地鐵全自動ATS系統(tǒng)擴展智能運控新需求整合

王金光

卡斯柯信號有限公司 上海 200070

引言

全自動駕駛項目ATS系統(tǒng)擴展智能運控功能是通過對既有地鐵線路運營過程中存在的痛點問題與業(yè)主進行溝通梳理，提出可以在既有ATS系統(tǒng)的基礎上通過增設智能運控系統(tǒng)功能來提升調(diào)度支持能力[1]。擴展功能涉及多專業(yè)聯(lián)動及運維聯(lián)動的相關功能項，通過多專業(yè)界面設計、全景駕駛艙、智能調(diào)度功能提升、視頻分析等需求進行相關整合。針對用戶新的需求，再結合應用項目的實際情況，實現(xiàn)ATS擴展智能運控功能相關需求的整合，給相關設計及應用工作提供輸入性指導。

1 專業(yè)界面功能設計

1.1 站場圖

除既有ATS功能和元素設計外，融合信息及功能設計如下[2]：

1.1.1 融合信息。隧道風機狀態(tài)：隧道風機開啟時顯示，未開啟時隱藏不顯示；區(qū)間水位：低水位時隱藏不顯示，高水位閃動顯示，并輔以聲光報警；車站火災與列車火災：無火災隱藏不顯示，發(fā)生火災時閃動顯示，并輔以聲光報警；接觸網(wǎng)帶電狀態(tài)：帶電紅色顯示，降級橙色閃動，失電綠色閃動，并輔以聲光報警。

1.1.2 無線呼叫。點擊列車，實現(xiàn)無線呼叫列車功能。

1.1.3 快捷導航。

點擊車站右鍵可以完成：可快捷導航到當前車站的CCTV界面；可快捷導航到當前車站的PSD界面。可快捷導航到當前車輛的CCTV界面；可快捷導航到當前車輛概覽界面。

1.2 運行圖

除既有ATS運行圖功能外，增加如下優(yōu)化功能：增加ats顯示當前加載的運行圖（包括自動加載或人工加載）的文字名稱，并在醒目位置顯示運行圖的名稱，以便提醒調(diào)度注意；設計正點率和晚點率統(tǒng)計分析功能并顯示。

1.3 視頻監(jiān)控及聯(lián)動

主要聯(lián)動項目如：通過攝像頭布局圖選擇視頻輸出到對應顯示器；用戶可自定義攝像頭分組，用戶可選擇預先定義好的分組，一鍵把多路視頻輸出到顯示器上；用戶可自定義輪詢攝像頭，按預先定義好的輪詢機制，自動切換視頻畫面；快速的視頻導航。

1.4 屏蔽門信息監(jiān)視

可以監(jiān)控信息如：全線屏蔽門開關門狀態(tài)；車門開關門狀態(tài)；屏蔽門故障狀態(tài)；車門故障狀態(tài);屏蔽門與車門之間夾人夾物報警。

1.5 火警監(jiān)督

火警監(jiān)督設計如：車站站廳站臺總火警信息；列車火災信息等。

1.6 車輛信息監(jiān)視

監(jiān)視信息如：全線車輛光字牌；具體車輛狀態(tài)總覽。

2 全景駕駛艙

中間區(qū)域包括的元素包括：道岔正常/故障、計軸正常/失效等信號系統(tǒng)設備狀態(tài)；SPKS狀態(tài)列車動態(tài)位置；接觸網(wǎng)帶電狀態(tài)：（帶電、失電、降級）；供電卡控（觸發(fā)供電卡控的車站）；車站/區(qū)間火災；區(qū)間水位；區(qū)間隧道風機運行/停止；人防門狀態(tài)；站臺緊急關閉；屏蔽門正常/故障，屏蔽門夾人夾物；列車正常/故障狀態(tài)；客流信息，虛線和車站小圓點代表客流，通過綠、黃、紅體現(xiàn)客流特征，綠代表空閑，黃、紅代表大客流情況。

兩邊區(qū)域6個顯示塊的內(nèi)容：可定制化顯示更多的顯示塊，不同用戶可自定義選擇自己關注的內(nèi)容，對自定義的內(nèi)容可保存；用戶登錄時，可自動調(diào)閱上次保存的顯示內(nèi)容；根據(jù)不同的運營模式下，顯示不同的信息；考慮運營準備模式、正常運營模式、故障及應急模式、晚間停運模式4個模式下，顯示不同的內(nèi)容；可進行不同模式的切換操作；當有故障發(fā)生時，彈框提示當前有故障，是否切換為故障模式，用戶確定后切換到故障模式。

2.1 運營準備模式

中間區(qū)域顯示全線各系統(tǒng)、設備實時狀態(tài)。兩邊區(qū)域結合車輛、各外部系統(tǒng)、車站相關數(shù)據(jù)，給出是否準備好，是否運行正常的監(jiān)視，讓調(diào)度及時掌握各個系統(tǒng)的狀態(tài)，做一些具備條件的、能夠自動檢查的項目。比如車輛的準備情況，輔助調(diào)度查看。此功能不作為可以開始運營的充分條件。

兩邊區(qū)域主要包括：運營倒計時；運營準備情況：創(chuàng)建時刻表情況等信息；車輛喚醒情況；圖定上線車數(shù)，列車上線情況；信號系統(tǒng)/ISCS/PIS/PA/CCTV/AFC等系統(tǒng)運營狀態(tài)；車站開站狀態(tài)。

2.2 正常運營模式

2.2.1 實時統(tǒng)計信息指標：當天運營指標：5分鐘晚點、準點率、兌現(xiàn)率等（當天開始運營到當前時間）；列車滿載率指標：滿載率50%以下班次統(tǒng)計、滿載率50%～80%班次統(tǒng)計、滿載率80%～100%班次統(tǒng)計，可以點擊查看詳細列表；扣車統(tǒng)計指標：當前正扣車站臺統(tǒng)計；跳停統(tǒng)計指標：當前正跳停站臺統(tǒng)計；當前上線列車數(shù)，圖定上線車數(shù)。

2.2.2 歷史統(tǒng)計信息指標：一段時間內(nèi)（可配置）發(fā)生過卡控的供電區(qū)，并按發(fā)生頻率排序；一段時間內(nèi)（可配置）車站進站客流的top排序指標；一段時間內(nèi)（可配置）列車5分鐘（可配置）晚點偏差的top排序指標，以及發(fā)生晚點的區(qū)間統(tǒng)計；一段時間內(nèi)（可配置）統(tǒng)計的準點率兌現(xiàn)率。

2.3 故障及應急模式

中間區(qū)域顯示全線各系統(tǒng)、設備實時正常、故障狀態(tài)。

當發(fā)生影響運營的故障時，全景總覽界面主顯區(qū)的故障設備應紅色閃爍，同時輔以聲光報警。供電臂綠閃（失電），橙閃（降級）。

顯示的故障是總的故障，例如列車，無論牽引、制動等主要系統(tǒng)出現(xiàn)故障，都會引起設備紅閃報警。

左鍵點擊對應的故障設備，可彈出該設備對應的實時故障列表（一個設備可能同時有多個故障），查看故障的詳細信息，點擊具體故障信息，可打開預案處理界面。

右鍵點擊對應故障設備，可導航到具體詳細的頁面。比如道岔故障，可導航到站場圖故障道岔的具體位置。車輛故障，可導航到車輛光字牌界面。車站火災，可導航到全線FAS報警界面。

當發(fā)生故障時，如區(qū)間有迫停列車，全景總覽界面應閃爍提示，并每隔一定時間（可配置）輔以聲光告警。

兩邊區(qū)域顯示具體故障及應急處置相關信息，包括：故障信息列表，可點擊查看詳細；故障影響列車，可點擊查看詳細；故障影響站臺，可點擊查看詳細；可能的故障原因；可能的維護時間；可能的人員到達現(xiàn)場的時間；區(qū)間停車超時TOP排序，可點擊查看詳細；實時站臺發(fā)車延誤TOP排序，可點擊查看詳細。

2.4 晚間停運模式

中間區(qū)域顯示全線各系統(tǒng)、設備實時狀態(tài)。

兩邊區(qū)域，系統(tǒng)結合車輛、各外部系統(tǒng)、車站相關數(shù)據(jù)，給出相關停運狀態(tài)。比如列車入庫情況，列車休眠情況等。

兩邊區(qū)域主要包括：列車入庫情況；列車休眠情況；列車進入的存車線名稱；車站停運狀態(tài)。

3 智能調(diào)度提升功能

3.1 全自動運行圖編制

系統(tǒng)結合歷史線路客流特征，一鍵生成全日運行圖，編圖人員同時可指定首末班車、巡道車、車站避免雙向同時到站等運營約束要求?？筛鶕?jù)實際情況進行運行圖的手工調(diào)整。

3.2 防區(qū)間迫停連續(xù)自動扣車

實現(xiàn)行車阻塞時防區(qū)間迫停連續(xù)自動扣車，如列車故障處置停留時間較長，將對線路上后續(xù)運行列車造成阻塞影響。智能調(diào)度系統(tǒng)分析行車時刻表影響，為行調(diào)提供“自動扣停后續(xù)列車”的策略命令，即當前方列車因故無法按時發(fā)車期間，按照預定策略自動將所有后續(xù)列車扣停在相距一個車站的站臺，避免后續(xù)列車進入?yún)^(qū)間后在隧道區(qū)間長期等待。

3.3 故障車快速退車下線

故障車下線快速設置策略及自動執(zhí)行。智能調(diào)度系統(tǒng)為行調(diào)提供“故障車快速退車下線”策略命令，可以直接安排需要下線維修的列車或者因運營調(diào)整需要退出載客服務的列車清客并前往正線存車位置或者回到車輛場段，如需回車輛場段檢修，可同步自動聯(lián)動添加車場入庫計劃和檢修計劃，控制列車返庫維修。

3.4 備車快速上線

備車上線快速設置策略及自動執(zhí)行。智能運控系統(tǒng)為行調(diào)提供“備車上線快速設置”策略命令，可快捷安排在正線存車線或者車輛場段內(nèi)的備用列車按時按地投入運營載客服務，同步協(xié)調(diào)安排插入位置的前后列車運行速度，優(yōu)化行車間隔。

3.5 提前折返替開

提前折返替開策略及自動執(zhí)行。智能運控系統(tǒng)為行調(diào)提供“提前折返替開”策略命令，當某一行車方向因故障出現(xiàn)較大行車間隔，影響乘客服務時，快捷安排另一方向上較少客流需求的列車利用跨上下行渡線提前折返，補償故障方向的行車間隔，同步協(xié)同安排列車清客和折返作業(yè)的廣播和乘客導引聯(lián)動。

3.6 局部中斷運營下全線行車交路自動變更

線路部分區(qū)域出現(xiàn)嚴重的設施設備故障，例如牽引停電，導致列車無法通過，智能調(diào)度系統(tǒng)提供“局部中斷運營下全線行車交路自動變更”策略命令，為調(diào)度提供一鍵決策下達，同時協(xié)同安排全線所有列車變更為新的交路路徑運行，從而隔離開故障的區(qū)間，最大可能保證線路上其他正常區(qū)間的列車繼續(xù)循環(huán)運行，維持計劃的載客服務間隔。在區(qū)間故障恢復時，同樣利用該策略命令，快速將所有列車恢復到正常運行圖的行車路線模式下。

4 視頻分析

通過圖像識別技術進行視頻智能識別和深度學習進行視頻清客、遺留物品檢測、人員異常行為檢測、客流統(tǒng)計區(qū)域態(tài)勢密度分析[3]。

4.1 視頻清客

基于視頻識別分析功能，在線路需要清客的終點站、折返站，實現(xiàn)視頻清客功能。

4.2 遺留物品檢測

具有物品遺留檢測功能，可以檢測指定的偵測區(qū)域內(nèi)物品被遺留的時間，當超過設定的時間閾值時，認為發(fā)生物品遺留，從而產(chǎn)生報警信號。

4.3 人員異常行為檢測

具有人員異常行為檢測功能，通過分析前端視頻流，當檢測出快速奔跑、肢體沖突、人員倒地行為事件時，能夠產(chǎn)生報警信息，從而輔助管理人員及時處理異常行為。

4.4 客流統(tǒng)計

具備實時客流人數(shù)統(tǒng)計功能，可以在車站出入口、車站通道內(nèi)實現(xiàn)雙向客流人數(shù)、雙向流速、密度的統(tǒng)計功能。

4.5 區(qū)域態(tài)勢密度分析

具備區(qū)域態(tài)勢密度分析的功能，能夠識別出場景中的“人”和“人群”，統(tǒng)計指定區(qū)域內(nèi)的人群數(shù)量、人群密度等級，并根據(jù)預先設定的異常報警等級進行自動判斷分析，一旦發(fā)生異常情況，系統(tǒng)能自動發(fā)出報警信息并提供相關信息。

5 結束語

通過對全自動駕駛項目ATS系統(tǒng)擴展智能運控功能需求的整合，對行車調(diào)度人員的指揮能力將會有極大的提升。系統(tǒng)提供了不同運營模式之間的切換，便于行車調(diào)度人員集中精力完成特定場景下的應急處理。在既有調(diào)度系統(tǒng)的基礎之上進行智能化、自動化的能力提升，減輕行車人員的工作量，提高控車效率。