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通訊為本列車控制技術

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通訊為本列車控制技術(英語:CBTC,Communication-based Train Control),是一種鐵路信號系統英語Railway signalling,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。相較傳統信號系統,現今的通訊為本列車控制技術系統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,通訊為本列車控制技術(CBTC)系統是「連續、不須依賴軌道電路、高解像度之列車位置偵測(誤差值小於10公尺)的列車自動控制系統,可利用車載及道旁之處理器傳輸行車監控資訊,讓列車與信號間進行連續、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)系統是一種安全、可靠、穩定的無線自動列車控制系統,並廣泛用於現代軌道運輸中。它最大的特點是系統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)信號系統來控制列車,故此種方式又被稱為移動式閉塞(Moving-block)信號系統[2]

通訊式列車控制系統(CBTC)的傳輸方式包含兩種類型,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(適用於平面段及架空段)[3]

由來

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無線電技術飛速發展後,人類開始孜孜不倦地研發一種基於無線通訊的列車自動控制系統。達成移動閉塞,減少列車運行間隔,進而在不增加硬件投資的前提下,提高系統運能。研究人員期望這種系統能夠減少鐵路軌旁信號線纜的鋪設,並同時期望減少線纜的日常維護工作(實際引入軌旁通訊設備,帶來相應的軌旁維護工作量)以降低列車實行自動控制的成本。

特性

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CBTC相比傳統的鐵路訊號系統有着諸多特性,比如:

  • 不須繁雜的電纜,轉而以無線通訊系統代替,減少電纜鋪設及維護成本。
  • 可以達成車輛與控制中心的雙向通訊,大幅度提高了列車區間通過能力。
  • 訊息傳輸流量大、效率高、速度快,容易達成移動自動閉塞系統。
  • 容易適應各種車型、不同車速、不同運量、不同牽引方式的列車,相容性強。
  • 可以將訊息分類傳輸,集中運送和集中處理,提高調度中心工作效率。

應用

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CBTC可以使用的雙向無線通訊系統種類很多,例如歐洲使用的是GSM-R系統,美國使用擴頻通訊等其他多種無線通訊系統,中國大陸使用無線自由波、波導管漏波電纜或三種互相組合的地車訊息傳輸方式。目前應用CBTC系統的有美國紐約地鐵臺灣臺北捷運文湖線環狀線臺中捷運綠線等,中國大陸也有部分城市軌道交通使用了CBTC系統,如武漢地鐵1號線上海軌道交通8號線北京地鐵(除13號線)、廣州地鐵(除1、2、8號線)及成都地鐵等。其中,北京地鐵房山線的開通標誌中國交控科技成為繼德國西門子法國阿爾斯通加拿大龐巴迪後第四個掌握CBTC技術並順利開通應用實際工程的廠商[4]

臺北捷運新蘆線曾於招標時開放CBTC系統參與,並和傳統軌道電路系統共同競標,此兩大系統之廠商報價互有高下,投標金額由低至高如下:阿爾斯通(軌道電路)、日本信號(CBTC)、西門子(軌道電路)、龐巴迪(軌道電路)。最後中標廠商為法國阿爾斯通公司,由此可看出傳統軌道電路系統與CBTC之施作成本互相競爭,故以實務而言,在同樣的系統規格要求之下,兩種系統所需之預算金額差異應不大[5]

功能

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通訊為本列車控制技術可以含有不同層次的列車自動控制系統技術,包含以下幾種主要功能:

另外,個別廠商也將電腦聯鎖系統(CI)和數據通訊系統(DCS, Data Communication System)獨立作為子系統。

參見

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參考文獻

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  1. ^ 1474.1-1999 - IEEE Standard for Communications-Based Train Control(CBTC)Performance and Functional Requirements.[1]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) (January 14, 2019).
  2. ^ What is CBTC? [2]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) (February 24, 2017).
  3. ^ 迷列車で行こう[閉塞編]移動閉塞システム"ATACS","CBTC"の解説 [3]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) (January 2, 2019).
  4. ^ 《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]. (原始內容存檔於2019-09-02). 
  5. ^ 《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]. (原始內容存檔 (PDF)於2019年10月30日).