[分享] 號誌升級伏筆？解析臺鐵行控4.0計畫

零. 臺鐵行控4.0懶人包 簡報資料：https://www.rd.ntust.edu.tw/var/file/45/1045/img/296996097.pdf 1. 緣起：6432普悠瑪事故 2. 主要目標：防止列車超速、冒進號誌、進路錯誤、衝撞、工安事故 3. 遠期目標：應用於提速後的東部快鐵系統 3. 內容：以「多元通訊」為架構的「主動列車控制設備」 4. 特色：車載號誌、即時雙向通訊、精確定位、後台設定臨時速限......等 5. 作為：先進行支線測試，成功並取得第三方認證後再轉至挑選的東幹線示範段測試 ，依據測試成果及最終系統架構，訂定規章制度、SOP，最終希望應用於東 部快鐵(納入綜合規劃報告中)。 6. 進度：初步建置於內灣/六家線上，路線長約11km，包含新竹、北新竹、千甲、新 莊、竹中、六家等6座車站(含新貨)及實車ED824、ED812，去年6~8月有進行 過夜間密集測試，但不曉得何時有辦法取得認證。 若有誤再麻煩指正 相關影片可搜尋馮輝昇副局長臉書之公開貼文，FB關鍵字：行控4.0，該影片為「非公 開」性質，為求慎重不方便貼連結。可看0:56(列控平台)、1:21~1:57(實車測試)。 一. 四大特色： https://i.imgur.com/sIxWEpZ.png 1. 即時通訊： 臺鐵現行半間歇式ATP(間歇接收資料、連續監控車速)的架構下，列車只能藉由離 散的感應子單向讀取移動授權及路線資料，其餘操控指令來自目視道旁號誌，或 車站運轉員、調度員行調電話口頭指示。 新系統利用無線通訊方式，讓列車能不間斷地雙向與號誌、行控系統溝通，可打 破感應子的限制、視力的限制，也可減少透過人為語音傳達臨時通知。 本特點可看作是升級成CBTC系統的指標，也是升級成ETCS Level 2的要項(ERTMS轄 下有明確定義的GSM-R頻域，但我國尚無明確規範，目前是向NCC申請，可採4G、鐵 路專網或5G等多重通訊方式，傾向納入5G)。 2. 連續監控： 列控平台經道旁光纖、基地台天線連續傳送即時及前方的速度碼、號誌條件給車輛 ，再藉MMI顯示給司機，並利用定位系統、速度偵測器、地上感應子交互檢查列車 位置、車速，以確保超速、冒進等違章行為不會發生。 降級模式一：斷訊0.9s，限速60kph。 降級模式二：關閉系統，限速25kph。 通訊網路與號誌連鎖介接，類似歐規Radio Block Center的定義。連續主動介入列 車狀態監控及給予移動授權，則為美規Positive Train Control(PTC)的定義。 註1&2 3. 精準定位： 裝置車載GPS，將列車座標上傳至列控平台，與資料庫內的平縱面線形(速限)、股 道配置(道岔、進路)、號誌設備(中途閉塞、進出站燈號)座標資料比對，以便實現 連續而非間歇離散的監控、指令。 收訊不佳的地下、隧道段，則以姿態偵測器(陀螺儀)與速度偵測器與地上感應子交 互檢核，取代GPS。 既有計軸器、軌道電路於新系統上線後，當作備援，不會拆收。此策略符合ETCS定 義，ETCS Level 2車輛仍能夠在Level 1環境下運轉的條件，但實際上應該是怕麻 煩、怕新系統故障？ 4. 車載號誌： 新加裝人機介面(MMI，類似平板電腦)於駕駛臺，可顯示當下與前方的速限及號誌 條件、即時列車位置、列車前後軌道線形與配置、臨時注意事項通知等。 車載號誌除了是提速至160kph必需的配套外，也是ETCS Level 2的要項， 二. 行控4.0要素 1. 列控平台： 裝設於各車站(不限於有辦行車業務)，上與綜合調度所(未來為第三代行控中心) CTC介接，可得知調度指令，不一定需語音通話；旁與軌道、號誌資料庫相連；下 由道旁設備與路線上各列車保持聯繫，甚至可直接調閱每班車即時的行車紀錄器 影像(車前展望)及月台監視畫面。 2. 車載平台： 裝設於列車上，由MMI與司機員溝通，並與列車動力、軔機系統介接，必要時直接 介入列車控制，切斷動力、啟動電/氣軔，與現車載ATP雷同，速限以內不會主動 干涉司機員的加、減、定速，故仍屬GoA1等級，非自動駕駛。 3. 道旁設備： 各站列控平台、號誌連鎖設備以光纖電纜相連，利用基地台天線收發無線電波訊 號與列車保持雙向即時通訊。 三. 定義檢核 1. ETCS Level 2 (1) 閉塞虛擬化 ：有 (2) 不仰賴軌道電路 ：有 (3) Radio Block Center：有 (4) GSM-R通訊傳輸 ：規範不同，但功能相近 (5) 車載號誌 ：有 (6) 地上感應子輔助 ：有 (7) LEU可移除註3 ：可 2. CBTC(IEEE 1474.1) (1) 連續監控不仰賴軌道電路：有 (2) 高解析位置偵測誤差<10m：有，<3m (3) 車載、道旁傳輸行控資訊：有 (4) 嵌入ATP功能 ：有 (5) 選擇性包含ATO、ATS功能：無ATO、有ATS(非必要) 四. 個人想法 1. 行控4.0有助於將臺鐵現行號誌架構藉PTC的模式提升為ETCS Level 2，若沒有人為 因素再去動手干擾，理論上可更維護行車安全。 2. CBTC、連續監控有望提升行車效率，出站比較不會再被ATP壓速度，也預留未來更 遠期改善(調整或縮短)閉塞，甚至引入虛擬移動閉塞的先決條件。 3. 一句話結論，行控4.0的構想就是藉CBTC達到美規PTC的控制模式主動監控列車運轉 ，並順帶提升至ETCS Level 2的環境。 五. 備註 1. Positive Train Control: 列車接收到移動授權才允許移動，且應依據速令運轉，若速度碼消失或無效，則列 車應該保持靜止狀態或煞停，因此PTC也隱含「連續」的概念。 2. Negative Train Control: 列車接收到「停」的指令才需停下，正常狀態下沒有Stop命令，不一定要停，可停 、可動。 3. LEU為道旁電子控制單元，連結地上感應子與號誌連鎖系統，代表地上感應子有傳 送移動授權給列車的作用。此功能在ETCS Level 2中由RBC與GSM-R取代。 -- 去臺北車站樓上講啊，噓我幹嘛？ 規範開這樣一定有背後的理由，用PTC的概念，失去通訊控制還能讓你繼續跑60kph已經算 是把既有道旁號誌當成退路，很顧及效率了，如果這案子有要順便移除道旁，就是25kph甚 至立即停車。 定位誤差只允許3m(取略小於軌道中心距4m的值)、資料傳輸延遲最多100ms，再考慮移動 授權界線前至少10m煞停的限制，給900ms的餘裕已經算是很寬鬆了，講難聽一點，若將來 拔掉道旁號誌，失去通訊等同於列車處於半失控狀態，有人敢搭？ 修正了一下內文，沒有限只能5G 為何拉800？不曉得，這一兩年反而600的出車餘裕較大的說，或許是趁二、三級檢修順便 安裝新系統吧。漏波電纜和天線應該就是廠商的選擇，就如同機捷號誌。 爬了一下新聞，確切說是委託美國公司「研發」一套新系統，不是買現成。理由應該很多 東西可吐槽：配合交通部國產政策，趁「多元通訊行控」這個概念還沒有明確規範之時， 先趕緊產出一套我國自己的系統，就不必受制於固定那幾家廠商。 現行的間歇式ATP最大限制就是沒連網，無法取得下一個、下下一個號誌燈號及速限。 號誌升級早在10多年前就花錢請顧問公司研究了，甚至有安排出國考察，但時至今可能都 因配套(規章、SOP)繁瑣、成本高昂而沒有下文。現在好不容易有機會做出一個示範段，並 進入實車測試，也是一種突破吧？ 號誌更新的過渡期肯定新舊並存，國外也一樣，等所有路網都升級，並驗收、認證之後才 較有移除的條件，否則新系統萬一故障，沒原系統備援，會很麻煩。 我有說不會故障嗎？現在舊系統早就通過認證n年還不是一天到晚在搞事。重點就是新系統 啟用初期(早期失效期)故障率肯定較有用期高，是電子產品都一樣，所以不馬上拿掉有備 援意義的舊系統也算是有點理。
※ 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.137.81.210 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Railway/M.1674824537.A.B06.html

→ jk189: 這個計畫拖了這麼久才要開始測試，合鐵辦事效率有夠爛01/27 21:15

噓 a5mg4n: 斷0.9就變60的話，還不如不裝了？01/27 21:29

→ garyihu: 列車的即時控制與溝通在ETCS Lv.2下很重要 01/27 21:55

→ garyihu: 160kph下走0.9s大約是40公尺，已經有明顯差距01/27 21:55

→ garyihu: （假設有160kph營運的路段）01/27 21:57

→ jk189: GSM-R用5G....，現階段5G的低穿透力等於是要增加基地台數01/27 21:59

→ jk189: 量成本，用4G還比較穩定，等後續低穿透力的科技問題解決之01/27 21:59

→ jk189: 後再來升級也比較好，直接5G讓通訊這塊問題會不少 01/27 21:59

推 Stan6003: 舉手/ 01/27 22:13

→ Stan6003: 既然路線是用六家內灣線為什麼車上測試是用800 01/27 22:13

→ Stan6003: 鐵路應該可以用溢波電纜解決訊號問題吧 01/27 22:14

→ Stan6003: 像DB直接軌道中間拉一條 01/27 22:14

→ asdfghjklasd: 買誰的系統 01/27 22:19

→ ELYC1x: https://reurl.cc/NGvzEm 01/27 22:25

→ asdfghjklasd: 美國系統? 01/27 22:33

→ a5mg4n: 那遠不必拔道旁號誌，像東鐵那樣保留彈性就好 01/27 22:40

→ a5mg4n: 用AWS也能正常運轉 01/27 22:42

→ a5mg4n: 車載號誌也不是160的要項，BR用AWS跑201那麼久了 01/27 22:46

推 willy1215: CBTC本身優勢就是不需要道旁號誌，可以省下維護道旁號 01/27 23:04

→ willy1215: 誌成本與人力 01/27 23:04

推 shter: 設備問題，閉塞控制程式的話不難寫 01/27 23:57

→ shter: 不過能相容多系統的話代表北部有機會升級自動運轉區間 01/27 23:58

→ shter: 列車進入 High Level 區給電腦控制，離開前再切換人工控制 01/27 23:59

推 tsuyoshi2501: 先讓承辦人員不要再跑去喝花酒，然後買了不能用的 01/28 00:46

→ tsuyoshi2501: 次級品回來吧 01/28 00:46

推 shter: 其實現在連網的話，號誌都可以直接傳到駕駛平板看才對 01/28 00:56

→ shter: 應該可以做的跟電車GO一樣，只是駕駛必需移動視線了 01/28 00:56

→ sydwuz: 不論GSM-R、LTE-R或5G-R主要應都還是使用900MHz頻段 01/28 00:57

→ Tp6g4cl6: 我號誌單位的啦 設備一直增加 舊的還保留當備援 01/28 07:57

→ Tp6g4cl6: 技術學不完 人力繼續流失 長官全裝作看不見 01/28 08:00

→ Tp6g4cl6: 長官退休前想有個大作為 反正之後的維護修繕不甘他的事 01/28 08:02

推 iiiiyouyou: 推樓上 01/28 08:27

噓 kiss377017: 說的跟做的，是不一樣。反正時間到走入 01/28 09:17

→ mp3w69: 都車載號誌了 還留舊的幹嘛? 就的壞了也要修 變成要維護修 01/28 09:40

→ mp3w69: 兩套設備 修的人在哪? 只會兩套一起慘 01/28 09:40

→ willy1215: 買現成這個之前聽到是國外頻率直接搬，在台灣是民用頻 01/28 10:13

→ willy1215: 率 01/28 10:13

→ willy1215: 所以就算買也還是要調整，可能就這樣讓上面覺得直接建 01/28 10:14

→ willy1215: 置新的系統較好 01/28 10:14

→ mp3w69: 你以為驗收認證之後 新系統就不會故障喔? 太天真了吧 01/28 10:21

→ mp3w69: 合鐵的號誌長官只會疊床架屋 舊設備沒有移除的一天 01/28 10:26

→ mp3w69: 軌道電路跟計軸器就是個很好的例子 01/28 10:27

→ carter513: 去年就被立委打槍凍預算了 https://reurl.cc/MXa1mp 01/28 10:57

→ carter513: 簡報餅畫得很大，實際只改了兩列車，也沒整合進號誌 01/28 10:59

→ carter513: 說要相容於現有CTC，不知道有沒先問過日信想收多少錢? 01/28 11:03

推 willy1215: 巧合的是台鐵也想更新CTC 01/28 11:59

推 austin0353: 台鐵很多東西有想電腦雲端化，動起來是好事，過程再說 01/28 14:10

推 zx246800tw: 與34樓意見相反，道旁號誌並存作為備援與相互驗證 01/28 15:27

→ zx246800tw: 歐洲很多路線也沒拔掉道旁閉塞號誌機 01/28 15:27

→ zx246800tw: 順帶一提… 合鐵應該是認真的 01/28 15:33

→ zx246800tw: 有聽說被現有架構改短閉塞報價嚇到就沒有然後了 01/28 15:33

推 a5mg4n: 台鐵要檢查列車完整性吧? 雖然理論上不會,但實際上長編組 01/28 18:57

→ a5mg4n: 貨列可能會在分離後仍繼續跑 01/28 18:58

推 a5mg4n: 台鐵的列車密度,大可以直接給移動授權到XXk-XXXm 01/28 19:01

→ a5mg4n: 接近授權邊界而未接到新授權才壓速度,而不是斷訊0.9就壓60 01/28 19:02

推 willy1215: CBTC本身就需要檢核列車完整性，雖然目前大多數都還是 01/28 19:03

→ willy1215: 留有軌道電路作偵測 01/28 19:03

→ a5mg4n: 檢查完整性的話,以現在技術,或許可以用各處一大堆攝影機 01/28 19:03

→ a5mg4n: 辨識? 01/28 19:03

推 a5mg4n: (話說台鐵一堆里程標(公里 半公里 百米) 01/28 19:19

→ a5mg4n: 以後直接在上面裝tag就能當區間標記了? 01/28 19:20

→ omkizo: 都CBTC了怎麼不移動閉塞 01/28 20:15

→ omkizo: 雖然CBTC不一定有移動閉塞 01/28 20:17

推 willy1215: CBTC非移動閉塞代表：機場捷運線 01/28 21:00

推 a5mg4n: 類APM系統的CBTC有些是不檢查完整性的? 01/28 21:12

→ a5mg4n: (都是單車組甚至只有單節車廂) 01/28 21:13

推 a5mg4n: 還要嚴格檢查完整性的畫,移動閉塞效果不大啊 01/28 21:25

→ a5mg4n: 如果以後系統以400~500m為一單位,和一編組340m相比差距不 01/28 21:26

→ a5mg4n: 大(2節E500+15節20m客車) 01/28 21:27

推 JRhokkaido: 直上移動閉塞不好嗎 01/28 21:34

→ jk189: 以合鐵各種問題來說，沒辦法直上移動閉塞吧，反正現階段就 01/28 21:57

→ jk189: 是先用支線測試系統，之後測試成功後拓展到全線，等這套系 01/28 21:57

→ jk189: 統全線穩定個3、5年再來升級移動閉塞。 01/28 21:57

推 a5mg4n: 台鐵要緊的是把6分鐘進化到2~3分鐘 01/28 21:58

→ a5mg4n: 2分鐘到75秒這種問題還太遙遠 01/28 21:59

→ a5mg4n: 七堵=樹林真的能20tph的話,一堆問題早就化解了 01/28 22:00

→ a5mg4n: (簡單一點的話,多的10tph通通用12節跑東部,就能把花蓮站) 01/28 22:10

→ a5mg4n: 塞爆 01/28 22:10

推 a5mg4n: 這個規範有點問題吧 同時制軔並出力運轉不是太罕見的策略 01/28 22:35

→ a5mg4n: 卻要求剎車解除才能出力? 01/28 22:36

→ a5mg4n: (公文及簡報P28) 01/28 22:36

推 Metro123Star: 台鐵不希望列車會截圖吧 01/29 09:20

推 t7101271328: 以台鐵車種過多的情況下用移動式閉塞的確比較有利 可 01/29 10:28

→ t7101271328: 以根據不同列車性能調整改列車的煞車距離 但問題除了 01/29 10:28

→ t7101271328: $$ 還有列車登錄點的設定 不然就會發生文湖線慘劇2.0 01/29 10:28

→ t7101271328: 不過先上CBTC 搭配車載號誌 然後把現有閉塞區間切短 01/29 10:35

→ t7101271328: 成幾個block 按不同車種需要佔用的block來計算是最合 01/29 10:35

→ t7101271328: 台鐵的需求了 這樣也不用用到移動式閉塞 也仍可以依 01/29 10:35

→ t7101271328: 據不同列車性能做調整 Ex.現有閉塞區間2km切成4段 每 01/29 10:35

→ t7101271328: 段0.5km EMU只會佔用3個block(一個目前列車佔用block 01/29 10:35

→ t7101271328: 兩個制韌預留block) 貨列可能就需要佔用5個block) 01/29 10:35

→ t7101271328: 若再保險一點可以再加一個block作為與前車的安全距離 01/29 10:36

推 willy1215: 就虛擬閉塞化了 01/29 11:09

推 a5mg4n: 如果是簡短閉塞區間佔用的話，不必到完全的CBTC吧，能在站 01/29 11:10

→ a5mg4n: 間收到授權覆蓋在既有ATP上就好 01/29 11:10

推 a5mg4n: CBTC如果只有有限頻率的話，被故意干擾的風險或許不妥 01/29 11:14

推 t7101271328: 美鐵東北走廊好像是兩者共同進行 所以路線上可以看到 01/29 12:10

→ t7101271328: 實體號誌 但有些只有地面感應子而已(尤其是紐約以北) 01/29 12:10

推 austin0353: 若至少能預知號誌不壓速度，再依性能與前車速度給注意 01/29 15:39

→ austin0353: 速限，感覺就不錯了 01/29 15:39

推 a5mg4n: 台鐵的話，應該不必參考前車速度，而要假設前車會瞬間停下 01/29 16:16

→ a5mg4n: （skytrain等相當單純的系統會算前車速度） 01/29 16:17

推 svcc: 買爛背心 01/29 19:40