PTC 2.0：Wabtec 引领关键铁路安全软件的阶梯式变革进步
导言
Positive Train Control（PTC）最近庆祝了其在美国成功推出四周年。然而，这一成就及其背后十多年的发展努力源于可追溯到2008年9月12日的一场悲剧，当时一列旅客列车和货运列车在洛杉矶查茨沃斯附近相撞。
在那次可怕的撞车事故之后，国会通过了立法，要求铁路实施国家安全系统，该系统将监控美国每列火车在近60,000英里的轨道上的行驶，为工作人员提供建议，并在需要时自动停止火车。
该任务的实施历时12年，需要包括Wabtec在内的一级铁路、小型运营商和领先的技术供应商进行大规模的投资和创新。要了解这项工作的规模，可以考虑一家一级航空公司在遵守《洛杉矶时报》记者戴维·劳特时所说的话：“英国国家科学基金会必须建造大约6,000座路边塔楼来沿着11,500英里的轨道传输信号，并在5,000辆机车上安装机载计算机。”（来源：《洛杉矶时报》，“美国终于有了防止致命铁路事故的系统”，2021年1月2日。）
劳特还指出了PTC的另一个关键且严格的要求：“由于一条铁路的发动机经常在另一条铁路拥有的轨道上行驶，因此该国七条主要货运铁路和二十多条小型货运和通勤线路所使用的系统必须完全互操作。”
他当时不知道的是，BNSF的5,000台车载计算机（以及整个铁路行业的22,000多台车载计算机）上的PTC软件将由Wabtec开发，而Wabtec的PTC解决方案将成为行业标准，为97家全球铁路运营商提供每天超过100万英里的有效列车收入服务保护。
在 PTC 开始跑步
具有里程碑意义的PTC立法既没有使铁路行业陷入困境，也没有让Wabtec陷入困境。Wabtec已经在开发一种基于GPS的安全产品和一个包含该路线关键功能的机载数据库，并且在I类航空公司中有多个试点客户。
PTC 解决方案建立在四大支柱之上。它们旨在保护列车免受超出权限限制、因超速而脱轨、穿过未排队列车的开关，以及侵入可能有工作人员和设备运行的工作区域。
然而，扩大所有这些能力将构成艰巨的挑战。Wabtec 的试点 PTC 解决方案仅适用于部分轨道路段，不适用于整个北美铁路网络。还需要做更多 “建立” 路边的信号基础设施和通信网络，更不用说解决整个互操作性问题了。
PTC 作为 “叠加层”
Wabtec 将安全作为 “北极星”，将四大保护支柱作为其首选目的地，开创了该行业 PTC 软件创新的先河，获得了多项专利。但是，它是在该行业实际想要的实际参数范围内这样做的。
Wabtec数字情报集团副总裁Jeff Kernwein表示：“重要的是要明白，PTC的推出是由铁路行业希望改进其运营手册而不是取而代之的。”“为此，我们设计了原创的PTC软件，以'忽视工程师的肩膀'，以防止错误，同时保持他们的自主权，使他们能够安全操作和履行日常职责。”
这种在尊重传统的同时提高安全水平的能力使 Wabtec PTC 软件在每家 I 类承运人的机车驾驶室中占有一席之地。
世界其他地区的新前进道路
Wabtec一直在忙于测试PTC软件的极限，其最新版本有望重写传统的安全、容量和基础设施投资假设。
Kernwein回忆说：“十年前，当我们和I类运营商忙于开发第一代PTC解决方案时，我们以PTC软件充当叠加层的想法为指导。”“今天，我们听取了有兴趣探索需要较少路边基础设施的新安全和容量模式的客户的来信。”
例如，与其依赖信号方面或基于表单的授权，不如直接将权限传送到铁路的车载 PTC 系统，而无需路边信号，该怎么办？
这种转变可以为全球新兴的铁路网络提供一种有吸引力的低成本替代方案。换句话说，南美、非洲、东南亚和澳大利亚的铁路可以放弃昂贵的路边信号建设，直接跳跃到 PTC 2.0，在不牺牲安全性的前提下，更快、更经济地将他们的铁路项目付诸实施。
PTC 2.0：安全和容量的最佳方案
为了进入一个不再需要路边信号且车载解决方案为列车行驶提供独立权限的世界，必须进一步增强新PTC系统的安全功能。
Wabtec在其PTC 2.0产品中提供了对未来的一瞥，该产品包含监视整条铁路的新 “独立验证办公室控制器”（IVOC）软件。IVOC 知道每列火车的位置和特征，以及每列火车的去向，通过精确的导航得到增强。
Wabtec负责IVOC开发的高级总监克雷格·格林总结说：“PTC 2.0中基于规则的权限信息和精确遥测相结合，将提供阶跃式安全改进，同时转变运力规划功能，使运营商能够安全地在轨道上安装更多列车，而不必默认使用'最坏情况列车'间隔。”
“最坏情况列车” 情景规划通过确保轨道交通间隔充足以适应最坏情况来增强线路安全，例如满载煤炭的重型列车以最高速度行驶。该系统通过在列车之间提供大型 “以防万一” 的缓冲区来保护列车。
但是，借助Wabtec的PTC 2.0解决方案，铁路可以开始超越 “最坏情况” 的情景规划，转向安全地最大限度地提高运力和盈利能力的新模式——所有这一切都基于街区上每列火车的 “实际” 位置和特征。