วันพฤหัสบดีที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2560

SCADA

SCADA (อังกฤษSupervisory Control and Data Acquisition การควบคุมกำกับดูแลและเก็บข้อมูล) เป็นประเภทหนึ่งของระบบการควบคุมอุตสาหกรรม (Industrial Control System or ICS) ที่มีการควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ที่เฝ้าดูและควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีอยู่ในโลกทางกายภาพ ระบบ SCADA ในอดีตแยกตัวเองจากระบบ ICS อื่น ๆ โดยเป็นกระบวนการขนาดใหญ่ที่สามารถรวมหลายไซต์งานและระยะทางกว้างใหญ่ กระบวนการเหล่านี้รวมถึงอุตสาหกรรม, โครงสร้างพื้นฐาน, และกระบวนการที่มีพื้นฐานมาจากการให้บริการ, ตามที่ได้อธิบายไว้ด้านล่าง.
  • กระบวนการผลิตของอุตสาหกรรมรวมถึง การผลิต, การกลั่นและขบวนการต่อเนื่อง, เป็นชุดๆ, แบบซ้ำ ๆกัน หรือแบบไม่ต่อเนื่อง,
  • กระบวนการโครงสร้างพื้นฐานอาจจะเป็นของรัฐหรือของเอกชน รวมถึงการบำบัดน้ำและการแจกจ่ายน้ำ, การเก็บรวบรวมและบำบัดน้ำเสีย, น้ำมันและท่อก๊าซ, ส่งพลังงานไฟฟ้าและการกระจาย, ฟาร์มลม, ระบบไซเรนป้องกันฝ่ายพลเรือน, และระบบการสื่อสารที่มีขนาดใหญ่
  • กระบวนการบริการที่เกิดขึ้นทั้งบริการสาธารณะและของเอกชนรวมทั้งอาคาร, สนามบิน, เรือ, และสถานีอวกาศ การเฝ้าดูและการควบคุมความร้อน, การระบายอากาศ, และเครื่องปรับอากาศ (HVAC), การเข้าใช้บริการและการบริโภคพลังงาน
  • ส่วนประกอบของระบบที่ใช้ทั่วไป

    ระบบ SCADA มักจะประกอบด้วยระบบย่อยต่อไปนี้:
    • ส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์และเครื่องจักร (Human-Machine Interface, HMI)เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่นำเสนอข้อมูลที่ผ่านการประมวลผลให้กับผู้ปฏิบัติการ และด้วยวิธีการนี้ผู้ที่ปฏิบัติการสามารถเฝ้าดูจากจอภาพและการควบคุมกระบวนการต่างได้
    • SCADA ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการรักษาความปลอดภัยในขณะที่มีการเข้า,ออก,ใชัระบบ
    • ระบบกำกับดูแล(คอมพิวเตอร์), การเก็บรวบรวมข้อมูล (จัดหา) ในการประมวลผลและการส่งคำสั่ง (ควบคุม) ไปให้กระบวนการ
    • หน่วยทำงานระยะไกล (Remote Terminal Units, RTU) เชื่อมต่อกับ sensor ในกระบวนการ, แปลงสัญญาณเซ็นเซอร์ให้เป็นข้อมูลดิจิตอลและส่งข้อมูลดิจิตอลไปยังระบบการกำกับดูแล
    • ตัวควบคุมตรรกะที่โปรแกรมได้ (Programmable Logic Controller, PLC) ใช้เป็นอุปกรณ์สนามเพราะพวกมันประหยัดกว่า, อเนกประสงค์, ยืดหยุ่นและกำหนดค่าได้ดีกว่ากว่า RTUs ที่มีวัตถุประสงค์พิเศษเฉพาะอย่าง (special-purpose RTU)
    • โครงสร้างพื้นฐานของการสื่อสารที่เชื่อมต่อระบบการกำกับดูแลไปยังหน่วยสถานีระยะไกล
    • เครื่องมือที่ใช้ในขบวนการที่หลากหลายและเครื่องมีอในการวิเคราะห์

    แนวคิดของระบบ

    SCADA มักจะหมายถึงระบบส่วนกลางที่ตรวจสอบและควบคุมสถานประกอบการโดยรวมทั้งหมดหรือความสลับซับซ้อนของระบบที่กระจายออกไปในพื้นที่ขนาดใหญ่ (ตั้งแต่โรงงานเล็กๆถึงระดับชาติ) ส่วนใหญ่การดำเนินการเพื่อควบคุมจะดำเนินการโดยอัตโนมัติโดย RTUs หรือ PLCs ฟังก์ชันการควบคุมของแม่ข่ายมักจะถูกจำกัดแค่การแทรกแซงในระดับพื้นฐานหรือการแทรกแซงระดับกำกับดูแล ตัวอย่างเช่น PLC อาจควบคุมการไหลของน้ำหล่อเย็นผ่านส่วนใดๆของกระบวนการอุตสาหกรรม แต่ระบบ SCADA อาจอนุญาตให้ผู้ใช้งานในการเปลี่ยน set point (อุณหภูมิที่มีนัยสำคัญของขั้นตอนการผลิตเฉพาะของผลิตภัณฑ์นั้น) สำหรับการไหลได้ และเปิดใช้งานเงื่อนไขการเตือนเช่นการขาดหายของการไหลหรืออุณหภูมิที่สูงเกินไป จะแสดงและบันทึก วงรอบของการควบคุมจะถูกกระทำผ่าน RTU หรือ PLC ในขณะที่ระบบ SCADA ตรวจสอบประสิทธิภาพโดยรวมของวงรอบนั้น

    ภาพรวมของวงจร SCADA

    การได้มาของข้อมูลเริ่มต้นที่ระดับ RTU หรือ PLC และรวมถึงการอ่านมาตรและรายงานสถานะของอุปกรณ์ที่มีการสื่อสารไปยัง SCADA ได้ตามความจำเป็น ข้อมูลจะถูกรวบรวมไว้และถูกจัดรูปแบบในลักษณะที่ผู้ประกอบงานในห้องควบคุมที่กำลังใช้ HMI สามารถตัดสินใจกำกับดูแลเพื่อปรับหรือลบล้างการควบคุมต่างๆที่เป็นปกติของRTU (PLC) ข้อมูลอาจถูกป้อนไปให้ผู้เก็บประวัติที่ถูกสร้างขึ้นบ่อยครั้งในฐานข้อมูลระบบการจัดการของสินค้าโภคภัณฑ์เพื่อหาแนวโน้มและการตรวจสอบการวิเคราะห์อื่นๆ

    ภาพรวมของระบบ SCADA
    ระบบ SCADA มักจะจัดทำฐานข้อมูลกระจายซึ่งปกติจะเรียกว่า tag database ซึ่งมีองค์ประกอบข้อมูลที่เรียกว่าแท็กหรือจุด จุดจะแสดงค่าเดี่ยวๆของข้อมูลเข้าหรือออกจากการตรวจสอบหรือการควบคุมโดยระบบ จุดที่สามารถเป็นได้ทั้ง "หนัก" หรือ "เบา" จุดหนักแทนการป้อนข้อมูลที่เกิดขึ้นจริงภายในระบบ ในขณะที่จุดเบาเป็นผลมาจากการดำเนินงานที่เป็นตรรกะและคณิตศาสตร์ประยุกต์ที่จัดให้กับจุดอื่น ๆ (การจัดทำเพื่อใช้งานส่วนใหญ่ตามหลักการคือทุกๆจุดเบาหนึ่งจุดจะเท่ากับจุดหนักหนึ่งจุด) จุดเหล่านี้จะถูกเก็บไว้คู่กับเวลาที่เกิดเพื่อเก็บเป็นประวัติเอาไว้ แทคส์จะถูกบันทึกเข้าไปด้วยเพื่อบอกรายละเอียดเพิ่มเติม เช่นเส้นทางไปที่อุปกรณ์สนามหรือที่เก็บข้อมูลชั่วคราวของ PLC ความเห็นเรื่องเวลาในการออกแบบและข้อมูลการเตือนภัย
    ระบบ SCADA เป็นระบบที่สำคัญอย่างมีนัยสำคัญที่ใช้ในโครงสร้างพื้นฐานของประเทศเช่นกริดไฟฟ้า, น้ำประปาและท่อ แต่ระบบ SCADA อาจจะมีช่องโหว่ความปลอดภัย ดังนั้นระบบควรได้รับการประเมินเพื่อระบุความเสี่ยงและการดำเนินการการแก้ปัญหาเพื่อลดความเสี่ยงเหล่านั้น.

    HMI

    HMI เป็นอุปกรณ์ที่นำเสนอข้อมูลจากการประมวลผลให้กับผู้ปฏิบัติการที่เป็นมนุษย์และมนุษย์จะนำข้อมูลนี้ไปใช้ในการควบคุมขบวนการ

    HMI (Human–Machine Interface) มักจะมีการเชื่อมโยงไปยังฐานข้อมูลระบบ SCADA และโปรแกรมซอฟแวร์เพื่อหาแนวโน้ม, ข้อมูลการวินิจฉัย, และข้อมูลการจัดการเช่นขั้นตอนการบำรุงรักษาตามตารางที่กำหนด, ข้อมูลโลจิสติก, แผนงานโดยละเอียดสำหรับเครื่องตรวจจับหรือเครื่องจักรตัวใดตัวหนึ่ง, และแนวทางการแก้ปัญหาที่เกิดจากระบบผู้เชี่ยวชาญ (expert system)
    ระบบ HMI มักจะนำเสนอข้อมูลให้กับบุคลากรในการดำเนินงานในรูปกราฟิกแบบแผนภาพเลียนแบบ ซึ่งหมายความว่าผู้ปฏิบัติสามารถดูแผนผังแสดงโรงงานที่ถูกควบคุม ยกตัวอย่างเช่นภาพของเครื่องสูบน้ำที่เชื่อมต่อกับท่อสามารถแสดงการทำงานและปริมาณของน้ำที่กำลังสูบผ่านท่อในขณะนั้น ผู้ปฏิบัติงานก็สามารถปิดการทำงานของเครื่องสูบน้ำได้ ซอฟแวร์ HMI จะแสดงอัตราการไหลของของเหลวในท่อที่ลดลงในเวลาจริง แผนภาพเลียนแบบอาจประกอบด้วยกราฟิกเส้นและสัญลักษณ์วงจรเพื่อเป็นตัวแทนขององค์ประกอบของกระบวนการหรืออาจประกอบด้วยภาพถ่ายดิจิตอลของอุปกรณ์ในกระบวนถูกทับซ้อนด้วยสัญลักษณ์ภาพเคลื่อนไหว
    แพคเกจ HMI สำหรับระบบ SCADA มักจะมีโปรแกรมวาดภาพเพื่อผู้ปฏิบัติการหรือบุคลากรบำรุงรักษาระบบที่สามารถใช้ในการเปลี่ยนวิธีการที่จุดเหล่านี้จะแสดงในอินเตอร์เฟซ การแสดงเหล่านี้อาจจะเป็นสัญญาณไฟจราจรง่ายๆซึ่งแสดงสถานะของสัญญาณไฟจราจรที่เกิดขึ้นจริงในสนามหรืออาจซับซ้อนยิ่งจึ้นในการแสดงผลบนจอแบบหลายโปรเจ็กเตอร์ที่แสดงตำแหน่งทั้งหมดของลิฟท์ในตึกระฟ้าหรือแสดงรถไฟทั้งหมดของระบบการขนส่งทางราง
    ส่วนที่สำคัญของการใช้งานระบบ SCADA ส่วนใหญ่คือการจัดการเรื่องการเตือนภัย ระบบจะจับภาพตลอดไม่ว่าเงื่อนไขของสัญญาณเตือนจะเป็นอย่างไรเพื่อใช้พิจารณาเมื่อมีเหตุการณ์การเตือนภัยเกิดขึ้น เมื่อเหตุการณ์เตือนภัยได้รับการตรวจจับ มีสิ่งที่ต้องกระทำหลายอย่าง (เช่นสร้างตัวชี้วัดสัญญาณเตือนภัยเพิ่มอีกตัวหรือมากกว่าหรือส่งข้อความอีเมลหรือข้อความเพื่อแจ้งให้ผู้ปฏิบัติการหรือผู้จัดการระบบ SCADA ระยะไกลจะได้รับทราบ) ในหลายกรณีที่ผู้ปฏิบัติการ SCADA อาจจะต้องรับทราบเหตุการณ์เตือนที่เกิดขึ้นเพื่อยกเลิกสัญญาณเตือนบางตัวในขณะที่สัญญาณเตือนตัวอื่น ๆ ยังคงใช้งานจนกว่าเงื่อนไขของสัญญาณเตือนทั้งหมดจะถูกแก้ไข เงื่อนไขการเตือนปลุกต้องสามารถชี้ชัดอย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่นจุดเตือนภัยเป็นจุดสถานะแบบค่าดิจิตอลที่มีทั้ง'ปกติ'หรือ 'ALARM' ที่คำนวณตามสูตรขึ้นอยู่กับค่าในอนาล็อกและดิจิตอลโดยปริยาย: ระบบ SCADA อาจจะตรวจสอบโดยอัตโนมัติว่า ค่าอนาล็อกอยู่นอกค่าต่ำสุดหรือสูงสุด หรือไม่ ตัวอย่างของสัญญาณเตือนภัยรวมถึงไซเรน, กล่องป๊อปอัพขึ้นบนหน้าจอหรือพื้นที่สีระบายหรือสีกระพริบบนหน้าจอ (ที่อาจจะกระทำในลักษณะที่คล้ายกันกับไฟ "น้ำมันหมด" ในรถยนต์); ในแต่ละกรณี บทบาทของตัวสัญญาณเตือนภัยก็เพื่อดึงความสนใจของผู้ปฏิบัติการ ในการออกแบบระบบ SCADA, จะต้องดำเนินการเมื่อมีเหตุการณ์สัญญาณเตือนภัยที่เกิดขึ้นต่อเนื่องในช่วงเวลาสั้น ๆ มิฉะนั้นสาเหตุพื้นฐาน (ซึ่งอาจจะไม่ใช่เหตุการณ์แรกที่ตรวจพบ) อาจหาไม่พบ

    ฮาร์ดแวร์โซลูชั่น

    วิธีแก้ปัญหาของ SCADA มักจะมี ระบบควบคุมแยกส่วน (Distributed Control System, DCS) มีการใช้ RTUs หรือ PLCs ที่ฉลาดเพิ่มขึ้น พวกนี้มีความสามารถในการดำเนินการด้วยตนเองในกระบวนการตรรกะง่ายๆโดยไม่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์หลัก ภาษามาตรฐานของการเขียนโปรแกรมควบคุม, IEC 61131-3 (ชุดของ 5 ภาษาของโปรแกรมรวมทั้งฟังก์ชันบล็อก, บันได, โครงสร้างข้อความ, แผนภูมิลำดับฟังก์ชันและรายการคำสั่ง) มักจะถูกใช้ในการสร้างโปรแกรมที่ทำงานบน RTUs และ PLCs เหล่านี้ ซึ่งแตกต่างจากภาษากรรมวิธีเช่นการเขียนโปรแกรมภาษา C หรือ FORTRAN, IEC 61131-3 ต้องการการฝึกอบรมน้อยที่สุดโดยอาศัยอำนาจของอาร์เรย์ที่คล้ายกับการควบคุมทางกายภาพประวัติศาสตร์ ซึ่งจะช่วยให้วิศวกรระบบ SCADA สามารถดำเนินการได้ทั้งการออกแบบและการติดตั้ง โปรแกรมจะต้องถูกนำไปใช้งานบน RTU หรือ PLC ตัวควบคุมการทำงานอัตโนมัติที่สามารถโปรแกรมได้ (Programmable Automation Controller, PAC) เป็นตัวควบคุมขนาดเล็กที่รวมคุณสมบัติและความสามารถของระบบควบคุมที่ทำงานด้วยคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC-based)เหมือนกับ PLC ทั่วไป PACs จะถูกนำไปใช้ในระบบ SCADA เพื่อให้ฟังก์ชันกับ RTU และ PLC. ในหลายโปรแกรมของ SCADA ที่ใช้ในงานสถานีไฟฟ้าย่อย, "RTU แยกส่วน" ใช้ตัวประมวลผลข้อมูลหรือคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะเพื่อสื่อสารกับรีเลย์ป้องกันแบบดิจิตอล, กับ PACs และกับอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เป็น I/O และสื่อสารกับ SCADA ตัวแม่ แทนที่จะติดต่อกับ RTU แบบเดิม
    ตั้งแต่ประมาณปี 1998 เกือบทุกผู้ผลิต PLC ใหญ่ๆได้เสนอระบบ HMI / SCADA แบบบูรณาการ โดยใช้โพรโทคอลการสื่อสารที่เปิดกว้างและไม่มีกรรมสิทธิ์. มีแพคเกจ HMI / SCADA หลายรายที่เชี่ยวชาญเฉพาะของบุคคลที่สาม เสนอมาให้พร้อมการเข้ากันได้ฝังในตัวกับ PLCs หลักๆเข้ามาขายในตลาด ช่วยให้วิศวกรเครื่องกล, วิศวกรไฟฟ้าและช่างเทคนิคในการกำหนดค่า HMIs ด้วยตัวเอง, โดยไม่ต้องใช้โปรแกรมที่เขียนโดยโปรแกรมเมอร์ซอฟแวร์ ตัวเครื่องระยะไกล (RTU) เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ทางกายภาพ โดยปกติ RTU แปลงสัญญาณไฟฟ้าจากอุปกรณ์เป็นค่าดิจิตอลเช่นสถานะเปิด/ปิดจากสวิตช์หรือวาล์วหรือเครื่องวัดเช่นความดัน, การไหล, แรงดันไฟฟ้าหรือกระแส โดยการแปลงและการส่งสัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้ออกไปยังอุปกรณ์, RTU สามารถควบคุมอุปกรณ์เช่นการเปิดหรือปิดสวิตช์หรือวาล์วหรือการตั้งค่าความเร็วของปั๊ม

    สถานีกำกับ

    สถานีกำกับหมายถึงเซิร์ฟเวอร์และซอฟต์แวร์ที่มีความรับผิดชอบในการสื่อสารกับอุปกรณ์สนาม (RTUs, PLCs, SENSORS ฯลฯ ) และซอฟแวร์ HMI ที่ทำงานบนเวิร์กสเตชันในห้องควบคุมหรือที่อื่น ๆ ในระบบ SCADA ขนาดเล็ก, สถานีแม่อาจจะประกอบด้วยคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว ในระบบ SCADA ขนาดใหญ่, สถานีแม่อาจประกอบด้วยเซิร์ฟเวอร์หลายตัว, การใช้งานซอฟต์แวร์แบบกระจายและการกู้คืนระบบ เพื่อเพิ่มความสมบูรณ์ของระบบ, เซิร์ฟเวอร์หลายตัวมักจะถูกกำหนดค่าในการสร้างแบบ dual-redundant หรือ hot standby ให้การควบคุมอย่างต่อเนื่องและการตรวจสอบในกรณีที่เกิดความล้มเหลวของเซิร์ฟเวอร์

    ปรัชญาการดำเนินงาน

    สำหรับการติดตั้งบางไซต์ ค่าใช้จ่ายที่จะเป็นผลมาจากระบบการควบคุมความล้มเหลวมีสูงมาก ฮาร์ดแวร์สำหรับบางระบบ SCADA แข็งแกร่งที่จะทนต่ออุณหภูมิ, การสั่นสะเทือนและแรงดันไฟฟ้าสูงสุดขั้ว ในการติดตั้งที่วิกฤตที่สุด, ความน่าเชื่อถือจะมีมากขึ้นโดยมีฮาร์ดแวร์และช่องทางการสื่อสารที่ซ้ำซ้อนกัน ไปถึงจุดที่มีศูนย์ควบคุม(s)ที่มีอุปกรณ์หลากหลายเพียบพร้อม ส่วนที่ล้มเหลวที่สามารถระบุได้อย่างรวดเร็วและการทำงานของมันถูกแทนที่อย่างอัตโนมัติโดยฮาร์ดแวร์สำรอง ส่วนที่ล้มเหลวต้องถูกแทนที่โดยไม่รบกวนกระบวนการ ความน่าเชื่อถือของระบบดังกล่าวสามารถถูกคำนวณทางสถิติและถูกระบุว่าหมายถึงช่วงห่างเฉลี่ยที่ล้มเหลวในแต่ละครั้ง หรือตัวแปรของเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว(s) (Mean time between failures, MTBF) ระบบที่มีความน่าเชื่อถือสูงต้องมีค่า MTBF เป็นศตวรรษ หมายถึงถ้าวันนี้ระบบล้มเหลว การล้มเหลวครั้งต่อไปคือศตวรรษหน้า

    โครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารและวิธีการ

    ระบบ SCADA เดิมใช้ผสมกันระหว่างวิทยุและการต่อสายตรง ถึงแม้ว่า SONET / SDH ถูกใชับ่อยๆสำหรับระบบขนาดใหญ่เช่นรถไฟและโรงไฟฟ้า การจัดการหรือฟังก์ชันการตรวจสอบระยะไกลของระบบ SCADA มักถูกเรียกว่า โทรมาตร (telemetry) ผู้ใช้บางคนต้องการข้อมูล SCADA ผ่านทางเครือข่ายภายในองค์กรที่มีอยู่แล้วหรือใช้ร่วมกับ application อื่น ถึงอย่างไรโพรโทคอลแบบโบราณที่ใช้ bandwidth ต่ำๆก็ยังใช้อยู่
    โพรโทคอลระบบ SCADA ถูกออกแบบมาให้มีขนาดกะทัดรัดมาก หลายตัวจะออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลเฉพาะเมื่อสถานีแม่เรียกหา RTU โพรโทคอลโบราณของ SCADA ได้แก่ Modbus RTU, RP-570, Profibus และ Conitel โพรโทคอลการสื่อสารเหล่านี้เป็นสิทธิ์ของผู้จำหน่ายโดยเฉพาะ แต่ถูกนำมาดัดแปลงและใช้กันอย่างแพร่หลาย โพรโทคอลมาตรฐานก็คือ IEC 60870-5-101 หรือ 104, IEC 61850 และ DNP3 โพรโทคอลการสื่อสารเหล่านี้มีมาตรฐานและได้รับการยอมรับจากทุกผู้ผลิตระบบ SCADA ที่สำคัญ ปัจจุบันหลายโพรโทคอลเหล่านี้มีการขยายเพื่อการใช้งานบน TCP/IP แม้ว่าการใช้ข้อกำหนดของระบบเครือข่ายแบบเดิมเช่น TCP/IP, พร่าเลือนเส้นแบ่งระหว่างเครือข่ายแบบดั้งเดิมและเครือข่ายอุตสาหกรรมพวกมันตอบสนองความต้องการพื้นฐานที่แตกต่างกัน.
    ด้วยความต้องการการรักษาความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น มีการใช้งานที่เพิ่มขึ้นของการสื่อสารผ่านดาวเทียม นี้มีข้อดีที่สำคัญของโครงสร้างพื้นฐานที่สามารถดูแลตัวเองได้ (ไม่ได้ใช้วงจรจากระบบโทรศัพท์สาธารณะ) สามารถมีการเข้ารหัสฝังในตัวและสามารถออกแบบมาเพื่อความพร้อมและความน่าเชื่อถือที่กำหนดโดยผู้ประกอบการระบบ SCADA ประสบการณ์ก่อนหน้านี้ที่ใช้ VSAT ระดับผู้บริโภคเป็นที่น่าสงสาร ระบบการขนส่งที่ทันสมัย​​ระดับให้มีคุณภาพในการให้บริการที่จำเป็นสำหรับระบบ SCADA.
    RTUs และอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติอื่น ๆ ได้รับการพัฒนาก่อนการถือกำเนิดของมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการทำงานร่วมกัน (interoperability) ผลที่ได้คือนักพัฒนาและผู้บริหารสร้างความหลากหลายของโพรโทคอลการควบคุม ในบรรดาผู้ผลิตขนาดใหญ่ก็ยังมีแรงจูงใจในการสร้างโพรโทคอลของตัวเองเพื่อ "ล็อกคอ" ฐานลูกค้าของพวกเขา รายการของโพรโทคอลอัตโนมัติจะรวบรวมไว้ที่นี่
    เมื่อเร็ว ๆ นี้ OLE สำหรับการควบคุมกระบวนการ (OLE for process control, OPC) ได้กลายเป็นโซลูชั่นที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางสำหรับ intercommunicating ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่แตกต่างที่ช่วยให้การสื่อสารอุปกรณ์แม้ว่าเดิมไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายอุตสาหกรรม 

    ถาปัตยกรรม SCADA

    ระบบ SCADA มีวิวัฒนาการมาถึง 3 รุ่นดังนี้

    รุ่นแรก: "Monolithic"

    ในรุ่นแรก การคำนวณถูกกระทำโดยคอมพิวเตอร์เมนเฟรม เครือข่ายยังไม่เกิดในเวลาที่ระบบ SCADA ได้รับการพัฒนา ดังนั้นระบบ SCADA เป็นระบบอิสระไม่มีการเชื่อมต่อกับระบบอื่น ๆ เครือข่ายบริเวณกว้างได้รับการออกแบบมาโดยผู้ขาย RTU ในการสื่อสารกับ RTU. โพรโทคอลการสื่อสารที่มักจะถูกนำมาใช้เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะของผู้ขายในเวลานั้น รุ่นแรกของระบบ SCADA เป็นของซ้ำซ้อนเนื่องจากระบบ back-up ของเมนเฟรมมีการเชื่อมต่อในระดับบัสและถูกนำมาใช้ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวของระบบเมนเฟรมหลัก บางระบบ SCADA รุ่นแรกที่ถูกพัฒนาขึ้นแบบ"turn key" ที่วิ่งบน minicomputers เช่น PDP-11 ของบริษัท Digital Equipment Corporation (DEC) ระบบเหล่านี้เป็นแบบ read only ในแง่ที่ว่าพวกมันจะสามารถแสดงข้อมูลจากระบบการควบคุมแบบอนาล็อกที่มีอยู่ที่ใช้ในการดำเนินการแต่ละเวิร์กสเตชัน แต่พวกเขามักจะไม่ได้พยายามที่จะส่งสัญญาณไปยังสถานีควบคุมระยะไกลเนื่องจากปัญหา telemetry พื้นฐานที่เป็นอนาล็อกและผู้บริหารศูนย์การควบคุมมีความกังวลกับการยอมให้ทำการควบคุมโดยตรงจากเวิร์คสเตชันคอมพิวเตอร์ พวกมันยังทำหน้าที่แจ้งเตือนและบันทึกการเตือนและทำหน้าที่บัญชีคำนวณสินค้าโภคภัณฑ์รายชั่วโมงและรายวัน

    รุ่นที่สอง: "กระจาย"

    การประมวลผลถูกกระจายไปหลายสถานีที่มีการเชื่อมต่อผ่านระบบ LAN และมีการใช้ข้อมูลร่วมกันในเวลาจริง แต่ละสถานีรับผิดชอบสำหรับงานเฉพาะจึงทำให้ขนาดและค่าใช้จ่ายของแต่ละสถานีน้อยกว่าสถานีในรุ่นแรก โพรโทคอลเครือข่ายที่ใช้ก็ยังคงเป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะซึ่งนำไปสู่​​ปัญหาด้านความปลอดภัยของระบบ SCADA ที่ได้รับความสนใจจากแฮกเกอร์ เนื่องจากโพรโทคอลที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะจึงมีคนน้อยมากนอกจากนักพัฒนาและแฮกเกอร์ที่จะรู้มากพอที่จะกำหนดวิธีการรักษาความปลอดภัยของการติดตั้งระบบ SCADA เนื่องจากทั้งสองฝ่ายมีส่วนได้เสียจึงเก็บปัญหาด้านความปลอดภัยไว้เงียบๆ ความปลอดภัยของการติดตั้งระบบ SCADA มักจะถูกประเมินเกินกว่าความเป็นจริงอย่างมาก

    รุ่นที่สาม: "เครือข่าย"

    เนื่องจากการใช้งานของโพรโทคอลมาตรฐานและความจริงที่ว่าหลายระบบ SCADA ที่อยู่ในเครือข่ายจะสามารถเข้าถึงได้จากอินเทอร์เน็ต ระบบอาจมีความเสี่ยงการโจมตีระยะไกล ในทางตรงกันข้ามการใช้โพรโทคอลมาตรฐานและเทคนิคการรักษาความปลอดภัยมีความหมายว่าการปรับปรุงมาตรฐานความปลอดภัยสามารถใช้ได้กับระบบ SCADA, โดยสมมติว่าพวกเขาได้รับการบำรุงรักษาและการ update ทันเวลา

    ปัญหาด้านความปลอดภัย

    ระบบ SCADA ที่ผูกกับสิ่งอำนวยความสะดวกแบบ decentralize เช่นพลังงาน, น้ำมัน, และท่อก๊าซ, การแจกจ่ายน้ำ, ระบบการจัดเก็บน้ำเสีย,จะต้องถูกออกแบบให้เป็นระบบเปิด, มีความแข็งแกร่งทนทานและมีความง่ายในการใชังานและซ่อมแซม แต่ไม่จำเป็นต้องรักษาความปลอดภัย. การย้ายจากเทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะให้เป็นระบบมาตรฐานและเปิดกว่า พร้อมด้วยการเพิ่มจำนวนการติดต่อระหว่างหลายระบบ SCADA, หลายเครือข่ายสำนักงาน, และระบบอินเทอร์เน็ตเหล่านี้ได้ทำให้พวกเขาเสี่ยงที่จะถูกโจมตีทางเครือข่าย ซึ่งเป็นเรื่องที่ค่อนข้างธรรมดาในการรักษาความปลอดภัยคอมพิวเตอร์
    โดยเฉพาะเจาะจง นักวิจัยด้านความปลอดภัยมีความกังวลเกี่ยวกับ:
    • การขาดความกังวลเกี่ยวกับการรักษาความปลอดภัยและการ authen ในการออกแบบ, การนำไปใช้งานและการทำงานของบางเครือข่าย SCADA ที่มีอยู่
    • ความเชื่อที่ว่าระบบ SCADA ได้รับประโยชน์จากการรักษาความปลอดภัยเนื่องจากไม่เป็นที่รู้จักผ่านการใช้งานของโพรโทคอลที่ทำขึ้นเป็นพิเศษและอินเตอร์เฟซที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะ
    • ความเชื่อที่ว่าระบบเครือข่าย SCADA มีความปลอดภัยเพราะเครือข่ายมีความปลอดภัยทางกายภาพ
    • ความเชื่อที่ว่าระบบเครือข่าย SCADA มีความปลอดภัยเพราะเครือข่ายตัดการเชื่อมต่อจากอินเทอร์เน็ต
    ระบบ SCADA ถูกใช้ในการควบคุมและตรวจสอบกระบวนการทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น การส่งกำลังไฟฟ้า, การขนส่งของก๊าซและน้ำมันทางท่อ, การส่งน้ำ, ไฟจราจร, และระบบอื่น ๆ ที่ใช้เป็นพื้นฐานของสังคมสมัยใหม่ ความปลอดภัยของระบบ SCADA เหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญเพราะการประนีประนอมหรือการทำลายของระบบเหล่านี้จะส่งผลกระทบต่อหลายพื้นที่ของสังคม ตัวอย่างเช่นไฟดับที่เกิดจากการประนีประนอมในระบบ SCADA ไฟฟ้าจะทำให้เกิดความสูญเสียทางการเงินให้ลูกค้าทั้งหมด เราจะได้เห็นว่าการไม่รักษาความปลอดภัยของระบบ SCADA จะส่งผลกระทบต่อสังคมจะเป็นอย่างไร
    มีภัยคุกคามหลากหลายต่อระบบ SCADA ที่ทันสมัย ภัยหนึ่งคือการคุกคามของการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตที่ซอฟต์แวร์การควบคุมไม่ว่าจะเป็นการเข้าถึงของคนหรือการเข้าถึงการเปลี่ยนแปลงการชักนำให้เกิดโดยตั้งใจหรือไม่ตั้งใจจากการติดเชื้อไวรัสและภัยคุกคามซอฟต์แวร์อื่น ๆ ที่อยู่บนเครื่องควบคุมตัวแม่ อีกประการหนึ่งคือการคุกคามของการเข้าถึงแพ็กเก็ตไปยังกลุ่มเครือข่ายอุปกรณ์ SCADA โฮสติ้ง ในหลาย ๆ กรณีโพรโทคอลควบคุมขาดรูปแบบของการรักษาความปลอดภัยการเข้ารหัสลับใด ๆ ที่ช่วยให้ผู้โจมตีสามารถควบคุมอุปกรณ์ SCADA โดยการส่งคำสั่งผ่านทางเครือข่าย ในหลายกรณีผู้ใช้ SCADA ได้สันนิษฐานว่าการมี VPN สามารถให้การป้องกันที่เพียงพอ โดยไม่ทราบว่าการรักษาความปลอดภัยสามารถเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่จะถูก bypass เพื่อการเข้าถึงทางกายภาพไปที่ แจ็คและสวิทช์ ของเครือข่าย SCADA ที่เกี่ยวข้อง ผู้ขายการควบคุมอุตสาหกรรมแนะนำการรักษาความปลอดภัยด้วยวิธีการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่มีการป้องกันในเชิงลึกซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่ใช้ประโยชน์ตามแนวทางปฏิบัติของระบบไอทีทั่วไป.
    ฟังก์ชันความน่าเชื่อถือของระบบ SCADA ในโครงสร้างพื้นฐานที่ทันสมัย​​ของเราอาจจะเป็นสิ่งสำคัญต่อสุขภาพและความปลอดภัยสาธารณะ เช่นการโจมตีในระบบเหล่านี้โดยตรงหรือโดยอ้อมอาจคุกคามสุขภาพและความปลอดภัยของประชาชน การโจมตีดังกล่าวได้เกิดขึ้นแล้วในระบบการควบคุมน้ำเสียของสภามารุชี ไชร์ในควีนส์แลนด์, ออสเตรเลีย. ไม่นานหลังจากที่ผู้รับเหมาติดตั้งระบบ SCADA ในเดือนมกราคม 2000 ส่วนประกอบของระบบเริ่มทำงานผิดพลาด ปั๊มไม่ทำงานเมื่อจำเป็นและสัญญาณเตือนภัยก็ไม่ได้รายงาน วิกฤตเพิ่มเติม, น้ำทิ้งก็ท่วมใกล้สวนสาธารณะและปนเปื้อนบ่อระบายน้ำแบบเปิดพื้นผิวของน้ำแล้วไหล 500 เมตรไปที่คลองน้ำขึ้นน้ำลง ระบบ SCADA ทำการเปิดวาล์วน้ำทิ้งในขณะที่โพรโทคอลสั่งให้ปิดวาล์วไว้ตลอด ในขั้นต้นนี้ก็เชื่อว่าจะเป็นปัญหาที่ระบบ การตรวจสอบของระบบที่บันทึกไว้เปิดเผยว่าการทำงานผิดปกติเป็นผลมาจากการโจมตีในโลกไซเบอร์ ผู้สืบสวยได้รายงาน 46 กรณีที่เกิดจากการแทรกแซงจากภายนอกก่อนที่ผู้กระทำผิดจะถูกระบุ การโจมตีถูกทำขึ้นโดยอดีตพนักงานที่ไม่พอใจของที่บริษัททำการติดตั้งระบบ SCADA อดีตพนักงานหวังที่จะได้รับการว่าจ้างจากหน่วยงานสาธารณูปโภคเต็มเวลาเพื่องานรักษาระบบ
    ผู้ค้าจำนวนมากของระบบ SCADA และผลิตภัณฑ์การควบคุมได้เริ่มกล่าวถึงความเสี่ยงที่เกิดโดยการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยสายการพัฒนาของอุตสาหกรรมเฉพาะไฟร์วอลล์ VPN โซลูชั่นสำหรับเครือข่าย SCADA ที่เป็น TCP / IP-based เช่นเดียวกับอุปกรณ์การตรวจสอบและบันทึกระบบ SCADA ภายนอก. [16] The International Society of Automation (ISA) เริ่มการทำให้เป็นรูบแบบอย่างของความต้องการระบบรักษาความปลอดภัยของ SCADA ในปี 2007 กับกลุ่มทำงาน, WG4 จะ "ทำการตกลงเฉพาะกับข้อกำหนดทางเทคนิคที่ไม่ซ้ำกัน, การวัด, และคุณสมบัติอื่น ๆ ที่จำเป็นในการประเมินและรับรองความยืดหยุ่นการรักษาความปลอดภัยและประสิทธิภาพการทำงานของระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมและอุปกรณ์ระบบควบคุม".
    ความสนใจที่เพิ่มขึ้นในความเปราะบางไม่มั่นคงของระบบ SCADA มีผลจากการวิจัยซึ่งพบว่าเกิดความไม่มั่นคงในซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์และเทคนิคการป้องกันทั่วไปที่ได้ถูกนำเสนอให้กับชุมชน ในระบบ SCADA ของสาธารณูปโภคเช่นไฟฟ้าและก๊าซ, ความไม่มั่นคงของฐานการติดตั้งขนาดใหญ่ที่ติดตั้งการเชื่อมต่อการสื่อสารแบบอนุกรมทั้งแบบใช้สายและแบบไร้สายถูกกล่าวถึงในบางกรณีโดยการใช้อุปกรณ์ที่ใช้ตรวจสอบและการเข้ารหัสขั้นสูงมาตรฐานดีกว่าการเปลี่ยนโหนดที่มีอยู่ทั้งหมด.

วันพฤหัสบดีที่ 13 กรกฎาคม พ.ศ. 2560

ระบบไฟฟ้าของรถไฟฟ้าและระบบอาณัติสัญญาณรถไฟ


ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟ


ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟ (Railway signalling system) เป็นระบบกลไก สัญญาณไฟ หรือระบบคอมพิวเตอร์ ในการเดินขบวนรถไฟเพื่อแจ้งให้พนักงานขับรถไฟทราบสภาพเส้นทางข้างหน้า และตัดสินใจที่จะหยุดรถ ชลอความเร็ว หรือบังคับทิศทาง ให้การเดินรถดำเนินไปได้อย่างปลอดภัย รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในการเดินรถสวนกันบนเส้นทางเดียว หรือการสับหลีกเพื่อให้รถไฟวิ่งสวนกันบริเวณสถานีรถไฟ หรือควบคุมรถไฟให้การเดินขบวนเป็นไปตามที่กำหนดไว้กรณีที่ใช้ระบบอาณัติสัญญาณแบบคอมพิวเตอร์
ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟจะควบคุมและกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ และระยะเวลาในการเดินรถ ของขบวนรถที่อยู่บนทางร่วมเดียวกัน รวมทั้งการสับหลีกบริเวณสถานีรถไฟ โดยการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบ จะออกแบบให้ทำงานสัมพันธ์กัน เพื่อให้พนักงานขับรถไฟสามารถตัดสินใจเดินรถได้อย่างมั่นใจ และไม่ให้เกิดความสับสน

ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟในประเทศไทย[แก้]

ระบบอาณัติสัญญาณรถไฟในประเทศไทย ของการรถไฟแห่งประเทศไทย ออกแบบโดยคำนึงถึงความปลอดภัย สภาพภูมิประเทศ (ความลาดชัน, ทางโค้ง, สภาพราง) ความหนาแน่นของชุมชน และงบประมาณ โดยระบบที่ใช้มี 3 ประเภทดังนี้

สัญญาณไฟสี

มี 2 ระบบ คือ
  • ระบบไฟสีสองท่า ใช้ไฟ 2 สี 2 ดวง (แดง + เขียว) หรือ 3 ดวง คือ เขียว + แดง + เขียว ใช้ในเส้นทางที่รถวิ่งด้วยความเร็วต่ำ เสาสัญญาณจะมีเพียงเสาเข้าเขตใน และเสาออก
  • ระบบไฟสีสามท่า ใช้ในเส้นทางหลัก โดยจะมีเสาเตือน เสาเข้าเขตใน (มีไฟสีเหลือง) และมีไฟสีขาว 5 ดวงบอกการเข้าประแจของขบวนรถ หรือเป็นจอ LED บอกหมายเลขของทางหลีก
    • ระบบไฟสีสามท่า แบบมีเสาออกตัวนอกสุด
    • ระบบไฟสีสามท่า
    • ระบบไฟสีสามท่า แบบมีสัญญาณเข้าเขตนอก
แบ่งประเภทตามมาตรฐานของการรถไฟแห่งประเทศไทยได้เป็น

ก.1ก

ประแจกลไฟฟ้า ชนิดบังคับสัมพันธ์ด้วยรีเลย์ และสัญญาณไฟสี

ก.1ข

ประแจกลไฟฟ้า ชนิดบังคับด้วยคอมพิวเตอร์ และสัญญาณไฟสี

ก.2

ประแจกลหมู่ ชนิดบังคับด้วยเครื่องกลสายลวด และสัญญาณไฟสี
อาณัติสัญญาณประจำที่ชนิดหางปลา ที่สถานีรถไฟธนบุรี ซึ่งได้รับการอนุรักษ์ไว้
สัญญาณหางปลา จัดแสดงที่พิพิธภัณฑ์รถไฟแห่งชาติ ประเทศอังกฤษ

สัญญาณหางปลา

เป็นอาณัติสัญญาณแบบดั้งเดิม แต่มีความปลอดภัยสูง เช่นเดียวกับระบบอาณัติสัญญาณประจำที่ชนิดไฟสี

ก.3

ประแจกล ชนิดบังคับด้วยเครื่องกลสายลวด พร้อมสัญญาณหางปลา มีเสาแบบสมบูรณ์ ประกอบด้วยเสาเตือน เสาเข้าเขตใน เสาออก และเสาออกตัวนอกสุด

ก.4

ประแจกล ชนิดบังคับด้วยเครื่องกลสายลวด พร้อมสัญญาณหางปลา มีเสาไม่สมบูรณ์ ประกอบด้วยเสาเข้าเขตใน และเสาออก

ข.

ประแจกลเดี่ยว พร้อมสัญญาณหางปลาเข้าเขตใน

หลักเขตสถานี

ค.

หลักเขตสถานี จะใช้ในสถานีที่มีจำนวนขบวนรถเดินผ่านน้อย หรือสถานีที่มีการติดตั้งระบบอาณัติสัญญาณชนิดอื่นยังไม่สมบูรณ์ โดยหลักเขตสถานีจะตั้งแทนเสาเข้าเขตใน โดย พขร. จะต้องปฏิบัติตามสัญญาณมือ หรือสัญญาณวิทยุ จากนายสถานี

สัญญาณตัวแทน

เป็นสัญญาณที่แสดงท่าของสัญญาณต้นถัดไป ใช้ในกรณีที่เป็นทางโค้งไม่สามารถมองเห็นสัญญาณต้นหน้าในระยะไกลกว่า 1 กิโลเมตร
    • สัญญาณไฟเรียงเป็นแนวนอน หมายความว่า สัญญาณตัวหน้าแสดงท่าห้าม
    • สัญญาณไฟเรียงเป็นแนวนอนกะพริบ หมายความว่า สัญญาณตัวหน้าแสดงท่าระวัง
    • สัญญาณไฟเรียงเป็นแนวเฉียง หมายความว่า สัญญาณตัวหน้าแสดงท่าอนุญาต





                                                         ระบบไฟฟ้าของรถไฟฟ้า




SIEMENS Model 
 
ภายหลัง BTS ได้เพิ่มตู้รถไฟฟ้าจากแบบ 3 ตู้ เป็นแบบ 4 ตู้ต่อขบวน ทำให้ขบวนรถไฟฟ้า Siemens model ทั้ง 35 ขบวนได้กลายเป็นรถไฟฟ้าแบบ 4 ตู้ ซึ่งประกอบด้วย ตู้รถไฟฟ้ามีระบบขับเคลื่อน (Motored cars) ที่ด้านหน้าและท้ายของขบวนรถไฟฟ้า และ ตู้รถไฟฟ้าแบบไม่มีระบบขับเคลื่อน (Trailer cars) 2 ตู้อยู่ตรงกลางของขบวนรถไฟฟ้า ตามชนิดดังต่อไปนี้
1.ตู้รถไฟฟ้าแบบ A-Car มีระบบขับเคลื่อน (Motored cars) และห้องคนขับ (Driving Cab)
2.ตู้รถไฟฟ้าแบบ C-Car ไม่มีระบบขับเคลื่อน (trailer cars) และห้องคนขับ แต่มีแหล่งจ่ายไฟฟ้า (Power Supply) สำหรับ ระบบปรับอากาศ และระบบแสงสว่าง
 
   
 โดยที่ตู้รถไฟฟ้าแบบ C-car ที่เพิ่มเข้าไปใหม่นั้น เรียกว่า C1-car มีลักษณะเด่นที่แตกต่างจากเดิมคือ
  • เสาราวจับแบบ 3 ก้าน เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับผู้โดยสารซึ่งจะมีราวจับเพิ่มมากขึ้น
  • เพิ่มพื้นที่สำหรับรถเข็นผู้พิการ พร้อมเข็มขัดนิรภัยสำหรับจับยึดรถเข็นผู้พิการและราวจับให้
  • มีการติดตั้งเครื่องแปลงพลังงานไฟฟ้าขนาดเล็กจาก 750 VDC เป็น 400 VAC เพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์เครื่องปรับอากาศภายในตู้โดยสารใหม่โดยเฉพาะ
  • มีการนำเอาระบบควบคุมการห้ามล้อแบบใหม่เรียกว่า EP2002 ซึ่งตัวอุปกรณ์จะรวมระบบการควบคุมด้วยลมและไฟฟ้าอยู่ในอุปกรณ์เดียวกัน
  • มีวงจรปรับอากาศ 2 วัฏจักร ใช้น้ำยาปรับอากาศ R407C
ลักษณะต่อพ่วงของรถไฟฟ้า 4 ตู้ คือ A-C-C1-A



ระบบขับเคลื่อนของรถไฟฟ้าได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงขนาด 750 โวลท์ (DC Voltage) จากรางที่สาม (Third Rail Traction Power) ผ่านชุดแปลงกระแสไฟฟ้าสลับระบบขับเคลื่อน (Traction Convertor Units) เพื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับให้กับชุดมอเตอร์ขับเคลื่อนที่ติดตั้งอยู่บนเพลาล้อของรถ A-car ทั้งสองตู้ ในทำนองเดียวกันตู้รถไฟฟ้า C-car ทั้งสองตู้ตรงกลางได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงขนาด 750 โวลท์จากรางที่สาม (Third Rail Traction Power) แปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส 400 โวลท์ และไฟฟ้ากระแสตรง 110 โวลท์ เพื่อใช้ในระบบปรับอากาศ และชาร์จแบตเตอรี่ ตามลำดับ
ขบวนรถไฟฟ้า 4 มีความยาวตลอดทั้งขบวน 86.6 เมตร กว้าง 3.12 เมตร รองรับผู้โดยสารได้สุงสุดจำนวน 1490 คน (มีผู้โดยสารนั่งเต็มทุกที่นั่ง และ ผู้โดยสารยื่น) ที่น้ำหนักบรรทุก (Load Condition) 8 คน ต่อ ตารางเมตร จำนวนที่นั่งผู้โดยสาร 42 ที่นั่ง ต่อ ตู้ และ 168 ที่นั่งทั้งขบวน มีประตูโดยสารเลื่อนปิดเปิดด้านนอกตัวรถ (Sliding door) ควบคุมการทำงานด้วยระบบควบคุมกับมอเตอร์ไฟฟ้า มีความกว้างเมื่อเปิดสุด 1.4 เมตร จำนวน 16 บานต่อด้าน ตัวรถทำด้วยเหล็กปลอดสนิม ติดตั้งระบบปรับอากาศ พร้อมหน้าต่างชนิดกันแสง
 
 


ระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำสุดไม่ถาวรแรงดันต่ำสุดถาวรแรงดันใช้งานแรงดันสูงสุดถาวรแรงดันสูงสุดไม่ถาวร
600 V ไฟฟ้ากระแสตรง400 V400 V600 V720 V800 V
750 V DC500 V500 V750 V900 V1,000 V
1,500 V DC1,000 V1,000 V1,500 V1,800 V1,950 V
3 kV DC2 kV2 kV3 kV3.6 kV3.9 kV
15 kV AC, 16.7 Hz11 kV12 kV15 kV17.25 kV18 kV
25 kV AC, 50 Hz

กระแสสลับ

ระบบจ่ายกระแสไฟฟ้า AC จะเป็นแบบเหนือศีรษะได้อย่างเดียว กระแสสลับสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าให้ลดลงได้ภายในหัวรถจักร ใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงมากเพื่อให้มีกระแสน้อยลง สายส่งจึงมีขนาดเล็กลง ซึ่งหมายถึงการสูญเสียพลังงานน้อยลงไปตามทางยาวของเส้นทางรถไฟ

ระบบกระแสสลับหลายเฟส

รถไฟกระแสไฟฟ้า AC 3 เฟสถูกใช้ในอิตาลี สวิตเซอร์แลนด์และสหรัฐอเมริกาในต้นศตวรรษที่ 20 ระบบในตอนต้นใช้
คลื่นความถี่ต่ำ (16⅔ Hz) และแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ (3,000 หรือ 3,600 โวลต์) ระบบจะสร้างพลังงานจากการเบรก ป้อนกลับไปยังระบบ จึงมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับรถไฟที่ใช้ในเขตภูเขา (เงื่อนไขคือหัวรถจักรอีกสายสามารถใช้พลังนี้ได้) ระบบมีข้อเสียของการที่ต้องมีสอง (หรือสาม) ตัวนำเหนือศีรษะที่แยกเป็นสัดส่วนบวก return path ผ่านทางราง หัวรถจักรฟทำงานที่ความเร็วคงที่ ที่หนึ่ง, สองหรือสี่สปีด
ระบบยังถูกนำมาใช้บนภูเขาสี่ลูก รถไฟใช้ 725-3,000 V at 50 หรือ 60 Hz: (Corcovado Rack ในริโอเดอจาเนโร, บราซิล, Jungfraubahn และ Gornergratbahn ในประเทศสวิสเซอร์แลนด์และ Petit รถไฟ de la Rhune ในประเทศฝรั่งเศส)

การใช้พลังงานไฟฟ้าในโลก

ในปี 2006, 240,000 กิโลเมตร (25% โดยความยาว) ของเครือข่ายรางรถไฟโลกมีกระแสไฟฟ้าในรางและ 50% ของการขนส่งทางรถไฟได้รับการดำเนินการโดยไฟฟ้าลาก

วันพฤหัสบดีที่ 6 กรกฎาคม พ.ศ. 2560

ส่วนประกอบของรางรถไฟ

ส่วนประกอบของรางรถไฟ







ทางรถไฟหมายถึง ทางที่มีรางเหล็ก ๒ เส้น วางขนานต่อๆ กันบนไม้หมอน ซึ่งวางตั้งฉากกับรางไม้หมอน วางอยู่บนชั้นของหินก้อน ซึ่งมีขนาดประมาณ ๓ - ๖ ซม. โดยมีคันดินเป็นฐานรองรับ โดยทั่วๆ ไป ทางรถไฟมักจะสร้างผ่านไปตามที่ราบ เช่น ทุ่งนา ป่า หรือในพื้นที่ที่เป็นภูเขามีภูมิประเทศสูงๆ ต่ำๆ ติดต่อกันตั้งแต่ต้นทางไปจนสุดปลายทาง ทางที่ต่ำก็มีการถมให้สูงขึ้น ส่วนทางที่สูง ก็อาจตัดดินเป็นช่อง หรือเจาะเป็นอุโมงค์ หรือถ้ำ เพื่อมิให้มีส่วนที่ลาดชันสูงเกินไป ซึ่งจะเป็นอุปสรรค ทำให้รถจักรไม่สามารถลากจูงขบวนรถยาวๆ ขึ้นได้ เพราะความฝืดระหว่างล้อรถจักรกับรางมีน้อย ถ้าทางผ่านหุบ เขา แม่น้ำ ลำคลอง ก็ทำเป็นสะพานข้ามไป สำหรับจุดมุ่งหมายในการสร้างทางรถไฟนั้น ต้องมีการพิจารณาถึงประโยชน์และความสำคัญ ในด้านการคมนาคม การขนส่ง การเศรษฐกิจ การปกครอง และการยุทธศาสตร์ งานที่นับว่าเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างทางรถไฟ คือ งานสำรวจหาข้อมูลต่างๆ เช่น การสำรวจหาแนวทาง การวางแนว และการสำรวจทาง เศรษฐกิจ ทั้งนี้ เพื่อจะให้ได้รับผลประโยชน์จากทางรถไฟ ที่จะสร้างขึ้นอย่างเต็มที่ ใน สมัยก่อนงานสำรวจเป็นงานที่ลำบากมาก เพราะอุปกรณ์ที่จะให้ความสะดวกในการสำรวจ เช่น แผนที่ สถิติต่างๆ เครื่องมือ เครื่องใช้ การคมนาคม ยานพาหนะ และยารักษาโรค ยังไม่ดีเหมือนในสมัยปัจจุบัน ซึ่งระบบการสำรวจได้วิวัฒนาการจากเดิมไปมาก นอกจากนี้ ปัจจุบันยังมีการสำรวจโดยทางอากาศได้อีกทางหนึ่ง ทำให้ผู้สำรวจทำงานได้รวดเร็วและสะดวกขึ้นมาก
โคมประแจมีลูกศรแสดงทิศทางของราง
โคมประแจ
มีลูกศรแสดงทิศทางของราง
การก่อสร้างทางรถไฟสมัยแรกยังไม่มีเครื่องมือกลทุ่นแรง งานส่วนใหญ่จึงทำ โดยใช้แรงคน ส่วนในปัจจุบันมีการใช้เครื่องทุ่นแรง และเทคนิคใหม่ๆ ที่ทันสมัย เช่น ดินที่จะนำมาเป็นคันถนนรถไฟ ก็มีการเลือกเอาแต่ดินที่เหมาะสม ต้องมีการบดอัดให้แน่น เพื่อกันมิให้มีการยุบตัวได้ ความลาดชันของทางก็ต้องจำกัด ไม่ให้มีมากนัก ทางโค้งก็ทำให้เป็นโค้งกว้างมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่ออำนวยให้ขบวนรถสามารถวิ่งด้วยความเร็วสูงได้ตลอดทาง นอกจากนี้ยังมีการแก้ไข โดยการเชื่อมรางให้ติดต่อกันเป็นท่อนยาวๆ รางเชื่อมนี้จะทำให้มีความยาวเท่าใดก็ได้ ซึ่งสมัยก่อนต้องมีการเว้นระยะหัวต่อรางทุกๆ ท่อนไว้เสมอ เพื่อให้รางสามารถขยายตัวได้เมื่ออากาศร้อน แต่ในปัจจุบันได้แก้ปัญหาเรื่องการ ยืดตัว หรือหดตัวของราง โดยการยึดรางให้ติดแน่นกับหมอนด้วยอุปกรณ์ชนิดหนึ่งเรียกว่า สมอ (anchor) หรือ คลิป (clip) อันเป็นเครื่องยึดเหนี่ยวรางแบบสปริง ในกรณีเช่นนี้ ไม่ว่าอากาศจะร้อนหรือเย็น รางก็จะถูกบังคับให้มีความยาวคงที่ เพราะรางถูกยึดไว้แน่นแล้ว หมอนรองรางซึ่งแต่เดิมเป็นหมอนไม้ ก็เปลี่ยนเป็นหมอนคอนกรีต การวางรางบนหมอนคอนกรีตจะมีแผ่นยางกันกระเทือนสอดรองรับไว้ ซึ่งจะช่วยลดความดังของเสียง และลดความกระเทือนลงไปได้มาก นอกจากนั้น รางเชื่อมยังช่วยให้รถสามารถวิ่งได้เรียบและเร็วขึ้นอีกด้วย
ปกติทางรถไฟจะมีทางๆ เดียว ใช้สำหรับขบวนรถวิ่งทั้งไปและมา ทางนี้เรียกว่า ทางประธาน (main line) ขบวนรถที่วิ่งขึ้นและล่องนี้ย่อมต้องสวนกันหรือหลีกกันเป็น ครั้งคราว จึงจำเป็นต้องจัดที่ไว้สำหรับขบวนรถหลีกเป็นระยะๆ เรียกว่า ทางหลีก (siding) ซึ่งปกติมักสร้างไว้ในเขตสถานี โดยมอบให้นายสถานีเป็นเจ้าหน้าที่ควบคุมรับผิดชอบ จุดที่ทางหลีก และทางประธานมาบรรจบกันนั้น มีแบบลักษณะของรางพิเศษเรียกว่า ประแจ (switch and crossing) ใส่ไว้ สำหรับบังคับให้รถผ่านเข้าทางประธาน หรือเข้าทางหลีกได้ตามความต้องการ บริเวณสถานีซึ่งประกอบด้วยทางประธาน และทางหลีกทั้งหมดรวมกัน เรียกว่า ย่านสถานี (station yard) ย่านสถานีที่ใหญ่มากๆ จึงมักเป็นที่รวมรถ และในวันหนึ่งๆ มีการสับเปลี่ยนรถ เพื่อจัดขบวนเป็นจำนวนมาก เช่น ย่านพหลโยธินที่บางซื่อ เป็นต้น เราเรียกย่านใหญ่นี้ว่า ย่านสับเปลี่ยน (marshalling yard) ตามย่านสถานี โดยทั่วไปจะมีประแจรูปร่างแปลกๆ วางไว้เป็นจำนวนมาก วัตถุประสงค์ของประแจเหล่านี้ ก็เพื่อให้รถสามารถวิ่งผ่านไปตามทางหลีกต่างๆ ตามต้องการด้วยการบังคับกลไก ของประแจให้ขยับไปในท่าต่างๆ โดยใช้อุปกรณ์พิเศษ การบังคับจะรวมอยู่ที่ศูนย์อาคาร กลางย่านสถานี เรียกว่า หอสัญญาณ เจ้าหน้าที่ผู้บังคับประแจเรียกว่า พนักงานสัญญาณ
ทางบางตอนที่มีขบวนรถเดินหนาแน่นมาก ถ้าหากจะให้มีทางประธานทางเดียว จะทำให้ขบวนรถเสียเวลาคอยหลีกมาก จึงแก้ปัญหาโดยการเพิ่มทางประธานให้มากขึ้น คือ ให้เป็นทางสำหรับรถเดินขึ้นทางหนึ่ง เรียกว่า ทางขึ้น (up line) สำหรับรถเดินล่องทางหนึ่ง เรียกว่า ทางล่อง (down line) สถานีบางแห่งมีทางประธานแยกออกจากกันไปคนละทาง เช่น ที่สถานีชุมทางบ้านภาชี มีทางหนึ่งแยกไปเชียงใหม่ ส่วนอีกทางหนึ่งแยกไปทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ สถานีที่มีทางแยกดังนี้ เรียกว่า สถานีชุมทาง (junction) ทางที่แยกออกไป ถ้าเป็นทางสายย่อยมีความสำคัญน้อย เช่น สายสวรรคโลก หรือสาย กาญจนบุรี ก็เรียกทางนั้นว่า ทางแยก (branch line)หมอนไม้ซึ่งอัดให้แน่นด้วยหินก้อนเล็กๆ
หมอนไม้ซึ่งอัดให้แน่นด้วยหินก้อนเล็กๆ
ทางรถไฟมีทั้งทางตรงและทางโค้ง ซึ่งเป็นไปตามลักษณะของภูมิประเทศ ดังนั้น จึงมีกำหนดเรียกลักษณะแนวทางต่างๆ เช่น ทางโค้ง (curve) ก็เรียกตามรัศมีความโค้ง (radius of curve) ของทาง เช่น ๑,๐๐๐-๒,๐๐๐ เมตร ทางที่โค้งแคบที่สุดที่ใช้อยู่ใน ขณะนี้มีรัศมีเพียง ๑๕๖ เมตร
ตะเฆ่
ตะเฆ่
สำหรับทางลาดชัน (gradient หรือ grade) นั้นเราเรียกเปรียบเทียบระหว่างระยะ ตามแนวตั้งกับระยะตามแนวนอน ๑,๐๐๐ มม. (๑ เมตร) เช่น ลาดชันมีระยะแนวตั้งวัด ได้ ๕ มม. ต่อระยะใน แนวนอน ๑,๐๐๐ มม. เราเรียกลาดชันนี้ว่า ๕%. หรือ ๕ เปอร์มิล ถ้าตัวเลขลาดชันมากขึ้นเท่าใด ความชันก็ยิ่งมีมากเท่านั้น การรถไฟไทยมีลาดชันสูงสุด ๒๖%. อยู่ที่ระหว่างสถานีแม่ตาลน้อยกับสถานีขุนตาล ในทางรถไฟสายเหนือ 
ประแจแปดลิ้นและประแจธรรมดา
ประแจแปดลิ้นและประแจธรรมดา
ขบวนรถไฟเมื่อวิ่งเข้าทางโค้งจะมี แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง (centrifugal force) เกิดขึ้น ถ้าหากไม่มีการปรับระดับรางให้เหมาะสมกับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางแล้ว อาจจะทำให้รถตกรางได้ จึงจำเป็นต้องมีการยกระดับรางรถไฟ ที่อยู่ในทางโค้งด้านนอก ให้สูงกว่ารางด้านใน การยกระดับนี้เรียกว่า ยกโค้ง (cant) สำหรับความเร็วขบวนรถคันหนึ่ง ถ้ารัศมีโค้งยิ่งแคบเท่าใด การยกโค้งก็ต้องมีมากขึ้น และในกรณีที่โค้งมีความแคบมาก ความเร็วขบวนรถจะต้องลดลงด้วย ฉะนั้น ทางรถไฟที่ก่อสร้างในสมัยหลัง จึงพยายามสร้างให้มีรัศมีโค้งกว้างมาก และจำกัดความลาดชันให้มีแต่น้อย ขบวนรถจึงสามารถทำความเร็วได้สูง หรือรถจักรสามารถลากขบวนรถได้ยาวขึ้น ซึ่งค่าก่อสร้างจะสูงมากในระยะแรก แต่อาจจะได้ผลคุ้มค่าในระยะยาว
สำหรับการบำรุงรักษาทางนั้น เนื่องจากขบวนรถโดยสาร และขบวนรถสินค้ามีจำนวนเพิ่มขึ้น พิกัดบรรทุกมากขึ้น และวิ่งด้วยความเร็วสูงขึ้นกว่าเดิม จึงจำเป็นต้องมีเครื่องมือเครื่องใช้ที่มีประสิทธิภาพในการทำงานสูงขึ้นกว่าเดิม เช่น การนำเครื่องมือกลมาใช้ในการอัดหิน เพื่อปรับระดับ เป็นต้น
หมอนคอนกรีต
หมอนคอนกรีต
หลักสำคัญของการบำรุงรักษาทางรถไฟ คือ

๑. ให้ระดับของรางทั้ง ๒ ข้าง ต้องเสมอกันในทางตรง และยกโค้งให้ถูกต้องในทางโค้ง
๒. แนวทางในทางตรงต้องตรง ไม่คดไปมา และต้องโค้งได้รูปในทางโค้ง
๓. ระยะห่างระหว่างราง ๒ เส้น ต้องถูกต้อง รถจึงจะวิ่งได้เรียบ และปลอดภัย 
ในการสำรวจ เพื่อสร้างทางรถไฟนั้น ต้องมีการหาแนวทางที่ดีที่สุด และประหยัดที่สุด ถ้าพื้นที่ใดเป็นบริเวณภูเขา ก็ต้องพยายามหลีกเลี่ยง ทั้งนี้เพราะการสร้างทางผ่านภูเขานั้น ทำลำบาก และค่าก่อสร้างก็สูงกว่าการสร้างทางในทางราบมาก เว้นไว้แต่มีความจำเป็นไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ในบางกรณีก็ใช้วิธีเจาะเป็นช่องเข้าไปในภูเขา เพื่อให้ขบวนรถลอดผ่านภูเขาไปสู่จุดหมายปลายทางได้ ช่องทางรถไฟที่ถูกสร้างขึ้นโดยให้ลอดไปใต้ภูเขานี้ เรียกว่า อุโมงค์ (tunnel) ในปัจจุบันมีอุโมงค์ที่สร้างขึ้น เพื่อใช้เป็นทางรถยนต์ และทางรถไฟหลายแห่ง ในต่างประเทศมีการสร้างอุโมงค์ลอดลงไปใต้ดิน บางแห่งก็สร้างอุโมงค์จากเกาะหนึ่งลอดลงไปใต้ทะเล แล้วไปโผล่ขึ้นที่อีกเกาะหนึ่ง สำหรับทางรถไฟทุกสายในประเทศไทยมีอุโมงค์อยู่ทั้งสิ้นรวม ๖ แห่ง ล้วนแต่เป็นอุโมงค์ลอดภูเขาทั้งสิ้น คือ

ทางสายชื่ออุโมงค์ระหว่างสถานีความยาว (เมตร)
เหนือ
"
"
"
ใต้
ตะวันออกเฉียงเหนือ
ปางตูมขอบ
เขาพลึง
ห้วยแม่ลาน
ขุนตาล
ร่อนพิบูลย์
เขาพังเพย
ปางต้นผึ้ง-ห้วยไร
" "
บ้านปิน-ผาคัน
แม่ตาลน้อย-ขุนตาล
ช่องเขา-ร่อนพิบูลย์
โคกคลี-ช่องสำราญ
๑๒๐
๓๖๒
๑๓๐
๑,๓๕๒
๓๓๕
๒๒๕

อุโมงค์ที่ยาวที่สุดของการรถไฟฯ คือ อุโมงค์ขุนตาล อยู่ที่อำเภอห้างฉัตร จังหวัดลำปาง ระหว่างสถานีแม่ตาลน้อย-ขุนตาล มีความยาว ๑,๓๕๒ เมตร การก่อสร้างใช้เวลาทั้งสิ้น ๑๑ ปี วิศวกรชาวเยอรมันผู้มีหน้าที่อำนวยการเจาะอุโมงค์นี้คือ นายเอมิล ไอเซนโฮเฟอร์ (Emil Eisenhofer) ซึ่งบัดนี้ถึงแก่กรรมไปแล้ว และได้มีการสร้างอนุสาวรีย์เล็กๆ ไว้เป็นอนุสรณ์ ที่บริเวณปากอุโมงค์ขุนตาลด้านเหนือ ใกล้กับสถานีขุนตาล ซึ่งผู้ที่นั่งรถไฟผ่านไปมาจะมองเห็นได้อย่างชัดเจน

รถไฟความเร็วสูง ในประเทศไทย

โครงการรถไฟความเร็วสูงในประเทศไทย (อังกฤษThailand High-speed Rail Project) เป็นโครงการเมกะโปรเจกต์ของประเทศไทยในการก่อสร้างระบบรถไฟความเร็วสูง มีเป้าหมายในการพัฒนาเศรษฐกิจ และเชื่อมโยงตลาดการค้า ระหว่างกลุ่มประเทศแถบลุ่มแม่น้ำโขง เนื่องจากประเทศไทยถือเป็นศูนย์กลางของอินโดจีน มีเป้าหมายในการก่อสร้าง 4 สาย ได้แก่ สายเหนือ, สายตะวันออก, สายตะวันออกเฉียงเหนือ และสายใต้

ประวัติ[แก้]

สยามถือเป็นประเทศที่มีรถไฟใช้เป็นอันดับต้นๆของเอเชีย โดยได้มีการตั้งกรมรถไฟ ในปี พ.ศ. 2433 หลังจากนั้นก็มีการพัฒนาระบบรถไฟไทยอย่างเรื่อยมา แต่การพัฒนาถือว่าเป็นไปอย่างช้ามาก และเริ่มที่จะล้าหลัง อีกทั้งอะไหล่หัวรถจักรนั้นหาซื้อได้ยาก จึงได้มีแนวคิด ที่จะพัฒนาระบบรถไฟในประเทศ เป็นระบบรถไฟความเร็วสูง โดยเริ่มมีการศึกษาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2535[3] ในรัฐบาลนายชวน หลีกภัย เป็นต้นมา ในปี พ.ศ. 2537 มีการศึกษาโครงการรถไฟความเร็วสูง สายกรุงเทพ - สนามบินหนองงูเห่า - ระยอง และคณะรัฐมนตรีได้มีมติอนุมัติโครงการดังกล่าว เมื่อวันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2537[3] ธันวาคม พ.ศ. 2551 พรรคประชาธิปัตย์ สามารถจัดตั้งรัฐบาลได้สำเร็จ ก็ได้สานต่อโครงการฯ มีการเปิดทางให้ต่างประเทศได้ศึกษาแนวเส้นทาง โดยสองประเทศที่สนใจเข้ามาลงทุน คือ ประเทศจีน และ ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งญี่ปุ่นสนใจที่จะลงทุนในเส้นทาง กรุงเทพฯ-เชียงใหม่ ส่วนจีน มีความสนใจในเส้นทาง กรุงเทพฯ-หนองคาย ซึ่งขณะนั้น จีนก็ได้กำลังเจรจากับรัฐบาลลาว เพื่อสร้างทางรถไฟฟ้าความเร็วสูง ซึ่งในอนาคตนั้นสามารถเชื่อมต่อเข้ากับเส้นทางกรุงเทพ-หนองคายได้เลย เนื่องจากจีนมีแผนวางเส้นทางรถไฟความเร็วสูง ไปถึงสิงคโปร์ แต่ภายหลังการเจรจาระหว่างรัฐบาลจีนและลาวมีปัญหา เนื่องจากรัฐบาลลาวเห็นว่า เงื่อนไงที่รัฐบาลจีนได้เสนอมานั้นเกินกว่าที่ลาวจะสามารถยอมรับได้ และเป็นภัยคุกคามต่อความมั่นคงของประเทศ ส่งผลให้โครงการรถไฟความเร็วสูงในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทยต้องสะดุดลง
ตุลาคม พ.ศ. 2553 ที่ประชุมร่วมรัฐสภาได้ลงมติเห็นชอบกรอบการเจรจาความร่วมมือด้านการพัฒนากิจการรถไฟระหว่างราชอาณาจักรไทยกับสาธารณรัฐประชาชนจีน กรอบการเจรจาดังกล่าว มีสาระสำคัญในการสร้างความร่วมมือเพื่อพัฒนากิจการรถไฟระหว่างไทย-จีน 5 ด้าน คือ 1.เส้นทางกรุงเทพฯ-หนองคาย 2.เส้นทางกรุงเทพฯ-ระยอง 3. เส้นทางกรุงเทพฯ-ปาดังเบซาร์ 4.เส้นทางกรุงเทพฯ-เชียงใหม่ และ 5.เส้นทางกรุงเทพฯ-อุบลราชธานี
ธันวาคม พ.ศ. 2554 รัฐบาลไทยโดยการนำของพรรคเพื่อไทย ได้ลงนามในบันทึกความเข้าใจ กับรัฐบาลจีน หนึ่งในนั้นคือโครงการรถไฟความเร็วสูงกรุงเทพฯ-เชียงใหม่ ซึ่งหมายความว่า รัฐบาลจีนมีความประสงค์ที่จะร่วมทุนกับรัฐบาลไทยในการก่อสร้างรถไฟความเร็วสูงในเส้นทางนี้ ต่อมาในพ.ศ. 2555 ระหว่างการประชุมคณะรัฐมนตรีสัญจรครั้งที่ 1 ในพื้นที่จังหวัดเชียงใหม่ วันที่ 14-15 มกราคม 2555 คณะรัฐมนตรีได้อนุมัติงบประมาณส่วนหนึ่งให้สร้างรถไฟฟ้าความเร็วสูง สายกรุงเทพฯ-เชียงใหม่ และในการประชุมคณะรัฐมนตรีสัญจรครั้งที่ 2 ในพื้นที่จังหวัดอุดรธานี วันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2555 ได้อนุมัติให้ดำเนินโครงการก่อสร้างรถไฟฟ้าความเร็วสูง กรุงเทพฯ-หนองคาย
พ.ศ. 2556 รัฐบาลไทยได้ยกร่างพระราชบัญญัติให้อำนาจกระทรวงการคลังกู้เงินฯ จำนวน 2 ล้านล้านบาท สำหรับใช้พัฒนาระบบโครงสร้างพื้นฐานของประเทศ โดยโครงการรถไฟความเร็วสูงเป็นหนึ่งในโครงการที่ถูกบรรจุอยู่ในเนื้อหาของพรบ. โดยมีแนวทางที่รัฐบาลไทยจะเป็นเจ้าของระบบรางและให้สัมปทานการดำเนินงานแก่เอกชน วางแผนให้สามารถทำการประกวดราคาได้ภายในไตรมาส 1/2557 ซึ่งพ.ร.บ. ได้ผ่านรัฐสภาในเดือนพฤศจิกายน อย่างไรก็ตาม พรรคประชาธิปัตย์ได้ยื่นเรื่องต่อศาลรัฐธรรมนูญ ว่าการออกพ.ร.บ. นี้ ไม่ชอบด้วยกฎหมายในทันที อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการชุมนุมของกลุ่มกปปส.ทำให้รัฐบาลประกาศยุบสภาในเดือนเดียวกัน และทำให้โครงการทั้งหมดล่าช้าออกไปอย่างไม่มีกำหนด
มกราคม พ.ศ. 2557 ศาลรัฐธรรมนูญ ได้ไต่สวนคำร้องพ.ร.บ. 2 ล้านล้านบาทไม่ชอบด้วยกฎหมาย ซึ่งระหว่างการไต่สวน นายสุพจน์ ไข่มุกด์ ตุลาการได้แสดงทรรศนะที่ก้าวก่ายรัฐบาลและต่อต้านโครงการนี้อย่างเปิดเผย อาทิ "ไม่คำนึงถึงปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง", "รถไฟเร็วสูงยังไม่จำเป็นกับไทย" หรือ "ให้ถนนลูกรังหมดก่อน" ซึ่งทำให้ศาลถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างมาก ในประเด็นที่ว่าศาลไต่สวนนอกเหนืออำนาจหน้าที่ เพราะควรไต่สวนเฉพาะประเด็นที่ขัดกฎหมาย ท้ายที่สุด ศาลรัฐธรรมนูญได้ตีตกพระราชบัญญัติฉบับนี้ ในวันที่ 12 มีนาคม 2557
พ.ศ. 2558 ทั้งนี้การศึกษาและการดำเนินการต่างๆที่ดำเนินอยู่ ให้ดำเนินต่อไป อย่างไรก็ตาม จากการที่รัฐบาลทหารมุ่งเน้นสร้างเสริมความสัมพันธ์ระหว่างประเทศกับรัฐบาลจีน ทำให้รัฐบาลทหารได้หยิบยกโครงการนี้ขึ้นมาพิจารณาอีกครั้ง โดยหลีกเลี่ยงที่จะใช้คำว่ารถไฟความเร็วสูง และหันไปเรียกว่า "รถไฟทางคู่รางมาตรฐาน" แทน โดยมุ่งเน้นในการเชื่อมต่อกับจีนในสายอีสาน ก่อสร้างโดยใช้เงินกู้จากจีนเป็นหลัก อย่างไรก้ตาม โครงการต้องมาสะดุดอีกครั้ง เมื่อจีนกำหนดอัตราดอกเบี้ยเงินกู้สูงเกินไปและจีนขอเดินรถเอง[4]ทำให้รัฐบาลต้องหันไปพิจารณาแหล่งทุนจากแหล่งอื่นๆ อาทิ ไจก้า ที่เสนออัตราดอกเบี้ยถูกกว่า และยังทาบทามนายธนินท์ เจียรวนนท์ โดยเครือเจริญโภคภัณฑ์ มาร่วมลงทุน[5]ร่วมลงทุนในสัดส่วนจีน 70 ไทย 30 แต่จีนคำนวณมากกว่าไทย 20,000 ล้านบาท หรือต้นทุนที่จีนศึกษาที่ 1.7 แสนล้านบาท
ญี่ปุ่นได้แสดงความสนใจที่จะก่อสร้างรถไฟความเร็วสูงในสายเหนือ โดยยืนยันที่จะไม่ใช้ทางร่วมกับโครงการของจีน ทำให้เกิดปัญหาเขตทางไม่พอในช่วงบางซื่อ-ดอนเมือง ทำให้ภาพรวมของโครงการล่าช้า แม้ว่ารัฐบาลไทยเจรจากับญี่ปุ่นหลายรอบ แต่ท้ายที่สุดการเจรจาก็ล้มเหลว ทำให้รัฐบาลตัดสินใจยุบโครงการรถไฟความเร็วสูงสายตะวันออกเข้ากับรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยาน

สายเหนือ (กรุงเทพ - เชียงใหม่)[แก้]

ช่วง กรุงเทพ - พิษณุโลก[แก้]

  • ระยะทาง: 384 กิโลเมตร
  • มูลค่าการลงทุน: วงเงิน 224,416 ล้านบาท
  • เปิดใช้งานพ.ศ. 2565

ช่วง พิษณุโลก - เชียงใหม่[แก้]

  • ระยะทาง: 285 กิโลเมตร
  • มูลค่าการลงทุน: ยังไม่กำหนด (แผนลงทุนในอนาคต)
  • เปิดใช้งาน: ยังไม่กำหนด
สถานีเชื่อมต่อกับที่ตั้ง
รถไฟความเร็วสูงสายตะวันออก
HN01บางซื่อรถไฟความเร็วสูง สายตะวันออกเฉียงเหนือ (นครราชสีมา)
รถไฟความเร็วสูง ตะวันออก (ชลบุรี)
รถไฟความเร็วสูง สายใต้ (หัวหิน)

เขตบางซื่อกรุงเทพมหานคร
HN02ดอนเมืองรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ
รถไฟฟ้าชานเมืองสายสีแดงเข้ม
เขตดอนเมือง
HN03อยุธยา*อำเภอพระนครศรีอยุธยาพระนครศรีอยุธยา
HN04ลพบุรี*อำเภอท่าวุ้งลพบุรี
HN05นครสวรรค์*อำเภอเมืองนครสวรรค์นครสวรรค์
HN06พิจิตร*อำเภอเมืองพิจิตรพิจิตร
HN07พิษณุโลก*อำเภอเมืองพิษณุโลกพิษณุโลก
HN08สุโขทัย*อำเภอเมืองสุโขทัยสุโขทัย
HN09ศรีสัชนาลัย*อำเภอศรีสัชนาลัย
HN10ลำปาง*อำเภอเมืองลำปางลำปาง
HN11ลำพูน*อำเภอเมืองลำพูนลำพูน
HN12เชียงใหม่*อำเภอเมืองเชียงใหม่เชียงใหม่
หมายเหตุ - *สถานีใหม่

สายตะวันออก (กรุงเทพ - ระยอง)[แก้]

สถานีเชื่อมต่อกับที่ตั้ง
รถไฟความเร็วสูงสายตะวันออก
HE01บางซื่อรถไฟความเร็วสูง สายเหนือ (พิษณุโลก)
รถไฟความเร็วสูง สายตะวันออกเฉียงเหนือ (นครราชสีมา)
รถไฟความเร็วสูง สายใต้ (หัวหิน)

เขตบางซื่อกรุงเทพมหานคร
HE02พญาไทรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ
รถไฟฟ้าชานเมืองสายสีแดงอ่อน
รถไฟฟ้าบีทีเอส สายสุขุมวิท
เขตราชเทวี
HE03มักกะสันรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ
HE04ลาดกระบัง
หรือ สุวรรณภูมิ
รถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิอำเภอบางพลีสมุทรปราการ
HE05ฉะเชิงเทรา  ทางรถไฟสายตะวันออก
  ทางรถไฟสายชายฝั่งทะเลตะวันออก
อำเภอเมืองฉะเชิงเทราฉะเชิงเทรา
HE06ชลบุรี*อำเภอเมืองชลบุรีชลบุรี
HE07ศรีราชา*อำเภอศรีราชา
HE08พัทยา*เมืองพัทยา
HE09ระยอง*อำเภอเมืองระยองระยอง
หมายเหตุ - *สถานีใหม่

ช่วง แก่งคอย-มาบตาพุด[แก้]

  • ระยะทาง 246.5 กม.
  • มูลค่าการลงทุนรวม วงเงิน 238,829 ล้านบาท
  • เปิดใช้งาน: ยังไม่กำหนด (แผนลงทุนในอนาคต)

สายตะวันออกเฉียงเหนือ (กรุงเทพ - หนองคาย)[แก้]

  • ระหว่างสถานีกลางบางซื่อ → สถานีรถไฟหนองคาย
  • ระยะทาง: 873 กิโลเมตร
  • มูลค่าการลงทุน: วงเงิน 825,274 ล้านบาท
  • เปิดใช้งาน: ยังไม่กำหนด (แผนลงทุนในอนาคต)
  • หมายเหตุ : ปรับแบบลดรถไฟขนาดรางมาตฐาน 180 กิโลเมตร/ชั่วโมง โครงสร้างทางสามารถยกระดับเป็นรถไฟความเร็วสูงในอนาคต ซึ่งยังไม่มีแผนงาน

ช่วง กรุงเทพ - นครราชสีมา[แก้]

  • ระยะทาง: 256 กิโลเมตร
  • มูลค่าการลงทุน: วงเงิน 1.7 แสนล้านบาท
  • เปิดใช้งานพ.ศ. 2565

ช่วง นครราชสีมา - หนองคาย[แก้]

  • ระยะทาง: 617 กิโลเมตร
  • มูลค่าการลงทุน: ยังไม่กำหนด (แผนลงทุนในอนาคต)
  • เปิดใช้งาน: ยังไม่กำหนด (แผนลงทุนในอนาคต)

สายใต้ (กรุงเทพ - ปาดังเบซาร์)[แก้]

ช่วง กรุงเทพ - หัวหิน[แก้]

  • ระยะทาง: 205 กิโลเมตร
  • มูลค่าการลงทุน: ประมาณ 90,000 ล้านบาท
  • เปิดใช้งาน: ภายในปี พ.ศ. 2565

ช่วง หัวหิน - ปาดังเบซาร์[แก้]

  • ระยะทาง: 765 กิโลเมตร
  • มูลค่าการลงทุน: ยังไม่กำหนด (แผนลงทุนในอนาคต)
  • เปิดใช้งาน: ยังไม่กำหนด

อ้างอิง[แก้]

  1. กระโดดขึ้น นับ1ยื่นขออีไอเอไฮสปีดเทรนกทม.-พิษณุโลก ประชาชาติธุรกิจ. 27 กันยายน 2556.
  2. กระโดดขึ้น เดินหน้าไฮสปีดเทรน เดลินิวส์. 30 พฤษภาคม 2557.
  3. ↑ กระโดดขึ้นไป:3.0 3.1 การศึกษาโครงการรถไฟความเร็วสูง สายกรุงเทพ-สนามบินหนองงูเห่า-ระยอง พ.ศ. 2539 สำนักงานคณะกรรมการพัฒนาการเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ
  4. กระโดดขึ้น ไทยเหวอต้องถอย! สร้างรถไฟทางคู่ชะงัก จีนให้กู้รีดดอกเบี้ยสูง แถมขอสร้าง-เดินรถเองอีก มติชน. 6 กุมภาพันธ์ 2558
  5. กระโดดขึ้น "ซีพี" สนใจสร้างไฮสปีดเทรน ควงจีน-ฮ่องกงโชว์ความพร้อม มติชน. 24 เมษายน. 2558
  6. ↑ กระโดดขึ้นไป:6.0 6.1 บัญชีท้ายพรบ. ให้อำนาจกระทรวงการคลังกู้เงินเพื่อการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้านการคมนาคมของประเทศ พ.ศ. ... 15 มีนาคม พ.ศ. 2556

ส่วนประกอบของรางรถไฟ

ทางรถไฟหมายถึง ทางที่มีรางเหล็ก ๒ เส้น วางขนานต่อๆ กันบนไม้หมอน ซึ่งวางตั้งฉากกับรางไม้หมอน วางอยู่บนชั้นของหินก้อน ซึ่...