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平交道安全管理新思維
用自動化防止憾事再發生

【作者: 王明德】   2015年02月24日 星期二

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2012年1月17日早上8點半,全台鐵道上行駛的300多輛火車同步鳴笛,表達對日前因公殉職的太魯閣號駕駛蔡崇輝的哀悼;這也是台灣平交道的悲劇,長年來已成社會的宿命,誰也不知道,下一次會發生在誰的身上。


這個事件,當時有媒體下了一個眉批:台鐵的柵欄設計確實有很大的問題,如果把木頭柵欄改成「死光柵欄」,就不會一天到晚被硬闖平交道的駕駛撞壞了。


目前現有的平交道防護設備,包括平交道號誌、閃紅燈、警示鈴、遮斷器,以及上下行列車指示號誌等,基本上僅能警告用路人,而無法防止各種闖入與臨停的事件發生。


圖一
圖一

自2001年起,台鐵在全台515處平交道,裝設「鐵路平交道緊急按鈕」,其目的是要提醒駕駛人,如果車輛在平交道上動彈不得時,「駕駛或路人可按下柵欄旁的紅色緊急按鈕」。這樣措施,在全台幾乎每一個車站,均有這項宣導措施,政府也不厭其煩的透過各種管道,就是要教育民眾「保護自己的安全」。


緊急按鈕如何運作?按下按鈕啟動後,離平交道800公尺之處,就開始有訊號提醒列車駕駛前方有狀況,讓駕駛能執行應變措施(剎車或減速),以避免無謂的生命財產損失。


這當然不是前面講到的「死光」,但這樣的做法有真正的效果嗎?


平交道事故絕大多數發生的原因,牽扯到在平交道上卡住進退不得的車輛。不管是大車或小車,在現況下要化解此一局面,而不至造成悲劇結局的方式,為一的方式只能靠「人」。


如果卡在平交道上的駕駛能鎮定行事,沒著急到試圖倒車、推車或跳車,並且能在平交道噹噹噹之中,靈光乍現地「想到」還有「緊急按鈕」這個玩意兒,並且「找」到「即時」按下它,使列車駕駛可在距離平交道800公尺前「獲得」訊號、「立即」反應拉起剎車,讓最後在剩下的22秒中,將列車車速自每小時130公里即時煞停。OK,這才能「打完收工」。


但尷尬的是,這個機制的成敗,完全取決於人為因素。在其中最優先的,是要有「人」採取積極性的動作,「按下」了他平時完全不熟悉的、沒仔細見過的按鈕,才能避免悲劇發生。


一旦卡在平交道上的這個人,不管是嚇壞了、反應不夠快、不知道有按鈕或行動力不佳(例如年長駕駛、身障駕駛或正好身體不舒服),而身旁又沒有其他人可以即時挺身而出,悲劇將會「必然」發生。


這的確是難以想像的。在現今時代,我們仍然必須完全依賴「人力」或「人為」操作,加上種種的「巧合」來維持鐵道的安全。


減少軌道交通事故的3個E


專家指出,交通工程中為了減少軌道交通事故有3個E必須注意,這包括教育宣導(Education)、取締罰款(Enforcement)與工程改善(Engineering),但台灣通常於將焦點放在前兩個E,這其中代表的一個是前端的長期事前預防,另一方面則是事後的究責,像是台鐵花了1億8,000萬在全線平交道加裝錄影監視器,作為闖越平交道的舉證裁罰依據即屬第二個E。


然而,在第三個E上,卻似乎少有著墨。對於最能於當下有效避免危機,並能減少事故發生的「工程改善」作為,其實是相對缺乏的。


目前,相關單位僅將問題單方面的歸咎責任於「違規擅闖」的駕駛,加重其罰款與賠償的額度,當然這的確是現況成本最低的方式,但絕對無法避免下一次的悲劇,也無法產生實質的功效。這樣下去,或許真的只有死光柵欄才能解決這樣的問題。


這樣的機制,或許可以有更好的選擇。專家指出,台灣在自動化設備發展上,以達到一定的水準,如果可以透過現有的技術,加值到安全監控設施上,相信會有相當的成效。


這當然不需要死光柵欄將闖入平交道的車輛一一消滅。舉例來說,一旦有車輛在任何原因下,於柵欄放下時卡在平交道上進退不得時,只要有個機制能在5至10秒鐘內「自動」(而不是「手動」)開啟,讓列車駕駛立即獲得訊息後,即可進行減速應變處理機制,相較現有的做法,絕對更為安全。


這個機制,可以透過幾種不同的方法達成。


主動偵測示警 讓安全更有保障


在現況上,台鐵近年已陸續在交通較頻繁的平交道上,加裝障礙物自動偵測設備,偵測設備原本採用易受霧氣、天候影響的紅外線系統,2010年初也全部更換為雷射光系統。這套系統一旦接收端超過3秒無法收到發射端發出的光線,系統即判斷有障礙物存在在平交道上,即將抵達的列車會收到聲音告警,距離平交道400、800公尺的號誌也會自動啟動,讓駕駛可以及早因應。


國外目前已發展出的主動式偵測設備,包括紅外線光電、感應線圈式、廣域雷達以及超音波偵測裝置等,以主動偵測障礙物發出警報,讓司機員可以及早因應。但這些安全系統,基本上都存在使用之缺點,包括偵測死角,風勢、氣候等環境干擾,以及因為涉及電波頻率的關係,受到電信相關法令管制等問題所影響。


也有研究提出整合現有的CCD監視系統,透過影像辨識處理「影像比對」的方式來查覺存在於平交道上的障礙物。當柵欄一旦啟動,設置於平交道的影像攝影便已同步啟動;基本上在柵欄放定後,平交道內應該是靜態且相同的視景,一旦影像比對有所改變,且改變幅度超過一定比例,即代表有危及列車安全的異物出現在平交道上,當一定時間(通常是幾秒鐘)內狀況未排除,警示訊號便自動傳到列車上,讓駕駛執行應變機制。


前述兩類解決方案,基本上均是以不同技術發現軌道上的障礙物,而後將資訊提供給司機員作為應變指示。透過在目前早已成熟的自動化裝置來發出警訊,取代必須「主動」按下的緊急按鈕,相對而言是多了一層的保障;但同樣的,如果司機員並未完全警覺或在精神壓力存在的情況下,無法即時完成安全處置的程序,有再多的警示系統,似乎仍幫助不大。


另一作法,則是強化台鐵現有的「自動列車防護系統」(Automatic Train Projection,ATP)。


導入ATP 減少人為疏忽


ATP主要分為地面設備與車載設備兩個部分,地面設備通常由自動閉塞設備構成,而車載設備由機車感測器、信息處理系統、顯示螢幕、測速系統、速度比較系統和制動控制部分組成。


台鐵現有ATP的做法,是在軌道沿線佈設感測器,只要一感應到列車速度超過該區段速限3公里,就會立即傳輸信號,讓列車自動煞車至速限以下;如列車違反號誌規定,像是闖紅燈時,也會立即啟動煞車。台鐵分析,這是一種類似自動駕駛的科技系統。


專業人士分析,列車在沒有ATP下運轉,路線障礙物、加減速等環境情境只能靠司機員全神貫注,逕自判斷的結果,提高行車的風險;此外,人有情緒,精神也可能疲倦,沒有ATP預警及強制減速功能,列車撞上誤闖平交道的人車或是衝過站,造成列車出軌的可能性都提高。


由於ATP不需要依靠司機員被動的肉眼目視,使其僅能在最後幾10公尺前才執行避免撞擊的努力,相較起來則是安全得多。


基本上,透過前述辨識或偵測平交道上障礙物的技術,整合台鐵ATP的自動防護系統,在偵測到平交道可能發生的危機後,自動透過ATP執行安全防撞反制動作,自然無須將責任放在司機員的責任上,安全度自然可以大幅提升。但現況問題仍是「整合」。


由於目前這幾項系統的管制,仍歸責於鐵路管理局下的不同機制,基於行政的本位考量作祟,要整合相關系統來共同維護鐵道安全,在技術已成熟的環境下已不成門檻,但在行政本位的置肘之下,要邁出整合的腳步,仍是一項難題。


除此之外,當然存在有其它不同,而又有效的智慧型設施來強化平交道的安全環境。當然,最一勞永逸的方法,就是將鐵道全面高架化或地下化,但這必須面對的是全面性的長期改善,要解決現在的安全問題,絕對緩不濟急。


基本上,台鐵必須一肩扛起第三個「工程改善」的E的責任。任憑自己停留在過去舊式的安全防護思維,停留在單單依賴那最可有能發生「萬一」的「人力」、「人為」或「本位」的操作模式之下,絕對無法維持最基本的鐵道安全,這是再多的鳴笛追思,也喚不回來的。


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