ระบบอาณัติสัญญาณ

ภาพรวมโครงการ

ระบบโครงการรถไฟฟ้ามหานคร สายวิวัฒน์นคร (สายสีชมพู) เป็นเส้นทางรถไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกรุงเทพฝั่งทิศตะวันออก จากเขตมีนบุรี ไปยังจังหวัดนนทบุรี(ทิศตะวันตก) รวมระยะทางประมาณ 34.5 กม.
ซึ่งประกอบไปด้วยสถานียกระดับ 30 สถานี ศูนย์ซ่อมบำรุงและโรงจอด 1 แห่ง และอาคารจอดแล้วจร 1 อาคาร โดยศูนย์ซ่อมบำรุงและโรงจอดจะมีช่องทางสำหรับซ่อมบำรุง 7 ช่องทาง ช่องทางล้างรถอัตโนมัติ 1 ช่องทาง และทางวิ่งทดสอบ 1 ทางวิ่ง มีห้องศูนย์ควบคุมการเดินรถไฟฟ้า (CCR) 1 ห้องในอาคารศูนย์บริหารและควบคุมการเดินรถไฟฟ้า (OCC) และห้องศูนย์ควบคุมการเดินรถไฟฟ้าสำรอง (BCCR) หนึ่งห้องในอาคารศูนย์ซ่อมบำรุง

ลักษณะโครงการ

ระยะทางเส้นทางหลักประมาณ 34.5 กม. (ในระยะแรก)
สถานียกระดับ 30 สถานี (ในระยะแรก)
จำนวนรถไฟฟ้า 42 ขบวน ขบวนละ 4 ตู้โดยสาร (ในระยะแรก)
ห้องศูนย์ควบคุมการเดินรถไฟฟ้าหลัก 1 ห้อง
ห้องศูนย์ควบคุมการเดินรถไฟฟ้าสำรอง 1 ห้อง
ระบบควบคุมเฉพาะพื้นที่ 4 ชุด (3 ชุดสำหรับพื้นที่เส้นทางหลักและ 1 ชุดสำหรับพื้นที่ศูนย์ซ่อมบำรุงและโรงจอด)
ศูนย์ซ่อมบำรุงและโรงจอด 1 อาคาร
ทางวิ่งทดสอบ 1 ทางวิ่ง
ห้องฝึกอบรม 1 ห้อง

คุณลักษณะการให้บริการ

ในระยะแรก ระบบจะให้บริการด้วยขบวนรถไฟฟ้า 4 ตู้โดยสาร โดยจะสามารถเพิ่มตู้โดยสารขึ้นเป็น 6 ตู้ และ 7 ตู้ เพื่อให้สอดคล้องกับจำนวนผู้โดยสารที่เพิ่มขึ้นในอนาคต
ความยาวของสถานีและชานชาลาสามารถรองรับขบวนรถได้ยาว 7 ตู้โดยสาร
ความเร็วในการให้บริการสูงสุดคือ 80 กม./ชม.
ระยะห่างระหว่างขบวนที่ปลอดภัยสำหรับการให้บริการคือ 120 วินาที (และสั้นที่สุดตามการออกแบบที่ 90 วินาที)
ความเร็วเฉลี่ยของการเดินทาง 35 กม./ชม.
โหมดการให้บริการปกติคือการขับเคลื่อนโดยอัตโนมัติโดยไร้พนักงานควบคุมรถไฟฟ้า (UTO)
ในกรณีที่จำเป็นต้องขับเคลื่อนรถไฟด้วยพนักงานควบคุมรถไฟฟ้า สามารถใช้โหมด MATP ซึ่งอยู่ภายใต้การกำกับดูแลโดยระบบป้องกันการชนกันอัตโนมัติ
โหมดแมนนวล (NRM) มีไว้เพื่อใช้ในการกู้คืนการให้บริการเมื่อเกิดเหตุการณ์ไม่ปกติ

คุณสมบัติทางเทคนิค

โครงการรถไฟฟ้ามหานคร สายวิวัฒน์นคร (สายสีชมพู) ใช้ระบบอาณัติสัญญาน CityfloTM 650 ของ บริษัท Alstom รุ่น CityfloTM 650 ซึ่งเป็นระบบอาณัติสัญญานที่ใช้เทคโนโลยี Moving Block และการรับส่งข้อมูลควบคุมการวิ่งรถไฟฟ้าผ่านการสื่อสารแบบไร้สาย Communication Based Train Control (CBTC) ซึ่งแตกต่างจากและมีประสิทธิภาพกว่าระบบ Fixed Block แบบดั้งเดิม โดยที่ตำแหน่งของรถไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ตามการเคลื่อนที่จริงของรถไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง โดยข้อมูลการควบคุมรถไฟฟ้าจะถูกส่งไป-กลับระหว่างคอมพิวเตอร์บนรถไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ข้างทางผ่านระบบวิทยุไร้สาย โดยที่การแสดงตำแหน่งของขบวนรถไฟฟ้านี้จะถูกคำนวนโดยคอมพิวเตอร์บนรถไฟฟ้าและส่งกลับไปยังระบบควบคุมจากศูนย์กลาง โดยจะคำนวนจากประสิทธภาพการเบรกของรถไฟฟ้าในกรณีที่เลวร้ายที่สุด
ระบบย่อยของระบบอาณัติสัญญานของโครงการรถไฟฟ้ามหานคร สายวิวัฒน์นคร (สายสีชมพูประกอบด้วยระบบ Automatic Train Supervision (ATS), Automatic Train Protection (ATP), Automatic Train Operation (ATO), Object Controller (OCS) และ Data Communication (DCS).

ระบบอาณัติสัญญาณรุ่น CityfloTM 650 - คุณสมบัติและข้อดี

ด้วยระบบควบคุมรถไฟฟ้าแบบ CBTC Moving Block จึงสามารถรับประกันได้ว่าจะช่วยเพิ่มความปลอดภัย ร่นระยะห่างระหว่างขบวน และเพิ่มประสิทธิภาพของการให้บริการ
รองรับระดับการทำงานอัตโนมัติอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งหมายถึงระดับการทำงานอัตโนมัติระดับ 4 (GoA 4) หรือ (Unattended Train Operation) ซึ่งเป็นโหมดการทำงานของรถไฟฟ้าอัตโนมัติระดับสูงสุด ตามมาตรฐาน IEC 62290-1
ใช้การเทคโนโลยีควบคุมและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ขั้นสูง เครือข่ายการสื่อสารข้อมูลที่มีระบบสำรอง และเทคโนโลยีการสื่อสารที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน
การรับส่งข้อมูลควบคุมการวิ่งรถไฟฟ้าผ่านการสื่อสารแบบไร้สาย เป็นไปตามมาตรฐาน IEEE 802.11, โดยใช้ความถี่ 5.8 GHz รวมทั้งเสาอากาศแบบ LoS ทำให้มั่นใจได้ว่าการรับส่งข้อมูลระหว่างรถไฟฟ้าอุปกรณ์สื่อสารข้างทางมีความต่อเนื่อง เสถียร และเชื่อถือได้ และยังช่วยป้องกันข้อผิดพลาดและการรบกวนทางสัญญานวิทยุได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ระบบย่อยต่างๆ ในระบบอาณัติสัญญานได้รับการออกแบบให้มีความปลอดภัยที่ระดับสูงสุด โดยเป็นไปตามมาตรฐานข้อกำหนดระดับความปลอดภัย (Safety Integrity Level - SIL) โดยเฉพาะระบบ ATP และระบบ Interlocking ซึ่งได้รับมาตรฐานความปลอดภัยระดับ 4 (SIL4)
ระบบย่อยที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยเป็นหลักเช่น ระบบ ATP และ Interlocking ใช้สถาปัตยกรรมแบบ 2x2-out-of-2 ซึ่งเป็นการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ 2 ชุดในการประมวลผลพร้อมๆ กัน และมีการเปรียบเทียบผลลัพท์ให้ตรงกัน ในขณะที่ระบบย่อย ATS และ ATO ใช้โครงสร้างแบบ hot-standby โดยมีเครื่องคอมพิวเตอร์ 1 ชุดเป็นหลักในการประมาลผล และเครื่องคอมพิวเตอร์ 1 ชุดอยู่ในสถานะเตรียมพร้อมเข้าทำงานแทนในกรณีที่เครื่องหลักเกิดข้อขัดข้อง เพื่อเพิ่มเสถียรภาพของระบบ
สถานีต่างๆ ได้ถูกจัดกลุ่มให้อยู่ภายใต้เขตการควบคุม (Region) ของแต่ละเขต ช่วยลดระยะห่างระหว่างคอมพิวเตอร์ที่ใช้ควบคุมอุปกรณ์ และอุปกรณ์ข้างทาง ลดเวลาการซ่อมแซม ตลอดจนต้นทุนของการบำรุงรักษาอุปกรณ์
มีรูปแบบการขับเคลื่อนรถไฟฟ้าที่หลากหลาย สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบขับเคลื่อนได้ตามความต้องการ ตั้งแต่การขับเคลื่อนอัตโนมัติแบบไร้คนขับ ไปจนถึงแบบใช้คนขับ
ควบคุมอัตราการเร่งและการลดความเร็วของรถไฟฟ้าให้สอดคล้องกับรูปแบบการเดินรถที่กำหนดไว้ ช่วยประหยัดพลังงานและเพิ่มความสะดวกสบายให้แก่ผู้โดยสาร
ควบคุมการจอดของรถไฟฟ้าที่สถานีให้ตรงกับช่องประตูกั้นชานชาลาได้อย่างแม่นยำ
ระบบย่อยการรับส่งข้อมูล Data Transmission System พร้อมระบบสำรองแบบ Hot-Standby และฟังก์ชันการกู้คืนอัตโนมัติที่ช่วยป้องกันความผลกระทบต่อระบบจากความผิดพลาด

โครงสร้างของระบบอาณัตสัญญาน

โครงสร้างของระบบโดยรวม

เพื่อให้สามารถตอบสนองต่อความต้องการของระบบที่มีความหนาแน่นสูงและต้องสามารถให้บริการได้อย่างต่อเนื่องสำหรับโครงการรถไฟฟ้ามหานคร สายวิวัฒน์นคร (สายสีชมพู) ระบบอาณัติสัญญาณที่นำมาใช้ในโครงการนี้จึงเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพสูง รวมทั้งมีความสามารถในการพร้อมใช้งาน (Availability) ความน่าเชื่อถือ (Reliability) ความปลอดภัยและการบำรุงรักษาในระดับสูงอีกด้วย โดยเขตการควบคุมระบบอาณัติสัญญาณของรถไฟฟ้ามหานคร สายวิวัฒน์นคร (สายสีชมพู) แบ่งออกเป็น 3 เขต ได้แก่ 2 เขตสำหรับพื้นที่บนเส้นทางหลัก และ 1 เขตสำหรับพื้นที่ใน Depot

แผนผังโครงสร้างระบบอาณัติสัญญาณ รถไฟฟ้ามหานคร สายวิวัฒน์นคร (สายสีชมพู)

โดยที่ทางโครงการได้ติดตั้งระบบควบคุมเฉพาะพื้นที่ในแต่ละสถานีเขตการควบคุมทั้ง 4 เขต ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นระบบควบคุมสำรองระดับที่ 2 ในกรณีที่ ทั้งห้องศูนย์ควบคุมการเดินรถไฟฟ้าหลัก และห้องศูนย์ควบคุมการเดินรถไฟฟ้าสำรองไม่สามารถใช้งานได้

สถาปัตยกรรมของระบบ

Project Overview

The Monorail system on the Pink Line Monorail Project, Lat Phrao – Samrong Section start at Initial Blue Line Ratchada Lat Phrao section in the North and heading South until Area Samrong Station. The total length of the line is approximately 30.4 km with 23 elevated stations. The line will be served by one combined depot and stabling area, and one Park & Ride building. The depot has 7 maintenance lanes, 1 automatic washing track, and 1 test track allowing UTO. There is one Central Control Room in the OCC building in the Depot area and one backup CCR in the maintenance workshop building.

Project Characteristics

Approximately 30.4km mainline length at initial stage.
23 elevated stations at initial stage.
30 trains (4-car per train) at initial stage.
1 central control room
1 backup control facility
3 local control (2 for mainline and 1 for depot)
1 depot and maintenance area.
1 test track
1 training room

Operation Features

At the initial stage, the system will operate with a 4-car train configuration. However, in the future the system will operate with a 6 or 7-car train configuration depending on the number of potential passengers in the future.
Platform lengths will be able to accommodate a 7-car train.
The maximum operation speed is 80km/h.
The Signalling design headway is 90 secs and the minimum Operation headway is 120 secs.
The average speed for a round trip is 35 km/h.
UTO (Unattended Train Operation) is normal operation mode.
MATP (Manual with Automatic Train Protection) mode is also available in case there is a need for the train to be driven manually under ATP supervision by Train Attendant or Station Supervisor as required
NRM (Non-Restricted Mode) is provided for use in recovery operation

Main Technical Features

The Signalling of Pink Line Monorail Project employs Bombardier Transportation’s latest generation of Signalling called CITYFLO 650. Unlike traditional fixed block systems, CITYFLO 650 requires neither standard track circuits nor an on-board operator. Train-toWayside communication is not done through fixed track circuits, but through a "wireless" communication medium capable of bi-directional transmission.

This system is based on “Moving Block” (MB), “Communications Based” Train Control System (CBTC). By “moving block” it is meant that the “occupancy” of the train moves along with the train in a continuous fashion. By “communications based” it is meant that train control information is transmitted between the train and Wayside computers through a wireless radio. The train occupancy is generated by the train and sent back to the wayside control system. This train generated occupancy is based upon the worst-case braking of the train.

A full set of communication-based moving block train control systems (CBTC) for the Pink Line Monorail Project includes following subsystems: Automatic Train Supervision subsystem (ATS), Automatic Train Protection subsystem (ATP), Automatic Train Operation subsystem (ATO), Object Controller Subsystem (OCS) and data communication system (DCS).

CITYFLO650 Signalling system - features and advantages

With the CBTC moving block train control system, it can guarantee safety, shorten headway and improve operation efficiency.
It supports the full range of ATP and ATO automation levels in accordance with IEC 62290-1, which is classified as GoA 4 (Unattended Train Operation), the highest level of automatic train operation mode.
It uses advanced control technology, computer technology, redundancy technology, networktechnology and communication technology, which conforms to development direction of rail transit.
The CBTC system uses wireless communications, which uses the wireless standard IEEE 802.11, 5.8GHz frequency band; transmission media is LoS antenna, which together can effectively solve route defects and interference, thus realising continuous, stable and reliable train to Wayside communication transmissions.
It has advanced safety design features, which can eliminate or minimise human error. The safety involved subsystems conform to a safety integrity level requirement; and the ATP and interlocking systems reach a SIL4 safety certification standard.
Its advanced reliable design; ATP and interlocking systems uses 2x2-out-of-2 redundancy structures; ATS subsystems and ATO subsystems use double-machine hot-standby redundancy structures, which can improve the system availability.
It uses an area control method to reduce the separation equipment configuration and reduces repair time as well as equipment maintenance costs within the service life of the whole system. Instead of providing RATC equipment at every station, regional concept is used to group several stations as onecontrol area (region) It has multiple driving modes, which can be adapted to multiple requirements from unmanned automatic driving modes to manned driving modes.
The ATO subsystem uses smooth coordinated control technology and has pre-acceleration and deceleration functions and can realise train energy-saving operation and improve the driving comfort for passengers.
It has advanced train station stopping accuracy, which is suitable for project operation requirements for the platform screen door/safety door system.
The data transmission subsystem with hot-standby redundancy, has an automatic restoration function that prevents single point failure so that it will not generate an effect on the running system.
For all the key subsystems, they use multiple redundancy fault-tolerant designs; in case of a fault, it supports a quick restoration.

Signalling System Structure
Overall Structure

To fulfil highly dense and uninterrupted operational features for the Pink Line Monorail Project, the Signalling system provided in this plan is safe, complete, advanced, highly efficient system with sound functions, strong availability, high reliability and maintainability. Following area control principle, the Signalling system of Pink Line Monorail separates into 3 regions: 2 for Mainline and 1 for Depot

Each regional station is equipped with local control which can serve as 2nd level of backup control where both central control room and backup control facility is inoperable.