城市軌道交通ATS系統智能維護軟件研究

萬 霞

（大連地鐵運營有限公司，遼寧 大連 116037）

自動列車監控系統（ATS）是用于城市軌道交通列車自動控制系統（ATC）的一個子系統，英文名稱為Automatic Train Supervision 。它是基于現代數據通信網絡的分布式實時計算機控制系統，通過與ATC 系統中的列車自動保護（ATP）、列車自動駕駛（ATO）和微機聯鎖（MLK）子系統的協調配合，完成對高密度城市軌道交通運輸信號系統的自動化管理和全自動行車調度指揮控制[1]。

1 ATS系統概況

大連地鐵1、2 號線信號ATS 系統主要是實現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。

大連地鐵1、2 號線采用安薩爾多的ATS 系統，設備主要分布在控制中心、備用中心、車輛段及全線各個車站。控制中心都位于檜柏路基地，是整個ATS 系統的核心。

中央ATS 子系統由設備、電纜、計算機、計算機外設、網絡設備、計算機軟件等構成。ATS 子系統通過數據網絡與其他CBTC 子系統交換數據和命令。中央ATS 基于Linux平臺，Linux 平臺是成熟的基于32 位英特爾構架的、強大的、可靠的系統，符合POSIX 接口標準[2]。

2 ATS系統維護現狀

大連地鐵1、2 號線服務器及工作站均基于Linux 系統，在進行月維護工作時，往往采用逐個服務器或工作站分別逐條輸入單個命令進行操作，其中僅1 號線包含的服務器共計20 個、工作站共計44 個，工作量巨大，過程煩瑣且易出錯。

月維護工作均采用遠程操作的形式，使用對應的用戶名和密碼登錄操作，重啟服務器或者工作站并清除緩存。

月維護一般耗時4.5 h，需要2～3 人。操作過程大致為關閉站下工作站→關閉調度工作站→關閉通信服務器→關閉主機服務器→啟動主機服務器→啟動通信服務器→啟動調度工作站→啟動站下工作站，清除緩存并檢查ATS 系統設備狀態。工作站關閉順序為非集中站→集中站，逐個工作站關閉時需查看及確認是否完全關閉，才可進行下一個操作。工作站啟動順序為集中站→非集中站，逐個工作站啟動時需查看及確認是否完全開啟，才可進行下一個操作。服務器關閉順序為備用→主用，逐個服務器關閉時需要查看及確認是否完全關閉，才可進行下一個操作；服務器啟動順序為主用→備用，逐個服務器啟動時需要查看及確認是否完全開啟，才可進行下一個操作。

目前大連地鐵1、2 號線每月需要對系統服務器及工作站進行維護工作，所有操作需要維護人員通過逐條輸入控制命令行來進行，操作過程煩瑣，且耗時相對較長，工作效率極差。

3 智能維護軟件設計

為能夠既快速又準確地完成月維護工作，制作了一款ATS 系統智能維護軟件工具。

ATS 系統智能維護軟件自動完成對需要維護的服務器及工作站進行月維護工作，同時會在操作的工作站界面上提示當前正在運行的工作進度，并對每一個步驟操作給出執行結果，維護人員只需要對提示信息進行確認即可。該智能維護軟件中ATS 系統月維護工作的具體實現步驟如圖1 所示。

智能維護軟件的實現主要分為3 個步驟。

3.1 關閉ATS系統服務器及工作站的應用程序

關閉順序的確定原則。根據設備的重要性確定關閉服務器及工作站的順序，智能維護軟件從ATS 系統底層開始操作，總體原則為整體從工作站到服務器，工作站從非集中站到集中站，服務器從備用到主用。

關閉時間間隔設定。智能維護軟件在關閉服務器及工作站ATS 系統應用程序時，需要設置相應的時間間隔，以確保操作的服務器或者工作站已完成關閉程序。經過測試及驗證，ATS 系統智能維護軟件將工作站關閉的時間間隔設置為30 s，服務器關閉的時間間隔設置為10 min。

3.2 清除緩存并關閉不必要的程序

服務器或工作站的維護過程中包括了關閉和重啟應用軟件的具體操作命令，即shutdown asp 和startup asp。清除緩存主要包括2 個部分。1）TMP 文件中的臨時文件，采用rm*操作命令完成。2）關閉不必要的程序，此處特別需要注意的是主機服務器為了防止用戶數據丟失，采用cold_start-b users 命令，其他工作站及服務器采用cold_start_files命令。

3.3 開啟服務器及工作站的ATS系統軟件應用程序

開啟順序的確定原則。根據設備的重要性確定開啟服務器及工作站的順序，智能維護軟件從ATS 系統核心設備主用主機服務器開始操作，總體原則為整體從服務器到工作站，工作站從集中站到非集中站，服務器從主用到備用。

開啟時間間隔設定。智能維護軟件在開啟服務器及工作站ATS 系統應用程序時，為保證主用程序進程等在默認主用設備上運行，需要設置相應的時間間隔，確保操作的服務器或者工作站已完成開啟程序。經過測試及驗證，ATS系統智能維護軟件將工作站開啟的時間間隔設置為30 s，服務器開啟的時間間隔設置為10 min。

ATS 系統智能維護軟件整個過程中不斷有提示信息，供維護人員查看，確認操作是否正常，以便及時發現問題。

ATS 系統智能維護軟件使用Linux 腳本編寫，存儲于ATS 系統維護U 盤中，可以在Linux 系統中運行。當需要進行月維護施工時，只需要將U 盤插入某個工作站（一般選擇調度工作站），運行ATS 系統智能維護軟件即可。該智能維護軟件只需要1 人操作，并且一般1.5 h 即可完成，既節約了人力成本又爭取了更多的施工驗證時間，更好地保證了次日的列車運營。

圖1 月維護工作具體實現步驟

4 應用效果

ATS 系統月維護施工作業，2 種月維護模式效率比較如下。

4.1 傳統的人工操作模式

人工操作。3 人操作，一般耗時4 h，共計12 工時。逐個使用用戶名和密碼遠程登錄需要維護的服務器及工作站，逐條輸入控制命令進行操作，過程中需要另一人協助確認關閉開啟的順序、命令準確性及是否完成相應操作等。

4.2 ATS系統智能維護軟件模式

自動運行。1 人操作，一般耗時1.5 h，共計1.5 工時。ATS 系統智能軟件保存于U 盤中，掛載U 盤，后啟動程序，維護人員只需要根據提示信息確認是否操作正確即可。

從2 種模式的工時比較可知，ATS 系統智能維護軟件模式效率是傳統人工操作模式的8 倍。采用ATS 系統智能維護軟件進行月維護工作的意義有2 個。1）減少了工作流程，縮短了處理時間，提高了工作效率，節省了人力資源。極大地減少了勞動工時，使技術維護人員得以騰出更多的精力放在確認保障等環節上。2）減少了出錯率，提高了月維護的準確度，使維護更加徹底，有利于次日的安全運營。

目前ATS 智能維護軟件已在大連地鐵1 號線投入使用，其已多次在月維護工作中發揮出了良好的應用效果，得到了工班維護人員的一致好評。經過實踐測試結果表明，該智能維護軟件能夠很好地完成對服務器及工作站的一系列月維護工作，且操作簡單，不需要維護人員再輸入大量指令，能夠減少維護施工所需的時間，在節約人力成本和節省時間方面效果顯著。該款智能維護軟件安全性、實用性和易用性兼備，能夠達到預期效果。

5 結語

為了解決ATS 系統的月維護工作需要維護人員依照工作手冊，輸入一系列Linux 系統操作指令，步驟較多，耗時較長，且易出錯的問題。在不給公司額外增加費用的情況下，經過技術研發并啟用ATS 系統智能維護軟件，縮短了月維護所耗時長，有效地節約了人力成本及寶貴的檢修施工時間，更有利于信號設備的智能化運維。