淺析大連地鐵2號線信號ATS子系統與故障案例

劉南川

摘 ? 要：本文以大連地鐵2號線信號ATS子系統為例，詳細對信號ATS子系統的架構、功能進行介紹，并對已出現的相關故障案例進行分析總結。ATS（列車自動監控系統）是地鐵信號系統的核心，在一定程度上可以提升地鐵運行的安全性和實現對城市軌道交通列車運行的監督和管理，協助列車調度人員對全線列車運行的管理，軌道交通的效率大大提高。

關鍵詞：信號ATS子系統 ?大連地鐵 ?故障分析

中圖分類號：U231 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0121-02

1 ?大連地鐵2號線信號ATS子系統簡介

大連地鐵2號線信號ATS子系統利用可靠的網絡結構，通過與ATC（列車自動控制）系統中的ATP（自動列車保護）、ATO（自動列車駕駛）和MLK II（微機聯鎖）子系統的協調配合，完成對列車運行及所控制的道岔、信號機等設備的運行狀態的監督和控制，給行車調度人員顯示出全線列車的運行狀態，監督和記錄運行圖的執行情況，在列車因故偏離運行圖時及時做出調整，輔助行車調度人員完成對全線列車運行的管理。

2 ?大連地鐵2號線信號ATS子系統架構

大連地鐵2號線信號ATS子系統設備主要分布在：控制中心（OCC）、備用中心、全線各車站。ATS子系統采用的是“集中后備”的結構。

2.1 OCC

大連地鐵2號線控制中心（OCC）位于檜柏路基地，ATS基于Linux平臺，是整個ATS系統的核心。

主機服務器：主/備配置兩臺，負責全線的ATS系統功能。主要完成列車追蹤、自動調度、自動進路、自動列車調整和控制請求確認等。此外，還提供與時鐘系統的接口。

數據庫服務器：主/備配置兩臺，持續存儲接收到的事件、ATS用戶控制請求、ATS自動控制請求、報警，并為用戶生成包含所有這些數據的報告。

通信服務器：主/備配置兩臺，運行與其它CBTC（基于通信的列車控制系統）子系統以及外部系統通信的軟件，它通過接口服務器與外部系統進行通信。這些外部系統接口包括RS（無線）、PIS（旅客導向系統）、PA（廣播）等。CBTC其他的子系統接口包括FRONTAM（數據存儲單元）、ZC（區域控制器）、CC（車載控制器）。

接口服務器：冗余配置，無論外部接口是通過串口或是網絡連接，接口服務器提供與外部系統間的接口和協議轉換。ATS會發送必需的信息給接口服務器，接口服務器將轉發相應格式的信息給外部子系統。

調度長及調度工作站：用于監視和控制列車運行，擁有全線的權限。調度員可以根據他的權限來選擇或者取消授權的控制區域。

管理員工作站：用于監控和維護ATS系統，分發和更新ATS軟件，ATS用戶賬號管理，監視軟件進程等。

時刻表編輯工作站：用于建立并修改基本的時刻表。

2.2 備用控制中心ATS設備

大連地鐵2號線信號ATS系統備用控制中心設立在辛寨子車站。一套遠程ATS主服務器、通信服務器、接口服務器放在辛寨子站。在中央ATS服務器不可用時，這些服務器為中央ATS服務器提供第三級備份服務。

辛寨子站的ATS工作站，在緊急情況下可以監控全線。

2.3 車站ATS設備

遠程ATS車站工作站放置于設備集中站（可監可控）。ATS工作站顯示本聯鎖區和相鄰車站當前狀態（設備狀態、列車運行），且可進行本聯鎖區的控制。但是LCW僅顯示本聯鎖區域。

一個遠程ATS車站工作站放置于非設備集中站（只監不控）。ATS工作站顯示本站及相鄰站當前狀態（設備狀態，列車移動）。

3 ?大連地鐵2號線信號ATS子系統功能

ATS提供監督與控制功能來監控CBTC子系統以及與外部系統的接口。ATS根據通過DCS（數據傳輸子系統）傳來的每輛列車的報告，監督并顯示運營中的裝有CBTC設備的列車的位置，并且自動調整性能等級及停站時間，考慮惰行模式，以貼近時間表或滿足發車間隔，此外，它還提供人工控制操作，其中包括：設置或解除扣車、設置或解除限速、使用從FRONTAM（數據存儲單元）獲取的數據來設置或解除臨時區域封鎖。通常ATS無需操作人員的參與而自動執行其功能。系統根據時間表添加列車，連續地監視每輛列車的運行，并且在列車按計劃結束日常運營后將其從表中刪除。ATS用戶控制請求優先于ATS自動控制請求。

3.1 監督功能

ATS系統將列車運營及軌旁設備的狀態和信息，通過控制中心或車站的調度終端實時顯示出來，調度員可以通過這些終端屏幕，實時了解和掌握列車的實際運行情況以及軌旁信號設備的顯示情況，以便及時對行車作業進行分析和調整。同時，ATS子系統監督列車，根據時刻表調整列車運行，并提供數據和調整服務以減小由于非規律的運行給運營服務帶來的不便，保證全線運營安全高效有序進行。

3.2 控制功能

ATS向軌旁聯鎖系統發出指令辦理進路，指揮列車按照列車運行圖來運行。ATS可以繪制列車實跡運行圖，并動態的對偏離運行圖的列車進行調整。

4 ?信號ATS子系統故障案例分析

大連地鐵2號線信號ATS子系統由Ansaldo STS（安薩爾多）公司提供，本章節對地鐵日常運營中出現的與ATS相關專業典型的故障案例進行分析。

4.1 工作站卡滯、死機

原因分析：

工作站長時間使用導致顯示卡滯;

進程CPU占用率過高導致卡頓。

處理步驟：

遠程訪問卡滯工作站，top查看進程CPU占用率情況;

確定是否為站場圖卡滯，或是整個界面卡滯;

Kill-9該進程的PID，對CPU高占用率的進程進行重啟;

未恢復則關閉所有進程，清除緩存后啟動進程;

以上兩種情況未恢復，進入root用戶對設備遠程維護reboot。

4.2 工作站時間顯示不對

原因分析：

工作站NTP服務關閉導致與服務器時間同步出現問題。

處理步驟：

重新開啟工作站的NTP服務。

root用戶下，執行ntpq -p查看時鐘源;

service ntpq status查看時鐘狀態;

service ntpd stop關閉時鐘;

ntpdate dl2sys001時鐘與主機服務器同步;

service ntpd restart/start將ntpd服務重啟/開啟。

4.3 由斷電引起的進路中出現反向方向鎖（灰色箭頭），聯鎖區內屏蔽門報警

原因分析：

由于信號設備室斷電，導致聯鎖站聯通信中斷。

處理步驟：

將該進路所經過的車站設置為“取消驗證”（BV）模式;

嘗試辦理反向預排進路并取消，確認反向方向鎖是否解鎖;

待反向方向鎖解鎖后，及時將所有車站設置為“恢復驗證”（VA）模式;

查看信號設備室聯鎖機柜、屏蔽門機柜的指示燈狀態;

聯鎖機柜、屏蔽門機柜上電后，OCC手動確認屏蔽門報警。

5 ?結語

大連地鐵2號線信號ATS子系統是一套集現代化數據通信、計算機、網絡和信號技術為一體的、分布式的實時監督、控制系統，其核心設備位于信號系統的中央層，用于實現對高密度、大流量的城市軌道交通運輸進行自動化管理和調度。它與信號系統中的其他子系統的協調配合，同時又完成信號系統與外部各個系統之間的信息交互，共同完成對運營列車和信號設備的管理和控制。

參考文獻

[1] 李建文.昆明地鐵信號系統ATS子系統介紹及典型案例分析[A].《建筑科技與管理》組委會.2015年12月建筑科技與管理學術交流會論文集[C].《建筑科技與管理》組委會：北京恒盛博雅國際文化交流中心，2015.

[2] 王偉任.淺談西安地鐵二號線信號ATS子系統功能和相關故障分析[J].科技信息，2012（2）：393，395.

[3] 王鑫.地鐵信號ATS系統的功能分析[J].科技創新導報，2018，15（10）：10，12.