天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司 孫士博

天津地鐵1號(hào)線ATS系統(tǒng)的維護(hù)管理分析

天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司 孫士博

ATS系統(tǒng)是地鐵軌道交通運(yùn)行控制系統(tǒng)ATC的核心子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)地鐵列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證列車運(yùn)行安全正點(diǎn)，在當(dāng)前的地鐵軌道交通中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前天津地鐵一號(hào)線使用的北京通號(hào)工會(huì)自主研發(fā)的ATS系統(tǒng)。在進(jìn)行ATS系統(tǒng)維護(hù)管理時(shí)，通過系統(tǒng)的后臺(tái)日志分析，實(shí)現(xiàn)信號(hào)報(bào)警和信息的集中管理，有利于提高信號(hào)安全性能，保障行車安全。

ATS系統(tǒng)；地鐵信號(hào)；運(yùn)營維護(hù)；管理

導(dǎo)言

ATS(Automatic train supervision)系統(tǒng)是ATC（Automatic train control）的核心子系統(tǒng)，它的主要作用是實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的監(jiān)督和控制，包括：列車運(yùn)行情況的幾種監(jiān)視、自動(dòng)排列進(jìn)路、自動(dòng)列車運(yùn)行調(diào)整等。目前我國的大部分城市建有或正在修建地鐵，地鐵軌道交通正處于飛速發(fā)展階段[1]。

1 天津地鐵1號(hào)線信號(hào)ATS系統(tǒng)維護(hù)現(xiàn)狀

在目前天津地鐵一號(hào) 線ATS維護(hù)主要分三種類型：每日巡視，定期檢修以及備品備件管理。每日巡視的內(nèi)容主要分區(qū)域進(jìn)行。一級(jí)設(shè)備集中站，二級(jí)設(shè)備集中站以及非設(shè)備集中站的巡視項(xiàng)目各有不同。一級(jí)設(shè)備集中站的巡視不同于二級(jí)設(shè)備集中站和非設(shè)備集中站的內(nèi)容主要包括ATS分機(jī)巡視，ATS接口單元巡視以及機(jī)柜中KVM電腦的巡視。除了設(shè)備的巡視外，巡視中還要記錄設(shè)備間里的溫度濕度，以保證設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境絕對(duì)安全。巡視中還需要對(duì)維護(hù)工作站中的報(bào)警記錄進(jìn)行查看，及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響運(yùn)營的隱患，保證運(yùn)營安全。定期檢修主要包括設(shè)備重啟，磁盤空間檢查，時(shí)間校準(zhǔn)，線纜檢查，日志下載，設(shè)備功能檢查以及衛(wèi)生清潔。1號(hào)線ATS分機(jī)采用雙機(jī)熱備冗余的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在設(shè)備重啟的檢修中可以驗(yàn)證設(shè)備冗余的可靠性。設(shè)備功能檢查的檢修在平日運(yùn)營中就可以完成，每日早晨4點(diǎn)半以及設(shè)備集中站的值班員會(huì)對(duì)自己所管轄區(qū)域內(nèi)的所有道岔，信號(hào)機(jī)，進(jìn)路進(jìn)行驗(yàn)證。備品備件的管理主要包括備件存放位置以及備件庫存量的管理。目前1號(hào)線備件存放的主要原則就是保折返站，大部分備件都存放在劉園以及財(cái)大站。備件庫存量的儲(chǔ)備原則是每種設(shè)備至少庫存一件，方便故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行更換。

2 天津地鐵1號(hào)線信號(hào)ATS系統(tǒng)危險(xiǎn)因素分析

天津地鐵1號(hào)線信號(hào)ATS系統(tǒng)故障的危險(xiǎn)因素主要有以下三種：系統(tǒng)失靈。造成信號(hào)ATS系統(tǒng)失靈的原因復(fù)雜，包括諧波電流、雷擊、靜電等引起的系統(tǒng)受損，電子元件受潮、腐蝕等引起的設(shè)備損壞，震動(dòng)造成的元件損壞和接觸不良等；系統(tǒng)硬件因素。系統(tǒng)硬件受損或性能減退都會(huì)影響信號(hào)ATS系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低ATS系統(tǒng)的抗干擾能力，從而引發(fā)信號(hào)故障，地鐵信號(hào)系統(tǒng)常見的硬件問題包括元件老化、散熱不良、管線老化，元件設(shè)備接地不當(dāng)導(dǎo)致的元件受損，布線不合理造成的線路故障等；人為因素。ATS系統(tǒng)作為非安全的系統(tǒng)，操作人員的每一步操作都要遵守規(guī)章制度，信號(hào)系統(tǒng)操作人員操作不當(dāng)會(huì)造成信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備損壞，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)管線、設(shè)備等保護(hù)不當(dāng)，造成電纜遇明火，從而形成火災(zāi)隱患，且容易引發(fā)信號(hào)系統(tǒng)故障；行車調(diào)度或者值班員操作不當(dāng)會(huì)造成列車晚點(diǎn)，甚至列車相撞等嚴(yán)重事故。ATS系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件存在不同程度的安全漏洞，當(dāng)遭到惡意程序的攻擊和破壞時(shí)就會(huì)導(dǎo)致信息丟失、系統(tǒng)故障甚至系統(tǒng)癱瘓，嚴(yán)重干擾地鐵信號(hào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 天津地鐵1號(hào)線信號(hào)ATS系統(tǒng)運(yùn)營模式

ATS系統(tǒng)包括中控和站控兩種級(jí)別。正常運(yùn)營時(shí)，ATS系統(tǒng)主要采用中控。在中控狀態(tài)下，ATS系統(tǒng)根據(jù)列車運(yùn)行時(shí)刻對(duì)全線列車進(jìn)行集中監(jiān)控，中心調(diào)度員也可在調(diào)度員工作站上人工設(shè)置控制命令，對(duì)運(yùn)營實(shí)施控制；每天運(yùn)營前，控制中心調(diào)度員選擇當(dāng)日的行車運(yùn)行圖/時(shí)刻表，經(jīng)確認(rèn)或作必要的修改，作為當(dāng)日行車指揮的依據(jù)。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件時(shí)調(diào)度員需要人工介入模式，調(diào)度員可通過工作站發(fā)出有關(guān)行車命令，對(duì)全線列車運(yùn)行進(jìn)行人工干預(yù)。調(diào)整列車運(yùn)行計(jì)劃包括對(duì)列車實(shí)施“扣車”、“終止站停”、改變列車進(jìn)路、增減列車等。在站控狀態(tài)下，除設(shè)備集中站其他車站不直接參與運(yùn)營控制，車站聯(lián)鎖和車站ats系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)車站和中央兩級(jí)控制權(quán)的轉(zhuǎn)換。在中央ats設(shè)備故障或經(jīng)車站值班員申請(qǐng)，中央調(diào)度員同意放權(quán)后，可改由車站現(xiàn)地控制。在現(xiàn)地控制模式下，車站值班員可直接操從車站聯(lián)鎖設(shè)備，可將部分信號(hào)機(jī)置于自動(dòng)模式狀態(tài)，也可將全部信號(hào)機(jī)設(shè)為自動(dòng)模式狀態(tài)，控制中心行車調(diào)度員應(yīng)通過通信調(diào)度系統(tǒng)與列車駕駛員、車站值班員保持聯(lián)系。 ATS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能包括：工作站操作權(quán)限管理、行車信息顯示、列車進(jìn)路控制、信號(hào)設(shè)備操作、列車識(shí)別與追蹤、列車運(yùn)行圖/時(shí)刻表的管理、列車運(yùn)行計(jì)劃及車輛管理、列車運(yùn)行調(diào)整、站臺(tái)發(fā)車指示、臨時(shí)限速管理、運(yùn)營記錄與統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障報(bào)警、系統(tǒng)維護(hù)、歷史信息回放和仿真培訓(xùn)。

4 天津地鐵1號(hào)線信號(hào)ATS系統(tǒng)維護(hù)管理

4.1 天津地鐵1號(hào)線信號(hào)ATS系統(tǒng)危險(xiǎn)因素分析

因信號(hào)系統(tǒng)故障造成的地鐵列車延誤和安全事故屢見不鮮，而造成信號(hào)系統(tǒng)故障的原因較為復(fù)雜，一般可將地鐵信號(hào)系統(tǒng)故障的危險(xiǎn)因素大致分為以下三類：信號(hào)系統(tǒng)失靈；系統(tǒng)硬件因素；人為因素。其中前兩種因素都是非人為的存在不可控性，只能再日常的檢修巡視中做好預(yù)防，把發(fā)生的可能性降到最低。最后說一下人為因素，ATS系統(tǒng)的維護(hù)者是信號(hào)維修人員，而使用者是行車調(diào)度員以及車站值班員。兩方的操作失誤都會(huì)導(dǎo)致ATS系統(tǒng)的危險(xiǎn)。

4.2 定期檢測管理

定期檢測管理分為兩方面首先是對(duì)人的監(jiān)督。對(duì)人的監(jiān)督就是要檢查信號(hào)維護(hù)人員的巡視檢修是否到位。ATS系統(tǒng)每個(gè)終端都裝有VNC遠(yuǎn)程登錄軟件，通過輸入目標(biāo)電腦的IP可以登錄到ATS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任意一臺(tái)電腦上，通過此軟件可以對(duì)維護(hù)人員的操作進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)督，檢查巡視檢修是否到位。另一種方法可以根據(jù)巡視檢修記錄表，查看系統(tǒng)回放檢查巡視檢修的真實(shí)性。

第二就是對(duì)備品備件的監(jiān)督。因?yàn)锳TS系統(tǒng)備件多為電子集成板件，長時(shí)間的儲(chǔ)存可能會(huì)產(chǎn)生板卡損壞等問題，一旦出現(xiàn)故障需要更換類似板卡時(shí)，這樣的設(shè)備備件不但無法及時(shí)消除故障，還給故障的判斷帶來了負(fù)面影響，增加故障處理時(shí)間，因此對(duì)于設(shè)備備品備件的定期檢測管理也非常重要。新備件入庫前檢測，對(duì)于新備件入庫，包含新購入備件及返修件，需要在入庫前進(jìn)行上道檢測，確認(rèn)板件合格后方可入庫。入庫備件定期檢測，入庫后的備件，根據(jù)安全庫存的備件分級(jí)，制定相應(yīng)的定期檢測周期，重要備件一般設(shè)置季度檢測、普通備件設(shè)置半年度檢測、非重要備件設(shè)置年度檢測或故障檢測。

5 結(jié)論

ATS系統(tǒng)是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的重要組成部分，是地鐵行車安全的有力保證。目前天津地鐵一號(hào)線使用的北京通號(hào)工會(huì)自主研發(fā)的ATS系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)功能上已經(jīng)能滿足用戶的需要，并更符合中國國情。但由于起步較晚，技術(shù)還未達(dá)到成熟化，需要進(jìn)一步提高其系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定性。另一方面國產(chǎn)的ATS優(yōu)勢(shì)在于可以提供給使用者更多的后臺(tái)數(shù)據(jù)，可以使維護(hù)人員通過日志分析ATS系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，同時(shí)作為使用者行車調(diào)度人員也應(yīng)該多掌握一切信號(hào)基礎(chǔ)知識(shí)以及一切應(yīng)急方法，為地鐵安全運(yùn)營提供保障。

[1]李永軍．地鐵ATS系統(tǒng)仿真研究[D]．北京交通大學(xué),2005．