教程:铁路信号
铁路信号是在游戏中运行铁路系统所必须的设施。 本教程将解释为何及如何使用信号,联锁信号的工作原理,死锁的成因和避免方法。本教程旨在使读者掌握平稳运行铁路系统的技巧,并能修复常见问题,包含了大量常见问题和运用方式的示例。
本教程的内容主要基于双轨铁路系统,其中的两条铁轨各自以单个方向运行。对于初学者来说,建议使用单向双轨而非双向单轨的铁路系统,因为当铁路中的列车数量增加时,双向单轨系统的设置更加复杂,容易出现更多问题。
建议在铁路交叉口附近放置雷达,以便快速发现问题。此外,应当尽快为铁路中新增的列车设置自动补充燃料的设施。列车可以在其常规路线上的车站补充燃料(可能需要将燃料运送到车站)也可以在时刻表中设置专门的燃料补充车站。最后,玩家在设计铁路系统之前应当先确定系统中使用的列车的最大长度。
常规信号和区间
当铁路上有不止一列火车时,它们就有相撞的危险。为预防此类事故发生,可以在铁轨交叉的路口处设置信号。信号会将铁路划分为不同的部分,这称为区间。信号可以确保每个区间内只能有一列火车,任何已占用区间起点上的信号都会显示为红色,将要进入此区间的火车会在信号处等待。
当玩家手持信号物品时,铁路区间会以不同颜色在线路上显示。区间的颜色与信号灯的颜色无关,仅用于指示区间范围。下图展示了不同区间的视图效果,图中共有11个区间。常规铁路信号和联锁铁路信号会将铁路划分为不同的区间,而车站并没有此功能。
常规铁路信号在后方没有列车时亮绿灯,当列车驶入区间时,所有进入该区间的信号亮红灯。当列车将要驶入区间时,信号会先短暂亮黄灯,再亮红灯,以告知后方列车此区间已被预留给正在驶入的列车,尽管此时区间内还没有列车。
铁路信号放置在前进方向的右侧,列车只能向信号限定的前进方向行驶。如果需要列车双向行驶,可以在铁轨两侧都放置信号,或并行建立两条铁路。在自动模式下,列车无法通过前进方向左侧的信号,除非在该信号右侧也放置信号,这有时会导致"找不到路径"错误,此时铁路看起来是连通的,但部分路段是单行道。
在上图中,线路通行方向为(从上至下):
- 从左到右,
- 从右到左,
- 双向通行,
- 双向通行,
- 双向左侧,分为从右到左(上方岔路)和从左到右(下方岔路)。
联锁信号
如果一列火车在交叉路口等待,其它火车也必须等待它,即便是行驶方向不同的火车。这些火车又会导致其它火车的等待,从而导致整个铁路系统的堵塞。铁路系统的设计应当尽量避免火车在交叉路口处的等待,在游戏中可以使用联锁铁路信号以避免此类情况发生。
如果一个区间由联锁铁路信号而非常规铁路信号控制,则列车只会在即将驶入的区间的下一个区间也空闲时才会前进。由于列车即将驶入的后两个区间都是空闲的,此时列车不会在联锁信号后方的区间中长时间等待,而使用常规信号则无法保证这一点。为了避免列车在交叉路口长时间等待,交叉口的信号设置有一条众所周知的规则:在入口处使用联锁信号,在出口处使用常规信号。一般来说,当等待的列车会阻挡另一条不同线路上的列车时,就应当使用联锁信号以避免列车在此处等待。
如果连续设置多个联锁信号,则只有在这些联锁信号范围内的所有区间均空闲,且其后的一个常规信号区间(或终点车站,先到先得)也空闲时,列车才会驶入。一旦列车驶过了第一个联锁信号,则路径上所有的区间都会禁止通行,直到列车离开区间。如果联锁信号通向只有一个出口信号的区间,那么联锁信号的颜色总会与出口信号保持一致。如果铁路线分叉,可能会出现一个岔道信号是红灯,另一个是绿灯的情况,此时联锁信号亮蓝灯,只有确保列车不会驶入被占用的区间时才会放行。实际上,蓝灯状态并不能告诉列车是否应该等待,但游戏魔术般地实现了这一点。
设立区间并提高运量
如果铁路交叉口是单个的区间,在入口处放置联锁信号,在出口处放置常规信号,那么同一时间交叉口内只能有一列火车。此时可以将交叉口划分为更多带有信号的区间,以允许多列火车同时通过。也可以用信号将长直轨道划分为多个区间,以允许多列火车同时通行,从而提高运量。
如果铁路系统中包含许多联锁信号,那么当列车经过联锁信号时可能会占用大量区间。这会限制其它列车的通行,降低总运量。因此应尽可能使用常规信号,仅在必要时使用联锁信号。
死锁
使用信号可能导致列车等待其它列车,在某些情况下这些列车会形成一个等待链,每列都在等待下一列,而最后一列在等待第一列。这种情况被称为死锁(Deadlock),此时列车会一直停在原地等待,直到玩家手动解决。应当尽量避免死锁发生,因为这可能导致整个铁路系统停运。死锁最常见的原因是:
- 列车在交叉路口等待
- 铁路内没有足够空间供列车通行
上图展示了缺少联锁信号导致的死锁。由于只使用了常规信号,导致列车在交叉路口等待,从而导致死锁。在联锁信号章节给出了正确的信号配置。入口的8个常规信号应当更换为联锁信号,出口的信号可以保持原状。正如前文所述,在交叉路口的入口处应当使用联锁信号。
上图中造成死锁的原因是线路中有一段环线,而这一区域内列车的数量超过了环线所能容纳的列车数量,信号是正确的。要解决死锁,必须移除这段环线,或减少通过该区域的列车数量。
上图中造成死锁的原因也是在一段过短的环线内有太多列车经过。这表明即使仅有两列火车也可能发生死锁。在这种情况下,将常规信号更换为联锁信号可以避免死锁,因为联锁信号可以确保只有一列火车进入环线。然而,这可能导致列车在主线路上等待,从而引发堵塞。车站只能同时容纳1列火车进站,不会造成此类问题,因此应当车站限制设置为1,或仅安排1列火车停靠该车站。另一个解决方案是为前往车站的列车建立停车区,详见下文。
列车长度与信号间距
上图展示了两个T形交叉路口之间的死锁。其原因是列车在路口前等待时,其尾部仍停留在上一个路口,导致了阻塞。对于单独的路口而言,信号设置是正确的,然而,如果考虑到其中通行的火车的长度,它们的间距就太近了。有人可能会将它们视为一个整体的大交叉路口。这里有三种解决方法:将两个路口之间的常规信号更换为联锁信号、加长路口间距、缩短列车长度。
在路口的出口放置信号之后,下一个信号必须足够远,以便在两个信号间容纳铁路系统中最长的列车。一般来说,在每个常规信号后面都应当预留比列车更长的空间。
建议在设计铁路系统前确定列车的最大长度,不要轻易更改。然后就可以根据列车的最大长度来设置信号区间。
示例
T形路口
下图展示了一个基本的三向路口。在某些情况下,为确保多列火车可以同时使用路口,可以在路口内部放置信号。例如,一列火车从左向右行驶,另一列火车从右向左行驶,火车将通过不同的区间:第一列火车将通过左方的黄色区间、蓝色区间和右下方的黄色区间;第二列火车将使用上方的黄色区间和红色区间。由于使用不同的区间,它们可以同时通过路口。虽然这对路口正常运行不是必需的,但这种设计允许以低成本实现更高的运量。
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停车区
如果多列火车停靠同一个车站,火车可能在主线路上等待,这会导致铁路系统的堵塞并引发死锁。避免这种情况的一个常用方法是在每个车站增设停车区。
上图展示两个车站的公用停车区。驶入停车区的信号是常规信号,因为列车可能在此处长时间等待。从停车区驶出的信号是联锁信号,因为从停车区到车站的线路需要保持通畅。车站也位于不同区间中,以确保所有车站可以同时停靠。
停车区有两种设计思路,并列(见上图)和堆叠(见下图)。并列设计易于扩展,占用空间较小,多个车站可以共用一个并列停车区,但其结构相对复杂,需要使用更多铁轨。堆叠设计结构简单,但不能多车站共用,且占用空间较大。