數位自動控制的世界第一章 - 回報器、偵測點與區段設置
數位自動控制的世界第一章 - 回報器、偵測點與區段設置
在第○章導論的時候筆者曾經提到「軌道分段並裝設回報器」是數位自動控制的基礎建設,回報器可以說是自動控制軟體的眼睛。不管你用的是哪一家的軟體,都必須靠回報器讓電腦知道哪段軌道(區段)有車,哪段軌道是空閒的,軟體藉此判斷能否讓列車行經該區段,而達成自動控制的目的。接下來所有的用語,將對照 Train Controller 5.x 版軟體裡的稱呼。
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回報器與偵測點(feedback module and indicator)
回報器由數個(或埠 port)偵測點集合而成,常見的回報器有八或十六個偵測點(indicator,或作電流感知 current sensor)。擁有八個埠的回報器對應在軟體上就可以設定八個偵測點,而十六埠的回報器就可設定十六個偵測點。筆者雖然特別針對二軌系統將回報器分為「區段佔用回報器」及「點偵測回報器」這兩種,但這只是運作方法上的區別。
只要注意回報器的運作原理及接線方法,兩種回報器是可以互相搭配使用的,可以不必在意二軌或三軌的使用限制。
●三軌系統的回報器裝設
三軌系統的好處是即使一邊的軌道被分段,還有另外一邊可持續供電與傳輸數位訊號,因此裝設回報器非常簡單,而且不必使用接觸軌就可以達到「區段佔用」的偵測。
(圖)三軌系統的回報器接法
●二軌系統的回報器裝設
二軌的回報器設計比三軌複雜些,因為回報器的電路要考量一邊的軌道被分段之後還要同時供電。
○使用接觸軌的「點偵測回報器」
如果想拿三軌系統的回報器接使用在二軌系統上,就需要利用接觸軌(contact track)。列車(或其他負載)在行經接觸軌時,軟體上對應的偵測點會發亮,離開之後即熄滅,由於此類回報器需要經過一定點才能被偵測,因此筆者稱之為「點偵測回報器」。採用此偵測方法的車頭在不同的方向行進時會造成區段距離判定上的差異,在設置上要注意這點。
如果想讓「點偵測回報器」也有區段佔用偵測的功能,則必須要加上特別的電路。
(圖)接觸軌,Minitrix 14979
(圖)二軌系統的點偵測回報器接法(左)與區段佔用電路(右)
○二軌系統的「區段佔用回報器」
採用專門設計給二軌系統使用的回報器是最理想的方式了(用在三軌系統當然也沒問題),配線非常簡單,僅需切斷分段邊軌道的兩頭並裝上絕緣連接頭,每一區段再分別牽線到回報器上。列車只要一進入該區段,軟體上對應的偵測點便會恆亮,一直到列車駛離該區段為止,因此筆者稱之為「區段佔用回報器」。
(圖)二軌系統專用的區段佔用回報器接法
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區段設置
區段(block)是一段至少可以容納一列車的軌道區間,至少對應一個或一個以上的偵測點。自動控制的行車命令是以區段為單位下達的,所以基本上必須要有兩個以上的偵測點構成的兩個區段,才能達成初步的自動控制。更簡單地說,就是軌道必須至少切出兩段,才能跑出變化來。
想讓列車通過的地點以及列車速度需要變化的地方,就是該架設區段的地方。所以除了主、支線之外,最重要的就是站區了。下面幾個偵測點與區段的說明,都假設裝設的回報器為「區段佔用回報器」形式。
●單一偵測點構成的區段
當區段兩端的燈號(不管是不是真的有裝燈)設定為紅燈(停車燈)時,進入這個區段的列車會馬上停止。由於停車表現無法在速度及地點上做出太好的控制,這樣的區段比較適合使用於非站區的路線規劃上,如待避線等。
(圖)單一偵測點構成的區段
●A、B 二個偵測點構成的區段
當區段兩端燈號設定為紅燈時,進入該區段的列車會開始減速,停在另一個偵測段。如果 A、B 兩偵測段的分段是在區段中點,列車一經過中點便會停止。這樣的區段比較適合使用於單向站區或短編成列車(如 rail car)的雙向站區。
(圖)二個偵測點的煞車狀況
●A、B、C 三個偵測點構成的雙向站區區段
三個偵測點就可以搞定雙向站區的行車動作:
由西邊進站的車頭在 B 段開始減速,碰到 C 段停止。
反方向行進的車頭在 B 段開始減速,碰到 A 段停止。
(圖)三個偵測點的煞車狀況
●A、B、C、D 四個偵測點構成的雙向超長站區區段
超長車站要使用到四個偵測點:
由西邊進站的車頭在 C 段開始減速,碰到 D 段停止。
反方向行進的車頭在 B 段開始減速,碰到 A 段停止。
總之,車頭是依照軌道分段做出速度上的變化,因此想要行車的動作越細膩,軌道分段就要越仔細。
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由區段架構出行車變化
●往返車:車頭由 W 區段開往 E 區段停車後,再開回 W 區段,來回數次。
(圖)往返車
●繞圈圈:車頭由 W 區段開往 E 區段,再繼續前進開回 W 區段
(圖)繞圈圈
依照這個兩個簡單的區段行車概念,加上排程便可以發展出無限的自動控制可能。我們在下一章將來談一談自動控制軟體。
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最後,在本章你一定要弄清楚:
1. 回報器上的偵測點(indicatior)是行控軟體的眼睛,是自動控制最重要的基礎建設。
2. 二軌或三軌使用的回報器不太相同,請注意器材選用及裝設方法。
3. 行車速度的變化與切割的軌段有著密切的關係。
4. 區段(block)是由一個或數個偵測點所構成,規劃一個區段的最短長度最好以容納手邊最長的列車為原則。
5. 軟體的基本行車規劃,是命令車頭從一個區段開往另一個區段。
感謝荷蘭 Adventure in miniature 站長 Huib Maaskant 先生授權使用的精美圖片
註:筆者在撰寫本章時,一度掙扎是否該提到三軌系統的回報器裝設,最後考量文章的整體性還是把它納入了。雖然本章寫得稍嫌繁雜,不過卻是理解數位自動控制的基礎功課,筆者已經儘量以動畫圖檔取代文字了,各位看倌就請多多忍耐吧!
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回報器與偵測點(feedback module and indicator)
回報器由數個(或埠 port)偵測點集合而成,常見的回報器有八或十六個偵測點(indicator,或作電流感知 current sensor)。擁有八個埠的回報器對應在軟體上就可以設定八個偵測點,而十六埠的回報器就可設定十六個偵測點。筆者雖然特別針對二軌系統將回報器分為「區段佔用回報器」及「點偵測回報器」這兩種,但這只是運作方法上的區別。
只要注意回報器的運作原理及接線方法,兩種回報器是可以互相搭配使用的,可以不必在意二軌或三軌的使用限制。
●三軌系統的回報器裝設
三軌系統的好處是即使一邊的軌道被分段,還有另外一邊可持續供電與傳輸數位訊號,因此裝設回報器非常簡單,而且不必使用接觸軌就可以達到「區段佔用」的偵測。
(圖)三軌系統的回報器接法
●二軌系統的回報器裝設
二軌的回報器設計比三軌複雜些,因為回報器的電路要考量一邊的軌道被分段之後還要同時供電。
○使用接觸軌的「點偵測回報器」
如果想拿三軌系統的回報器接使用在二軌系統上,就需要利用接觸軌(contact track)。列車(或其他負載)在行經接觸軌時,軟體上對應的偵測點會發亮,離開之後即熄滅,由於此類回報器需要經過一定點才能被偵測,因此筆者稱之為「點偵測回報器」。採用此偵測方法的車頭在不同的方向行進時會造成區段距離判定上的差異,在設置上要注意這點。
如果想讓「點偵測回報器」也有區段佔用偵測的功能,則必須要加上特別的電路。
(圖)接觸軌,Minitrix 14979
(圖)二軌系統的點偵測回報器接法(左)與區段佔用電路(右)
○二軌系統的「區段佔用回報器」
採用專門設計給二軌系統使用的回報器是最理想的方式了(用在三軌系統當然也沒問題),配線非常簡單,僅需切斷分段邊軌道的兩頭並裝上絕緣連接頭,每一區段再分別牽線到回報器上。列車只要一進入該區段,軟體上對應的偵測點便會恆亮,一直到列車駛離該區段為止,因此筆者稱之為「區段佔用回報器」。
(圖)二軌系統專用的區段佔用回報器接法
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區段設置
區段(block)是一段至少可以容納一列車的軌道區間,至少對應一個或一個以上的偵測點。自動控制的行車命令是以區段為單位下達的,所以基本上必須要有兩個以上的偵測點構成的兩個區段,才能達成初步的自動控制。更簡單地說,就是軌道必須至少切出兩段,才能跑出變化來。
想讓列車通過的地點以及列車速度需要變化的地方,就是該架設區段的地方。所以除了主、支線之外,最重要的就是站區了。下面幾個偵測點與區段的說明,都假設裝設的回報器為「區段佔用回報器」形式。
●單一偵測點構成的區段
當區段兩端的燈號(不管是不是真的有裝燈)設定為紅燈(停車燈)時,進入這個區段的列車會馬上停止。由於停車表現無法在速度及地點上做出太好的控制,這樣的區段比較適合使用於非站區的路線規劃上,如待避線等。
(圖)單一偵測點構成的區段
●A、B 二個偵測點構成的區段
當區段兩端燈號設定為紅燈時,進入該區段的列車會開始減速,停在另一個偵測段。如果 A、B 兩偵測段的分段是在區段中點,列車一經過中點便會停止。這樣的區段比較適合使用於單向站區或短編成列車(如 rail car)的雙向站區。
(圖)二個偵測點的煞車狀況
●A、B、C 三個偵測點構成的雙向站區區段
三個偵測點就可以搞定雙向站區的行車動作:
由西邊進站的車頭在 B 段開始減速,碰到 C 段停止。
反方向行進的車頭在 B 段開始減速,碰到 A 段停止。
(圖)三個偵測點的煞車狀況
●A、B、C、D 四個偵測點構成的雙向超長站區區段
超長車站要使用到四個偵測點:
由西邊進站的車頭在 C 段開始減速,碰到 D 段停止。
反方向行進的車頭在 B 段開始減速,碰到 A 段停止。
總之,車頭是依照軌道分段做出速度上的變化,因此想要行車的動作越細膩,軌道分段就要越仔細。
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由區段架構出行車變化
●往返車:車頭由 W 區段開往 E 區段停車後,再開回 W 區段,來回數次。
(圖)往返車
●繞圈圈:車頭由 W 區段開往 E 區段,再繼續前進開回 W 區段
(圖)繞圈圈
依照這個兩個簡單的區段行車概念,加上排程便可以發展出無限的自動控制可能。我們在下一章將來談一談自動控制軟體。
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最後,在本章你一定要弄清楚:
1. 回報器上的偵測點(indicatior)是行控軟體的眼睛,是自動控制最重要的基礎建設。
2. 二軌或三軌使用的回報器不太相同,請注意器材選用及裝設方法。
3. 行車速度的變化與切割的軌段有著密切的關係。
4. 區段(block)是由一個或數個偵測點所構成,規劃一個區段的最短長度最好以容納手邊最長的列車為原則。
5. 軟體的基本行車規劃,是命令車頭從一個區段開往另一個區段。
感謝荷蘭 Adventure in miniature 站長 Huib Maaskant 先生授權使用的精美圖片
註:筆者在撰寫本章時,一度掙扎是否該提到三軌系統的回報器裝設,最後考量文章的整體性還是把它納入了。雖然本章寫得稍嫌繁雜,不過卻是理解數位自動控制的基礎功課,筆者已經儘量以動畫圖檔取代文字了,各位看倌就請多多忍耐吧!
最後由 Chef 於 2012-08-29 02:02 編輯,總共編輯了 4 次。
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- 數位研究苑
- 文章: 504
- 註冊時間: 2004-04-15 22:31
- 來自: 台北縣林口鄉
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