車輛調度系統在城市軌道交通中的應用分析

李鵬

（上海軌道交通設備發展有限公司，上海 200245）

1 引言

隨著科學技術的不斷發展，城市鐵路全自動運行系統已經基本完善，并且其能夠充分保障我國城市軌道交通運行效率的提升。全自動運行系統是我國未來城市交通行業發展的主要趨勢，對于全自動運行系統的配套系統，我國城市軌道交通領域對于車輛調度系統的應用和研究還處于起步的階段[1]。

2 系統結構

2.1 系統硬件

城市軌道交通控制中心的硬件設備采用主備冗余的方式進行部署，前端處理器、ATS 網關、車輛網關、交換機、實時服務器、歷史服務器、調度工作站以及磁盤列陣共同組成了硬件系統。其中，前端處理器主要負責與車載 CCTV、PIS、PA 通信，對車輛的通信系統進行監控。ATS 網關主要負責與車輛的DSU、CI、ZC、VOBC 進行通信，是車輛獲取信號的系統，能夠對車輛運行的情況進行實時監控，同時，將獲取的信息及時地傳遞給實時服務器，實時服務器在接收到信號的時候對數據信息進行處理。車輛網關主要負責與車輛控制系統進行通信，及時獲取車輛的信息，將這些信息傳遞給實時服務器。交換機是車輛用于數據傳輸的硬件設備。實施服務器負責完成實時數據處理，將數據發送給調度工作站顯示并接受調度工作站下發的指令。歷史服務器負責讀取以及保存歷史數據。系統硬件中調度工作站則負責完成人機的交互，從實時服務器以及歷史服務器中獲取數據，對車輛的運行狀態以及歷史狀態的查詢進行監控。磁盤列陣負責對歷史數據進行儲存。

2.2 系統軟件

車輛調度系統軟件分為人機顯示層、數據處理層以及數據接口層。人機顯示層在調度工作站上顯示，保障車輛運行的監控操作得以保障；數據處理層主要針對實時數據以及事件進行管理，歷史服務器以及實時服務器共同構成了數據處理層，通過對數據的處理能夠充分保障車輛調度系統的正常運行；數據接口層由 ATS 網關、車輛網關以及前置處理器構成，主要用于采集數據和轉換協議，保障各個專業之間的信息隔離能夠同時完成[2]。

2.3 系統網絡

現場層、局域層以及骨干層共同組成了系統網絡。其中，現場層主要由車輛內部的 MVB 傳輸網絡構成；歷史服務器和實時服務器與調度工作站之間的通信構成了局域層的數據通信；骨干層主要針對車輛數據的傳輸，現階段，我國城市軌道交通車輛調度系統中骨干層采用的網絡大多為千兆光纖網絡，傳輸速度較快。

3 功能及人機界面設計

3.1 站場信息

站場信息主要是指通過車輛調度系統的人機界面對站場信息進行實時監控，為調度員實時了解站場情況提供了極大的便利。其主要監控信號機、站臺設備以及供電信息等，是功能及人際界面設計的重要內容之一。

3.2 車輛運行信息

在人工駕駛運行模式之下，車輛的運行信息通常都是司機的日常工作內容。伴隨著科學技術的不斷發展，可以在控制中心進行全自動運行情況的監視，這就要求調度人員對車輛的運行信息有更加清晰的掌控，能夠及時地處理各種故障，為車輛運行的安全性以及可靠性提供充分的保障。運行狀態、遠程旁路、車輛狀態、通信狀態以及火災、空調、走行部狀態是其主要的監控內容。

對運行狀態進行細分主要包括牽引、制動、司機室、制動缸壓力、牽引逆變器、列成前進方向、乘客緊急呼叫、空壓機、停放制動、蓋板、輔助逆變器、緊急手柄、充電機、車門、常用制動、受流器以及火警信息等。

遠程旁路主要包括牽引制度旁路、ATP 切除、安全回路旁路、緊急制動、脫軌及障礙物檢測旁路以及門使能旁路等。

車輛狀態主要包括輔助設備狀態、牽引狀態、旁路狀態以及制動狀態。

通信狀態主要包括車輛在運行過程中 TCMS 要實時監控車輛與其他系統的狀態信息，為車輛的安全、高效以及實時運行做出保障。

火災、空調、走行部狀態則是指在車輛運行的過程中可能會產生一些誤報故障，如火災報警，會對車輛的正常運行造成嚴重的影響，因此，為了更加有效地處理這種火災報警信息，需要在車輛調度工作站中設置火災復位以及火災確認的功能。當車輛運行過程中出現火災報警信息之后，相應的攝像機會自動啟動，繼而通過人力或者是攝像頭來校驗車輛是否真的出現了火災。信息有誤的情況下可以進行遠程火災復位，復位后的車輛就能夠恢復正常的運行；若火災報警信息是真的，那么就會向車輛發送火災確認指令，車輛自動進入火災模式運行[3]。

3.3 車載信號人機界面

在人工駕駛模式下，通常都是由司機在司機室對 MINI 畫面進行監控來實現車載信號人機界面的監控。但現階段，在車輛使用全自動運行系統的基礎上，由車輛調度工作站來完成該部分功能，用更加現代化的遠程監控方式對車輛的運行狀態進行管理。有關工作人員能夠更加主動地選擇車組的型號來完成對不同車輛的管理。其中，監視的主要內容有駕駛模式、罰站信息、報警文本、疏散、火災、車輛速度、下一站信息、當前運行等級等。

3.4 車輛遠程控制

一般情況下，車輛遠程控制能夠更加有效地組織車輛正常運行，保障自動化調度管理得以真正實現。若車輛遇見異常情況，全自動系統能夠對各種緊急情況進行及時、高效的處理，以提高事故處理效率，為城市軌道交通車輛的安全、高效、快速運行做出保障。

3.5 車輛喚醒

為了充分保障車輛運行的安全性以及高效性，杜絕車輛帶有問題工作，城市軌道交通全自動運行系統的車輛在開展工作之前都會對車輛的靜態狀態以及動態狀態進行測試，測試合格之后才可以開展正常的工作。在車輛調度系統的操作界面中能夠對車輛的喚醒情況進行實時的了解，若出現喚醒失敗的情況會及時地進行報警，將車輛的故障狀態發送給相關工作人員，相關工作人員再針對車輛的具體情況進行及時維修[4]。

4 結語

總而言之，車輛調度系統的應用能夠真正實現我國城市軌道交通的全自動運行，并且為全自動運行提供充分的保障，調度人員能夠借助車輛調度系統實現對車輛的遠程控制，促使城市軌道交通調度控制智能化水平得以提升。隨著科學技術的不斷發展，全自動運行系統的應用已經成為一種發展趨勢，車輛調度系統作為全自動運行系統中的重要部分，需要大力推動車輛調度系統在城市軌道交通中的應用，為車輛運行的安全性以及穩定性做出充分保障，打下堅實基礎，為我國城市軌道交通行業的發展提供便利。