胡文龍+黃毅

摘 要：修建城市軌道交通是當(dāng)前有效疏導(dǎo)交通的解決方案，地鐵采用高架及地下鐵的構(gòu)建方式，極大的節(jié)約了路面的使用率，為人們的準(zhǔn)點(diǎn)出行提供了保障。在整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)行業(yè)內(nèi)有很多的地鐵信號(hào)系統(tǒng)供應(yīng)商，比如：卡斯柯、泰雷茲、西門子、浙大網(wǎng)新、龐巴迪等。本文主要對(duì)卡斯柯的地鐵信號(hào)ATS子系統(tǒng)的功能進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：地鐵信號(hào)系統(tǒng)；卡斯柯；ATS

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的不斷高速發(fā)展，人民生活水平的提高，越來越多的外來流動(dòng)人口涌進(jìn)各省會(huì)城市務(wù)工、生活，給原本土地空間有限的城市帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，城市交通面臨著疏導(dǎo)的重大壓力。修建城市軌道交通是當(dāng)前有效疏導(dǎo)交通的解決方案，地鐵采用高架及地下鐵的構(gòu)建方式，極大的節(jié)約了路面的使用率，為人們的準(zhǔn)時(shí)出行提供了保障。作為一名地鐵工作者，現(xiàn)就以學(xué)習(xí)到的卡斯柯CBTC信號(hào)系統(tǒng)中的ATS子系統(tǒng)做淺顯的分析。

一、卡斯柯信號(hào)系統(tǒng)的組成

全國(guó)多個(gè)地鐵線路采用的是由卡斯柯信號(hào)系統(tǒng)提供的Urbalis 888國(guó)產(chǎn)化列車運(yùn)行控制系統(tǒng)解決方案，URBALIS 888采用了目前最先進(jìn)的基于無線通信的移動(dòng)閉塞技術(shù)，與ALSTOM的全球URBALIS TM解決方案采用同一平臺(tái)并保持同步更新，利用專用雙向自愈骨干網(wǎng)和專用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，為軌道交通提供出色而高效的運(yùn)營(yíng)保障。其系統(tǒng)主要由以下子系統(tǒng)組成：卡斯柯信號(hào)有限公司的ATS子系統(tǒng)；阿爾斯通的MASTRIATMATP/ATO子系統(tǒng)；卡斯柯信號(hào)有限公司的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）子系統(tǒng)；卡斯柯信號(hào)有限公司的維修支持（MSS）子系統(tǒng)；卡斯柯信號(hào)有限公司的數(shù)據(jù)通信（DCS）子系統(tǒng)包括：骨干、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。

二、ATS子系統(tǒng)的主要功能

自動(dòng)列車監(jiān)控系統(tǒng)ATS作為地鐵信號(hào)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成子系統(tǒng)，與ATP/ATO子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）子系統(tǒng)、維修支持（MSS）子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信（DCS）子系統(tǒng)等其他信號(hào)子系統(tǒng)一起協(xié)同工作，通過采集軌旁、車站、車載設(shè)備的實(shí)時(shí)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行列車的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使受控列車按照預(yù)先制定的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃在正線和車輛段、停車場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行，及全線信號(hào)設(shè)備運(yùn)行的集中監(jiān)控。

同時(shí)，ATS子系統(tǒng)作為一個(gè)多元化的信息綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，與無線、乘客資訊、時(shí)鐘、綜合監(jiān)控、TCC等其他外部系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接口，通過接口采集的外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)，與信號(hào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相綜合，為控制中心的行車調(diào)度、車站的值班人員及信號(hào)維護(hù)人員提供了一個(gè)多元化的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況顯示。ATS通過接口向其他外部接口系統(tǒng)提供信號(hào)和列車運(yùn)行的數(shù)據(jù)，供其實(shí)現(xiàn)自身的工作。

三、ATS子系統(tǒng)的主要設(shè)備

ATS 子系統(tǒng)是一套分布式的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行列車狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，分布于控制中心、正線設(shè)備集中站、非設(shè)備集中站和車輛段、停車場(chǎng)，系統(tǒng)設(shè)備均采用雙機(jī)熱備冗余的方式，通過雙機(jī)切換單元實(shí)現(xiàn)無憂切換，保證了系統(tǒng)有高度的可用性。

1、控制中心設(shè)備：

調(diào)度大廳：MMI行車調(diào)度、總調(diào)工作站；打印機(jī)（運(yùn)行圖、報(bào)警、數(shù)據(jù)報(bào)表）。

中央信號(hào)設(shè)備室： CATS 應(yīng)用服務(wù)器；CATS 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及共享磁盤陣列；ATS 通信處理器（包含通信前置機(jī)、網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)）；雙機(jī)切換單元；MMI系統(tǒng)管理、維護(hù)診斷工作站； ATS 設(shè)備室、數(shù)據(jù)報(bào)表打印機(jī)；各服務(wù)器機(jī)柜。

運(yùn)行圖編輯室：運(yùn)行圖編輯工作站、打印機(jī)。

培訓(xùn)室： ATS 培訓(xùn)服務(wù)器、培訓(xùn)員工作站、培訓(xùn)模擬器、培訓(xùn)打印機(jī)。

2、正線設(shè)備集中站、非設(shè)備集中站設(shè)備：

集中站：LATS（車站ATS分機(jī)）；HMI（與本地連鎖合用的ATS工作站）；設(shè)備機(jī)柜；DTI發(fā)車計(jì)時(shí)器；雙機(jī)切換單元；若干光纖轉(zhuǎn)換器；

非集中站：

DTI接口機(jī)；DTI發(fā)車計(jì)時(shí)器；若干光電轉(zhuǎn)換器；

3、車輛段、停車場(chǎng)設(shè)備

LATS（車站ATS分機(jī)）；HMI（與場(chǎng)段連鎖合用的ATS工作站）；設(shè)備機(jī)柜；派班室ATS終端打印機(jī)；雙機(jī)切換單元；若干光電轉(zhuǎn)換器。

四、ATS子系統(tǒng)各主要設(shè)備的功能

1、CATS應(yīng)用服務(wù)器：

CATS作為ATS子系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)處理中樞，通過DCS子系統(tǒng)的傳輸通道獲得全線各車站、車輛段、停車場(chǎng)以及外部系統(tǒng)接口的數(shù)據(jù)后，將車站、軌旁、列車的設(shè)備狀態(tài)等各種信息發(fā)往各終端的ATS工作站和大屏窗口予以顯示。其通過實(shí)時(shí)的列車運(yùn)行監(jiān)控，及采集到的其他信號(hào)子系統(tǒng)及外部接口系統(tǒng)信息，形成相關(guān)的調(diào)整命令下發(fā)給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、ATO和發(fā)車計(jì)時(shí)器等外部系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行。同時(shí)驗(yàn)證各ATS終端的用戶信息，通過密碼驗(yàn)證后處理相關(guān)使用人員對(duì)系統(tǒng)的各種操作請(qǐng)求，并發(fā)送到相關(guān)系統(tǒng)（包括有接口的外部系統(tǒng)）進(jìn)行執(zhí)行。并對(duì)設(shè)備日常運(yùn)行過程中的各種操作、報(bào)警、運(yùn)行情況等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)儲(chǔ)存，供各種事件的事后分析和回放。

2、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和磁盤陣列：

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上運(yùn)行Microsoft Windows Server 2008 操作系統(tǒng)，使用Oracle 11g 數(shù)據(jù)庫支持軟件，通過將兩臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群互聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)虛擬單一數(shù)據(jù)庫邏輯映像，向所有客戶端提供透明的數(shù)據(jù)服務(wù)?？梢灾С侄鄠€(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例，并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)包含：運(yùn)營(yíng)計(jì)劃運(yùn)行圖數(shù)據(jù)、列車運(yùn)行實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)、列車編組信息等均存放在磁盤陣列上，以便系統(tǒng)不同時(shí)間的調(diào)用和查看。

3、ATS工作站：

ATS工作站分為：調(diào)度工作站、維護(hù)診斷工作站，兩種類型的工作站具有相應(yīng)不同的操作權(quán)限，根據(jù)登錄用戶角色和控制區(qū)域的不同來完成不同的功能，如果一臺(tái)工作站故障，另一臺(tái)工作站可以接管其控制區(qū)域。

其中控制大廳有行車調(diào)度及總調(diào)工作站，每套工作站使用兩個(gè)全屏幕的顯示屏，一個(gè)用于顯示站場(chǎng)圖設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，如列車運(yùn)行狀態(tài)、各系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警及時(shí)間等，用于列車運(yùn)行控制、車輛管理、職責(zé)及授權(quán)、聯(lián)鎖控制、計(jì)劃偏離報(bào)表等，另一個(gè)用于顯示列車運(yùn)行計(jì)劃的實(shí)時(shí)信息和歷史運(yùn)行圖的相關(guān)操作，如運(yùn)行圖打印、修改等。

4、運(yùn)行圖編輯工作站：

運(yùn)行圖編輯工作站用于編圖人員對(duì)基本運(yùn)行圖的離線管理與維護(hù)，提供基本運(yùn)行圖的生成、編輯、打印、上傳數(shù)據(jù)庫及從數(shù)據(jù)庫下載等操作。

5、通信前置、網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)：

通信前置機(jī)作為控制中心ATS子系統(tǒng)的通信樞紐及外部系統(tǒng)的接口網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)為控制中心的外部系統(tǒng)（無線、PIS、時(shí)鐘、綜合監(jiān)控、TCC等系統(tǒng)）提供接入ATS的接口。網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)用于ATS網(wǎng)段與信號(hào)網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)傳輸。

6、設(shè)備集中站LATS服務(wù)器：

設(shè)備集中站LATS服務(wù)器運(yùn)行于嵌入式Linux Redhat 7.0操作系統(tǒng)，與相鄰的集中站和車輛段 LATS 連接，作為車站局部區(qū)域的 ATS 后臺(tái)處理服務(wù)器，負(fù)責(zé)控制中心與車站聯(lián)鎖、發(fā)車計(jì)時(shí)器等各種外部系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，主要通過計(jì)劃運(yùn)行圖或列車目的地自動(dòng)觸發(fā)列車進(jìn)路，當(dāng)列車到達(dá)站臺(tái)后，該設(shè)備集中站LATS將正確驅(qū)動(dòng)已到達(dá)站臺(tái)的發(fā)車計(jì)時(shí)器顯示。

五、結(jié)論

隨著時(shí)代的發(fā)展，地鐵人流量的增加，列車提速、行車密度加大成為疏導(dǎo)人員的有效方式之一，原始的調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足高效的需求，從而各信號(hào)系統(tǒng)開發(fā)商研發(fā)了一種適應(yīng)當(dāng)下CBTC的智能監(jiān)控系統(tǒng)--ATS，它作為CBTC系統(tǒng)的重要組成系統(tǒng)之一，協(xié)同ATP/ATO/CBI等系統(tǒng)一起工作。通過對(duì)ATS系統(tǒng)的運(yùn)用，有效的提高了對(duì)高速度、高密度的行車自動(dòng)化管理及調(diào)度指揮控制，行車調(diào)度員能及時(shí)有效的監(jiān)控列車運(yùn)行情況及指揮行車，有效的提高運(yùn)營(yíng)效率；維護(hù)人員能準(zhǔn)確的定位設(shè)備隱患，及時(shí)有效的處理，提高了運(yùn)營(yíng)的安全性。設(shè)備的正常運(yùn)作離不開維護(hù)人員的精檢細(xì)修，故障的效應(yīng)處置離不開使用人員對(duì)設(shè)備的監(jiān)控力度，高效的運(yùn)營(yíng)離不開地鐵工作者和系統(tǒng)設(shè)備的協(xié)同工作，確保安全運(yùn)營(yíng)是我們每一個(gè)地鐵人的職責(zé)。