Amtrak-tågkrasch kan ha undvikits med säkerhetsteknik

På tisdagen spårade Amtrak Northeast Corridor Train 188 ur strax öster om Philadelphias 30th Street Station, och dödade minst sju och skadade mer än 200 passagerare ombord.

Medan den exakta orsaken till denna olycka fortfarande fastställs, är det möjligt att befintlig säkerhetsteknik kan ha förhindrat den, om den varit på plats på platsen för tåg 188:s urspårning. Denna teknik, känd som ett positivt tågkontrollsystem, i huvudsak övervakar och styr ett tågs rörelse i specifika områden som skarpa svängar. Teoretiskt sett säkerställer denna teknik att tågen inte överskrider hastighetsgränsen, vilket förhindrar urspårningar i för hög hastighet.

Även om tekniken kanske kan rädda liv, kan ett mandat från 2015 att implementera systemet över hela USA: s järnvägssystem nu försenas av kongressen till 2020.

Varför spårar tåg ur

Tågen väger tusentals ton och är giganter som, när de väl rör sig, tar stor energi och utrymme för att sakta ner eller stanna. En urspårning kan inträffa när tåget kopplar av från spåren, oavsett om det beror på en kollision, mänskliga fel, ett fel i själva spåren eller en mängd andra orsaker. Enligt

Federal Railroad Administration, hundratals urspårningar inträffar varje år, även om de flesta är mindre och involverar godstransportörer, inte passagerarjärnvägar.

Det är dock passagerartågsavspårningar som Amtraks i Philadelphia på tisdagen och 2013 urspårning av ett Metro-North-tåg i december 2013, som förblir levande minnen i oroliga sinnen pendlare. Även om ingen officiell orsak till urspårningen har upptäckts pekar spekulationer på att tågets höga hastighet orsakade olyckan.

Det rapporteras nu att tåget kom på en sväng i 106 miles per timme - mer än dubbelt så hög hastighetsgräns på 50 miles per timme, enligt The New York Times. Övervakningsfilmer från Associated Press visar tåget som rör sig i hög hastighet när det närmar sig svängen:

Om tågets hastighet verkligen var orsaken till den tragiska olyckan kommer det att kallas en överfartsurspårning. En överfartsurspårning råkar också vara orsaken till Metro-North-urspårningen 2013, då en sömnlös ingenjör körde tåget kl. 82 miles per timme på en kurva på 30 mil per timme i spåren. Man tror nu att ett positivt tågkontrollsystem (PTC) skulle ha förhindrat 2013 Metro-North-urspårningen, och möjligen även Amtrak-urspårningen.

Vad är ett positivt tågkontrollsystem?

Med tanke på ett tågs förutsägbara väg är det inte svårt att föreställa sig en teknik som automatiskt skulle sakta ner ett tåg när det överskrider rälsens nominella hastighet - och den finns i mer än en form. Många passagerarjärnvägstjänster runt om i världen använder någon form av signalbaserad teknik, inklusive Storbritannien AWS, vilket tvingar tåg att sänka sina hastigheter eller stanna om ingenjören inte reagerar korrekt. Men trots att de har funnits i årtionden, i Amerika, fungerar inte alla tåglinjer - inklusive Amtraks nordöstra korridor - med den amerikanska versionen av denna teknik, känd som PTC.

Positiv tågkontroll fungerar genom att kombinera radio-, mobil- och GPS-teknik med järnvägssignaler för att tillåta tåg att identifiera sina positioner i förhållande till andra tåg på spåren. Tåg på en järnväg passerar genom signaler som delar upp spårlängder, under vilka PTC-systemet kan meddela en ingenjör om det finns ett tåg framför, om det är ett stopp framför, eller om de behöver sakta ner på grund av en skarp kurva eller sväng.

Den viktiga säkerhetsfunktionen inom PTC är att den också kan tvinga ett tåg att stanna om ingenjören inte kvitterar en varning. Till exempel, om ett tåg piskar av en signal för att sakta ner, kan PTC-systemet automatiskt tvinga tåget att stanna om ingenjören inte reagerar manuellt. Detta förhindrar en överfartsurspårning när ingenjören är distraherad eller oförmögen.

Varför är inte PTC i drift?

Även om PTC-teknik har funnits sedan 1990-talet, använder inte alla järnvägsnät, inklusive passagerarjärnvägsnät, den på alla sina järnvägar. År 2010 gav Federal Railroad Administration mandat att järnvägsoperatörer måste lägga till en form av PTC-teknik på 40 procent av deras spårvidd i slutet av 2015. Emellertid har Amtrak och andra järnvägsbyråer för passagerare ännu inte nått 40-procentstrecket, än mindre täcker alla passagerarrutter. Varför? Ingen vill betala för PTC - inte ens kongressen.

I USA är Federal Railroad Administration ansvarig för regleringen och säkerheten för alla järnvägar, men inte nödvändigtvis underhåll och uppgraderingar. Till skillnad från vägar, som mer eller mindre ägs av någon form av federala, statliga eller lokala myndigheter, 160 000 mil av spår i USA ägs av en samling offentliga och privata företag, inklusive regeringens egen intercity-järnvägsoperatör, Amtrak. Detta skapar en enorm variation i kvaliteten på järnvägsspårning och finansiering för projekt som implementering av PTC.

Eftersom det finns olika typer av PTC-teknik, forskar varje järnvägsoperatör om olika lösningar, varav några är baserade på Amtraks version av PTC, kallad Avancerade civila hastighetskontrollsystem (ACSES II). ACSES II är designad av Alstom, ett franskt företag, och använder radiosignaler för att spåra tåg och övervaka hastighet. Metro-North använder en liknande version av ACSES II som kombinerar radio, Wi-Fi och mobilsignaler för att spåra tåg och upprätthålla hastigheter. Vissa operatörer väljer olika PTC-lösningar som stöder GPS och andra spårningsverktyg.

Både Amtrak och Metro-North har varit långsamma med att implementera PTC längs sina mest trafikerade korridorer. Även om Amtrak ambitiöst har lagt till tekniken till tusentals track miles, bara en bråkdel av dess mest trafikerade rutt - nordöstra korridoren - stöder för närvarande PTC för att säkerställa säkra hastigheter och tågdrift. Amtrak planerar fortfarande att slutföra PTC-implementeringen längs den nordöstra korridoren i slutet av 2015 för att uppfylla mandatets deadline. Men den kämpar också med näbb och näbb mot budgetnedskärningar som kongressen antog, vilket potentiellt hindrar en snabbare PTC-utbyggnad.

För Metro North var det inte förrän efter urspårningen 2013 som järnvägen installerad PTC-teknik på kurvan som ledde till överfartsurspårningen. Hittills har Metro-North bara implementerat PTC på nio broar och kurvor längs dess 775 miles av spår. Metro-North ägs av New York Metropolitan Transit Authority (MTA), som också har budgetproblem, inklusive ett växande underskott.

Framtiden för PTC och passagerarjärnväg

Just nu har Amtrak fram till den 31 december på sig att uppgradera resten av sina banor, men ett lagförslag i kongressen rekommenderar att tidsfristen skjuts tillbaka till 2020 för att ge godsjärnvägsoperatörerna mer tid att implementera tekniken. Association of American Railroads är till stöd för lagförslaget. Notan är dock inte på golvet ännu, så det är för tidigt att säga om urspårningen utanför Philadelphia kommer att påverka den. Det finns också en allvarlig brist på federal finansiering för att stödja PTC-teknik, som beräknas kosta upp till 10 miljarder dollar eller mer under hela implementeringen. Mandatförlängningen planerar inte att ge mycket extra finansiering för denna säkerhetsteknik.

I slutet av april meddelade New Yorks guvernör Cuomo en lågkostnadslån på 1 miljard dollar ska utfärdas till MTA för att hjälpa till att finansiera PTC-implementeringen. Spuyten Duyvils urspårning angavs som en anledning till lånet, eftersom olyckan "kan ha undvikits om denna livräddande teknik hade varit på plats." Det finns dock ingen tydlig tidslinje för när dessa pengar kommer att gå in i PTC-förbättringar i New York, eller hur mycket snabbare tekniken kommer att implementeras.

Samtidigt förespråkar politiker som New Yorks senator Chuck Schumer för andra tekniska framsteg, som t.ex. fler kameror längs rutter och ombord på tåg. Tanken skulle vara att övervaka tågingenjörer och upptäcka oro, som sömnbrist. Potentiellt kan tekniken inte bara förhindra olyckor, den kan göra tåg till en säkrare och bekvämare form av resor. Tyvärr, med tanke på de höga kostnaderna för dessa verktyg och den allmänna apatin för att finansiera allmänna järnvägar, fortsätter framstegen bara att krypa.

Än så länge är dock alla ögon fästa på Amtrak och NTSB när utredningen av Philadelphia-urspårningen fortsätter.