ATP

Automatic Train Protection

Updated 27,April 2002

大家在乘搭地鐵或機鐵時 , 有沒有發現不是每處都有訊號燈 ?

就算有也只有紅 / 藍兩種燈號 ?

如果要指示列車以其他速度行駛 , 那又怎麼辦呢 ?

ATP系統簡介

ATP的全名是 Automatic Train Protection , 它主要是透過裝設在路軌

上的訊號傳送器 , 發出電子訊號給駛過的列車 , 來指示列車行駛。

這些資料會透過駕駛室內的顯示器 (Cab Signal) 顯示出來 , 使司機

知道他應該何時加速或減速。而車上的電腦亦會監察列車所行駛

的速度是否超過該路段上所限制的速度, 否則列車便會自動剎停 ,

確保列車不會撞向前車。

早期ATP訊號系統簡圖

當列車駛進一個區間時 , 它便會接收到一個電訊號 , 而這個電訊號

含有列車在下一個區間最高可行駛的速度 (Target speed) 以及在這

個區間的限速 , 例如列車所在區間限速 65km/h 而下一個區間限速

40km/h , Cab Signal 便會顯示 40km/h了。

當列車收到電訊號後 , 電腦亦會即時查看列車現時的速度 , 確保列

車不會超速 , 否則列車便會自動剎停。而兩車之間會相隔一個不准

駛入的區間 (即 0km/h) , 這個區間稱為 overlap , 作用是當列車衝燈

時也可有段距離給列車剎車 , 避免列車進入有車的區間。當衝燈

列車一駛進 overlap 區間 , 車上電腦便會啟動緊急剎車。

由於車速已於駕駛室內顯示 , 因此訊號燈只需顯示紅 / 藍兩種燈號

作為輔助之用 (例如顯示前面的波口位是否己清理*) , 平時司機只

需根據 Cab signal 及訊號燈的指示控制列車便可。

*波口位「己清理」意即道岔上並沒有列車行駛並已鎖定方向。

裝置在路軌旁用來表示每個區間起止的指示牌 (Marker Board)

No. of un-occupied Block in advance	Max. safe speed	Target Speed
1	0km/h	0km/h
2	40km/h	0km/h
3	65km/h	40km/h
4	80km/h	65km/h
5 or more	80km/h	80km/h

車前無車區間數目與車速關係表

* 只適用於地鐵舊訊號系統並使用Auto Mode行車

ATP系統的其他功能 :

確保列車遵守訊號指示行駛 ;

防止列車速度超過該段路軌的限速。

地鐵的ATO系統

香港地鐵的控制系統中設有ATO (Automatic Train Operation) 系統 ,

使列車可以全自動駕駛 (即使用 Auto Mode 行車) , 當車長看見駕駛

台上* 的「Train Hold」指示燈熄滅 , 便可以按動位於駕駛室門旁的

「Start」掣開動列車 , 之後ATO系統便會根據 ATP 系統的指示駕駛

列車前往下一站 (由於車長無需控制列車行駛 , 所以在地鐵中車長

的職位名稱叫做 Train Operator 而不是 Train Driver)。就算車長不按

照指示操作 (例如當顯示紅燈也照樣按下「Start」掣) , ATP 系統也

會懂得拒絕車長所發出的指令。

* 在地鐵市區線 , 「Train Hold」指示燈設於駕駛室內 , 而機鐵的則

設於月台上。

除了自動駕駛外 , 車長亦可以選擇使用人手操作列車。正如上文所

述 , 列車在下一個區間的限速會在錶板顯示出來 , 而路軌段落的編

排可令車長有充份時間作出反應 , 使列車在未到達下一個區間前

將車速減至許可速度之下。

在車廠內或者遇上緊急情況下 , 列車可以不受訊號限制在 15 km/h

之內行駛。當採用此方法行車時 , 車頭的黃燈會閃亮著 , 以警告車

長以及其他工作人員 , 列車是在不受任何控制系統保護下行駛的。

另外 , 當列車的控制系統同時有 ATP 和 ATO 時 , 整個系統便會統

稱做 ATC (Automatic Train Control)。

Distance-to-go

以上所介紹的系統 , 需要預留一個稱為「 overlap」的空置區間 , 在

高運量的鐵路系統中 , 這個區間無礙是浪費地方 , 為了增加列車班

次 , 提高鐵路的運載能力 , 所以近代的 ATP 系統便採用了以

Distance-to-go作為基礎的運作模式。

有 Distance-to-go 的 ATP 與早期的 ATP 系統的主要分別是把overlap

區間取消了 , 怎樣取消 ?把剎車點向前「移動」一個區間便可。當

車上的電腦當接收到由 Beacons (路軌上的無線電訊號傳送器) 和

loops (沿軌條鋪設的電線 , 透過不斷收發電訊號使列車和訊號系統

間互相溝通。) 所發出的電訊號之後 , 便會得知現時列車的所在位

置* , 從而即時計算出剎車曲線 (Braking curve) , 而電腦亦會不斷監

察車速 , 一發現列車超過剎車曲線的速度時便會即時剎車 , 以防止

列車駛進前面有車的區間。(因為在 Distance-to-go 之中 , overlap被

取消了 , 換句話說不會預留安全距離讓衝燈列車剎車 , 所以便需要

不斷監察車速有否高於 Braking curve 了。當然 , 在這個系統中 ,

Target speed 是會根據這條 Braking curve 不斷地減少的 , 而在這裏

Taregt speed 是指列車可在這區間內最高可以行駛的速度。)

東鐵所用的Beacon

另外 , 在新系統中列車亦會不斷發出電子訊號 (在舊系統中列車只

會接收電訊號) , 這些電訊號會由裝置在路軌上的 loops 所接收 , 電

腦系統會透過分析這些資料 , 從而在列車之間作出相應的調整 , 使

車務調配更為靈活。

東鐵所用的loops (圖中的電線)

* 訊號系統內己載有整條鐵路的「地圖」, 而這個地圖會與前面區

間狀態(例如有沒有車)等資料透過loops送上車上的電腦 , 當列車駛

過Beacon上時 , 車上的接收器便會把這個Beacon的資料(例如編號)

送到車上的電腦 , 列車便會知道自己的所在位置和前面的Stopping

Point 了。

Distance-to-go剎車曲線圖

東鐵和地鐵的ATP

現時東鐵和地鐵的 ATP 訊號系統均使用 Distance-to-go 模式運作 ,

而兩者的最大分別是東鐵的系統每個區間的起點均設有訊號燈 , 但

地鐵只在道岔等特殊地段才設訊號燈 , 有關地鐵現時的訊號系統

SACEM 詳情 , 請參閱下一章的介紹。

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