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SECTION 9 34 CBTC Category Selection Process 9.1 Summary of Previous Sections The following table summarizes the differences among the project categories. Table 7: Summary of Functions by Category  Category Type Possible backâup for revenue service Support mixedâ fleet to facilitate cutâover Manage a single train with CBTC failure Manage work trains Drawbacks on deployment, maintenance, and CBTC operation availability 1.A Secondary System capable of revenue service 1.A.1 Secondary System capable of peak revenue service Yes Yes Yes Yes Major 1.A.2 Secondary System capable of offâpeak revenue service Yes, with performance degradation Yes, with phased implemen tation Yes Yes Major 1.B Secondary System designed to handle a single nonâCBTC train 1.B.1 Capable of one train per interstation Yes, with performance degradation No Yes Yes Moderate 1.B.2 Capable of one train in between two interlockings Not likely, but depends on the layout and offâpeak performance No Yes, but operating procedures needed Yes, but operating procedures needed Minor to moderate 1.B.2.1 With detection devices everywhere Not likely, but depends on the layout and offâpeak performance No Yes, but operating procedures needed. Procedures facilitated by knowledge of location of the train Yes, but operating procedures needed. Procedures facilitated by knowledge of location of the train Moderate 1.B.2.2 With detection devices only at interlocking Not likely, but depends on the layout and offâpeak performance No Yes, but operating procedures needed Yes, but operating procedures needed MinorÂ
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 35 Category Type Possible backâup for revenue service Support mixedâ fleet to facilitate cutâover Manage a single train with CBTC failure Manage work trains Drawbacks on deployment, maintenance, and CBTC operation availability 1.B.3 Without territory specific headway performance Not likely, but depends on the layout and offâpeak performance No Yes, but operating procedures needed. Procedures facilitated by knowledge of location of the train Yes, but operating procedures needed. Procedures facilitated by knowledge of location of the train Moderate 2 No secondary system No No Only by operating procedure Only by operating procedure None 9.2 Selection Criteria This section presents the various factors to be considered when evaluating the possible secondary systems appropriate for a specific transit agency. Selection of these factors was based primarily on the industry survey.  These factors are driven by the following needs: 1. Mixedâfleet operation during the cutâover to CBTC 2. Using the STD/PS as a backâup system: a. Operation at peak headway with the secondary system b. Operation at offâpeak headway with the secondary system c. Management of a single train with CBTC failure using the secondary system 3. Handling of unequipped work trains 4. Detection of broken rail by the signal system 9.2.1 Mixedâfleet Operation During the CutâOver to CBTC The need for a mixedâfleet operation depends greatly on the type of legacy train control system as well as the rolling stock in service. It is common that the cutâover to CBTC impacts the type of STD/PS used on the project, at least temporarily. Considering the life duration of the CBTC system, at minimum 30 years, having the cutâover strategy impact the choice of the permanent secondary system should be avoided.  Dual equipping the wayside â both legacy system and CBTC system It is not always feasible to avoid the issue of having the cutâover impose the need for STD/PS due to the constraints listed below: ⢠Implementation is a brownfield project â current revenue operation cannot be disrupted ⢠Only new trains are delivered with CBTC equipment or CBTC ready ⢠Legacy trains are needed to make up the minimum fleet required for revenue service, but will not be equipped with CBTC
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 36 ⢠The new trains cannot use the legacy train control system to operate at a headway sufficient for revenue service. For instance, this is the case when the new trains cannot be equipped with the legacy system onboard equipment. Examples:Â Â ï· In a transformation to a CBTC driverless system, new trains are equipped with CBTC, while legacy trains, not equipped with CBTC, continue to provide revenue service. It is generally impractical to retrofit old trains with CBTC. In this case, the need for mixedâfleet operation results in the selection of Category 1.A, an STD/PS capable of revenue service. ï· Another case is when not all trains are able to run in CBTC mode at the beginning of CBTC operation, irrespective of whether the new or upgraded trains can run on the legacy system. For example, Case Study 3 â NYCTâs first project, the Canarsie Line, did not have sufficient CBTCâready trains at the beginning of the project, so a mixedâfleet operation was needed to meet service demands. This section emphasizes the importance of coordination between the new train procurement or the train upgrade and the signaling project. Dual equipping the train â train may run under CBTC and under legacy system There is a possibility that the cutâover strategy has no impact on the STD/PS. Provided all trains are equipped with CBTC at the beginning of CBTC revenue service, and that they can operate on the legacy signaling system as well, it is possible to start CBTC revenue service on part of the line or on the entire line without having the need for mixedâfleet operation. This case provides the agency with the possibility to choose the appropriate level of STD/PS, if any is needed. From the industry survey, no brownfield project has implemented CBTC without STD/PS; however, provided all trains are equipped with CBTC before revenue service, this option is possible. Table 8: Meeting the Need for a MixedâFleet Operation Type Category Type Need for a mixedâfleet operation Systems with STD/PS 1.A Secondary System capable of revenue service  1.A.1 Secondary System capable of peak revenue serviceÂ ï¼ 1.A.2 Secondary System capable of offâpeak revenue service ï¼* 1.B Secondary System designed to handle a single nonâCBTC train 1.B.1 Capable of one train per interstation 1.B.2 Capable of one train in between two interlockings 1.B.3 Without territory specific headway performance Systems without STD/PS 2 No Secondary System *It is possible to start CBTC operation with a secondary system capable of peak performance, and subsequently reduce it to offâpeak performance to maximize the benefits of the CBTC technology. This strategy has been used by NYCT as described in Case Study 3, where the project started in Category 1.A.1 for a period of time, until all trains were capable of CBTC and the system was operationally stable, and then reduced the amount of wayside equipment to cutâover the system into a project of Category 1.A.2.
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 37 Starting with a Category 1.A.1 and going to a Category 1.B would require a large amount of effort and no such project could be found during the industry survey. This is technically feasible, provided that the legacy system is used as the secondary system temporarily. This option is discussed further in Section 9.3.2 Revisiting the Cutâover Strategy. 9.2.2 Using the STD/PS as a Backâup The reason for implementing STD/PS is often to use it as a backâup system in case of CBTC failures, either wayside controller or trainâborne controller failure. Transit agencies may require a backâup for the following reasons: First category of reasons is due to perception of the CBTC technology:Â ï· CBTC technology has not been commonly used in North America so far and though it is a proven technology with over 30 years of successful experience around the world, transit agencies in North America may still see it incorrectly as emerging. ï· CBTC relies heavily on electronic equipment, unlike some conventional signaling systems, and the technology gap between conventional signaling and CBTC may be too large for a transit agency to feel comfortable to depart from its legacy principles. The second category of reasons are the drawbacks of the CBTC technology benefits:Â ï· One of the advantages of CBTC is to be able to perform with less equipment; but on the other hand, failure of any equipment is more critical than in other signaling systems. Unlike conventional signaling systems and other advanced systems such as cab signaling where failure of equipment is localized in the small area governed by the equipment, CBTC is more centralized and some of the failures may affect a large geographical zone. For instance, failure of a wayside controller affects the entire zone which may be several interstations, or failure of the data communications network system may affect the entire line. ï· CBTC technology provides many functionalities, allowing flexible operation, and therefore it is a complex system. Deployment is more difficult than other signaling systems. Once a conventional or cab signaling system is placed in service, there are a limited number of failures, while CBTC systems take time to become stable. Simpler systems have simpler failure modes: the consequences of a relay failure are predictable while the consequences of a software timing issue, for example, are probably not (just localizing a failure to a software timing issue requires a large effort). One of the reasons for CBTC system complexity is the use of a secondary system and the interface needed between CBTC and the secondary system. So, the secondary system itself is adding to the problem which it is trying to solve. A possible method to evaluate whether the appropriate level of STD/PS has been selected is to perform a hazard risk assessment, specifically addressing train collision and derailment hazards, for trains not running under CBTC protection. 9.2.2.1 Operation at Peak Headway with the STD/PS  Based on the industry survey, the only time there was a permanent need to run peak headway using the secondary system was when trains from lines other than the CBTC equipped line had to operate through the CBTC territory.  This case is very particular and it is possible, as described in the Case Study 3 â NYCT Canarsie Line, that only part of the line used for such transfer is equipped with a secondary system capable of peak performance. Â
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 38 Further considerations An STD/PS capable of peak headway may be under consideration for brownfield projects, where the reason for deploying CBTC is only for continuous speed control. In this case, to simplify implementation of the CBTC system, the new CBTC is overlaid on top of the existing conventional signaling system. All other benefits of CBTC technology may be constrained by the underlying secondary system, especially the capacity increase, but the transition to CBTC is greatly simplified. Table 9: Meeting the Need to Operate a Peak Headway with the Secondary System Type Category Type Need for a peak headway Systems with STD/PS 1.A Secondary System capable of revenue service  1.A.1 Secondary System capable of peak revenue serviceÂ ï¼ 1.A.2 Secondary System capable of offâpeak revenue service 1.B Secondary System designed to handle a single nonâCBTC train 1.B.1 Capable of one train per interstation 1.B.2 Capable of one train in between two interlockings 1.B.3 Without territory specific headway performance Systems without STD/PS 2 No Secondary System 9.2.2.2 Operation at OffâPeak Headway with STD/PS  This need is based on whether an offâpeak revenue service is necessary in case of major CBTC system failure.  From the industry survey, an STD/PS capable of offâpeak revenue service is deemed necessary for brownfield projects that have a high capacity demand with few or no alternative transportation modes and require other considerations such as crowd control on the platforms.  Further considerations Though technically possible for greenfield projects, the industry survey did not identify any CBTC greenfield projects where a STD/PS capable of peak or offâpeak performance was selected.Â
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 39 Table 10: Meeting the Need for Backâup for Revenue Service Type Category Type Need for backâup for revenue service Systems with STD/PS  1.A Secondary System capable of revenue service  1.A.1 Secondary System capable of peak revenue service ï¼* (possible but unnecessary) 1.A.2 Secondary System capable of offâpeak revenue serviceÂ ï¼ 1.B Secondary System designed to handle a single nonâCBTC train 1.B.1 Capable of one train per interstation 1.B.2 Capable of one train in between two interlockings 1.B.3 Without territory specific headway performance Systems without STD/PS 2 No Secondary System *Category 1.A.1 can provide backâup for revenue service since it is capable of peak revenue service operation, but it may be unnecessary.  9.2.2.3 Management of a Single Train With CBTC Failure Using the STD/PS A scenario similar to the mixedâfleet operation is the management of a single train with CBTC failure. This is akin to the question of how to handle work trains, but since mitigations are possible for the work trains, the two issues are addressed separately. Also, the category of projects for managing a single train with CBTC failure and for work trains might be different. Based on industry survey responses, the most frequent failure of the CBTC system is the onboard train equipment.  For systems with high capacity demand and service, the recovery strategy mandates that managing a train with CBTC failure and moving it out of the system is important. A single train with CBTC failure not only creates revenue service disruption for the failed train, but also for several other following trains, creating a much more difficult situation to handle.Â
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 40 Table 11: Meeting the Need to Manage a Single Train with CBTC Failure with the Secondary System Type Category Type Manage a single train with CBTC failure Systems with STD/PS 1.A Secondary System capable of revenue service  1.A.1 Secondary System capable of peak revenue service ï¼ï (possible but unnecessary) 1.A.2 Secondary System capable of offâpeak revenue service ï¼ï (possible but unnecessary) 1.B Secondary System designed to handle a single nonâCBTC train  1.B.1 Capable of one train per interstationÂ ï¼ 1.B.2 Capable of one train in between two interlockings ï¼ï (Only for 1.B.2.1)    1.B.2.1    With detection devices everywhere ï¼ï Protection around the train with CBTC failure     1.B.2.2    With detection devices only at interlocking 1.B.3 Without territory specific headway performance Protection around the train with CBTC failure Systems without STD/PS 2 No Secondary System 9.2.3 Handling of Unequipped Work Trains Depending on the needs assessment for an STD/PS, the necessity for a mixedâfleet operation, and the need to manage trains with CBTC failure, the management of unequipped work trains may have already been included by default. If the selection did not include any previous solution categories, then the work train management needs to be addressed. Usually, work trains are used in a particular area which can be protected by operating rules; however, the main issue is in the movement of the train from the storage area to the work site and then back to the storage area when the work is finished. A similar issue arises with the use of a track inspection or geometry car, for example, that traverses large portions of the mainline. Section 8 â Work Trains, presents the various options regarding the management of work trains. There are two categories: 1) using procedures and not equipping work trains and 2) equipping work trains to an appropriate level to provide some level of protection. Not equipping work trains may be considered reasonable when: ⢠The STD/PS already can manage revenue operation at peak headway (Category 1.A.1) ⢠A backâup for revenue service is already selected (Category 1.A.2) ⢠The STD/PS already handles a single train with CBTC failure (Category 1.B) Unequipped work trains result in impacts on revenue service where: ⢠There is only interlocking protection by the STD/PS. In this case, depending on the line layout and separation of the interlockings, running unequipped work trains may seriously impact revenue service.
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 41 ⢠There is no STD/PS (Category 2). In this case, nonâequipped work trains are managed entirely by operating procedure. Where transit agencies do not operate revenue service 24/7, maintenance work is typically performed during the nightly system closure, and unequipped work trains have no negative impact on revenue service. The agency must rely on operating procedures for safe movement during the closures. Equipping work trains is highly recommended when both of these conditions exist: ⢠The system operates 24/7 and work trains would have to be routed in between revenue service trains. Relying on operating procedure would dramatically impede revenue service and the operating procedures would require a lot of coordination effort. And ⢠There is no STD/PS that can facilitate tracking and/or control of the trains. Section 8 â Work Trains, presents different options for equipping work trains resulting in various levels of work train protection. The choice is dependent on the transit systemâs characteristics, such as the number and type of work trains, and the CBTC or STD/PS supplierâs technology. This guide only addresses the needs assessment for an STD/PS and whether to equip work trains, and not how to equip them or what level of protection to provide.  Table 12: Work Train Management by Category Type Category Type Equipping work trains Systems with STD/PS 1.A Secondary System capable of revenue service  1.A.1 Secondary System capable of peak revenue service Not required 1.A.2 Secondary System capable of offâpeak revenue service Not required 1.B Secondary System designed to handle a single nonâCBTC train  1.B.1 Capable of one train per interstation Not required 1.B.2 Capable of one train in between two interlockings Depends on layout and if operation is 24/7 1.B.3 Without territory specific headway performance Depends on layout and if operation is 24/7 Systems without STD/PS 2 No Secondary System Only if operation is 24/7 9.2.4 Detection of Broken Rail by the Signal System There are two ways to view the broken rail issue and its effect on STD/PS decision making: ⢠One way is to consider the broken rail detection feature of track circuits as a mandatory requirement for the choice of a secondary system in a CBTC project. This traditional approach of determining the method of secondary detection before choosing the level of secondary protection in a CBTC system defaults to keeping the track circuits, often resulting in project Category 1.A. ⢠Another way is to consider the type of secondary system needed from a functional point of view, and if a secondary system is needed, then decide on a detection methodâtrack circuits or axle countersâthat meets the needs of the project. This is the approach proposed in this guide. Section
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 42 9 â CBTC Category Selection Process, proposes a decisionâmaking method to evaluate the need for a secondary system, and Section 10 â Choosing the Secondary Method of Detection, presents a decisionâmaking method to evaluate the type of secondary train detection equipment. Broken rail detection has been widely perceived as an important feature in the application of track circuits, though it is not the primary function of a track circuit. However, its efficacy has been questioned, as noted in American Public Transportation Association (APTA) standard RTâFSâSâ002â02, âRail Transit Track Inspection and Maintenance,â where it has been documented that âsignal circuits do not provide 100 percent reliability for pullâapart detection.â Given that broken rails are a serious risk for train operation, agencies need to proactively detect rail flaws before the rail completely breaks.  Broken rail detection with track circuits can only be effective when a track circuit is known to be vacant. That is, a broken rail is masked if there is a train occupying the track circuit. Under CBTC, especially during peak periods, trains are closely spaced and may be occupying most track circuits, rendering such broken rail detection ineffective. Effectiveness of broken rail detection is reduced even further with longer track circuits (such as might be found between stations or interlockings in Category 1.B) since longer track circuits are more likely to be occupied. Furthermore, broken rail cannot be reliably detected on the negative rail of singleârail track circuits with bypaths through the traction return system; nor on running rail on the inside of curves where there is restraining rail attached to it.  Broken rail detection should not be considered as a primary decision factor in choosing the functional level of a secondary system. Rail flaw detection has been shown to be successful in CBTC projects that do not have track circuits. The industry survey revealed that several projects successfully use only inspection methods to detect rail flaws. Such examples, in Section 12 â Case Studies, include case studies of Transport for London and British Columbia Rapid Transit Company.  9.3 Decision Flow Diagrams  In summary: ⢠The lowest level of secondary system to meet the functional needs is the most desirable. ⢠Work train management is either a factor in the decision for an STD/PS or a result of the STD/PS chosen for the project. In the following flow diagrams, it is shown as a factor. ⢠Broken rail detection should be kept separate from the decision flow diagram. ⢠The type of detection equipment, track circuit or axle counter, should be kept separate from the evaluation of the level of secondary system. ⢠When looking at the flow diagram, transit agencies may be considering different categories of CBTC on different parts of the line where the needs may be different based on geographical areas. For instance, in Case Study 3, on the NYCT Canarsie Line project, there was a need to handle nonâ equipped train transfers on one part of the line but not on another. Another example may be the need to have a backâup or to handle a single train with CBTC failure in the city center where possibly several CBTC lines merge and headway requirements are crucial, but have no such needs outside of the city where capacity is less. There are several decision processes depending on the initial factors to be considered.Â
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 43 9.3.1 Decision Flow Diagram In Figure 11, Decision Flow Diagram for STD/PS Selection, greenfield projects can skip the mixedâfleet step and start with the need for peak revenue service provided by the STD/PS.  The diamonds represent a functionality of the STD/PS. The diamonds are:Â ï· Mixed fleet during cutâover: Is mixed fleet needed during the cutâover to CBTC from the legacy train control system? See section 9.2.1 for information about making this decision. ï· Peak performance permanently: Is operation at peak headway with the secondary system needed in the final system, as opposed to only during the cutâover? See section 9.2.2.1 for information about making this decision. ï· Peak performance: Is operation at peak headway with the secondary system needed in the final system? See section 9.2.2.1 for information about making this decision. ï· Offâpeak performance: Is operation at offâpeak headway with the secondary system needed in the final system? See section 9.2.2.2 for information about making this decision. ï· Manage single train with CBTC failure: Is management of a single train with CBTC failure using the secondary system needed? See section 9.2.2.3 for information about making this decision. ï· Manage unequipped work train: Is management of unequipped work trains using the secondary system needed? See section 9.2.3 for information about making this decision.
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 44 Figure 11: Decision Flow Diagram for STD/PS Selection Mixed fleet during Cutâover Peak performance Peak Performance permanently Offâpeak performance Manage single train with CBTC failure Manage unequipped work train 2 1.A.1 Yes During Cutover Yes Yes Yes No No No No No Yes 1.A.1 No : Need from STD/PS 1.A.2 Yes 1.B.1 1.B.2 1.B.3 (9.3.3) See 1.B Selection Flow Diagram (Figure 13)
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 45 9.3.2 Revisiting the CutâOver Strategy Most of the information presented in the previous sections is based on results from the industry survey. Regarding the cutâover during the implementation of CBTC in brownfield projects, other possible cutâ over methods can be considered. For projects where mixedâfleet operation cannot be avoided, one possible method of cutâover used in project Category 1.A is to start CBTC operations with a secondary system capable of peak revenue service. Then in a second step, remove some of the secondary signal equipment to reap the benefits of CBTC, eliminating the headway restrictions imposed by the STD/PS. Based on the industry survey this was done only for projects in Category 1.A, but not for other types of projects, such as Category 1.B and 2. Consideration should also be given to the transition process used when migrating to other categories of CBTC systems, such as 1.B or 2, where mixedâfleet is only needed during the transition to CBTC, and not in the final configuration. The transit agency can consider deploying a system capable of mixedâfleet operation (Category 1.A) followed by its decommissioning once the transition is complete, leading to Category 1.B or 2. Two possible options include:  1. Interface with the legacy system and decommission it after the transition to CBTC. (The industry survey showed projects where the legacy system was interfaced but not decommissioned.) 2. Install a new (temporary) secondary system and decommission it after the transition to CBTC. The industry survey has not revealed any project where this method has been used yet. In both cases, the CBTC trains may be designed to behave like the trains governed by the legacy system (the soonâtoâbe secondary system). This type of transition is technically possible whether the legacy system is a conventional signaling system or an automatic cab signal system. The principal benefit of this transition is that mixedâfleet operation is facilitated, and the final project configuration is not impacted by the transition to an optimal CBTC system category.  The disadvantage is the effort to deploy the CBTC system in a Category 1.A configuration, and the effort to decommission the secondary system, partially or completely. For agencies desiring a Category 2 final solution without a secondary system, all of the secondary system has to be removed. It would therefore be preferred that the new CBTC system interface with the existing signaling system, that will then be decommissioned when all trains are CBTC equipped. Â
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 46 Figure 12 illustrates the adjusted Decision Flow Diagram:  Figure 12: Alternate Decision Flow Diagram for STD/PS Selection Mixed fleet during cutover Peak performance Offâpeak performance 1.A.1 1.A.2 Yes During cutover Yes Yes No No 1.A.1 2 No Manage single train with CBTC failure Manage unequipped work train Yes Yes No No 1.B.1 1.B.2 1.B.3 (9.3.3) See 1.B Selection Flow Diagram (Figure 13) : Need from STD/PS
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 47 9.3.3 Choosing Among 1.B Categories Table 13: Category 1.B Secondary Systems Designed to Handle a Single NonâCBTC Train Category Type 1.B Secondary System designed to handle a single nonâCBTC train  1.B.1 Capable of one train per interstation 1.B.2 Capable of one train in between two interlockings 1.B.2.1 With detection devices everywhere 1.B.2.2 With detection devices only at interlocking 1.B.3 Without territory specific headway performance, with detection devices everywhere If the need for managing a single train with CBTC failure or nonâequipped work train is established, the level of STD/PS appropriate for a particular project must still be defined. Choosing among the 1.B Categories is the equivalent of fineâtuning the level of STD/PS to implement. It is dependent on the track configuration and the capacity needed along the line which may not be the same between each pair of stations. The method for choosing between the 1.B Categories can be the following: 1. Choosing between Category 1.B.1, capable of one train per interstation, and Categories 1.B.2/1.B.3, not capable of one train per interstation 2. Evaluating the need for detection devices everywhere (1.B.2.1/1.B.3) and detection devices only at interlockings (1.B.2.2) 3. If detection devices everywhere are needed, then choosing between Category 1.B.2.1 with signals at interlocking and Category 1.B.3 without any signals 9.3.3.1 Choosing Between Category 1.B.1 One Train per Interstation and Categories 1.B.2./1.B.3 The main difference between Category 1.B.1 and Categories 1.B.2/1.B.3 is the performance of the secondary system regarding management of a single nonâCBTC train. If managing one nonâCBTC train per interstation is needed, then Category 1.B.1 is preferred, and if not, other categories are possible. Functionally, another important difference between Category 1.B.1 and Categories 1.B.2/1.B.3 is that projects in Category 1.B.1 are able to manage wayside controller failure more efficiently, as noted in Section 7.1.3 Wayside Failures. Therefore, the two needs to evaluate this choice are:Â ï· Need for station to station control of nonâCBTC trains ï· Need for backâup for wayside controller failure The need for managing a nonâCBTC train per interstation is dependent on the track layout and should be evaluated by the transit agency based on the configuration of its system.  The industry survey showed that projects in Category 1.B.1 are more common than projects in Categories 1.B.2/1.B.3.Â
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 48 9.3.3.2 Choosing Between Detection Devices Everywhere (Categories 1.B.2.1/1.B.3) and Only at Interlockings (Category 1.B.2.2) There are two implementation methods of the secondary detection system: with secondary detection devices everywhere (Categories 1.B.2.1/1.B.3), or with secondary detection devices only at interlockings (Category 1.B.2.2). Interlocking protection is presented in Section 5 â Secondary Train Detection/Protection Systems, and includes approach locking, route locking, detector locking, and traffic locking. This protection can technically be provided by both the CBTC system for CBTC equipped trains and by the secondary system for all trains. The industry survey showed that when STD/PS is present, the STD/PS provides interlocking protection for all trains, CBTC and nonâequipped. The CBTC system is used to provide interlocking protection for CBTC trains only in Category 2, when STD/PS is not present. In this case, the wayside controller is providing the interlocking protection. The main factor for this decision is whether there is a need to track nonâCBTC trains everywhere with the STD/PS. The industry survey showed that having secondary detection devices only at interlockings (Category 1.B.2.2) is very rare in comparison to projects with secondary detection everywhere (1.B.2.1 and 1.B.3). Being able to track nonâCBTC trains accurately using secondary detection devices everywhere is beneficial for providing protection around the nonâCBTC trains; it is particularly important to protect nonâequipped work trains. It also allows operation of CBTC trains around the nonâCBTC train efficiently and more closely than in systems with detection devices only at interlockings. Furthermore, less distance is required for running in restricted speed mode by a train with CBTC failure to resume CBTC operation. In summary, the needs to evaluate this choice are:Â ï· Need to track nonâCBTC trains accurately, to facilitate management of unequipped work trains ï· Need for CBTC trains to follow nonâCBTC trains closely, especially in the case of a single train with CBTC failure ï· Need to avoid running for long distance to resume CBTC operation after a train experiences a recoverable CBTC failure 9.3.3.3 Choosing Between Categories with Detection Devices Everywhere With Signals at Interlockings (Category 1.B.2.1) and Without Signals (Category 1.B.3) The difference between projects in Category 1.B.2.1 capable of one train in between two interlockings and 1.B.3 without territory specific headway performance is the presence of signals at interlockings, and in particular the presence of a method of enforcement of the signals.  Even if the agency decides to not have any interlocking signals, switch position indicators might be installed to provide the position of the switch to nonâCBTC trains so the main difference between the two categories is a method of enforcement of those signals.  When the legacy system does not include a method of enforcement, it is not practical to start using one with the introduction of CBTC, due to the need to equip the trains. In this case, the project may be in Category 1.B.3 with or without switch position indicators, or in Category 1.B.2.1 with interlocking signals without a method of enforcement. Those categories are then equivalent. When the legacy system includes a method of enforcement which is to be retained, then the project is in Category 1.B.2. The decision of whether to retain the method of enforcement is to be made by both the signaling team of the agency and the team in charge of the rolling stock.Â
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 49 In summary:Â ï· If the legacy system does not include a method of enforcement of signals, then options 1.B.2.1 or 1.B.3 can be used and are equivalent. There may be either signals without enforcement or switch position indicators. ï· If the legacy system includes a method of enforcement of signals and the method can be kept in the new system, option 1.B.2.1 is preferred. 9.3.3.4 Decision Flow Diagram for Choosing Between 1.B Categories Figure 13: Decision Flow Diagram for STD/PS Selection â Choosing between 1.B Categories Station to station resolution Detection everywhere 1.B.2.2 1.B.3 No Yes 1.B.1 Yes No Signals at interlockings 1.B.2.1Yes No
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 50 9.4 Other Considerations 9.4.1 Other Potential Influences All the factors discussed previously are usually the main factors in the assessment done by engineering and operation departments. There are several other influences which may affect the decision process. Those influences may not be identified as factors, but may be in the decision makerâs mind. For instance, if there is already significant solidâstate equipment in service or electronics onboard the trains, the agency may be more comfortable with CBTC technology, and may be less likely to require a high degree of backâup by a secondary system. Below are some of the most common influences. 9.4.1.1 Supplier Influence ⢠CBTC suppliers are adapting to client needs but are also capable of influencing transit agency selection regarding the STD/PS. ⢠Though most of the CBTC suppliers are also track circuit vendors, most of them have been advocating for axle counters over track circuits. One reason is that axle counters can be installed independently of the existing signaling system, which works well for upgrade projects. ⢠Few CBTC suppliers have products and experience without STD/PS, so suppliers tend to offer CBTC with STD/PS. Regarding mass transit projects, based on the industry survey, only two CBTC suppliers so far have deployed a system without STD/PS on greenfield projects. Some of the first CBTC projects in the 1980s were implemented without STD/PS and have been very successful, such as in Vancouver, BC, Canada (see Case Study 2 â British Columbia Rapid Transit Company SkyTrain). Despite the success of these projects, the proportion of projects without STD/PS has remained small. 9.4.1.2 Type of Legacy System â Culture Change In cases where the legacy signaling system already includes electronics, as in a cab signal system, the transit agency culture change with transition to CBTC is less of a shock than for agencies with no electronics experience. The result is: ⢠The transit agency with electronics experience is already used to an advanced signaling system and may view a backâup system less favorably than a transit agency with a conventional wayside signal system. ⢠It is possible that the number of field devices is already minimal, having signals only at interlockings for instance, and therefore the transit agency is more likely to embrace a low level of STD/PS. 9.4.1.3 Grade of Automation Based on the industry survey, the grade or level of automation does not appear to have a direct impact on the level of STD/PS except in the case of greenfield driverless projects. The survey revealed that, so far, all the projects without STD/PS were greenfield driverless projects. However, not all greenfield or brownfield driverless projects are without STD/PS. Without an operator onboard, any system failure would result in a long delay, whether there is an STD/PS or not, since an operator needs to reach the stranded train from another location before it can be moved.  9.4.1.4 Grade of Line Grade of line is defined as a measure of the complexity of the line to be equipped with CBTC. For instance, projects with several interwoven lines are more complex than a single line isolated from theÂ
SECTION 9 â CBTC CATEGORY SELECTION PROCESS 51 rest of the network. The complexity of the rail network, and the intensity of the service to be provided on that network, is likely be a factor impacting the decision for a backâup system.  9.4.2 Other Topics Not Usually Considered as Factors This section notes some of the possible issues which, after analysis of the industry survey, turned out to not be factors in the decision of which type of STD/PS to implement. 9.4.2.1 Underground/Above Ground Systems Based on the industry survey, there is no influence on the assessment whether the infrastructure is in tunnels, at grade, or above ground level.  From the industry survey, respondents indicated that projects with above ground territory in harsh winter locations chose to implement track circuits because broken rails are more frequent in extreme weather conditions. On the other hand, projects have cited extreme weather conditions as a reason for not having a secondary method of detection, as devices on the roadbed fail too often and impact CBTC operation availability.  9.4.2.2 Type of Rolling Stock Whether the rolling stock is with steel wheels or with rubber tires, the industry survey did not show any relevant effect. Â