2024年5月15日发(作者：大众迷你mini新款女士)

绿色交通

信号系统在福州地铁号线

一期工程的应用

邹定锋

（福州地铁集团有限公司，福建福州

350004

）

【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袁引进了TrainguardMT信号系统袁保证线路运营的安

全性与可靠性遥本文就TrainguardMT信号系统采用具有不同子系统接入不同总线的架构袁同时将列车分为不同运行等级袁以支

持线路的混合运营袁除此特征外袁系统又具有列车头尾冗余策略尧信号机强制灭灯尧全电子联锁等特征袁以让系统成功运用于5

号线一期工程遥

【关键词】

TrainguardMT曰总线曰运行等级曰系统特征

【中图分类号】

U2

【文献标识码】【文章编号】（

2021

）

A2095-206605-0241-02

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

TrainguardMT

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

（

ATS

）、西门

TrainguardMT

信号系统是由列车自动监督

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。

图1系统架构/配置

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。

TrainguardMT

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

每个区域控制区配置一套西门子计算机联锁系统，该

1

所示，

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

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，

[1]

采用服务器—客户端的软件架构。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、

241

绿色交通

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

（

列

长

车

期

两

演

端

进

各自

）技术

布

，

置

所分配

一套车

到的

载控制

频段

单

是

元

1785~1800

。驾驶端车

MHz

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

3

信

运行

，实现列车与轨旁之间周期性或事件驱动性的数据交换。

在

Trainguard

等级

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。

表1列车运行等级

缩写列车运行等级主要特点

CTC

ITC

连续

点式

式

列

列

车

车

控制

控制

级

级

列

列

车

车

监

监

督

督

一

一

个

个

来

来

自

自

可

连续

变数据

通信

应

系

答

统的

器的

移

移

动

动

授

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

权

照

信号机显示驾驶

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

4

机

系统

手动确认后，即可转换为联锁列车控制级。

统可

Trainguard

特征

以根据列车

MT

实时的

信号

速

系

度和

统具

位

有

置

CBTC

动态

系

计

统的

算和

特

调

点

整

，

列

因

车

此

的

系

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

4.1

即系统特征。

列

混

MT

信号系统也具有以下特有功能，

车

合

运行在

运营模式

TrainguardMT

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

242

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

车

列

载

车

控制

头尾冗余

单元由

策

ATO

略

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

在

信

区

号

域

机

防

强制

护系统

灭

中

灯

，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

计

全电

算机

子

联

联

锁

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

5

、少

结语

维护、易扩展、高冗余

[3]

。

目前，

TrainguardMT

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。

究

会

，

2020

明

（

下

增

一

刊

代

2

城市

）：

7-11.

轨道

参考文献

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刘

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科技视界，

2020

收稿日期院2021-04-02

作者简介院

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。