广州地铁四号线信号系统
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列车自动防护负责列车的安全运行。ATP连续检测列车的 位置和速度、监督列车的速度限制、车门的控制、监督和 启动屏蔽门及安全门、追踪所有装备信号设备的列车、考 虑联锁条件并为列车产生移动授权。 ATP是列车自动控制系统(ATC)的一部分，它分为轨旁单 元和车载计算机单元。通过轨旁到列车的无线通信网络， 在轨旁单元和车载单元之间建立了双向通信。 在所有的运行情况下，安全轨旁计算机单元以及安全车载 计算机单元保证列车自动防护以故障-安全的形式进行。 轨旁设备和车载设备分别为基于SIMIS® 3取2 和2取2故障安全计算机系统。
列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ）
自动驾驶模式 。 列车速度控制 。 列车目标制动 。 车门和屏蔽门/安全门的打开和关闭。 根据时刻表生成节能速度曲线。
列车自动监督子系统
VICOS OC 501系统的系统环境基于标准的硬件和系统体系 结构。服务器采用SUN-Blade工作站和UNIX操作系统，各 个部件和服务器之间应通过高速以太局域网连接。ATS局 域网中采用TCP/IP通信协议，用两台以太网交换机实现路 由功能。 在每个联锁站，配有高可靠性的冗余FEP用于采集来自其 他外部子系统（如DTI,IBP）的信息。车站FEP提供一个时 钟信息到DTI。这些现场信息再被传输到OCC的ATS计算 机。其他相关系统，如车辆段联锁、MCS、无线传输等则 通过一台放置在OCC的FEP来处理。 LOW、TRC和S&D系统直接与SICAS ECC和TG MT通信。
SICAS/ TRAINGUARD MT/ VICOS这三个子系 统被分到四个层级，以便分级实现广州市轨道 交通四、五号线指定的功能。
通信层
西门子城市轨道交通信号系统支持不同的 通信级:
联锁级：借助轨旁色灯信号机实现人工驾驶；没
有地－车通信； 点式通信级：通过应答器建立地-车通信实现 ATP/ATO驾驶； 连续通信级：通过感应环线或无线通道建立车-地 之间的双向连续通信实现ATP/ATO驾驶；
从RM到CTC控制级别的步骤：
在OBCU被激活后，OBCU监督RM模式下的速度限制。 一旦列车被定位且检测到列车已进入CTC区域时，OBCU将初始化与轨旁的通信通道。 一旦通信通道被建立，列车位置报告就会被发送到轨旁WCU_ATP，基于通信的列车追踪
功能就会被启动。 对于下一个配置的筛选限制点（计轴区段），WCU_ATP将执行筛选功能。 筛选成功后，将会为该列车计算移动授权。 如果OBCU接收到一个有效移动授权，则其控制等级就变为CTC控制等级。
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
E
车载 ATP 车载 ATO
A
轨旁 ATP
A D
轨旁 ATP
B
SICAS 联锁
B
SICAS 联锁
C
VICOS ATS
C
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
列车定位 速度测量 移动闭塞运行 列车追踪 列车间隔 临时速度限制 运行方向和后退的监
督
停稳监督
联锁子系统的新特点
紧急停车按钮的监督 屏蔽门及安全门的监督 长区段作侧防元素时的方向性检测 移动闭塞层
进路本身已经排列并锁闭， 侧防已给出， 进路可能未完全空闲， 保护区段不予考虑。
移动闭塞层特点
信号机灭灯显示 多列车进路
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
车门监督及释放 无人自动折返 站台屏蔽门/安全门 列车完整性 速度监督 防淹门 处理防护点和运行停
车点 紧急停车按钮
列车自动防护子系统的新特点
基于移动闭塞的列车追踪。 测速电机、雷达及应答器相结合的定位方式。 基于点式通信的列车控制。 基于移动闭塞的列车控制，如：
列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ）
TRAINGUARD® MT系统中的列车自动驾驶ATO 负责控制列车的运行，ATO设备没有安全相关的 功能，因为ATO总是运行于ATP的安全监督之下。 ATO的主要部件在列车上，以实现TG MT的自动 驾驶模式。 ATO车载单元是单通道的计算机。轨旁ATO的功 能通过ATS，轨旁ATP和SICAS实现。所以， ATO轨旁功能不需额外的物理设备。
列车自动监督子系统
HMI 1 HMI 2 HMI 3 COM 1 COM 2 ADM ADM Spare FALKO Maintenance HMI
10 MBit / 100 MBit Ethernet Switch
LAN
Interface FEP
RPS Server Rear Projection System
移动闭塞下的CTC列车详细信息1
基于移动闭塞的列车监督及控制
移动闭塞下的CTC列车详细信息2
无线传输系统（Radio）
此无线通信系统（名为RailCom Wireless）使 TRAINGUARD®MT列车控制系统可以在轨旁、 中央和车载设备之间进行通信，该通信使用标准 网际协议（IP）寻址机制。 此系统使用基于RailCom Wireless宽带通信平台派 生出的无线局域网（WLAN）技术。此系统同时 也是在西门子车地通信综合管理概念（ITTCom） 的基础上形成的。 ITTCom提供多程序并行应用的无缝集成，包括安 全相关的应用程序（列车自动保护等），自动化 应用程序（列车自动运行，列车自动监督等）， 以及维护应用程序（远程诊断等）
系统结构
中央
列车自动监督
联锁
轨旁
TRAINGUARD MT
轨道 空闲 检测
通信
无线、应答器
车载
TR A INGU A RD MT TR A INGU A RD MT 未 信号装 备的列 车
AM
SM
采用无线通信的TRAINGUARD MT 硬件体系结构
集 中 ATS 轨旁 TSCU
轨旁无线 接入点
无线传输系统（Radio）
无线传输系统（Radio）
列车控制的数据传输速率：40 kbps 此系统被配置为连续且无缝地为每列车的列车控制程序提 供40kbps的数据传输速率。如果将来需要的话，此系统自 身能够提供更高的数据传输速率。 报文传输时间：小于500毫秒 注册时间：小于5秒 漫游时间：小于100毫秒 无缝漫游的列车速度：可高达100公里/小时 纠错前列车控制的帧错误率：小于10E-6 纠错对信号系统安全无影响。 系统容量：四号线2000辆列车。
Line Printer
LOW
TRC
S&D
列车自动监督子系统
列车监视和追踪 。 列车自动调整 。 时刻表系统 。 控制中心ＨＭＩ。 车站操作员工作站ＬＯＷ。 事件列表 — 报警和消息列表。
基于移动闭塞的列车监督及控制
移动闭塞下的CTC列车监控
基于移动闭塞的列车监督及控制
广州地铁四号线信号系统
基于无线传输的移动闭塞列车控制系统
概述
广州市轨道交通四号线提供的西门子城市轨道交 通信号系统由以下主要子系统组成：
SICAS®型故障－安全、高可用性的微机联锁。 具备集中和本地操作能力的ATS系统（VICOS® OC501和
VICOS® OC101）。 TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统－连续式移动闭塞列车控 制系统。
固定闭塞原理图
列 车1
列 车2
固 定 闭 塞 分 区
移
动
授
权
移 授 终
动 权 端
移动闭塞列车控制系统
计算机联锁子系统 （ＩＬ） 列车自动防护子系统 （ＡＴＰ） 列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ） 列车自动监督子系统 （ＡＴＳ） 无线传输系统（Radio）
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
SICAS®（西门子计算机辅助信号系统）具有模 块化和灵活性的设计，它满足公共轨道交通、区 域服务以及工业铁路的要求。 SICAS®系统按故障－安全、高可靠性的SIMIS® 原则进行设计，具有先进的技术和可扩展能力。 微机联锁设备设计先进，运用了安全的数字总线 通信，使微机联锁设备配置数量最少。 几个联锁系统可以连接在一起。一套联锁计算机 既可以集中设置在一起，也可以采用分布式结构 在远端安装地点。
Line Printer
Color Laser Printer
Color Laser Printer
SICLOCK
OCC Level Local Level
SCADA, TEL EMCS, etc. PIIS, DTI, etc.
Master Clock
FEP
TCP/IP
TRAINGUARD MT
SICAS ECC
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
操作和显示 系统 以太网控制系统总线
联锁计算机
PROFIBUS元件接口模块总线
PROFIBUS 联锁总线
ODI EIM ECC1
EIM ECC2
EIM ECC3
Байду номын сангаас
EIM ECC4
EIM ECCn
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
系统功能: 轨道空闲检测 进路控制 道岔控制 信号机控制
移动闭塞原理图
列车 1
位置 不 确 定 性 + 后退误差
列车 2
移
动 授 权
移动授权 终点
点式通信级
点式通信模式是连续式通信移动闭塞模式的降级 模式。 该功能保证列车按照固定闭塞原理运行，不会跟 随的太近。 固定闭塞列车间隔功能取决于由始端和终端物理 信号机定义的联锁分区。该功能还基于相关联锁 分区的轨道空闲信息，并保证最长的一列车在一 个分区的范围内。 该功能检测并通过可变数据应答器向列车发送点 式通信级移动授权报文。
TSCU
ATS Bus/LAN
到其他网络
无线接入点
通 信
轨旁无线设备 天线 蜂 窝
车载
车载无线
TBCU
TBCU
车载无线
移动闭塞原理
在移动闭塞下，每个车载ATP动态的计算列车的 位置，并将位置信息通过连续式通信系统传送到 轨旁ATP系统。轨旁ATP系统计算所有的移动条 件并且通过连续式通信系统发送移动授权给列车 的车载ATP设备。 连续通信允许连续地传送位置不确定性的终点， 并且以一种连续的模式把移动授权的终点设置在 前行列车位置不确定性的起点。移动授权的终点 和位置不确定性的终点沿着进路平滑的移动-这也 就是移动闭塞原理名称的由来。移动闭塞原理保 证列车以可能的最短行车间隔运行。
列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ）
自动驾驶模式 。 列车速度控制 。 列车目标制动 。 车门和屏蔽门/安全门的打开和关闭。 根据时刻表生成节能速度曲线。
列车自动监督子系统
VICOS OC 501系统的系统环境基于标准的硬件和系统体系 结构。服务器采用SUN-Blade工作站和UNIX操作系统，各 个部件和服务器之间应通过高速以太局域网连接。ATS局 域网中采用TCP/IP通信协议，用两台以太网交换机实现路 由功能。 在每个联锁站，配有高可靠性的冗余FEP用于采集来自其 他外部子系统（如DTI,IBP）的信息。车站FEP提供一个时 钟信息到DTI。这些现场信息再被传输到OCC的ATS计算 机。其他相关系统，如车辆段联锁、MCS、无线传输等则 通过一台放置在OCC的FEP来处理。 LOW、TRC和S&D系统直接与SICAS ECC和TG MT通信。
SICAS/ TRAINGUARD MT/ VICOS这三个子系 统被分到四个层级，以便分级实现广州市轨道 交通四、五号线指定的功能。
通信层
西门子城市轨道交通信号系统支持不同的 通信级:
联锁级：借助轨旁色灯信号机实现人工驾驶；没
有地－车通信； 点式通信级：通过应答器建立地-车通信实现 ATP/ATO驾驶； 连续通信级：通过感应环线或无线通道建立车-地 之间的双向连续通信实现ATP/ATO驾驶；
从RM到CTC控制级别的步骤：
在OBCU被激活后，OBCU监督RM模式下的速度限制。 一旦列车被定位且检测到列车已进入CTC区域时，OBCU将初始化与轨旁的通信通道。 一旦通信通道被建立，列车位置报告就会被发送到轨旁WCU_ATP，基于通信的列车追踪
功能就会被启动。 对于下一个配置的筛选限制点（计轴区段），WCU_ATP将执行筛选功能。 筛选成功后，将会为该列车计算移动授权。 如果OBCU接收到一个有效移动授权，则其控制等级就变为CTC控制等级。
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
E
车载 ATP 车载 ATO
A
轨旁 ATP
A D
轨旁 ATP
B
SICAS 联锁
B
SICAS 联锁
C
VICOS ATS
C
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
列车定位 速度测量 移动闭塞运行 列车追踪 列车间隔 临时速度限制 运行方向和后退的监
督
停稳监督
联锁子系统的新特点
紧急停车按钮的监督 屏蔽门及安全门的监督 长区段作侧防元素时的方向性检测 移动闭塞层
进路本身已经排列并锁闭， 侧防已给出， 进路可能未完全空闲， 保护区段不予考虑。
移动闭塞层特点
信号机灭灯显示 多列车进路
列车自动防护子系统 （ＡＴＰ）
车门监督及释放 无人自动折返 站台屏蔽门/安全门 列车完整性 速度监督 防淹门 处理防护点和运行停
车点 紧急停车按钮
列车自动防护子系统的新特点
基于移动闭塞的列车追踪。 测速电机、雷达及应答器相结合的定位方式。 基于点式通信的列车控制。 基于移动闭塞的列车控制，如：
列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ）
TRAINGUARD® MT系统中的列车自动驾驶ATO 负责控制列车的运行，ATO设备没有安全相关的 功能，因为ATO总是运行于ATP的安全监督之下。 ATO的主要部件在列车上，以实现TG MT的自动 驾驶模式。 ATO车载单元是单通道的计算机。轨旁ATO的功 能通过ATS，轨旁ATP和SICAS实现。所以， ATO轨旁功能不需额外的物理设备。
列车自动监督子系统
HMI 1 HMI 2 HMI 3 COM 1 COM 2 ADM ADM Spare FALKO Maintenance HMI
10 MBit / 100 MBit Ethernet Switch
LAN
Interface FEP
RPS Server Rear Projection System
移动闭塞下的CTC列车详细信息1
基于移动闭塞的列车监督及控制
移动闭塞下的CTC列车详细信息2
无线传输系统（Radio）
此无线通信系统（名为RailCom Wireless）使 TRAINGUARD®MT列车控制系统可以在轨旁、 中央和车载设备之间进行通信，该通信使用标准 网际协议（IP）寻址机制。 此系统使用基于RailCom Wireless宽带通信平台派 生出的无线局域网（WLAN）技术。此系统同时 也是在西门子车地通信综合管理概念（ITTCom） 的基础上形成的。 ITTCom提供多程序并行应用的无缝集成，包括安 全相关的应用程序（列车自动保护等），自动化 应用程序（列车自动运行，列车自动监督等）， 以及维护应用程序（远程诊断等）
系统结构
中央
列车自动监督
联锁
轨旁
TRAINGUARD MT
轨道 空闲 检测
通信
无线、应答器
车载
TR A INGU A RD MT TR A INGU A RD MT 未 信号装 备的列 车
AM
SM
采用无线通信的TRAINGUARD MT 硬件体系结构
集 中 ATS 轨旁 TSCU
轨旁无线 接入点
无线传输系统（Radio）
无线传输系统（Radio）
列车控制的数据传输速率：40 kbps 此系统被配置为连续且无缝地为每列车的列车控制程序提 供40kbps的数据传输速率。如果将来需要的话，此系统自 身能够提供更高的数据传输速率。 报文传输时间：小于500毫秒 注册时间：小于5秒 漫游时间：小于100毫秒 无缝漫游的列车速度：可高达100公里/小时 纠错前列车控制的帧错误率：小于10E-6 纠错对信号系统安全无影响。 系统容量：四号线2000辆列车。
Line Printer
LOW
TRC
S&D
列车自动监督子系统
列车监视和追踪 。 列车自动调整 。 时刻表系统 。 控制中心ＨＭＩ。 车站操作员工作站ＬＯＷ。 事件列表 — 报警和消息列表。
基于移动闭塞的列车监督及控制
移动闭塞下的CTC列车监控
基于移动闭塞的列车监督及控制
广州地铁四号线信号系统
基于无线传输的移动闭塞列车控制系统
概述
广州市轨道交通四号线提供的西门子城市轨道交 通信号系统由以下主要子系统组成：
SICAS®型故障－安全、高可用性的微机联锁。 具备集中和本地操作能力的ATS系统（VICOS® OC501和
VICOS® OC101）。 TRAINGUARD® MT ATP/ATO系统－连续式移动闭塞列车控 制系统。
固定闭塞原理图
列 车1
列 车2
固 定 闭 塞 分 区
移
动
授
权
移 授 终
动 权 端
移动闭塞列车控制系统
计算机联锁子系统 （ＩＬ） 列车自动防护子系统 （ＡＴＰ） 列车自动驾驶子系统 （ＡＴＯ） 列车自动监督子系统 （ＡＴＳ） 无线传输系统（Radio）
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
SICAS®（西门子计算机辅助信号系统）具有模 块化和灵活性的设计，它满足公共轨道交通、区 域服务以及工业铁路的要求。 SICAS®系统按故障－安全、高可靠性的SIMIS® 原则进行设计，具有先进的技术和可扩展能力。 微机联锁设备设计先进，运用了安全的数字总线 通信，使微机联锁设备配置数量最少。 几个联锁系统可以连接在一起。一套联锁计算机 既可以集中设置在一起，也可以采用分布式结构 在远端安装地点。
Line Printer
Color Laser Printer
Color Laser Printer
SICLOCK
OCC Level Local Level
SCADA, TEL EMCS, etc. PIIS, DTI, etc.
Master Clock
FEP
TCP/IP
TRAINGUARD MT
SICAS ECC
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
操作和显示 系统 以太网控制系统总线
联锁计算机
PROFIBUS元件接口模块总线
PROFIBUS 联锁总线
ODI EIM ECC1
EIM ECC2
EIM ECC3
Байду номын сангаас
EIM ECC4
EIM ECCn
计算机联锁子系统 （ＩＬ）
系统功能: 轨道空闲检测 进路控制 道岔控制 信号机控制
移动闭塞原理图
列车 1
位置 不 确 定 性 + 后退误差
列车 2
移
动 授 权
移动授权 终点
点式通信级
点式通信模式是连续式通信移动闭塞模式的降级 模式。 该功能保证列车按照固定闭塞原理运行，不会跟 随的太近。 固定闭塞列车间隔功能取决于由始端和终端物理 信号机定义的联锁分区。该功能还基于相关联锁 分区的轨道空闲信息，并保证最长的一列车在一 个分区的范围内。 该功能检测并通过可变数据应答器向列车发送点 式通信级移动授权报文。
TSCU
ATS Bus/LAN
到其他网络
无线接入点
通 信
轨旁无线设备 天线 蜂 窝
车载
车载无线
TBCU
TBCU
车载无线
移动闭塞原理
在移动闭塞下，每个车载ATP动态的计算列车的 位置，并将位置信息通过连续式通信系统传送到 轨旁ATP系统。轨旁ATP系统计算所有的移动条 件并且通过连续式通信系统发送移动授权给列车 的车载ATP设备。 连续通信允许连续地传送位置不确定性的终点， 并且以一种连续的模式把移动授权的终点设置在 前行列车位置不确定性的起点。移动授权的终点 和位置不确定性的终点沿着进路平滑的移动-这也 就是移动闭塞原理名称的由来。移动闭塞原理保 证列车以可能的最短行车间隔运行。