浅析TGMT信号系统中列车定位功能的实现.docx

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1、浅析TGMT信号系统中列车定位功能的实现西门子信号有限公司魏少晨【摘要】随着现代化城市的大规模扩张，便捷的交通出行方式已经成为生活在城市里的人们必不可少的生活所需。地铁作为最重要的公共交通方式之一，以它便捷的换乘方式，快速平稳的运行速度和超大规模的运载能力正成为众多交通方式里的佼佼者。而作为保障地铁平稳安全运行的“眼睛”和“大脑”一一地铁信号系统，更是处在整个地铁控制系统中最为核心的地位。在众多信号控制系统中，西门子公司的TGMT列车控制系统凭借着更高的系统可靠性、更智能的逻辑运算能力、更精准的列车控制能力，现在已经在全国乃至全世界范围内的轨道交通信号领域得到广泛的市场应用。【关键词】地铁；T

2、GMT；信号系统；列车定位1系统结构概述TGMT系统是一种列车自动控制系统，该系统可用于地铁、高速铁路、短途列车及轻轨系统。TGMT可覆盖同一个信号系统下不同自动化等级的运行、不同性质列车的混运及多种驾驶模式的应用。它支持多种配置模式，从基于固定闭塞原理和应答器的ITC控制等级，到使用高列车定位精度、车地连续双向通讯的CTC控制等级。对于连续式列车控制系统下的运行，TGMT系统基于移动闭塞列车间隔的原理。移动闭塞通过从列车发送到轨旁子系统的位置报告报文，以及从轨旁子系统发送到列车的移动授权报文进行实时信息交换来实现。轨旁子系统基于联锁状态和列车位置报告计算移动授权，车载子系统根据获得的移动授权

3、监督列车运行。2列车的定位原理装备TGMT的列车的定位由OBCU独立完成。车载设备定位功能的任务就是检测列车在由坐标系统（分区ID,偏移量）描述的路网中的绝对位置。列车定位功能要求对线路的描述存储于车载设备中。车载设备的定位功能与列车的运行模式及运行区域无关。只要OBCU_ATP及应答器通道和速度传感器工作正常，就可以实现列车定位。综合下列信息就可以确定列车的位置：检测位于路网中某一位置且在TDB中标注的应答器连续的列车位移测量道岔的位置3列车定位功能的实现3.1 列车定位的过程东莞地铁2号线为例进行说明，东莞地铁2号线采用西门子公司的TGMT系统作为地铁的信号系统。列车定位的先决条件是TDB

4、存储于车载设备中。此后，一般的列车定位过程可描述如下：开始，列车未被定位一旦列车驶过两个连续的应答器，则列车就被定位。具体步骤如下：-检测到第一个应答器后就可以从TDB中确定该应答器位置-检测到第二个应答器后就可以确定列车的运行方向及相对于分区的列车的前进方向。 在应答器之间，由于连续的位移测量，被定位列车的定位参数可以被实时更新。安全型传感器（OPG,测速雷达）被综合使用来测量列车的位移及速度。 当列车运行时，位移测量的误差可能导致列车的位移增加一个不确定的值。 当列车经过一个应答器时，列车为了获得更精确的位置将重新调整其定位参数。定位的误差将再次被调整到应答器安全检测误差再加上应答器安装误

5、差的值。即使是在轨道数库版本不能被检查的情况下，列车的定位过程仍然是可以完成的。OBCU在位置报告中提供了一个关于轨道数据库检查成功的“定位安全”的额外信息。3.2 列车的位置参数列车的定位有两种状态：“已被定位”和“未被定位”。可以用以下的参数来描述列车的安全位置： 列车定位状态 安全前端位置（分区ID,偏移量），也可以称作最大安全前端位置 安全后端位置（分区ID,偏移量），也可以称作最小安全后端位置 定位的误差值 前进方向上列车的前端位置（相对于轨道分区方向的最大安全前端位置） 前进方向上列车的尾端位置（相对于轨道分区方向的最小安全后端位置）最小安全后端位置及最大安全前端位置包含了整个列车

6、的长度。定位状态确定了列车位置是否有效，因此可以被用于安全功能。列车的前进方向决定了列车长度将向哪个方向延伸及列车的首、尾端位置。列车位置参数可以由下图表示：图1列车的安全与非安全位置列车的非安全位置（估算的首/尾端位置）是列车最可能的实际位置也是唯一被车载子系统使用的位置。该位置的计算是基于“最理想状况”的位置不确定性的。当列车从分区的始端朝分区的终端运行（与分区的方向一致）时，列车的运行方向就被称为“正向”。如果列车按另一个方向运行（与分区的方向相反），则列车的运行方向被称为“反向”。3.3 列车定位及速度测量功能的要求OBCU可以在任何时刻估算其对列车定位检测的误差，OBCU将考虑以下所

7、有可能出现误差的因素： 应答器安全检测精度，该值为系统参数 应答器安装精度，该值对不同应答器有所不同（精确安装的/非精确安装的实际值被定义为系统参数） 从接收到最后一个应答器起，列车位移测量的不确定性由里程计系统确定。OBCU连续的监督列车定位误差，以使该误差限定在给定的最大值内。列车定位误差超出最大允许值时，列车将不再被定位。如果ITC或CTC控制级别下发生这种失去定位的情况，车载子系统将触发紧急制动，并在列车停止后将切换为RM驾驶模式、IX1C控制等级。列车的速度测量时通过里程计系统连续的计算完成的，这与列车的定位状态（已被定位或未被定位）无关。每一套OBCU都使其自身的里程计传感器和其自

8、身的应答器天线来管理列车的定位。当OBCU检测到用于标明应答器位置信息的数据库版本正确时，OBCU就认为列车的位置是“安全的”。否则，作为默认，为该位置信息被假设是“非安全的”。如果列车的位置不被认为是“安全的”，则仅应切除模式或RM模式驾驶列车。4结束语基于西门子公司TGMT信号系统的列车定位具有定位精确度高，系统可靠性好，在CTC通信级别下可以实现极短间距的列车追踪功能，这对地铁运营效率的提升，减小早晚高峰的行车间隔都有很大的帮助。参考文献1闫剑平步兵;高速铁路列车定位技术的研究阴；北方交通大学学报;1999年05期2刘进吴汶麟；轨道交通列车定位技术J；城市轨道交通研究；2001年01期3林祥城市轨道交通的列车定位技术J；电子工程师；2012年08期