浅谈TSAFER-UC1000型CBTC信号系统与车辆接口

摘  要  TSAFER-UC1000型CBTC信号系统是一套完整的信号系统解决方案，具备自主知识产权，可满足轻轨、城际铁路、磁悬浮及地铁等多个城市轨道交通运输的要求，符合国际IEEE1474需求标准、EN50126/EN50128/EN50129国际安全设计与评估标准，同时具有全自动无人驾驶的能力。作为国内自主研发的信号系统，其与车辆的相互配合关系到轨道交通运输的安全，本文主要对TSAFER-UC1000型CBTC信号系统与车辆的各项接口进行分析阐述，为双方的系统设计提供技术支持。

关键词  TSAFER-UC1000  CBTC  车辆  接口

CBTC信号系统是轨道交通运输的“中枢神经”，能够提前预知线路前方的运行条件，例如坡道、弯道等，同时能够准确判断前方列车的位置，实时对列车速度、停车地点进行控制，极大地提高了线路的运载能力。缺少CBTC信号系统，轨道交通运营将回归原始状态，极大地降低了运输的效率和安全性。如果CBTC信号系统出现故障，轻则降低了列车的运输效率，使线路出现晚点，严重时将导致列车追尾、冒进，损害乘客的安全。

自主CBTC信号系统包含的ATP（列车自动防护）、ATS（列车自动监督）、ATO（列车自动驾驶）、CBI（计算机联锁）四个核心子系统，该系统能将行车调度、司机、列车融合成一个整体，保证轨道交通的有效运行，因此TSAFER-UC1000型CBTC信号系统与车辆的接口配合极大地关系到整个轨道交通系统运输的效率及可靠性。本文主要从电气接口、牵引/制动接口两个方面对双方的接口条件进行分析阐述。

1 电气接口

1.1车载信号控制设备电源

车载信号控制设备由车辆蓄电池供电（按照 EN50155 标准），信号设备输入电源标称电压值为 DC110V。车辆提供电压变化应当在标称电压值的 70%到 120%的范围内（-30%，+25%），变化范围从 DC 77V到137.5V。

车载信号设备与车辆电源的连接必须通过最短的路径（最短电缆长度）直接连接。过长的电缆连接不同类型的负载，可能会产生不可预知串扰。DC110V 电源电压使用电缆的芯线横截面应不小于 1.5MM2。每一个车载信号设备电源均由单独的断路器进行控制及保护。如根据 IEC898 以及 EN60898 标准，所有的断路器都应当具有C特性，断路电流容量为10A。

1.2数字接口

数字量接口是车载信号设备与车辆之间的控制接口，按照安全等级可分为安全数字量输入输出接口和非安全数字量输入输出接口，按照传输方向可分为输入接口和输出接口。

为了确保车载信号设备能正常工作、免受列车电气系统电磁干拢，ATC 所有的外部的I/O 都采用继电器/光耦电位隔离方法，输入/输出信息都采用独立接点。

1.2.1 数字量输出信号接口电气说明

车载信号控制设备输出方式包括继电器触点和电平输出两种方式。

并具有以下定义：

繼电器触点方式：

1） 控制信号为逻辑“1”，即继电器常开触点闭合;

2） 控制信号为逻辑“0”，即继电器常开触点断开。

电平方式：

1） 控制信号为逻辑“1”表示输出高电平（≥DC77V）;

2） 控制信号为逻辑“0”表示输出低电平（

安全性要求：

对于车载信号控制设备安全关键输出信号，车载信号控制设备采用继电器常开触点，逻辑“0”定义为安全侧。

1.2.2 数字量输入信号接口电气说明

车载信号控制设备采集车辆状态的数字量输入信号，采用继电器触点、机械触点信号和电平信号：

继电器触点方式

1） 控制信号为逻辑“1”表示车辆继电器常开触点闭合或常闭触点断开;

2） 控制信号为逻辑“0”表示车辆继电器常开触点断开或常闭触点闭合。

电平方式：

1） 控制信号为逻辑“1”表示输入高电平（≥DC77V）;

2） 控制信号为逻辑“0”表示输入低电平（

安全性要求：

1） 对于ATP 安全关键输入继电器触点信号，车辆须提供2 组触点（采用1 组常闭触点和1 组常开触点组合方式），且触点来源于两组独立继电器。并确保两组继电器同步性，在所有运行情况下，所允许的触点间最大不同步时间为50MS;

2） 同时应确保继电器一个触点故障应不会影响其它触点的正常工作;

3） 应避免由弹簧引起的跳动。最大允许持续时间：5MS;

4） 出于可靠性考虑，应满足以下切换能力： 机械寿命> 5 * 107次（满载时：> 2 * 105 次）;

其他要求：

1） 遵循DIN EN 50155 标准的所有要求;

2） 车辆应提供数字量输入信号的过电流保护;

根据上述定义可对车载信号设备的输入信号进行确定，车辆可通过信号内容设计相应的电路控制及逻辑控制。

2 牵引/制动信号接口

ATO 利用两个数字信号（牵引和制动）及一个模拟信号，表示列车的牵引制动状态和加速度。当设置为牵引时，模拟值表示加速;当设置为制动时，模拟值表示减速。两者都未设置时，表示惰行。

信号系统通过车载设备内部硬件组合逻辑控制模拟电流大小的输出，由此控制系统对列车实施牵引制动力的大小。信号系统所提供的为ATO牵引/制动加速度率，由车辆根据载重进行牵引/制动力的补充计算。

3 结语

TSAFER-UC1000型CBTC信号系统与车辆的电气及牵引/制动接口关系到列车运行的安全及平稳性，对列车运行尤为重要。通过对电气接口、牵引/制动接口的分析，明确了双方的设计原则，使两个系统最大限度的兼容，保障列车的平稳运行。

参考文献：

[1] 西门子（中国）有限公司.SIBAS-G-READER逻辑功能描述[M].北京：西门子（中国）有限公司，2010.

[2] 朱士友，吕劲松.车辆检修工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

曾寒颖  无锡地铁建设有限责任公司