จากตอนที่ 1 เราได้เรียนรู้ภาพใหญ่ของระบบการจัดการตารางการเดินรถไฟก่อนจะนำไปใช้งานจริงไปแล้ว ในบทความนี้จะนำเสนอระบบที่ทำงานจริงพร้อมทั้งยกตัวอย่างบริษัทที่พัฒนาและวิจัยระบบต่างๆขึ้นมา
โดยพื้นฐานแล้วการปฏิบัติการเพื่อรักษาความปลอดภัยของผู้โดยสารทำโดยคนขับรถไฟฟ้า โดยคนขับรถจะสังเกตจากระบบสัญญาณไฟตามระบบรางและหยุดรถตามสัญญาณไฟนั้น แต่ถึงกระนั้นก็พูดไม่ได้เต็มปากว่าคนขับรถจะมองสัญญาณไฟไม่พลาดเลย ดังนั้นจึงเกิดการพัฒนาระบบหยุดรถอัตโนมัติขึ้นมา ในญี่ปุ่นเรียกว่า ATS (Automatic Train Stop) หรือในต่างประเทศเรียกว่า ATP (Automatic Train Protection) ในญี่ปุ่นมีการใช้ครั้งแรกในปี 1920 ในรถไฟฟ้าใต้ดินสายกินซ่า
รูปที่ 3 ตัวอย่างห้องควบคุมการเดินรถ
ในปีถัดๆมาตามความทันสมัยของเทคโนโลยี ATS ก็ถูกพัฒนามาตามลำดับ ทำให้สามารถตรวจสอบความเร็วที่ต่อเนื่องกันได้ แต่ละชนิดของรถไฟฟ้าก็จะมีชื่อเรียกระบบ ATS ต่างกันไป เช่น JR East (East Japan Railway Company) จะเรียก ATS-P ในยามากาตะชินคันเซน อะกิตะชินคันเซนเป็นต้น และเรียก ATS-Ps ในสายรถไฟฟ้าธรรมดาในบริเวณ อะกิตะ เซนได นีกะตะ และนากาโนเป็นต้น และจะเรียก ATS-S สำหรับระบบเก่าดั้งเดิมที่ตรวจสอบเฉพาะกรณีความเร็วเกินกำหนดที่ไม่ได้ดูความเร็วที่ต่อเนื่องกัน ไม่ได้มีเฉพาะในกลุ่ม JR (Japan Rail Company) แต่ภาคส่วนธุรกิจรถไฟฟ้าเอกชนในญี่ปุ่นเองก็เริ่มการทำ ATS ตั้งแต่ปี 1967 หลังจากนั้นเพื่อความปลอดภัยที่ยิ่งกว่า มีการพัฒนาระบบ ATC (Automatic Train Control) ขึ้นมาเพื่อไม่เพียงหยุดรถไฟแต่สามารถควบคุมรถไฟได้ดียิ่งขึ้นด้วย เริ่มใช้ครั้งแรกใน โทไดโดชินคันเซนในปี 1964
ATC มี 2 รูปแบบย่อยได้แก่ 1. แบบควบคุมหลายขั้น และ 2. แบบควบคุมขั้นเดียว แบบควบคุมหลายขั้นจะมีการแบ่งบล็อคตามหลักกิโลเมตรให้มีความเร็วจำกัดลดหลั่นกันไปจนจอดสนิทก่อนถึงรถไฟขบวนก่อนหน้า แบบควบคุมขั้นเดียวจะใช้ในระยะห่างระหว่างรถไฟขบวนก่อนหน้าและขบวนหลังที่ตามมามีไม่มาก จึงสามารถทำให้รถไฟสามารถจอดได้ในระยะสั้น และจะช่วยให้สามารถอัด Headway เพิ่มขึ้นได้อีกด้วย
ในลำดับต่อมามีการพัฒนา ATO (Automatic Train Operation) เพื่อใช้ในรถไฟฟ้าที่ขับคนเดียวหรือรถไฟฟ้าไร้คนขับ คนขับเพียงกดปุ่ม Departure แล้วหลังจากนั้นระบบจะเร่งเครื่องและจอดตามจุดโดยอัติโนมัติ แต่ก็สามารถใช้ระบบแมนนวลควบคุมรถไฟฟ้าได้ในกรณีฉุกเฉิน ในญี่ปุ่นยังมีการพัฒนาระบบเฉพาะสำหรับใช้เวลาจอดแล้วสื่อสารไปที่ประตูที่ชานชลาและตำแหน่งการจอด เรียกว่า TASC (Train Automatic Stop Control)
เมื่อเรามีระบบที่ควบคุมตัวรถไฟฟ้าแล้ว ก็จำเป็นต้องมีศูนย์กลางการคุมการจราจรหรือ CTC (Centralized Traffic Control) ศูนย์นี้จะคุมเส้นทางการเดินรถ สัญญาณไฟ ระบบแบ่งรางครบวงจรที่เดียว และสั่งการระบบอัตโนมัติผ่าน PRC (Programmed Route Control) ไปที่เส้นการเดินรถแต่ละขบวนตาม Timetable โดยในชินคันเซนจะไม่เปิดเผย สถานที่ตั้ง CTC เพื่อความปลอดภัยขั้นสูงสุด
ในปี 1964 ที่โทไกโดชินคันเซนเริ่มวิ่งนั้นได้ใช้ ATC ผ่าน CTC และมีการใช้ระบบแมนนวลควบคู่ไปด้วย แต่ในปี 2004 พบว่าระบบเริ่มเก่าและไม่ทันสมัย JR และ Hitachi จึงเริ่มวิจัยตั้งแต่ปี 1970 เกี่ยวกับระบบโดยเฉพาะโทไกโดชินคันเซนเนื่องจากมีความเร็วสูงที่ 320 Km/h และมีความถี่สูง Minimum Headway ที่ 1 นาที 16 วินาที ระบบนี้เรียกว่า COMTRAC (COMputer aided TRaffic Control System) ที่ทำหน้าที่ ควบคุมรถไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ และปรับแก้ตาราง Timetable หากมีการดีเลย์หรืออุบัติเหตุ รวมถึงส่งข้อมูลให้ CTC สื่อสารกันผ่านออนไลน์
ชินคันเซนสายอื่นๆเช่น โทโฮกุ ยามากาตะ อะกิตะ นากาโน โจเอสสึ จะเรียกระบบ ATC ว่า COSMOS (Computerized Safety, Maintenance and Operation Systems of Shinkansen) ส่วนสายคิวชูชินคันเซน จะเรียกว่า SIRIUS (Super Intelligent Resource and Innovated Utility for Shinkansen Management) ระบบทั้ง 3 นี้บริษัทหลักในการพัฒนาคือ Hitachi ในตอนที่ 3 จะเข้าเรื่องการหาเวลารถวิ่งและเวลาระหว่างรถสองขบวน
ตัวอย่างการใช้งานของระบบควบคุมในสายต่างๆ
แหล่งอ้างอิงรูป
รูป Featured Image ของตอนที่ 2 https://social-innovation.hitachi/en/case_studies/atos/
รูปที่ 3 ตัวอย่างห้องควบคุมการเดินรถ https://www.signal.co.jp/english/products/railway.html และ
รูปที่ 4 รถไฟฟ้าใต้ดินของเมืองฟูกุโอกะ JR Kyushu รุ่น 305 ใช้ระบบ ATO https://www.tetsudo.com/news/1125/
รูปที่ 5 รถไฟฟ้าสายยามะโนเตะของ JR East รุ่น E231 ใช้ระบบ TASC https://www.tetsudo.com/report/212/
26 September 2022, Kanagawa Prefecture
