大連地鐵二號線信號ATS子系統(tǒng)概述與典型故障分析

王洪濤 姚毓盛

摘 要：大連地鐵二號線列車自動監(jiān)控（ATS）子系統(tǒng)由浙江眾合科技股份有限公司提供，主要用來監(jiān)視和控制地鐵正線上列車的運行。本文介紹了大連地鐵二號線ATS子系統(tǒng)的架構(gòu)和功能特點，并結(jié)合實際案例對ATS系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因與處理辦法進行分析和研究，同時提出維護建議。

關(guān)鍵詞：地鐵信號;ATS系統(tǒng);故障分析;大連地鐵

1 ATS系統(tǒng)架構(gòu)

大連地鐵二號線ATS系統(tǒng)主要基于Linux平臺，所有工作站和服務(wù)器都采用英特爾架構(gòu)處理器。ATS系統(tǒng)主要由中心設(shè)備、站下設(shè)備、后備設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、輔助設(shè)備及應(yīng)用軟件組成。

（1）中心設(shè)備。1）主機服務(wù)器：主備兩臺，負責(zé)全線的ATS系統(tǒng)功能。主要完成列車追蹤、自動調(diào)度、自動進路、自動列車調(diào)整和控制請求確認等。主機服務(wù)器還通過時鐘系統(tǒng)接口保持與GPS時間的同步。2）通信服務(wù)器：主備兩臺，運行與其它基于通信的列車控制（CBTC）子系統(tǒng)以及外部系統(tǒng)通信的軟件，它通過接口服務(wù)器與外部系統(tǒng)進行通信。通信服務(wù)器處理所有從其它CBTC子系統(tǒng)以及外部系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)，并向其它CBTC子系統(tǒng)以及外部系統(tǒng)發(fā)送其所需的數(shù)據(jù)。3）接口服務(wù)器：接口服務(wù)器提供與外部系統(tǒng)間的接口和協(xié)議轉(zhuǎn)換。外部接口可以通過串口或者以太網(wǎng)來連接。接口服務(wù)器應(yīng)用軟件處理ATS和外部接口之間的協(xié)議。ATS會發(fā)送必需的信息給接口服務(wù)器，接口服務(wù)器將轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)格式的信息給外部子系統(tǒng)。4）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：持續(xù)存儲接收到的事件、ATS用戶控制請求、ATS自動控制請求和報警等，并為用戶生成包含所有這些數(shù)據(jù)的報告。5）調(diào)度長及調(diào)度工作站：用于監(jiān)視和控制列車運行，擁有全線的權(quán)限。調(diào)度員可以根據(jù)他的權(quán)限來選擇或者取消授權(quán)的控制區(qū)域。6）系統(tǒng)管理員工作站：用于監(jiān)控和維護ATS系統(tǒng)，分發(fā)和更新ATS軟件，ATS用戶賬號管理，監(jiān)視軟件進程等。7）時刻表編輯工作站：用于編輯和生成基本列車時刻表。

（2）站下設(shè)備。設(shè)備集中站配備ATS工作站和LCW工作站。集中站的ATS工作站顯示本聯(lián)鎖區(qū)和相鄰車站當(dāng)前狀態(tài)，而LCW僅顯示本聯(lián)鎖區(qū)域狀態(tài)。用戶可以使用ATS或LCW工作站進行本聯(lián)鎖區(qū)的控制。非集中站僅配備ATS工作站。非集中站的ATS工作站顯示本站及相鄰站當(dāng)前狀態(tài)，不可進行控制操作。

（3）后備設(shè)備。后備設(shè)備包括主機服務(wù)器、通信服務(wù)器、接口服務(wù)器各一臺。在中央ATS服務(wù)器不可用時，這些服務(wù)器為中央ATS服務(wù)器提供第三級備份服務(wù)。大連地鐵二號線將后備服務(wù)器放置于辛寨子站。

（4）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括交換機、光纜等。ATS子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與每個遠程節(jié)點通信。

（5）輔助設(shè)備。輔助設(shè)備包括打印機、繪圖儀等，用于運行圖和數(shù)據(jù)報表的打印。

2 ATS系統(tǒng)功能

ATS系統(tǒng)可以無需操作人員的參與，自動地根據(jù)時刻表添加列車，顯示和確認列車的位置、運行狀態(tài)等信息，實時監(jiān)督每輛列車的運行，并在列車按計劃結(jié)束運營后將其移除。當(dāng)列車處于自動模式運行中，ATS通過調(diào)整運行等級和站停時間來使列車遵循時刻表、保持運行間隔。除此之外，它還提供自動控制下的人工干預(yù)，包括：設(shè)置或取消扣車、建立或解除限速等。

（1）列車追蹤。列車追蹤功能通過對報告上來的列車位置、調(diào)度員的操作請求及列車調(diào)整請求進行不間斷的監(jiān)控來完成列車的創(chuàng)建、移動及刪除操作。在這一過程中，系統(tǒng)使用追蹤號（TID）和車體號（PVID）來對列車的位置進行追蹤和管理。

（2）進路操作。每一輛列車都被賦予了目的編號（DID），DID決定了列車運行的目的地、為到達指定目的地而要開放的進路、在到達目的地之前要停靠哪些車站。在自動模式下，VR用列車時刻表中的列車目的地號來自動排列列車進路。在人工模式下，ATS用戶也可以人工請求進路。

（3）自動列車調(diào)整。ATS系統(tǒng)支持三種正線列車運行系統(tǒng)。兩種是自動模式，一種是人工模式。VR負責(zé)自動運行模式。

1）時刻表調(diào)整能夠自動控制列車運行，將列車與時刻表之間的偏差降至最低。2）運行間隔調(diào)整能自動管理列車運行，平衡正線上列車到達各個車站的時間間隔。3）無調(diào)整模式能取消正線和轉(zhuǎn)換區(qū)所有的列車調(diào)整功能。列車調(diào)度員處理所有列車的進路和停站控制。

（4）列車運行圖。ATS系統(tǒng)通過列車運行圖來直觀地展示所有列車的計劃和實際運行情況。列車每到達一個站點，運行圖自動更新。

3 ATS典型故障分析

（1）系統(tǒng)時鐘不同步導(dǎo)致發(fā)車指示器沒有顯示。1）故障現(xiàn)象。全線所有車站均出現(xiàn)在列車到站后，發(fā)車指示器沒有顯示的情況。2）故障分析。登錄主機服務(wù)器，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時鐘與GPS時鐘相比偏快。確定故障原因為主機服務(wù)器系統(tǒng)時間與GPS時鐘源未同步造成。3）故障處理。關(guān)閉主機服務(wù)器的NTP服務(wù)，手動將系統(tǒng)時間與GPS時鐘源進行同步后再重新開啟NTP服務(wù)。發(fā)車指示器顯示逐步恢復(fù)正常。4）維護建議。定期檢查系統(tǒng)時鐘同步狀態(tài)。設(shè)置腳本每日凌晨檢查NTP服務(wù)工作狀態(tài)，若服務(wù)未啟動，則自動重啟NTP服務(wù)。

（2）工作站硬件問題導(dǎo)致站場圖顯示異常。1）故障現(xiàn)象。某車站ATS工作站站場圖不顯示車次窗。2）故障分析。查看/var/log/目錄下的messages日志，確認為工作站硬件故障導(dǎo)致站場圖顯示異常。3）故障處理。夜間清點后為該站更換了新的ATS工作站，刷寫軟件包、配置包后站場圖顯示恢復(fù)正常。對舊工作站拆卸后看到主機箱內(nèi)部灰塵較多，清潔維護后再測試該工作站，性能已恢復(fù)為標準狀態(tài)。4）維護建議。根據(jù)使用環(huán)境情況，定期對服務(wù)器和工作站進行清潔保養(yǎng)，避免散熱不暢和靜電累積造成的性能下降。

4 小結(jié)

ATS子系統(tǒng)是地鐵信號系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，它的可靠與否直接影響到地鐵運營的效率。大連地鐵二號線自2015年開通以來，ATS系統(tǒng)整體運行已趨于穩(wěn)定。本文通過對ATS子系統(tǒng)的介紹和典型故障分析，為進一步提升系統(tǒng)維護水平，保障系統(tǒng)運行安全提供了參考。

參考文獻：

[1]浙江眾合科技股份有限公司.ATS子系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格書[S].浙江：浙江眾合科技股份有限公司.

作者簡介：王洪濤（1991-），男，遼寧大連人，助理工程師，現(xiàn)從事信號設(shè)備維護與管理工作。