ระบบหยุดรถไฟอัตโนมัติแบบเหนี่ยวนำเป็นช่วงๆ

ระบบหยุดรถไฟอัตโนมัติแบบเหนี่ยวนำเป็นช่วงๆ (เรียกอีกอย่างว่าIIATSหรือเรียกสั้นๆ ว่าระบบหยุดรถไฟอัตโนมัติหรือATS ) เป็นระบบป้องกันรถไฟที่ใช้ในระบบรถไฟสายหลักและระบบขนส่งมวลชนความเร็วสูงในอเมริกาเหนือ ระบบนี้ใช้หลักการต้านทานแม่เหล็กเพื่อกระตุ้นให้รถไฟที่วิ่งผ่านทำบางอย่าง ระบบนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1920 โดย บริษัท General Railway Signal Company เพื่อปรับปรุง ระบบ หยุดรถไฟ แบบกลไกที่มีอยู่เดิม และมีการใช้งานอย่างจำกัดก่อนที่จะถูกแทนที่ด้วย ระบบส่งสัญญาณในห้องคนขับและ ระบบ ควบคุมรถไฟอัตโนมัติที่ทันสมัยกว่าระบบนี้ยังคงใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบันหลังจากที่เปิดตัวในทศวรรษ 1920

เทคโนโลยีนี้ทำงานโดยการอ่านสถานะของรองเท้า ที่ติดตั้งบนราง โดยตัวรับสัญญาณที่ติดตั้งบนรถบรรทุกของหัวรถจักรหรือรถไฟคันหน้า ในการใช้งานมาตรฐาน รองเท้าจะถูกติดตั้งบนหมอนรองรางห่างจากรางด้านขวาไม่กี่นิ้ว แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วรองเท้าสามารถติดตั้งที่ใดก็ได้บนหมอนรองราง^{[ 1 ]} ระบบเป็นแบบไบนารี โดยรองเท้าจะแสดง สถานะ เปิดหรือปิดให้กับตัวรับสัญญาณ เพื่อให้เกิดความปลอดภัยเมื่อรองเท้าได้รับพลังงาน มันจะแสดง สถานะ ปิดให้กับตัวรับสัญญาณ ในขณะที่สถานะที่ไม่ได้รับพลังงานจะแสดง สถานะ เปิดซึ่งจะกระตุ้นการทำงาน สิ่งนี้ช่วยให้สามารถป้องกันสิ่งต่างๆ เช่น ข้อจำกัดความเร็วถาวรหรืออันตรายอื่นๆ ได้ด้วยอุปกรณ์ที่ไม่ทำงาน

ตัวรับสัญญาณประกอบด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดคู่ที่จัดวางอย่างระมัดระวังให้ผ่านเหนือพื้นผิวของตัวเหนี่ยวนำประมาณ 1.5 นิ้ว ตัวเหนี่ยวนำประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่ติดตั้งอยู่ในตัวเรือนรูปทรงเพรียวบางซึ่งออกแบบมาเพื่อเบี่ยงเบนแรงกระแทกจากเศษวัสดุหรือตัวรับสัญญาณที่วางไม่ตรงแนว แผ่นโลหะเชื่อมต่อกันผ่านวงจรโช้คในตัวเหนี่ยวนำ เมื่อวงจรโช้คเปิดอยู่ ฟลักซ์แม่เหล็กในขดลวดปฐมภูมิของตัวรับสัญญาณจะสามารถเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิของตัวรับสัญญาณ ซึ่งจะกระตุ้นการทำงานในหัวรถจักร เมื่อวงจรปิด โช้คจะกำจัดสนามแม่เหล็กและแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ ทำให้หัวรถจักรสามารถผ่านไปได้โดยไม่ต้องมีการทำงานใดๆ หากต้องการการทำงานโดยไม่มีเงื่อนไข อาจใช้แผ่นโลหะรูปทรงพิเศษแทนตัวเหนี่ยวนำที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม การออกแบบระบบอาจทำให้เกิดการทำงานโดยไม่ตั้งใจเมื่อรถไฟวิ่งผ่านสวิตช์หรือวัตถุโลหะอื่นๆ ในบริเวณราง

กรณีการใช้งานที่พบบ่อยที่สุดของระบบ ATS คือการแจ้งเตือนวิศวกรทางรถไฟถึงอันตรายที่กำลังจะเกิดขึ้น และหากไม่รับทราบการแจ้งเตือน ระบบจะหยุดรถไฟโดยใช้เบรกเต็มกำลัง เมื่อติดตั้งกับสัญญาณแล้ว แผ่น เบรกจะทำงานเมื่อสัญญาณแสดง สัญญาณ ที่ชัดเจนสัญญาณอื่นใดจะทำให้แผ่นเบรกไม่ทำงานและส่งสัญญาณเตือนในห้องคนขับ หากวิศวกรไม่ยกเลิกสัญญาณเตือนภายใน 5–8 วินาที ระบบเบรกจะทำงานและไม่สามารถรีเซ็ตได้จนกว่ารถไฟจะหยุดสนิท^{[ 1 ]}แตกต่างจากระบบหยุดรถไฟแบบกลไกหรือระบบหยุดรถไฟอื่นๆ IIATS โดยทั่วไปไม่ได้ใช้เพื่อหยุดรถไฟโดยอัตโนมัติหากรถไฟวิ่งผ่านสัญญาณหยุดและในทางปฏิบัติไม่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์นี้ได้ เนื่องจากแผ่นเบรกอยู่ห่างจากสัญญาณที่ป้องกันเพียงไม่กี่ฟุตและจะไม่ให้ระยะเบรก ที่เพียงพอ สำหรับรถไฟที่จะหยุด

ในเส้นทางรถไฟที่มีสัญญาณแบบสองทิศทาง จะต้องใช้ ตัวรับ สัญญาณสอง ตัว ตัวหนึ่งสำหรับแต่ละทิศทางการเดินทาง เนื่องจากหัวรถจักรจะมีเซ็นเซอร์ตรวจจับตัวรับสัญญาณเพียงด้านเดียวของขบวนรถเท่านั้น ตัวรับสัญญาณยังสามารถออกแบบให้ถอดออกได้ง่ายเพื่อป้องกันความเสียหายเมื่อใช้งานในพื้นที่ที่ไม่มีอุปกรณ์ หรือเพื่อลดต้นทุนเมื่อมีเพียงบางส่วนของทางรถไฟเท่านั้นที่ต้องการหัวรถจักรที่ติดตั้งระบบ ATS บางครั้งจะมีการติดตั้งตัวเหนี่ยว นำแบบเฉื่อยไว้ล่วงหน้าก่อนถึงข้อจำกัดความเร็วบางอย่างเพื่อเป็นสัญญาณเตือน หรือที่สถานีปลายทางของหัวรถจักรเพื่อทดสอบการทำงานของระบบ ATS

ใน เส้นทาง รถไฟฟ้ารางเบาบาง สาย ระบบ IIATS ถูกนำมาใช้ในลักษณะคล้ายกับการหยุดรถไฟแบบกลไก โดยจะหยุดรถไฟหากวิ่งผ่านสัญญาณหยุดสนิท ระบบนี้มีประโยชน์ในกรณีที่รถไฟฟ้ารางเบาใช้รางร่วมกับรถไฟสายหลัก เนื่องจากกลไกการหยุดรถอาจเสียหายหรือรบกวนการขนส่งสินค้า และเนื่องจากรถไฟฟ้ารางเบาสามารถหยุดได้เร็วกว่ารถไฟสายหลักมากโดยไม่ต้องใช้สัญญาณซ้อน ทับที่ซับซ้อน

ตั้งแต่ทศวรรษ 1930 คณะกรรมการการค้าข้ามรัฐ ของสหรัฐฯ ในฐานะหน่วยงานกำกับดูแลทางรถไฟของรัฐบาลกลาง ได้สนับสนุนให้บริษัทรถไฟต่างๆ นำเทคโนโลยีความปลอดภัยใหม่ๆ มาใช้เพื่อลดอัตราการเกิดอุบัติเหตุทางรถไฟ ระบบ IIATS ถูกนำเสนอโดยบริษัท General Railway Signal Company แห่งเมืองโรเชสเตอร์ รัฐนิวยอร์กในฐานะเทคโนโลยีหนึ่ง และบริษัท รถไฟ New York Central ได้นำ ไปใช้ในเส้นทางรถไฟความเร็วสูงWater Level Routeระหว่างนิวยอร์กและชิคาโก รวมถึงเส้นทางอื่นๆ อีกหลายเส้นทาง บริษัทรถไฟ Southern Railwayก็เลือกที่จะนำระบบ ATS มาใช้ในเส้นทางหลักส่วนใหญ่ ครอบคลุมระยะทางกว่า 2,700 ไมล์ นอกจากนี้บริษัทรถไฟ Chicago and North Western Railwayยังได้ติดตั้งระบบนี้ในเส้นทางรถไฟโดยสารบางเส้นทางในเขตชิคาโก ด้วย

หลังจากเหตุการณ์รถไฟตกรางที่เนเพอร์วิลล์ซึ่งเกิดจากสัญญาณที่ผิดพลาด คณะกรรมการควบคุมรถไฟระหว่างประเทศ (ICC) จึงกำหนดให้รถไฟที่วิ่งด้วยความเร็ว 80 ไมล์ต่อชั่วโมงขึ้นไป ต้องติดตั้งระบบความปลอดภัยทางเทคนิคเพิ่มเติม โดยกฎดังกล่าวมีผลบังคับใช้ในปี 1951 สำหรับบริษัทรถไฟที่ยังคงสนใจการเดินรถด้วยความเร็วสูงนั้น ระบบ IIATS (Individual Inventory System) เป็นไปตามข้อกำหนดขั้นต่ำของ ICC ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ ระบบ ส่งสัญญาณในห้องคนขับหรือระบบควบคุมรถไฟอัตโนมัติอื่นๆอย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเดินทางด้วยรถไฟกำลังเผชิญกับการแข่งขันที่เพิ่มขึ้นจากรถยนต์และเครื่องบิน บริษัทรถไฟส่วนใหญ่จึงเลือกที่จะยอมรับข้อจำกัดความเร็วใหม่ มีเพียงบริษัทAtchison, Topeka and Santa Fe เท่านั้น ที่เลือกติดตั้งอุปกรณ์ครบครันในเส้นทางหลักจากชิคาโกไปยังลอสแอนเจลิสและจากลอสแอนเจลิสไปยังซานดิเอโก เพื่อรองรับ รถไฟ Super Chiefและรถไฟความเร็วสูงชั้นนำอื่นๆ

การติดตั้ง IIATS มีจำนวนสูงสุดในปี 1954 โดยมีเส้นทางรวม 8650 ไมล์ รางรถไฟ 14400 ไมล์ และหัวรถจักร 3850 คันที่ติดตั้งระบบนี้ อย่างไรก็ตาม ด้วยการล่มสลายของการเดินทางโดยรถไฟโดยสารทางไกลและภาวะซบเซาของอุตสาหกรรมรถไฟในอเมริกาเหนือโดยทั่วไปในปี 1971 บริษัทPenn Central ที่ล้มละลาย ได้รับอนุญาตให้ถอด IIATS ออกจากเส้นทาง Water Level Route พร้อมกับบริษัท Southern และบริษัทรถไฟอื่นๆ ที่มีระบบ IIATS ทดสอบหรือนำร่อง แม้แต่ ATSF และBNSF ซึ่งเป็นผู้สืบทอด ก็ได้รับอนุญาตจากหน่วยงานกำกับดูแลให้ถอด IIATS ออกจากบางส่วนของเส้นทางที่ติดตั้งไว้ก่อนหน้านี้เนื่องจากปริมาณผู้โดยสารลดลง ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 เส้นทางที่ติดตั้ง IIATS มีเพียง เส้นทาง MetroLinkและCoasterระหว่างซานดิเอโกและฟุลเลอร์ตัน^{[ 1 ]}บางส่วนของเส้นทาง ATSF Super Chief เดิมในแคลิฟอร์เนีย แอริโซนา นิวเม็กซิโก โคโลราโด แคนซัส และมิสซูรี และเส้นทางChicago and North Western Railway North Line , Northwest Line เดิม จากชิคาโก ซึ่งดำเนินการโดยUnion PacificในนามของMetra

เมื่อรถไฟฟ้าสาย River Line ของ NJ Transit เปิดให้บริการในปี 2547 ก็ได้นำระบบ IIATS มาใช้ ซึ่งเป็นระบบรถไฟฟ้ารางเบาที่วิ่งบนรางร่วมกับรถไฟขนส่งสินค้าสายหลัก และระบบ IIATS ถูกนำมาใช้เพื่อบังคับให้หยุดสนิทที่สัญญาณไฟ แทนที่จะใช้เป็นระบบเตือนภัย

• อินดูซี
• ระบบเตือนภัยอัตโนมัติ
• เลอ คร็อกโคไดล์
• ระบบสัญญาณห้องโดยสาร