Kavach (train protection system)
KAVACH (lit.'Armour') is an Indianautomatic train protection (ATP) system indigenously developed by Research Design and Standards Organisation (RDSO) in collaboration with Medha Servo Drives, Kernex Microsystems and HBL Power Systems.[1][2] Initially it was known by the name Train Collision Avoidance System (TCAS).[3][4] Kavach was adopted by Ministry of Railways as the National ATP System in July 2020.[5]

Development of Kavach began in 2011 as an open architecture system. In 2014, field trials commenced. First field trial experiments on passenger trains was done in February 2016. Subsequently, Kavach received Safety Integrity Level (SIL-4) certification in 2019.[3] It is being promoted as one of the cheapest ATP systems available worldwide.[6]
The Union budget of India for the FY 2022-23 allocated funds for the rapid implementation of Kavach across 2,000 km of track, as well as sanctioning its implementation along 34,000 km track of the Golden Quadrilateral rail route, which is to be implemented by 2027–2028.[7]
Overview
Kavach incorporates several key characteristics of the European Train Control System (ETCS) as well as the Indian Anti-Collision Device (ACD); however, ETCS is wider in its scope, since Kavach is not intended to function as a replacement for traditional Lineside signals. While ETCS requires a centralised trackside infrastructure, Kavach is distributed, permitting piece-meal deployments. Kavach is also not intended to have interoperability with other country's systems, unlike ETCS' rigorous cross-border interoperability requirements.[8] These aspects make it cheaper than ETCS.[9]
لاستخدام نظام كافاش، يجب أن يكون كل قطار مزودًا بأجهزة متوافقة أو أن يخضع لتحديثات لتجهيزه بهذه الأجهزة. يتكون النظام من عناصر أساسية قليلة، منها بنية تحتية للحاسوب والراديو UHF/GSM (تتألف من أجهزة مودم وهوائيات لاسلكية) مثبتة في المحطات وعلى متن القاطرات؛ أما العناصر المتبقية فهي علامات تعريف الترددات الراديوية (RFID) الموضوعة بين قضبان السكة الحديدية؛ وعلى متن القاطرات، توجد قارئات RFID لقراءة علامات RFID المثبتة على القضبان، بالإضافة إلى وحدة واجهة الفرامل (BIU) لتوفير واجهة كافاش للتحكم في نظام فرامل القاطرة. [ 8 ]
يستخدم نظام كافاش العديد من مصادر البيانات لتحديد موقع القطار واتجاهه. يتم تأكيد بيانات التوقيت عبر وصلة قمر صناعي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، بينما يُقاس الموقع والاتجاه بواسطة عداد مسافة يُعاد ضبطه تلقائيًا عند مرور القطار فوق علامة تعريف بترددات الراديو (RFID). يتلقى سائقو القطارات المعلومات عبر شاشة عرض معلومات السائق (DMI)؛ ويوجد مسجل أحداث لتسجيل جميع التفاعلات. تشمل البيانات المتبادلة السرعة والاتجاه والموقع والمعرفات (الخاصة بالقطار والمسارات). تُستخدم بعض علامات تعريف ترددات الراديو (RFID) المثبتة على المسارات لأغراض إضافية، مثل الإبلاغ عن إشارة قادمة أو معبر سكة حديد أو دخول القطار وخروجه من منطقة يغطيها نظام كافاش. [ 8 ]
تُدار جميع الرسائل بين القطارات والبنية التحتية للسكك الحديدية عبر الاتصالات اللاسلكية . تُثبّت أبراج الاتصالات اللاسلكية التي يستخدمها نظام "كافاش" على طول السكك الحديدية، بمحاذاة معدات الإشارات ومحطات السكك الحديدية، وتُوزّع على مسافات منتظمة تتراوح بين 1 و5 كيلومترات، حسب طبيعة التضاريس. [ 9 ] [ 10 ] يتواصل نظام "كافاش" مع محطات التحكم بالإشارات ذات الصلة، حيث يرتبط بأنظمة التعشيق الإلكتروني (EI) وأنظمة تعشيق مسار القطار (RRI) ، ويعمل في أقسام الإشارات المطلقة والآلية لاسترجاع معلومات حول خصائص الإشارة، والسرعات المسموح بها، وصلاحية الحركة، وأي قيود؛ وتُفحص هذه المعايير باستمرار وبشكل تلقائي مقابل المعايير المُبلغ عنها لكل قطار، وتُعرض لقائد القطار على شاشة عرض معلومات السائق (DMI). كما يُستخدم رابط GSM-R اللاسلكي لإرسال البيانات إلى نظام مراقبة الشبكة (NMS) لتسجيل جميع تحركات القطارات، والمدخلات، ورسائل الأعطال. ويتم الاتصال تلقائيًا بفرق الأعطال المختصة لمعالجة المشكلات التي تظهر في الوقت الفعلي. [ 8 ]
تعتمد النسخة الأولية من النظام على ترددات الراديو فائقة العلو (UHF)، بينما سيتم طرح نسخة كافاش (الإصدار 4.0) القائمة على تقنية LTE-R قريبًا. [ 9 ] [ 11 ] [ 12 ] كما يجري العمل على دمج كافاش مع نظام إدارة المرور (TMS) ونظام التعشيق الإلكتروني (EIS). [ 8 ]
الوظائف
يعمل نظام كافاش بشكل أساسي على مبدأ الإشراف المستمر على حركة القطارات، وهو مصمم للحفاظ على سرعة القطار ضمن الحدود المحددة. ويمكنه تطبيق المكابح تلقائيًا لإبطاء القطار أو إيقافه تمامًا، في حال تجاوز سائق القطار حدود السرعة أو عدم اتخاذه الإجراء المناسب في الوقت المناسب لمنع تجاوز إشارة الخطر ، مما يقلل من مخاطر التصادم في أقسام القطارات وعلى خطوط السكك الحديدية في المحطات. ويعرض النظام إشارات المرور القادمة في كابينة سائق القطار على شاشة عرض المعلومات الرقمية (DMI)؛ وتساعد هذه الميزة في تشغيل القطارات فائقة السرعة، كما تُعين سائقي القطارات في ظروف الرؤية المنخفضة. [ 8 ]
بالإضافة إلى ذلك، يوفر نظام كافاش بعض الميزات غير المرتبطة بالإشارات وغير المتوافقة مع معايير السلامة المتكاملة (SIL)، مثل توفير الحماية من التصادمات الأمامية والخلفية والجانبية من خلال تقدير طول المسار الذي يشغله القطار في قسم محدد وتحديد المسار الذي يسير عليه. كما يمكنه اكتشاف القطار وإيقافه في حالة التراجع. ويقوم النظام تلقائيًا بإطلاق صفارة الإنذار عند الاقتراب من معبر السكة الحديد ، بالإضافة إلى وظيفة استغاثة يدوية (SOS) لتفعيل مكابح الطوارئ لجميع القطارات القريبة.
تطوير
الأصول
خلال أوائل القرن الحادي والعشرين، ازداد اهتمام السكك الحديدية الهندية بتطبيق نظام الحماية الآلية للقطارات (ATP) على خطوطها الحالية ذات الحركة المختلطة. [ 8 ] أُجري تقييم شامل للأنظمة المتاحة دوليًا، مثل نظام التحكم الأوروبي بالقطارات (ETCS)، وخلص في النهاية إلى عدم وجود نظام ATP جاهز يلبي متطلباتها. شملت هذه المتطلبات منع حالات تجاوز إشارة الخطر (SPAD)، ومنع التصادم، والإشارات داخل كابينة القيادة، والصفارة الآلية عند معابر السكك الحديدية، والمراقبة الذكية لحالة القطار في الوقت الفعلي، وتسهيل زيادة كبيرة في السرعة والسعة لكل من عمليات الشحن والركاب. [ 8 ] ومن الأهداف الرئيسية الأخرى التي تسعى السكك الحديدية الهندية لتحقيقها جزئيًا من خلال إضافة نظام ATP، طموحها للوصول إلى معدل حوادث صفري. [ 10 ]
بدلاً من شراء وتركيب نظام قائم، شرعت السكك الحديدية الهندية في مشروع لتطوير نظام آلي مناسب للتحكم التلقائي في حركة القطارات (ATP) محلياً. [8] خلال عام 2011، بدأ العمل على ما سيصبح لاحقاً نظام "كافاش"؛ وكان هذا المشروع يُعرف في الأصل باسم نظام تجنب تصادم القطارات (TCAS) . [ 8 ] [ 13 ] تم إنتاج نموذج أولي لإثبات المفهوم في عام 2012، بينما صدر أمر تطوير لتصميم وتصنيع النظام خلال العام التالي. وهو نظام ذو بنية مفتوحة ، حيث كان هناك شرط صريح بأن يكون قابلاً للتشغيل البيني بين موردين متعددين، على عكس حالة جهاز منع التصادم (ACD). [ 8 ]
خلال عام 2014، بدأ نشر نظام تجريبي أولي على امتداد 265 كم من الخط، حيث تم إجراء أولى التقييمات الواقعية لنظام كافاش. [ 8 ]
تصديق
أُجريت تجارب ميدانية للنظام بين عامي 2015 و2017. [ 8 ] استُخدمت البيانات والخبرات المُستقاة من هذه التجارب لتحسين المواصفات، التي وُضعت بصيغتها الرسمية في مارس 2017. [ 14 ] صدرت الموافقة النهائية على النظام في عام 2019، مما سمح بتدريب موظفي السكك الحديدية على نظام "كافاش" قبل إطلاقه الرسمي وبدء تشغيله. [ 8 ] خضع نظام "كافاش" لاختبارات أجرتها شركة "إيتال سيرتيفير " الإيطالية ، وهي جهة تقييم سلامة مستقلة، للتحقق من أدائه. [ 15 ] حقق نظام "كافاش" الثابت متوسط وقت بين الأعطال (MTBF) قدره 60,000 ساعة، بينما بلغ متوسط وقت الأعطال لنظام "كافاش" الخاص بالقاطرات 40,000 ساعة، وسجل قارئ RFID وأجهزة المودم اللاسلكية وهوائيات GPS/GSM متوسط وقت بين الأعطال قدره 100,000 ساعة؛ وبلغت نسبة التوافر الإجمالية 99.9% خلال الاختبار. [ 9 ] وبناءً على ذلك، فقد حصل على شهادة مستوى سلامة التكامل (SIL)-4 لامتثاله لمعايير CENELEC / EN وفقًا للمعايير التالية: EN 50126:1999 (التي تغطي مواصفات وإثبات موثوقية أنظمة إدارة المخاطر )، و EN 50128:2011 (المتعلقة ببرمجيات أنظمة التحكم والحماية في السكك الحديدية)، و EN 50129:2003 (المتعلقة بالأنظمة الإلكترونية الخاصة بالسلامة في أنظمة الإشارات)، و EN 50159:2010 (التي تغطي الاتصالات المتعلقة بالسلامة في أنظمة النقل). [ 2 ] [ 9 ] [ 15 ] [ 16 ]
التجارب التأكيدية
في 4 مارس 2022، أُجري عرضٌ حيٌّ بارزٌ لنظام "كافاش" بين محطتي غولاغودا وشيتغيدا في قسم سيكندر أباد . كان وزير السكك الحديدية الهندية، أشوني فايشناو، مسافرًا في قاطرة تسير في اتجاه، بينما كان فيناي كومار تريباثي، رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي للسكك الحديدية الهندية، مسافرًا في قاطرة أخرى في الاتجاه المعاكس على نفس المسار أثناء تشغيل نظام "كافاش". رصد النظام وجود القاطرتين على نفس المسار، واستجاب بتطبيق المكابح تلقائيًا على كلا القطارين، متجنبًا بذلك تصادمًا وشيكًا. [ 17 ] [ 18 ]
في 16 فبراير 2024، أُجريت تجربة أخرى للنظام في قسم أغرا . بدأت التجربة في تمام الساعة 9:30 صباحًا بين ماثورا وبالوال. واستمرت التجربة حتى الساعة 2 ظهرًا، حيث تكررت بالكامل في كلا الاتجاهين. أُجريت التجربة على قطار فاندي بهارات المكون من ثماني عربات . خلال التجربة، كان قطار فاندي بهارات يسير بسرعة 160 كم/ساعة، وتمكن النظام من إيقاف القطار قبل 10 أمتار من الإشارة الحمراء دون أن يضغط سائق القطار على المكابح. سيتم إجراء اختبار مماثل قريبًا على قطار فاندي بهارات المكون من 16 عربة. [ 19 ]
في مارس 2024، أجرت شركة Italcertifer SpA الإيطالية ، المتخصصة في خدمات الاعتماد والتفتيش، تجربة تقييم سلامة مستقلة لمدة أربعة أيام لنظام Kavach المُثبّت بين قسمي ماثورا وبالوال في منطقة أغرا، تحت إشراف كوش غوبتا، نائب رئيس مهندسي الإشارات والاتصالات في شركة السكك الحديدية الوطنية للعاصمة (NCR) . بدأ التقييم في 19 مارس وانتهى في 23 مارس. أُجريت تجارب متعددة باستخدام قطار تجريبي خاص يتكون من قاطرة WAP-5 و10 عربات LHB بسرعات تتراوح بين 130 و160 كيلومترًا في الساعة. [ 20 ]
في سبتمبر 2024، أُجريت تجربة ناجحة لنظام "كافاش 4.0" لأول مرة بين مدينتي كوتا وسواي مادوبور التابعتين لقسم كوتا في منطقة السكك الحديدية المركزية الغربية ، بحضور وزير السكك الحديدية أشوني فايشناو على متن قاطرة القطار. توقف القطار، الذي كان يسير بسرعة 130 كم/ساعة (81 ميل/ساعة) ، قبل 50 مترًا (160 قدمًا) من إشارة المرور الحمراء دون أي تدخل بشري في نظام الكبح. ووفقًا لمسؤول في السكك الحديدية، "كان القطار يسير بسرعة 130 كم/ساعة، ولحظة دخوله قسمًا كانت فيه السرعة القصوى المحددة بـ 120 كم/ساعة، خفّض نظام "كافاش" سرعته إلى 120 كم/ساعة، ثم استعاد سرعته البالغة 130 كم/ساعة بعد عبوره". وقد تم اختبار النظام في سبع حالات طوارئ مختلفة، وأظهر نتائج مرضية. في الحالة التالية، دخل القطار منعطفًا دائريًا بسرعة قصوى تبلغ 30 كم/ساعة (19 ميل/ساعة) ، ونجح نظام كافاش في خفض السرعة من 130 كم/ساعة (81 ميل/ساعة) إلى السرعة المطلوبة قبل دخول المنعطف. خلال تجارب أخرى، أبلغ رئيس المحطة عن أعطال في القطار عندما قام نظام كافاش بتطبيق المكابح تلقائيًا لإيقافه، بينما في حالة أخرى، قام النظام بتشغيل أبواق التنبيه قبل معبر السكة الحديد عندما لم يقم سائق القطار بذلك. استمرت التجربة لمدة نصف ساعة. [ 21 ] [ 22 ]
الإصدارات
| إصدار | سنة الإطلاق | وصف |
|---|---|---|
| 0.0 | 2008 | إثبات المفهوم المبكر لشركة ACD |
| 1.0 | 2008 | ACD ( براءة اختراع مسجلة باسم KRCL ) |
| 2.0 | 2009 | نسخة محسّنة من ACD |
| 2.1 | 2011 | إثبات المفهوم المبكر لـ KAVACH |
| 2.2 | 2011 | — |
| 2.3 | 2011 | — |
| 2.4 | 2011 | — |
| 3.0 | 2012 | مراجعة كاملة للمواصفات |
| 3.1 | 2012 | — |
| 3.1.1 | 2012 | أُجريت أولى التجارب الميدانية الواقعية في عام 2014. |
| 3.2 | 2017 | الإصدار الحالي تم اعتماد شهادة SIL-4 وفقًا لمعايير CENELEC في عام 2019. |
| 4.0 | 2024 [ 22 ] [ 23 ] | تمت إعادة هيكلة المواصفات بناءً على الخبرة المكتسبة من البحث والتطوير والتجارب الميدانية الموسعة. تشمل الميزات الجديدة ما يلي: دمج مودم LTE-R مع بروتوكول راديو SDMA . دمج TSRMS وTMS و BTM (للتوافق مع TPWS ). واجهة لربط محطات Kavach المتجاورة، مما يتيح التسليم السلس لاتصال Kavach القاطرات من محطة إلى أخرى في منطقة تداخل الإشارات اللاسلكية. |
| سيتم الإعلان عنه لاحقاً | سيتم الإعلان عنه لاحقاً | تشمل الميزات المتوقعة ما يلي: قابلية التشغيل البيني مع نظام التحكم الأوروبي للقطارات (المستوى 1 والمستوى 2)؛ وسلطة إلكترونية لتمرير الإشارة عند الخطر؛ وإجراءات الأمن السيبراني ؛ وخوارزمية كبح موحدة؛ وواجهة لنظام التحكم الإلكتروني بالقطارات ؛ والتكامل مع نظام التحكم الإلكتروني بالقطارات ، ونظام التحكم المركزي بالقطارات ، ووحدة التحكم الافتراضية. |
بنية النظام

المكونات الثابتة والجانبية للمسار
علامات RFID

تُثبّت علامات RFID على عوارض السكة الحديدية على فترات زمنية محددة مسبقًا. تحتوي هذه العلامات على بيانات مُبرمجة مسبقًا ورقم تعريف فريد للمسار (TIN). تنقل علامة RFID معلومات المسار وبيانات الموقع الدقيقة إلى حاسوب KAVACH الموجود على متن القاطرة عندما تمر فوقها ويتم مسحها ضوئيًا بواسطة قارئات RFID الخاصة بها.
حاسوب رئيسي ثابت

يتكون الحاسوب الرئيسي الثابت من حاسوب حيوي (وحدات إلكترونية) وأجهزة مودم لاسلكية.
الحاسوب الحيوي
يُعدّ الحاسوب الحيوي قلب وحدات KAVACH الثابتة. ويتألف من عدد من الوحدات الإلكترونية المزودة ببرمجيات تُنفّذ جميع المهام. ويستقبل المعلومات من أنظمة الإشارات والتعشيق، ويُنشئ رسائل تُنقل إلى القاطرة عبر وحدة الراديو في الوقت الفعلي.
وحدة الراديو والهوائيات

تتكون وحدة الراديو في نظام KAVACH من جهازي مودم راديو مزدوجين يعملان بتردد UHF، مزودين بزوجين منفصلين من هوائيات الإرسال والاستقبال بتقنية MIMO . يتميز جهازا المودم بعرض نطاق قناة يبلغ 25 كيلوهرتز ونطاق تردد تشغيل يتراوح بين 406 و470 ميجاهرتز. ويستخدم النظام بروتوكولات الاتصال اللاسلكي TDMA و FDMA للاتصال بوحدة KAVACH الموجودة على متن القاطرة.
وحدة واجهة التحكم عن بعد (RIU)

وحدة RIU مطابقة للحاسوب الرئيسي الثابت، باستثناء وحدة الراديو. تُستخدم لاسترجاع وظائف الإشارات عن بُعد، مثل تلك الصادرة من كبائن القطارات الطرفية، وأنظمة التعشيق الموزعة، ومعابر السكك الحديدية، وأقسام السكك الحديدية المتوسطة التي تقع ضمن نطاق تغطية برج الراديو الخاص بالمحطة. تقوم هذه الوحدة بنقل المعلومات وتبادل البيانات مع الحاسوب الرئيسي الثابت عبر كابلات الألياف الضوئية ( الألياف المظلمة ).
لوحة تشغيل ومؤشرات المحطة الرئيسية (SMOCIP)

تم تثبيت نظام SMOCIP على مكتب رئيس المحطة، ويحتوي على شاشة LCD لقراءة الرسائل، وعداد استغاثة تناظري، وأزرار لإرسال رسائل الاستغاثة وتأكيدها. ويتطلب تشغيله مفتاحًا فعليًا لتجنب الضغط غير المقصود على الأزرار.
مكونات القاطرة الموجودة على متنها
قارئ RFID

تحتوي القاطرة المزودة بنظام KAVACH على قارئين لتقنية RFID مثبتين أسفل هيكلها السفلي. يقوم هذان القارئان بمسح علامات RFID المثبتة على السكة الحديدية، ثم يرسلان المعلومات إلى حاسوب KAVACH الموجود على متن القاطرة لمعالجتها.
وحدة الراديو والهوائيات الموجودة على متن المركبة

وحدة الراديو الموجودة على متن المركبة تشبه وحدة الراديو الثابتة KAVACH.
إلى جانب زوجي هوائيات الإرسال/الاستقبال UHF MIMO ، تم تركيب هوائي GSM / GPRS و GPS / GNSS إضافي على القاطرة.
يستخدم نظام KAVACH شبكة GSM-R (اعتبارًا من الإصدار 3.2) لإرسال رسائل الأعطال إلى نظام مراقبة الشبكة (NMS) ولنقل مفاتيح المصادقة مع وحدة TCAS الثابتة وكذلك مع أي وحدات TCAS قريبة من القاطرة.
يتم استخدام كل من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام الملاحة (NavIC) لتحديث الموقع المباشر للقاطرة وأيضًا لمزامنة وقت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع وقت وحدة المعالجة المركزية (CPU) لجهاز الكمبيوتر الموجود على متن القطار (KAVACH).
كمبيوتر KAVACH الموجود على متن الطائرة

يُعد الحاسوب الموجود على متن القطار مركز معالجة البيانات الرئيسي لنظام KAVACH. وهو يشرف على حركة القطار من خلال تبادل ومزامنة المعلومات التي يتم جمعها من المعدات الأخرى الموجودة على متن القطار، ووحدات KAVACH الثابتة، وكذلك من القاطرات الأخرى المجهزة بنظام KAVACH القريبة.
واجهة تشغيل الجهاز (DMI)
تتكون لوحة معلومات السائق (DMI)، والمعروفة أيضًا باسم لوحة تشغيل ومؤشرات سائق القاطرة (LP-OCIP)، من شاشة لمس ملونة بتقنية TFT وأزرار. وتستخدم هذه اللوحة إشارات صوتية ومرئية لعرض التحذيرات والمعلومات. كما تحتوي على زر استغاثة وزر تأكيد لاستخدام سائقي القاطرات.
وحدة واجهة الفرامل (BIU)
توفر وحدة التحكم BIU لنظام KAVACH واجهةً للتحكم في نظام فرامل القاطرة، وتراقب حالته العامة. كما أنها تعطي الأولوية لأعلى طلب فرامل بين الطلب الذي يبدأه سائقو القاطرة يدويًا والطلب الذي يبدأه نظام KAVACH، وتقوم بتطبيق الفرامل وفقًا لذلك.
مكونات أخرى
نظام مراقبة الشبكة (NMS)

يُركز نظام إدارة الشبكة (NMS) عبر شبكة الألياف الضوئية (واجهة E1) على مراقبة القطارات والمحطات المجهزة بنظام كافاش. ويتولى النظام معالجة أعطال القطارات ، والمحاكاة دون اتصال بالإنترنت، والمراقبة الآنية لنظام كافاش. تُرسل كل من القطارات الثابتة وقطارات كافاش رسائل الأعطال إلى نظام إدارة الشبكة؛ بينما تتصل وحدات كافاش بنظام إدارة الشبكة حصريًا عبر وصلة GSM-R ، وتتصل وحدات كافاش الثابتة عبر كلٍ من الإيثرنت ( كابلات الألياف الضوئية ) ووصلة GSM-R. يقوم خادم مركزي في غرفة التحكم بالقسم بتسجيل جميع المعلومات المُرحّلة وحزم البيانات اللاسلكية المتبادلة بين المحطات والقاطرات، والتي يُمكن الوصول إليها عبر نظام إدارة الشبكة.
نظام إدارة المفاتيح (KMS)
نظام إدارة المفاتيح (KMS) هو خادم يشارك مفاتيح المصادقة السرية مع وحدات التحكم الثابتة ووحدات Loco-Kavach لضمان سلامة الرسائل ومصداقيتها أثناء الاتصال اللاسلكي . تحمي هذه المفاتيح الرسائل من التعديل وانتحال الهوية، ويتم مشاركتها بعد مصادقة وحدة Loco-Kavach عبر كلمة مرور لمرة واحدة . يُنشر نظام إدارة المفاتيح على خادم إنترنت آمن، وتطلب وحدات Loco-Kavach هذه المفاتيح دوريًا للاتصال اللاسلكي. تربط وحدات GSM-R في مسجل أحداث القطار وحدة Loco-Kavach بشبكة GPRS . يستخدم نظام إدارة المفاتيح تشفير AES-128 للاتصال بين وحدات التحكم الثابتة ووحدات Loco-Kavach، وينقل المفاتيح عبر GSM-R. يدير خادم مركزي لنظام إدارة المفاتيح في المقر الرئيسي توزيع المفاتيح، حيث يتم تزويد RailTel بجميع معرّفات Kavach وأرقام شرائح SIM للتحديثات. يتم الاتصال حاليًا عبر GPRS، ولكن سيتم الانتقال إلى LTE-R مع Kavach 4.0.
نظام إدارة تقييد السرعة المؤقت (TSRMS)
تم تقديم نظام TSRMS حديثًا في نظام Kavach-4.0. وهو خادم مخصص يُستخدم لتغذية حزمة بيانات ملف تعريف المسار بقيود السرعة المؤقتة. وكما هو الحال في نظام NMS ، تتصل كل وحدة من وحدات Kavach الثابتة بشبكة TSRMS OFC عبر واجهة E1 مخصصة لها. تستخدم الشبكة بروتوكول Ethernet لتبادل حزم البيانات بين وحدات Kavach الثابتة وخادم TSRMS، وتستخدم تقنية LTE-R لتبادل المفاتيح الموثقة مع Loco-Kavach.
أوضاع التشغيل

تتشابه أنماط تشغيل القاطرات ووظائفها في نظام KAVACH مع تلك الموجودة في نظام التحكم الأوروبي بالقطارات (ETCS)، باستثناء بعض الأنماط التي لم تُدرج في KAVACH لعدم توافقها مع إجراءات التشغيل القياسية للسكك الحديدية الهندية . وفيما يلي الأنماط المتوفرة في KAVACH:
| رمز DMI | اسم الوضع | وصف |
|---|---|---|
| وضع الإشراف الكامل | يحتوي نظام TCAS على جميع المعلومات المطلوبة | |
| وضع الإشراف المحدود | لدى نظام TCAS معلومات محدودة | |
| وضع الرؤية المباشرة | يُمكّن هذا النظام القطار من دخول قسم يشغله قطار آخر بالفعل | |
| وضع مسؤولية الموظفين | يقود سائق القطار القطار على مسؤوليته الخاصة | |
| وضع التحويل | يُمكّن هذا النظام القاطرة من تجاوز إشارات التحويل لأنها غير معترف بها بواسطة نظام TCAS | |
| وضع الاستعداد | في الوضع الافتراضي، سيقوم نظام TCAS بإجراء مراقبة التوقف | |
| وضع الرحلة | بعد أن يتجاوز القطار إشارة الخطر، يدخل هذا الوضع حيز التنفيذ ويقوم بتطبيق فرامل الطوارئ. | |
| وضع ما بعد الرحلة | بعد أن يُقرّ سائق القطار بتفعيل "وضع الرحلة"، يدخل هذا الوضع حيز التنفيذ ويُحرر المكابح مما يسمح للقطار بالتحرك بسرعة محدودة حتى يتم تجاوز إشارة التوقف التالية عند إيقاف التشغيل. | |
| عطل في النظام | رصدت معدات نظام تجنب التصادم عبر القطار (TCAS) الموجودة على متن القاطرة عطلاً في النظام | |
| الوضع غير الرائد | وضع الاختيار لقاطرات Banker و MUed | |
| الوضع العكسي | يُمكّن هذا النظام سائق القطار من تغيير اتجاه القاطرة دون تغيير الكابينة النشطة | |
![]() | وضع التجاوز | يُمكّن القطار من تجاوز الإشارة الخطرة |
| (بدون رمز) | وضع العزل | قام سائق القطار بفصل نظام تجنب الاصطدام الجوي (TCAS). |
التكليف
في 30 يوليو 2025، أعلن وزير السكك الحديدية الاتحادي أشوني فايشناو عن نجاح تطبيق نظام السلامة "كافاش 4.0" على امتداد خط ماثورا-كوتا من ممر دلهي-مومباي المزدحم. [ 24 ] ومن المقرر زيادة سرعات القطارات لتتجاوز الحدود الحالية بمجرد اكتمال مرحلة الاختبار بنجاح.
تدريب الموظفين
صرح وزير السكك الحديدية بأنه من المتوقع نشر نظام "كافاش 4.0" في جميع أنحاء البلاد خلال السنوات الست المقبلة. ولتسهيل هذا التنفيذ واسع النطاق: [ 24 ]
- تلقى أكثر من 30 ألف موظف في السكك الحديدية تدريباً على نظام كافاش.
- عقد معهد IRISET (معهد السكك الحديدية الهندية لهندسة الإشارات والاتصالات) شراكة مع 17 كلية وجامعة ومؤسسة هندسية معتمدة من AICTE من خلال مذكرات تفاهم لدمج تقنية Kavach في برامج بكالوريوس الهندسة، مما يساعد على بناء مجموعة من المواهب الجاهزة للمستقبل.
الانتشار
تكلفة التركيب
يُعدّ نظام كافاش من أقل أنظمة الدفع الآلي تكلفةً في العالم. تبلغ تكلفة تركيبه على السكك الحديدية، شاملةً المعدات، 50 لاخ روبية ( 52,000 دولار أمريكي) لكل كيلومتر من المسار، و 70 لاخ روبية (73,000 دولار أمريكي) لتركيب المعدات في قاطرة واحدة. [ 6 ] [ 25 ] [ 16 ]
المصنعين
تشمل الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEMs) التي تُصنّع معدات كافاش: ميدها سيرفو درايفز، وإتش بي إل باور سيستمز، وكيرنكس مايكروسيستمز. ومن بين الشركات الأخرى التي تتنافس على اعتمادها كموردين: جي جي ترونيك، وكوادرانت فيوتشر تيك، وأريكا إمبيديد سيستمز، ولوتس وايرلس تكنولوجيز، وشركة بهارات للصناعات الكهربائية المحدودة (BHEL) المملوكة للدولة . [ 26 ] [ 27 ] كما تعمل شركات متعددة الجنسيات مثل كيوسان اليابانية وسيمنز الألمانية على تطوير كافاش. [ 28 ]
دخلت شركتا KEC International و RailTel في شراكة مع شركتي Kernex Microsystems وQuadrant FutureTek على التوالي، بصفتهما "مُكاملَي أنظمة"، من أجل النشر السريع لنظام Kavach. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
اعتبارًا من سبتمبر 2024، حصلت تقنية كافاش الخاصة بشراكة RailTel – Quadrant FutureTek على موافقة منظمة تصميمات ومعايير البحث (RDSO). [ 33 ]
الحالة الحالية
اعتبارًا من أبريل 2022، تم تطبيق نظام "كافاش" على 144 قاطرة، وعلى مسار بطول 1445 كيلومترًا، وفي 134 محطة ضمن منطقة السكك الحديدية الجنوبية الوسطى ، بينما يجري العمل على تطبيقه على مسار بطول 1200 كيلومتر. [ 13 ] [ 34 ] [ 35 ] سيتم إجراء تحسينات على نظام "كافاش" لتمكينه من التعامل مع القطارات بسرعات تصل إلى 160 كيلومترًا في الساعة قبل تطبيقه على مسار بطول 3000 كيلومتر، بما في ذلك معظم الخط الرئيسي بين نيودلهي ومومباي والخط الرئيسي بين هاورا ودلهي . [ 13 ] وذلك كجزء من مشروع "مهمة رافتار" الذي تنفذه السكك الحديدية الهندية. [ 14 ]
خصصت ميزانية الاتحاد الهندي للسنة المالية 2022-2023 تمويلًا للتنفيذ السريع لنظام "كافاش" على امتداد 2000 كيلومتر من السكك الحديدية، كما أقرت لاحقًا تنفيذه على امتداد 34000 كيلومتر من خط سكة حديد "المربع الذهبي". [ 36 ] وقد زعم معلقون هنود أنه لو تم نشر نظام "كافاش" في موقع حادث تصادم القطارات في ولاية أوديشا عام 2023، لكان النظام قد منع وقوع الحادث. [ 37 ] [ 38 ]
بحلول يونيو 2023، تم تجهيز 2% من جميع القطارات الهندية بأجهزة كافاش. [ 39 ]
بحسب تقرير نشرته صحيفة تايمز أوف إنديا في يوليو 2024، يجري العمل على طرح مناقصة لتطبيق نظام "كافاش" على خطي هاورا-ناغبور-مومباي وهاورا -براياغراج-مومباي (عبر إيتارسي ). وسيكون هذا أول خط يُطبّق فيه نظام "كافاش" في منطقة السكك الحديدية المركزية . [ 35 ]
في تقديرات ميزانية السنة المالية 2024-2025 ، تم تخصيص 1.08 تريليون روبية ( 11 مليار دولار أمريكي ) لنشر نظام كافاش 4.0 في الشبكة. اعتبارًا من أغسطس 2024، [ 23 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]
- تم تجهيز 1456 كم أو 3٪ من شبكة السكك الحديدية بأكملها بالإضافة إلى 144 قاطرة تابعة لسكك حديد جنوب وسط الهند بنظام كافاش.
- ابتداءً من السنة المالية 2025-2026 فصاعدًا، سيتم تطبيق نظام كافاش على مسافة تتراوح بين 5000 و5500 كيلومتر من الشبكة سنويًا.
- أما بالنسبة للقاطرات، فمن المخطط إطلاق النظام على مراحل متعددة.
- في المرحلة الأولى، سيتم طرح مناقصة لتجهيز 10,000 قاطرة (50%) بنظام "كافاش". تبلغ تكلفة نظام "كافاش" لكل قاطرة حوالي 72 لاخ روبية (75,000 دولار أمريكي) ، أي ما يعادل تقريبًا 7,200 كرور روبية (750 مليون دولار أمريكي ) للمشروع في المرحلة الأولى. من المقرر إغلاق باب تقديم العطاءات للمرحلة الأولى بحلول أكتوبر 2024. ستشمل هذه المرحلة أيضًا تجهيز 9,000 كيلومتر من شبكة السكك الحديدية بنظام "كافاش" الإصدار 4.0. وقد تم الحصول على الموافقة على المرحلة الأولى.
- ستشمل المرحلة الثانية تطبيق النظام على باقي القاطرات البالغ عددها 10000 قاطرة. وستُجهز قاطرات WAG-9HH الجديدة وقطارات فاندي بهارات بأجهزة كافاش 4.0.
- من المقرر الانتهاء من أعمال المسح لـ 8000 محطة بحلول ديسمبر 2024. وسيستغرق تجهيز جميع قاطرات السكك الحديدية بنظام "كافاش" أربع سنوات. أما بالنسبة للخطوط، فسيتم تغطية خطي نيودلهي-مومباي وهاورا -دلهي الرئيسيين مبدئيًا، واللذين يبلغ طولهما 3000 كيلومتر. وسيتبع ذلك خطي دلهي-تشيناي ومومباي -تشيناي اللذين يغطيان 3300 كيلومتر. وفي وقت لاحق، سيتم توسيع نطاق التغطية ليشمل جميع أقسام الإشارات الآلية التي يبلغ طولها 5000 كيلومتر.
من المقرر طرح مناقصة المرحلة الأولى من التنفيذ، والتي تبلغ قيمتها 7200 كرور روبية (750 مليون دولار أمريكي ) ، في 19 سبتمبر 2024. [ 33 ]
في 12 أغسطس 2025، منحت سكة حديد غرب وسط الهند شركة HBL Power Systems عقدًا بقيمة 54.12 كرور روبية ( 5.6 مليون دولار أمريكي ) لتركيب نظام Kavach في قطاع كوتا-روثياي الذي يبلغ طوله 166 كيلومترًا، وفي قسم سوغاريا-كوتا "ج". يشمل العقد، إلى جانب بناء الأبراج والمهام الأخرى ذات الصلة، تركيب النظام في 18 محطة وبوابات عبور السكك الحديدية. [ 43 ]
| الرقم التسلسلي | أغراض | تقدم |
|---|---|---|
| 1 | مدّ كابلات الألياف الضوئية | 5856 كم |
| 2 | تركيب أبراج الاتصالات | 619 رقمًا |
| 3 | توفير الكافاش في المحطات | 708 رقمًا |
| 4 | توفير الكافاتش في لوكو | 1107 قاطرة |
| 5 | تركيب معدات جانب السكة الحديدية | 4001 كم |
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ «شرح: كيف يمكن لنظام كافاش المحلي المضاد للتصادم في السكك الحديدية أن يمنع حوادث القطارات» . إنديا تايمز . 3 أبريل 2022. تاريخ الاسترجاع: 3 أكتوبر 2024 .
- 1 2 "اختبرت السكك الحديدية الهندية نظام "كافاش" - وهو نظام حماية آلي محلي الصنع للقطارات" . NewsOnAIR . 5 مارس 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مايو 2022 .
- 1 2 كيسيل، كلايف (2023-05-02). "تعزيز السلامة: بديل هندي لنظام ATP" . مهندس السكك الحديدية . تم الاسترجاع في 2024-08-09 .
- ^ جيتاناث ، ف. (28 يناير 2025). "اللجنة الدائمة للبرلمان تشعر بالقلق إزاء النشر البطيء لـ"كافاتش""" . صحيفة ذا هندو .
- ↑ "نشرت مركبات كافاش على مسافة 1465 كيلومترًا من خطوط السكك الحديدية وعلى متن 139 قاطرة" . مكتب الإعلام الحكومي . 8 ديسمبر 2023.
- 1 2 "وزير الاتحاد السيد أشوني فايشناو يتفقد تجربة نظام كافاش" . مكتب الإعلام الحكومي . 4 مارس 2022.
- ↑ "نظام كافاش للسكك الحديدية الهندية لتعزيز السلامة! كيف يمكن لهذه التقنية المحلية منع تصادم قطارين؟" . فاينانشيال إكسبريس . 7 مارس 2022. تاريخ الاطلاع: 9 أغسطس 2024 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 كيسيل، كلايف (2 مايو 2023). "تعزيز السلامة: بديل هندي لنظام ATP" . railengineer.co.uk.
- ١ ٢ ٣ ٤ ٥ "شرح: كافاش، التقنية الهندية التي تمنع تصادم قطارين" . صحيفة إنديان إكسبريس . ٤ مارس ٢٠٢٢. مؤرشف من الأصل في ٢٤ مارس ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٢ أغسطس ٢٠٢٤ .
- 1 2 جيتاناث، ف. (12 نوفمبر 2021). "خط سكة حديد جنوب وسط الهند سيغطي 630 كم من الشبكة باستخدام قطار 'كافاش' بحلول نهاية مارس" . صحيفة ذا هندو . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0971-751X . مؤرشف من الأصل في 29 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه في 21 مايو 2022 .
- ↑ لو، أبيشيك (23 فبراير 2024). "السكك الحديدية تعتزم ترقية شبكة كافاش إلى LTE؛ ومن المرجح إطلاقها رسميًا خلال 12-15 شهرًا" . بزنس لاين . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أغسطس 2024 .
- ↑ لو، أبيشيك (2024-08-07). "السكك الحديدية الهندية ستطلق نظام كافاش 4.0 بحلول مارس 2025" . بزنس لاين . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أغسطس 2024 .
- 1 2 3 داستيدار، أفيشيك ج (5 مارس 2022). "شرح: كافاش، التقنية الهندية التي تمنع تصادم قطارين" . صحيفة إنديان إكسبريس . مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2022. تم الاطلاع عليه في 21 مايو 2022 .
- ١ ٢ "سيتم اختبار نظام الحماية من تصادم القطارات المحلي "كافاش" بحضور وزير السكك الحديدية" . صحيفة ديكان هيرالد . ٣ مارس ٢٠٢٢. مؤرشف من الأصل في ٢٣ مارس ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه في ٢١ مايو ٢٠٢٢ .
- ١ ٢ PTI. "سيتم اختبار نظام الحماية من تصادم القطارات المحلي الصنع "كافاش" بحضور وزير السكك الحديدية" . صحيفة ديكان هيرالد . تاريخ الاطلاع: ١٠ أغسطس ٢٠٢٤ .
- ١ ٢ "شرح: كافاش، التقنية الهندية التي تمنع تصادم قطارين | أخبار مُفسَّرة، صحيفة إنديان إكسبريس" . ٢٠٢٢-٠٣-٢٤. مؤرشف من الأصل في ٢٠٢٢-٠٣-٢٤ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠٢٤-٠٨-١٠ .
- ↑ "السكك الحديدية الهندية: شاهد فيديو يوضح كيف يتجنب نظام "كافاش" تصادم قطارين مسرعين" .
- ↑ آني | (20 مايو 2022). "وزير السكك الحديدية أشوني فايشناو يستعرض تصنيع عربات قطار فاندي بهارات في تشيناي" . صحيفة إيكونوميك تايمز . تاريخ الاسترجاع: 21 مايو 2022 .
- ↑ "تجربة "كافاش": قطار "فاندي بهارات"، الذي يسير بسرعة 160 كم/ساعة، يتوقف تلقائيًا قبل الإشارة الحمراء! ( فاينانشيال إكسبريس ، 17 فبراير 2024) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 فبراير 2024 .
- ↑ وكالة PTI (5 أبريل 2024). "شركة إيطالية متخصصة في شهادات السلامة تُقيّم نظام كافاش المُثبّت في قسم سكك حديد أغرا" . ThePrint . تاريخ الاسترجاع: 10 أغسطس 2024 .
- ↑ "تجربة ناجحة لقطار كافاش: توقف القطار قبل 50 متراً من الإشارة الحمراء من تلقاء نفسه - تعرف على جميع الحالات التجريبية هنا" . فاينانشيال إكسبريس . 24-09-2024 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-09-2024 .
- 1 2 "«سيتم تغطية 10,000 قطار بنظام كافاش 4.0 خلال 5-6 سنوات»: وزير السكك الحديدية الاتحادي فايشناو . صحيفة تايمز أوف إنديا . 24 سبتمبر 2024. الرقم الدولي الموحد للدوريات 0971-8257 . تاريخ الاطلاع: 24 سبتمبر 2024 .
- 1 2 لو، أبيشيك (2024-08-07). "السكك الحديدية الهندية ستطلق نظام كافاش 4.0 بحلول مارس 2025" . بزنس لاين . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-08-08 .
- 1 2 شيفام (2025-08-02). "تشغيل نظام السلامة المحلي كافاش 4.0 في هذا القسم من السكك الحديدية الهندية" . adda247 . تم الاسترجاع في 2025-08-03 .
- ↑ "سؤال كافاش: هل ستساهم زيادة ميزانية السكك الحديدية في منع حوادث القطارات؟" . إنديا توداي . 25 يوليو 2024. تاريخ الاسترجاع: 10 أغسطس 2024 .
- ↑ "لماذا لا تزال سلامة السكك الحديدية تسير ببطء؟" . إنديا توداي . 11 يوليو 2024. تاريخ الاسترجاع: 10 أغسطس 2024 .
- ↑ "شركة لوتس وايرلس تكنولوجيز إنديا الخاصة المحدودة" (ملف PDF) . 2014-07-26. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2024-08-10.
- ↑ «في سابقة هي الأولى من نوعها، تسمح السكك الحديدية الهندية للشركات متعددة الجنسيات بنشر نظام كافاش المحلي الصنع المضاد لتصادم القطارات على شبكتها» . صحيفة تايمز أوف إنديا . 30 نوفمبر 2023. الرقم الدولي الموحد للدوريات 0971-8257 . تاريخ الاطلاع: 3 أغسطس 2024 .
- ↑ لو، أبيشيك (16 يونيو 2024). "السكك الحديدية الهندية: خطط تركيب نظام كافاش لمسافة 10000 كيلومتر" . بزنس لاين . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أغسطس 2024 .
- ↑ خان، ياروق الله (21 مايو 2024). "تباطؤ طلبات نظام أمان قطارات كافاش مع بحث السكك الحديدية عن بدائل: كيجريوال من شركة كي إي سي الدولية" . موني كونترول .
- ↑ لو، أبيشيك (2024-08-08). "شركة RailTel تستعد لمناقصات Kavach؛ وتسعى إلى شراكات جديدة لتعزيز الإيرادات" . BusinessLine . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-08-10 .
- ↑ "شركة RailTel توقع مذكرة تفاهم مع شركة تقنية لمشاريع تنفيذ نظام KAVACH" . صحيفة Business Standard . 1 مايو 2024.
- ١ ٢ "تبلغ قيمة مناقصة مشروع كافاش حوالي ٧٠٠٠ كرور روبية هندية، وسيتم فتح باب التقديم في ١٩ سبتمبر، وفقًا لشركة ريل تيل - سي إن بي سي تي في ١٨" . سي إن بي سي تي في ١٨. ٢٠٢٤-٠٩-٠٥ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠٢٤-٠٩-٠٧ .
- ↑ «شركة السكك الحديدية المركزية الجنوبية تنشر نظام كافاش لمسافة 1445 كيلومترًا، محققةً رقمًا قياسيًا بلغ 859 كيلومترًا خلال السنة المالية 2021-2022» . صحيفة نيو إنديان إكسبريس . 8 أبريل 2022. مؤرشف من الأصل في 17 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه في 21 مايو 2022 .
- ١ ٢ "أول نظام كافاش لشركة السكك الحديدية المركزية على خط مومباي-هاورا" . صحيفة تايمز أوف إنديا . الرقم الدولي الموحد للدوريات ٠٩٧١-٨٢٥٧ . تاريخ الاسترجاع ٢٠٢٤-٠٦-٢٢ .
- ↑ "نظام كافاش للسكك الحديدية الهندية لتعزيز السلامة! كيف يمكن لهذه التقنية المحلية منع تصادم قطارين؟" . فاينانشيال إكسبريس . 7 مارس 2022. مؤرشف من الأصل في 8 مارس 2022. تم الاطلاع عليه في 21 مايو 2022 .
- ↑ "ما هو نظام حماية السكك الحديدية (Railways Kavach)، الذي كان من الممكن أن يمنع حادث قطار أوديشا؟" صحيفة إيكونوميك تايمز. 5 يونيو 2023.
- ↑ تشاتيرجي، سريا (3 يونيو 2023). "ما هو نظام كافاش، وهل كان من الممكن أن يساعد في تجنب حادث قطار أوديشا؟" . إنديا توداي.
- ↑ "نظام كافاش لحماية القطارات: هل يعمل فعلاً كـ"كافاش" للسكك الحديدية الهندية؟" . inventiva.co.in. 15 يونيو 2023.
- ↑ "سيتم طرح مناقصات مشروع كافاش 4.0 قريبًا لعشرة آلاف قاطرة: أشوني فايشناو" . صحيفة بيزنس ستاندرد . 7 أغسطس 2024. تاريخ الاطلاع: 8 أغسطس 2024 .
- ↑ "السكك الحديدية تستعد لتسريع نشر نظام كافاش" . صحيفة إيكونوميك تايمز . 8 أغسطس 2024. الرقم الدولي الموحد للدوريات 0013-0389 . تاريخ الاسترجاع: 8 أغسطس 2024 .
- ↑ ثاكور، راجيش كومار (2024-08-08). "حماية متطورة لحماية السكك الحديدية: فايشناو" . صحيفة نيو إنديان إكسبريس . تاريخ الاسترجاع: 2024-08-08 .
- ↑ «شركة HBL لأنظمة الطاقة تفوز بعقد مشروع KAVACH بقيمة 54 كرور روبية من سكة حديد غرب وسط الهند» . صحيفة فايننشال إكسبريس . 12 أغسطس 2025. تاريخ الاطلاع: 15 أغسطس 2025 .
- ↑ "تقدم نشر نظام كافاش للسكك الحديدية الهندية: اطلع على آخر التحديثات حول نظام الحماية الآلية للقطارات" . صحيفة إنديان إكسبريس . 2025-08-02 . تاريخ الاطلاع: 2025-08-03 .
روابط خارجية
- أنظمة حماية القطارات
- السكك الحديدية الهندية

