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全年無休的捷運員工:從桃園機場捷運一窺號誌系統

活躍星系核_96
・2016/09/23 ・2315字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 578 ・九年級

文/Liang|泛科技 PanX 實習生

「桃園機場捷運力拚今年底前通車。」只要一有桃園機場捷運的相關新聞,這句話常被重點畫記。

桃園機場捷運於 1996 年出生(計畫案通過),小名機捷,除了成長過程乖舛,更讓放羊的孩子叫它一聲師傅(六度跳票預計營運時程),社會大眾提到它也免不了一抹冷笑 —— 若是再跳票一次,難保不會出現「你機捷喔?」之類的日常用語。

桃園國際機場捷運直達車。圖片來源:桃園捷運公司
桃園國際機場捷運直達車。圖片來源:桃園捷運公司

但再怎麼說機捷仍是捷運家族的成員之一,而捷運的命脈莫過於「號誌系統」 —— 它掌管捷運如何加減速、進車站;一旦號誌失靈,小則過站、誤點,大則出軌的惡夢都會發生。

機捷正是不斷面對這些狀況,甚至不惜降速以策安全,導致無法達標原訂 6 分鐘班次間距、35 分鐘由北車至機場直達車的驗收標準,而年底通車的允諾,也是在放寬標準的情況下才有望實行。

這一篇文章我們先不論機捷究竟是先天不良(地理環境),還是後天失調(包商問題),而是回到捷運系統運作的最根本概念,分析「號誌系統」究竟對捷運有多重要,又是如何精準掌控列車進出站與指揮各列車的運作狀況呢?

列車們的總司令官 —— 號誌系統

講到台灣捷運的成長史,就得從在1996 年 3 月 28 日通車的木柵線開始說起。經過 20 多年來不斷建設、整頓,北捷至今日載客量達到 200 萬人次的輝煌成績,成爲臺北大眾運輸工具的命脈。

拿 200 萬這數字給剪票員們當一日 KPI,不少人可能會兩手一攤、打包閃人;而捷運班距十分密集,要是有什麼人為失誤,將連帶影響後面班次,若耽誤每位乘客一分鐘,乘上 200 萬倍後的損失將是無可計量 —— 因此如何以自動化的方式有效管理捷運系統,成為維繫捷運運作的要點。

在眾多捷運系統中,前面提過的「號誌系統」更能大幅提升捷運的安全及運作效率,舉凡列車開動、停靠月台,或是兩列車間距的拿捏等等,都能透過「號誌系統」進行協調。目前全世界各國盛行的號誌系統為「號誌通訊式列車控制」(CBTC),而文湖線也是北捷第一個套用 CBTC 的案例。

現行的號誌控制系統即為自動列車控制系統(ATC),下面還可再細分出自動列車保護(ATP)、自動列車監督(ATS)及自動列車操作(ATO)三個子系統,並透過行控中心主電腦交換資訊,以達到即時監控列車資訊。這三項系統分職不同責任,同時彼此相輔相乘,缺少其中一項都可能引發重大失誤。

ATC 系統流程圖。圖片來源:Railway Technical Web Pages
ATC 系統流程圖。圖片來源:Railway Technical Web Pages

自動列車保護(ATP)系統透過計算坡度及路軌曲度等條件,來制定列車速度。系統主要任務是確保兩列車間的安全距離,可藉由轉徹(變換軌道)、鎖定控制列車的進路。而列車進站後,確保車門、月台門的開關也是它的管轄範圍。

自動列車監督(ATS)系統的運作相對簡單,它負責追蹤、監督各列車行駛狀況以進行調整,並隨時回傳資料給行控中心,讓行控中心人員在有緊急事件發生時能第一時間應變。而當行控中心失靈時,還能透過異地備援行控中心,手動切換控制權,盡可能減少失靈帶來的損害。

自動列車操作(ATO)系統則可把它看成一位技術熟練的虛擬駕駛員,它掌管整台列車包含加減速、轉彎及進站等動作,並在 ATP、ATS 等系統監控下選擇最安全的速度行使;簡單來說,ATP 保護系統是 ATO 操作系統的保姆,而 ATS 監督系統就像老天一樣無時無刻眷顧它們,並在緊急時刻提供完整的資訊及指令。

號誌通訊 vs 傳統電路

在 CBTC 控制系統盛行前,傳統軌道控制是利用電路系統偵測列車位置及傳送速度指令。軌道電路將站與站間的軌道區分成好幾個區間,最小至 15 公尺,最大可到 457 公尺,每個區間的出入口皆有安裝阻抗塔接器(確保訊號能有效率傳播,盡量不發生反射的情況),並透過電纜連接至車站號誌設備室,構成完整迴路。

當列車進入區間時,由於車軸會導電而破壞了迴路,透過系統計算能得出列車所在位置,在知道所有列車的位置資訊後,便能傳送速度指令給各列車,完成適當的行駛路線。

傳統軌道運輸的精確度倚靠區間的大小,區間越小能測得較精密的數據;但裝置架設不易且成本高的特性,加上電子通訊技術的進步,讓 CBTC 逐漸取代傳統軌道控制。

CBTC 僅需在軌道間架設基準點來感測位置,而每個基準點也會有自己的位置資訊。當列車通過時,基準點會透過無線電將資訊傳給道旁控制系統及行控中心,道旁控制系統便會將位置資訊發送至各列車,再由 ATC 系統制定列車行駛速度、進出站等規劃,而基準點因不需倚靠電纜傳遞資訊,比起傳統軌道控制可大量架設,進而提高列車偵測的精度。

平常我們在搭乘捷運時,可能只在乎列車是開往台電大樓還是新店,或是讚嘆新店線和淡水線在中正紀念堂站能無縫接軌地轉乘;但捷運系統不同於馬路,自動化程序是先講究安全的情況下再追求效率,而在追求效率的狀況下,若號誌系統產生一點偏差,不僅危及車上幾百名乘客的生命安全,更可能癱瘓整個捷運系統當下的運作。

機捷身為一項重大政策,背負著政治、工程、觀光等層面的責任,但一定得遵循「安全至上」的準則進行分配,不可為了達標而貿然開通,也不能因契約、包商等問題而擺爛到底。

我們就來期待這位剛成年的弟兄,有沒有辦法在今年年底前公開亮相吧!

 

本文轉載自姊妹站泛科技 PanX

參考資料:


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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia


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透過「生長激素刺激測驗」,評估孩童生長激素是否不足

careonline_96
・2022/05/19 ・1899字 ・閱讀時間約 3 分鐘

當孩童因「身高不足」或「生長遲緩」就診「兒童內分泌科」,醫師評估有「生長激素不足症」之疑慮時,會安排小朋友做「生長激素刺激測驗」。

究竟這是什麼樣的檢查呢?什麼時候需要做這個檢查?如何執行?這樣的檢查安全嗎? 以下由林口長庚醫院兒童內分泌科邱巧凡醫師,針對以上家長常見問題做完整說明。

生長激素刺激測驗——什麼時候要做?

  1. 「長的矮」而且「長的慢」!
    (1)長的矮: 身高落在該性別年齡「第三百分位」以下。
    (2)長的慢: 「一年長不到四公分」,或身高曲線往下掉兩大條百分位曲線。
  2. 初步檢查顯示: 骨齡明顯落後,血液檢驗 IGF-1 與 IGFBP-3 濃度不足。
  3. 伴隨其他生長激素不足可能合併的特徵(如前額凸出、顴骨發育不良、鼻梁塌陷、低血糖、陰莖短小、尿道下裂,或合併其他賀爾蒙異常等。)

當以上情形發生,醫師認為孩子有「生長激素缺乏症」的可能,將進一步安排「生長激素刺激測驗」。

生長激素刺激測驗——是什麼?

邱巧凡醫師指出,平常生長激素的分泌呈現「脈衝式分泌」,因此無法從隨機、單一次的血液檢測直接反映個體生長激素分泌的能力。生長激素刺激測驗是藉由藥物的刺激,營造出生長激素必須要分泌的情境,藉此情境來了解分泌的功能是否正常。

目前在台灣可用來做為生長激素刺激測驗的藥物包含:胰島素、clonidine、L-Dopa、Arginine 及 Glucagon。

生長激素刺激測驗——怎麼做?

  • 檢查前的準備
  1. 自檢查當天凌晨零時起「禁食」任何食物。
  2. 填寫「檢查同意書」。
  • 生長激素刺激測驗檢查流程
  1. 於早上 7~9 點,幫受檢兒童建立靜脈留置針(通常選擇上肢靜脈),並執行第一次的抽血,隨後給予受檢兒童檢查用之「口服藥物」或「靜脈注射藥物」。
  2. 之後約每隔 15 至 30 分鐘執行一次抽血,檢測生長激素濃度。(不同之檢測藥物,其抽血頻率與時間略有不同)
  3. 一次的「生長激素刺激測驗」檢查流程約 2~3 個小時完成,最後一次抽血完畢後,若身體無不適,便可移除靜脈留置針頭,完成檢查。並給孩童進食一頓大餐。

生長激素刺激測驗——安全嗎?

邱巧凡醫師說,生長激素刺激測驗執行過程,有可能發生以下狀況,須特別留意,因此在林口長庚醫院本檢查需住院執行,在專業醫療團隊照護下執行此測驗。

  1. 暈針: 由於需透過口服或靜脈注射藥物刺激生長激素分泌,加上得抽血數次,因此在兒童、青少年族群有可能因為心理壓力與恐懼感,在測驗過程中出現眩暈與噁心等暈針症狀。通常只要休息一段時間即可恢復,也不會因此產生後遺症。
  2. 測驗藥物的作用: 檢查期間所服用或注射的藥物,會造成血糖偏低、血壓偏低,可能出現口乾、頭痛、冒冷汗、臉色蒼白、嗜睡、疲倦、頭暈、噁心、嘔吐等症狀。一般只要適度休息,並於檢查後進食即可逐漸恢復。少數有特殊病史的孩童(如癲癇、腦瘤等)可能在此過程出現抽搐發作等狀況。

生長激素刺激測驗——檢查注意事項

  1. 自檢查當天凌晨零時起,至檢查流程完畢,期間禁止飲食,否則會影響檢查結果的準確性。 
  2. 抽血期間如出現頭暈、噁心、臉色蒼白、抽搐、意識不清等情況,請立即告知醫護團隊。
  3. 檢查期間應坐在椅子上或臥床休息,儘量不要起身走動。

生長激素刺激測驗——檢查結果

檢查結果醫師將針對患童本身狀況與兩項不同藥物刺激後的生長激素分泌能力進行判讀,若判斷為「生長激素缺乏症」,將進一步安排「腦部核磁共振檢查」以釐清生長激素缺乏的可能原因,並衡量「生長激素治療」的適當性與時機,與家長進行說明與討論。


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