日本列控系統步入新階段

2011年10月10日，東日本旅客鐵路公司（JR東日本）推出了其最新型的基于無線通信的列車控制系統。其間，東日本旅客鐵路公司電氣及信號網絡部經理加藤隆和副經理藤田賢治著重介紹了新系統的優勢和特點。

歷經近30年的開發，東日本旅客鐵路公司的先進列車管理和通信系統（Atacs）在2010年3月做好了投入商業應用的準備。上述系統已經通過最后的驗證，能夠識別列車位置，使用機車信號，而非傳統地面設備，例如軌道電路和軌旁信號機。

然而，2011年3月11日日本發生了地震。

一場巨大的地震和海嘯襲擊了日本東部，造成了大規模的破壞。房屋、汽車、橋梁、鐵路和公路在幾秒鐘內被強大的海嘯摧毀，人們捕捉到的令人不安的有關海嘯巨大破壞力的畫面，在全世界廣為傳播。

東日本旅客鐵路公司的Atacs系統也不可避免地遭受到了破壞。盡管存在一些放棄該項目的聲音，但這家鐵路運營公司決定繼續推進該項目，提出這個系統能夠提高安全性和可靠性，并且降低全生命周期成本。

東日本旅客鐵路公司堅信的這個概念在7個月后終于變成現實。2010年10月10日，Atacs系統在仙石線上開始商業應用，該線是仙臺地區的一條市區通勤鐵路，線路上運營的所有列車原來采用傳統列控系統，現在都采用這個新的系統。

Atacs系統的功能與歐洲列車控制系統3級（ETCS3級）和基于通信的列車控制（CBTC）系統相似。該系統的概念上世紀80年代便已經提出，東日本旅客鐵路公司牽頭的開發過程反映了數字無線通信技術和移動通信技術的快速發展。

Atacs系統很高的安全性是通過運用列車位置識別和列車距離控制技術實現的。在列車位置識別技術方面，通過在每列列車上安裝測速發電機，列車能檢測自身的運行速度，所得數據隨后用于計算已運行距離并從而實現列車精確定位。

列車距離控制技術建立在移動閉塞信號系統之上，在這種系統控制下，每列列車都持續通過無線通信向簡化地面設備傳輸其位置信息。根據上述位置信息，地面設備會為列車設置一個行車許可限制（LMA），終點為前方列車末端后方規定的安全區域邊緣。這意味著后方列車的LMA會隨著前方列車移動而向前移動，任何后方列車都能根據地面設備傳輸的LMA計算自身的速度曲線，同時在機車顯示器上會顯示最大允許速度。當實際運行速度大于最大允許速度時，列車會自動減速。

Atacs系統擁有的下列功能作為上述核心技術的補充，提升安全性和可靠性。

* 聯鎖功能：Atacs系統包含通過計算機聯鎖設備實現進路控制。

* 列車防護功能：平交道口和車站站臺發出的緊急信號通過無線通信傳輸至列車，從而允許自動制動。

* 固定地點限速功能：根據車載設備上登記的曲線和道岔等固定位置處的限速命令檢查列車運行速度，并且實施自動制動控制。

Atcas系統還具備自動緊急制動以及列車位置信息存儲功能，以應對Atacs系統停機的情況。此外，從今年開始Atacs系統還將逐步增加新的功能，包括通過使用列車位置信息和調度員設置的臨時限速實現的平交道口控制功能。這些功能必將提高安全性，因為能夠降低平交道口發生事故的風險，并且優化平交道口和車站站臺警報的持續時間。

通過應用移動閉塞技術，列車追蹤間隔得以降低，從而使線路的運力得到提高，同時，不再使用或減少使用電纜、信號機和軌道電路，基礎設施建設將減少，并且全生命周期成本將降低。這項獨特的優勢在2011年發生地震之后的復原工程中得到反映，由于Atacs系統需要的軌旁設備相比傳統列控系統要少很多，Atacs系統整體受損較小。較大規模減少信號系統基礎設施，機旁工作人員數量得以減少也將提高安全性。

區域鐵路

持續提高路網效率是所有鐵路運營公司的基本任務，基于無線通信的列控系統的顯著優點之一就是能夠簡化地面設備。

東日本旅客鐵路公司運營的鐵路共有70條，路網線路總長度為7 500 km，包括33條總長度為2 300 km的區域鐵路。當前，區域鐵路面臨的最大挑戰是在提高安全性和可靠性的同時，不增加任何運營成本。這就體現出通過基于無線通信的列控系統簡化地面設備的重要性，為了實現上述應用，東日本旅客鐵路公司正在開發用于區域鐵路的日本無線列車控制系統（JRTC-R）。

在區域鐵路上，列車按站間閉塞運行，因此僅需要在車站附近的區間向前方列車傳輸LMA。JRTC-R系統通過對每列列車ID管理和列車接發車檢查的流程來避免列車相撞的發生。

提高線路運力是Atacs系統帶來的一項主要好處。然而，東日本旅客鐵路公司得出的結論是，考慮到區域鐵路的特點和需求，這項功能有可能無法實現。因為需要無線通信控制區域的，只有車站附近及車站站內的區間，進一步精簡系統架構成為可能，這能夠降低JRTC-R系統的全生命周期成本。

除上述優點之外，基于無線通信的列控系統還有在系統維護方面實現突破性創新的潛力，這點可以通過上述系統和用于地面工程的無線通信安全設備和車載監測系統等其他系統進行系統集成得以實現。

東日本旅客鐵路公司計劃根據公司運營線路的特點及需求繼續開發并應用基于無線通信的列控系統。根據在仙石線上的試點項目的運營經驗，Atacs系統有可能用于東京都會區運量較大的線路，而JRTC-R系統則將繼續在區域鐵路線上推廣。

（北京全路通信信號研究設計院有限公司翻譯室 張琦譯自《國際鐵路期刊》2012年2月）