邹定锋
（福州地铁集团有限公司，福建福州350004）
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【摘要】为了解决福州地铁5号线一期工程开通后所面临大客流的问题，引进了Trainguard MT信号系统，保证线路运营的安全性与可靠性。本文就Trainguard MT信号系统采用具有不同子系统接入不同总线的架构，同时将列车分为不同运行等级，以支持线路的混合运营，除此特征外，系统又具有列车头尾冗余策略、信号机强制灭灯、全电子联锁等特征，以让系统成功运用于5号线一期工程。【关键词】Trainguard MT；总线；运行等级；系统特征
【中图分类号】U2【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2021）05-0241-02
0引言
福州地铁5号线一期工程是福州主城区范围南台岛的东
西向轨道交通骨干线，连接南台岛各主要商业和住宅片区，为
了满足因线路开通后面临的大客流，保证线路持续高效、可
靠、安全运营，于是福州地铁引进Trainguard MT信号系统。该
信号系统是西门子交通技术集团依据IEEE1474.1标准
（CBTC性能和功能需求标准.2004.1.1）研发的一套城轨交通
信号系统。
1系统架构
Trainguard MT信号系统是由列车自动监督（ATS）、西门
子计算机联锁、区域防护、数据通信、车载控制单元（OBCU）等 子系统组成。如图1所示，列车自动监督系统、计算机联锁系
统、区域防护系统之间的信息交互，是通过数据通信系统有线
传输实现，区域防护系统与车载控制单元的信息交互，是通过
数据通信系统无线传输实现。列车自动监督系统加载当天运营时刻表后，对列车进行跟踪、识别，并向计算机联锁系统发出进路请求，则联锁系统锁闭进路且开放信号，区域防护系统为区域内列车计算移动授权并发送至列车，车载控制单元以此计算列车速度曲线并监督执行，同时又将列车位置报告发送至区域防护系统。
2系统配置
列车自动监督系统由功能服务器和操作显示终端组成，采用服务器—客户端的软件架构[1]。服务器是指应用服务器和数据库服务器，其配置在控制中心，客户端是指调度员工作站、本地员操作工作站、ATS维护工作站、ATS监视工作站等，其分布在控制中心、沿线车站、停车场/车辆段。如图1所示，服务器与客户端通过具有冗余配置的以太网交换机形成前端处理器总线，以下简称FEP总线。应用服务器、数据库服务器、中央级ATS工作站直接接入FEP总线，中央大屏通过大屏接
口计算机接入FEP总线，通信时钟、通信广播、综合监控等外
部系统，通过中央前端处理器接入FEP总线。车站级ATS工
作站直接接入FEP总线，本地操作员工作站、本地时刻表处理
器、列车排路计算机通过本地前端处理器接入FEP总线，其中
本地时刻表处理器、列车排路计算机在中央级ATS失效情况
下，提供后备ATS模式。
Trainguard MT信号系统依据线路分区配置原则，5号线
一期工程被划分成三大区域控制区，每个控制区对应一套区
域防护系统。轨旁沿线的三套区域防护系统为了实现信息交
互处理，则构成轨旁通信网络总线，以下简称WCN总线。如图
1所示，每个区域控制区配置一套西门子计算机联锁系统，该
系统由联锁计算机和元件控制计算机组成，相邻计算机联锁
系统为了实现信息交互处理，则构成联锁总线。联锁总线通
过
图1系统架构/配置
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去上海欢乐谷玩一次多少钱联锁计算机与WCN总线实现网络互连。元件控制计算机监控道岔、信号机、紧急停车按钮（EMP）/站台屏蔽门（PSD）等轨旁基础设备，通过独立配置的轨道空闲检测系统（TVDS）监督计轴区段的占用/空闲，5号线存在过江地段，需设防淹门，因此防淹门开/关状态也纳入信号监督范围。
数据通信系统是专用通信系统，能为信号系统各设备间提供安全、可靠、冗余的有效通信，由有线传输网络和车—地无线传输网络组成，其中有线传输网络采用符合IEEE802.3标准的以太网技术。如图1所示，FEP总线、WCN总线、联锁总线均属于有线传输网络，是数据通信系统的骨干网，其相关设备和网络均是双网冗余配置。车—地无线传输网络采用LTE（长期演进）技术，所分配到的频段是1785~1800MHz。
列车两端各自布置一套车载控制单元。驾驶端车载控制单元通过速度传感器实现测速测距，同时结合读取轨旁应答器报文，实现列车定位的有效性、实时性和精准性，与列车牵引制动等系统接口以实现
列车控制功能[1]。利用车—地间无线通信，实现列车与轨旁之间周期性或事件驱动性的数据交换。3运行等级
在Trainguard MT信号系统中，如表1所示，有三种列车运行等级，不同运行等级与行驶区域所配置的轨旁设备和车—地间通信方式有关，其中连续式列车控制级属于最高运行等级，联锁列车控制级属于最低运行等级。
不同运行等级在条件满足情况下可以互相转换。联锁级列车被有效定位，且收到一个来自连续通信系统或可变数据应答器的移动授权，则运行等级转换为连续式列车控制级或点式列车控制级，点式列车收到一个来自连续通信系统的移动授权，运行等级转换为连续式列车控制级。低等级转换至更高等级时，只要满足条件即可自行转换。连续式或点式列车经人为降级或运行环境受限，例如列车位置丢失，则运行等级经司机手动确认后，即可转换为联锁列车控制级。
4系统特征
Trainguard MT信号系统具有CBTC系统的特点，因此系统可以根据列车实时的速度和位置动态计算和调整列车的最大制动距离，2个相邻列车能以很小的间隔同时前进，从而极大地提高运营效率[2]，简而言之，系统具有实时计算列车位置和移动授权功能，同时还具有ATO跑车、车门与屏蔽门安全联控、扣车/跳停等功能。除具有CBTC系统的共性功能之外，Trainguard MT信号系统也具有以下特有功
能，即系统特征。
4.1混合运营模式
列车运行在Trainguard MT信号系统中，可被划分为连续式列车、点式列车和联锁级列车。该系统轨旁设备能安全地识别进路中的列车状态（连续式或点式或联锁级列车）。该系统车载设备可提供不同运行等级的手动预选切换。因此该系统在轨旁设备与车载设备的共同配合下，以支持福州地铁5号
线线路既能满足连续式列车运行，又能满足点式列车和联锁级列车运行，最终实现线路的混合运营。
4.2列车头尾冗余策略
车载控制单元由ATO设备、ATP设备及相关附属设备（信号显示屏、测速传感器、应答器天线等）组成，其中ATO设备采用单机结构，为了保证系统的高安全性，则ATP设备采用二取二结构，同时为了保证系统的高可靠性，因此整车车载控制单元采用头尾冗余架构，即列车两端各布置一套车载控制单元。当列车运行过程中单端ATO设备或ATP设备或相关附属设备故障时，车载控制单元通过两端连接的以太网通信网络和多路冗余的输入输出总线通道，无缝冗余切换至另外一端，保证列车继续投入运行，以提高福州地铁5号线线路运营效率。
4.3信号机强制灭灯
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在区域防护系统中，提前在信号机前配置“信号机灭灯接近区段”，连续式列车接近或没有列车接近该区段时，区域防护系统迫使联锁系统对信号机强制灭灯，只有非连续式列车例如点式列车接近该区段时，信号机才会被点亮，因此达到节约能源和延长信号机灯丝寿命的目的。
4.4全电子联锁
计算机联锁系统由操作表示层、逻辑运算层和执行表示层组成，西门子计算机联锁系统与既有的国产化联锁系统相比较，相同之处是操作表示层和逻辑运算层，不同之处是执行表示层，既有的国产化联锁系统采用的是继电器接口方式，而西门子计算机联锁系统采用的是全电子执行模块，用专用的执行模块监控或监督信号元素（例如道岔、信号机、计轴区段），因此该联锁系统又被称为全电子联锁。全电子联锁在福州地铁5号线一期工程的应用，带来诸多优点，小空间、低投资、少维护、易扩展、高冗余[3]。
5结语
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目前，Trainguard MT信号系统处于紧张的施工安装和调试阶段。由于系统具有双网冗余配置、车—地间LTE技术、支持混合运营、列车头尾冗余架构、模块化设计的全电子联锁等优势和特征，待福州地铁5号线一期工程开通运营后，既能保证运营的安全性与可靠性，又能满足行车指挥的个性化需求，同时提高系统的可维护性，以达到降低维护人员劳动强度的目的。
参考文献
[1]刘会明.下一代城市轨道交通信号系统研究[J].城市轨道交通研
究，2020（增刊2）：7-11.
[2]毕危危.西门子CBTC信号系统在中国城市轨道交通的应用[J].铁
道通信信号，2010（6）：30-31.
[3]陈亮.全电子计算联锁的发展与规模化应用[J].科技视界，2020
（15）：9-11.
收稿日期:2021-04-02罗源湾新闻网
作者简介：邹定锋（1975—），男，汉族，福建古田人，硕士研究生，高级工程师，主要从事地铁信号专业建设管理工作。
缩写列车运行等级主要特点
CTC连续式列车控制级列车监督一个来自连续通信系统的移动授权
ITC点式列车控制级列车监督一个来自可变数据应答器的移动授权
IXLC联锁列车控制级列车不监督来自轨旁的移动授权，司机必须遵照
信号机显示驾驶
表1列车运行等级
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