铁路行业应考虑太空天气的安全风险

　　根据一项关于太空天气影响的新研究，太阳风暴将信号从红色切换到绿色可能会导致火车事故。

　　太阳风暴可以在地球上引发强大的磁场干扰，产生地磁感应电流(gic)，这可能会干扰电力传输和配电网。

　　由兰开斯特大学的卡梅隆·帕特森博士和吉姆·怀尔德教授领导的研究小组模拟了gic如何在架空电缆供电的交流电气化线路的轨道电路中流动。

　　利用两条线路——西海岸干线的普雷斯顿至兰开斯特段，以及格拉斯哥至爱丁堡线——研究小组模拟了轨道中诱发的GICs如何导致铁路信号故障。

　　英国有超过5万个信号轨道电路，信号由铁轨之间的电路控制。

　　物理学博士研究员卡梅隆·帕特森说:“至关重要的是，我们的研究表明，太空天气能够在任何一个方向上翻转信号，将红色信号变为绿色信号或将绿色信号变为红色信号。从安全角度来看，这显然非常重要。

　　“通过使用系统各部件的实际规格建立信号轨道电路的计算机模型，我们发现能够触发这些轨道电路故障的空间天气事件预计每隔几十年在英国发生一次。”

　　卡梅伦在《太空天气》杂志上发表的早期研究探讨了业内所谓的“右侧”故障，即信号从绿色切换到红色。

　　这是一种故障安全场景，但相反的“错误侧”故障——当信号从红色变为绿色时——要危险得多。

　　同样发表在《太空天气》杂志上的这项最新研究表明，与“右侧”故障相比，“错误侧”故障可能发生在较低的地电场强度下，这意味着较弱的地磁风暴更容易引发“错误侧”故障。

　　据估计，对于所研究的线路，“错误的一面”故障可能是由于地磁风暴造成的，频率约为10年或20年。

　　该分析还对百年一遇的极端事件进行了分析，结果表明，它可能会导致整个线路在两个方向上的许多类型的故障，具体取决于当时线路上的列车数量。

　　卡梅伦说:“当我们经历每几十年发生一次的恶劣太空天气或每一两个世纪出现一次的极端太空天气时，就有可能出现重大的信号误操作，这对安全有明显的影响。”

　　在过去的几十年里，有几个太空天气影响电网的例子，包括1989年影响加拿大魁北克省数百万人的停电和2003年瑞典马尔默市的停电。

　　早在19世纪，历史上也有太空天气干扰铁路信号的例子。1859年，一次大规模的太阳爆发引发了地磁风暴，导致世界各地的电报线路中断。研究小组还评估了1859年太阳风暴的影响，并预测它会在研究的两条线路上造成广泛的信号问题。

　　卡梅伦说:“我们的研究表明，太空天气对铁路信号系统构成了严重的风险，如果相对罕见的话，这可能会导致延误，甚至有更严重的安全影响。”这种自然灾害需要认真对待。就其本质而言，高影响、低频率的事件很难规划，但忽视它们很少是最好的前进方式。”

　　兰开斯特大学空间物理学教授吉姆·怀尔德说:“其他行业，如航空、发电和输电，以及太空部门正在考虑其运营面临的风险，并探索如何减轻这些风险。铁路部门被纳入这一规划是很重要的。”

　　“随着我们对太空天气危害的理解的提高，有可能考虑如何降低风险。在未来，我们可以看到，如果预计会发生极端事件，太空天气预报将被用于制定限制铁路运营的决策，就像目前使用的气象预报一样。”

　　恶劣的太空天气被列入英国政府的国家民事紧急情况风险登记册，该登记册将对英国经济和社会构成的风险列为“重大”。

　　更多信息:《英国电气化铁路信号系统中由地磁感应电流引起的“错误侧”故障》，《空间天气》(2023)。DOI: 10.1029/2023SW003625期刊信息:空间天气

　　兰卡斯特大学提供

　　引用铁路行业被敦促离开

　　考虑空间天气的安全风险(2023,12月11日)2023年12月11日检索自https://techxplore.com/news/2023-12-rail-industry-urged-safety-space.html本文档

　　作品受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。的有限公司

　　内容仅供参考之用。