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科技环境

专访:德国的铁路信号系统“其实很可靠”

德国南部发生严重火车对撞事故后,当局正在调查事故原因。各方目前都在猜测,这到底是设备原因还是人为疏失?勃兰登堡高等专科学校的铁路专家霍夫特教授在接受德国之声采访时指出,自动化的铁路信号系统有时也是需要人工输入指令的。

Punktförmige Zugbeeinflussung PZB

轨旁电磁铁

德国之声:目前,这起事故的原因仍然在调查中,我们还不清楚究竟是人为因素还是技术原因。我们注意到发生事故的单线路段和德国许多其他同类线路一样,都是使用了PZB90信号系统。您是否能解释一下PZB90的工作机理?

霍夫特(Prof. Dr. Uwe Höft):PZB全称是"点式列车安全系统",这本是一个很可靠的系统,已经应用了许多年。其工作原理是这样的:在铁轨旁安装有若干枚电磁铁,分布在信号机等处;而在列车上,也安装有电磁铁,它们与轨旁电磁铁协同,监控列车的行驶速度。比如,当信号机显示停车信号时,该处轨旁电磁铁的载频是2000赫兹;如果列车闯过了这个红灯,信号系统就会自动对这列车进行制动。

除了停车信号,还有预备停车信号,由轨旁电磁铁以1000赫兹的载频表示。列车驶过预备停车信号时,司机必须按键确认该信号,并开始对列车进行减速。如果司机没有进行对应的操作,信号系统也会自动煞停列车。而在停车信号机前150米~300米处,通常还会有一个载频为500赫兹的轨旁电磁铁,用于监视行车速度。如果列车此时的车速大于限值,也会触发自动制动。

德国之声:那么,两列车在同一条轨道上迎头相撞,这又怎么会发生呢?

霍夫特:正常情况下这是不会发生的。调度员负责铁路运行的安全有序,他向列车发布行车许可,并且确保列车相撞之类的事故不会发生。当然,也有一系列的技术保障措施来协助调度员的工作。而在信号系统出现故障的情况下,则有不同的降级行车模式;此时就必须要由人工来进行操作--关键是操作正确。至于此次事故的原因,现在大家都在猜测。调查事故原因是联邦铁路局、联邦铁路事故调查处的职责,他们会分析多项数据:比如司机和调度之间的通话记录,当然还有记录了司机所有操作的列车黑匣子。

Deutschland Zugunglück bei Bad Aibling

事故原因依旧在调查中

德国之声:在这样一套安全体系下,可能出错的环节在哪?

霍夫特:信号系统有可能出现干扰或故障。此时,人工可以干预,以便绕过故障的信号系统。调度员可以进行操作,启用后备信号;司机这时就能得知他被允许闯过(故障的)停车信号。

德国之声:信号机显示红灯,却偏偏要闯过去,可以这样吗?

霍夫特:当然不可以。停车信号就是用来指示你停车的。但是有时确实会有信号故障的情况,此时调度员却依然需要保证铁路继续运营。在这种人工操作模式下,安全等级确实不很高,但是我们还有司机和调度员,他们都必须按照既定的规程进行操作。最简单的一种后备信号,确实就是调度员指示司机可以闯过一个停车信号。正是因为铁路运营会出现故障,所以才要有这种允许闯红灯的可能性。

Professor Uwe Höft

霍夫特教授

德国之声:在可以预见的未来,全自动铁路系统有没有可能取代这种使用电磁铁的信号系统?

霍夫特:更为现代化的信号系统理论上已经可以实现自动驾驶。但是德国的铁路网非常庞大,进行相应的改造需要大量的投入。全自动行车的铁路信号系统能够真正安全地投入运营,也许还需要非常长的时间。

德国之声:您刚才说"更为现代化的信号系统",这究竟会是什么样子?

霍夫特:欧洲现在正在推行一套新的信号系统,即ETCS(欧洲列车控制系统)。在最新通车的莱比锡-埃尔福特高铁线路上,就运用了这一系统。而在柏林和莱比锡之间的铁路线上,也安装了ETCS。不过,后者同时也保留有传统的信号系统,作为ETCS故障时的降级模式。

莱比锡-埃尔福特高铁则完全放弃了传统信号。该线路的道床上分布着许多"应答机",也就是小型的无线传感器。列车与调度所之间通过应答机传递数据。这已经很接近自动驾驶了。就算车头依然坐着司机,大部分操作都是自动化完成的。

德国之声:但是呢?

霍夫特:但是相应的投资也是巨大的。短期内,德国不会大面积铺开ETCS系统,而是继续使用非常可靠的点式列车安全系统(PZB)。

德国之声:可是,我们也注意到PZB系统并不是完全地安全,您刚才也说到了这一点。有没有可能采取一些措施,让PZB更完善呢?

霍夫特:那还是得整个地更换信号系统。从基本原理上而言,PZB已经解决了铁路行车上的很多安全缺陷。但是,如果出现非常情况,需要人工操作时--而人是会犯错误的--依然会出现事故。就算装备了自动化的ETCS信号系统,可能也依然无法保障百分百的安全。

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