淺析卡斯柯信號ATS子系統(tǒng)

胡文龍+黃毅

摘 要：修建城市軌道交通是當前有效疏導交通的解決方案，地鐵采用高架及地下鐵的構建方式，極大的節(jié)約了路面的使用率，為人們的準點出行提供了保障。在整個信號系統(tǒng)行業(yè)內有很多的地鐵信號系統(tǒng)供應商，比如：卡斯柯、泰雷茲、西門子、浙大網(wǎng)新、龐巴迪等。本文主要對卡斯柯的地鐵信號ATS子系統(tǒng)的功能進行介紹。

關鍵詞：地鐵信號系統(tǒng)；卡斯柯；ATS

隨著國家經濟水平的不斷高速發(fā)展，人民生活水平的提高，越來越多的外來流動人口涌進各省會城市務工、生活，給原本土地空間有限的城市帶來了嚴峻的考驗，城市交通面臨著疏導的重大壓力。修建城市軌道交通是當前有效疏導交通的解決方案，地鐵采用高架及地下鐵的構建方式，極大的節(jié)約了路面的使用率，為人們的準時出行提供了保障。作為一名地鐵工作者，現(xiàn)就以學習到的卡斯柯CBTC信號系統(tǒng)中的ATS子系統(tǒng)做淺顯的分析。

一、卡斯柯信號系統(tǒng)的組成

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

二、ATS子系統(tǒng)的主要功能

自動列車監(jiān)控系統(tǒng)ATS作為地鐵信號控制系統(tǒng)的一個重要組成子系統(tǒng)，與ATP/ATO子系統(tǒng)、計算機聯(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)等其他信號子系統(tǒng)一起協(xié)同工作，通過采集軌旁、車站、車載設備的實時信息實現(xiàn)對運行列車的實時監(jiān)控，使受控列車按照預先制定的運營計劃在正線和車輛段、停車場內運行，及全線信號設備運行的集中監(jiān)控。

同時，ATS子系統(tǒng)作為一個多元化的信息綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)平臺，與無線、乘客資訊、時鐘、綜合監(jiān)控、TCC等其他外部系統(tǒng)實現(xiàn)接口，通過接口采集的外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)，與信號系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相綜合，為控制中心的行車調度、車站的值班人員及信號維護人員提供了一個多元化的現(xiàn)場實況顯示。ATS通過接口向其他外部接口系統(tǒng)提供信號和列車運行的數(shù)據(jù)，供其實現(xiàn)自身的工作。

三、ATS子系統(tǒng)的主要設備

ATS 子系統(tǒng)是一套分布式的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對運行列車狀態(tài)的實時監(jiān)控，分布于控制中心、正線設備集中站、非設備集中站和車輛段、停車場，系統(tǒng)設備均采用雙機熱備冗余的方式，通過雙機切換單元實現(xiàn)無憂切換，保證了系統(tǒng)有高度的可用性。

1、控制中心設備：

調度大廳：MMI行車調度、總調工作站；打印機（運行圖、報警、數(shù)據(jù)報表）。

中央信號設備室： CATS 應用服務器；CATS 數(shù)據(jù)庫服務器及共享磁盤陣列；ATS 通信處理器（包含通信前置機、網(wǎng)關計算機）；雙機切換單元；MMI系統(tǒng)管理、維護診斷工作站； ATS 設備室、數(shù)據(jù)報表打印機；各服務器機柜。

運行圖編輯室：運行圖編輯工作站、打印機。

培訓室： ATS 培訓服務器、培訓員工作站、培訓模擬器、培訓打印機。

2、正線設備集中站、非設備集中站設備：

集中站：LATS（車站ATS分機）；HMI（與本地連鎖合用的ATS工作站）；設備機柜；DTI發(fā)車計時器；雙機切換單元；若干光纖轉換器；

非集中站：

DTI接口機；DTI發(fā)車計時器；若干光電轉換器；

3、車輛段、停車場設備

LATS（車站ATS分機）；HMI（與場段連鎖合用的ATS工作站）；設備機柜；派班室ATS終端打印機；雙機切換單元；若干光電轉換器。

四、ATS子系統(tǒng)各主要設備的功能

1、CATS應用服務器：

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、停車場以及外部系統(tǒng)接口的數(shù)據(jù)后，將車站、軌旁、列車的設備狀態(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。其通過實時的列車運行監(jiān)控，及采集到的其他信號子系統(tǒng)及外部接口系統(tǒng)信息，形成相關的調整命令下發(fā)給計算機聯(lián)鎖、ATO和發(fā)車計時器等外部系統(tǒng)進行執(zhí)行。同時驗證各ATS終端的用戶信息，通過密碼驗證后處理相關使用人員對系統(tǒng)的各種操作請求，并發(fā)送到相關系統(tǒng)（包括有接口的外部系統(tǒng)）進行執(zhí)行。并對設備日常運行過程中的各種操作、報警、運行情況等信息數(shù)據(jù)進行實時儲存，供各種事件的事后分析和回放。

2、數(shù)據(jù)庫服務器和磁盤陣列：

數(shù)據(jù)庫服務器上運行Microsoft Windows Server 2008 操作系統(tǒng)，使用Oracle 11g 數(shù)據(jù)庫支持軟件，通過將兩臺數(shù)據(jù)庫服務器集群互聯(lián)，構成一個虛擬單一數(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?？梢灾С侄鄠€數(shù)據(jù)庫實例，并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)包含：運營計劃運行圖數(shù)據(jù)、列車運行實時及歷史數(shù)據(jù)、列車編組信息等均存放在磁盤陣列上，以便系統(tǒng)不同時間的調用和查看。

3、ATS工作站：

ATS工作站分為：調度工作站、維護診斷工作站，兩種類型的工作站具有相應不同的操作權限，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，如果一臺工作站故障，另一臺工作站可以接管其控制區(qū)域。

其中控制大廳有行車調度及總調工作站，每套工作站使用兩個全屏幕的顯示屏，一個用于顯示站場圖設備的實時狀態(tài)，如列車運行狀態(tài)、各系統(tǒng)設備狀態(tài)、報警及時間等，用于列車運行控制、車輛管理、職責及授權、聯(lián)鎖控制、計劃偏離報表等，另一個用于顯示列車運行計劃的實時信息和歷史運行圖的相關操作，如運行圖打印、修改等。

4、運行圖編輯工作站：

運行圖編輯工作站用于編圖人員對基本運行圖的離線管理與維護，提供基本運行圖的生成、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)關計算機：

通信前置機作為控制中心ATS子系統(tǒng)的通信樞紐及外部系統(tǒng)的接口網(wǎng)關，負責為控制中心的外部系統(tǒng)（無線、PIS、時鐘、綜合監(jiān)控、TCC等系統(tǒng)）提供接入ATS的接口。網(wǎng)關計算機用于ATS網(wǎng)段與信號網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)傳輸。

6、設備集中站LATS服務器：

設備集中站LATS服務器運行于嵌入式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 后臺處理服務器，負責控制中心與車站聯(lián)鎖、發(fā)車計時器等各種外部系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，主要通過計劃運行圖或列車目的地自動觸發(fā)列車進路，當列車到達站臺后，該設備集中站LATS將正確驅動已到達站臺的發(fā)車計時器顯示。

五、結論

隨著時代的發(fā)展，地鐵人流量的增加，列車提速、行車密度加大成為疏導人員的有效方式之一，原始的調度系統(tǒng)已經不能滿足高效的需求，從而各信號系統(tǒng)開發(fā)商研發(fā)了一種適應當下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ATS系統(tǒng)的運用，有效的提高了對高速度、高密度的行車自動化管理及調度指揮控制，行車調度員能及時有效的監(jiān)控列車運行情況及指揮行車，有效的提高運營效率；維護人員能準確的定位設備隱患，及時有效的處理，提高了運營的安全性。設備的正常運作離不開維護人員的精檢細修，故障的效應處置離不開使用人員對設備的監(jiān)控力度，高效的運營離不開地鐵工作者和系統(tǒng)設備的協(xié)同工作，確保安全運營是我們每一個地鐵人的職責。