2018年9月1日 星期六

[技術文]壞轉轍器會令列車駛錯方向嗎?

後記:

及後譚議員有親自回應同致電比我講返有關依件事件。
佢表達左可能我地有啲誤會,所以交流了一下佢既資訊。
佢主要關注點在於因為個轉轍器係影響到列車能否駛入石崗緊急月台,所以當落大雨既時候就浸到轉轍器都壞埋,萬一真係有緊急事故架車去唔到緊急月台,而程序上係應該要入到月台先方便到救援,咁或會引起安全問題。佢擔心既係架車因為壞左轉轍器而入唔到緊急月台。

而我寫既部份,係一般情況下,當轉轍器壞左,電腦都唔會令一架列車駛錯方向。

所以大家表述緊既其實係兩回事。咁唔緊要啦,我當寫左篇信號系統既角色既科普文就算了。

亦感謝譚議員真係會睇同回應小市民提出既問題。

---------------------------------------------------------------

最近雨勢都比較大,在黃雨威能下新界水浸連千億高鐵都浸到七彩,盡忠職守的議員當然會擔心高鐵的安全問題。今早看見譚議員之專頁提到八鄉到石崗之路段的路軌轉轍器亦泡在水中慘遭浸壞 (圖一),恐怕列車會因而駛錯軌道引起事故。縱使筆者亦不喜歡千億高鐵,作為曾經學過一點信號知識的百無一用書生,實在覺得應稍為澄清一下,畢竟在技術層面把事實說清楚是專業操守。由於是技術文,是有一點長的。TLDR版(即短版)是以下這一句:『壞轉轍器還壞轉轍器,行錯路還行錯路,其實是分開的。一般情況下都不會有行錯路的問題,除非有人蓄意手動把車駛過去錯的一邊,就算如此也只能是用低速的駛。

先戴上頭盔:筆者曾學過一點點信號系統的知識,但已經是數年前的事了,如有錯漏請多多指教。另外,由於有些詞彙的中譯是筆記以意創造的,或不標準,請多多包涵。


圖一:關心高鐵的譚議員表達對安全的憂慮
轉轍器是甚麼

首先讓我們了解一下路軌轉轍器是甚麼一回事。路軌轉轍器(Point Machine,俗稱波口機)有如譚議員所述是控制軌道分岔位(道岔)的路線走向的一部機器,也是鐵路訊號系統的一個重要元件之一。波口機都有不同廠出品及不同型號,圖中慘遭浸壞的是德國西門子的S700K系列的(圖2,3)。類似的波口機S700K-M在將軍澳線有不少,但型號來說有一點兒不同, (實際差幾遠筆者不太清楚)。

一般來說轉轍器要做到的功能有兩部份:軌道控制(Motion/Operation的部份)和探測(Detection的部份)。軌道控制就是要控制要走左邊還是右邊,並且確保軌道安全(也就是尖軌Switch Rail已經拍貼基本軌Stock Rail並鎖定)。這個鎖定的部份是用機械鎖(Clamplock)物理鎖住的(圖四),這樣是要保證列車不會出軌。

而探測的部份,就是要把軌道的狀態,也就是要探測路軌向哪一邊擺、是否已經鎖好這一件事回饋給信號系統。

圖二:西記S700遠觀
信號系統是甚麼一回事

討人厭排名第一的『信號系統故障』大家搭車經常聽到,但大家對其認識一般不多。其實現代的信號系統的功能主要有三部份:自動行車管理系統(Automatic Train Supervision, ATS)、自動行車控制系統(Automatic Train Control, ATC)、以及聯鎖系統(Interlocking System, IXL)。延伸的是軌旁設備,包括轉轍器及各種用作列車偵測的儀器如軌道電路、計軸器、信號燈或是較新的系統要用的無線網絡系統等。
聯鎖系統是鐵路安全的核心。它的設計是設定了鐵路系統可以行走的路線,如何保證列車行走的路線是安全而暢通無阻等。
圖三:S700打開機殼的樣子。

簡單來說,信號系統是控制列車行動和列車安全的龐大系統,要做信號系統專業是要上至網絡和電腦系統、中至電子儀器、下至機械,加上鐵路聯鎖的規則都要有所認識的。

壞掉的轉轍器會引致列車走錯路嗎?

終於回到我們的問題。一架列車要駛到一個地方,如果是經電腦控制的話,首要條件是要做路線設定(Route Setting)的動作。操作可由行車控制主任手動設置,或是電腦按系統設定跟行車時間表自動設定。

圖四:Clamplock的物理鎖定
當你設定一條路線,信號系統就會控制沿路的波口機設定到需要的方向,並確認其已鎖定。同時聯鎖系統會把所有有衝突的路線都封鎖掉,所有有機會令其他路線的列車走進其路線範圍的波口機都設定好另一方向並鎖上,這個叫做Flank Protection (不清楚中譯是甚麼...側線保護?) (圖五)。最後,確保沿路都沒有其他列車存在,這樣綠色信號燈才會亮起,列車也就能在預定的最高時速以下按自動行車系統的操作駛入此路段。


這是甚麼意思? 這就是說如果系統無辦法肯定路軌是否在所設定的路線下設定妥當,是不會讓列車駛過去的。這個是信號系統把關的部分,就是保障大家安全的部份。

當一個路軌轉轍器壞了無法遙距控制設定方向,會轉為用人手,由職員走到軌道上進行設定。如果要人手設定的話一般會做為10分鐘以上的延誤,會不會超過20分鐘變成Major Incident就要睇運數。如果探測部份依然正常運動,在人手鎖定之後是可以繼續以自動控制列車用一般速度駛過的。
圖五:Flank Protection

當一個路軌轉轍器壞得連Detection也沒有,就要嚴重延誤了,因為安全問題不可以用自動行車控制,要人手控制在限速每小時22公里以下的速度,按照安全程序(也就是有站員呀、手號員等調控)讓列車行駛,甚至要暫時停止服務。基本上是一定上報紙和月台擠滿人的了。杯具呀!

總結

所以說,壞個波口機其實不會做成列車駛錯邊的喇,要加上大量人為失誤或是信號系統發生很恐怖的設計錯誤才有可能呢。在信號系統的設計上,安全設計(Fail-safe Design)是第一原則,也就是系統要故障也一定要保障安全,車務運作一定只可排在安全後面呢。

關於安全的事實要說清楚,但為什麼會浸成那模樣、施工有沒問題這些就是靠各位議員繼續努力監察了! 各位要加油保障市民安全哦!

再次利申:筆者曾學過一點點信號系統的知識,但已經是數年前的事了,如有錯漏請多多指教。


Reference:
圖一:譚議員的FB專頁
https://www.facebook.com/jeremytammanho/photos/a.959449160784233/1910761052319701/?type=3&theater
圖二:西記網站https://w3.siemens.com.cn/mobility/cn/zh/aboutus/jointventures/sscx/sscx_en/Pages/Components.aspx?ismobile=true
圖三:西記的S700K小冊子
https://www.mobility.siemens.com/mobility/global/SiteCollectionDocuments/en/rail-solutions/rail-automation/signaling-components/s-700-k-en.pdf
圖四:Vossloh的小冊子
https://docplayer.fr/1100584-Vossloh-vossloh-cogifer-un-leader-mondial-des-appareils-de-voie-une-presence-dans-tous-les-secteurs-du-marche-ferroviaire.html
圖五:Google大神找到的有關信號系統的slide
https://slideplayer.com/slide/1477525/