退化模式工作系统:它是什么，它对铁路行业意味着什么?

在铁路行业协会(RIA)在2020年6月29日这一周的解锁创新系列网络研讨会中，我们研究了数字铁路计划对英国铁路网的作用。这一周，创新者和先驱们探索了不同的创新，这些创新可以让数字铁路为铁路用户提供更多的好处，其中之一是退化模式工作系统(DMWS)，以前被称为COMPASS系统。

但DMWS是什么，它对我们的铁路网意味着什么?项目经理Karl Butler - Garnham的演讲网络的铁路，提供了一些有用的见解。

为什么需要DMWS?

信号的目的是控制火车的安全运行，它通过给司机一个“运动授权”的形式，在未来，在驾驶室显示。如果由于失去动力、轨道电路或轴计数器故障、联锁故障或电缆损坏/被盗而导致信号故障，列车将停止运行，工人将不得不到现场执行手动系统。这将导致进一步的延误，让乘客感到沮丧，而且对铁路网和列车运营商来说成本高昂，因为铁路网要收取罚款，最终还要对乘客进行票务补偿。然而，最重要的是，解决这个问题将减少铁路工人的风险，他们目前只能在线路边工作。如果能够找到一种方法，通过远程评估现场情况，完成一些验证检查，并向司机发出警示动作指令，从而加快速度，那么就可以指示火车移动，并更快地恢复故障路段的运行。

DMWS是一个独立的系统，当主信号系统发生故障时，它通过驾驶室无线电向火车司机提供“运动授权”，比手动方式更快地恢复服务。Karl Butler - Garnham在他的演讲中解释说，DMWS是20世纪90年代临时阻塞工作(TBW)系统的电子版本，该系统是一种基于纸张的指令，授权在危险中传递信号。改进版是2018年紧急特殊工作(ESW)系统。这些版本安全有效，但启动需要时间，并可能导致严重的延迟。随着现代通信和定位技术的发展，手动系统看起来已经过时了，网络铁路公司意识到是时候从头开始考虑需求了。会议决定，新系统既适用于常规信号的铁路，也适用于装有欧洲轨道交通管理系统(ERTMS)或欧洲列车控制系统(ETCS)车内信号的线路。

为新系统提高性能期间信号如果发生故障，DMWS必须知道列车的精确位置，它所在的确切轨道和预期路线，以及该地区其他列车的运行情况。系统还必须知道关键基础设施的状态，包括点的位置和地面框架的状态。这些都是需要建立的关键要素。一旦发生这种情况，中央系统将通过升级了DMWS软件的GSM-R驾驶室无线电来指示司机前进到特定位置。这也被称为“移动权限”(ATM)，不要与ERTMS/ETCS列车控制中使用的移动权限(MA)混淆。

它是如何工作的?

DMWS系统主要有三个子系统:中央处理系统;trainborne系统;还有轨旁系统。中央系统将向信号员提供列车的位置、行驶方向、各点的位置、地面框架的状态等详细信息。车载系统将报告列车的位置和速度，并向司机提供指示。轨旁系统包括IDR(抑制，检测，重复)单元，它将检测点的位置和抑制点的运动，抑制TPWS，并将这些信息重复到控制中心。

一旦确定前方道路畅通，信号员就会启动DMWS，向司机发出指令，然后将指令显示在驾驶室现有的GSM-R驾驶室无线电上。如果有必要，这些文字指令可以通过语音确认。

所有这些都重复了目前的临时闭塞工作和紧急特别工作程序，但可以更快地进行，改善服务的恢复和工作人员的安全。

DMWS是如何交付的?

DMWS开发项目是铁路网研发投资组合的一部分，该投资组合是一个2.45亿英镑的CP6投资项目，旨在改善英国铁路基础设施的安全性、性能和效率，从而最终惠及乘客和货运客户。网络铁路公司已经与两家列车运营商和一系列供应商合作开发该系统，与车载系统开发商和集成商Altran以及西门子也签订了机载无线电升级的合同。Trackside抑制、检测和重复(IDR)设备的最终主要采购活动于2020年7月启动。

这种采购方法本身是非常创新的，因为它使用了创新伙伴关系程序，尽管它是2015年公共合同条例的一部分，但没有被广泛使用。它是针对这样的情况，当所需的产品还不存在，所以采购是关于选择正确的合作伙伴一起开发新产品。这有点像SBRI(小企业研究计划)，它允许客户与不止一个供应商合作，这些供应商通过合同竞争进行独立的研发活动。然而，与SBRI相比，它有一个关键的改进:开发出解决方案后，客户现在可以直接从开发人员那里购买创新产品或服务，而无需进一步采购，为客户和供应商在开发新型产品和服务方面提供了一种互利的方法。这种合作关系将允许最多5家供应商开发概念设计，在最多2家供应商开发原型之前，成功的试验将导致部署框架，而不需要进一步的采购过程。

下一个阶段

目前，一项完整的预算已到位，将在2022年第三季度(Q3)前完成运营试验。有一个专门的技术首席工程师和一个行业指导和操作/技术工作组到位。铁路网还在西部线路上与大西部铁路(GWR)和西南铁路(SWR)原则上商定了运行试验地点。

目前的业务案例估计，有针对性的部署将使铁路网的总延误时间减少3.1%，并产生超过1:3倍于交付成本的效益。这些数字已用西线的实际数据加以验证。

DMWS的下一阶段涉及伙伴关系和跨行业合作，因为该项目预计将于2022年春季进入设计、建造和测试阶段，2022年夏季进入系统集成阶段，2022年秋季进入运行试验阶段，并于2023年春季进行标准更新。这是一个令人兴奋的项目，不仅因为它的技术内容，而且因为它在开发过程中开创了采购流程。特别是，在铁路网研发团队的治理下，项目的加速实施是对铁路创新未来的一个非常积极的展望。