基於無線通信的列車控制技術（CBTC）

基於無線通信的列車控制技術(Communication-based Train Control, CBTC)，是一種鐵路信號系統，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。相較傳統信號系統，現今的通訊式列車控制系統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，CBTC系統是「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10cm）的列車自動控制系統，可利用車載及道旁之處理器傳輸行車監控資訊，讓列車與信號間進行連續、大容量、雙向的數據通訊。CBTC亦可嵌入列車自動保護系統（ATP）功能，和非必須的列車自動運行系統（ATO）與列車自動監督系統（ATS）功能」。

CBTC系統是一種安全、可靠、穩定的無線自動列車控制系統，並廣泛用於現代軌道運輸中。它最大的特點是系統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信號。因CBTC捨棄傳統固定式閉塞（Fixed-block）信號系統來控制列車，故此種方式又被稱為移動式閉塞（Moving-block）信號系統。

CBTC系統的傳輸方式包含兩種類型，一種是利用道旁泄波電纜傳輸（適用於隧道段）、另一種則是利用布設在道旁的基準點（Beacon or Norming Points）傳輸（適用於平面段及高架段）。

由來

無線電技術飛速發展後，人類開始孜孜不倦地研發一種基於無線通信的列車自動控制系統。實現移動閉塞，減少列車運行間隔，進而在不增加硬體投資的前提下，提高系統運能。研究人員期望這種系統能夠減少鐵路軌旁信號線纜的鋪設，並同時期望減少線纜的日常維護工作（實際引入軌旁通信設備，帶來相應的軌旁維護工作量）以降低列車實行自動控制的成本。

特性

CBTC相比傳統的鐵路信號系統有著諸多特性，比如：

• 不須繁雜的電纜，轉而以無線通信系統代替，減少電纜鋪設及維護成本。
• 可以實現車輛與控制中心的雙向通信，大幅度提高了列車區間通過能力。
• 信息傳輸流量大、效率高、速度快，容易實現移動自動閉塞系統。
• 容易適應各種車型、不同車速、不同運量、不同牽引方式的列車，兼容性強。
• 可以將信息分類傳輸，集中發送和集中處理，提高調度中心工作效率。

系統組成

（如無特殊說明下文所指的「系統」均為基於CBTC技術開發的列車運行控制系統）

CBTC系統通常包括以下子系統：

• 列車自動保護系統（ATP, Automatic Train Protection）
• 列車自動運行系統（ATO, Automatic Train Operation）
• 列車自動監督系統（ATS, Automatic Train Supervision）

另外，個別廠商也將計算機聯鎖系統（CI）和數據通信系統（DCS, Data Communication System）獨立作為子系統。

各子系統設備與功能

ATP子系統

ATP子系統包括地面設備與車載設備，其中：地面設備主要有區域控制器、線路控制器等設備組成。相關設備功能分述如下：

區域控制器：

• 根據列車位置、運行方向、進路狀態等因素確定移動授權（MA）
• 根據線路數據和CI子系統提供的信息對列車間隔進行防護
• 對車站的屏蔽門、緊急停車按鈕進行監控
• 管理臨時限速
• 校驗ATC版本數據

車載設備有車載控制器、測速電機、ATP天線等組成。其主要功能如下：

• 防止列車超速
• 防止列車冒進信號
• 車門狀態監督
• 通信狀態監督
• 列車完整性監督

ATO子系統

主要由車載ATO單元組成，根據ATP子系統提供的信息並結合行車計劃控制列車。

ATS子系統

ATS子系統由伺服器、工作站、終端等設備組成。主要功能如下：

• 顯示全線站場圖、軌旁設備狀態（如道岔位置，信號機，接觸網/第三軌等）
• 提供相關行車控制功能予調度（如調整列車停站、更換運行圖、設置進路等）

應用

目前，除█1號線、█2號線和█8號線外，廣州地鐵線網內所有線路均採用CBTC制式信號系統。具體採用系統型號如下：

• █3號線：泰雷茲SelTrac IS(S40)
• █4號線、█5號線、█廣佛線：西門子TrainGuard MT
• █6號線、█13號線：卡斯柯Urbails 888
• █7號線、█10號線、█11號線、█12號線、█18號線、█22號線：鐵科智控MTC-I
• █9號線、█14號線、█21號線：泰雷茲SelTrac CBTC
• █APM線：龐巴迪CityFlo 650

外部連結

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