淺析大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)與故障案例

劉南川

摘 ? 要：本文以大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)為例，詳細(xì)對信號ATS子系統(tǒng)的架構(gòu)、功能進(jìn)行介紹，并對已出現(xiàn)的相關(guān)故障案例進(jìn)行分析總結(jié)。ATS（列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)）是地鐵信號系統(tǒng)的核心，在一定程度上可以提升地鐵運(yùn)行的安全性和實(shí)現(xiàn)對城市軌道交通列車運(yùn)行的監(jiān)督和管理，協(xié)助列車調(diào)度人員對全線列車運(yùn)行的管理，軌道交通的效率大大提高。

關(guān)鍵詞：信號ATS子系統(tǒng) ?大連地鐵 ?故障分析

中圖分類號：U231 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0121-02

1 ?大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)簡介

大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)利用可靠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過與ATC（列車自動(dòng)控制）系統(tǒng)中的ATP（自動(dòng)列車保護(hù)）、ATO（自動(dòng)列車駕駛）和MLK II（微機(jī)聯(lián)鎖）子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，完成對列車運(yùn)行及所控制的道岔、信號機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督和控制，給行車調(diào)度人員顯示出全線列車的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)督和記錄運(yùn)行圖的執(zhí)行情況，在列車因故偏離運(yùn)行圖時(shí)及時(shí)做出調(diào)整，輔助行車調(diào)度人員完成對全線列車運(yùn)行的管理。

2 ?大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)架構(gòu)

大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)設(shè)備主要分布在：控制中心（OCC）、備用中心、全線各車站。ATS子系統(tǒng)采用的是“集中后備”的結(jié)構(gòu)。

2.1 OCC

大連地鐵2號線控制中心（OCC）位于檜柏路基地，ATS基于Linux平臺(tái)，是整個(gè)ATS系統(tǒng)的核心。

主機(jī)服務(wù)器：主/備配置兩臺(tái)，負(fù)責(zé)全線的ATS系統(tǒng)功能。主要完成列車追蹤、自動(dòng)調(diào)度、自動(dòng)進(jìn)路、自動(dòng)列車調(diào)整和控制請求確認(rèn)等。此外，還提供與時(shí)鐘系統(tǒng)的接口。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：主/備配置兩臺(tái)，持續(xù)存儲(chǔ)接收到的事件、ATS用戶控制請求、ATS自動(dòng)控制請求、報(bào)警，并為用戶生成包含所有這些數(shù)據(jù)的報(bào)告。

通信服務(wù)器：主/備配置兩臺(tái)，運(yùn)行與其它CBTC（基于通信的列車控制系統(tǒng)）子系統(tǒng)以及外部系統(tǒng)通信的軟件，它通過接口服務(wù)器與外部系統(tǒng)進(jìn)行通信。這些外部系統(tǒng)接口包括RS（無線）、PIS（旅客導(dǎo)向系統(tǒng)）、PA（廣播）等。CBTC其他的子系統(tǒng)接口包括FRONTAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元）、ZC（區(qū)域控制器）、CC（車載控制器）。

接口服務(wù)器：冗余配置，無論外部接口是通過串口或是網(wǎng)絡(luò)連接，接口服務(wù)器提供與外部系統(tǒng)間的接口和協(xié)議轉(zhuǎn)換。ATS會(huì)發(fā)送必需的信息給接口服務(wù)器，接口服務(wù)器將轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)格式的信息給外部子系統(tǒng)。

調(diào)度長及調(diào)度工作站：用于監(jiān)視和控制列車運(yùn)行，擁有全線的權(quán)限。調(diào)度員可以根據(jù)他的權(quán)限來選擇或者取消授權(quán)的控制區(qū)域。

管理員工作站：用于監(jiān)控和維護(hù)ATS系統(tǒng)，分發(fā)和更新ATS軟件，ATS用戶賬號管理，監(jiān)視軟件進(jìn)程等。

時(shí)刻表編輯工作站：用于建立并修改基本的時(shí)刻表。

2.2 備用控制中心ATS設(shè)備

大連地鐵2號線信號ATS系統(tǒng)備用控制中心設(shè)立在辛寨子車站。一套遠(yuǎn)程ATS主服務(wù)器、通信服務(wù)器、接口服務(wù)器放在辛寨子站。在中央ATS服務(wù)器不可用時(shí)，這些服務(wù)器為中央ATS服務(wù)器提供第三級備份服務(wù)。

辛寨子站的ATS工作站，在緊急情況下可以監(jiān)控全線。

2.3 車站ATS設(shè)備

遠(yuǎn)程ATS車站工作站放置于設(shè)備集中站（可監(jiān)可控）。ATS工作站顯示本聯(lián)鎖區(qū)和相鄰車站當(dāng)前狀態(tài)（設(shè)備狀態(tài)、列車運(yùn)行），且可進(jìn)行本聯(lián)鎖區(qū)的控制。但是LCW僅顯示本聯(lián)鎖區(qū)域。

一個(gè)遠(yuǎn)程ATS車站工作站放置于非設(shè)備集中站（只監(jiān)不控）。ATS工作站顯示本站及相鄰站當(dāng)前狀態(tài)（設(shè)備狀態(tài)，列車移動(dòng)）。

3 ?大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)功能

ATS提供監(jiān)督與控制功能來監(jiān)控CBTC子系統(tǒng)以及與外部系統(tǒng)的接口。ATS根據(jù)通過DCS（數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)）傳來的每輛列車的報(bào)告，監(jiān)督并顯示運(yùn)營中的裝有CBTC設(shè)備的列車的位置，并且自動(dòng)調(diào)整性能等級及停站時(shí)間，考慮惰行模式，以貼近時(shí)間表或滿足發(fā)車間隔，此外，它還提供人工控制操作，其中包括：設(shè)置或解除扣車、設(shè)置或解除限速、使用從FRONTAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元）獲取的數(shù)據(jù)來設(shè)置或解除臨時(shí)區(qū)域封鎖。通常ATS無需操作人員的參與而自動(dòng)執(zhí)行其功能。系統(tǒng)根據(jù)時(shí)間表添加列車，連續(xù)地監(jiān)視每輛列車的運(yùn)行，并且在列車按計(jì)劃結(jié)束日常運(yùn)營后將其從表中刪除。ATS用戶控制請求優(yōu)先于ATS自動(dòng)控制請求。

3.1 監(jiān)督功能

ATS系統(tǒng)將列車運(yùn)營及軌旁設(shè)備的狀態(tài)和信息，通過控制中心或車站的調(diào)度終端實(shí)時(shí)顯示出來，調(diào)度員可以通過這些終端屏幕，實(shí)時(shí)了解和掌握列車的實(shí)際運(yùn)行情況以及軌旁信號設(shè)備的顯示情況，以便及時(shí)對行車作業(yè)進(jìn)行分析和調(diào)整。同時(shí)，ATS子系統(tǒng)監(jiān)督列車，根據(jù)時(shí)刻表調(diào)整列車運(yùn)行，并提供數(shù)據(jù)和調(diào)整服務(wù)以減小由于非規(guī)律的運(yùn)行給運(yùn)營服務(wù)帶來的不便，保證全線運(yùn)營安全高效有序進(jìn)行。

3.2 控制功能

ATS向軌旁聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)出指令辦理進(jìn)路，指揮列車按照列車運(yùn)行圖來運(yùn)行。ATS可以繪制列車實(shí)跡運(yùn)行圖，并動(dòng)態(tài)的對偏離運(yùn)行圖的列車進(jìn)行調(diào)整。

4 ?信號ATS子系統(tǒng)故障案例分析

大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)由Ansaldo STS（安薩爾多）公司提供，本章節(jié)對地鐵日常運(yùn)營中出現(xiàn)的與ATS相關(guān)專業(yè)典型的故障案例進(jìn)行分析。

4.1 工作站卡滯、死機(jī)

原因分析：

工作站長時(shí)間使用導(dǎo)致顯示卡滯;

進(jìn)程CPU占用率過高導(dǎo)致卡頓。

處理步驟：

遠(yuǎn)程訪問卡滯工作站，top查看進(jìn)程CPU占用率情況;

確定是否為站場圖卡滯，或是整個(gè)界面卡滯;

Kill-9該進(jìn)程的PID，對CPU高占用率的進(jìn)程進(jìn)行重啟;

未恢復(fù)則關(guān)閉所有進(jìn)程，清除緩存后啟動(dòng)進(jìn)程;

以上兩種情況未恢復(fù)，進(jìn)入root用戶對設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)reboot。

4.2 工作站時(shí)間顯示不對

原因分析：

工作站NTP服務(wù)關(guān)閉導(dǎo)致與服務(wù)器時(shí)間同步出現(xiàn)問題。

處理步驟：

重新開啟工作站的NTP服務(wù)。

root用戶下，執(zhí)行ntpq -p查看時(shí)鐘源;

service ntpq status查看時(shí)鐘狀態(tài);

service ntpd stop關(guān)閉時(shí)鐘;

ntpdate dl2sys001時(shí)鐘與主機(jī)服務(wù)器同步;

service ntpd restart/start將ntpd服務(wù)重啟/開啟。

4.3 由斷電引起的進(jìn)路中出現(xiàn)反向方向鎖（灰色箭頭），聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)屏蔽門報(bào)警

原因分析：

由于信號設(shè)備室斷電，導(dǎo)致聯(lián)鎖站聯(lián)通信中斷。

處理步驟：

將該進(jìn)路所經(jīng)過的車站設(shè)置為“取消驗(yàn)證”（BV）模式;

嘗試辦理反向預(yù)排進(jìn)路并取消，確認(rèn)反向方向鎖是否解鎖;

待反向方向鎖解鎖后，及時(shí)將所有車站設(shè)置為“恢復(fù)驗(yàn)證”（VA）模式;

查看信號設(shè)備室聯(lián)鎖機(jī)柜、屏蔽門機(jī)柜的指示燈狀態(tài);

聯(lián)鎖機(jī)柜、屏蔽門機(jī)柜上電后，OCC手動(dòng)確認(rèn)屏蔽門報(bào)警。

5 ?結(jié)語

大連地鐵2號線信號ATS子系統(tǒng)是一套集現(xiàn)代化數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和信號技術(shù)為一體的、分布式的實(shí)時(shí)監(jiān)督、控制系統(tǒng)，其核心設(shè)備位于信號系統(tǒng)的中央層，用于實(shí)現(xiàn)對高密度、大流量的城市軌道交通運(yùn)輸進(jìn)行自動(dòng)化管理和調(diào)度。它與信號系統(tǒng)中的其他子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，同時(shí)又完成信號系統(tǒng)與外部各個(gè)系統(tǒng)之間的信息交互，共同完成對運(yùn)營列車和信號設(shè)備的管理和控制。

參考文獻(xiàn)

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