信號控制的奇妙進化:如何從機械轉變為電子系統?

在鐵路運輸系統中,信號控制是一個關鍵的過程,負責通過鐵路信號和封鎖系統來調控列車的運行,以確保它們安全運行、沿著正確的路線行駛並遵循適當的時間表。最早的信號控制是透過分散式的控制點來實現的,這些控制點各有不同的名稱,包括信號箱、聯鎖塔和信號小屋等。隨著技術的演進,這些分散的系統逐漸被整合成大型的信號中心或調度辦公室。無論其形式如何,信號控制都提供了一個人類信號操作員和旁邊信號設備之間的交互介面。

歷史

最初,所有的信號傳輸都是采用機械方式進行的。信號操作員需要透過各個杠杆或手柄在現場手動控制各種信號及轉轍器,這就需要他們在不同的設備之間步行,以設置每列經過列車所需的位置。隨著時間的推移,人們認識到控制應集中於一個建築物中,這便是信號箱的由來。信號箱提供了一個乾燥、氣候控制的空間,供複雜的聯鎖機械及信號操作員使用。

第一個使用信號箱的案例出現在1843年,當時倫敦與克羅伊登鐵路控制了通往倫敦的Bricklayers Arms交匯處。

隨著電力技術的發展,信號箱的複雜性不再受到物理上杠杆的操作距離所限制,這使得電動轉轍器和信號裝置可以將單一控制點的操作範圍從幾百碼擴展到幾英里。當電子邏輯技術逐漸成熟時,信號操作員將不再需要透過任何形式的機械邏輯來操作控制設備。

當前狀況

現今,雖然某些地區仍保留著傳統的信號箱,但絕大多數的現代國家的鐵路系統已經不再使用機械信號。許多國家,如英國和愛爾蘭,在繁忙路線之外仍然存在相對普遍的機械信號。然而,這種場景正在逐漸成為歷史。現代控制中心已大幅取代了普遍的信號小屋,大多數位於主要車站附近,這些控制中心以電力或電子方式控制著鐵路網絡。

控制裝置

早期的信號箱配備了機械杠杆系統。這些杠杆裝置通常位於操作平台下方,其聯鎖設備可確保信號根據轉轍器的狀態顯示正確指示。現代信號箱則倾向使用控制面板或VDU(視頻顯示單元)系統,這些系統比傳統面板建造成本低且更易于更改.

現代的信號控制系統智能化,實現了自動路徑設定,極大提升了信號操作員的工作效率。

隨著自動化技術的進步,不再需要人工干預,常見的列車運行可以根據預設計劃全自動化。信號箱也作為重要的通訊中樞,連接著鐵路的不同部分,以確保列車的安全通行。

命名系統

在所有基於節點的控制系統中,正確的識別至關重要,以確保信息能正確地被送達給預期的接收者。信號控制點通常采用地名、里程碑編號、序列號或識別代碼等命名技術來降低通訊中的混淆機率。

隨著信號控制中心的合併,可能需要區分舊式的信號箱和新型的列車控制中心,因為信號操作員的職責和角色會有所不同。

未來的信號項目大多將導致集中控制的增長,而視線信號箱則逐漸被 relegated 到小眾或繼承的應用。

信號控制的進化顯示了技術如何不斷改變人類對於安全與效率的追求,這讓人思考,在未來的鐵路系統中,信號控制技術將如何進一步演進以適應持續變化的交通需求与安全標準?

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