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芝加哥地鐵L線電車上的車內信號顯示,圖中垂直橙燈顯示了信號速度.

車內信號, 車内信号 (しゃないしんごう), Cab Signal 是鐵路的信號保安設備之一,是把信號的顯示由以往靠路線設施(Trackside Equipment, 即由鐵軌旁的色燈信號機顯示信號改為把信號在軌道迴路傳送到列車駕駛室內顯示信號。

概要 編輯

Amt Cab-signal-display

在反映前方是停止信號的車內信號顯示(圖為Amtrak Metroliner)

起初車内信号只是把色燈信號機的信號接到車內的顯示器作色燈信號機的輔助用,但是現在已發展到現在可以顯示信號速度,路線狀況,甚至是控制列車.現代的車內信號多數是結合了其他是信號系統,換言之,車內信號在現代多是信號系統的一部分.

最初試驗車內信號的是英國, 試驗在1910年代開始,隨後有美國和荷蘭分別在1920年代和1940年代試驗車內信號。而美國的賓夕法尼亞鐵路與US&S(Union Swtich & Signal)發展出以無線電傳送信號資料就成為了主導,也成為了而現代的車內信號的開端ATC的基礎.

車内信號的種類 編輯

車内信號主要是可以分作3種。

點控制・連續控制・PTC 編輯

  • 以信号機作為訊號控制點, 發出警報
  • 信號系統連續不斷地監察列車,發出信號速度和控制列車的速度
  • PTC(Positive Train Control)

點控制 編輯

點控制系統是透過固定的傳送點把列車正在接近的信號機的資料更新到駕駛室內。一般的非車內信號保安裝置(保障系統)都是在列車通過制限信號(例:阻險信號)後才剎車的,但是在高速運行的路線上這種做法往往都未能成功把列車間的距離控制得宜,除非是犧牲列車間的容許密度, 把閉塞範圍放大。所以點控制車內信號的作用是預先告知駕駛員前方信號,駕駛員再逐步控制列車的車速至信號燈前,又或者是在能見度不佳的情況下(例:大霧又或者在隧道內)在車內得知前方信號.如果前方的色燈信號機是制限信號(例:注意信號)很多點控制的系統就會發出一定的通知甚至是警報,當駕駛員無視(例:沒有按下確認鍵)這些警報的話,列車就會在一定時間後施行制動。

不過在早期,點控制系統的最大問題是只把前方信號傳入駕駛室,不會有任何功能防止事故和人為錯誤。所以及後就結合了其他的保安裝置(例:AWS)來確保即使駕駛員是得悉前方為制限信號又甚至結合了ATS確保列車的安全。

直到今天, TGV在英國境內都是使用點控制形式來運作,而車內信號會比對前方信號機的顯示,當有超速就會施行緊急制動.

連續控制 編輯

Railway Cab Signal

這兒顯示了CS-ATC的信號速度是110公里, 同時還可以顯示ATS色燈信號機的狀況和限速(圖為東急5000系電車)

連續控制,利用設在軌道的迴路來向列車傳送信號的資料[1].美國普遍採用的系統是反映前方信號機的資料,與點控制相似,但是分別在於美國的系統是由設在軌道的迴路不停止更新資料。而連續控制最大的用途是給車上的速度控制裝置不經人手地控制列車的速度,也可以大幅提高速度限制的靈活度(例如:設立臨時速度限制), 自動列車控制系統(ATC)就是透過連續控制的技術, 因應前車的距離而調節信號速度,還可以因應路線狀況(如:平面交差事故,地震等)而自動制停列車[2].也因為連續控制的技術是以整條路線作信號系統的控制範圍,現在較先進的數碼ATC(Digital Automatic Train Control System)Seltrac還可以因應列車的性能,種別而計算出度身訂造的減速曲線,計算列車在速度限制前的開始制動點,令列車的距離可以縮小之餘也不用每次制動都只使用最大減速度.

PTC 編輯

PTC(Positive Train Control)是由以往依靠路線設備運作改為由OCC透過數碼列車無線方式來提供信號指示到車內再透過車載電腦來控制列車。PTC結合了GPS技術來感知列車位置,車距的協調就是由OCC的電腦負責, 再利用無線傳送的技術來傳回信號速度和控制岔道等。是列車情報信號控制系統Communication Based Train Control System, CBTC的一種.

現在這種無線的車內信號仍是處於試驗階段, 但是在美國芝加哥=聖路易斯間已有實驗線作營業運行.[3]

資料傳送 編輯

車內信號使用以下的方法來傳送指令.

磁力傳送 編輯

由以往的打子式ATS演變而來的形式.[4]。例如AWSTPWS就是靠AWS的地上子在非進行信號(制限信號)時中斷磁力(AWS地上子為半電磁鐵)來令車上子感知前方是制限信號,向駕駛員發出通知.

電流傳送 編輯

在20世紀初的英國曾出現一種裝設在機車底部的電棒,當進行信號是就會給車上的系統充電令警鐘靜音.

電磁傳送 編輯

電磁傳送是現代車內信號最普及的模式,利用軌道迴路來發出不同頻率的電磁波傳送不同的信號至車內, 通常電磁傳送的頻率會是2Mhz至20MHz之間,同時軌道迴路也可以作固定閉塞和移動閉塞.


參考資料編輯

  1. Automatic Train Control in Rail Rapid Transit, United States Congress Office of Technology Assessment, May 1976 NTIS order #PB-254738 http://www.princeton.edu/~ota/disk3/1976/7614/7614.PDF
  2. Elements of Railway Signaling, General Railway Signal (June 1979)
  3. 模板:Cite web
  4. Railway Signalling -- A guide to modern signalling technology, Institution of Railway Signal Engineers. Published 1980.

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