通訊式列車控制

(重定向自CBTC

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]

由来编辑

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。

特性编辑

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。

应用编辑

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系统的有美国纽约地铁臺灣臺北捷運文湖線環狀線臺中捷運綠線等,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]

功能编辑

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,个别厂商也将数据通信系统(DCS, Data Communication System)独立作为子系统。


系统一览表编辑

地点 线路 系统制造商 系统名称 新系統啟用/通车时间 线路长度 列车数量 新线/既有线 自动化程度[注 1] 备注
旧金山国际机场 机场旅客捷运
庞巴迪
CITYFLO 650
2003年
5
38
新线 UTO
新加坡地铁MRT 东北线
阿尔斯通
Urbalis
2003年
20
40
新线 UTO
西雅图-塔科马国际机场 机场捷运英语Satellite Transit System
庞巴迪
CITYFLO 650
2003年
3
22
既有线 UTO
拉斯维加斯谷英语Las Vegas Valley 拉斯维加斯单轨电车
泰雷兹
SelTrac
2004年
6
36
新线 UTO
武汉地铁 1号线
泰雷兹
SelTrac
2004年
27
32
新线 STO
达拉斯-沃斯堡国际机场 机场捷运英语DFW Skylink
庞巴迪
CITYFLO 650
2005年
10
64
新线 UTO
伊斯坦布尔地铁 4号线
泰雷兹
SelTrac
2012年
21.7
新线
港铁 迪士尼线
泰雷兹
SelTrac
2005年
3
3
新线 UTO
洛桑地铁 2号线
阿尔斯通
Urbalis
2008年
6
17
新线 UTO
北京地铁 1号线2号线6号线9号线房山线首都机场线
阿尔斯通
Urbalis
2008年-2015年
159
240
既有线 / 新线 STO / DTO
马德里地铁 1号线6号线
庞巴迪
CITYFLO 650
2008年
48
143
既有线 STO
麦卡伦国际机场 旅客自动输送系统英语McCarran International Airport Automated People Movers
庞巴迪
CITYFLO 650
2008年
2
10
既有线 UTO
希思罗机场 APM
庞巴迪
CITYFLO 650
2008年
1
9
新线 UTO
巴塞罗那地铁 巴塞罗那地铁9号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2009年
46
50
新线 UTO
纽约地铁 IND卡尔弗线(实验线)
泰雷兹 & 西门子
Various
2012年
新线
纽约地铁 BMT卡纳西线
西门子
Trainguard MT CBTC
2009年
17
69[注 2]
既有线 STO
华盛顿杜勒斯国际机场 机场专列英语AeroTrain (Washington Dulles International Airport)
泰雷兹
SelTrac
2009年
8
29
新线 UTO
底特律 㡳特律旅客捷运系统
泰雷兹
SelTrac
1987年
4.7
12
既有线 UTO
北京地铁 4号线
泰雷兹
SelTrac
2009年
29
40
新线 STO
上海轨道交通 6号线7号线8号线9号线11号线
泰雷兹
SelTrac
2009年
238
267
新线 / 既有线 STO
台北捷运 内湖线
庞巴迪
CITYFLO 650
2009年
26
76
新线 / 既有线 UTO
米兰地铁 M1线
阿尔斯通
Urbalis
2010年
27
68
既有线 STO
深圳地铁 2号线5号线
阿尔斯通
Urbalis
2010年 - 2011年
76
65
新线 STO
深圳地铁 9号线
泰雷兹
SelTrac
2014年
25.38
新线
宾夕法尼亚州东南地区交通局 SEPTA城市交通英语SEPTA subway–surface trolley lines
庞巴迪
CITYFLO 650
2010年
8
115
STO
上海轨道交通 10号线12号线13号线16号线
阿尔斯通
Urbalis
2010年 - 2013年
108
152
新线 UTO / STO
北京地铁 大兴线
泰雷兹
SelTrac
2010年
22
新线 STO
广州地铁 珠江新城APM线
庞巴迪
CITYFLO 650
2010年
4
19
新线 DTO
广州地铁 3号线
泰雷兹
SelTrac
2010年
67
40
新线 DTO
伦敦地铁 银禧线
泰雷兹
SelTrac
2010年
37
63
既有线 STO
伦敦地铁 北线
泰雷兹
SelTrac
2014年
58
106
既有线 STO
盖特威克机场 旅客捷运系统英语Gatwick Airport Shuttle Transit
庞巴迪
CITYFLO 650
2010年
1
6
既有线 UTO
巴黎地铁 3号线5号线
日立轨道STS / 西门子
Inside RATP's
Ouragan project
2010年、2013年
26
40
既有线 STO
龙仁市 龙仁轻电铁
庞巴迪
CITYFLO 650
2013年
19
30
UTO
深圳地铁 3号线
庞巴迪
CITYFLO 650
2011年
42
43
STO
马德里地铁 马德里地铁7号线
Invensys
Sirius
2011年
9
?
既有线 STO
迪拜地铁 红线英语Red Line (Dubai Metro)绿线英语Green Line (Dubai Metro)
泰雷兹
SelTrac
2011年
70
85
新线 UTO
釜山广域市/金海市 釜山-金海轻电铁
泰雷兹
SelTrac
2011年
23.5
25
新线 UTO
沈阳地铁 1号线
安薩爾多STS
(現日立軌道STS)
CBTC
2011年
27
23
新线 STO
萨克拉门托国际机场 旅客捷运系统英语SMF Automated People Mover
庞巴迪
CITYFLO 650
2011年
1
2
新线 UTO
巴黎地铁 1号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2011年
16
53
既有线 DTO
天津地铁 2号线3号线
庞巴迪
CITYFLO 650
2012年
52
40
STO
新加坡地铁 新加坡地铁环线
阿尔斯通
Urbalis
2009年
35
46
新线 UTO
墨西哥城地铁 12号线
阿尔斯通
Urbalis
2012年
25
30
新线 STO
广州地铁 6号线
阿尔斯通
Urbalis
2012年
24
27
ATO
圣地亚哥地铁 1号线英语Línea 1 del Metro de Santiago
阿尔斯通
Urbalis
2012年
20
42
新线 / 既有线 DTO
圣保罗地铁 1号线2号线3号线
阿尔斯通
Urbalis
2012年
62
142
新线 / 既有线 UTO 只有2号线的部分运行于CBTC
阿尔及尔地铁 1号线英语Algiers Metro Line 1
西门子
Trainguard MT CBTC
2012年
9
14
新线 STO
菲尼克斯天港国际机场 机场专列英语PHX Sky Train
庞巴迪
CITYFLO 650
2012年
3
18
新线 UTO
利雅德地铁 KAFD单轨
庞巴迪
CITYFLO 650
2012年
4
12
新线 UTO
圣保罗都市圈铁路公司 8号线英语Line 8 (CPTM)10号线英语Line 10 (CPTM)11号线英语Line 11 (CPTM)
Invensys
Sirius
2012年
107
136
既有线 UTO
赫尔辛基地铁 1号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2014年
35
?
新线 / 既有线 STO[6]
昆明轨道交通 1号线2号线
阿尔斯通
Urbalis
2013年
42
38
新线
马拉加地铁 1号线英语Línea 1 (Metro de Málaga)2号线英语Línea 2 (Metro de Málaga)
阿尔斯通
Urbalis
2013年
17
15
新线
武汉地铁 2号线4号线
阿尔斯通
Urbalis
2013年
60
45
新线 STO
多伦多地铁 央街-大学线
阿尔斯通
Urbalis
2013年
31
39
既有线 STO
巴黎地铁 13号线
泰雷兹
SelTrac
2013年
23
66
既有线 STO
北京地铁 8号线10号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2013年
84
150
STO
南京地铁 2号线3号线10号线12号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2010 - 2015年
137
140
新线
加拉加斯地铁 1号线西班牙语Línea 1 (Metro de Caracas)
Invensys
Sirius
2013年
21
?
既有线
愛民頓輕鐵 首都线英语Capital Line地铁线英语Metro Line
泰雷兹
SelTrac
2014年
24(複線)
94
既有线 DTO
马萨诸塞湾交通局 阿什蒙特–马塔潘高速线英语Ashmont–Mattapan High Speed Line
Argenia
SafeNet CBTC
2014年
6
12
新线 STO
圣保罗地铁 15号线
庞巴迪
CITYFLO 650
2014年
25
54
新线 UTO 仅2个站点
斯德哥尔摩地铁 红线
安薩爾多STS
(現日立軌道STS)
CBTC
2014年
41
30
既有线 STO->UTO
新盆唐線首尔 新盆唐線
泰雷兹
SelTrac
2014年
30.5
12
新线 UTO
阿卜杜勒-阿齐兹国王国际机场 阿卜杜勒-阿齐兹国王国际机场APM
庞巴迪
CITYFLO 650
2014年
2
6
新线 UTO
迪拜地铁 迪拜电车
阿尔斯通
Urbalis
2014年
10
11
新线 STO
宁波轨道交通 1号线
阿尔斯通
Urbalis
2014年
21
22
新线
巴拿马地铁 1号线
阿尔斯通
Urbalis
2014年
13.7
17
新线
仁川都市铁道 2号线
泰雷兹
SelTrac
2014年
29
37
新线 UTO
香港国际机场 香港国际机场旅客捷运系统
泰雷兹
SelTrac
2014年
4
14
既有线 UTO
南京地铁 S1号线
泰雷兹
SelTrac
2014年
36
15
新线 STO
慕尼黑机场 慕尼黑机场2号航站楼APM
庞巴迪
CITYFLO 650
2014年
1
12
新线 UTO
无锡地铁 1号线2号线
阿尔斯通
Urbalis
2015年
58
46
新线 STO
阿姆斯特丹地铁 50号线51号线52号线53号线54号线
阿尔斯通
Urbalis
2015年
62
85
新线 / 既有线
圣保罗地铁 5号线
庞巴迪
CITYFLO 650
2015年
20
34
既有线 & 新线 UTO 運用開始前
圣保罗地铁 17号线西班牙语Línea 17 del Metro de São Paulo
泰雷兹
SelTrac
2015年
17.7
24
新线 UTO 建設中
福州地铁 1号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2020年
24
28
新线 STO
纽约地铁 IRT法拉盛线
泰雷兹
SelTrac
2015年
17
46[注 3]
既有线 / 新线 STO
新加坡地铁 新加坡地铁南北线
泰雷兹
SelTrac
2015年
57
87
既有线 UTO
德里地铁 7号线(粉线)英语Pink Line (Delhi Metro)
庞巴迪
CITYFLO 650
2015年
55
华特迪士尼世界度假区 单轨系统英语Walt Disney World Monorail System
泰雷兹
SelTrac
2016年
22
15
既有线 UTO
快捷通轨道吉隆坡 安邦线和大城堡线
泰雷兹
SelTrac
2016年
35
20
既有线 UTO
海得拉巴地铁 1号线、2号线、3号线
泰雷兹
SelTrac
2016年
72
57
新线 STO
新加坡地铁 新加坡地铁滨海市区线
Invensys
Sirius
2016年
40
73
新线 UTO
港铁 南港岛线
阿尔斯通
Urbalis
2017年
7
10
新线 UTO
里尔地铁 里尔地铁1号线
阿尔斯通
Urbalis
2017年
15
27
既有线 UTO
台北捷運 環状線
安薩爾多STS
(現日立軌道STS)
CBTC
2020年
15
17
新线 UTO
台中捷運 绿线
阿尔斯通
Urbalis
2020年
18
29
新线 UTO
快捷通轨道吉隆坡 加影线
庞巴迪
CITYFLO 650
2017年
51
74
新线 UTO
新加坡地铁 东西线
泰雷兹
SelTrac
2017年
57
87
既有线 UTO
伦敦地铁 大都会线區域線环线漢默史密斯及城市線
泰雷兹
SelTrac
2022年
182
334
既有线 STO
雷恩地铁 B线
西门子
Trainguard MT CBTC
2018年
12
19
新线 UTO
哥本哈根市郊铁路コペンハーゲン 全线
西门子
Trainguard MT CBTC
2018年
170
136
既有线 STO
渥太华轻轨 1号线(联邦线)
泰雷兹
SelTrac
2018年
12.5
34
新线 STO
布达佩斯地铁 2号线4号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2013年 (M2)
2014年 (M4)
17
41
广州地铁 4号线5号线
西门子
Trainguard MT CBTC
?
70
?
圣保罗地铁 圣保罗地铁4号线
西门子
Trainguard MT CBTC
?
13
14
新线 UTO 4站建设中
马尔马拉铁路 通勤铁路
Invensys
Sirius
?
77
?
新线 STO
重庆轨道交通 1号线6号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2011年 - 2012年
94
80
新线 STO
西安地铁 1号线2号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2013年 - 2014年
52
80
新线 STO
JR東日本 常磐緩行線[7]
泰雷兹[8]
SelTrac
2020年[8]
搁置[9]
30
70
既有线 STO 该计划由于技术和成本问题而被放弃[10]
布宜诺斯艾利斯地铁 C线英语Line C (Buenos Aires Underground)
西门子
Trainguard MT CBTC
2016年
4.3
18
TBD TBD
悉尼地铁 西北线
阿尔斯通
Urbalis
2019年
37
22
UTO
福州地铁 2号线
西门子
Trainguard MT CBTC
2020年
30
31
新线 STO
福州地铁 1号线延伸
西门子
Trainguard MT CBTC
2020年
29
28
既有线 STO
港铁 屯馬綫
泰雷茲
SelTrac CBTC
2009年(原西鐵綫及九龍南綫)[11]
2021年(全綫)
56.2
65
既有线 / 新線 STO
港铁 東鐵綫
西門子
Trainguard MT CBTC
2021年
50
43
既有线 / 新線 STO 延伸路段建設中
东京地铁 丸之内线[12]
三菱电机
无线列车控制系统[13]
2023年
27
59
既有线
新北捷运 三莺线[14]
日立軌道STS
CBTC
2024年
14.29
29
新线 UTO 建設中
桃园捷运 绿线[15]
西门子
Trainguard MT CBTC
2025年
27.8
40
新线 UTO 建設中
台北捷运 万大-中和-树林线[16]
阿尔斯通
Urbalis
2026年
9.5
19
新线 UTO 建設中

參見编辑

  1. ^ UTO = Unattended Train Operation(无人看守的自动运行)、STO = Semi-automated Operation Mode(有人看守的自动运行)
  2. ^ この数値は4両編成の本数である。BMTカナージー線は2本組み合わせて8両編成で走っている。
  3. ^ この数値は11両編成での値である。IRTフラッシング線は11両編成であるが、1両・5両・6両の組み合わせで運行している。


参考文獻编辑

  1. ^ 1474.1-1999 - IEEE Standard for Communications-Based Train Control(CBTC)Performance and Functional Requirements.[1] (January 14, 2019).
  2. ^ What is CBTC? [2] (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] (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统》,臺北市政府捷運工程局,2012年10月29日
  6. ^ Helsinki Metro automation ambitions are scaled back. [4] Railway Gazette International, Urban Rail News, 2012. Accessed January 2012
  7. ^ Briginshaw, David. JR East selects Thales to design first Japanese CBTC. hollandco.com. Holland. January 8, 2014 [January 9, 2014]. 
  8. ^ 8.0 8.1 常磐緩行線へのCBTC導入検討の設計契約を泰雷兹と締結しました (pdf). 東日本旅客鉄道. 2014-05-22 [2016-12-01]. 
  9. ^ 交通新聞社 2017年10月5日紙面
  10. ^ 次世代の列車制御、JR東日本が海外方式の導入を断念 - ニュースイッチ(記事内に「今後採用する次世代の列車制御は日立製作所、三菱電機と共同で開発した無線式列車制御システム「ATACS(アタックス)」を軸に進めていく。」とあることでATACSをCBTCの代替として検討していることが確認可能である)
  11. ^ Thales Urban Railway Signalling: Hong Kong-West Rail/Kowloon Southern Link
  12. ^ 丸ノ内線に無線式列車制御システム(CBTCシステム)を導入します. 东京メトロ. January 28, 2016 [February 28, 2016]. 
  13. ^ 东京メトロ丸ノ内線に無線式列車制御システム向け無線装置を納入. 三菱電機. February 22, 2018 [April 15, 2018]. 
  14. ^ 台湾・新北市 三鶯線建設プロジェクトを受注 2016年6月21日 日立製作所
  15. ^ (英文)Siemens delivers rail technology to Taiwan 2018年7月5日 西门子
  16. ^ (英文)Alstom to supply integrated metro system for Taipei Metro Line 7 2018年7月10日 阿尔斯通