飛航情報揭示板
板主公告 H29.10.03

1. 最新文章「高鐵的最後一擊:劃下休止符的桃園—高雄國際線接駁機」正式發表,為西部走廊的最後一條航線留下歷史足跡。
2. 長榮航空波音747的故事正式上線!謝謝她在臺灣翱翔25年的時光!
3. 右邊側欄增加「台灣鐵道暨國土規劃學會」FB 粉絲團連結,歡迎各位好朋友們也能加入討論。

在京滬高鐵通車的喜悅還不到一個月,中國的動車組就發生了嚴重的事故意外,無疑

給中國近年來以「全球發展最快高鐵網」的榮耀敲響了一記警鐘。縱然有著發展速度

最快的成績,也同時顯示著快速發展卻也可能忽略了許多重要的細節。這顯示著鐵道

發展若沒有把安全的文化與理念放在第一位置、必然會造成嚴重意外的「莫非定律」。

這是全球高鐵第二起嚴重的列車營運死亡意外,就讓筆者為您深入剖析。

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京滬高鐵連接了北京至上海間的重要城市,中國雖然已成為全球最大的高鐵營運國,
但「有能力蓋未必有能力養」的問題,就在京滬高鐵通車後未滿一個月即曝露出來。 

 

中國的鐵路高速化是自1999年興建、2003年通車的「秦沈客運專線(河北秦皇島至

遼寧瀋陽)」,時至今日中國已經擁有8000多公里的高速鐵路、預計到了2012年,

在「四縱四橫」的規劃下,中國將擁有1.3萬公里的高速鐵路,不僅成為全球最大的高速

鐵道網國家,也成為全球高速鐵路網發展速度最快的國家。這些高速路線中,大致上可

以分成三種類別:

a. 第一種是設計時速300KPH以上的高速鐵路路線,這些路線包含連接浦東機場的上海

機場磁浮、近年來通車的京滬高速鐵路、滬寧城際高速鐵路等,都是這一類高鐵路線;

b. 第二種是新建、但路線等級只有200~250KPH的高鐵路線,如這次發生意外的路線,

就是屬於杭深客運專線中的「甬台溫鐵路」,這一類型路線都是以時速200~250KPH

營運的高速路線;

c. 第三種則是依據既有路線重新進行路線升速、速度標準一樣在200~250KPH的鐵路

路線。近年來中國快速增加的路線都是第二種鐵路路線,利用較低的路線工程標準,達

到全面動車化、全面高速化的目的。

 

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中國高鐵為了因應不同的城鎮發展,採用不同方式的路線高速化,故動車一般都能適應
新建與提速的高鐵路線。圖中為鎮江南站的CRH3(近)與CRH2(遠)動車組。
 

 

依據中國媒體的報導,這次發生意外事故的「甬台溫鐵路」,是一條由寧波至溫州、

設計時速250KPH、具有自動閉塞系統的高鐵路線。這次發生事故的兩列車為由北京

南站至福州的D301次動車組、以及由杭州前往福州的D3115次動車組。兩列車於

杭州市南部匯合於同一條鐵路路線上,D301次經京滬高鐵、滬寧鐵路、滬杭高鐵抵達

杭州南站再繼續往福州行駛;D3115次動車組則是由杭州市區的杭州站往福州行駛。

因此兩列車會在杭州市南端的路線就開始匯合在同一條路線上、一前一後地運轉。

 

依照原訂時刻表的設計,D301次從寧波東為18:17出發往溫州行駛、D3115次從

寧波東為18:29往溫州行駛,因此原訂兩列車應該是D301次在前、D3115次在後;

然而,這一次列車事故為D301次追撞D3115次,因此可以判定,D301次已至少有

15分鐘以上的誤點。以京滬高鐵近一個月以來的運轉紀錄來說,由北京經南京、上海

到杭州的動車組、誤點15分鐘可以說是非常正常的事情。而根據網路上流傳的一篇乘

客報導,D301次列車於發生事故前的永嘉站臨時停車,依據記載時間顯示,初步估計

已大約誤點20~30分鐘。為了減少誤點,列車駕駛員往往會實施「運轉整理」,也就

是儘速將列車時刻恢復或逼近正常的運轉時刻,這時我們通常就會去參考列車的前方

有沒有會阻礙趕點的慢車。按照時刻表,這兩列車由溫州到寧波間的平均營運時速差距

甚小,D3115次為平均營運時速194.7KPH、D301次平均營運時速為197.0KPH,

若按照正常時刻表運轉,就算D301次進行運轉整理,應不至於發生追撞意外。

 

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這次發生事故的D3115次列車即為擁有臥鋪車廂的CRH1型高速動車組,這款動車組最高
時速僅有250KPH,是中國高鐵第一代運用的動車組。 

 

在這一種時速200~250KPH的高速路線中,中國高鐵列車使用的是CTCS-2列車行控

系統。中國鐵路系統總共有五類型的CTCS列車控制系統,分別給不同等級的鐵路路線

使用。其中CTCS-0/1是提供給160KPH以下的路線使用;CTCS-2則是提供給予160~

250KPH路線使用;CTCS-3與4則是提供給予250KPH以上的路線使用。這些系統彼此

之間具備向下相容的特性,以高等級的列車可以行駛入行控系統等級較低的路線區間中。

在我們所關注的高鐵動車組中,目前所使用的是CTCS-2/3/4系統,這期中最大的差異是

CTCS-2採用的是軌道電路、搭配地面感應單元的方式提供列車基礎控制訊號,這是一種

固定閉塞制度、但可以透過軌道電路最佳化煞車距離(以前車目標距離為速度控制基準)

的控制系統;更高速度的CTCS-3/4則是採用無線通訊(GSM-R)為基礎、搭配軌道電路

進行通訊。因此,在本次事故的運轉環境上,行控系統採取多閉塞區間方式的跟車模式、

軌道電路會不斷將速度訊號依據兩列車之間的閉塞區間數量、提供後方追隨列車行控電腦

運算對應的最高限速。因此列車與軌道電路之間應該會不斷保持通訊聯繫、軌道電路在列

車每通過一個感應單元時會收到訊號,藉此提供速度碼給列車駕駛、保護列車不會超速。

 

Blog072.png  
CTCS-2的運作機制說明圖,其中LEU為「地面電子單元」,BTM為「應答器信息接受
單元」, STM為「軌道電路信息接收單元」,由此就可以知道,其實CTCS-2同樣具備
有雙重的軌道訊號傳送機制,一樣能保持列車運轉的安全與效率。 

 

Blog071.JPG  
CTCS-2的控制模式在中國已經受到廣泛應用,並非一套還在適應期的行車控制系統,
圖中可見到黃色的設備即是軌道電路的地面感應天線,圖為南京地鐵一號線南延段。

 

以本次意外來說,目前報導皆指出這兩列車行駛於雷雨天氣,D3115次列車因為遭到

雷擊停電、而無法把列車訊號往後傳給尾隨的D301次列車;但就CTCS-2的系統設計

來說,若是雷擊擊中列車、則列車通訊失效、減速的過程中,會產生壓佔訊號、後方

尾隨的列車在軌道電路正常的情況化會知道前車目標的閉塞區間一路縮短,因而能對應

減速、並且維持安全間距;若是雷擊擊中軌道電路、則會導致軌道電路的速度碼遺失、

在列車通訊系統無法收到速度碼的情形下,司機員應立即停車。因此不管CTCS-2系統

改裝自哪一個國外系統,他都應該有足夠的失效防護(Fail-Safe)機制可以保護列車

與乘客安全。

 

除了CTCS-2本身的系統故障可能造成列車原有防護機制失效外,更嚴重的問題在於當

列車於路線正線上運行的列車防護觀念完全不足。依據目前報導、如果D3115次列車是

臨時停車於正線上,列車駕駛員應儘速與行控中心建立聯繫、以人工方式補足系統隔離

所可能造成的落差。同時,負責調度的列車營運管理中心(OMC)也必須要具有列車

隔離的防護觀念。根據目擊者指出,他們曾在永嘉站交會、其中D301次列車表訂為

「通過」永嘉站、也停於這邊。結果兩列車竟然有機會實施「運轉序整理」,也就是

讓D301列車先行、D3115次列車跟隨於後面,但實際上卻並非如此。

 

Blog068.JPG  
中國高鐵一向相當自豪能達到最高時速350KPH的營運神話,恐怕就在一場意外中被
摧毀殆盡。軌道營運的驕傲並除了來自於高速的追求外,保持長時間的營運安全與效
率才是軌道營運的最大本錢。 

 

這之中最大的課題,在於是否行控運轉秩序的失效已成為一般常見的現象,因而導致

列車駕駛員或者整個鐵路系統為了保持運轉正常、因此把應該為安全保護的機制一一

隔離、或者人為性的強制忽略。這裡所提到的運轉秩序,包含對於系統告警的規章、

以及對於運轉指令的實施與遵守。這個議題在中國並不是一個新問題,2008年所發

生的膠濟鐵路事故即由於行車指令混亂、路線減速訊息未即時提供給駕駛員而導致的

超速出軌意外,接著出軌的列車再遭到另一列對向列車撞擊、造成慘重傷亡;台灣的

台鐵宜蘭線大里站所發生的機車頭與電聯車對撞事故、也是肇因於駕駛員冒進號誌、

最終煞車不及而發生的撞擊事故。今日的鐵道控制系統都擁有一定程度的安全機制,

但各項安全機制必須要徹底落實才能夠維持系統的安全,此次的中國高鐵意外、加上

近日京滬高鐵不時傳出的列車停擺或故障,顯示中國的列車控制硬體技術雖然已達世界

水平,但軟體、人員、制度與規章的要求,才是維持軌道運輸安全運轉的基石。

 

Blog070.JPG  
今日軌道行控系統已經能大量地把列車營運資訊分享給不同單位,讓各單位可以協助
監控列車位置、提昇列車運行的效率與安全。圖為台灣高鐵的TDRD 列車運行追蹤顯
示系統。 

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fabg 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(10) 人氣()


留言列表 (10)

發表留言
  • Mr.5
  • 前輩晚安:

      感謝您迅速寫出特稿讓大家了解事故詳細情況!

    在分享心得前先跟您提醒一則照片誤植,本文中第三張圖的D301次列車

    車型為CRH2E型(外觀類似日本新幹線E2系)而非CRH1。D3115次列車

    才是使用CRH1B型。
  • Dear Mr.5:

    感謝您的指正,原圖筆誤(難怪我覺得為什麼還拿250KPH的車跑京滬高鐵,不合邏輯嘛)~~~

    By fabg

    fabg 於 2011/07/24 22:19 回覆

  • repeat リピート
  • 就算前車因為故障而完全無法發出任何訊號給後車或 OMC 時, OMC 應該要判斷成列車失聯,並命令後續車輛全部停車才對,而不是發生這種事故啊… Orz
  • Dear repeat リピート:

    因為CTCS-2基本上承襲來自於TGV TVM行控系統,其實可以容許駕駛員在人為操作下「進路」前進。依照CTCS-2的設定,可以設定85, 45KPH兩種前進速度,其實別看45KPH,撞上去就有可能這麼慘了...(囧)

    By 不認為中國會徹底調查的fabg

    fabg 於 2011/07/24 22:37 回覆

  • RL
  • 就地掩埋的心態也很可怕
  • To RL兄:

    就地掩埋的處理的確是蠻誇張的(中國是隨處都可以當垃圾場就是...XD)但是可怕的不只在就地掩埋,而是現在已經出現的一些「目擊者證詞」與「調度紀錄」,有一種非常深的、想把責任推給少數已殉職人員的感覺...

    By fabg

    fabg 於 2011/07/25 08:26 回覆

  • june
  • 第一次造訪 你好!
    感謝樓主深入解析

    的確
    中國高鐵發展以相當快的速度成長

    如果連最基本的保障乘客安全都無法達到
    那中國也不必自豪超越日本或著歐洲

    這件事情對中國來說是一大教訓!
  • Dear June:

    要知道,一個「自認為」被欺負了幾個世紀的國族,好不容易自己以為能夠「超英趕美」,當然是要「自豪」一下的~~~

    歡迎來到小弟的這個小小空間,以後也請多多支持喔!

    By 最近很常搭京滬高鐵的fabg

    fabg 於 2011/08/09 22:53 回覆

  • 訪客
  • 學弟你動作很快...這麼快就有特稿= =
    不負責任分享一下可能的原因
    從歷史上許多追撞事故來看...
    很大的可能是雷擊前該區間軌道電路就失靈了
    這邊講的失靈指的是該軌道電路已經變成死區間
    更白話點就是號誌電路可能因維修或汰換設備後沒接好
    導致雖然軌道上有車...但繼電器卻持續收到電源...沒有因短路而落下

    然後D3115次好死不死雷擊後停在這個區間
    行控中心因通訊設備雷擊故障看不到D3115
    D301又因死區間沒有收到ATP制動訊號
    然後就出事了

    (也許查查這兩個月該區段有沒有司機員回報燈號變化異常得知)

    猜完了...反正鐵道部肯承認錯誤公布實情的機率很低...
  • Dear 學長 or 學姐:

    其實我個人不認為硬體的錯誤會導致這麼嚴重的意外,但是這件事情發展到今天,其實已經把錯誤完全推給了號誌製造商(唉,可憐的ALSTOM,不過這家廠商在中國後台頗硬,我想也不會有事)。但是我個人認為,其實最大的問題應該是出在紊亂的程序和不遵守規章的行政作為所造成的嚴重後果。

    雖然這樣,不過現在在中國大家都又不怕了...京滬高鐵二等座還是每天滿滿滿阿...XD

    By fabg

    fabg 於 2011/08/09 23:34 回覆

  • type45
  • 不負責任猜一下......這次事故的處理"規格"是前所未見,無論是去年河南撞車還是更早之前膠濟鐵路出軌意外事故都沒有這樣急和粗糙,而且官方反覆強調這是動車不是高鐵(在某處看到有人在說媒體把動車當高鐵是沒水準,要是我有帳號八成已經跳進去問一下他了XD),不得不令人聯想到大陸高鐵以至鐵路部最近負面新聞不斷,他們是不是想用這些手段去掩護高鐵

    不過無論如何,大陸之前想把CRH外銷的願意,在這次事故後應該是幾乎泡湯了......
  • Dear type45兄:

    其實以中國媒體的處理速度來說,我個人比較認為是因為恰好在京滬高鐵才剛通車沒多久,所以鐵道部當然就要快速處理。不管處理的方式有多瞎,鐵道部的心態的確是令人非常傻眼,但如果看在影響中國高鐵的外銷,那就一點也不奇怪了 XD

    By 離開中國可以講真話的fabg

    fabg 於 2011/08/15 18:07 回覆

  • tty7485
  • 中國的高鐵在以前未發生現在這事件的時候,還想申請獨立的專利被日本的鐵道界各界JR的,鐵道研究者等...罵翻,也不信任中國高鐵的安全性
  • 悠遊軌道的訪客
  • 其實大陸高速鐵路系統是拼裝的,七年前大陸為了提升高速鐵路造車技術,以其廣大市場誘使世界鐵路車輛大廠前來投標,強勢要求各大廠技術移轉,現今和諧號列車CRH1(BOMBARDIER)、CRH2(KAWASAKI)、CRH3(SIEMENS-ICE)就是典型代表作,但車輛與軌旁系統(號誌、通訊、供電是其自己做的)之整合是否完善就不得而知,這就是大陸對外誇口自主創新的高速鐵路系統,只是通車沒幾年就闖出大禍,經歷此事故大陸應虛心檢討改進,否則距離高鐵大國的夢想是遙不可及的。
  • Dear 悠遊軌道的訪客:

    如果只看到CRH1,2,3的技術,我們大可以說他們還是山寨品,但是如果看到他們的CRH380A,B兩車型,不僅列車外觀做了一些變革,技術上其實自主程度還不差,所以要說他們技術不成熟他們一定不服氣。

    在我個人看來,這次事故中最大的問題在於技術與人文素養的差異,高鐵和航空都有的共同特性就是高度技術、勞力、資本密集,空有勞力和資本密集是沒用的,因為人員的技術水平難以跟上,那就很難讓高鐵有足夠的可靠度。

    By 認為台灣是缺資本密集的fabg

    fabg 於 2011/08/15 18:22 回覆

  • 悄悄話
  • dppt666
  • 台灣高鐵之所以會讓我想批評,說到底,還是因為這家公司的安全性不錯。
    才值得去吵票價、經營策略的問題。
    不過台灣高鐵最近的一些作法,其實也對安全造成了一定程度的隱憂。
    首先,和行車安全相關的車勤員,居然採用派遣的方式。
    而且從金融海嘯之後,高鐵一直不斷降低折舊和利息以外的營業成本。
    最低時居然是通車時的一半,雖然運量成長不如預期,可以作為之前成本配置過高的理由
    但是這樣的降幅也太扯了,而且近來旅客成長也不見彈。
    最後,版主之前提過的垂直晃動,連我這個技術方面完全外行的人,都在一次旅行中感受到了。現在放一瓶水,水波晃動不似通車時輕微。

    以上三件事,還彼此間有相關。高鐵也該注意一下莫非定律了。
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