poppoya | 3 May,2007 14:56
前言
話說台鐵跟高鐵也真是可以結拜為難兄難弟了…(苦笑)…年初高鐵開始營運，新手上路難免出狀況，到現在營運逐漸穩定，媒體的焦點又轉回到台鐵身上：過年期間台鐵太魯閣號風光上路，全路上下都滿心期待太魯閣號成為力抗高鐵的最後秘密武器，誰知道過完年才被「聯合重工」的陳怡如爆了一篇「台鐵傾斜式列車清明上路 恐出軌」，中國時報的黃如萍也不甘示弱的來則「台鐵行車通訊有死角 防護系統故障多」，把ATP跟TETRA這兩道冷飯再拿出來熱炒。
其實在筆者的工作經驗中，TETRA系統並不像報導中所說的有那麼多的問題。本文將從實務面的角度來介紹TETRA系統，討論TETRA使用上所遭遇到的問題，並且從運轉的角度來探討TETRA系統的導入與台鐵行車制度變革之間的關係。
通訊與鐵路
鐵路是一種非常重視通訊手段的一種行業，常看西部片的人會知道，美國西部拓荒時期要和遠方聯絡，最快捷的方式就是打電報，電報公司通常都設在鐵路車站的附近，因為當時的鐵路公司是以電報做為內部通訊的方式，鐵路舖到那裡，電報線就牽到那裡。可以說，鐵路公司對於通訊的需求也幫助了早期電信業的發展。餘緒所及，我們今日可以看到，台灣的兩個長途鐵路客運事業：台鐵及高鐵，除了行車本身所需的軌道線路外，也都做了大筆的投資在建立自己的通訊網路。
當然，辦公處所與車站之間的通訊，可以用電報、電話、傳真等固網來進行，但是這種通訊方式顯然不適用於與列車之間的通訊。早期台鐵還在使用電氣路牌的時候，車站人員還可以把行車命令或是其他通訊事項，以書面的方式放在路牌套中遞交給司機員，但隨著電氣路牌行車制逐漸改為自動閉塞制(Automatic Blocking System, ABS)乃至於CTC制，車站與列車之間的通訊勢必要改用無線電的方式進行，也就是之前所使用的UHF無線電系統。
何謂TETRA系統
TETRA為TErrestrial Trunked RAdio System之簡稱，原意為「陸上中繼式無線電系統」，但是目前的TETRA標準採用數位傳輸，因此現在大多翻譯為「數位中繼式無線電系統」。
TETRA的整體概念有點類似目前大家最常用的GSM行動電話系統，在所服務的範圍內架設基地台，手機與基地台是以無線的方式傳送通話，基地台與基地台之間則是走幹線，這幹線可能是走固網，或是以微波傳輸，甚至走衛星都有可能。當然，台鐵跟高鐵都有自己的固網線路可以做為幹線來使用。
TETRA系統之優點與在台灣的應用
由於TETRA是採數位加密式的傳輸，並且有跳頻的功能，不僅通話頻寬較UHF增加，通話品質也較為優良。此外，保密性也較UHF系統佳，非系統內的無線電台無法加入系統內收發話，也因此，在有玩無線電的鐵道迷之中，有部分人士並不樂見台鐵更換TETRA系統，因為改用TETRA系統後，這些人就無法收聽台鐵的行車無線電了。
在台灣，台灣高鐵是第一個將TETRA系統建置完成，並且做為無線通訊之主要手段的鐵路公司。目前除了容易誤觸General Alarm與部分路段收訊不良外，並沒有太大的問題。誤觸General Alarm的問題也已經由升級手機韌體的方式解決，收訊不良的路段也可以經由增設基地台的手段改善。
台鐵於2007年初將原本使用UHF的行車無線電系統，升級為TETRA系統。台北捷運也計畫更換TETRA系統，預計會從新莊蘆洲線開始使用，再逐漸汰換已通車路線的無線電系統。此外，高雄捷運預計也將採用TETRA系統做為行車無線電之用。
TETRA使用上所遭遇的問題
如前述，高鐵在試營運時期，發生了好幾次誤觸General Alarm而造成列車緊急停車的事件。原因是高鐵使用的Motorola MTP750手機上，原本設定General Alarm的觸發十分容易，使用者操作不慎即會將General Alarm的信號發送出去。該設計的原意是在緊急情況下可以很快的通知附近的列車緊急停車，以維持行車安全，但是在高鐵的路線上已經有TSP等裝置做為路線防護之用，General Alarm過於容易的觸發方式反而會對列車運轉造成不必要的妨礙。為了解決這個問題，高鐵公司將其所有的TETRA手機更新韌體，修改TETRA觸發的方式，自此General Alarm誤觸的事件大幅減少，而行車人員與維修人員使用TETRA系統，也很少有抱怨產生。
而在台鐵方面，主要的問題在於台鐵規劃TETRA的通話群組時，將每一個有辦理行車的車站劃分成為一個獨立的群組，造成列車行駛途中需要不斷的切換通話群組以維持與前方最近車站之通訊。這點對於司機員來說並不是太大的問題，因為TETRA車機配合GPS決定列車位置，可自動切換通話群組；但對於列車長而言，手機並無自動切換群組功能，必須自行判斷列車位置手動換組，造成乘務工作上很大的困擾。
另外，台鐵TETRA手機發射功率只有1W，常常受到「發射功率太小」的批評(台鐵的TETRA手機廠牌型號與高鐵所使用的相同，只有天線的長短不同)。TETRA手機發射功率小的原因，是在於進行通話時手機只要發射到最近的基地台，而不必要發射強度足以讓另一端手機接收的訊號，因此發射功率只要1W 就已經足夠。就好像各位所使用的行動電話，發射功率也只有1W，但是各位只會擔心行動電話的電磁波太強，而不會抱怨行動電話的發射功率不夠大。
TETRA與列車本位制
話說回來，台鐵改用TETRA這件事情，要跟另外一件事情搭配來看，就是台鐵的行車制度要從以前的車站本位制，改為列車本位制。也就是說，在行車調度方面，全部集中到台北車站樓上的調度總所去控制，所以才會有花東線的號誌系統從電氣路牌閉塞制度轉換為自動閉塞制甚至是CTC；行車命令的下達也從以前的調度總所下令至車站再轉發給列車，變更為調度總所直接發令給列車司機。
- 車站本位制與列車本位制
所謂的「車站本位制」，簡單來說，就是調度所發布行車命令的對象，是有辦理行車的各級車站，再由各車站轉發至列車。採行車站本位制的原因，第一是早期無線通訊方式不發達，調度所要發布行車命令，只能依靠電報、電話或傳真等方式發布至車站，而無法發布至列車上；只有當列車停靠車站辦理行車的時候，才能由車站人員遞交行車命令給列車行車人員。第二是早期鐵路的行車號誌系統多採就地操作(例如電氣路牌閉塞制等)，辦理行車的主要工作都落在車站行車人員身上。因此行車命令的發布對象，自然以車站為主體。
而「列車本位制」的意義則是調度所直接發布行車命令到各列車上，不必再經由車站轉發。最早是因為美國等大陸型鐵路，為了節省車站人力，利用類似拋接路牌的形式將行車命令由道旁遞交至列車上，但是隨著科技的進步，列車可以直接和調度所進行無線通訊，行車號誌系統也隨著CTC、ATC乃至於ATO等系統的導入，從就地操作轉變為由調度所集中控制。在目前台灣已營運的鐵路事業之中，台北捷運與台灣高鐵是採用列車本位制，台鐵則計畫要從車站本位制改為列車本位制。
- 列車本位制對通訊方式之需求
台鐵之前所使用的UHF系統，在本質上並不適合做為長距離通訊的手段。UHF系統對於車站與附近區域中各列車的通訊來說是勝任有餘，但是隨著列車本位制的實行，台鐵全線的列車都必須要能夠與調度總所通話，這時UHF系統作為長距離的通訊方式，已經是力有未逮。因應這樣的變革，自然需要TETRA系統做為調度員與列車司機之間的直接通話之用。
- 台鐵TETRA使用實務之研討
至於台鐵現場人員抱怨TETRA手機操作繁複，我想可能跟當初台鐵對於通話群組的規劃有所關係。例如每個車站都要獨立為一個群組，這樣的做法似乎大可不必。高鐵的做法是，以OCC與列車司機之間的通話為例，全線只分北中南三區乘以上下行兩個方向共六個群組，700T上的車機尚且具有自動切換群組的功能，也就是說當列車從南區行駛到中區，車機的通話群組也會自動從南區上行切換到中區上行。
不過，在列車長的實務作業上，台鐵與高鐵及台北捷運有著很大的不同。以台鐵來說，在列車停靠招呼站,之前(此指區間車等各站停車的列車)，司機員需要先以無線電呼叫列車長：「某某次列車某某站接近」，接著列車長再回答：「某某次列車某某站停車」；當該站乘客都上下車完畢，列車長關閉車門後再以無線電呼叫通知司機員開車。
台北捷運沒有列車長的編制，是由司機員目視確認所有車門關閉後開車。高鐵的做法則是，要停站的列車在ARS(自動進路設定)的控制下進入副正線(月台線)，並且由PSSC控制停車後由列車長開門；列車開車則是得到ARS的進路設定與ATC系統所給的速度碼後，司機員從運轉台上確認列車長已經將車門關閉後開車。
根據以上的說明，我們可以發現，台鐵的列車長與司機員之間的聯絡，是最為頻繁的。在這種情況下，列車長使用TETRA手機，每接近一個車站就必須要切換一次群組，才能確保列車長、司機員、車站三方面之間的通訊暢通。然而如前述列車長的TETRA手機必須以手動的方式切換群組，加重列車長的負擔。也因此當台鐵的TETRA系統啟用以來，大多數的批評聲浪都是來自於列車長們。
其實依據列車本位制的觀念，調度所發布行車命令對象是列車司機，列車長已經不參與行車調度的工作，列車長與調度所之間通聯應該會逐漸減少。但在TETRA系統導入後至列車本位制開始實施前，實務上會遇到這樣的問題：
目前行車命令還是由調度所發布至車站，再轉發至列車，尤其是在實施運轉整理的時候要變更列車的停車站，該車站必須要以無線電呼叫以通知該列車停車。列車長如果沒有將TETRA手機切換到該車站所屬的群組的話，將無法收到行車命令的變更，也無法採取對應措施，例如列車臨時停車後應不應該開啟車門，這樣的情況將會影響到運轉效率以及應變的速度。
- 解決之道
從以上的討論中可以發現，目前台鐵將TETRA系統通話群組以車站為單位的區分過細，使得通話群組數量過多，是造成列車長頻繁手動切換通話群組的主要原因。因此最直接的解決辦法是，重新規劃群組的區分，依照調度總所中14個控制台的區分，將全線各車站劃分為14個群組(原本有16台硬體的設置，但考量礙於人力及列車密度等因素，第2台和第15台並未使用，而是分別合併至第1台和第16台的調度員負責調度)。
這樣做有以下幾個優點：
1. 減少手切換群組的頻率。
2. 群組劃分與調度所控制台的區分相同，將來改為列車本位制時不會有重新劃分的需要。
3. 同一群組內所有的車站、列車司機以及車長，甚至是調度員，都可以聽到彼此間的對話內容，有助於各行車人員瞭解該區間的行車狀況。
結語
台鐵引進TETRA系統取代UHF系統，卻造成基層行車人員困擾。從這個事例可以得到一個教訓，就是即使鐵路公司所引進的新系統，是市場現有且已經發展成熟的系統，此系統如果沒有配合現場實務及既有規章或標準程序，進行通盤的檢討與修改，仍然無法發揮該系統的最大效益，甚至會拖累整個鐵路運轉的效率。
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