration if services are lost or congested

출시 예정 : 철도 통신에 대한 지침

실패-안전 통신 시스템을 유지하는 데있어 미션 크리티컬 한 중요성은 철도 운영자가 정상적인 운영 조건 이외의 탄력성을 달성 할 수있는 방법을 다시 생각하도록 강요하는 것입니다. 실패한 설계 철학에 따라 포괄적 인 접근 방식은 시스템, 물리적 또는 블랙 잭 실패의 사건뿐만 아니라 불리한 환경 조건에서 통신 시스템 취약점을 극복해야합니다..

AREMA (American Railway Engineering and Maintenance-of-The-Way Association)는 최근 기술위원회 35를 시작했습니다.-다른 안전 중요 시스템 중에서 실패-안전 통신 블랙 잭에 대한 모범 사례를 개발하기위한 정보 및 기술. 다가오는 지침은 블랙 잭 탄력성 평가, 통신 인프라 개선 우선 순위 지정 및 철도 운영의 안전, 효율성, 신뢰성 및 품질을 향상시킬 수있는 차세대 응용 프로그램을 배포하기위한 권장 사항이 포함됩니다.

저자 정보

Maria Stahley

철도 및 대중 교통 프로젝트 관리자