SACEM

System d' Aide a` la Conduite a` l' Exploitation et a` la Maintenance

Updated 16,Oct 2006

地鐵信號系統「SACEM」的基本原理

正如前章所述,SACEM 是一個以 Distance-to-go 模式操作的系統,它是靠列車與沿路軌設置的電腦系統(稱為 Sector Computer)之間的資料傳送去獲悉前車和自車之間的距離及位置等資料,從而 使軌道上的各列車都能互相保持著一個適當距離,令它們都可以安全地行駛。除了防止列車相撞外,SACEM 同時還有著 ATO 功能,會自動地控制列車的加速、減速及停止等動作,令列車的運作更為可靠。

SACEM 的運作原理簡圖

 

電子信號資料的傳送

在路軌旁每隔一段距離便會設有 Sector Computer,用來處理列車與各種信號設備/聯鎖裝置以及其他控制系統之間的溝通,並且把軌道電路有車與否、道岔狀態等資料經由 Loops 送往車載電腦。同時,儲存在 Sector Computer 埵傢鷏茯q軌道的「地圖」亦會透過 Loops 傳送到列車上,以便車上的 ATP 系統能夠將之配合 Beacons 的資料和前車位置來計算出煞車距離。

Sector Computer 透過路軌向列車傳送電子信號資料的方法包括有連續性傳送和間歇性傳送兩種,而由列車向 Sector Computer(亦是透過路軌來進行)去傳送資料則需利用半連續性傳送。

 

間歇性傳送

Beacons:主要作用是告知列車其所在的位置,它們一共分為 Relocation Beacons、Stationary Train Initalisation Beacons 和 Moving Train Initialisation Beacons 三種。

它們當中以 Relocation Beacons(RB)最為常見,它主要裝設在行車主線上,作用是告知行駛中的列車其所在的位置,而它的運作原理是透過列車在其上面駛過時車上的感應線圈(Beacon Sensor)與 Beacon 本身的線圈之間所產生的電磁感應(Magnetic Induction),從而產生電流,並且藉著這些電流將包含著這個 Beacon 之位置編碼的電子 信息送到 Beacon Sensor 中,使列車能夠利用 Beacon 所提供的位置編碼去翻查車載電腦中的「地圖」從而知悉其所在位置正因為它是靠電磁感應的原理自行產生電力,所以 RB 並不需要使用電力便能操作。

Relocation Beacon

Initialisation Process:當車載電腦剛啟動時,它並不會知道列車所在位置的,所以這時亦需要透過 Beacons 去告訴車載電腦該列車的所在位置,而這個程序便稱為 Initialisation Process,以下所介紹的兩種 Beacons 便是專為進行這個程序而設的。

Stationary Train Initalisation Beacons(STIB)主要裝設在車廠出口、留置線、總站和掉頭路軌等位置上。在列車調頭或駛離車廠時,它負責告訴車載電腦該車所在的位置。

跟 Relocation Beacons 不同的是,因為列車調頭或準備離開車廠時,列車是靜止不動的,所以無法去產生電磁感應來產生電流,所以 STIB 需要接上電源才可運作。

另外,由於列車調頭時兩端車頭的電腦控制設定需要互相掉換,所以在兩端車頭的路軌上都會一併裝上 STIB。

Stationary Train Initialisation Beacon(左)與 Relocation Beacon(右)

 

而另一款用來做 Initialisation Process 的 Beacons 便是 Moving Train Initialisation Beacons(MTIB)了。它多數會裝設在行車主線上,作用是當車載電腦在行車途中失去所在位置的資料(稱為「Delocalise」)時,重新去設定車 載電腦的運作並再次告知列車其所在位置(稱為「Relocalise」 )。所以,MTIB 多數會裝設在容易出現 Delocalise 的地方。

Moving Train Initialisation Beacon

註:車載電腦失去位置資料的原因通常都是因為車輪打滑,令電腦不能準確地從車輪轉數中計算出列車的行走距離而造成。每當遇上這情況時,由於車載電腦就像瞎了一樣,不能繼續它的 ATP 和 ATO 功能,故此車長需要改以人手去操作列車(即是使用 Restricted Manual Mode),直至駛到設有 MTIB 的地方為止。

 

連續性傳送和半連續性傳送

Loops:為鋪設在軌條兩側的線圈,透過不斷收發電子信號使沿線電腦與車 載電腦能夠互相溝通。Loops 大致上可分為 Return Channel Loops 和 Continuous Transmission Loops 兩種:Return Channel Loops 裝設在月台範圍內,作用是當列車停站時,接收由車載電腦所發出有關列車狀態的資料,而這種傳送資料的方式便稱之為半連續性傳送;而設置在幹線區間的 Continous Transmission Loops 負責傳送信號燈狀態、軌道電路被佔據情形、道岔狀態、軌道「地圖」等 信息給車上的電腦,這種傳送資料的方式則稱為連續性傳送。

值得一提的是,機場鐵路所使用的 Loops 則採用 Injection 的方式,靠每隔一段距離的路軌上所設置的線圈,把電子信號傳入鋼軌內,再透過鋼軌傳送到車載電腦中,所以這種形式的 Loops 並不需要沿著鋼軌鋪設電線。

Injection Loops 的開端(左)與尾端(右)

 

列車上的電訊號收發設備

在所有列車的頭卡和尾卡的車底,均有裝設用以接收和發出電信號的設備,它們分別是 Continuous Transmission Antenna 和 Beacon Sensor。Continuous Transmission Antenna 的作用是接收由 Continuous Transmission Loops 所發出的電子信號,而 Beacon Sensor 則用作感應 Beacon 的信息和發出電子信號給 Return Channel Loops。

Beacon Sensor

Continuous Transmission Antenna

 

SACEM 的實際操作--列車駕駛室

在所有載客列車的駕駛室堙A都會設有模式選擇掣(Mode Selector),它一共有四種行車模式給車長選擇:包括 AM(Auto Mode)、CM(Coded Manual)、RM(Restricted Manual)-Forward 以及 RM-Backward。當列車使用 AM 模式行車時,車長只需按下「Start」掣便能啟動 ATO 系統,從而使列車能夠根據 ATP 系統的指示自動控制速度和煞車,而無需依靠人手操作。

倘若 ATO 系統不能正常操作的話,車長便需要改用 CM 模式行車,而 CM 的操作方法與 前章所說一樣 ,車長需按照 Cab signal 指示以人手駕駛列車,當列車速度距離 Target speed 還有 3km/h 時,駕駛室內的警報器便會響起提醒車長,當車速超過 Target speed 時 ,列車便會自動作緊急煞車。

而 RM-Forward 則會在車廠或當車載電腦 Delocalise 時使用,當使用此模式時,車長亦需以人手駕駛列車前進,但列車卻不會受 ATP 系統監控,因此最高車速會被限制為 22km/h,以確保安全。

RM-Backward 模式的操作基本上與 RM-Forward 一樣,但當使用 FB 模式時,列車另一端(即尾卡)的 SACEM 電腦會被啟動,使車長能夠駕駛列車進行倒車。

註:當車長欲以 RM 行車時,需事先得到控制中心的批准。另外,在模式選擇掣上還設有 Stand By 和 Shunt Down 這兩種選擇項目以供啟動和關閉車載電腦之用。

 

SACEM 的實際操作--車務控制中心

機場鐵路在車務控制中心(Operation Control Centre,簡稱 OCC)以及各車站的控制室(Station Control Room,簡稱 SCR)堙A都有一個叫做 ATSS(Automatic Train Supervision System)的設備。ATSS 會透過裝設在每個車站的電腦設備(Station Maintenance Terminal,簡稱 SMT)去控制 SACEM 和聯鎖裝置等系統。而 ATSS 主要是由以下兩部分所組成:

ATS(Automatic Train Supervision):用來監察和輸入各種參數(控制列車行駛的程式),並且能夠隨時改以人手去設定行車路線。

ATR(Automatic Train Regulation):能夠自動設定列車的行駛路線 *,並且限制列車在某些路段上的行駛速度。

而在車務控制中心堙A每條路線均設有兩部 ATSS,各自監控半條路線的運作,這些ATSS均由行車主任(Traffic Controller,簡稱TC)所控制,在每天鐵路系統投入運作前,行車主任會把當天的行車時間表上載入 ATSS 內(行車時間表通常會分為 Weekdays、Saturday&Sunday/Public Hoildays 兩種,而在某些節日需要提供特別的列車服務時,有關部門便會把預先製訂出這份特別行車時間表,然後再上載到 ATSS 中)。

在車站控制室內的 ATSS 則負責監察該站附近路段的行車情況,倘若車務控制中心與鐵路系統之間失去聯繫的時侯,它們便可以聯合一起控制整條鐵路的運作(稱為 Station Mode),但這情況是絕少會發生的。

設於車務控制中心的 ATSS 控制介面

 

但在地鐵市區線中,因為三線是分開運作,所以在車務控制中心堣]是分開操控的,而在 OCC 堥C條線均會有一部叫做 CDP (Central Data Processor)的設備去監控行車狀況。另外,它只會間接地控制 ATR 和 ATS 系統的操作,不會像 ATSS 那樣由 ATR 和 ATS 所組成的,而它亦須透過車站電腦(Station Data Processor,簡稱 SDP)去控制 SACEM 和聯鎖裝置等系統的運作。

註:ATR 在設定好行車路線後,SACEM 便會根據 ATR 的資料去扳動道岔,而 SSI(Soild State Interlocking)系統則會確保有關的設定會否有衝突,至於 SSI 的詳情,可參閱「聯鎖裝置」一章。

 


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