Skip to main content

Currently Skimming:


Pages 59-81

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 59...
... SECTION 12  59  Case Studies  12.1 Port Authority of New York & New Jersey, AirTrain JFK  Case Study  12.1.1 AirTrain JFK  The AirTrain, operating at  John F. Kennedy  International Airport  (JFK) ,  in New York City,  is an 8.1‐mile  (13 km)
From page 60...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  60  communications  components  very  difficult;  however,  their  installation  and maintenance  can  be  very  challenging. In general, inductive loops have limited data communications capacity, and any information  other than signaling data cannot be easily added, unlike more recent CBTC projects.  At the core of the carborne equipment  is the Vehicle Onboard Controller (VOBC) . Each car  is equipped  with one VOBC and antennas which serve as a communications  interface to wayside  loops. Each VOBC  has a dual Control Processing Unit (CPU)
From page 61...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  61  mph. Given that there are no wayside signals, the driver relies on switch position indicators to confirm  switch position.   However,  when  a  failed  VOBC  can  be  successfully  recovered,  the  affected  train  must  be  manually  reentered into ATC by manual driving over "entry points" (loop boundaries) .   During  the  early  stages of CBTC deployment, AirTrain  JFK had  experienced  a  few onboard  controller  failures which made  the  train unable  to operate  in CBTC mode, but over  the  years many  issues  and  software bugs have been ironed out, which in the end led to improved overall performance and only a  few onboard controller failures per year.  VCC functional failures, however, result in a system‐wide halt, and trains cannot be moved until the VCC  is recovered. If none of the trains were moved (manually recovered)
From page 62...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  62  12.1.10  Future Projects  AirTrain  JFK does not have any plans  to add any  secondary  train detection and protection  system.  In  terms  of  general  system  performance, AirTrain  JFK  has  incorporated  numerous  enhancements  to  its  originally deployed CBTC to improve revenue service and optimize the maintenance efforts.   12.1.11  Conclusion  Key takeaways from this greenfield driverless airport link case study are summarized below.  1. No secondary detection and protection system.
From page 63...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  63  With successive expansions in 1990, 1994, 2002, and 2016, the agency nearly tripled its original network  size  to what  is now a  system of 39 stations and 44 miles  (70 km)  of  revenue  track  linking downtown  Vancouver to the region's northeast and south municipalities, using dedicated right‐of‐way made up of  bridges, tunnels, at grade, and mainly elevated corridors.   Today, SkyTrain provides service to 250,000 daily riders on the Expo, Millennium, and Evergreen Lines  using a  fleet of  three different car generations  totaling 340 CBTC equipped vehicles. These  trains can  operate in configurations of two‐, four‐, or six‐car trains, are capable of automatic coupling/uncoupling  (among same car class)
From page 64...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  64  The contract between provincial and local government representatives and UTDC was signed in 1981 to  build Phase  I. After  two years of planning and engineering,  the  construction of  the  system  started  in  1983 and finished by early 1986, six months ahead of the Expo 86 timetable.   The Expo  Line was  commissioned and approved  for  revenue  service  in  late 1986, making  it  the  third  driverless greenfield CBTC rapid transit system after Scarborough, ON, and Detroit, MI in North America.  • Award date: December 1981 • First revenue service date: 1986 • ATO operation, driverless • CBTC coverage in the yard • CBTC inductive coupling provides communications between wayside and carborne • Secondary system: none Phase II, featuring an expansion of 1.9 miles (3.1 km) , was completed in early 1990, followed with Phase  III's addition of 2.7 miles  (4.3 km)
From page 65...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  65  phase  shift  in  the  signal  at  each  loop  crossover.  Using  onboard  antennas,  the  carborne  equipment  detects  the  crossovers  and  counts  them.  The  information,  when  combined  with  odometry  signals  generated by axle‐mounted tachometers, provides a safe, highly accurate train position measurement.   The system uses a moving block train separation principle to keep trains at a safe distance. Portions of  track reserved for a single train are adjusted  in very small units and are updated as frequently as once  per second. Unlike a conventional  fixed‐block system,  the minimum spacing  is speed dependent, with  fast moving  trains given more stopping  room  than slow moving  trains. This allows maximum capacity  while ensuring safety throughout the system. The wayside control is in continuous communication with  all trains in all territories. The Vehicle Control Center (VCC)  receives position information from each train  and calculates  the allowed speed and  safe stopping points between consecutive  trains. Moving  trains  are therefore constrained to stay within their envelope defined by the speed, braking rate, and available  space, so  that  they do not exceed  their  respective safe stopping points. Depending on  the severity of  communications loss between the wayside and carborne controllers, the ATC enforces appropriate fail‐ safe states, i.e. command emergency braking to non‐communicating trains, temporary speed reduction  to indirectly affected but otherwise communicating trains, or halt all trains until the issue is resolved.   12.2.5  Secondary Train Detection and Protection Systems  SkyTrain's  network  does  not  have  a  secondary  detection  or  protection  system  nor  any  conventional  signals on the wayside.  12.2.6  Feedback on the Deployment  The original SkyTrain Expo  Line and ensuing expansions are greenfield CBTC projects which had both  wayside and carborne CBTC deployed at the same time. One of SkyTrain's keys to success was that  its  construction schedule was carefully planned from the start by transit professionals, not by contractors  or  vendors.  This  management  allowed  ensuing  work  to  proceed  with  minimum  delays.  When  an  unforeseen  issue  developed  during  the  deployment,  the  alternatives  were  carefully  evaluated  and  implemented.   In  late 2016, SkyTrain added 28 new third generation four‐car trains to alleviate capacity needs on the  Expo and Millennium Lines. The cars were delivered in time for the opening of the Evergreen extension  to the Millennium Line, featuring 6.8 miles (11 km)
From page 66...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  66  Over  the years,  it was  found  that one of  the most  severe disruptions  to CBTC  communications were  those related to intermittent ground faults (arcing)  on traction motors. Though infrequent, such events  can  generate  powerful  local  electromagnetic  interference  (EMI)
From page 67...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  67  repairs. The manually driven work cars get access  to  the mainline after  the  last revenue  train has  left  service.   Though strictly presented as an abstract, SkyTrain has evaluated an  idea of using a  frequency  jammer  fitted to a work car which could be used near the work zone boundaries to  jam CBTC communications  and  inhibit the operations of CBTC trains within the work zone,  in case work trains need to go on the  mainline during regular service.   SkyTrain does not intend to incorporate any form of CBTC to work trains, even a degraded CBTC version  for tracking purposes.  12.2.9  Feedback Regarding the Broken Rail Issue  SkyTrain  uses  a  local  inspection  company  experienced  in  general  Non‐Destructive  Testing  (NDT)   methods  to  inspect  its  running  rails. The  contractor utilizes a  custom built,  slow moving push  cart  to  perform ultrasonic inspection of running rail at regularly scheduled intervals every 24 months. In case of  unclear or incomplete readings, technicians will recheck questionable areas using the hand scanners.   Over the last 30 years of operations, SkyTrain has had an extremely low count of running rail problems.  One of  the  reasons  is  that  system uses  light axle  loads on 115‐pound  rail. Historically,  there was one  incident of broken rail and three cases of serious cracks. The sole broken rail incident occurred early in  the  fourth  year  of  the  system's  operation  during  a  harsh winter;  the  fracture  took  place  next  to  a  thermite weld. Ensuing investigation attributed the incident to rail being laid too hot and forces pulling  the  rail  apart  (shown  by  the  completely  vertical  brittle‐looking  fracture)
From page 68...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  68  made  it more  reliable and  flexible. Additional specific changes are being planned  to make  the system  more  robust  and  service  SkyTrain's  specific operating needs. An  STD/PS was not part of  the original  technical specification nor ever considered subsequently. Given the system's high redundancy scheme  and maintenance access to track during nightly off hours, it can be asserted that STD/PS would not bring  much value for the investment, if any.  12.3 New York City Transit Case Study, Canarsie and Flushing  Lines  12.3.1  New York City Transit  The New York City Transit (NYCT)  Subway is a heavy‐rail rapid transit system, connecting four New York  City boroughs  ̶ Manhattan, Brooklyn, Queens, and the Bronx. NYCT Subway is a subsidiary of the state‐ run Metropolitan Transportation Authority (MTA)
From page 69...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  69  strategy, NYCT shortlisted well‐established signaling  suppliers, and asked  for a demonstration of  their  respective CBTC technologies on a designated test track. The results of these trial tests were later used  to determine technical and project management proposals, and to conduct system safety audits, as part  of the efforts to select the most appropriate CBTC technology for NYCT.  In  December  1999,  the  CBTC  signaling  contract was  awarded  to  several  contractors, who  formed  a  "CBTC  Joint Venture"  to  design,  furnish,  install,  test,  and  commission  the  system.  Installing  the  new  system  meant  mounting  radio  transmitters  on  the  trains,  and  wayside.  The  Canarsie  Line  CBTC  architecture incorporates an STD/PS.  The deployment of CBTC was  coordinated with procurement of R‐143  cars, which were delivered  as  CBTC‐ready cars, but had entered revenue service approximately one year before the CBTC equipment  was delivered and  installed. This CBTC "readiness"  involved the provision of space, mounting brackets,  power capacity, wiring, and cables. By the end of the project, an additional 20 R‐160 four‐car train units  were  also  equipped with  CBTC. Currently,  the  service on  the Canarsie  Line  is  supported by  59 CBTC  equipped train units.   The Canarsie  Line's CBTC  system was  commissioned  and  approved  for  revenue  service by  late 2006,  making  it  the  first brownfield CBTC project  to be deployed on a North American mass  transit system.  Canarsie Line's quick facts:  • Award date: December 1999 • First revenue service date: 2006 • Last revenue in‐service date: 2010 • Secondary Detection Method: track circuits The modernization of the Flushing Line started in November 2012 and, at the time of writing this report,  the  anticipated  completion  date  is  planned  for  the  second  quarter  of  2017.  The  Flushing  Line  (7)   provides both  local and express service  (express service only during peak hours and  in peak direction)
From page 70...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  70  several  (degraded)  operating modes available  for operations  that  include handling of CBTC subsystem  failures. When  in Yard mode,  for example, the CBTC enforces safe operation  through power‐operated  track switches installed throughout the Canarsie and Corona yards.  When traveling within CBTC territory under failure conditions, the CBTC equipped trains can be moved  and operated using conventional wayside signaling, with the onboard CBTC equipment set to one of the  degraded operating modes, thereby minimizing the adverse impacts on the line's service.   Though equipped by two different CBTC suppliers, both Canarsie and Flushing CBTC systems feature the  following:   • ATO and manual operation under CBTC supervision are possible • CBTC coverage in the yard • Brownfield projects (CBTC added to wayside signaling which remains as STD/PS)
From page 71...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  71  The Canarsie and Flushing  Lines  feature  relay‐based  interlockings, with  few exceptions  for processor‐ based  interlockings. Most  the  interlockings were  renewed  and  brought  up  to NYCT  CBTC  standards  before the deployment of the actual CBTC project.  12.3.5  Feedback on the Deployment  Deployment  of  the Canarsie CBTC  involved  various  intermediate  steps.  In  general,  the details of  the  migration plan evolved as the project progressed, but the overall core cut‐over strategy has remained  intact: the  legacy and new systems needed to work together during the  intermediate stages,  in which  the non‐equipped trains would progressively transition into the CBTC equipped fleet, and until such time  when the new control system would be able to take control over the line.   Disruptions  to  passenger  service  during  the  installation,  testing,  commissioning,  and  early  service  operation of  the new  system were  to be kept  to a minimum. To achieve  this,  the  legacy  track circuit  system had  to be  retained  to ensure  train detection and protection  for both non‐equipped and CBTC  equipped  trains. Hence,  existing  signals,  and  in  some  cases  the  addition  of  new  ones, were  used  to  facilitate the deployment. Eventually, signals and other assets used to support the cut‐over phases were  removed. The approach allowed  integration of CBTC on a per‐section basis and allowed mixed‐mode  operation until gradually all trains were CBTC operational.   This approach also  involved an option to  isolate CBTC from the relay‐based  interlockings. For example,  the Zone Controller outputs were disconnected  in  the  relay  room until CBTC was  commissioned.  For  testing purposes,  the  specific  Zone Controller outputs  could be  connected  to  validate  and  stress  the  system. NYCT's Zone Controller outputs are grouped on a per‐track basis, so that individual tracks can be  tested, thereby minimizing impact on passenger service.   As  the Canarsie Line's CBTC was capable of mixed‐mode operation,  the deployment and equipping of  the new R‐143 cars was handled in gradual steps. Not all trains serving the line were equipped prior to  the  start  of  CBTC  operation. Additionally,  to  standardize  future  CBTC  carborne  interfaces,  the  R‐143  carbuilder and all potential CBTC  suppliers had  to  set and agree upon  carborne CBTC  interfaces  that  could  accommodate  use  of  CBTC  equipment  from  any  of  the  CBTC  suppliers.  In  the  end,  the  main  differences  in the system architecture between the CBTC suppliers was  in the number and the type of  positioning/odometry  sensors,  i.e.  tachometers,  speed  sensors,  Doppler  radars,  transponder  interrogator antennas, etc.  12.3.6  Feedback on Operation  Wayside Zone Controllers are installed in technical rooms along the route, and feature full redundancy  with overlapping coverage to help mitigate failures. In the event of double Zone Controller failures, i.e.  complete  loss  of  redundancy,  the  system  is  designed  to  default  to  STD/PS.  In  case  of  double  Zone  Controller  failures  on  the  Canarsie  Line  north  of  Broadway  Junction  for  example,  the  system would  switch over to an absolute block protection with no more than one train per  interstation. Whereas  in  case  of  failures  south  of  Broadway  Junction,  the  system  would  switch  over  to  STD/PS,  and  train  movement would resume under the secondary train control protection. Double Zone Controller failures  on the Flushing Line are handled by switching to STD/PS. In general, double Zone Controller failures are  an extremely rare occurrence.  The NYCT CBTC system  features a specific  function which  is used  to mitigate  the  impact of secondary  system failures to the CBTC operation. This function is called Restricted Authority (RA) . In case of failures  involving track circuits, signals, or train stops, or in case the status of equipment becomes unavailable to  the CBTC system, the ATS operator at the control center can issue the RA command which allows CBTC  trains to continue operation over the failed equipment. Trains operating under RA can only be operated  in manual mode under CBTC supervision and can only move at restricted speed over the affected area. 
From page 72...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  72  Another NYCT‐specific  feature  is  civil  speed protection used  to  handle  cases of  communications  loss  between  carborne  and  wayside  Zone  Controller,  or  complete  Zone  Controller  failure  but  otherwise  healthy Carborne Controller (i.e. train  localization  is valid) . Though an extremely  low probability event,  under  such  circumstances,  the  system  can  operate  using  the  STD/PS with  full  civil  speed  protection  enforced by carborne CBTC.  Onboard Communications Units are installed on each train car and feature full redundancy. In the event  of double Carbone Controller failures, the system drops out of CBTC and applies the emergency brakes.  Though a rare occurrence, a train with CBTC failure which cannot be restored back to CBTC is switched  over to Restricted Manual mode, under which train speed is limited to 10 mph, or to bypass mode which  has  no  speed  limitation.  The  affected  train  can  then  be moved  under  STD/PS.  There  are,  however,  frequent cases where CBTC  issues or operational events result  in an emergency brake application, but  following a quick recovery procedure, the train can resume operating in CBTC.  12.3.7  Feedback on Maintenance Fleet  The NYCT work cars are not equipped with CBTC, and  their movement on  the CBTC equipped  lines  is  handled by STD/PS. As part of the long term planning, NYCT Subway intends to incorporate a degraded  version of CBTC  tracking of work  trains. Currently, defining  the  length of  the work  train  is  the  single  largest problem as NYCT utilizes different train lengths.  Two out of  four Track Geometry Cars  (TGC)
From page 73...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  73  4. On the Canarsie Line, the STD/PS is capable of supporting operation of non‐equipped trains (running in degraded  service)
From page 74...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  74  PATH project summary:  • Award date: December 2009 • First revenue service date: Expected in 2017 • Entire Line under CBTC: Expected in 2018 • Secondary detection system: track circuits • Secondary  protection  system:  signals  with  overlapping  control  lines  and  train  stops  to  enforce signals, implemented with processor‐based interlockings integrated with CBTC • Signaling system supplier: Siemens Mobility 12.4.3  Legacy System  The  legacy  system  is  based  on  fixed‐block wayside  signals  enforced  by mechanical  train  stops.  Train  detection  is  achieved  using  track  circuits.  Several  types  of  signals  are  used  to  govern  interlockings,  provide  train  separation  and  enforce  train  speed  at  certain  locations  through  timer  logic. All  switch  machines and train stops are electro‐pneumatic. All vital circuits are relay‐based, except those between  the World Trade Center and Exchange Place. These were changed to processor‐based circuits after the  September 11, 2001 attacks on the World Trade Center station caused severe damage to that portion of  the system. Non‐vital circuits are a mix of relays and processors. The performance of the legacy signaling  system can meet the current demands with trains as close as 2 minutes apart.   Traction power  is supplied by a covered third rail at a nominal 650 VDC. Track circuits use alternating  current and operate at various power frequencies: 25 Hz in the tunnel portion using the original Hudson  &  Manhattan  Railroad  25  Hz  signal  power  distribution  system;  60  Hz  for  newer  installations;  and   91‐2/3 Hz in the outdoor portion to avoid harmonic interference from the adjacent Northeast Corridor.  Most track circuits are of the double‐rail type with impedance bonds.  12.4.4 Secondary Train Detection and Protection Systems  PATH has selected the new signaling system with a full STD/PS capable of off‐peak revenue service on  the entire system in both directions. The secondary detection and protection system uses track circuits  and  wayside  signals,  which  are  present  at  interlockings  and  in  between  interlockings  for  train  separation.   Two different  types of  track  circuits are used:  jointless audio  frequency  (AF)   track  circuits and power  frequency (PF)
From page 75...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  75  The deployment is being made section by section on the network. On the first section, almost all signals  were kept to mitigate early CBTC failures. However, on other sections, some signals were removed.   Equipment for all trains will be installed before commissioning the first section.  12.4.6  Feedback on Operation  At the time of the case study, CBTC operation in revenue service has not started yet. However, STD/PS in  the  first section  is  in service without CBTC. CBTC operation will be possible  in automatic mode and  in  manual mode under CBTC supervision. Both the Train Engineer and the Train Conductor will remain on  board the train after deployment of CBTC.  The  main  yard  is  partially  equipped  with  CBTC.  The  signaling  system  for  most  of  the  yard  is  a  conventional signaling system using track circuits as the method of train detection.  The secondary system will be used to track trains with CBTC failure and work trains. Detection will be  made by track circuits and the wayside signals will be able to maintain a headway compatible with off‐ peak revenue service.  PATH will continue to operate 24/7 with about a 30‐minute headway at night. The maintenance is done  mostly while single‐tracking during off‐peak hours.  12.4.7  Feedback Regarding the Broken Rail Issue  Because  of  the  reasons  mentioned  above,  including  being  under  the  jurisdiction  of  the  FRA,  PATH  selected  track  circuits  as  a  secondary detection  system  and primary  active method  to detect broken  rails.   PATH  also  performs  a  daily  visual  inspection  of  the  tracks  and  has  recently  acquired  an  ultrasonic  inspection vehicle and handheld devices.  12.4.8  Conclusion  Key takeaways from this case study:  1. Decision to implement a full STD/PS was based in part on the availability concerns related to a "new to the United States" technology.
From page 76...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  76  12.5 Transport for London Case Study, CBTC  12.5.1  Transport for London  Transport  for London  (TfL)   is an  integrated transit authority  for London, UK, responsible  for managing  major aspects of Greater London's transportation systems. The TfL's operational responsibilities include  all  major  surface  and  underground  transit  operations  involving  London  Overground,  London  Trams,  Docklands Light Railway, London Underground and TfL Rail.   TfL is one of the largest and busiest transit authorities in the world, delivering 31 million journeys on an  average day, with an annual ridership close to 1.5 billion passengers.   To accommodate growing passenger demands and achieve significant increase in train running capacity,  the  TfL  rail  lines  required  a  significant overhaul  and upgrades  to  its  signaling  system. CBTC was  first  deployed  on  the  Docklands  Light  Railway,  followed  by  London  Underground's  Jubilee  and  Northern  Lines. Most recently, the Victoria Line has been converted to CBTC (different technology and supplier to  that  of  its  predecessor)
From page 77...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  77  • Secondary detection system: axle counters • Signaling system supplier: Thales Transportation Solutions 12.5.3  Legacy System  Prior to CBTC, both the Jubilee and Northern Lines were using conventional signaling systems with track  circuits used  for detection  and  train  stops used  for  signal  enforcement.  The  trains were operated  in  manual mode under wayside signal authority. Operations with conventional wayside signals were similar  to U.S. transit agencies such as NYCT or the Massachusetts Bay Transportation Authority.   12.5.4  Secondary Train Detection and Protection Systems  For both these projects, the secondary detection system to support the CBTC implementation was based  on axle counters. On prior projects, TfL had gained experience with axle counters deployed in one depot  but not on mainline tracks. Axle counters are common  in the UK; Dockland Light Rail and Network Rail  used axle counters on their signaling projects.  Axle counters are used primarily for:  1. Failure management: The  line  cannot be operated  in  revenue  service without CBTC,  i.e. with  the axle counters only. Axle counters are used to track trains with CBTC failure. Operation of trains with CBTC failure is limited to 10 mph and line‐of‐sight since there are no signals on the wayside.
From page 78...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  78  operating on non‐CBTC  sections. This method  required  a manual  transition on board  the  train when  going from one system to the other. Before CBTC operation started on the first section, the entire fleet  of trains was equipped with CBTC. There was no need for mixed‐mode operation where one CBTC train  runs among other non‐CBTC trains.  Regarding installation, TfL indicated that axle counters were susceptible to electromagnetic interference  generated by  the  traction power  system. TfL uses a  third‐ and  fourth‐rail  system  to power  the  train,  along with  traction  power  and  negative  return  cables.  Therefore,  locations  of  axle  counters  and  the  layout of  their cables  in  the  field must be  carefully planned with  the  traction power  system. Also,  to  allow maintenance of the axle counters to be performed safely, the third rail must not  impede on the  space around the axle counter.  The success of the CBTC projects was made possible with a robust test strategy along with a recovery  plan during the deployment of the system.   12.5.6  Feedback on Operation  TfL operates CBTC trains  in ATO mode where the driver starts the train after each stop. Yards are not  equipped with the new signaling system and manual line‐of‐sight operation is used in these areas.  Non‐CBTC equipped work trains are not permitted during revenue service. When a non‐CBTC equipped  work train is used, it operates within a dedicated area.  Trains with  CBTC  failure  are  operated  at  slow  speed  using  line‐of‐sight.  There  are  no  signals  on  the  wayside. Revenue service is not possible without the CBTC system. Axle counters are used to track trains  with CBTC failure and only the train with CBTC failure is authorized to move in the area.  TfL indicated that there were very few wayside failures since the beginning of revenue service of CBTC.  The Jubilee Line has five wayside controllers and the Northern Line has eight wayside controllers. In US  projects, wayside  controller Mean  Time  Between  Functional  Failures  are  usually  specified  for  about  100,000  hours,  and  based  on  discussion  with  TfL,  the  system  put  in  place  in  London  meets  this  requirement. When a wayside controller failure occurs, all trains in the area controlled by this controller  are  forced  to  stop. Rebooting a wayside  controller only  takes about 10 minutes and  therefore  these  failures  can  be  fixed  quickly  without  causing  major  delays.  Wayside  controllers  have  a  2‐out‐of‐3  architecture; if a failure on one computer occurs then the wayside controller continues operation with a  2‐out‐of‐2 architecture until further maintenance can be performed at night when there is no passenger  service.  12.5.7  Feedback Regarding the Broken Rail Issue  Detecting a broken rail after  it happens using a track circuit  is too  late because  it dramatically  impacts  train operation. It is important to prevent broken rails from happening to avoid such delays. In addition,  based  on  TfL's  own  experience,  track  circuits  are  an  inefficient method  to  detect  broken  rails. One  reason cited was that a broken rail often happens when a train runs over the area and, since axles of the  trains are shunting the rails, it is not possible to detect and slow down the train when passing over the  broken rail.  In  addition  to  visual  inspection,  TfL  is  using  ultrasonic  inspection  and  a  longitudinal  rail  stress  measurement program. The program is the same on all TfL lines, whether the signaling system includes  track circuits or not. The  rail  issue detection program put  in place  is efficient and did not need  to be  optimized since introduced.   Inspections are performed mostly at night; however, some of the revenue service trains are equipped  with ultrasonic  inspection and other rail  issue detection equipment. The data from these trains  is only  available when the train comes to the yard, but since inspections have the capability to detect rail flaws  before the rail break, this is not an issue. 
From page 79...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  79  12.5.8  Conclusion  Key takeaways from this case study:  1. Secondary detection system is based on axle counters. No wayside signals are present.
From page 80...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  80  12.6.3  Legacy System  The mainline signal system consists of AF‐400 track circuits and a cab signaling system supplied by Union  Switch and Signal. There are more  than 400  track circuits  that provide detection  throughout mainline  and yard  track. The yard, however,  is not  included  in  the AF‐400  system and  is provided with power  frequency  (PF)   track  circuits  throughout.  The  yard  accommodates  only manual movement  of  trains,  where the trains are limited to 12 mph with an onboard generated cab signal code, when the operator  places the mode selector switch to the yard position.  The  train control equipment  is distributed along  the mainline and yard among 17  train control  rooms  that  include  the  audio  frequency  track  circuit  racks,  the  power  frequency  racks  for  the  8  mainline  interlockings, and relay racks for occupancy status in the yard. The wayside network connects the train  control rooms to central control as well as to a back‐up control facility located in the yard tower.  12.6.4  Replacement CBTC System  The CBTC replacement solution will materialize in response to the performance requirements identified  in the Request for Proposal  (RFP)
From page 81...
... SECTION 12 – CASE STUDIES  81  Administration has  included options for flawed rail detection  in the Railcar and Train Control Contract.  Although  the  track  circuit  approach  is  limited  to  only  indicate  complete  rail  breaks,  it  is  one  of  the  options permitted. The second option described in the RFP is the provision of a high‐rail vehicle capable  of  not  only  inspecting  the  running  rails  of  the  Metro  system  using  ultrasonic  techniques,  but  also  capable of the same  inspection performance on  the Maryland Transit Administration  light rail system.  For  the Maryland Transit Administration,  requiring  the high‐rail alternative  to also accommodate  the  needs of their light rail provides more utility from a valuable piece of railroad equipment.  12.6.7  Conclusion  As the Baltimore Metro system replacement is in the procurement stage, the  implementation of CBTC,  STD/PS, and  rail  flaw detection have not been decided  yet. With a winning bid and with a notice  to  proceed  the  technical  specifics  of  the  contractor's  proposal will  begin  to  be  finalized  as  part  of  the  design review process. Nonetheless, the Maryland Transit Administration has concluded:  1. The  desire  to  continue  to  track  Maintenance‐of‐Way  work  trains  (non‐communicating)

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.