城市軌道交通ATS系統(tǒng)外部接口日志分析

高云超

(青島地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，山東青島 266101)

自動(dòng)列車(chē)控制系統(tǒng)（ATS）作為城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，與時(shí)鐘系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)等外部系統(tǒng)一起工作，通過(guò)發(fā)布列車(chē)到發(fā)時(shí)間、列車(chē)進(jìn)站廣播等，為乘客提供正確的信息引導(dǎo)服務(wù)，從而使乘客能夠方便、快捷地乘坐城市軌道交通。在信號(hào)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)過(guò)程中，對(duì)外部接口的維護(hù)與管理也是重要的一環(huán)。目前地鐵信號(hào)系統(tǒng)與其他專(zhuān)業(yè)接口分析[1]、福州地鐵一號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)ATP與ATS接口分析[2]等文章對(duì)信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門(mén)、防淹門(mén)、車(chē)輛等接口從宏觀上對(duì)所傳輸?shù)慕涌谛畔ⅰ㈦姎饨涌陬?lèi)型等方面進(jìn)行了分析，但未對(duì)信號(hào)ATS系統(tǒng)與外部接口的日志報(bào)文進(jìn)行詳細(xì)地闡述、解析，因此，本文對(duì)信號(hào)ATS系統(tǒng)中通信前置機(jī)的外部接口日志進(jìn)行進(jìn)一步的解析研究。

1 接口概述

ATS系統(tǒng)與時(shí)鐘系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)等外部系統(tǒng)之間的信息接口屬于非安全接口，其中乘客信息系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)采用RS-422串口通信方式，時(shí)鐘系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用RJ45網(wǎng)絡(luò)端口的通信方式。ATS系統(tǒng)向乘客信息系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)、線網(wǎng)指揮中心系統(tǒng)發(fā)送列車(chē)配置信息及列車(chē)當(dāng)前位置信息，外部系統(tǒng)不向ATS系統(tǒng)發(fā)送任何應(yīng)用信息。通信前置機(jī)的接口日志存儲(chǔ)路徑為D:CASCOalarm日志文件中。

2 接口信息描述

2.1 ATS系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)的接口

信號(hào)ATS系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)通過(guò)冗余的RS-422串口進(jìn)行通信，信號(hào)ATS系統(tǒng)向廣播系統(tǒng)發(fā)送列車(chē)車(chē)體號(hào)、車(chē)次號(hào)、列車(chē)計(jì)劃到站及發(fā)車(chē)時(shí)間、列車(chē)進(jìn)站狀態(tài)、列車(chē)狀態(tài)信息（扣車(chē)、跳停、清客）、列車(chē)末班車(chē)信息等信息，廣播系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)車(chē)站的自動(dòng)廣播。

2.2 ATS系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口

信號(hào)ATS系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口向綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的列車(chē)位置、區(qū)間阻塞信息、列車(chē)的車(chē)組號(hào)和車(chē)次號(hào)、列車(chē)的到離站信息，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口接收綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供的全線接觸軌帶電狀態(tài)、全線防淹門(mén)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息（如有），實(shí)現(xiàn)信息的交互和跨專(zhuān)業(yè)聯(lián)動(dòng)。

2.3 ATS系統(tǒng)與無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)的接口

信號(hào)ATS系統(tǒng)與無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)冗余的RS422串口進(jìn)行通信，信號(hào)ATS系統(tǒng)向無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送列車(chē)車(chē)次號(hào)、車(chē)體號(hào)、列車(chē)當(dāng)前車(chē)站、列車(chē)上下行方向信息、列車(chē)出入庫(kù)信息。實(shí)現(xiàn)控制中心和列車(chē)的指揮調(diào)度。

2.4 ATS系統(tǒng)與乘客信息系統(tǒng)的接口

信號(hào)ATS系統(tǒng)與乘客信息系統(tǒng)通過(guò)冗余的RS422串口進(jìn)行通信，信號(hào)ATS系統(tǒng)向乘客信息系統(tǒng)發(fā)送列車(chē)車(chē)體號(hào)、車(chē)次號(hào)、列車(chē)計(jì)劃到站及發(fā)車(chē)時(shí)間、列車(chē)進(jìn)站狀態(tài)（即將進(jìn)站、到站、離站）、列車(chē)狀態(tài)信息（扣車(chē)、跳停、清客）、列車(chē)末班車(chē)信息等信息，實(shí)現(xiàn)列車(chē)服務(wù)信息顯示。

2.5 ATS系統(tǒng)與時(shí)鐘系統(tǒng)的接口

信號(hào)ATS系統(tǒng)與通信主時(shí)鐘通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行通信，為信號(hào)ATS系統(tǒng)提供精確的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)全線信號(hào)設(shè)備執(zhí)行統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。

3 接口日志分析

3.1 時(shí)鐘（CLOCK）接口日志分析

3.1.1 時(shí)鐘接口日志信息

fep01A: 2020/01/21 14:14:28 DL [CLOCK]:time from 192.168.1.189 time=1579587268.7143 54[GID87204422][LID87203342]

3.1.2 信息解析

該接口日志信息表示從IP地址為192.168.1.189（通信一級(jí)母鐘的IP地址）獲取的時(shí)間為1579587268.714354，其中1579587268.714354為時(shí)間戳，可以借助時(shí)間戳轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換成北京時(shí)間。通信一級(jí)母鐘通過(guò)通信前置機(jī)接口向信號(hào)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，當(dāng)接收不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)子鐘將采用自身晶振的精度進(jìn)行走時(shí)。

通過(guò)ATS系統(tǒng)與時(shí)鐘接口日志的解析可以判斷出通信一級(jí)母鐘提供的時(shí)間有無(wú)跳變或延時(shí)的情況。

3.2 乘客信息系統(tǒng)（PIS）日志分析

3.2.1 乘客信息系統(tǒng)接口日志信息

fep01A: 2020/01/21 14:00:01 DL [FEIP-PIS(1 1)-1]: 1=1 2=1119 3=1070 4=19018 5=0 6=13:59:22 7=14:01:25 8=1 9=0 10=0 11=0 12=0 13=0 [GID86970377][LID86969297]

3.2.2 信息解析

[FEIP-PIS(1 1)-1]表示1號(hào)車(chē)站下行站臺(tái)（下行站臺(tái)為1，上行站臺(tái)為2）第1輛車(chē)。

1=1表示該列車(chē)信息是否有效， 1為該列車(chē)信息有效， 0為該列車(chē)信息無(wú)效。

2=1119表示該列車(chē)車(chē)體號(hào)，該車(chē)為1119車(chē)。

3=1070 表示該列車(chē)的服務(wù)號(hào)為1070次。

4=19018表示該列車(chē)目的地編號(hào)的ASCII碼（美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）為19018，可通過(guò)ASCII碼對(duì)照表轉(zhuǎn)換為目的地編號(hào)。

5=0 表示為該列車(chē)即將進(jìn)站標(biāo)記，當(dāng)列車(chē)預(yù)計(jì)到站時(shí)間-系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間＜=60 s時(shí)為0，列車(chē)到站及其他情況下為1。

6=13:59:22表示該列車(chē)預(yù)計(jì)到達(dá)該站臺(tái)的時(shí)間為13:59:22。

7=14:01:25表示該列車(chē)預(yù)計(jì)離開(kāi)該站臺(tái)的時(shí)間為14:01:25。

8=1表示該列車(chē)是否已到站停車(chē)，0為列車(chē)還沒(méi)有到站，1為列車(chē)到站。

9=0表示該列車(chē)是否已離站，0為列車(chē)還沒(méi)有離站，1為列車(chē)已經(jīng)離站。

10=0 表示該列車(chē)是否處于扣車(chē)狀態(tài)，0為沒(méi)有扣車(chē)，1為扣車(chē)命令已下發(fā)到列車(chē)。

11=0 表示該列車(chē)的跳停狀態(tài)，0為列車(chē)將在該站臺(tái)停車(chē)，1為列車(chē)將跳停該站臺(tái)。

12=0表示該列車(chē)的清客狀態(tài)，0為列車(chē)未設(shè)置清客，1為列車(chē)設(shè)置了站臺(tái)清客。

13=0 表示該列車(chē)的末班車(chē)狀態(tài)，0為該列車(chē)不是末班車(chē)，1為該列車(chē)是末班車(chē)。

當(dāng)車(chē)站站臺(tái)PIS顯示屏上列車(chē)預(yù)計(jì)到站時(shí)間不準(zhǔn)確或時(shí)間發(fā)生跳變情況時(shí)，可通過(guò)ATS系統(tǒng)與乘客信息系統(tǒng)接口日志分析出是否由于信號(hào)ATS子系統(tǒng)向PIS系統(tǒng)發(fā)送信息錯(cuò)誤導(dǎo)致，可快速判斷故障點(diǎn)。

3.3 廣播系統(tǒng)（PA）日志分析

3.3.1 廣播系統(tǒng)接口日志信息

fep01A: 2020/01/21 14:00:06 DL [PA]TRAIN_APPROACH, time=0x5e269366 train_num=1125 dest_id=JJ station=16 platform=1[GID86971918][LID86970838]

fep01A: 2020/01/21 14:00:07 DL[PA]TRAIN_DEPART, time=0x5e269367 train_num=1117 dest_id=LF station=4 platform=1[GID86972046][LID86970966]

3.3.2 信息解析

該接口日志信息表示2020年1月21 14:00:06 1125車(chē)即將到達(dá)16號(hào)車(chē)站下行站臺(tái)（platform=1為下行站臺(tái)，platform=2為上行站臺(tái)），目的地為博覽中心折返1道（博覽中心折返1道目的地號(hào) 為 JJ）；2020 年 1 月 21 14:00:07 1117 車(chē) 從 4號(hào)車(chē)站下行站臺(tái)離開(kāi)（platform=1為下行站臺(tái)，platform=2為上行站臺(tái)），目的地為鰲山灣折返1道（鰲山灣折返1道目的地號(hào)為L(zhǎng)F）。

當(dāng)出現(xiàn)列車(chē)進(jìn)站時(shí)未自動(dòng)觸發(fā)列車(chē)進(jìn)站廣播或無(wú)列車(chē)進(jìn)站時(shí)錯(cuò)誤觸發(fā)列車(chē)進(jìn)站廣播情況時(shí)，可通過(guò)廣播系統(tǒng)接口日志判斷出是信號(hào)系統(tǒng)原因還是廣播系統(tǒng)自身設(shè)備原因。

3.4 綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）日志分析

3.4.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口日志信息

fep01A:2020/01/21 14:00:01 DL [MB_ISCS]SCADA-->section 7 power_status 1[GID86970256][LID86969176]

fep01A:2020/01/21 14:00:01 DL [MB_ISCS]SCADA-->section 8 power_status 1[GID86970257][LID86969177]

fep01A:2020/01/21 14:00:01 DL [MB_ISCS]SCADA-->section 9 power_status 0[GID86970258][LID86969178]

fep01A:2020/01/21 14:00:01 DL [MB_ISCS]SCADA-->section 10 power_status 0[GID86970259][LID86969179]

3.4.2 信息解析

該接口日志信息表示2020年1月21日14:00:01通信前置機(jī)收到綜合監(jiān)控（ISCS）發(fā)送過(guò)來(lái)的第7、8、9、10供電分區(qū)的狀態(tài)，power_status=0 該供電分區(qū)狀態(tài)未知，power_status=1該供電分區(qū)有電，power_status=2該供電分區(qū)無(wú)電。綜合監(jiān)控以30 s周期向通信前置機(jī)發(fā)送供電信息，如果供電信息有變化，也會(huì)立即發(fā)送供電信息給通信前置機(jī)。

當(dāng)控制中心大屏上或調(diào)度工作站界面上第三軌供電狀態(tài)顯示異常時(shí)，可通過(guò)ATS系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口日志判斷出是供電設(shè)備故障還是通信接口服務(wù)器故障導(dǎo)致。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)后續(xù)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的接口故障，信號(hào)維護(hù)人員可利用UltraEdit文本編輯工具通過(guò)查詢(xún)?nèi)罩居涗浿械年P(guān)鍵字進(jìn)行快速檢索、定位，較快地對(duì)相應(yīng)接口日志進(jìn)行解析，同時(shí)結(jié)合ATS回放、列車(chē)運(yùn)行圖等多角度綜合分析故障原因，本文從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出發(fā)為運(yùn)營(yíng)和維護(hù)提供借鑒。