通訊式列車控制

基于无线通信的列车控制技术（英語：），是一种鐵路信號系統，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，並以連續之訊傳送至車載號誌。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5号线、13号线、八通线）、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國北京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层次的列車自動控制系統技术，包含以下几种主要功能：

另外，个别厂商也将数据通信系統（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. (January 14, 2019).
  2. What is CBTC? (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 (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
  5. 《臺北捷運號誌通訊式列車控制系統》，臺北市政府捷運工程局，2012年10月29日
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