2005_0904_221621       

圖/文 林胤宏

輕軌運行時所需要的號誌,除了前篇文章提到的「行車號誌」之外,還有因應路口號誌控制所需的特殊號誌。這些特殊號誌不一定直接關聯到行車安全,但是卻可以提高輕軌運行跟平面路口的整體運作效率。由於各地需求特性不同,輕軌特殊號誌在不同的國家,甚至不同的城市,都有不同的顯示方式,在這邊就以德國柏林、法國尼斯、與西班牙巴塞隆納為例,介紹這些輕軌的特殊號誌以及其功用。

1. 確認號誌

確認號誌的功用,是在設置輕軌觸動或優先號誌的路口,透過特殊的燈號,告知輕軌司機路口控制器已經成功偵測到輕軌列車,並且正在處理輕軌通行的需求,請注意燈號的變化。

為什麼需要這個燈號呢?因為早期的輕軌是跟著汽車的號誌一併運行的,但是偶爾會發生路口安全隔離不足,或是運作效率不佳的情況。因應這樣的需求,開始有輕軌專用行車號誌、以及輕軌特殊時相的設計,將大部分時間只考慮汽車與行人的路口號誌運作模式,與每隔一段時間才會發生的輕軌經過運作模式區隔開來。

由於特殊運作模式只會在偵測到輕軌接近時,才會安排輕軌時相,萬一偵測不到輕軌時,如果輕軌司機無法得知,將會浪費在路口等待的時間,因此需要透過「確認號誌」告訴輕軌司機是否成功偵測到列車,如果司機發現列車沒有被偵測到,可以採取其他的因應措施,讓列車順利通過路口。

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↑ 這個是柏林的確認號誌,A來自於德文的Anmeldung/Anforderung(登記/需求的意思) 

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 ↑ 這個是尼斯的確認號誌,顯示閃光的黃色菱形

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↑ 這個是巴塞隆納的確認號誌,顯示閃爍的白色三角形

萬一路口號誌控制器沒有成功偵測到輕軌接近路口,備用的操作程序每個系統設計不同。柏林的作法,是輕軌司機手動按下駕駛台上的按鈕,車子會重新送出接近路口的訊號給號誌控制器,如果還是沒有偵測到的話,司機必須遵循行車燈號將列車停止在停止線前,然後下車將一把特殊鑰匙插入輕軌的號誌桿中,轉動之後送出輕軌列車需要通過路口的訊號給號誌控制器。

2. 預告號誌

預告號誌的功用,是告訴輕軌司機行車號誌的燈號即將從「紅燈」切換成「綠燈」,讓司機能更掌握燈號變換的時間,協助他依據當時距離停止線的距離及車速判斷是要加速還是減速,減少輕軌的煞車減速情況,並增加路口運作的效率。

為什麼要這樣特別處理呢?由於輕軌的煞車距離比較長,因此理想狀況下,輕軌行車號誌的變化,應該在列車抵達停止線前的煞車距離時變換完成,而非等到輕軌抵達停止線時才變換燈號。以亮起輕軌綠燈為例,如果輕軌的行車號誌延後到列車抵達停止線才亮起綠燈,實際上列車抵達煞車點時必須減速準備停車(因為此時的燈號是顯示紅燈),然後減速到綠燈亮起再重新加速通過路口,造成輕軌減速又加速的情況。如果希望輕軌通過路口時不需要減速,能夠像傳統火車通過平交道一樣,輕軌號誌必須在列車抵達煞車距離時就提早亮起綠燈,而衝突的汽車號誌則必須在這之前就將綠燈關閉。

但是如果採用預先開啟綠燈的設計,實際上輕軌從煞車點到停止線還有很長一段距離跟時間,為了維持輕軌車速,卻將衝突車流的綠燈提早關閉,有時並不是最有效率的路口運作方式,特別是衝突車流的交通量非常大的情況,因此有了「預告號誌」的設計。

預告號誌的功用以下面的時空圖來說明,圖中S代表輕軌的號誌,K代表與輕軌行車方向衝突的汽車號誌。希望輕軌像火車一樣不需減速通過路口,輕軌的綠燈應該在列車抵達煞車距離時就提早開啟,但是相對的衝突車流的綠燈就必須提早關閉,造成衝突車流等待輕軌接近路口的時間浪費。今天輕軌號誌加了預告號誌的燈號後,綠燈亮起的時間可以延後一些,衝突車流號誌的綠燈也可以延後一些關閉,而輕軌司機看到預告號誌後,即使列車已經抵達煞車點,但是司機相信輕軌號誌不久之後就會轉換成綠燈,因此不需要特別減速,而能夠以較高的車速通過停止線跟路口,達成列車優先通行與路口運作效率的雙贏。

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↑ 這個是尼斯的預告號誌,顯示藍色的驚嘆號

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 ↑ 這個是巴塞隆納的預告號誌,原本閃爍的白色三角形變成恆亮就代表行車號誌即將變成綠燈

有別於法國與西班牙預告號誌採用特殊燈號的設計理念,德國的設計規範是將預告號誌歸類到行車號誌的類別,燈號顯示的方式是將「停止(橫槓)」與「注意(圓點)」同時亮起。

值得一提的是,柏林的輕軌並沒有採用預告號誌的設計,原因是柏林輕軌在大路口通常都會設置車站,而且絕大多數都是近端車站,因此列車接近路口時,都得減速進站停靠,因此路口號誌更常使用的,反而是下一章節介紹的出發號誌。

3. 出發號誌

出發號誌跟預告號誌十分類似,也是用來告訴輕軌司機燈號即將從「紅燈」切換成「綠燈」,但是僅設置在車站位置。

這個燈號的用意,是要讓輕軌司機靠站且輕軌號誌顯示為紅燈時,放心地將車門維持開啟讓旅客上下車,當路口號誌控制器將衝突車流處理完畢,可以讓輕軌列車通過路口時,出發號誌會在輕軌號誌切換成綠燈前提早亮起,提醒司機可以關閉車門,等車門關閉後,綠燈也剛好亮起,列車可以馬上起動通過停止線,縮短輕軌通過路口的時間。

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↑ 柏林的出發號誌,是英文字母的「Z」,源自於德文的Zu(關閉的意思),有些城市是用英文字母的「T」,源自於德文的Tür(門的意思)

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 ↑ 這個藍色的驚嘆號會在輕軌號誌從「紅燈」切換成「綠燈」前亮起,作用是提早通知輕軌司機燈號的變換,因此在沒有車站的路口,這樣的燈號視為為預告號誌,在有車站的路口,這樣的燈號功能視為出發號誌。


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 ↑ 和尼斯一樣,巴塞隆納的預告號誌在有車站處,功用變成出發號誌。

所以預告號誌與出發號誌的燈號基本上功能是相同的,差別只是預告號誌使用在無近端車站的路口,出發號誌使用在有設置近端車站的路口。在法國和西班牙,這兩種號誌用同樣的燈號來顯示,在德國這兩種號誌用不同的燈號來顯示。

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出發號誌如果是單獨設置在路口後方的遠端車站,還有一個額外的功能,是協助列車在下一個路口的優先通行。當前方路口沒有車站,如果讓輕軌列車在任意時間點離站,當列車接近前方路口時,有時可能會遇到紅燈,這時雖然可以採號誌控制讓輕軌優先通過路口,但是不可避免地將對衝突車流造成擾動。因此如果知道下一路口輕軌的綠燈何時亮起,可以倒推回來輕軌列車何時離開車站較合適,讓輕軌快要抵達前方路口時,剛好輕軌號誌的綠燈也開啟,而不需要對衝突車流造成太多的擾動。在這之前輕軌列車可以放心地停靠在車站內,將停車時間保留做為乘客上下車使用。

前面提到柏林的輕軌沒有預告號誌的設計,那輕軌號誌在沒有設置近端車站的路口是怎麼設計的呢?如果是交通量很小的路口,設計上會讓輕軌綠燈提早開啟,讓列車幾乎不需要減速就通過路口,像火車通過平交道一樣;如果是交通量比較大的路口,輕軌綠燈就不會有提早開啟的設計,當然號誌控制器還是會在偵測到輕軌接近路口時,準備輕軌時相讓輕軌通過,但是綠燈亮起的時間點會設定在輕軌抵達停止線時。這樣的設定輕軌列車在接近路口時不可避免地必須減速甚至停車,但是也提高輕軌運作的安全,畢竟交通量大的路口各式各樣特殊情況都會產生(行人、汽車、腳踏車違規),在沒有車站強迫司機減速的情況下,透過燈號的運作來降低輕軌進入路口的速度,也是提高運行安全的做法。

從前面的介紹,可以看出輕軌的特殊號誌是為了增加輕軌跟路口的運作效率而設置的,由於每個城市的發展背景與交通特性不同,而發展出不同的燈號型式與運作方式。台灣在引進平面輕軌前,應該考慮建立一套適合台灣交通特性與營運需求的輕軌號誌體系,因為如果放任給國外的輕軌機電承包商進行設計,外國廠商通常會直接引進當地的輕軌號誌體系,外國的系統不一定能滿足台灣的需求,審查單位也沒有判斷的依據;而不同的承包商也可能提出不同的型式,造成台灣同時存在多種輕軌號誌體系的情況,將不利於台灣輕軌技術與經驗的傳承與發展。

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