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摘 要：西门子TGMT系统为天津地铁1号线提供的信号轨旁系统，该套子系统则保证列车间隔，实现超速防护，是保证行车安全、提高城市轨道交通城市轨道交通列车运行水平（准点、舒适、节能）的技术措施，但它的功能是要依靠轨旁各子系统协调工作共同完成的。本文分析并介绍了天津地铁1号线信号系统中西门子设备的组成、关键作用以及维护过程中的关键点。
关键词：地铁；信号系统；ATP；运营维护
1 西门子TGMT系统的组成
天津地铁一号线的ATO和ATP采用西门子公司研制开发的TGMT系统，分为轨旁TGMT子系统和车载OBCU子系统两部分组成。轨旁TGMT子系统分为WCU（轨旁控制单元）设备、TTS（列车和线路数据库服务器）设备和GNC设备，WCU设备仅在一级设备集中站和试车线安装，由于目前在天津地铁一号线信号试车线未建设完成，故仅安装在1号线财经大学、海光寺和刘园三个站；TTS仅在正线一个设备集中站和试车线安装，目前在天津地铁1号线中仅安装在财经大学站；GNC设备仅在一级设备集中站和试车线安装，目前在天津地铁1号线中仅安装在财经大学、海光寺和刘园三个站。
1.1 WCU机柜的组成
WCU机柜包括安装在机柜最上层风扇部件；安装在风扇下方的ECC组匣；安装在机柜中部的两个SIMIS PC系统（CPCI）组匣；安装在机柜前门上的一个触摸屏功能显示器；以及安装在下排的接线端子排组成。
ECC组匣中包括ECC电源组匣、ECC安装组匣和扩展组匣。ECC安装组匣中包含三块ECC处理板和两块通信板，三块ECC处理板采用三取二冗余系统保证其运行可靠性。
SIMIS PC（CPCI）系统包含有五个XR通道组成，其中一个用作装在计算机（LR），装载Windows 7标准专业版系统，另外四个通道（XR1、XR2、XR3和XR4）采用二乘二取二的冗余微机系统，其中XR1和XR2采用Windows XP系统，XR3和XR4采用Linux Open Suse系统。
1.2 TTS机柜的构成
TTS机柜设备组成与WCU机柜设备组成基本一致，包括安装在机柜最上层风扇部件；安装在风扇下方的ECC组匣；安装在机柜中部的两个SIMIS PC系统（CPCI）组匣；安装在机柜前门上的一个触摸屏功能显示器；以及安装在下排的接线端子排组成。
1.3 GNC机柜的构成
GNC机柜设备负责西门子设备与通号的联锁、ATS设备的通信，利用交换机和服务器将双方设备进行信息交互。
2 西门子TGMT的关键作用
轨旁TGMT子系统的主要功能分为以下几点，虽然WCU和TTS的设备组成基本相同，但设备功能并不一样。其中第1项至第5项为WCU的主要功能，第6项为TTS的主要功能：
（1）跟踪和保护列车运行——确定指定区域内所有列车的位置，参与轨旁防护，防止列车迎面碰撞、追尾及侧面碰撞，确定移动授权。
（2）进路防护——防止冲突列车运行及侧防。
（3）与联锁形成接口——发送命令到联锁并读取和监督联锁状态。
（4）支持维护——支持线路维护和TGMT维护工作。
（5）控制和保护乘客换乘——站台屏蔽门/安全门控制。
（6）列车与ATS及中央服务诊断系统的中枢接口——将列车运行状态和故障信息分发给ATS和中央服务诊断单元并将ATS命令转发给列车。
3 西门子TGMT运行下的ITC和CTC情况下关键维护点
天津地铁1号线信号TGMT系统在点式开通条件下运营时仅使用WCU的主要功能，TTS机柜暂时封存作CTC调试使用，下面简述在二者运行条件下的关键维护点。
3.1 ITC情况下维护关键点
在ITC情况下，TGMT系统基于固定闭塞列车分隔原理，列车的间隔由基于传统进路监督的进路控制功能来保障。点式列车控制模式运行中车载子系统使用轨道数据库（TDB），该数据库存储着描述轨道拓扑结构的数据，基于TDB信息接收到点式移动授权以及自身的定位信息，车载子系统监督并控制列车运行。点式模式下利用轨旁电子单元连接到信号机，用以根据信号机的显示来选择可变数据应答器发送的报文信息，如果信号机开放，则列车在通过应答器时，信号机对应的可变数据应答器将向车载子系统发送一个点式移动授权。
在点式模式运维期间，可变数据应答器作为列车的主要移动授权尤为关键，轨旁电子单元内部的传输板卡和报文編辑板卡出现故障对行车影响较大，出现故障后，车辆在通过该可变数据应答器时均会出现紧急制动情况，从而导致列车降至RM模式（时速25KM/小时）趟扫一个区间，该情况出现在早晚高峰时期则会引起客伤事件情况并有可能导致大规模晚点情况出现，故出现此类情况应要求司机在通过该点位时降级手动驾驶越过可变数据应答器，待下一站进行升级趟扫后可避免该情况发生，提高运行效率，降低影响。
3.2 CTC情况下维护关键点
在CTC情况下，TGMT系统基于移动闭塞列车分隔原理通过列车向轨旁子系统周期性的发送位置报告报文以及轨旁子系统向列车周期性的发送移动授权报文的方式得以实现。轨旁子系统在联锁系统状态和列车位置报告的基础上计算移动授权。轨旁和车载子系统也通过使用TDB获取速度曲线和坡道曲线。车载子系统基于自身的列车定位信息、来自轨旁子系统的信息以及存储在TDB中的数据来监督并控制列车的运行。
在CTC情况下，无线子系统按照完全冗余的方式进行设计，即当任一轨旁无线设备故障均不影响系统的正常工作，无线子系统通过轨旁通信网络（WCN）与 TGMT 轨旁控制单元冗余连接。一列车在同一时间只能运行在一种列车控制级别上。同时装配 CTC 和 ITC 设备，点式列车控制运行可以作为一种降级模式（如当 CTC 设备出现故障时）。这种混合模式的优势在于，即便在降级模式，系统也可以提供完全的 ATP 防护，并且提供自动驾驶功能。
4 结语
TGMT计算机根据轨道参数、最大运行速度和轨道电路的占用情况实时计算保证列车安全运行的最小行车间隔，从联锁、计轴系统等系统中接收各种命令和参数，形成报文，通过可变应答器或者无线形式发送给在轨道上运行的列车，相较于天津地铁1号线过去使用的FS2500类型的音频轨道电路相比，数字化的可靠性、传送的信息量、传输信息的灵活性等方面具有绝对的优势，。因此，信号设备中数字化轨旁的运用逐渐会成为城市轨道交通大众化的一股趋势。
参考文献：
[1]林瑜筠.铁路信号新技术概论（修订版）[M].北京：中国铁道出版社，2007.
[2]刘晓娟，张雁鹏，汤自安.城市轨道交通智能控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2005.
关键词：地铁；信号系统；ATP；运营维护
1 西门子TGMT系统的组成
天津地铁一号线的ATO和ATP采用西门子公司研制开发的TGMT系统，分为轨旁TGMT子系统和车载OBCU子系统两部分组成。轨旁TGMT子系统分为WCU（轨旁控制单元）设备、TTS（列车和线路数据库服务器）设备和GNC设备，WCU设备仅在一级设备集中站和试车线安装，由于目前在天津地铁一号线信号试车线未建设完成，故仅安装在1号线财经大学、海光寺和刘园三个站；TTS仅在正线一个设备集中站和试车线安装，目前在天津地铁1号线中仅安装在财经大学站；GNC设备仅在一级设备集中站和试车线安装，目前在天津地铁1号线中仅安装在财经大学、海光寺和刘园三个站。
1.1 WCU机柜的组成
WCU机柜包括安装在机柜最上层风扇部件；安装在风扇下方的ECC组匣；安装在机柜中部的两个SIMIS PC系统（CPCI）组匣；安装在机柜前门上的一个触摸屏功能显示器；以及安装在下排的接线端子排组成。
ECC组匣中包括ECC电源组匣、ECC安装组匣和扩展组匣。ECC安装组匣中包含三块ECC处理板和两块通信板，三块ECC处理板采用三取二冗余系统保证其运行可靠性。
SIMIS PC（CPCI）系统包含有五个XR通道组成，其中一个用作装在计算机（LR），装载Windows 7标准专业版系统，另外四个通道（XR1、XR2、XR3和XR4）采用二乘二取二的冗余微机系统，其中XR1和XR2采用Windows XP系统，XR3和XR4采用Linux Open Suse系统。
1.2 TTS机柜的构成
TTS机柜设备组成与WCU机柜设备组成基本一致，包括安装在机柜最上层风扇部件；安装在风扇下方的ECC组匣；安装在机柜中部的两个SIMIS PC系统（CPCI）组匣；安装在机柜前门上的一个触摸屏功能显示器；以及安装在下排的接线端子排组成。
1.3 GNC机柜的构成
GNC机柜设备负责西门子设备与通号的联锁、ATS设备的通信，利用交换机和服务器将双方设备进行信息交互。
2 西门子TGMT的关键作用
轨旁TGMT子系统的主要功能分为以下几点，虽然WCU和TTS的设备组成基本相同，但设备功能并不一样。其中第1项至第5项为WCU的主要功能，第6项为TTS的主要功能：
（1）跟踪和保护列车运行——确定指定区域内所有列车的位置，参与轨旁防护，防止列车迎面碰撞、追尾及侧面碰撞，确定移动授权。
（2）进路防护——防止冲突列车运行及侧防。
（3）与联锁形成接口——发送命令到联锁并读取和监督联锁状态。
（4）支持维护——支持线路维护和TGMT维护工作。
（5）控制和保护乘客换乘——站台屏蔽门/安全门控制。
（6）列车与ATS及中央服务诊断系统的中枢接口——将列车运行状态和故障信息分发给ATS和中央服务诊断单元并将ATS命令转发给列车。
3 西门子TGMT运行下的ITC和CTC情况下关键维护点
天津地铁1号线信号TGMT系统在点式开通条件下运营时仅使用WCU的主要功能，TTS机柜暂时封存作CTC调试使用，下面简述在二者运行条件下的关键维护点。
3.1 ITC情况下维护关键点
在ITC情况下，TGMT系统基于固定闭塞列车分隔原理，列车的间隔由基于传统进路监督的进路控制功能来保障。点式列车控制模式运行中车载子系统使用轨道数据库（TDB），该数据库存储着描述轨道拓扑结构的数据，基于TDB信息接收到点式移动授权以及自身的定位信息，车载子系统监督并控制列车运行。点式模式下利用轨旁电子单元连接到信号机，用以根据信号机的显示来选择可变数据应答器发送的报文信息，如果信号机开放，则列车在通过应答器时，信号机对应的可变数据应答器将向车载子系统发送一个点式移动授权。
在点式模式运维期间，可变数据应答器作为列车的主要移动授权尤为关键，轨旁电子单元内部的传输板卡和报文編辑板卡出现故障对行车影响较大，出现故障后，车辆在通过该可变数据应答器时均会出现紧急制动情况，从而导致列车降至RM模式（时速25KM/小时）趟扫一个区间，该情况出现在早晚高峰时期则会引起客伤事件情况并有可能导致大规模晚点情况出现，故出现此类情况应要求司机在通过该点位时降级手动驾驶越过可变数据应答器，待下一站进行升级趟扫后可避免该情况发生，提高运行效率，降低影响。
3.2 CTC情况下维护关键点
在CTC情况下，TGMT系统基于移动闭塞列车分隔原理通过列车向轨旁子系统周期性的发送位置报告报文以及轨旁子系统向列车周期性的发送移动授权报文的方式得以实现。轨旁子系统在联锁系统状态和列车位置报告的基础上计算移动授权。轨旁和车载子系统也通过使用TDB获取速度曲线和坡道曲线。车载子系统基于自身的列车定位信息、来自轨旁子系统的信息以及存储在TDB中的数据来监督并控制列车的运行。
在CTC情况下，无线子系统按照完全冗余的方式进行设计，即当任一轨旁无线设备故障均不影响系统的正常工作，无线子系统通过轨旁通信网络（WCN）与 TGMT 轨旁控制单元冗余连接。一列车在同一时间只能运行在一种列车控制级别上。同时装配 CTC 和 ITC 设备，点式列车控制运行可以作为一种降级模式（如当 CTC 设备出现故障时）。这种混合模式的优势在于，即便在降级模式，系统也可以提供完全的 ATP 防护，并且提供自动驾驶功能。
4 结语
TGMT计算机根据轨道参数、最大运行速度和轨道电路的占用情况实时计算保证列车安全运行的最小行车间隔，从联锁、计轴系统等系统中接收各种命令和参数，形成报文，通过可变应答器或者无线形式发送给在轨道上运行的列车，相较于天津地铁1号线过去使用的FS2500类型的音频轨道电路相比，数字化的可靠性、传送的信息量、传输信息的灵活性等方面具有绝对的优势，。因此，信号设备中数字化轨旁的运用逐渐会成为城市轨道交通大众化的一股趋势。
参考文献：
[1]林瑜筠.铁路信号新技术概论（修订版）[M].北京：中国铁道出版社，2007.
[2]刘晓娟，张雁鹏，汤自安.城市轨道交通智能控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2005.