城市軌道交通ATS系統(tǒng)智能維護軟件研究

萬 霞

（大連地鐵運營有限公司，遼寧 大連 116037）

自動列車監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）是用于城市軌道交通列車自動控制系統(tǒng)（ATC）的一個子系統(tǒng)，英文名稱為Automatic Train Supervision 。它是基于現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的分布式實時計算機控制系統(tǒng)，通過與ATC 系統(tǒng)中的列車自動保護（ATP）、列車自動駕駛（ATO）和微機聯(lián)鎖（MLK）子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，完成對高密度城市軌道交通運輸信號系統(tǒng)的自動化管理和全自動行車調(diào)度指揮控制[1]。

1 ATS系統(tǒng)概況

大連地鐵1、2 號線信號ATS 系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對列車運行及所控制的道岔、信號機等設(shè)備的運行狀態(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行狀態(tài)，監(jiān)督和記錄運行圖的執(zhí)行情況，在列車因故偏離運行圖時及時做出調(diào)整，輔助行車調(diào)度人員完成對全線列車運行的管理。

大連地鐵1、2 號線采用安薩爾多的ATS 系統(tǒng)，設(shè)備主要分布在控制中心、備用中心、車輛段及全線各個車站。控制中心都位于檜柏路基地，是整個ATS 系統(tǒng)的核心。

中央ATS 子系統(tǒng)由設(shè)備、電纜、計算機、計算機外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機軟件等構(gòu)成。ATS 子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與其他CBTC 子系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)和命令。中央ATS 基于Linux平臺，Linux 平臺是成熟的基于32 位英特爾構(gòu)架的、強大的、可靠的系統(tǒng)，符合POSIX 接口標準[2]。

2 ATS系統(tǒng)維護現(xiàn)狀

大連地鐵1、2 號線服務(wù)器及工作站均基于Linux 系統(tǒng)，在進行月維護工作時，往往采用逐個服務(wù)器或工作站分別逐條輸入單個命令進行操作，其中僅1 號線包含的服務(wù)器共計20 個、工作站共計44 個，工作量巨大，過程煩瑣且易出錯。

月維護工作均采用遠程操作的形式，使用對應(yīng)的用戶名和密碼登錄操作，重啟服務(wù)器或者工作站并清除緩存。

月維護一般耗時4.5 h，需要2～3 人。操作過程大致為關(guān)閉站下工作站→關(guān)閉調(diào)度工作站→關(guān)閉通信服務(wù)器→關(guān)閉主機服務(wù)器→啟動主機服務(wù)器→啟動通信服務(wù)器→啟動調(diào)度工作站→啟動站下工作站，清除緩存并檢查ATS 系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)。工作站關(guān)閉順序為非集中站→集中站，逐個工作站關(guān)閉時需查看及確認是否完全關(guān)閉，才可進行下一個操作。工作站啟動順序為集中站→非集中站，逐個工作站啟動時需查看及確認是否完全開啟，才可進行下一個操作。服務(wù)器關(guān)閉順序為備用→主用，逐個服務(wù)器關(guān)閉時需要查看及確認是否完全關(guān)閉，才可進行下一個操作；服務(wù)器啟動順序為主用→備用，逐個服務(wù)器啟動時需要查看及確認是否完全開啟，才可進行下一個操作。

目前大連地鐵1、2 號線每月需要對系統(tǒng)服務(wù)器及工作站進行維護工作，所有操作需要維護人員通過逐條輸入控制命令行來進行，操作過程煩瑣，且耗時相對較長，工作效率極差。

3 智能維護軟件設(shè)計

為能夠既快速又準確地完成月維護工作，制作了一款A(yù)TS 系統(tǒng)智能維護軟件工具。

ATS 系統(tǒng)智能維護軟件自動完成對需要維護的服務(wù)器及工作站進行月維護工作，同時會在操作的工作站界面上提示當前正在運行的工作進度，并對每一個步驟操作給出執(zhí)行結(jié)果，維護人員只需要對提示信息進行確認即可。該智能維護軟件中ATS 系統(tǒng)月維護工作的具體實現(xiàn)步驟如圖1 所示。

智能維護軟件的實現(xiàn)主要分為3 個步驟。

3.1 關(guān)閉ATS系統(tǒng)服務(wù)器及工作站的應(yīng)用程序

關(guān)閉順序的確定原則。根據(jù)設(shè)備的重要性確定關(guān)閉服務(wù)器及工作站的順序，智能維護軟件從ATS 系統(tǒng)底層開始操作，總體原則為整體從工作站到服務(wù)器，工作站從非集中站到集中站，服務(wù)器從備用到主用。

關(guān)閉時間間隔設(shè)定。智能維護軟件在關(guān)閉服務(wù)器及工作站ATS 系統(tǒng)應(yīng)用程序時，需要設(shè)置相應(yīng)的時間間隔，以確保操作的服務(wù)器或者工作站已完成關(guān)閉程序。經(jīng)過測試及驗證，ATS 系統(tǒng)智能維護軟件將工作站關(guān)閉的時間間隔設(shè)置為30 s，服務(wù)器關(guān)閉的時間間隔設(shè)置為10 min。

3.2 清除緩存并關(guān)閉不必要的程序

服務(wù)器或工作站的維護過程中包括了關(guān)閉和重啟應(yīng)用軟件的具體操作命令，即shutdown asp 和startup asp。清除緩存主要包括2 個部分。1）TMP 文件中的臨時文件，采用rm*操作命令完成。2）關(guān)閉不必要的程序，此處特別需要注意的是主機服務(wù)器為了防止用戶數(shù)據(jù)丟失，采用cold_start-b users 命令，其他工作站及服務(wù)器采用cold_start_files命令。

3.3 開啟服務(wù)器及工作站的ATS系統(tǒng)軟件應(yīng)用程序

開啟順序的確定原則。根據(jù)設(shè)備的重要性確定開啟服務(wù)器及工作站的順序，智能維護軟件從ATS 系統(tǒng)核心設(shè)備主用主機服務(wù)器開始操作，總體原則為整體從服務(wù)器到工作站，工作站從集中站到非集中站，服務(wù)器從主用到備用。

開啟時間間隔設(shè)定。智能維護軟件在開啟服務(wù)器及工作站ATS 系統(tǒng)應(yīng)用程序時，為保證主用程序進程等在默認主用設(shè)備上運行，需要設(shè)置相應(yīng)的時間間隔，確保操作的服務(wù)器或者工作站已完成開啟程序。經(jīng)過測試及驗證，ATS系統(tǒng)智能維護軟件將工作站開啟的時間間隔設(shè)置為30 s，服務(wù)器開啟的時間間隔設(shè)置為10 min。

ATS 系統(tǒng)智能維護軟件整個過程中不斷有提示信息，供維護人員查看，確認操作是否正常，以便及時發(fā)現(xiàn)問題。

ATS 系統(tǒng)智能維護軟件使用Linux 腳本編寫，存儲于ATS 系統(tǒng)維護U 盤中，可以在Linux 系統(tǒng)中運行。當需要進行月維護施工時，只需要將U 盤插入某個工作站（一般選擇調(diào)度工作站），運行ATS 系統(tǒng)智能維護軟件即可。該智能維護軟件只需要1 人操作，并且一般1.5 h 即可完成，既節(jié)約了人力成本又爭取了更多的施工驗證時間，更好地保證了次日的列車運營。

圖1 月維護工作具體實現(xiàn)步驟

4 應(yīng)用效果

ATS 系統(tǒng)月維護施工作業(yè)，2 種月維護模式效率比較如下。

4.1 傳統(tǒng)的人工操作模式

人工操作。3 人操作，一般耗時4 h，共計12 工時。逐個使用用戶名和密碼遠程登錄需要維護的服務(wù)器及工作站，逐條輸入控制命令進行操作，過程中需要另一人協(xié)助確認關(guān)閉開啟的順序、命令準確性及是否完成相應(yīng)操作等。

4.2 ATS系統(tǒng)智能維護軟件模式

自動運行。1 人操作，一般耗時1.5 h，共計1.5 工時。ATS 系統(tǒng)智能軟件保存于U 盤中，掛載U 盤，后啟動程序，維護人員只需要根據(jù)提示信息確認是否操作正確即可。

從2 種模式的工時比較可知，ATS 系統(tǒng)智能維護軟件模式效率是傳統(tǒng)人工操作模式的8 倍。采用ATS 系統(tǒng)智能維護軟件進行月維護工作的意義有2 個。1）減少了工作流程，縮短了處理時間，提高了工作效率，節(jié)省了人力資源。極大地減少了勞動工時，使技術(shù)維護人員得以騰出更多的精力放在確認保障等環(huán)節(jié)上。2）減少了出錯率，提高了月維護的準確度，使維護更加徹底，有利于次日的安全運營。

目前ATS 智能維護軟件已在大連地鐵1 號線投入使用，其已多次在月維護工作中發(fā)揮出了良好的應(yīng)用效果，得到了工班維護人員的一致好評。經(jīng)過實踐測試結(jié)果表明，該智能維護軟件能夠很好地完成對服務(wù)器及工作站的一系列月維護工作，且操作簡單，不需要維護人員再輸入大量指令，能夠減少維護施工所需的時間，在節(jié)約人力成本和節(jié)省時間方面效果顯著。該款智能維護軟件安全性、實用性和易用性兼?zhèn)洌軌蜻_到預(yù)期效果。

5 結(jié)語

為了解決ATS 系統(tǒng)的月維護工作需要維護人員依照工作手冊，輸入一系列Linux 系統(tǒng)操作指令，步驟較多，耗時較長，且易出錯的問題。在不給公司額外增加費用的情況下，經(jīng)過技術(shù)研發(fā)并啟用ATS 系統(tǒng)智能維護軟件，縮短了月維護所耗時長，有效地節(jié)約了人力成本及寶貴的檢修施工時間，更有利于信號設(shè)備的智能化運維。