通訊式列車控制
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基于无线通信的列车控制技术(英語:CBTC,Communication-based Train Control),是一种鐵路信號系统,利用電信溝通列車和軌道設備以達到交通管理和設施控制。相較傳統信號系统,現今的通訊式列車控制系统能更準確地追蹤列車位置。
依據電機電子工程師學會(IEEE)1474.1號標準的定義,通訊式列車控制(CBTC)系统是「連續、不須依賴軌道電路、高解析度之列車位置偵測(誤差值小於10公尺)的列車自動控制系统,可利用車載及道旁之處理器傳輸行車監控資訊,讓列車與號誌間進行連續、大容量、雙向的數據通訊。CBTC亦可嵌入列車自動保護(ATP)功能,和非必須的列車自動運行(ATO)與列車自動停止(ATS)功能」[1]。
CBTC(Communication Based Train Control)系统是一種安全、可靠、穩定的無線自動列車控制系统,並廣泛用於現代軌道運輸中。它最大的特點是系统可依照列車的位置來決定安全行駛速度,並以連續資訊傳送至車載號誌。因CBTC捨棄傳統固定式閉塞(Fixed-block)號誌系统來控制列車,故此種方式又被稱為移動式閉塞(Moving-block)號誌系统[2]。
通訊式列车控制系统(CBTC)的傳輸方式包含两种类型,一種是利用道旁洩波電纜傳輸(適用於隧道段)、另一種則是利用佈設在道旁的基準點(Beacon or Norming Points)傳輸(適用於平面段及高架段)[3]。
由来
[编辑]无线电技术飞速发展后,人类开始孜孜不倦地研发一种基于无线通信的列车自动控制系统。实现移动闭塞,减少列车运行间隔,进而在不增加硬件投资的前提下,提高系统运能。研究人员期望这种系统能够减少铁路轨旁信号线缆的铺设,并同时期望减少线缆的日常维护工作(实际引入轨旁通信设备,带来相应的轨旁维护工作量)以降低列车实行自动控制的成本。
特性
[编辑]CBTC相比传统的铁路信号系统有着诸多特性,比如:
- 不须繁杂的电缆,转而以无线通信系统代替,减少电缆铺设及维护成本。
- 可以实现车辆与控制中心的双向通信,大幅度提高了列车区间通过能力。
- 信息传输流量大、效率高、速度快,容易实现移动自动闭塞系统。
- 容易适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式的列车,兼容性强。
- 可以将信息分类传输,集中发送和集中处理,提高调度中心工作效率。
应用
[编辑]CBTC可以使用的双向无线通信系统种类很多,例如欧洲使用的是GSM-R系统,美国使用扩频通信等其他多种无线通信系统,中国大陆使用无线自由波、波导管、漏波电缆或三种互相组合的地车信息传输方式。目前应用CBTC系统的有美国的纽约地铁、臺灣的臺北捷運文湖線、環狀線及臺中捷運綠線等,中国大陆也有部分城市轨道交通使用了CBTC系统,如武汉地铁1号线,上海轨道交通的8号线,北京地铁(除13号线)、广州地铁(除1、2、8号线)及成都地铁等。其中,北京地铁房山线的顺利开通标志中国交控科技成为继德国西门子、法国阿尔斯通、加拿大庞巴迪后第四个成功掌握CBTC核心技术并顺利开通应用实际工程的廠商,实现了全生命周期性价比最高的目标,比引进系统低20%左右[4]。
臺北捷運新蘆線曾於招標時開放CBTC系统參與,並和傳統軌道電路系统共同競標,此兩大系统之廠商報價互有高下,投標金額由低至高如下:阿尔斯通(軌道電路)、日本信號(CBTC)、西門子(軌道電路)、龐巴迪(軌道電路)。最後得標廠商為法國阿尔斯通公司,由此可看出傳統軌道電路系统與CBTC之施作成本互相競爭,故以實務而言,在同樣的系统規格要求之下,兩種系统所需之預算金額差異應不大[5]。
功能
[编辑]通訊式列車控制可以含有不同层次的列車自動控制系统技术,包含以下几种主要功能:
- 列车自动保护系统(ATP, Automatic Train Protection)
- 列车自动运行系统(ATO, Automatic Train Operation)
- 列車自動監督系统(ATS, Automatic Train Supervision)
另外,个别厂商也将计算机联锁系统(CI)和数据通信系统(DCS, Data Communication System)独立作为子系统。
參見
[编辑]参考文獻
[编辑]- ^ 1474.1-1999 - IEEE Standard for Communications-Based Train Control(CBTC)Performance and Functional Requirements.[1] (页面存档备份,存于互联网档案馆) (January 14, 2019).
- ^ What is CBTC? [2] (页面存档备份,存于互联网档案馆) (February 24, 2017).
- ^ 迷列車で行こう[閉塞編]移動閉塞システム"ATACS","CBTC"の解説 [3] (页面存档备份,存于互联网档案馆) (January 2, 2019).
- ^ 《北京交通大学自主创新CBTC系统“十年磨一剑”》,新浪教育,2011年01月26日. [2011-04-27]. (原始内容存档于2019-09-02).
- ^ 《臺北捷運號誌通訊式列車控制系统》,臺北市政府捷運工程局,2012年10月29日 (PDF). [2019年7月27日]. (原始内容存档 (PDF)于2019年10月30日).