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通訊式列車控制

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（英语：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

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

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

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掌握CBTC技术并顺利开通应用实际工程的廠商[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

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：

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

参考文獻

  1. ^ 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).
  2. ^ What is CBTC? [2] （页面存档备份，存于互联网档案馆） (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] （页面存档备份，存于互联网档案馆） (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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档 (PDF)于2019年10月30日）. 
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