城市軌道交通列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)的維護(hù)

陳 微 李永康 戴楊波

（廣州地鐵運(yùn)營(yíng)三中心通號(hào)維保三部信號(hào)五分部，510000，廣州∥第一作者，工程師）

地鐵的準(zhǔn)點(diǎn)快速運(yùn)行，都依靠各系統(tǒng)間穩(wěn)定、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。其中ATS（列車自動(dòng)監(jiān)控）子系統(tǒng)設(shè)備在對(duì)列車安全運(yùn)行進(jìn)行有效監(jiān)控方面起到了極其重要的作用。

1 ATS子系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 ATS設(shè)備維護(hù)人員的配備

ATS子系統(tǒng)人員定額是根據(jù)“合理進(jìn)行各層級(jí)人員配置，匹配好人員技能與檢修質(zhì)量、檢修強(qiáng)度的關(guān)系”的原則來(lái)進(jìn)行配置的?，F(xiàn)以廣州地鐵3號(hào)線為例，其全長(zhǎng)36.63km，共18個(gè)車站，考慮到每個(gè)車站都有1～3臺(tái)監(jiān)控設(shè)備，故ATS子系統(tǒng)的日常檢修、維護(hù)人員是按照8～9人來(lái)進(jìn)行配置的。這主要是考慮除工班長(zhǎng)外，正常值班需要4人輪換，日常檢修人員需要2人，另有1～2名員工進(jìn)行儲(chǔ)備，以備員工休假時(shí)人員的調(diào)整。故從總體上來(lái)說(shuō)，人員配置方面已全面考慮到日常維護(hù)、故障處理、班組建設(shè)等工作，在協(xié)助正線、車載子系統(tǒng)進(jìn)行故障處理時(shí)還存在一定的余量及空間。

1.2 ATS子系統(tǒng)的設(shè)備特性

ATS子系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從圖1可以看出，ATS子系統(tǒng)在設(shè)備設(shè)施敷設(shè)及系統(tǒng)特性方面具有以下特點(diǎn)：ATS子系統(tǒng)設(shè)備是高度集中的，各車站、車輛段的監(jiān)控信息都會(huì)通過(guò)通信廣域網(wǎng)接到中央設(shè)備室（一樓），并通過(guò)局域網(wǎng)把該信息反饋到行車指揮中心的HMI（人機(jī)接口界面）上，形成對(duì)全線設(shè)備設(shè)施及列車運(yùn)行的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，以保障CO（行車指揮調(diào)度人員）能全面、實(shí)時(shí)地監(jiān)控全線設(shè)備狀況。在故障情況下，能第一時(shí)間了解到初步的故障現(xiàn)象及影響面，本著“先通后復(fù)”的原則協(xié)助CO有效進(jìn)行行車組織，并根據(jù)線上人員到位情況、故障分析判斷情況來(lái)合理地建議CO及時(shí)安排線上人員進(jìn)行故障處理，以避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大化。

2 優(yōu)化ATS子系統(tǒng)在行車組織中的作用

從系統(tǒng)特性、地理位置、人員配置方面來(lái)看，ATS子系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)了解故障信息、及時(shí)輔助CO進(jìn)行行車組織、調(diào)度其他子系統(tǒng)人員到達(dá)故障地點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，但也存在優(yōu)化的空間。如故障發(fā)生時(shí)，維調(diào)報(bào)的故障現(xiàn)象往往不全面、不詳細(xì)，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)報(bào)的情況，而ATS值班人員只能根據(jù)維調(diào)報(bào)的情況通知正線值班人員進(jìn)行故障處理。這種狀況導(dǎo)致正線信號(hào)人員不能及時(shí)掌握故障現(xiàn)象，或掌握不到真實(shí)的故障現(xiàn)象，從而使得故障處理延遲，甚至擴(kuò)大，容易造成對(duì)正常營(yíng)運(yùn)的影響，使列車晚點(diǎn)；再者，信號(hào)值班房與信號(hào)設(shè)備房、行車指揮中心大約有100～300m的距離，在接到故障通報(bào)后需要1～2min的路途時(shí)間方能通過(guò)HMI了解到故障現(xiàn)象、報(bào)警信息等，導(dǎo)致故障處理出現(xiàn)延誤。因此，在接到故障后如何能更快地掌握準(zhǔn)確的故障信息就尤為重要了。

圖1 ATS子系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2.1 完善ATS維護(hù)終端的設(shè)置

在多次討論及論證下，通過(guò)國(guó)產(chǎn)化技術(shù)改造的方式在值班房增加了一臺(tái)HMI顯示終端，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了ATS值班人員在值班房就能全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控全線設(shè)備狀況的功能。

為了實(shí)現(xiàn)中央設(shè)備室的工作站可以在中央設(shè)備室與值班室同時(shí)操作及監(jiān)視，設(shè)計(jì)中采用了工業(yè)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用的KVM（鼠標(biāo)鍵盤擴(kuò)展器）作為主要媒體。通過(guò)KVM，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的操作與監(jiān)控，同時(shí)需要增加顯示器及鍵盤以滿足監(jiān)控的目的；而為了實(shí)現(xiàn)顯示的雙頭輸出，則需要使用一個(gè)視頻共享器，這是能夠?qū)崿F(xiàn)視頻多路輸出而不需要太多成本的方案。其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2所示。

圖2 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

從中央設(shè)備室的HMI工作站直接通過(guò)電纜連至信號(hào)值班室，網(wǎng)絡(luò)連線需經(jīng)過(guò)通信設(shè)備房。該房間內(nèi)有無(wú)線用基站設(shè)備，輻射干擾大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)連線帶來(lái)很大的困難，在嘗試使用非屏蔽網(wǎng)線連接后，發(fā)現(xiàn)干擾很大，遠(yuǎn)程的圖像基本處于勉強(qiáng)可接收的情況，顏色、圖像出現(xiàn)了明星的失真。此后采用了屏蔽網(wǎng)線，以改進(jìn)網(wǎng)線的抗干擾效果，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)圖像失真的情況有所改善，但還沒(méi)有達(dá)到KVM正常使用的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)多方查詢資料，購(gòu)買了六類網(wǎng)線專用的RJ45水晶頭，并充分利用屏蔽網(wǎng)線的屏蔽效果，改良施工工藝，終于克服了無(wú)線設(shè)備干擾，使得圖像不再失真，完全滿足監(jiān)控的需要，成功完成設(shè)備的安裝及調(diào)試。

1）主機(jī)采用ML110主機(jī)，是OCC中央設(shè)備室HMI工作站，用于運(yùn)行SMC（系統(tǒng)管理中心）程序，通過(guò)SMC程序，可以監(jiān)控到廣州地鐵3號(hào)線全線的信號(hào)設(shè)備狀態(tài)。

2）2個(gè)端口的視頻共享器采用VS102，能將所接收的視頻信號(hào)復(fù)制成2組250MHz的信號(hào)輸出。即將ML110主機(jī)的視頻輸出信號(hào)復(fù)制為2組，一組供中央設(shè)備室的本地顯示器使用，另一組供給KVM，是作為信號(hào)值班室遠(yuǎn)程顯示終端的輸入信號(hào)，并可通過(guò)影像增益調(diào)節(jié)鈕來(lái)增強(qiáng)信號(hào)。

3）KVM 部件使用Avocent Longview1000U的產(chǎn)品。LongView1000系列擴(kuò)展設(shè)備可將鍵盤、顯示器、鼠標(biāo)、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)和串行端口延伸至距離計(jì)算機(jī)或KVM交換機(jī)達(dá)300m遠(yuǎn)的地方。本次技術(shù)改造采用了互聯(lián)UTP纜線的發(fā)射器和接收器的設(shè)計(jì)，可方便地連接到PS／2、USB計(jì)算機(jī)；還配有一套獨(dú)特的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可自動(dòng)提供視頻歪斜補(bǔ)償和標(biāo)準(zhǔn)UTP纜線信號(hào)衰減補(bǔ)償，而不會(huì)影響視頻效果。此功能可確保從遠(yuǎn)至300m的地方，以1 280象素×1 024象素的分辨率提供清晰的視頻。它（甚或通過(guò)跳線面板）可以單獨(dú)或組合補(bǔ)償 UTP纜線5、5e和6類，通過(guò)KVM可以將中央設(shè)備室的視頻信號(hào)輸出到信號(hào)值班室的顯示終端上。該部件是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的關(guān)鍵部件。

4）顯示終端可根據(jù)顯示SMC軟件提供的信號(hào)，直觀反映出全線各個(gè)信號(hào)設(shè)備的狀態(tài) 。

5）使用2套鍵盤與鼠標(biāo)，可以在中央設(shè)備室及信號(hào)值班室在不對(duì)工作站做任何改動(dòng)的情況下，同時(shí)使用，極大地增加了日常監(jiān)控中的使用及維護(hù)工作的靈活性，使得使用效率及維護(hù)效率大為提高。

2.2 強(qiáng)化ATS子系統(tǒng)值班人員的職責(zé)

為了保障故障處理的高效與準(zhǔn)確性，在技術(shù)層面需加強(qiáng)故障信息的監(jiān)控力度，在管理層面需進(jìn)一步細(xì)化、明確ATS值班人員的職責(zé)。故障處理管理流程詳見(jiàn)圖3。

圖3 故障處理管理流程圖

1）每天早晚班的接班員工接班后，要及時(shí)與正線工班和車載工班值班人員聯(lián)系，將對(duì)班人員情況包括聯(lián)系方式在值班本上進(jìn)行記錄，以便發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)聯(lián)系有關(guān)人員。

2）每天定時(shí)到CO處了解設(shè)備運(yùn)行情況。

3）實(shí)行信息匯報(bào)及互通機(jī)制，要求故障發(fā)生后，利用ATS人員在行車指揮中心值班時(shí)可監(jiān)控全線設(shè)備的顯示終端優(yōu)勢(shì)，將第一時(shí)間能掌握到的信息，及時(shí)、全面地反饋給部門調(diào)度及分部相關(guān)人員。

4）協(xié)助CO組織行車。

5）跟蹤故障處理情況，及時(shí)準(zhǔn)確地將OCC監(jiān)控到的故障變化信息向部門調(diào)度及有關(guān)人員通報(bào)。

6）及時(shí)跟進(jìn)晚點(diǎn)故障事件，了解影響范圍，協(xié)調(diào)CO盡力對(duì)晚點(diǎn)進(jìn)行有效控制，及時(shí)把握好晚點(diǎn)時(shí)間并將晚點(diǎn)信息反饋給部門調(diào)度和直接主管。

7）故障處理完成后，及時(shí)在HMI確認(rèn)故障恢復(fù)情況并反饋給部門調(diào)度。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著地鐵線路不斷建成并開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，廣州城市軌道交通將形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這也同時(shí)要求完善地鐵ATS子系統(tǒng)的故障預(yù)警信息。由于信號(hào)系統(tǒng)具備中央集權(quán)的特性，這使得信號(hào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息大部分存在ATS數(shù)據(jù)庫(kù)中。但由于數(shù)據(jù)量龐大、廠家在軟件方面采取保密措施等原因，導(dǎo)致維護(hù)人員并不能提前從大量的數(shù)據(jù)中分析出設(shè)備運(yùn)行的規(guī)律性，做好未雨綢繆的預(yù)防修。如果能夠全面地剖析、挖掘該數(shù)據(jù)信息并合理利用，對(duì)故障分析和診斷就具有很重要的意義。因此如能開(kāi)發(fā)出一套軟件來(lái)利用SMC的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，解析、轉(zhuǎn)換并輸出SMC系統(tǒng)的故障信息及代碼，作出故障類型的統(tǒng)計(jì)與智能化分析，以有效分析故障原因及給出相應(yīng)的預(yù)防措施，這就顯得尤為迫切了，也是未來(lái)需要重點(diǎn)攻克的一個(gè)難題。

地鐵線路逐漸網(wǎng)絡(luò)化、密集化，地鐵的客流將會(huì)急劇上升，這給信號(hào)系統(tǒng)提出了技術(shù)能力與管理能力方面的挑戰(zhàn)，如何在信號(hào)系統(tǒng)降級(jí)模式下保障運(yùn)能將是急需解決的課題。

［1］宗清泉.地鐵車輛維修模式的探討［J］.城市軌道交通研究，2007（5）：10.

［2］王月暉.基于WinPcap的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕獲和分析系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn) ［D］.沈陽(yáng)：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文.2007.

［3］王長(zhǎng)林，林穎.列車運(yùn)行控制技術(shù) ［M］.成都：西南交通大學(xué)出版社，2006.

［4］張銘，徐瑞華，楊珂.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)組織協(xié)調(diào)性研究［J］.城市軌道交通研究，2007（11）：12.