نظام التحكم الإيجابي في القطارات

في أواخر ثمانينيات القرن الماضي، ازداد الاهتمام بحلول حماية القطارات بعد فترة من ركود الاستثمار وتراجعه عقب الحرب العالمية الثانية . ابتداءً من عام ١٩٩٠، أدرج المجلس الوطني لسلامة النقل في الولايات المتحدة ( NTSB ) نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC ) (المعروف آنذاك باسم الفصل الإيجابي بين القطارات) ضمن "قائمة التحسينات الأكثر طلبًا في مجال سلامة النقل". ^{[ ٥ ] [ ٦ ] [ ٧ ]} في ذلك الوقت، كانت الغالبية العظمى من خطوط السكك الحديدية في الولايات المتحدة تعتمد على أفراد الطاقم للالتزام بجميع قواعد السلامة، وكان جزء كبير من الحوادث يُعزى إلى الخطأ البشري، كما يتضح من التقارير الرسمية الصادرة عن إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) على مدى عدة سنوات. ^{[ ٨ ]}

في سبتمبر/أيلول 2008، نظر الكونغرس في قانون جديد حدد الخامس عشر من ديسمبر/كانون الأول 2015 موعدًا نهائيًا لتطبيق تقنية التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) في معظم شبكة السكك الحديدية الأمريكية . وقد أُقرّ هذا القانون، الذي حظي بموافقة لجنة التجارة في مجلس الشيوخ ولجنة النقل والبنية التحتية في مجلس النواب ، استجابةً لحادث تصادم قطار ركاب تابع لشركة مترولينك مع قطار شحن تابع لشركة يونيون باسيفيك للسكك الحديدية في 12 سبتمبر/أيلول 2008 في لوس أنجلوس ، والذي أسفر عن مقتل 25 راكبًا وإصابة أكثر من 135 آخرين.

مع اقتراب مشروع القانون من إقراره النهائي من قبل الكونغرس، أصدرت رابطة السكك الحديدية الأمريكية ( AAR ) بيانًا لدعم مشروع القانون. ^{[ 9 ]} ووقع الرئيس جورج دبليو بوش قانون تحسين سلامة السكك الحديدية لعام 2008، الذي يتألف من 315 صفحة، ليصبح قانونًا نافذًا في 16 أكتوبر 2008. ^{[ 10 ]}

ومن بين أحكام القانون، توفير التمويل للمساعدة في دفع تكاليف تطوير تقنية PTC، والحد من عدد الساعات التي يمكن أن تعمل فيها أطقم قطارات الشحن كل شهر، ويطلب من وزارة النقل تحديد حدود ساعات العمل لأطقم قطارات الركاب.

لتنفيذ القانون، نشرت إدارة السكك الحديدية الفيدرالية اللوائح الأولية لأنظمة PTC في 15 يناير 2010. ^{[ 11 ]} ونشرت الوكالة لوائح معدلة في 22 أغسطس 2014. ^{[ 12 ]}

في ديسمبر 2010، أفاد مكتب محاسبة الحكومة (GAO) بأن شركة أمتراك وشركات السكك الحديدية الرئيسية من الفئة الأولى قد اتخذت خطوات لتثبيت أنظمة التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) بموجب القانون، لكن مشغلي قطارات الركاب لم يكونوا على المسار الصحيح للالتزام بالموعد النهائي في عام 2015. ^{[ 13 ]} اعتبارًا من يونيو 2015 لم تتوقع سوى سبعة أنظمة نقل ركاب (29% من الأنظمة التي تمثلها جمعية النقل العام الأمريكية) الالتزام بالموعد النهائي. وقد أدت عدة عوامل إلى تأخير التنفيذ، منها الحاجة إلى الحصول على التمويل (الذي لم يوفره الكونغرس)؛ والوقت المستغرق في تصميم التكنولوجيا واختبارها وجعلها قابلة للتشغيل البيني وتصنيعها؛ والحاجة إلى الحصول على طيف ترددي لاسلكي على طول شبكة السكك الحديدية بأكملها، الأمر الذي يتطلب الحصول على إذن من لجنة الاتصالات الفيدرالية، وفي بعض الحالات التفاوض مع مالك حالي للشراء أو التأجير. ^{[ 14 ]}

يخطط نظام مترولينك للسكك الحديدية في جنوب كاليفورنيا ليكون أول شركة نقل ركاب أمريكية تُركّب هذه التقنية على كامل شبكتها. بعد بعض التأخيرات، ^{[ 15 ]} بدأ تشغيل نظام التحكم الإيجابي في القطارات ( PTC) تجريبيًا في فبراير 2014؛ ومن المتوقع اكتمال النظام في أواخر صيف 2015. ^{[ 16 ]}

في منطقة شيكاغو الحضرية ، توقع نظام Metra أنه لن يكون متوافقًا تمامًا مع تفويض PTC حتى عام 2019. ^{[ 14 ]}

في أكتوبر/تشرين الأول 2015، أقرّ الكونغرس قانونًا يمدّد مهلة الامتثال لثلاث سنوات، حتى 31 ديسمبر/كانون الأول 2018. ووقّع الرئيس باراك أوباما على القانون في 29 أكتوبر/تشرين الأول 2015. ^{[ 17 ] [ 18 ]} لم تستوفِ سوى أربع شركات سكك حديدية مهلة ديسمبر/كانون الأول 2018؛ بينما مُنحت الشركات الـ 37 الأخرى تمديدًا حتى ديسمبر/كانون الأول 2020، وهو ما يسمح به القانون لشركات السكك الحديدية التي أظهرت تقدمًا في التنفيذ. ^{[ 19 ]} وفي 29 ديسمبر/كانون الأول 2020، أفيد بأنه تم تركيب وسائل الحماية على جميع شركات السكك الحديدية المطلوبة، قبل يومين من الموعد النهائي. ^{[ 20 ]}

يثور جدلٌ حول جدوى نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) بالشكل الذي فرضه الكونغرس. فبالإضافة إلى التكلفة المتوقعة لتركيب هذا النظام على مستوى البلاد، والتي تتراوح بين 6 و22 مليار دولار أمريكي  ، والتي تتحملها في معظمها شركات السكك الحديدية الأمريكية للشحن، ^{[ 21 ]} تُثار تساؤلاتٌ حول موثوقية هذه التقنية ومدى نضجها لجميع أنواع قطارات الشحن الرئيسية وفي البيئات ذات الكثافة العالية. ^{[ 22 ]} كما قد يفرض شرط نظام التحكم الإيجابي في القطارات عوائقَ أمام بدء تشغيل خدمات نقل الركاب أو الشحن الجديدة، مما قد يُؤدي إلى تكاليف إضافية تُقدّر بملايين الدولارات. ويُقيّد هذا التفويض غير المُموّل هيئة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) من تبنّي نهجٍ أكثر دقةً ومرونةً في تطبيق تقنية نظام التحكم الإيجابي في القطارات، حيثما يكون ذلك مُجدياً أو مُمكناً من الناحية التقنية. ^{[ 21 ]}

رغم أن اللجنة الاستشارية لسلامة السكك الحديدية التابعة لإدارة السكك الحديدية الفيدرالية حددت آلاف الحوادث التي كان من الممكن تجنبها (حوادث نظام التحكم الإيجابي في القطارات) على خطوط السكك الحديدية الأمريكية على مدى 12 عامًا، إلا أن تحليلًا للتكاليف أُجري عام 2004 أظهر أن الوفورات المتراكمة المتوقعة من جميع هذه الحوادث لم تكن كافية لتغطية تكلفة نظام التحكم الإيجابي في القطارات في جميع خطوط السكك الحديدية من الفئة الأولى آنذاك. ^{[ 23 ]} وقد وافقت إدارة السكك الحديدية الفيدرالية على هذا التقييم للتكاليف في وثيقة وضع قواعد نظام التحكم الإيجابي في القطارات لعام 2009.

تُقدّر تكلفة تطبيق نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) على ما يصل إلى 25 خدمة قطارات ركاب في الولايات المتحدة بأكثر من  ملياري دولار، وبسبب هذه التكاليف، اضطرت العديد من الخدمات إلى إلغاء أو تقليص أعمال الصيانة والتحسينات الرأسمالية والخدمات. كما أن خدمات أخرى لا تملك ببساطة الأموال اللازمة لتطبيق نظام PTC، وقد أرجأت اتخاذ الإجراءات اللازمة بانتظار تغيير ما من الكونغرس. وقد جادلت شركات السكك الحديدية التي تُشغّل خطوطًا مُجهزة بإشارات داخل الكابينة وأنظمة التحكم الآلي في القطارات القائمة بأن سجلها الحافل بالسلامة، والذي يمتد لعقود، يُتجاهل لأن نظام ATC ليس بنفس فعالية نظام PTC في جميع الحالات. ^{[ 24 ]}

ازداد عدد الحوادث التي كان من الممكن تجنبها بواسطة نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) في السنوات الأخيرة. ففي عام 2013، تسبب خروج قطار تابع لشركة مترو نورث عن مساره في برونكس في مقتل أربعة أشخاص وإصابة 61 آخرين. وكان سبب هذا الحادث السرعة الزائدة، وهو أمر يستطيع نظام PTC منعه. وفي عام 2015، تسبب خروج قطار تابع لشركة أمتراك عن مساره في فيلادلفيا في مقتل ثمانية أشخاص وإصابة 185 آخرين. ^{[ 25 ]} في هذا الحادث، تجاوز القطار السرعة الآمنة بسبب تشتت انتباه سائق قطار أمتراك . ووفقًا للمجلس الوطني لسلامة النقل (NTSB)، كان من الممكن تجنب هذا الحادث باستخدام نظام PTC الذي كان سيفرض حد السرعة البالغ 80 كم/ساعة (50 ميلاً في  الساعة) ويمنع تجاوز السرعة والحادث اللاحق للقطار. ^{[ 26 ]} في عام 2017، تسبب حادث خروج قطار تابع لشركة أمتراك عن مساره بالقرب من دوبونت، واشنطن، في مقتل ثلاثة أشخاص وإصابة 62 آخرين. أخطأ سائق القطار في تحديد موقعه، وبالتالي لم يلتزم بالقيود المفروضة على طول المسار الذي كان يسير عليه، ولم ينتبه إلى اللافتات التي كان من المفترض أن تشير إلى قيود السرعة في المنطقة. علم المجلس الوطني لسلامة النقل (NTSB) أنه تم إجراء تحسينات على السلامة مؤخرًا على المسار، باستثناء قسم نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC). وخلص التحقيق في النهاية إلى أن خطأ السائق في تحديد موقع القطار هو ما أدى إلى الحادث. كانت شركة ساوند ترانزيت ، المالكة لجزء السكة الحديدية الذي وقع فيه الحادث، بصدد تركيب نظام التحكم الإيجابي في القطارات، لكنه لم يكن يعمل وقت وقوع الحادث. ^{[ 26 ]} في عام 2018، وقع تصادم آخر عندما اصطدم قطار تابع لشركة أمتراك بقطار شحن متوقف في كايس، كارولاينا الجنوبية ، مما أسفر عن مقتل اثنين من أفراد الطاقم وإصابة 116 آخرين. صرح رئيس المجلس الوطني لسلامة النقل، روبرت سوموالت ، بأن "نظام التحكم الإيجابي في القطارات العامل مصمم لمنع هذا النوع من الحوادث". ^{[ 27 ]}

هناك طريقتان رئيسيتان لتطبيق نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) قيد التطوير حاليًا. تعتمد الأولى على بنية تحتية ثابتة للإشارات، مثل دوائر المسار المشفرة وأجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية، للتواصل مع وحدة التحكم في السرعة الموجودة على متن القطار. أما الثانية، فتعتمد على أجهزة راديو بيانات لاسلكية موزعة على طول الخط لنقل المعلومات الديناميكية. كما يتيح التطبيق اللاسلكي للقطار إرسال موقعه إلى نظام الإشارات، مما قد يُمكّن من استخدام قطاعات متحركة أو "افتراضية" . يُعدّ التطبيق اللاسلكي عمومًا أقل تكلفة من حيث تكاليف المعدات، ولكنه يُعتبر أقل موثوقية بكثير من استخدام قنوات اتصال "أكثر صلابة". اعتبارًا من عام 2007على سبيل المثال، لم يكن نظام ITCS اللاسلكي على خط ميشيغان التابع لشركة Amtrak يعمل بشكل موثوق بعد 13 عامًا من التطوير، ^{[ 28 ]} بينما كان نظام ACSES الثابت يعمل يوميًا على الممر الشمالي الشرقي منذ عام 2002 ( انظر Amtrak ، أدناه).

تُثبت طريقة البنية التحتية الثابتة شعبيتها على خطوط نقل الركاب ذات الكثافة العالية، حيث تم بالفعل تركيب نظام إشارات الكابينة النبضية . وفي بعض الحالات، يُنظر إلى عدم الاعتماد على الاتصالات اللاسلكية كميزة. ^{[ 29 ]} وقد أثبتت الطريقة اللاسلكية نجاحًا كبيرًا في المناطق ذات الكثافة المنخفضة وغير المزودة بإشارات، والتي تُدار عادةً عبر تصاريح مرور ، حيث تكون السرعات منخفضة بالفعل، ولا تُؤثر انقطاعات الاتصال اللاسلكي بالقطار على السلامة أو عمليات تشغيل القطار.

بعض الأنظمة، مثل نظام ACSES التابع لشركة Amtrak، تعمل بتقنية هجينة تستخدم روابط لاسلكية لتحديث قيود السرعة المؤقتة أو تمرير إشارات معينة، ولا يعتبر أي من هذين النظامين بالغ الأهمية لعمليات القطارات.

يجب على المعدات الموجودة على متن القاطرة حساب سرعة القطار الحالية باستمرار مقارنةً بسرعة مستهدفة تقع على مسافة معينة، وتخضع هذه السرعة لمنحنى كبح. إذا كان القطار مُعرّضًا لخطر عدم القدرة على التباطؤ إلى السرعة المستهدفة نظرًا لمنحنى الكبح، يتم تفعيل المكابح تلقائيًا، ويتم إبطاء القطار فورًا. يتم تحديث السرعات المستهدفة بناءً على معلومات تتعلق بحدود السرعة الثابتة والمتغيرة، والتي يحددها تصميم المسار ونظام الإشارات.

تستخدم معظم تطبيقات نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) الحالية وحدة التحكم في السرعة لتخزين قاعدة بيانات لبيانات مسار السكة الحديدية، والمرتبطة بنظام ملاحة. تتتبع هذه الوحدة موقع القطار على طول خط السكة الحديدية، وتفرض تلقائيًا أي قيود على السرعة، بالإضافة إلى السرعة القصوى المسموح بها. يمكن تحديث قيود السرعة المؤقتة قبل مغادرة القطار لمحطته النهائية، أو عبر روابط بيانات لاسلكية. كما يمكن استخدام بيانات المسار لحساب منحنيات الكبح بناءً على انحدار المسار . يستطيع نظام الملاحة استخدام إشارات المسار الثابتة أو محطات نظام تحديد المواقع العالمي التفاضلي (DGPS) مع دوران العجلات لتحديد موقع القطار بدقة متناهية تصل إلى بضعة أقدام.

بينما تتصل بعض أنظمة التحكم الإيجابي بالقطارات (PTC) مباشرةً بنظام الإشارات الحالي، قد تحتفظ أنظمة أخرى بمجموعة من أنظمة الحاسوب الحيوية في موقع مركزي، قادرة على تتبع القطارات وإصدار تصاريح الحركة لها مباشرةً عبر شبكة بيانات لاسلكية. يُعتبر هذا غالبًا شكلاً من أشكال التحكم بالقطارات القائم على الاتصالات ، وهو ليس جزءًا ضروريًا من نظام التحكم الإيجابي بالقطارات (PTC).

قد يتمكن القطار من رصد حالة الأجهزة الجانبية (وأحيانًا التحكم بها)، مثل وضعيات المحولات . تُرسل هذه المعلومات إلى مركز التحكم لتحديد مسارات القطار الآمنة بدقة أكبر. كما يمكن تبادل الرسائل النصية وحالات الإنذار تلقائيًا ويدويًا بين القطار ومركز التحكم. وتتيح ميزة أخرى للموظف المسؤول منح القطارات إذن المرور عبر مناطق عمله عبر جهاز لاسلكي بدلًا من التواصل الشفهي.

حتى في ظل وجود أنظمة السلامة، مثل إشارات الكابينة، منذ عقود، لا تزال صناعة سكك حديد الشحن مترددة في تركيب أجهزة التحكم بالسرعة، نظرًا لطبيعة هذه الأجهزة التي قد تؤثر سلبًا على سلامة تشغيل القطارات. وتزعم خوارزميات التحكم المتقدمة بالسرعة، القائمة على المعالجات والموجودة في أنظمة PTC، قدرتها على تنظيم سرعة قطارات الشحن التي يزيد طولها عن 1500 متر (5000 قدم) ووزنها عن 9100 طن قصير (10000 طن متري) ، إلا أن المخاوف لا تزال قائمة بشأن سحب القرار النهائي من أيدي مهندسي السكك الحديدية المهرة . وقد يؤدي الاستخدام غير السليم لفرامل الهواء إلى خروج القطار عن مساره أو خروجه عن القضبان أو انفصاله بشكل غير متوقع.  

علاوة على ذلك، فإن نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) المتحفظ للغاية يُعرّض القطارات لخطر التباطؤ إلى ما دون المستوى الذي كان يُشغّلها به المهندسون البشريون بأمان سابقًا. تُحسب سرعات السكك الحديدية بمعامل أمان بحيث لا تؤدي الزيادات الطفيفة في السرعة إلى وقوع حادث. إذا طبّق نظام PTC هامش أمان خاص به، فستكون النتيجة النهائية معامل أمان مزدوج غير فعال. إضافة إلى ذلك، قد يعجز نظام PTC عن مراعاة التغيرات في الأحوال الجوية أو مناورة القطارات، وقد يضطر إلى افتراض أسوأ السيناريوهات ، مما يُقلل الأداء أكثر. ^{[ 30 ]} في ملفها التنظيمي لعام 2009، ذكرت إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) أن نظام PTC من المرجح أن يُقلل من سعة خطوط سكك حديد الشحن على العديد من الخطوط الرئيسية. ^{[ 31 ]} أظهر مشروع LOCOPROL/LOCOLOC الأوروبي أن نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية المُعزز بنظام EGNOS وحده غير قادر على تلبية مستوى السلامة SIL4 المطلوب لإشارات القطارات. ^{[ 32 ]}

من الناحية الفنية البحتة، لن يمنع نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) بعض التصادمات منخفضة السرعة الناتجة عن تشغيل الإشارات بشكل غير متحكم به ، أو الحوادث الناجمة عن "الدفع" (الرجوع للخلف دون مراقبة كافية)، أو خروج القطارات عن القضبان بسبب عيوب في السكة أو القطار، أو التصادمات عند التقاطعات، أو التصادمات مع قطارات خرجت عن القضبان سابقًا. وفي حال تركيب نظام PTC في غياب إشارات دوائر السكة، فلن يتمكن من رصد القضبان المكسورة، أو المسارات المغمورة بالمياه، أو الحطام الخطير الذي يعيق السكة.

تعتمد البنية التحتية اللاسلكية المزمع استخدامها من قبل جميع خطوط الشحن الرئيسية في الولايات المتحدة ، ومعظم خطوط الشحن الصغيرة، والعديد من خطوط قطارات الضواحي، على أجهزة راديو لنقل البيانات تعمل ضمن نطاق ترددي واحد قريب من 220 ميجاهرتز . وقد اشترى اتحادٌ أنشأته شركتا شحن سكك حديدية، يُعرف باسم PTC 220 LLC، نطاقًا تردديًا كبيرًا حول 220 ميجاهرتز من جهات مرخصة سابقة لاستخدامه في نشر نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC). بعض هذا النطاق الترددي مُرخص على مستوى الدولة، وبعضه الآخر غير مُرخص. يخطط الاتحاد لإتاحة هذا النطاق الترددي لاستخدامه من قبل خطوط الشحن الأمريكية، ولكنه أشار في عام 2011 إلى أنه غير متأكد من كفاية النطاق الترددي المتاح لديه لتلبية احتياجاته. بدأت العديد من خطوط السكك الحديدية للركاب بشراء طيف ترددي بتردد 220 ميجاهرتز في مناطقها الجغرافية، إلا أن هناك قلقًا واسع النطاق من صعوبة الحصول على كمية كافية من هذا الطيف بسبب نقص التوافر، وصعوبة التفاوض على صفقات معقدة متعددة الأطراف للحصول على طيف مجاور كافٍ، ولأن التكلفة المالية للاستحواذ قد تجعل المهمة مستحيلة بالنسبة لبعض الهيئات الحكومية. ومع ذلك، تشير الأبحاث إلى أن التخصيص الديناميكي للطيف الترددي يمكن أن يحل مشكلة تخصيص الطيف عند عرض نطاق 220 ميجاهرتز. ^{[ 33 ] [ 34 ]} 

طلبت العديد من شركات السكك الحديدية من لجنة الاتصالات الفيدرالية إعادة تخصيص أجزاء من نطاق التردد 220 ميجاهرتز لها . وتبرر هذه الشركات حاجتها إلى هذا النطاق لضمان التوافق التشغيلي فيما بينها. وقد صرحت لجنة الاتصالات الفيدرالية بأنه لا توجد أي نية لإعادة التخصيص، وأن شركات السكك الحديدية غير مُبررة في طلب إعادة تخصيص الطيف الترددي لعدم تحديدها الكمية المطلوبة منه، وأنه ينبغي عليها البحث عن طيف ترددي في أسواق التردد الثانوي 220 ميجاهرتز أو في نطاقات أخرى. ^{[ 35 ]}

لا توجد متطلبات تنظيمية أو فنية تلزم باستخدام نطاق تردد 220 ميجاهرتز لتطبيق نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) (في حال استخدام مكونات لاسلكية في تطبيق PTC). إذا كانت هناك حاجة لنقل البيانات لاسلكيًا، فإن نطاق تردد 220 ميجاهرتز يوفر بعض المزايا ، شريطة إمكانية الحصول عليه بتكلفة معقولة. أول هذه المزايا هو إمكانية التشغيل البيني لنظام PTC في قطارات الشحن، وفي بعض عمليات قطارات الركاب، وليس جميعها. غالبًا ما تتضمن عمليات الشحن في الولايات المتحدة مشاركة مسارات السكك الحديدية، حيث تعمل عربات إحدى شركات السكك الحديدية كعربات زائرة على مسارات شركة أخرى. يُعد استخدام نفس معدات PTC، بما في ذلك أجهزة الراديو ونطاق الترددات الراديوية المرتبط بها، أسهل طريقة لتطبيق نظام PTC في مثل هذه البيئة.

عندما يتعين على قطار ركاب العمل في منطقة تابعة لخط سكة حديد شحن، يُرجّح أن يُطلب منه تركيب معدات نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) (بما في ذلك جهاز لاسلكي) على عربته، بما يتوافق مع نظام PTC الخاص بخط سكة حديد الشحن. وهذا يعني عادةً استخدام أجهزة راديو بتردد 220 ميجاهرتز وطيف ترددي. إذا استخدم قطار الركاب نفس معدات PTC وأجهزة الراديو والطيف الترددي على مساره الخاص، فسيكون قادرًا على استخدامها عند مرور عرباته عبر منطقة خط سكة حديد الشحن. عمليًا، إذا اختار قطار الركاب استخدام نوع آخر من نظام PTC على مساره الخاص، فسيتعين عليه تركيب مجموعة ثانية من المعدات على متن العربة لتشغيل نظام PTC على مساره الخاص وفي الوقت نفسه تشغيله على مسار خط سكة حديد الشحن. في حال عدم توفر جهاز راديو متعدد النطاقات (مثل أجهزة الراديو المُعرّفة برمجياً من الجيل الحالي )، فسيكون من الضروري استخدام أجهزة راديو وهوائيات منفصلة. نظرًا لتعقيد هندسة المسارات، يتطلب نظام PTC كمية متغيرة من الطيف الترددي بشكل عاجل. إحدى طرق تحقيق ذلك هي توسيع نطاق أجهزة الراديو المعرفة برمجياً من PTC، بحيث تتمتع بالقدرة على تخصيص الطيف الترددي ديناميكياً. كما أن إضافة هذه القدرة إلى الراديو تُسهم في تحسين أمان وسيط اتصال PTC. ^{[ 36 ]}

إذا لم تعمل شركة سكك حديدية صغيرة للشحن أو الركاب على خطوط سكك حديدية أخرى، فلا يوجد سببٌ قائم على قابلية التشغيل البيني يُلزمها باستخدام نطاق تردد 220 ميجاهرتز لتطبيق نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC). إضافةً إلى ذلك، إذا كانت شركة سكك حديدية صغيرة للشحن أو الركاب تعمل فقط على خطوطها الخاصة وتستضيف خطوط سكك حديدية أخرى (للشحن أو الركاب)، فلا يوجد أيضًا سببٌ قائم على قابلية التشغيل البيني يُلزم الشركة المضيفة باستخدام نطاق تردد 220 ميجاهرتز لتطبيق نظام PTC. يمكن لهذه الشركة تطبيق نظام PTC باختيار أي نطاق ترددي لاسلكي بحرية، وإلزام خطوط السكك الحديدية الأخرى إما بتركيب معدات PTC متوافقة (بما في ذلك أجهزة الراديو) على متن قطاراتها، أو بتوفير معدات جانبية لتطبيق نظام PTC الخاص بها ليتم تركيبها على أرض الشركة المضيفة. ومن الأمثلة المثيرة للاهتمام التي تُسلط الضوء على بعض هذه القضايا، ممر الشمال الشرقي. تُشغل شركة أمتراك خدماتها على خطي سكك حديدية للركاب لا تملكهما: سكة حديد مترو نورث (المملوكة لولايتي نيويورك وكونيتيكت) وهيئة النقل في خليج ماساتشوستس (MBTA) (المملوكة لولاية ماساتشوستس). نظريًا، كان من الممكن أن تجد شركة أمتراك نفسها مضطرة لتثبيت نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) الخاص بها على هذه المواقع المضيفة (حوالي 15% من الممر)، أو الأسوأ من ذلك، أن تجد نفسها في موقف عبثي يتمثل في محاولة تثبيت ثلاثة أنظمة PTC مختلفة على كل قطار من قطارات أمتراك لعبور هذه المواقع. لكن هذا لم يحدث. فقد كانت أمتراك متقدمة بشكل ملحوظ على هيئات سكك حديد الركاب على هذا الممر في تطبيق نظام PTC. إذ أنفقت وقتًا طويلًا في البحث والتطوير، وحصلت على موافقات مبكرة لنظام ACSES الخاص بها على الممر الشمالي الشرقي من إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA). اختارت في البداية استخدام تردد 900 ميجاهرتز ، ثم انتقلت لاحقًا إلى 220 ميجاهرتز ، ويعود ذلك جزئيًا إلى التحسن الملحوظ في أداء نظام الراديو، وجزئيًا لأن أمتراك كانت تستخدم تردد 220 ميجاهرتز في ميشيغان لتطبيق نظام التحكم الذكي في القطارات (ITCS). ^{[ 37 ]} عندما نظرت هيئات سكك حديد الركاب على هذا الممر في خيارات تطبيق نظام PTC، اختار العديد منها الاستفادة من العمل المتقدم الذي أنجزته أمتراك وتطبيق حل ACSES باستخدام تردد 220 ميجاهرتز . أثمرت جهود شركة أمتراك المبكرة، ما مكّنها من عبور خطوط السكك الحديدية المخصصة للركاب التي تستخدم نفس البروتوكول وبنفس التردد، ما جعلها جميعًا قابلة للتشغيل البيني. (في الواقع، تمتلك شركة أمتراك معظم ممر الشمال الشرقي وتديره، وليس خطوط السكك الحديدية المخصصة للركاب، بما في ذلك الخطوط من واشنطن العاصمة إلى محطة بنسلفانيا في نيويورك، والخطوط من فيلادلفيا إلى هاريسبرج في ولاية بنسلفانيا).تمتلك ولاية ماساتشوستس خطوط السكك الحديدية الممتدة من حدود ولاية رود آيلاند إلى حدود ولاية نيو هامبشاير، لكن شركة أمتراك هي التي "تشغل" هذه الخطوط. أما الخط الوحيد المملوك والمشغل فعلياً من قبل شركة قطارات ركاب فهو الخط الذي يربط بين مدينة نيويورك ونيو هيفن في ولاية كونيتيكت .

من الأسباب الأخرى التي قد تدفع إلى التفكير في استخدام تردد 220 ميجاهرتز لنظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) هو توفر أجهزة الراديو المتوافقة مع هذا النظام. تتوفر أجهزة الراديو المصممة خصيصًا لنظام PTC حاليًا من عدد محدود من الموردين، وهم يركزون فقط على تردد 220 ميجاهرتز . إحدى شركات الراديو، Meteorcomm LLC، قادرة على دعم بروتوكول I-ETMS PTC باستخدام جهاز راديو بتردد 220 ميجاهرتز . شركة Meteorcomm مملوكة بشكل مشترك لعدد من شركات الشحن من الفئة الأولى ، وقد أشار بعض العاملين في هذا القطاع إلى أن استخدام جهاز الراديو الخاص بها بتردد 220 ميجاهرتز والمعدات المرتبطة به سيتم على أساس ترخيص لكل موقع. قد تُفرض رسوم دورية على هذه العملية أيضًا. هناك مخاوف أخرى من أن تكون رسوم الاشتراك والترخيص باهظة، مما دفع البعض إلى التكهن بأن مالكي شركة Meteorcomm (شركات الشحن) قد يتعرضون لمساءلة قانونية تتعلق بانتهاكات قوانين مكافحة الاحتكار. بالنسبة للعديد من خطوط السكك الحديدية، لا يوجد خيار عملي آخر لتلبية المتطلبات الفيدرالية سوى تركيب نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) بتردد 220 ميجاهرتز باستخدام نظام إدارة القطارات الإلكتروني المتكامل (I-ETMS) مع أجهزة راديو Meteorcomm. في الممر الشمالي الشرقي، توفر شركة GE MDS، وهي مورد آخر لأجهزة الراديو، دعمًا لبروتوكول Amtrak ACSES باستخدام جهاز راديو بتردد 220 ميجاهرتز . تجدر الإشارة إلى أن الشاغل الرئيسي لشركات الشحن فيما يتعلق بموعد تطبيق نظام PTC النهائي هو توفر معدات PTC. ^{[ 38 ]} ونظرًا لاعتبارات مكافحة الاحتكار وتوفر أجهزة الراديو، تم استبدال تصميمات أجهزة راديو Meteorcomm بأجهزة راديو CalAmp . قد يعني هذا كله عدم كفاية معدات راديو PTC بتردد 220 ميجاهرتز المتاحة لجميع خطوط السكك الحديدية التي يتعين عليها تطبيق نظام PTC.

توجد أيضًا مشكلات تتعلق باستخدام هذه الترددات خارج الولايات المتحدة؛ ففي كندا، لا يزال تردد 220 ميجاهرتز جزءًا من نطاق هواة الراديو 1.25 متر . ^{[ 39 ] [ 40 ]}

ستدعم نطاقات ترددية أخرى غير 220 ميجاهرتز نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC)، وقد استُخدمت بالفعل للحصول على موافقة إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) على هذا النظام. عندما حصلت شركة أمتراك على موافقتها الأولية، خططت لاستخدام تردد 900 ميجاهرتز لنظام ACSES. أما شركة BNSF للسكك الحديدية، فقد حصلت على أولى موافقاتها على نظام PTC من إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) لإصدار مبكر من نظام ETMS باستخدام راديو متعدد النطاقات يشمل ترددات 45 ميجاهرتز و 160 ميجاهرتز و 900 ميجاهرتز ، بالإضافة إلى شبكة واي فاي. قد تجد شركات الشحن أو النقل الصغيرة التي تختار نطاقًا واحدًا أو أكثر من هذه النطاقات، أو نطاقًا آخر مثل 450 ميجاهرتز، أنه من الأسهل الحصول على طيف ترددي. وستحتاج هذه الشركات إلى دراسة مسائل الطيف الترددي، ومعدات الراديو، والهوائيات، ومسائل توافق البروتوكولات لضمان نجاح تطبيق نظام PTC.

لا يوجد معيار موحد لأنظمة التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) المتوافقة. وتُوضح عدة أمثلة على هذه الأنظمة هذا الأمر. أولًا، تتوافق أنظمة شركتي يونيون باسيفيك (UP) وبي إن إس إف (BNSF) فيما بينها، حيث تُطبقان نظام I-ETMS وتستخدمان ترددات لاسلكية مختلفة في مواقع مختلفة. ثانيًا، تتوافق أنظمة أمتراك (Amtrak) مع أنظمة نورفولك ساوثرن (Norfolk Southern) في ميشيغان. تستخدم أمتراك نظام التحكم الذكي في القطارات (ITCS)، بينما تستخدم نورفولك ساوثرن نظام I-ETMS. ولتحقيق هذا التوافق، تم تركيب جهازي راديو بتردد 220 ميجاهرتز في كل موقع جانبي، ويتصلان بنظام PTC مشترك عبر جهاز وسيط (يشبه بوابة الشبكة أو محول البروتوكول) في كل موقع جانبي. يتواصل أحد الجهازين مع قطارات الشحن باستخدام نظام I-ETMS، بينما يتواصل الآخر مع قطارات الركاب باستخدام نظام ITCS. في هذه الحالة، يتوقف التوافق عند الموقع الجانبي ولا يشمل الاتصال اللاسلكي مع عربات السكك الحديدية أو الأنظمة الموجودة على متنها. في المثال الثالث، على غرار المثال الأول، تقوم مترولينك، هيئة قطارات الركاب في لوس أنجلوس، بتطبيق نظام I-ETMS، وستستخدم نفس معدات PTC المستخدمة من قبل كل من UP وBNSF. وتقوم مترولينك بتأمين نطاق ترددي خاص بها يبلغ 220 ميجاهرتز ، بحيث تستخدم القطارات العاملة ضمن نطاق مترولينك (قطارات الركاب والشحن) قنوات مختلفة عن تلك المستخدمة من قبل UP وBNSF. ويتحقق التوافق التشغيلي من خلال توجيه الراديو الموجود على متن القطار لتغيير القنوات حسب الموقع. أما بالنسبة لهيئة النقل الإقليمية لجنوب شرق بنسلفانيا (SEPTA) ، المسؤولة عن تشغيل قطارات الركاب في فيلادلفيا وما حولها ، فتقوم أنسالدو بتطبيق بروتوكول ACSES ، وهو بروتوكول PTC الخاص بممر أمتراك الشمالي الشرقي. وبالنسبة لشركة CSX، سيتم تسليم جميع معاملات ACSES PTC إلى CSX في المكتب الخلفي لـ SEPTA، وستكون CSX مسؤولة عن نشر بنية I-ETMS التحتية التي ستستخدمها للتواصل مع قطارات الشحن التابعة لها. إن نموذج قابلية التشغيل البيني لـ SEPTA مشابه جدًا لنموذج مجتمع راديو السلامة العامة حيث يتم ربط أنظمة الراديو المختلفة التي تستخدم ترددات وبروتوكولات مختلفة فقط في المكتب الخلفي لدعم الاتصالات بين الأنظمة.

بالنسبة لشركات السكك الحديدية الرئيسية لنقل البضائع وشركة أمتراك، يبدو أن الحل يكمن في استخدام نطاق ترددي واحد. تقيس هذه الشركات دقة مواعيد القطارات على نطاق أوسع بكثير من قطارات الركاب، لذا فإن هامش تحملها للتأخير أكبر، وبالتالي يكون تأثيره على جداول القطارات أقل. إضافةً إلى ذلك، فإن أنظمة التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) المستخدمة في قطارات الركاب تعمل بأقصى كفاءة ممكنة مقارنةً بقطارات أمتراك أو قطارات الشحن. ولذلك، يساور الركاب قلقٌ خاص من أن استخدام نطاق ترددي واحد في تطبيق نظام PTC قد لا يكون كافيًا. وقد ثبت تاريخيًا أن استخدام نطاق ترددي واحد لدعم التحكم في القطارات في الوقت الفعلي يمثل تحديًا في مثل هذه التطبيقات. ولا يقتصر هذا التحدي على التحكم في القطارات فقط، إذ يمكن أن يؤثر التداخل، سواءً كان من صنع الإنسان أو طبيعيًا، على تشغيل أي نظام لاسلكي يعتمد على نطاق ترددي واحد. وعند استخدام هذه الأنظمة اللاسلكية في شبكات التحكم في الوقت الفعلي، يصعب ضمان عدم تأثر أداء الشبكة في بعض الأحيان. واجهت شركة CSX هذه المشكلة عندما واجهت مشاكل في قنوات انتشار الإشارات في شبكة نظام التحكم المتقدم بالقطارات (ATCS) بتردد 900 ميجاهرتز في التسعينيات. ^{[ 41 ]} يدعم بروتوكول ATCS، الذي أوصت به رابطة السكك الحديدية الأمريكية (AAR) لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) بالنظر فيه كنظام تحكم إيجابي بالقطارات (PTC) في عام 2000 (عندما سعت AAR للحصول على ترخيص "شريطي" على مستوى البلاد بتردد 900 ميجاهرتز )، ^{[ 42 ]} تشغيل نظام التحكم بالقطارات على كل من 900 ميجاهرتز و 160 ميجاهرتز . ^{[ 43 ]} يُستخدم نطاق التردد الأخير فقط لنظام ATCS في عدد قليل من الخطوط الفرعية والخطوط القصيرة. في الآونة الأخيرة، اتجهت الصناعة نحو حلول راديو متعددة النطاقات أكثر قوة لتطبيقات البيانات مثل PTC. في عام 2007، حصلت شركة BNSF لأول مرة على موافقة إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) لنظام ETMS PTC الأصلي الخاص بها باستخدام راديو متعدد النطاقات الترددية. ^{[ 44 ]} إضافةً إلى ذلك، في منتصف عام 2008، أسفرت جهودٌ رعتها إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) من قِبل رابطة السكك الحديدية الأمريكية (AAR) لتطوير راديو بيانات عالي الأداء (HPDR) للاستخدام بتردد 160 ميجاهرتز، عن منح عقدٍ لشركة Meteorcomm لتوريد راديو رباعي النطاقات يُستخدم لنقل الصوت والبيانات. ^{[ 45 ]} تم تعليق هذه الجهود الحديثة لتطوير راديو متعدد النطاقات في أواخر عام 2008، بعد صدور قانون تحسينات سلامة السكك الحديدية، وقررت شركات الشحن اعتماد نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) باستخدام تردد 220 ميجاهرتز فقط، في تكوين نطاق ترددي واحد. وسرعان ما حذت شركة Amtrak ومعظم شركات قطارات الركاب حذوها، واختارت تردد 220 ميجاهرتز .

بعد وقت قصير من إقرار قانون تحسينات سلامة السكك الحديدية، اختارت العديد من خطوط السكك الحديدية للركاب عدم تطوير بروتوكول التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) الخاص بها، وقررت بدلاً من ذلك توفير الوقت والمال باستخدام بروتوكول مُصمم إما لعمليات الشحن أو نقل الركاب لمسافات طويلة (مثل قطارات أمتراك). وسيمثل تطبيق مثل هذا البروتوكول على عمليات قطارات الركاب في المدن، حيث سيكون من الضروري دعم العديد من القطارات الصغيرة سريعة الحركة، تحديًا كبيرًا. ويبقى أن نرى ما سيحدث.هل يمكن لنطاق أداء بروتوكولات التحكم الإيجابي في القطارات (PTC)، المُطوَّرة والمُحسَّنة لقطارات أقل عددًا وأبطأ و/أو أكبر حجمًا، أن يدعم سيناريو تشغيليًا أكثر تعقيدًا، مثل تشغيل قطار ركاب، دون التأثير على الالتزام بالمواعيد؟ يمكن لاختبارات محاكاة البروتوكول التفصيلية والشاملة أن تُخفف من مخاطر المشاكل، إلا أن هناك العديد من المتغيرات، خاصةً عند الأخذ في الاعتبار المكون اللاسلكي، ما يجعل من الصعب ضمان عدم تأثر عمليات القطارات في أسوأ حالات التشغيل في مواقع مُحددة. في الواقع، قد لا يتم اختبار أسوأ حالات التشغيل هذه أثناء اختبار قبول النظام نظرًا للجهد المبذول. يكفي أن نفكر في ما يتطلبه الأمر لتحديد قيود سعة قطار بروتوكول PTC عند كل نقطة تشابك في قطار ركاب كبير عندما يتعطل قطار عند نقطة التشابك، ويكون 10-20 قطارًا آخر ضمن نطاق الاتصال بموقع واحد على جانب السكة. يمكن اختبار هذا السيناريو الافتراضي عند عدد قليل من نقاط التشابك، ولكن ليس عند 30 نقطة تشابك أو أكثر في قطار ركاب كبير.

يشارك فريق كبير من خبراء الصناعة من الحكومة الفيدرالية والمصنعين وشركات السكك الحديدية والاستشاريين في مجموعة دراسة برعاية فريق عمل IEEE 802.15 ، بهدف الاستفادة من الدروس المستفادة في تطوير البروتوكولات ضمن مجموعة IEEE 802، واقتراح حل شامل للمكون اللاسلكي لنظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC). ورغم أن هذا الجهد قد لا يُحدث تغييرًا جوهريًا في جهود الولايات المتحدة الحالية لتطبيق نظام PTC، إلا أن وجود معيار مفتوح قد يُمهد الطريق أمام جميع شركات السكك الحديدية لنشر حل أكثر توافقًا وقوة وموثوقية وقابلية للتطوير ومواكبة للمستقبل للمكون اللاسلكي لنظام PTC.

لطالما طالبت صناعة السكك الحديدية، شأنها شأن الصناعات التحويلية وقطاع الطاقة، بتحقيق عائد استثماري كامل على الاستثمارات الرأسمالية الضخمة المرتبطة بتحسينات البنية التحتية قبل إيقاف تشغيل الأصل واستبداله. وينطبق هذا المبدأ على نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) أيضًا. ومن المستبعد جدًا إجراء أي ترقيات جوهرية على أنظمة PTC الأولية حتى خلال السنوات العشر الأولى. فحساب العائد على الاستثمار ليس بالأمر البسيط، وقد تقرر بعض شركات السكك الحديدية، على سبيل المثال بعد خمس سنوات، أن ترقية بعض مكونات نظام PTC مبررة. ومن الأمثلة على ذلك المكون اللاسلكي لنظام PTC. فإذا ما أدى معيار مفتوح إلى إنتاج جهاز لاسلكي أقل تكلفة ومتوافق مع الأنظمة الحالية، وربما يحسن أداء نظام PTC ويتضمن تحسينات توفر في تكاليف التشغيل، فسيكون من الحكمة أن تنظر شركة السكك الحديدية في خطة لاستبدال أجهزة الراديو الخاصة بنظام PTC. ^{[ 46 ]}

تعمل شركة واب تيك مع سكة ​​حديد ألاسكا على تطوير نظام Vital PTC لتجنب التصادمات، لاستخدامه في قاطراتها. صُمم النظام لمنع تصادم القطارات، وفرض حدود السرعة، وحماية عمال ومعدات السكك الحديدية. كما صُمم نظام إدارة القطارات الإلكتروني (ETMS) من واب تيك للعمل مع نظام إرسال TMDS الخاص بها لتوفير عمليات التحكم في القطارات وإرسالها من أنكوريج. ^{[ 47 ]}

تُنقل البيانات بين القاطرة وموظف التحكم عبر نظام راديو رقمي توفره شركة ميتيور للاتصالات (Meteorcomm). ويقوم حاسوب موجود على متن القطار بتنبيه العمال إلى القيود القادمة وإيقاف القطار إذا لزم الأمر. ^{[ 48 ]}

تم تركيب نظام إنفاذ السرعة المدنية المتقدم (ACSES) التابع لشركتي ألستوم وPHW على أجزاء من ممر أمتراك الشمالي الشرقي بين واشنطن وبوسطن . يُحسّن نظام ACSES أنظمة إشارات الكابينة التي توفرها شركة PHW ، ويستخدم أجهزة إرسال واستقبال سلبية لفرض قيود دائمة على السرعة المدنية. صُمم النظام لمنع تصادم القطارات، والحماية من السرعة الزائدة، وحماية فرق العمل من خلال فرض قيود مؤقتة على السرعة. ^{[ 49 ] [ 50 ]}

تم تركيب نظام التحكم التدريجي بالقطارات (ITCS) التابع لشركة GE Transportation Systems على خط ميشيغان التابع لشركة Amtrak ، مما يسمح للقطارات بالسير بسرعة 110 ميل في الساعة (180 كم/ساعة) . ^{[ 51 ]}  

كان من الممكن تجنب حادثة خروج قطار فيلادلفيا عن مساره عام 2015 لو تم تطبيق نظام التحكم الإيجابي بالقطارات بشكل صحيح على الجزء من السكة الذي كان يسير عليه القطار. لم يتم تفعيل أوامر التحذير/الغرامة المتعلقة بالسرعة الزائدة على ذلك الجزء من السكة تحديدًا، على الرغم من تفعيلها في أماكن أخرى. ^{[ 52 ]}

تم تركيب نظام إدارة القطارات الإلكتروني (ETMS) من شركة واب تيك على جزء من خط سكة حديد بي إن إس إف . وهو نظام تقني مُضاف يُعزز أساليب التحكم الحالية في القطارات. يستخدم نظام ETMS نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتحديد الموقع، ونظام راديو رقمي لمراقبة موقع القطار وسرعته. صُمم النظام لمنع أنواع معينة من الحوادث، بما في ذلك تصادم القطارات. يتضمن النظام شاشة عرض داخل كابينة القيادة تُنبه إلى وجود مشكلة، ثم توقف القطار تلقائيًا إذا لم يتم اتخاذ الإجراء المناسب. ^{[ 53 ]}

تعمل شركة CSX Transportation على تطوير نظام إدارة القطارات القائم على الاتصالات (CBTM) لتحسين سلامة عملياتها في مجال السكك الحديدية. ويُعدّ نظام CBTM النظام السابق لنظام ETMS. ^{[ 54 ]}

سيُوفر نظام إدارة القطارات الإلكتروني (ETMS) من شركة واب تيك حلول التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) بالتزامن مع نظام إدارة القطارات والإرسال (TMDS) من واب تيك ، والذي يُستخدم كحل إرسال لشركة KCS منذ عام 2007، وذلك لجميع عمليات السكك الحديدية في الولايات المتحدة على طول خط KCS. في يناير 2015، بدأت KCS بتدريب موظفيها على نظام PTC في مركز تدريب TEaM التابع لها في شريفبورت، لويزيانا، مع دفعة أولية ضمت 160 شخصًا. ^{[ 55 ]}

معظم قاطرات وعربات قيادة قطارات الركاب التابعة لهيئة النقل في منطقة بوسطن الكبرى (MBTA) ، باستثناء عربات التحكم من طراز بومباردييه 1625-1652 وقاطرات F40PH من طراز 1000-1017 (التي تم إيقاف تشغيلها الآن) ، مُجهزة بتقنية ACSES المتوافقة مع نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC)، والمثبتة على خط أمتراك الشمالي الشرقي . يجب أن تكون جميع قطارات MBTA التي تسير على أي جزء من هذا الخط مُجهزة بأجهزة ACSES عاملة، مما يؤثر على القطارات على خطوط بروفيدنس/ستوكتون ، وفرانكلين/فوكسبورو، ونييدهام . أغلقت MBTA بعض الخطوط في عطلات نهاية الأسبوع خلال عامي 2017 و2018 للوفاء بالموعد النهائي الفيدرالي في ديسمبر 2020 لتطبيق نظام PTC بالكامل. ^{[ 56 ]}

في نوفمبر 2013، وقّعت هيئة النقل الحضري في نيويورك عقدًا بقيمة 428 مليون دولار أمريكي مع تحالف يضم شركة بومباردييه لحلول التحكم في السكك الحديدية وشركة سيمنز لأتمتة السكك الحديدية  ، لتركيب نظام التحكم الإيجابي في القطارات على خطي سكة حديد لونغ آيلاند ومترو نورث . ^{[ 57 ] [ 58 ]} وشملت أعمال التركيب على خطي لونغ آيلاند ومترو نورث تعديلات وتحديثات لأنظمة الإشارات الحالية، بالإضافة إلى إضافة معدات ACSES II . ^{[ 49 ]} وأعلنت شركة سيمنز أن تركيب نظام التحكم الإيجابي في القطارات سيُنجز بحلول ديسمبر 2015، إلا أن هذا الموعد النهائي لم يُلتزم به. ^{[ 59 ]} ولم يكتمل التركيب إلا بنهاية عام 2020. ^{[ 60 ]}

يجري تركيب نظام إنفاذ السرعة المتقدم (ASES) التابع لشركة أنسالدو إس تي إس يو إس إيه على خطوط قطارات الركاب التابعة لشركة نيوجيرسي ترانزيت . ويتم تنسيقه مع نظام ACSES التابع لشركة ألستوم لتمكين القطارات من العمل على الممر الشمالي الشرقي. ^{[ 29 ]}

بدأت شركة نورفولك ساوثرن للسكك الحديدية العمل على النظام في عام 2008 بالتعاون مع شركة واب تيك للإلكترونيات السككية، وذلك لوضع خطة لتطبيق نظام التحكم الإيجابي بالقطارات (PTC) على خطوطها. وقد طبقت الشركة بالفعل نظام PTC على 6310 أميال من السكك الحديدية، وتخطط لتطبيقه على 8000 ميل. وقد طلبت الشركة تمديدًا لفترة تفعيل نظام PTC على خطوطها نظرًا لحاجتها إلى العمل بشكل مكثف في المناطق التي لا تحتوي على إشارات مرور، بالإضافة إلى توفير إمكانية تطبيق نظام PTC على خطوط السكك الحديدية الأصغر التي تتعامل معها. وتواجه الشركة باستمرار مشكلات في النظام، وترغب في تخصيص الوقت الكافي لإصلاحه لضمان سلامة موظفيها وجميع مستخدمي خطوطها. وتقوم الشركة حاليًا بإضافة وتحديث قاطراتها بأجهزة كمبيوتر تدعم نظام PTC لتمكين استخدامها على الخطوط الرئيسية. وقد تم تجهيز 2900 قاطرة من أصل ما يقارب 4000 قاطرة تمتلكها الشركة بأجهزة كمبيوتر تدعم نظام PTC. تخطط شركة نورفولك ساوثرن (NS) لتخزين ما لا يقل عن 500 قاطرة باستخدام نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC). وقد قامت الشركة بتحديث معداتها على طول السكة، مثل أبراج الراديو وإضاءة نقاط التحكم، لدعم عمليات PTC على خطوط السكك الحديدية. تتيح الحواسيب الجديدة في القاطرات التفاعل فيما بينها ومع أنظمة السكة. كما زُودت قاطرات جنرال إلكتريك للنقل التابعة لشركة نورفولك ساوثرن بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للمساعدة في استخدام نظام PTC. جميع قاطرات NS مزودة بنظام إدارة الطاقة (Energy Management)، وهو نظام حاسوبي يوفر بيانات آنية عن القاطرة، ويتحكم في سرعة القطار وأنظمة الفرامل. يُمكّن نظام إدارة الطاقة القاطرات من استهلاك وقود أقل وزيادة كفاءتها. يتمثل هدف NS النهائي في تشغيل قطاراتها بشكل مستقل تمامًا. سيُستخدم هذا النظام جنبًا إلى جنب مع نظام التوجيه الآلي (Auto-router) لتوجيه حركة القطارات بأقل قدر من التدخل البشري، أو بدونه. يُتيح دمج هذين النظامين مع نظام PTC تحكمًا أكثر دقة في حركة القطارات على طول خط السكة الحديدية. تُجري شركات السكك الحديدية NS و Union Pacific و CSXT و BNSF و Virginia Railway Express اختباراتٍ للتوافق التشغيلي لضمان عمل أنظمة التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) الخاصة بكل شركة مع الأخرى، وذلك لضمان سلامة السفر بالسكك الحديدية. ولتحقيق ذلك، يجب أن يتصرف قطار NS على خطوط CSXT كما لو كان قطار CSXT ، والعكس صحيح. ويتطلب ذلك من شركات السكك الحديدية استخدام نفس الاتصالات والترددات اللاسلكية لضمان سلاسة التشغيل. وقد تم تجهيز ما يقرب من 3000 قاطرة بأجهزة كمبيوتر تدعم نظام PTC. ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]}

تم تركيب نظام إشارات التراكب القائم على الاتصالات (CBOSS) التابع لشركة كالترين ، ولكن لم يتم اختباره بالكامل على طول ممر شبه الجزيرة بين سان فرانسيسكو وسان خوسيه وجيلروي في كاليفورنيا. ^{[ 65 ]} اختارت كالترين مجموعة بارسونز للنقل (PTG)، التي كانت تعمل على نظام مماثل لشركة مترولينك في جنوب كاليفورنيا، لتنفيذ وتركيب واختبار نظام CBOSS في نوفمبر 2011. ^{[ 66 ]} في فبراير 2017، ألغى مجلس إدارة كالترين العقد مع PTG لعدم التزامها بالموعد النهائي المحدد في عام 2015. ^{[ 67 ]} رفعت كل من PTG وكالترين دعاوى قضائية لخرق العقد. ^{[ 65 ] [ 68 ]} في اجتماع مجلس إدارتها المنعقد في 1 مارس 2018، أعلنت كالترين أنها ستمنح عقدًا لشركة واب تيك لتنفيذ نظام I-ETMS. ^{[ 69 ]} حصل نظام PTC المكتمل التابع لكالترين على شهادة اعتماد من إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) في ديسمبر 2020. ^{[ 70 ]}

طُوّرت تقنيات نظام التحكم الإيجابي بالقطارات (PTC) وأنظمة مراقبة المركبات لخطوط قطارات الركاب الجديدة في منطقة دنفر الكبرى ، والتي بدأ افتتاحها عام 2016. ^{[ 71 ]} بعد افتتاح خط جامعة كولورادو A في 22 أبريل 2016 بين محطة دنفر يونيون ومطار دنفر الدولي ، واجه الخط سلسلة من المشكلات المتعلقة بتعديل طول الفجوات غير الموصولة بالكهرباء بين أقسام الطاقة العلوية المختلفة، والصواعق المباشرة، وتشابك الأسلاك، وسلوك إشارات التقاطع غير المتوقع. ^{[ 72 ]} استجابةً لمشكلات التقاطع، قامت شركة دنفر ترانزيت بارتنرز، المقاول المسؤول عن بناء وتشغيل خط A، بنشر حراس عبور عند كل نقطة يتقاطع فيها الخط مع الشوارع المحلية على مستوى الأرض، بينما واصلت الشركة البحث عن تحديثات برمجية وحلول أخرى لمعالجة المشكلات الأساسية. ^{[ 73 ]} اشترطت إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) تقديم تقارير مرحلية دورية، لكنها سمحت لهيئة النقل الإقليمية (RTD) بافتتاح خطها B كما هو مقرر أصلاً في 25 يوليو 2016، ^{[ 74 ]} لأن خط B لا يحتوي إلا على معبر واحد على مستوى الأرض على طول مساره الحالي. ^{[ 73 ]} مع ذلك، أوقفت إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) الاختبارات على خط G الأطول إلى ويت ريدج - الذي كان من المقرر افتتاحه أصلاً في خريف 2016 - إلى حين إحراز مزيد من التقدم في حل مشكلات معابر خط A. ^{[ 75 ]} استؤنفت اختبارات خط G في يناير 2018، على الرغم من استمرار تشغيل خط A بموجب استثناء. ^{[ 76 ]} افتُتح خط G لخدمة الركاب في 26 أبريل 2019. ^{[ 77 ]}

تم تطبيق نظام التحكم الإيجابي بالقطارات في 63 معبرًا لشبكة النقل بالسكك الحديدية في منطقة سونوما-مارين، على امتداد خط الركاب الأولي البالغ طوله 43 ميلاً (69 كم)، والذي بدأ تشغيله المنتظم في 25 أغسطس 2017 بعد موافقة إدارة السكك الحديدية الفيدرالية النهائية على نظام التحكم الإيجابي بالقطارات التابع لشركة SMART. ^{[ 78 ]} وتستخدم SMART نظام E-ATC لتطبيق نظام التحكم الإيجابي بالقطارات. ^{[ 79 ]} 

حصلت هيئة النقل الإقليمية لجنوب شرق بنسلفانيا (SEPTA) على موافقة إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) في 28 فبراير 2016 لإطلاق نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) على خطوط السكك الحديدية الإقليمية التابعة لها. ^{[ 80 ]} وفي 18 أبريل 2016، أطلقت SEPTA نظام PTC على خط وارمينستر ، وهو أول خط يستخدم هذا النظام. ^{[ 80 ] [ 81 ]} وخلال عامي 2016 و2017، تم تطبيق نظام PTC على خطوط سكك حديدية إقليمية مختلفة. وفي 1 مايو 2017، تم تزويد خطوط باولي/ثورنديل ، وترينتون ، وويلمنجتون/نيوارك (جميعها تسير على خطوط أمتراك) بنظام PTC، لتكون بذلك آخر خطوط السكك الحديدية الإقليمية التي تحصل على هذا النظام. ^{[ 82 ]}

مترولينك ، نظام السكك الحديدية للركاب في جنوب كاليفورنيا، والذي كان طرفًا في حادث تصادم قطارات تشاتسوورث عام 2008، والذي كان الدافع وراء قانون تحسين سلامة السكك الحديدية لعام 2008 ، كان أول نظام سكك حديدية للركاب يُطبّق نظام التحكم الإيجابي بالقطارات (PTC) بشكل كامل. ^{[ 83 ]} في أكتوبر 2010، منحت مترولينك  عقدًا بقيمة 120 مليون دولار لشركة PTG لتصميم وتوريد وتركيب نظام PTC. ^{[ 84 ]} صممت PTG نظام PTC يستخدم تقنية GPS لتحديد موقع القطارات، حيث تُرسل هذه التقنية معلومات إلى أجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن القطار، والتي تتواصل لاسلكيًا مع إشارات جانب الطريق ومكتب مركزي. ^{[ 85 ]} توقعت شركة مترولينك تشغيل نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) بحلول صيف 2013. ^{[ 85 ]} ومع ذلك، أعلن بارسونز أن إدارة السكك الحديدية الفيدرالية (FRA) قد سمحت لشركة مترولينك بتشغيل نظام PTC RSD باستخدام نظام I-ETMS من شركة واب تيك في خدمة الركاب على خط سان برناردينو في مارس 2015. ^{[ 86 ]} أعلنت مترولينك أنه تم تركيب نظام PTC على جميع مساراتها المملوكة بحلول يونيو 2015، وأنها تعمل على تركيب النظام على المسارات المشتركة مع شركة أمتراك وخطوط الشحن وشركاء السكك الحديدية الآخرين. ^{[ 87 ]}

في تسعينيات القرن الماضي، دخلت شركة يونيون باسيفيك للسكك الحديدية (UP) في مشروع شراكة مع شركة جنرال إلكتريك لتطبيق نظام مشابه يُعرف باسم "التحكم الدقيق بالقطارات". كان من المفترض أن يعتمد هذا النظام على تشغيل نظام الكتل المتحركة ، الذي يُعدّل "منطقة الأمان" حول القطار بناءً على سرعته وموقعه. وقد تسببت الاختصارات المتشابهة أحيانًا في حدوث لبس حول تعريف هذه التقنية. وفي وقت لاحق، تخلت شركة جنرال إلكتريك عن منصة التحكم الدقيق بالقطارات. ^{[ 88 ]}

في عام 2008، قام فريق من شركات لوكهيد مارتن ، ووابتك ، وأنسالدو إس تي إس يو إس إيه بتركيب نظام فرعي للتحكم الذكي في القطارات (ITCS) على امتداد 120 ميلاً من خط سكة حديد يونيون باسيفيك بين شيكاغو وسانت لويس. كما تُعدّ شركات برمجيات كبرى أخرى، مثل بي كي جلوبال وتك ماهيندرا ، من بين الشركاء الاستراتيجيين في مجال تكنولوجيا المعلومات لتطوير أنظمة التحكم الإيجابي في القطارات (PTC). ^{[ 89 ]}

اعتبارًا من 31 ديسمبر 2017  قامت شركة يونيون باسيفيك بتركيب أجهزة إشارات نظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) على 99% من إجمالي مساراتها، أي ما يزيد عن 17,000 ميل. كما قامت الشركة بتركيب أجهزة PTC جزئيًا على حوالي 98% من قاطراتها البالغ عددها 5,515 قاطرة والمخصصة لهذه التقنية، وقامت بتجهيز وتشغيل 4,220 قاطرة بأجهزة وبرامج PTC. كذلك، قامت يونيون باسيفيك بتركيب جميع هوائيات جانب السكة اللازمة لدعم نظام PTC على طول مسارها. ^{[ 90 ]}

قامت شركة يونيون باسيفيك أيضاً بتجهيز القاطرة البخارية رقم 4014 بنظام التحكم الإيجابي في القطارات (PTC) الخاص بها في يوليو 2024، وذلك بتركيب المعدات اللازمة في حجرة جديدة من عربة الوقود. ^{[ 91 ]} يسمح هذا للقاطرة البخارية بالمشاركة في شبكة PTC أثناء تشغيلها بشكل مستقل، بينما كانت تعتمد منذ عام 2021 على معدات PTC المحمولة في قاطرة ديزل مساعدة.