董 俊

董 俊:深圳地鐵三號線運營分公司 助理工程師 518173 深圳

EBI Screen 2000列車自動監(jiān)控 (ATS)系統(tǒng)，是龐巴迪INTERFLO干線鐵路信號系統(tǒng)和CITYFLO城市軌道交通信號系統(tǒng)中的重要組成部分，負責監(jiān)視和控制全線列車運行，并為整個信號系統(tǒng)的故障診斷和系統(tǒng)維護提供幫助。

1 系統(tǒng)簡介

EBI Screen 2000列車自動監(jiān)控系統(tǒng)主要由服務(wù)器、工作站和一些輔助設(shè)備 (如Gateway PLC等)組成。根據(jù)系統(tǒng)功能和設(shè)備位置，可分為中心層和車站層，還可根據(jù)線路實際需要增設(shè)ATS后備中心層。深圳地鐵龍崗線ATS系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 深圳地鐵龍崗線ATS系統(tǒng)簡圖

1．中心層。中心層ATS系統(tǒng)，主要用以實現(xiàn)全線列車運行的集中監(jiān)控，設(shè)備包括雙套熱備冗余的中心應用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、時刻表編輯工作站、事故控制工作站、調(diào)度長工作站、行調(diào)工作站等。其主要功能有:時刻表管理、列車自動調(diào)整、系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、列車自動追蹤、進路功能、列車運行圖、列車管理 (扣車、跳停等)、事件和報警、報告功能 (正點率計算、晚點統(tǒng)計等)、權(quán)限管理等。此外，中心層還另設(shè)ATS培訓系統(tǒng) (COTS)1套，用于故障模擬、操作員和時刻表編輯人員培訓等。

2．車站層。車站層設(shè)備按區(qū)域分布，每個區(qū)域僅設(shè)置1臺應用服務(wù)器，區(qū)域內(nèi)各站分別設(shè)置1臺操作員工作站 (LCW)和1臺維護工作站。與中心層相比，車站層不具備時刻表管理、報告功能、列車自動調(diào)整、列車運行圖等功能。

3．后備中心層。ATS后備中心系統(tǒng)功能與中心層ATS系統(tǒng)功能完全一致，但未作冗余配置。在中心完全癱瘓的情況下，后備中心可直接接管全線行車組織和監(jiān)控工作。

2 系統(tǒng)主要功能及其特點

2.1 權(quán)限管理

2.1.1 權(quán)限配置

在EBI Screen 2000列車自動監(jiān)控系統(tǒng)中，操作員權(quán)限由角色和授權(quán)區(qū)域決定。系統(tǒng)角色決定操作員所能使用的功能，授權(quán)區(qū)域決定其可監(jiān)控的區(qū)域范圍。

在系統(tǒng)軟件配置中，角色與功能綁定，即系統(tǒng)為固定的角色配置了固定的功能。典型的系統(tǒng)角色有系統(tǒng)管理員、中心角色、觀察員、區(qū)域角色、技術(shù)員、維護員、時刻表編輯員等。

授權(quán)區(qū)域與聯(lián)鎖設(shè)備配置有關(guān)，典型的有聯(lián)鎖設(shè)備集中站控制區(qū)域、區(qū)域控制器控制區(qū)域等。深圳地鐵龍崗線授權(quán)區(qū)域劃分如表1所示。

2.1.2 控制權(quán)管理

系統(tǒng)既可實現(xiàn)中心集中控制，也可實現(xiàn)車站分散控制，但對于同一授權(quán)區(qū)域，中心控制和車站控制不能同時進行。根據(jù)操作員角色和授權(quán)區(qū)域的配置不同，控制權(quán)可在中心操作員與本地操作員之間、中心操作員之間和本地操作員之間轉(zhuǎn)移。

2.2 列車自動調(diào)整

列車自動調(diào)整主要用于舒緩各種干擾對列車運行的影響，組織列車按計劃運行，同時，根據(jù)全線列車運行的實際情況調(diào)整列車運行追蹤間隔以避免列車過于聚集。

系統(tǒng)主要采用3種模式對列車運行進行調(diào)整:

1．時刻表調(diào)整模式，使列車運行盡量貼合計劃時刻表。

2．目標追蹤間隔調(diào)整模式，使列車運行追蹤間隔與設(shè)定值相等。

3．等間隔調(diào)整模式，使相鄰兩列車間的追蹤間隔相等。此外，系統(tǒng)還配有節(jié)能減噪模式，可在上述調(diào)整模式的基礎(chǔ)上，進一步調(diào)整全線列車運行，以達到減少系統(tǒng)能耗和降低環(huán)境噪音的目的。

2.3 列車自動追蹤

列車追蹤是通過ATC和軌旁設(shè)備提供的列車檢測信息來識別系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的所有列車并維護其位置信息。通常，系統(tǒng)使用CBTC列車位置信息作為列車追蹤的基礎(chǔ)。對于非CBTC列車或無通信列車，則根據(jù)從聯(lián)鎖獲得的軌道占用信息和其他相關(guān)信息建立追蹤。

表1 深圳地鐵龍崗線授權(quán)區(qū)域劃分

對于單個指示故障，例如一個軌道區(qū)段故障、顯示一個錯誤的位置或列車通過停車信號，系統(tǒng)仍會盡可能地正確跟蹤列車。

2.4 自動進路

系統(tǒng)提供的自動進路功能，包括自動進、出段設(shè)置、自動折返設(shè)置以及時刻表進路設(shè)置。系統(tǒng)將線路軌道 (或道岔)作為進路觸發(fā)點，一旦列車占用該觸發(fā)點，進路將自動排列。自動進、出段進路和自動折返進路的觸發(fā)點是固定的，時刻表進路的觸發(fā)點則可在編制時刻表時進行配置。

2.5 接口功能

系統(tǒng)主要與ATO、聯(lián)鎖和其他外部子系統(tǒng)(如車輛段/停車場ATS系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、無線調(diào)度系統(tǒng)、自動化集成系統(tǒng)等)接口，用以傳遞進路信息、列車識別號 (車次號、車體號等)、到站/離站信息、隧道阻塞信息、列車運行方向等。典型的ATS系統(tǒng)與聯(lián)鎖之間的信息傳遞如圖2所示。

圖2 典型的ATS與聯(lián)鎖之間接口信息傳遞示意圖

通過與其他子系統(tǒng)接口，系統(tǒng)可實現(xiàn)進路自動排列、列車運行調(diào)整等信號系統(tǒng)功能，同時可輔助實現(xiàn)車站自動廣播、無線調(diào)度、發(fā)車指示等外部子系統(tǒng)功能。

3 系統(tǒng)綜合評述

3.1 系統(tǒng)優(yōu)勢

系統(tǒng)所有工作站和服務(wù)器等硬件設(shè)備均為通用標準產(chǎn)品，無需專門生產(chǎn)，有利于備品備件采購。同時，工作站和服務(wù)器均采用Windows操作系統(tǒng)，軟件界面友好，操作員無需花費過多時間便可熟練使用系統(tǒng)軟件。

中心操作員工作站之間、車站與區(qū)域ATS工作站 (包括操作員工作站和維護工作站)之間硬件和軟件配置本身并無差別，操作員可以在中心或本地與區(qū)域任意一臺工作站上使用專用賬戶登錄，對相應控制區(qū)域列車實現(xiàn)運行監(jiān)控。中心各工作站之間或本地與區(qū)域各工作站之間可互為備用，增加了系統(tǒng)冗余，提高了系統(tǒng)可用性。

此外，整套系統(tǒng)通過冗余環(huán)網(wǎng)連接，既有利于資源共享，也方便對系統(tǒng)設(shè)備進行遠程維護。這樣，既可減小系統(tǒng)維護難度，也能有效地降低維護人員的勞動強度。

3.2 系統(tǒng)不足

1．車站層和后備中心未采用冗余設(shè)計，單個設(shè)備故障可能使得整個系統(tǒng)不能正常使用。

2．與中心層或后備中心系統(tǒng)相比，車站層系統(tǒng)功能相對較少，且缺少時刻表、列車自動調(diào)整、運行圖等行車輔助功能，不利于車站行車組織工作的開展。

3．系統(tǒng)部分功能暫未能根據(jù)國內(nèi)實際情況進行優(yōu)化和改進，實際應用中給行車指揮人員和運營維護人員帶來一定不便。

4．系統(tǒng)硬件和軟件大多都是通用產(chǎn)品，尤其服務(wù)器、工作站和操作系統(tǒng)與民用設(shè)備幾乎沒有差別。此外，系統(tǒng)所有設(shè)備通過冗余環(huán)網(wǎng)與整個信號系統(tǒng)以及其他外部子系統(tǒng)相聯(lián)，在實現(xiàn)信息高速傳遞的同時，也給整個信號系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全防護(如防病毒等)帶來極大困擾。

4 結(jié)束語

EBI Screen 2000系統(tǒng)功能強大，擴容性強，不僅能實現(xiàn)列車自動監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，還可根據(jù)實際需要，兼容或輔助實現(xiàn)其他子系統(tǒng)的功能。當然，由于其自身的特點，系統(tǒng)也還存在著如上所述的各種缺點，這些都還有待進一步的優(yōu)化和改進。

［1］ 張德明．CBTC制式下的ATS子系統(tǒng)研究［J］ ．鐵道通信信號，2009，45(12)．

［2］ 李紅建．地鐵信號系統(tǒng)中的自動信號功能分析［J］ ．鐵道通信信號，2006，42(2)．

［3］ 吳汶麒．城市軌道交通信號與通信系統(tǒng)［M］ ．北京:中國鐵路出版社，1998．