Железнодорожная промышленность призвала рассмотреть риски безопасности космической погоды

Сбои «неправильная сторона» - когда сигнал идет от красного к зеленому - гораздо более опасные, чем сбои с правой стороны », которые являются зелеными и красными.Кредит: Университет Ланкастера

Солнечные штормы могут вызвать мощные магнитные нарушения на Земле, создавая геомагнитно индуцированные токи (GIC), которые потенциально могут мешать электропередаче и распределительным сети.

Команда во главе с доктором наук.Исследователь Кэмерон Паттерсон и профессор Джим Уайлд из Университета Ланкастера смоделировали, как GIC протекали через трассы электрифицированных линий переменного тока, оснащенных накладными кабелями.

Используя два маршрута - секция «Престон к Ланкастеру» на главной линии Западного побережья и линии Глазго до Эдинбурга - команда смоделировала, как GIC, индуцированные в рельсах, могут привести к неисправности железнодорожных сигналов.

В Великобритании насчитывается более 50 000 сигнальных схем, где сигнал контролируется электрической цепью между рельсами.

Физика доктор философииИсследователь Кэмерон Паттерсон сказал: «Крайне, наше исследование предполагает, что космическая погода способна перевернуть сигнал в любом направлении, превращая красный сигнал зеленого или зеленый сигнал красного цвета. Это, очевидно, очень важно с точки зрения безопасности.

«Построив компьютерную модель сигнальных схем дорожных цепей, используя реалистичные спецификации для различных компонентов системы, мы обнаружили, что космические погодные явления, способные вызывать разломы в этих трассах, ожидаются в Великобритании каждые несколько десятилетий».

Предыдущие исследования Кэмерона в журнале «Космическая погода» исследовали то, что известно в отрасли как сбои «правой стороны», где сигнал переключается с зеленого на красный.

Это безопасный сценарий, но сбои на «неправильной стороне» обратной стороны-когда сигнал идет от красного к зеленому-гораздо более опасно.

Это последнее исследование, также в космическую погоду, показывает, что сбои «неправильной стороны» могут произойти при более низкой геоэлектрической силе поля, чем для неудач «правой стороны», что означает, что более слабый геомагнитный шторм может легче запустить «неправильную сторону» сбои.

Было подсчитано, что для изучаемых линий можно произойти из -за геомагнитного шторма с частотой около одного или двух десятилетий.

Анализ также был проведен для экстремального события раз в столетие, и было показано, что он может потенциально вызвать многие неисправности обоих типов по всем линиям в обоих направлениях движения, в зависимости от количества поездов на линии.время.

Кэмерон сказал: «Когда мы сталкиваемся с тяжелой космической погодой, которая происходит каждые несколько десятилетий или экстремальная космическая погода, наблюдаемая каждые или два, то существует потенциал для значительного передачи сигналов, что оказывает очевидное влияние на безопасность».

За последние несколько десятилетий было несколько примеров космической погоды, влияющих на энергетическую сетку, в том числе отключения электроэнергии, затрагивающие миллионы в канадской провинции Квебек в 1989 году и шведский город Мальмо в 2003 году.

Существуют также исторические примеры космической погоды, мешающей железнодорожной сигнализации еще в девятнадцатом веке.И в 1859 году массовое солнечное извержение вызвало геомагнитный шторм, который нарушал телеграфные линии по всему миру.Команда также оценила влияние солнечного шторма размеров в 1859 году, предсказывая, что это вызовет широкие проблемы с передачей сигналов на обеими изученных линиях.

Кэмерон сказал: «Наше исследование показывает, что космическая погода представляет собой серьезный, хотя относительно редкий риск для системы сигнализации железной дороги, которая может вызвать задержки или даже иметь более критические, последствия для безопасности. Это природное опасность необходимо воспринимать серьезно. По их природе.Высокоэффективные, низкочастотные события трудно планировать, но игнорирование их редко является лучшим способом вперед ».

Джим Уайлд, профессор космической физики в Университете Ланкастера, сказал: «Другие отрасли, такие как авиация, выработка электроэнергии и передача, и космический сектор рассматривают риски для их деятельности и изучение того, как они могут быть смягчены. Важно, чтобы железнодорожный секторвключен в это планирование ».

“По мере того, как наше понимание опасности космической погоды улучшается, можно рассмотреть вопрос о том, как снизить риски.Прогнозы используются в настоящее время ».

Тяжелая космическая погода включена в Национальный реестр рисков правительства Великобритании для гражданских чрезвычайных ситуаций, в котором перечисляется риск, предназначенный для экономики и общества Великобритании как «значимых».

Больше информации: «Неправильная сторона» сбои, вызванные геомагнетически индуцированными токами в электрифицированных системах сигнализации железной дороги в Великобритании, космическая погода (2023).Doi: 10.1029/2023SW003625