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通訊式列車控制

通訊式列車控制（英語：CBTC，Communication-based Train Control），是一種鐵路號誌系統（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。相較傳統號誌系統，現今的通訊式列車控制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，通訊式列車控制（CBTC）系統是「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轉（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）號誌系統來控制列車，故此種方式又被稱為移動式閉塞（Moving-block）號誌系統[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（適用於平面段及高架段）[3]。

由來

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，減少列車運轉間隔，進而在不增加硬體投資的前提下，提高系統運能。研究人員期望這種系統能夠減少鐵路軌旁號誌線纜的鋪設，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

CBTC相比傳統的鐵路號誌系統有著諸多特性，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

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系統的有美國的紐約地鐵、臺灣的臺北捷運文湖線、環狀線及臺中捷運綠線等，中國大陸也有部分都市軌道運輸使用了CBTC系統，如武漢地鐵1號線，上海軌道交通的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）、日本號誌（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

通訊式列車控制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

參考文獻

  1. ^ 1474.1-1999 - IEEE Standard for Communications-Based Train Control（CBTC）Performance and Functional Requirements.[1] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (January 14, 2019).
  2. ^ What is CBTC? [2] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (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，存於網際網路檔案館） (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）. 
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