浅谈天津地铁5、9号线信号系统的差异

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2019.06

天津地铁9号线开通较早，使用的是基于准移动闭塞的列车自动防护系统（ATC ），5号线使用的是较为先进的基于通信的列车自动控制系统（CBTC ），我跟据积累的维护经验，针对两套系统进行简单的对比。

1 闭塞模式

9号线使用的是传统准移动闭塞技术，正线每300米一个轨道电路划分固定闭塞区间，通过轨旁的AF904轨道电路向车载ATP 系统实时传输安全信息，车载ATP 系统通过计算得知列车前方的安全距离，由车载ATO 系统自动地采取减速或制动。

5号线使用的是较为先进的移动闭塞技术，车载设备和轨旁设备通过DCS 网络不间断进行双向通信，车载控制器根据读取的静态信标进行定位，轨旁区域控制器根据列车的速度计算列车前后的安全距离，向每列车实时发送移动授权，保证两个相邻的移动闭塞分区以较小的间隔同时前进。

在技术上，5号线的CBTC 移动闭塞技术较为先进，但是由于地铁车站距离较短，一般情况下都能保证一区间一列车，因此在实际的使用上差异不大，都能满足正线最小追踪间隔90秒的运营需要。

2 列车驾驶模式

9号线列车驾驶模式有ATO 、ATP 、Close-in 和Bypass 共四种。

ATO 模式下，不需要司机参与，ATC 系统自动驾驶列车，司机需要手动开关车门并进行防护。ATP 模式下，司机需要手动驾驶，ATC 系统自动提供超速保护。Close-in 模式是一种降级的驾驶模式，ATP 强制限速25Km/h ，司机在不超过限速的条件下手动驾驶。Bypass 模式是一种完全屏蔽信号系统的驾驶模式，司机需要根据调度命令和地面信号的显示手动驾驶列车。

5号线列车驾驶模式有ATO 、ATPM 、iATPM 、RM 和NRM 共五种。

ATO 模式下，不需要司机参与，CBTC 系统自动驾驶列车。ATPM 模式下，需要司机手动驾驶，CBTC 系统自动提供超速保护。iATPM 模式下，列车在ATP 监督下的手动运行模式，此时ATP 防护信息来自于动态信标。RM 模式是一种降级的驾驶模式，ATP 强制限速25Km/h ，司机在不超过限速的条件下手动驾驶，轨旁信号机点灯，列车按照轨旁信号显示运行。NRM 模式是一种完全屏蔽信号系统的驾驶模式，司机需要根据调度命令和地面信号的显示手动驾驶列车。

相对于9号线，5号线增加了iATPM 驾驶模式，此时ATP 防护信息不是由CBTC 系统通过无线网络实时传递给列车，而是通过安装在道床上的动态信标传递给列车，此种模式下ATP 不能做到实时防护，只提供到点到点的防护，存在较大安全隐患。

3 轨旁联锁系统

9号线全线共14个联锁区，每个联锁区控制1到2个车站。联锁设备采用一主一备双机热备冗余工作方式。5号线全线6个联锁区，最大联锁区跨8个车站。联锁设备采用二乘二取二的工作方式。

相对于9号线，5号线的联锁区域较大，联锁设备故障影响范围也随之扩大。5号线联锁设备主备模式采用二乘二取二的工作方式，相较于9号线一主一备的模式更加先进，但是在实际使用过程中发现，5号线联锁设备在故障切换一次后不会再次进行切换，如果此时主用联锁设备故障，会直接导致整个联锁区瘫痪。

两条线联锁软件都仅能记录故障情况下的数据，正常控制数据只能使用外接笔记本的方式实时接收存储，不能在板卡内存储，造成在某些故障情况下没有数据支持，严重影响故障分析。

4 信号机点灯方式

9号线信号机使用的是点灯单元驱动双灯丝灯泡，显示状态常亮。5号线信号机使用的是点灯单元和LED 发光盘，在CBTC 通信下的列车前方的信号机均显示灭灯，不具备CBTC 通信下的列车前方的信号机均显示灭灯。

5号线CBTC 通信下的列车凭车载信号显示行车，信号机处于灭灯状态不作为行车条件；在不具备CBTC 通信的情况下，信号机显示点灯状态，司机凭信号显示行车。在实际使用过程中发现，CBTC 通信下的列车前方信号机出现过瞬间点亮的情况，甚至在李七庄站折返信号机出现红灯呼吸状闪烁的情况，严重干扰司机判断。

5 传输系统

9号线信号系统使用的是通信系统的OTN （光传送网）进行数据传输，使用独立的板卡与其他系统硬隔离，全部信息采用有线方式传输，数据主要包括ATS 系统数据和联锁站联数据。

5号线全部信息通过一套独立的DCS 系统传输，车地间采用无线通信，其他设备间采用有线通信，数据主要包括全部的车地间通信、联锁设备通信和ATS 系统网络通信。

两条线均采用独立的A/B 网进行数据传输，并行工作，互不影响。5号线CBTC 系统传输的车地实时数据，因此网络设计上更加复杂，从VLAN 中划分出安全网和非安全网，做到专网专用，同时引入RRPP （快速环网保护协议），当网环断开时能迅速断环成链，保证网络不会中断。

相对于9号线OTN 网络，5号线DCS 网络承载的数据量更多，结构上也更加复杂，关键故障点也随之增多。安全VLAN 和非安全VLAN 交汇点在FTM 服务器上，全部的安全和非安全信息由FTM 主备服务器进行转发，服务器故障会造成两个VLAN 之间信息中断，导致CBTC 系统不能使用。安装在轨旁的AP 设备工作在2.4GHz 频段，如果受到干扰会造成车载控制器不能收到移动授权导致紧急停车，开通前部分AP 增加了滤波装置，但在个别位置还是存在通信不畅的问题。

综上所述，5号线信号系统相对于9号线有较大的升级，但还有不少的系统缺陷需要完善，厂家在设计上也有所考虑，利用了大量的冗余方式进行规避，但是很多方面效果不明显，而且国外信号系统的设计思路与中国传统运营思路还是存在差异，在运营过程中还是出现各种水土不服的情况。

浅谈天津地铁5、9号线信号系统的差异

胡文宇

（天津滨海快速交通发展有限公司，天津 300000）

摘要：天津地铁5号线使用的是安萨尔多移动闭塞信号系统，9号线使用的是安萨尔多准移动闭塞信号系统。针对同一厂商提供的具有代表性的两套信号系统进行对比，并对5号线信号系统的设备使用情况进行简单总结。

关键词：天津地铁；信号系统；CBTC ；安萨尔多doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.06.112中图分类号：TN91 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）06-0139-01