T/SHJX 053-2022 TACS 系统设计与功能分配规范

团体标准

T/SHJX053—2022

TACS系统设计与功能分配规范

SpecificationforTACS

SystemDesignandFunctionalAllocation

2022-12-08发布2022-12-08实施

上海市交通运输行业协会发布

目次

1范围..........................................................................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................................................................1

3术语与定义..............................................................................................................................1

4缩略语......................................................................................................................................3

5系统设计..................................................................................................................................3

5.1TACS系统架构...............................................................................................................3

5.2对外接口..........................................................................................................................5

6ATP功能分配..........................................................................................................................5

6.1一般要求..........................................................................................................................5

6.2列车定位..........................................................................................................................6

6.3列车速度和运行方向确定..............................................................................................9

6.4线路资源管理................................................................................................................10

6.5移动授权和目标点确定................................................................................................12

6.6列车速度与能量监控....................................................................................................14

6.7车门及站台门安全监控................................................................................................16

6.8轨旁设备驱采监控........................................................................................................18

6.9车载ATP用户接口.......................................................................................................19

7ATO功能分配.......................................................................................................................20

7.1一般要求.........................................................................................................................20

7.2ATO曲线计算...............................................................................................................20

7.3列车精准停车................................................................................................................21

7.4列车速度调整................................................................................................................21

7.5车门及站台门控制........................................................................................................21

7.6车辆监控........................................................................................................................23

7.7车载ATO用户接口......................................................................................................24

7.8自诊断及故障报警........................................................................................................24

8ATS功能分配........................................................................................................................25

8.1一般要求........................................................................................................................25

8.2列车识别........................................................................................................................25

8.3列车追踪........................................................................................................................26

8.4列车任务办理................................................................................................................26

8.5列车运行调整................................................................................................................27

8.6列车运行控制及轨旁设备控制....................................................................................27

8.7与外部系统的接口........................................................................................................31

8.8故障报警管理................................................................................................................33

8.9ATS用户接口................................................................................................................33

条文说明.........................................................................................................................................35

前言

列车自主运行系统（以下简称“TACS”）作为新一代列车运行控制系统，具有安全、高

效、灵活、经济、易部署等特点，系统的功能和性能更优、架构更精简，与传统CBTC系统

存在着较大差异，目前国内尚未出台相关标准。为统一城市轨道交通TACS的系统设计要求，

规范系统架构、子系统功能以及功能分配工作，同时为TACS相关产品设计开发以及采用

TACS的线路设计、建设、验收提供标准化指导，特制定本规范。

本规范包括：范围；规范性引用文件；术语与定义；缩略语；系统设计；ATP功能分

配；ATO功能分配；ATS功能分配；条文说明。

本规范在编制过程中进行了广泛的调查研究，以现行相关国家、行业标准及规范为基

础，积极采纳了城市轨道交通工程建设、设计、运营、管理、科研等相关单位的意见和建

议，紧密结合TACS的系统特点以及上海市城市轨道交通工程的特点，具备开创性和前瞻性。

本规范由上海市交通运输行业协会负责管理，由上海申通地铁集团有限公司负责技术

内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送上海地铁维护保障有限公司通号分公司

（地址：上海徐汇区老沪闵路1号综合楼311室，邮编：200233）。

授权委托单位：上海市交通运输行业协会轨道交通专业委员会

主编单位：上海申通地铁集团有限公司

参编单位：上海地铁维护保障有限公司通号分公司

上海申通地铁集团有限公司技术中心

上海轨道交通无人驾驶列控系统工程技术研究中心

中铁上海设计院集团有限公司

上海隧道工程轨道交通设计研究院

卡斯柯信号有限公司

上海电气泰雷兹交通自动化系统有限公司

主要起草人：柴娟张璇陈绍文浦伦乔志远（以下按姓氏笔画排列）

于辰栋王冬海邢艳阳吕新军许永顺

李永铮吴杰汪小勇陈思维周公建

柳笑卫洪海珠高翔谢俊杰潘亮

主要审查人：周淮朱宏朱翔虞翊张郁

朱利敏戴翌清艾文伟朱莉刘瑞娟

1范围

本规范规定了TACS系统架构、对外接口以及关键子系统功能分配要求。

本规范适用于指导基于TACS的新建、更新改造及扩建的城市轨道交通线路建设。

本规范中与传统CBTC技术要求相同的部分，包括数据通信子系统以及维护支持子系

统功能分配要求，不作赘述。

2规范性引用文件

本标准在制定过程中主要引用和参考了以下标准：

IEEEStd1474.3TMIEEEStandardforCommunications-BasedTrainControl（CBTC）

SystemDesignandFunctionalAllocation（IEEEStd1474.3TM-2008）

GB50157地铁设计规范(GB50157—2013)

GB/T12758城市轨道交通信号系统通用技术条件(GB/T12758—2004)

GB/T32588.1轨道交通自动化的城市轨道交通（AUGT）安全要求第1部分：总则

（GB/T32588.1—2016，IEC62267:2009，MOD）

GB/T32590.1轨道交通城市轨道交通运输管理和指令/控制系统第1部分：系统原理和

基本概念（GB/T32590.1—2016，IEC62290:2006，MOD）

GB/T32590.2轨道交通城市轨道交通运输管理和指令/控制系统第2部分：功能需求规

范（GB/T32590.1—2016，IEC62290-2:2014，MOD）

CJ/T407城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统技术要求(CJ/T407—2012)

TACS功能与性能规范（T/SHJX051—2022）

TACS用户接口规范（T/SHJX052—2022）

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

列车自主运行系统trainautonomouscontrolsystem

基于列车自主资源管理进行主动间隔防护的列车自动控制系统。

3.2

列车自动监控automatictrainsupervision

自动实现行车指挥控制、列车运行监视和管理技术的总称。

3.3

列车自动防护automatictrainprotection

自动实现列车运行所需资源和限制条件的安全管理以及间隔防护、超速防护和车门监

控等技术的总称。

1

3.4

列车自动运行automatictrainoperation

自动实现列车运行速度、停车和车门控制技术的总称。

3.5

资源resource

支持列车运行必不可少的基本元素，包括道岔可动区域、道岔侧冲防护区域和轨道区

域等。

3.6

允许速度authorizedspeed

列车运行至前方目标地点应达到的允许速度。

3.7

安全保护距离safeprotectiondistance

列车自动防护系统中，列车超速防护实施安全停车控制时，为防止停车位置离散性可

能造成的危险，而设置的自预定停车位置至目标点的安全距离。

3.8

目标点targetpoint

列车运行前方不允许列车任何部位越过的特定点。

3.9

移动授权movementauthority

列车进入某一特定轨道区段内的安全行车许可。

3.10

限制速度restrictedspeed

线路、车辆结构等限制及列车安全运行所必须遵守的最严格的速度限制。

3.11

追踪间隔headway

在同一线路、同向运行的两列列车的前端经过线路同一地点的间隔时间。

3.12

主用定位primarylocation

车载通过信标和里程计计算出的列车实时位置。

3.13

备用定位back-uplocation

独立于车载控制器的列车后备定位系统向轨旁发送的定位信息。

2

3.14

任意点折返arbitraryturnback

系统支持列车在线路任意点执行反向运行任务。

3.15

站间穿梭shuttleoperation

一列车在两站之间同一轨道区间往复运行。

3.16

TACS列车TACStrain

具备车载ATP防护且车地无线通信正常的列车。

3.17

备用定位列车trainwithbackuplocation

不具备车载ATP防护，但具备轨旁ATP防护的列车，包括主用定位失效后切换为备用

定位系统的列车以及仅装配备用定位系统的工程车。

3.18

非识别列车nonidentifiedtrain

非装备列车以及降级为非通信的列车。

4缩略语

AM：列车自动驾驶模式（AutomaticTrainOperatingMode）

ATC：列车自动控制（AutomaticTrainControl）

ATO：列车自动运行（AutomaticTrainOperation）

ATP：列车自动防护（AutomaticTrainProtection）

ATS：列车自动监控（AutomaticTrainSupervision）

CM：列车自动防护模式（CodeTrainOperatingMode）

DCS：数据通信系统（DataCommunicationSystem）

FAM：全自动运行模式（FullAutomaticMode）

OC：目标控制器（ObjectController）

RM：限制人工驾驶模式（RestrictedTrainOperatingMode）

SIL：安全完整性等级（SafetyIntegrityLevel）

TACS：列车自主运行系统（TrainAutonomousControlSystem）

5系统设计

5.1TACS系统架构

TACS应由ATS子系统、TACS轨旁子系统、TACS车载子系统、DCS子系统以及维护

支持子系统组成。

3

TACS物理接口和功能接口应符合示意图见图1的要求。

列车自动监控（ATS）

数据通信

维护支持

（DCS）

相邻TACS

车载

TACS车载

TACS轨旁

车辆

物理接口

功能接口

外部系统

图1TACS物理接口和功能接口示意图

5.1.1ATS子系统

5.1.1.1ATS子系统应能够提供列车识别、追踪和显示功能。

5.1.1.2ATS子系统应能够提供列车运行任务的人工或自动下发功能，以实现基于运营时刻

表的列车运行控制及列车运行调整。

5.1.2TACS轨旁子系统

5.1.2.1TACS轨旁子系统应负责TACS轨旁ATP相关功能，包括线路资源安全管理，后备

定位列车的定位追踪以及行车安全防护等功能。

5.1.2.2TACS轨旁子系统应能通过DCS子系统实现与TACS车载子系统和ATS子系统接

口。

5.1.3TACS车载子系统

5.1.3.1TACS车载设备应通过DCS子系统实现与其它列车TACS车载子系统、TACS轨旁

子系统以及ATS子系统接口。

5.1.3.2TACS车载子系统应负责TACS列车的定位（包含主用定位和备用定位）、速度防护

和移动授权计算，以及轨旁资源的申请和释放等功能。

5.1.4DCS子系统

5.1.4.1DCS子系统应提供“车-车”、“轨旁-轨旁”以及“车-地”数据通信功能。

5.1.4.2主要的TACS子系统之间的数据链路应当支持双向数据传输，并应符合TACS系统

性能要求（如足够的网络带宽和足够低的丢包率）。

4

5.1.5维护支持子系统

5.1.5.1维护支持子系统应能提供ATS、TACS车载、TACS轨旁、DCS子系统就地监测和

远程报警功能。

5.1.5.2维护支持子系统应接收来自被监测系统发送的数据，其工作状态应不影响被监测系

统的正常工作。

5.2对外接口

5.2.1与车辆接口

TACS车载应提供与车辆的开关量以及通信接口，以实现列车牵引、制动控制、车门控

制、乘客信息交互、故障告警等相关的功能。

5.2.2与站台门接口

TACS轨旁应提供与站台门系统接口。

5.2.3与其他外部接口

为确保TACS的安全性和可操作性，TACS和其他外部系统的接口设计和系统集成应至

少包括：

a)通信系统；

b)综合监控系统；

c)乘客信息系统；

d)广播系统；

e)时钟系统；

f)供电系统；

g)大屏幕显示系统。

6ATP功能分配

6.1一般要求

6.1.1根据《TACS功能与性能规范》中定义的ATP功能要求，ATP主要功能分为以下几

个部分：

a)列车定位；

b)列车速度和运行方向确定；

c)线路资源管理；

d)移动授权和目标点确定；

e)列车速度及能量监控；

f)车门及站台门安全监控；

g)轨旁设备驱采监控；

h)车载ATP用户接口。

6.1.2ATP主要功能以及相关逻辑关系应符合图2的要求。

5

6.8轨旁设备驱采6.9车载ATP用户

监控接口

6.5移动授权和目

标点确定6.4线路资源管理

6.6列车速度与能6.3列车速度和运

量监控行方向确定

6.7车门及站台门

6.2列车定位

安全监控

图2ATP主要功能

6.2列车定位

本功能应对TACS区域范围内所有列车的列车位置进行安全计算（包括TACS列车、备

用定位列车）。

6.2.1TACS列车位置初始化

6.2.1.1TACS应能对TACS列车的初始位置进行计算。此功能分配应符合表1规定的

相关要求。

6.2.1.2TACS列车进入TACS区域后，TACS应能自动检测识别每列TACS列车，无需

手动输入列车位置。

6.2.1.3TACS列车故障恢复后，TACS应能自动检测识别每列TACS列车，无需手动输

入列车位置。

表1TACS列车位置初始化

功能分配输入[1]实现[1]输出[1]

ATS

TACS轨旁

TACS车载X[2]X[2]

轨旁设备（信标）X[2]

6

注1：“输入”-为该功能提供输入的子系统；“实现”-完成该功能的子系统；“输出”-接收该功

能实现结果的子系统。

注2：“X”-说明对应的子系统承担对应的功能分配角色。（适用于后续表格的内容）。

6.2.2列车位置计算

TACS应能提供TACS列车和备用定位列车位置计算功能。此功能分配应符合表2-表7规

定的相关要求。

6.2.2.1列车长度确定

系统应能确定TACS列车和备用定位列车的长度。

表2列车长度确定

功能分配输入实现输出

ATS

TACS轨旁

TACS车载XXX

外部系统（车辆）X[1]

注1：车辆提供基本列车长度信息以及列车联挂状态。

6.2.2.2TACS列车位置计算

TACS应能安全、准确地对TACS列车车头和车尾的位置信息进行计算，其分辨率和精

准度满足性能和安全要求。

表3TACS列车位置计算

功能分配输入实现输出

ATSX

TACS轨旁X

TACS车载XXX

轨旁设备（信标）X

6.2.2.3备用定位列车位置计算

当车载ATP不能提供主动定位时，TACS应能根据后备定位检测设备提供的列车位置信

息进行车头和车尾的位置计算。

表4备用定位列车位置计算

功能分配输入实现输出

ATSX

TACS轨旁XX

TACS车载X

轨旁设备（信标）X

6.2.2.4位置误差校正

TACS列车位置的计算应考虑测距误差的影响，并通过增加安全余量来进行定位误差

校正。

7

表5位置误差校正

功能分配输入实现输出

ATS

TACS轨旁

TACS车载XXX

6.2.2.5列车完整性检测

TACS应能实现TACS列车的完整性检测。

表6列车完整性检测

功能分配输入实现输出

ATSX

TACS轨旁X

TACS车载XX

外部系统（车辆）X

6.2.2.6列车轮径校准

TACS应通过线路固定位置（如出车辆基地前）的轮径校准信标实现列车轮径校准功能，

轮径校准前，应采用最严格的参数值计算车位置。

表7列车轮径校正

功能分配输入实现输出

ATS

TACS轨旁

TACS车载XX

轨旁设备（信标）X

6.2.3故障管理

TACS应为非识别列车提供人工安全防护手段，并配套提供相应的运营操作流程。此功

能分配应符合表8-表10规定的相关要求。

6.2.3.1列车定位失效防护

当列车主用定位和备用定位均不可用时，TACS应提供安全防护，避免其它列车进入无

定位信息的列车占用区域。

表8列车定位失效防护

功能分配输入实现输出

ATS

TACS轨旁XX

TACS车载X

6.2.3.2非识别列车位置标记

对于非识别列车，TACS应能根据人工位置标记信息更新列车位置。

8

表9非识别列车未知标记

功能分配输入实现输出

ATSXX

TACS轨旁XX

TACS车载

6.2.3.3列车完整性丢失防护

当检测到列车完整性丢失时，TACS将提供安全防护，应对列车实施紧急制动，判定列

车定位失效，并避免其它列车进入该列车占用区域。

表10列车完整性丢失防护

功能分配输入实现输出

ATSX

TACS轨旁X

TACS车载XX

外部系统（车辆）X

6.3列车速度和运行方向确定

本功能应对TACS区域范围内所有TACS列车的速度和运行方向进行确定。

6.3.1列车速度计算

TACS应能提供TACS列车速度计算功能。此功能分配应符合表11-表13规定的相关要求。

6.3.1.1TACS列车速度测定

TACS应能检测每列TACS列车的实际运行速度，测速分辨率和精度要求应符合《TACS

功能与性能规范》的相关规定。

表11TACS列车速度测定

功能分配输入实现输出

ATSX

TACS轨旁

TACS车载XXX

6.3.1.2测速误差补偿

TACS应能够补偿测速误差产生的影响，并对测速做出合适的补偿。

表12测速误差补偿

功能分配输入实现