聯鎖裝置

Interlocking

Updated 16,Oct 2006

甚麼是聯鎖?

聯鎖裝置的作用是維持道岔與燈號、燈號與燈號以及道岔與道岔之間有一個合邏輯的聯繫,使操作上必須依據一定的次序,以防人為的錯誤動作,使道岔或燈號之間互相衝突,導致列車相撞或脫軌。因此,聯鎖裝置為鐵路信號系統的心臟部分之一,對於行車安全來說至為重要。

 

需要進行聯鎖的地方

燈號與道岔間之聯鎖:在右圖中,當道岔 P1 的開通方向為定位,道岔P2的開通方向也必需鎖在定位以及 信號燈 S3 需鎖在紅燈位置,以防止有列車誤闖 S3 而撞向正駛向主線的列車﹔

相反地,當P2扳向反位時讓列車駛過 S3 時,P1 也需同時扳向反位防止列車駛越 S1 而撞向該列車。

 

道岔與道岔間之聯鎖 : 在右圖中,當道岔 A1 與 A2 需要扳向反位時,必須將 B1 及 B2 鎖在定位﹔同理,當 B1 和 B2 需扳向反位的話,A1 和 A2 也需要被鎖在定位。

 

燈號與燈號間之聯鎖:其目的旨在避免在進路互相衝突的信號燈同時顯示前進信號,以及使信號燈之間的操作上,具有連帶的關係與順序。例如在單線軌道上但方向相對的信號燈A與B,當信號燈A亮起綠燈後,就必須將B鎖在紅燈位置﹔反之,當B顯示綠燈時,亦須將A鎖在紅燈位置,使它們不能同時 也顯示前進信號。

 

其他形式的鎖定

除了上述的聯鎖之外,在信號燈亮起綠燈前,需要先確保進路(列車將會駛過的路段)上各道岔已經扳於正確的開通方向,以及相關的信號顯示也是正確無誤後,才能發出綠燈讓列車通過。而當綠燈亮起之後,有關進路上各道岔 和燈號亦需要被立即鎖住,以避免任何有意或無意的錯誤改動,使列車進入錯誤的軌道,又或者使道岔在列車駛過時扳動而令列車前後分道,引致出 軌、撞車等意外發生。而這種將進路上各種設備進行的鎖定,便稱為路線鎖(Route Locking)。

時間鎖和接近鎖:如上文所述,當道岔的開通方向已經設定好,並且顯示了綠燈後,在該進路上的各道岔即會被鎖住。但如果現在要作出更改的話,理論上控制員只需把燈號轉回紅燈,各道岔便能即時解鎖和扳動,表面上看來沒有什麼問題。但倘若這時正有列車駛近該信號燈,司機已望見該前進信號並準備把列車駛過,不過該燈號卻突然變作紅燈,列車必定會來不及煞車而冒進該信號燈之後的路段,若然該路段上那些經已被解鎖的道岔 正在扳動的話,便會令列車脫軌或發生相撞,對行車安全有欠保障。

因此,在控制員將燈號轉回紅燈後,信號系統亦會將有關進路繼續鎖住一段時間後,方能解鎖,避免列車駛近時信號突然作出轉變,而這種設計便稱為時間鎖。

但在現代的鐵路系統上,這種系統卻欠缺效率,容易引致列車誤點。所以,現時多數的統也會採用接近鎖--它能從軌道電路得悉列車的位置,當列車跟欲解鎖的進路還有一段距離時,便可以即時解鎖﹔但倘若列車經已駛近,便需要等待一段時間後才能解鎖了(地鐵:30秒﹔東鐵:2分鐘)。在保障行車安全的同時,又不損害運作的效率。

 

聯鎖裝置的構造

當電氣技術設備仍未發達的時候,聯鎖是透過機械作用去維持一個正確的連繫,控制員需要在車站控制室內扳動大型的槓桿才能轉動道岔和號誌機 。

 

但隨著電氣設備的發展,機械式的聯鎖裝置被繼電器所組成的聯鎖電路所取代,而它的構造是由多台繼電器去組成邏輯電路,控制員只需透過一個控制台,即可控制一指定路段上所有道岔和信號燈,而這些邏輯電路則確保控制員的操作不會違反預設的聯鎖關係。

 

在現化化的鐵路系統中,聯鎖工作則會交由大型的電腦系統去控制,這種聯鎖裝置則稱為 Solid State Interlocking(簡稱SSI)。而整個鐵路系統上的行車控制,亦由從前各路段的分工操作,變成能夠作集中控制的中央系統了。

昔日東鐵的信號聯鎖閘柄

 

在地鐵的中央控制中心

 

SSI 各部分的介紹:一般的 SSI 主要由 Central Interlocking(簡稱 CI)、Trackside Function Modules(簡稱 TFM)、Technician's Terminal(簡稱 TT)以及 Data Links 所組合而成。CI 是 SSI 的中心部份,它透過邏輯電路從而達到有 Fail Safe 功能的聯鎖控制。在每一個需要進行聯鎖的路段上,也會設有 SSI 裝置,而那兒的信號燈、道岔以及軌道電路等系統,也會跟 CI 相連,並且受其操控。

TFM 則是信號電纜與信號燈、轉轍馬達等裝置的介面,當它接收到 CI 的指示信號後,便會直接向這些裝置「發施號令」,使它們能依從 CI 的指示運作。由於每一個 TFM 只能作一個裝置的介面,所以 信號燈或道岔數量越多,TFM 的數目也相應會越多。

而 TT 可說是一台電腦終端機,負責不斷地監察 SSI 的運作、提供系統的狀態數據予維修人員及儲存各項相關記錄等,維修人員亦可藉 TT 去修改聯鎖系統內的各項參數。

除了上述的組件之外,每條鐵路也可按其需要而增加不同種類的介面(Interface),使其 SSI 能夠與其他設施連繫和配合,從而令聯鎖工作更為完善。

CI、TFM 和 TT 的關係圖

註:聯鎖裝置是鐵路信號系統中的一個獨立設備,因此它並不屬於 ATPAWS 或 SACEM 等系統的一部份,大家可不要把它們混為一談。

 


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