Skip to main content

Currently Skimming:


Pages 8-16

The Chapter Skim interface presents what we've algorithmically identified as the most significant single chunk of text within every page in the chapter.
Select key terms on the right to highlight them within pages of the chapter.


From page 8...
... SECTION 5  8  Secondary Train Detection/Protection  Systems   In  the  context of CBTC, a  secondary  train detection/protection  system  (STD/PS)   is a  signaling  system  comprised of, but not limited to:   • A secondary train detection system only, or • Both secondary train detection and secondary train protection systems.
From page 9...
... SECTION 5 – SECONDARY TRAIN DETECTION/PROTECTION SYSTEMS  9  train control system using onboard electronics and train‐wayside communications such as coded track  circuits. So far, there have been very few projects  in the world where a CBTC system was replaced by  another, but it is expected to be more frequent as the first CBTC systems reach their end of life. Due to  problems  such  as  space  on  board  the  trains,  obsolescence,  and  availability  of  onboard  electronic  equipment, the secondary systems considered in CBTC projects are conventional signaling systems and  not cab signaling or other type of ATC.   5.1 Detection Systems  5.1.1 Track Circuits  Regardless of the technology used to implement safety principles of STD/PS, the foundation of STD/PS is  train detection, and traditionally this has been the track circuit. The Association of American Railroads  defines a track circuits as:  "An electrical circuit of which the rails of the track form a part."  A track circuit is a section of track with a source of energy connected across the running rails at one end  of the track section (the "feed" end)  and a device that is operated by this energy at the other end of the  track  section.  The  device  has  traditionally  been  an  electromechanical  relay,  so  this  end  of  the  track  circuit is called the "relay" end. Under normal conditions, there is no train or other vehicle occupying the  track section. The energy at the feed end energizes the detection device at the relay end using the rails  as conductors;  the circuit  is closed and  the energized detection device  indicates vacancy of  the  track  circuit. When a train enters the section,  its metal wheels and axles provide a  low‐resistance path from  rail  to  rail  for  the  feed energy, greatly  reducing or eliminating energy at  the  relay end  that would be  available  for  the detection device. The device  then becomes de‐energized and  indicates occupancy of  the  section. The  track  circuit  status  is used by  the  signal  system  to provide  safe  separation between  trains and other safety functions.  Note that under failure conditions, such as a broken wire, disconnected wire, missing feed, blown fuse,  broken  rail,  etc.,  the  circuit  opens.  The  detection  device  de‐energizes  and  indicates  occupancy  even  though  there may not be a  train present. This  is a  safe  failure  since  it will be assumed by  the  signal  system that there is a train occupying the section, keeping other trains a safe distance away.  A track is divided into a continuous sequence of track circuits arranged end‐to‐end. Each circuit may also  be  referred  to  as  a  track  section,  or  section.  One  or  more  track  sections  comprise  a  block  whose  entrance  is governed by a signal. Track circuits are physically and electrically  isolated  from each other  with  insulated  joints  in one or both  rails at each end.  If  insulated  joints are  in both  rails,  impedance  bonds are needed at  track circuit boundaries  to allow  traction  (vehicle motor)
From page 10...
... SECTION 5 – SECONDARY TRAIN DETECTION/PROTECTION SYSTEMS  10  • Coded: The  steady energy used  in  the non‐coded  track  circuit  is modulated  at  certain  rates. The modulation rates represent wayside‐to‐train  information sent  from  the  feed end  toward receiving equipment on a train for transmission of information such as speed codes in conjunction with non‐ CBTC automatic train control and onboard speed enforcement. • Audio frequency (AF)
From page 11...
... SECTION 5 – SECONDARY TRAIN DETECTION/PROTECTION SYSTEMS  11  Compared to track circuits, there are few restrictions on the placement of axle counters. Track circuits  use the rails as part of the circuit; axle counters do not. The rails are only used for mechanical mounting  of the wheel detectors. Therefore, there is no concern for ballast leakage or rail resistance; little concern  for traction current interference; no need for modifying the rail (or compromising its structural integrity)   for insulated joints or to connect track wires and impedance bond cables.  Since axle counters do not know  the absolute state of  their  track section when  they are powered up,  there must be an initialization process which involves intervention of humans who know the state of the  section. This must be done only when the section is truly clear and may require field confirmation. This  may  also  require  the  first  train  after  reset  to enter  and  leave  the  track  section -- while  sweeping  the  section visually -- before accepting the axle counter state as valid.  Manual  intervention might also be needed  in  the case of a disturbed  section, as might happen  if  the  number  of  leaving  wheels  is  more  than  the  number  of  entering  wheels  since  there  cannot  be  a  "negative" number of wheels left behind in the section.  5.2 Protection Functions  Train detection  lays the foundation for train protection. A train being detected  is vitally mandatory for  protection  from a  following  train. An occupied block prevents  the clearing of  signals approaching  the  occupied block. In  interlockings, detection additionally effects certain types of  locking to provide route  integrity, locking of movable rail in the route and under the train, and preventing release of said locking  before it is safe to do so. The following summarizes some of these functions.  5.2.1 Automatic Block Signal System  Between  interlockings, STD/PS provides protection where each signal's control  is arranged such that  it  will display red if a block in advance is occupied. The spacing between the red signal and the beginning  of the occupied block is sufficient to provide safe braking distance if a train ignores the red and passes it  at maximum speed. The signal will display yellow if the block in advance is vacant, but the next signal in  advance  is red.  It will display green  if the next signal  is permissive (green or yellow)
From page 12...
... SECTION 5 – SECONDARY TRAIN DETECTION/PROTECTION SYSTEMS  12  • Detector  locking.  Locks  a  switch  while  the  track  section  that  includes  the  switch  is  occupied. Prevents  movement  of  the  switch  where  such  movement  could  cause  a  derailment.  Release  of detector locking is usually delayed to prevent premature unlocking due to momentary loss of shunt across the track circuit.
From page 13...
... SECTION 5 – SECONDARY TRAIN DETECTION/PROTECTION SYSTEMS  13  capable of an off‐peak level of revenue service (Category 1.A.2) , where a reduction in service is possible  during a complete CBTC failure or to manage non‐CBTC equipped trains.  Category  1.B  includes  STD/PS  designed  to  handle  a  single  non‐CBTC  train.  There  are  also  different  subcategories  based  on  performance  desired  when  handling  a  single  non‐CBTC  train.  The  first  sub‐ category  allows  one  single  train  per  interstation  (Category  1.B.1)
From page 14...
... • For tr • Secon Category  • Signa • For tr • Less e • Secon Category  per inters • Signa • For tr • Secon Dependin signals on 1.A.2)
From page 15...
... Category  between  • Signa • For tr • Secon Category  between  • Signa • For tr • Secon Category  specific h • No sig • Secon 1.B.2.1 – Sec interlockings ls at interlock ains operatin dary detectio 1.B.2.2 – Sec interlockings ls at interlock ains operatin dary detectio 1.B.3 – Secon eadway perf nals  dary detectio ondary syste , with second ings  g under STD/ n system pre ondary Syste , with second ings  g under STD/ n system pre dary System ormance  n system pre m designed t ary detectio PS, signals ar sent everyw Figure  m designed  ary detectio PS, signals ar sent only at  Figure   designed to sent everyw Figure SECTIO 15  o handle a s n method ev e usually not here  4: Category 1 to handle a s n method on e usually not interlockings 5: Category 1  handle a sin here   6: Category  N 5 – SECONDAR ingle non‐CB erywhere   enforced au .B.2.1 ingle non‐CB ly at interlo  enforced au   .B.2.2 gle non‐CBTC 1.B.3  Y TRAIN DETECTIO TC train, cap tomatically  TC train, cap ckings  tomatically   train, witho N/PROTECTION S able of one t able of one t ut territory  YSTEMS  rain  rain 
From page 16...
... SECTION 5 – SECONDARY TRAIN DETECTION/PROTECTION SYSTEMS  16  Category 2 – No STD/PS  • Systems without STD/PS • No secondary detection system Switch position indicators showing the position of switches to manual drivers are usually used when no  interlocking signals are present; however, they are not represented in the following figure.   Figure 7: Category 2

Key Terms



This material may be derived from roughly machine-read images, and so is provided only to facilitate research.
More information on Chapter Skim is available.