11 دسامبر 2023 -توسط دانشگاه لنکستر-خرابی های “سمت اشتباه” – وقتی سیگنال از قرمز به سبز می رود – بسیار خطرناک تر از خرابی های “سمت راست” است که سبز به قرمز هستند. اعتبار: دانشگاه لنکستر
بر اساس تحقیقات جدید که تأثیر آب و هوای فضا را بررسی می کند، حوادث قطار می تواند ناشی از طوفان های خورشیدی باشد که سیگنال ها را از قرمز به سبز تغییر می دهند.
طوفان های خورشیدی می توانند باعث ایجاد اختلالات مغناطیسی قدرتمند در زمین شوند و جریان های القای ژئومغناطیسی (GIC) ایجاد کنند که به طور بالقوه می تواند در شبکه های انتقال و توزیع برق تداخل ایجاد کند.
تیمی به رهبری Ph.D. محققی به نام کامرون پترسون و پروفسور جیم وایلد از دانشگاه لنکستر مدل سازی کردند که چگونه GIC ها در مدارهای مسیر خطوط برق دار AC که با کابل های سربار تغذیه می شوند، جریان می یابند.
این تیم با استفاده از دو مسیر – بخش پرستون به لنکستر از خط اصلی ساحل غربی و خط گلاسکو به ادینبورگ – مدل‌سازی کردند که چگونه GIC های القا شده در ریل می‌توانند باعث اختلال در عملکرد سیگنال ریلی شوند.
بیش از 50000 مدار مسیر سیگنالینگ در بریتانیا وجود دارد که سیگنال توسط یک مدار الکتریکی بین ریل ها کنترل می شود.
دکتری فیزیک کامرون پترسون، محقق، گفت: “به طور اساسی، تحقیقات ما نشان می دهد که آب و هوای فضا می تواند سیگنال را در هر جهت بچرخاند، سیگنال قرمز را سبز یا سیگنال سبز را قرمز کند. این بدیهی است که از منظر ایمنی بسیار مهم است.با ساخت یک مدل کامپیوتری از مدارهای مسیر سیگنال دهی با استفاده از مشخصات واقعی برای اجزای مختلف سیستم، متوجه شدیم که رویدادهای جوی فضایی که قادر به ایجاد خطا در این مدارهای مسیر هستند، هر چند دهه در بریتانیا انتظار می‌رود.
تحقیقات قبلی کامرون در مجله Space Weather آنچه را که در صنعت به عنوان خرابی “سمت راست” شناخته می شود، بررسی کرد، جایی که سیگنال از سبز به قرمز تغییر می کند.
این یک سناریوی بی‌خطر است، اما خرابی‌های “سمت اشتباه” معکوس – زمانی که سیگنال از قرمز به سبز می‌رود – بسیار خطرناک‌تر هستند.این آخرین مطالعه، همچنین در Space Weather، نشان می‌دهد که شکست‌های «سمت اشتباه» می‌توانند در قدرت میدان ژئوالکتریک پایین‌تری نسبت به شکست‌های «سمت راست» رخ دهند، به این معنی که یک طوفان ژئومغناطیسی ضعیف‌تر می‌تواند به راحتی باعث خرابی‌های «سمت اشتباه» شود.
تخمین زده شد که برای خطوط مورد مطالعه، خرابی های “سمت اشتباه” می تواند به دلیل طوفان ژئومغناطیسی با فرکانس حدود یک یا دو دهه رخ دهد.این تجزیه و تحلیل همچنین برای یک رویداد شدید در قرن یک بار انجام شد و نشان داده شد که بسته به تعداد قطارهای موجود در آن خط، به طور بالقوه می‌تواند باعث اختلالات بسیاری در هر دو نوع در سراسر خطوط در هر دو جهت زمان سفر شود..
کامرون گفت: “وقتی ما آب و هوای فضایی شدید را تجربه می کنیم که هر چند دهه یک بار اتفاق می افتد یا آب و هوای شدید فضایی که هر یا دو قرن یک بار مشاهده می شود، آنگاه احتمال خطای سیگنالینگ قابل توجهی وجود دارد که تأثیر ایمنی آشکاری دارد.”
چندین نمونه از تاثیر آب و هوای فضایی بر شبکه های برق در چند دهه گذشته وجود داشته است، از جمله قطع برق که میلیون ها نفر را در سراسر استان کبک کانادا در سال 1989 و شهر سوئد مالمو در سال 2003 تحت تاثیر قرار داد.
همچنین نمونه های تاریخی از تداخل آب و هوای فضا با سیگنال دهی راه آهن در قرن نوزدهم وجود دارد. و در سال 1859، یک فوران عظیم خورشیدی باعث ایجاد طوفان ژئومغناطیسی شد که خطوط تلگراف را در سراسر جهان مختل کرد. این تیم همچنین تأثیر یک طوفان خورشیدی به اندازه رویداد 1859 را ارزیابی کرد و پیش‌بینی کرد که باعث ایجاد مشکلات گسترده در سیگنال‌دهی در هر دو خط مورد مطالعه می‌شود.
کامرون گفت: “تحقیقات ما نشان می دهد که آب و هوای فضا یک خطر جدی، اگر نسبتا نادر، برای سیستم سیگنالینگ ریلی ایجاد می کند، که می تواند باعث تاخیر شود یا حتی پیامدهای ایمنی حیاتی تری داشته باشد. این خطر طبیعی باید جدی گرفته شود. طبیعت آنها. برنامه ریزی برای رویدادهای پرتأثیر و کم بسامد دشوار است، اما نادیده گرفتن آنها به ندرت بهترین راه برای پیشبرد است.”
جیم وایلد، پروفسور فیزیک فضایی در دانشگاه لنکستر، گفت: “صنایع دیگر مانند هوانوردی، تولید و انتقال برق، و بخش فضایی در حال بررسی خطرات برای عملیات خود هستند و در حال بررسی چگونگی کاهش این خطرات هستند. این مهم است که بخش ریلی در این برنامه ریزی گنجانده شده است.»
همانطور که درک ما از خطرات آب و هوای فضا بهبود می یابد، می توان چگونگی کاهش خطرات را در نظر گرفت. در آینده، می توانیم شاهد استفاده از پیش بینی آب و هوای فضا برای تصمیم گیری در مورد محدود کردن عملیات راه آهن در صورت انتظار یک رویداد شدید باشیم، درست مانند هواشناسی. در حال حاضر از پیش بینی ها استفاده می شود.”
آب و هوای شدید فضایی در فهرست خطرات ملی دولت بریتانیا برای موارد اضطراری مدنی گنجانده شده است که خطرات ناشی از اقتصاد و جامعه بریتانیا را به عنوان “مهم” فهرست می کند.
