專題演講 2011/4/29 電子系我國首次採用通訊式捷運列車控制系統 (CBTC) 之經驗分享

專題演講 2011/4/29電子系我國首次採用通訊式捷運列車控制系統(CBTC)之經驗分享陳景池 gcchen@trts.dorts.gov.tw

學歷: 1.1983 台北工專電子工程科畢業 2.1988 技術學院電子工程系畢業 3.1990 取得台大電研所碩士經歷: 1.1987 高考電子類優等第一名 2.1988 進入台北捷運局服務 3.1990 取得電子技師 4.1996 取得第一屆消防設備師現職: 1.台北捷運局機電系統工程處副處長 2.行政院工程會咨詢委員、專家

壹、關於捷運系統 • 從系統控制觀點談捷運系統的基本分類 • 通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵 • 貳、如何讀好書、考好試、做好事情 • 參、 Q & A

從系統控制觀點談捷運系統的基本分類 一、傳統固定式區間(Fixed Block)的捷運系統台北捷運淡水線、新店線、板南線、新莊及蘆洲線、信義松山線、原木柵線均屬之二、通訊式列車控制系統移動式區間( Moving Block) 的捷運系統國內唯一完整的系統僅有文湖線

不同捷運系統的比較 以高速駛近紅綠燈，各車相互間之最短距離都維持一個較大的值傳統固定式區間(Fixed Block)的理念：不論是以高速或低速駛近紅綠燈，各車相互間之最短距離都維持一個定值通訊式列車控制系統移動式區間( MovingBlock) 的運作邏輯以低速駛近紅綠燈時，各車相互間之最短距離都維持一個較小的值實際上停在紅綠燈前，各車相互間幾乎都是很小的距離 5 5

傳統固定式區間(Fixed Block)的簡介 • 系統架構 • 全線各車站皆設有行車監控系統，負責控制系統之自動操作及安全保護行控中心車站1 車站2 車站4 車站5 車站N 車站3 . . . .

傳統固定式區間(Fixed Block)的捷運系統 號誌房電聯車與道旁號誌傳送示意圖註：摘自廠商資訊

傳統固定式區間(Fixed Block)的捷運系統(續) 車站車站註：摘自廠商資訊

傳統固定式區間(Fixed Block)的捷運系統(續) 註：摘自廠商資訊

通訊式列車控制(CBTC)系統移動式區間(Moving Block)捷運系統的原理

通訊式列車控制系統(CBTC)簡介 • 系統架構 • 全線含機廠共劃分為若干個號誌區域(Region) ，每區域含1個主控站負責主控系統之自動操作及安全保護行控中心主控站4 主控站1 主控站2 主控站5 主控站6 主控站3 . . . . 車站車站車站車站車站車站 . . . .

通訊式列車控制系統(CBTC)簡介(續) 在移動式區間的系統裡，並無固定的區間，所謂的區間是隨著列車所在的實際位置而移動，且區間的長度亦隨著實際所需的安全停車距離而隨時變動在移動式區間的系統裡，列車所在的位置必須很精確且必須連續性的加以追蹤，以確保可以有安全且為最小的列車相互間距離

通訊式列車控制系統(CBTC)簡介(續) 行控中心主控站行車監控單元 ●列車偵測基準點確認所在位置 ●列車位置傳回主控站行車監控單元 ●主控站傳送前方列車位置資訊給後方列車列車－主控站間無線傳輸媒介為：軌道之洩波電纜或天線軌道上之基準點軌道上之基準點 13

道旁設備-基準點(Norming Point) 道旁設備-漏波電纜道旁設備-列車識別標籤偵測器(Tag Reader) 道旁設備-光電轉換裝置(EOCell) 道旁LOS 天線

基準點(Norming Points) • 沿著軌道或導軌安裝的設施，其作用是: • 讓列車可重新校正它們行走後所累積的位置誤差 • 讓列車可確認它們行走後的正確位置

行控中心 閉路電視監視器後投影式狀態顯示板操作人員控制台

通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵 一、傳統固定式區間(Fixed Block)的捷運系統，移動的列車與固定的道旁之間係採用接觸式的軌道電路傳輸資訊，且道旁與車站之間及車站與行控中心之間都是採點對點式的通訊網路(如 PCM、SDH)，穩定度高。註：摘自網路上資訊

通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵(續) 二、因CBTC系統須傳送大量資訊，故其通訊傳輸網路系統選用網路式通訊，此網路式通訊是否穏定且可靠成為系統成敗的關鍵。鍵。

通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵(續) 三、文湖線CBTC系統所選用之網路式通訊系統，初期係採用非同步傳輸模式(ATM) ，其特點為： • 所有資料的傳輸改以小而且固定長度的封包來傳送 • 這種小而固定長度的封包就稱之為細胞 • 每個細胞長度為53個Byte，其中5個Byte為標頭，48個Byte為資料

通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵(續) 四、ATM網路式通訊系統採封包交換，其傳輸過程如下註：摘自網路上資訊

通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵(續) 五、文湖線網路式通訊系統初期所採用之非同步傳輸模式(ATM)，因各種通訊傳輸介面問題而極不穩定，且在發生問題後所需收斂時間極長或根本無法收斂

通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵(續) 六、為解決文湖線ATM網路式通訊系統初期極不穩定之狀況，乃進行架構重組以減少所需收斂時間

通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵(續) 六、為徹底解決文湖線ATM網路式通訊系統不穩定之狀況，乃重新架設超高速乙太網路完全取代原有之ATM網路，不只加大網路頻寬，更大幅縮短所需收斂時間新架設之超高速乙太網路原有之ATM網路

通訊式捷運列車控制系統(CBTC)成敗的關鍵(續)

貳、如何讀好書、考好試、做好事情 1.凡事豫則立，不豫則廢 2.立定目標，勇往直前 3.任事要有熱忱，要言而有信，以同理心與人相處，自然贏得敬重 4.以北科大為榮，發揚北科大傳統精神

Q & A

專題演講 2011/4/29 電子系我國首次採用通訊式捷運列車控制系統 (CBTC) 之經驗分享