大众运输工具领域之应用.doc

大眾運輸工具領域之應用--通訊式列車控制(CBTC)系統的發展李毓璋摘要通訊式列車控制(CBTC)系統是一個連續、自動化的列車控制系統，是利用高解析技術偵測列車位置，是一不受道旁控制迴路支配的；是一個連續的、高容量且雙向作用（從列車到軌道邊）的數據通訊系統，而列車運輸及軌道旁處理程序有執行自動列車保護功能之能力，也可以有自動列車操作與自動列車監督等功能。臺北大眾捷運系統於2003年6月，由臺北市政府捷運工程局機電系統承包商加拿大龐巴迪交通運輸集團，引進此種先進技術取代舊有木柵線及新建內湖線的號誌通訊系統。一、緣起傳統列車的保護系統受到只能對已存在的軌道旁控制迴路作列車位置的確定、列車操作指令被限制在幾個方向上的道旁設備的信號指示或是駕駛室內少數的速度指令等限制。因而有逐步朝一個連續自動化列車控制系統，利用高解析測定列車的位置，能不受軌道電路的支配、有連續的高容量、雙向作用（從列車到道旁邊）的數據通訊及具有執行列車運轉及道旁處理能力之方向發展。由各種研究與實際的操作經驗顯示，當將通訊式列車控制(CBTC)系統與其他較傳統的號誌系統作比較時，應用通訊式列車控制(CBTC)系統提供了較低的開辦以及營運成本、較高的容量及在沒有犧牲操作速度之下縮短距離、更高的可靠性、更大的安全性而且增強了遠距離列車操作的監視與控制之優點。位於紐約市的公園大道上的電機電子工程師協會(IEEE)，擁有超過二十多種有關控制、設計、鐵路電車之建造與鐵路控制系統等規格標準。也對CBTC系統方面訂定有兩項標準：一個是一九九九年的IEEE1474.1標準，係關於CBTC性能與功能的規定；另一個是在2003年晚期發佈的IEEE1474.2標準，那是對於CBTC系統用戶界面之規定。 在IEEE1474標準裡的CBTC定義：為列車的位置、速度及方位，是藉由一個連續的雙向通訊環節，從車輛電腦到道旁電腦來傳遞的。同樣地，也在IEEE1474裡有解釋，CBTC系統不需要道旁電路來偵察列車。然現今在使用的大部分CBTC系統，均是利用近場電磁感應的環形線路(IL)來傳送。以無線電頻率(RF)傳送為基礎的較新的CBTC系統正在浮現而且是這個工業的趨勢。幾個RF-CBTC計畫正在發展中，如舊金山機場捷運的龐巴迪Flexiblok自動列車控制技術（現以改名為CITYFLO 650自動列車控制技術）以及新加坡東北地鐵線的阿爾斯通URBALIS 300（現在稱為MASTRIA）兩個，現在已完全營運了。費城的Surface Torlley地鐵線預期在2004年起用，而拉斯維加斯單軌電車的RF-CBTC系統已在2004年的七月起用。西門子現在正在為紐約地鐵卡那西線、巴塞隆納及巴黎大眾運輸網路（RATP）升級它的Meteor IL-CBTC技術（首先展開的是RATP的新14線）到RF。同樣地，阿爾卡特也正在替RATP 13線、香港及南韓升級它的Seltrac技術從IL到RF。CBTC系統在全世界至少有八個鐵路系統在使用它（包含舊金山市政鐵路以及底特律都會大眾運輸）；至少有八個系統目前正在架構中（包括舊金山市區BART捷運、舊金山新的大眾運輸以及紐約甘乃迪國際機場捷運）；一個CBTC系統正在紐約大都會捷運局/長島鐵路計畫中；另目前至少有七家不同的賣主正在積極的提供CBTC系統，詳如表一。二、主要CBTC發展公司扮演的角色及演進西門子運輸系統，山克拉門都分公司（Siemens Transportation Systems, Inc., Sacramento）法國馬特拉國際運輸是帶頭供應Meteor系統版本的，而這個系統是整個紐約市地鐵運輸系統重新替換的標準，因此馬特拉可能為CBTC豎立一個好的國際標準。馬特拉國際運輸供應的系統，目前正在巴黎地鐵系統的Meteor線營運中。馬特拉為三個CBTC賣主建立了榜樣，而它們將有資格供應CBTC設備給紐約市交通運輸系統。在接下來描述的其它兩個賣主將會創造他們自己的版本是可以完全與馬特拉系統互相操作的系統。這是第三個主要的紐約市大眾運輸計畫有西門子公司的參與。西門子的合夥拍檔也正在致力於A部門的ATS控制中心以及系統化、高科技的、光纖通訊網路。加拿大阿爾卡特交通自動化有限公司，安大略省Alcatel Canada Inc. Transport Automation, Ontario阿爾卡特交通自動化美國匹茲堡有限公司被選為紐約市交通運輸系統CBTC設備的承包商。阿爾卡特是甘乃迪國際機場捷運的CBTC賣主也是世界其它八個主要CBTC交通運輸系統的賣主。阿爾卡特加拿大的(前身是ITT SEL’s) 最大CBTC產品Seltrac#8482;是從LZB發展來的，也就是連續式列車控制。起初LZB軌道邊設備