FZY型ATS系統仿真平臺結構分析與程序設計

李 智，張 琦

（1.中國鐵道科學研究院，北京 100081；2.中國鐵道科學研究院 通信信號研究所，北京 100081）

FZY型ATS系統仿真平臺結構分析與程序設計

李 智1，張 琦2

（1.中國鐵道科學研究院，北京 100081；2.中國鐵道科學研究院 通信信號研究所，北京 100081）

隨著國內城市軌道交通的蓬勃發展，城市軌道交通運營企業急需大量具備實際操作能力的綜合性運營人才。而他們的教學工作主要依賴于仿真平臺。本文提出了一個可行的ATS系統仿真模擬平臺的設計方案，它能夠有效完成調度員的培訓工作。

列車自動監控系統；教學培訓；仿真平臺

列車自動監控（ATS）系統是列車自動控制（ATC）系統的子系統之一，它能夠完成列車運行圖編制，列車調整，追蹤，進路控制，列車運行及設備工作狀態實時監視等功能，對提高軌道交通運行效率起著重要作用。隨著國內城市軌道交通工程的蓬勃發展，使得城市軌道交通運營企業急需大量具備地鐵運營管理、通信信號等專業知識和操作技能的綜合性運營人才。他們需要具備實際操作能力，考慮到現場行車安全，無法在已經投入運營的系統上進行教學培訓，所以開發仿真平臺用于培訓就成為解決這一問題的途徑[1]。本文主要對FZY型ATS模擬仿真平臺的搭建進行探討。

1 ATS系統概述

ATS系統由中心子系統，車站子系統，中心與車站和車站間的網絡子系統構成，其結構如圖1所示。

ATS系統實現對列車運行及信號，道岔等站場設備狀態的監督和控制，顯示列車的運行狀態，記錄實際運行圖，根據運行圖的執行情況在列車偏離基本圖時及時做出調整，提示人工介入調整列車運行，必要時可自動調整列車運行，記錄運行數據等功能。此系統與ATP、ATO及CI一起構成ATC系統，承擔城市軌道交通的信號調度，指揮和安全控制功能。

2 ATS系統仿真平臺結構

進行ATS系統仿真，必須搭建仿真平臺，模擬現場各種站場數據，車站聯鎖數據和列車的車次信息都要與實際的軌道交通運行完全一致。培訓的對象主要為中心子系統的控制臺操作員，即調度員。他們需要在仿真系統的幫助下進行模擬操作。所以在仿真環境中，ATS系統中心子系統需要保留，而與聯鎖、列車控制系統所連接的車站分機，車務終端則不必保留，開發的仿真程序會模擬它們給應用服務器發送各種信息，包括列車信息、聯鎖信息和列車控制信息等。仿真平臺結構如圖2所示。

3 FZY型ATS仿真程序設計

模擬仿真系統可以作為ATS系統的一個終端，仿真列車運行、系統狀態畫面及進路設置等。仿真系統主要用于測試系統功能和驗證運行圖的可實現性和合理性，為聯鎖、列車控制、軌道電路和閉塞系統模擬仿真，并可以設置各種故障案例，優化系統的算法。在驗證按計劃行車時優勢更加明顯。

圖1 ATS系統結構圖

圖2 ATS仿真平臺結構圖

仿真系統一般采用獨立的數據庫，不直接和應用系統的數據庫服務器相連接；采用獨特的軟件設計，避免直接和系統的應用服務器相連，保證不影響正在使用的系統。

仿真系統通過專用接口和正在使用的系統連接，傳送列車運行、設備狀態和車次號等信息，替代實際系統中的聯鎖、列車控制和軌道電路等系統，以虛擬列車的方式發出被測系統所需的各種數據，構成閉環，檢驗系統的功能和數據的合理性。因此，可將該系統視作條件發生器。ATS系統仿真程序的具體功能如下[2]：（1）接受ATS發出指令；（2）對ATS系統發出指令反應并將此反應傳送至ATS系統；（3）按輸入運行圖或人工生成模擬列車，自動或按操作員意圖控制模擬列車運行；（4）與ATS系統交換控制權，在接收控制權時可設定進路的ATS系統自動或本設施的人工控制；（5）在本設施取得控制權及設定人工控制下可實現第2項功能；（6）具有與ATS系統相同的人機界面，包括圖形顯示、人機對話方式、全線線路、車站及信號設備布置等；（7）可按聯鎖原則進行進路設置、取消、解鎖，道岔及信號的控制；（8）按照輸入的運行圖或操作員意圖模擬最小間隔的列車追蹤運行及最小間隔的列車折返運行。（9）列車識別號的自動生成及人工輸入、變更、替換、取消；（10）采用跳停、扣車、放行，改變列車運行速度等方法人工改變模擬列車運行狀況；（11）人工調整模擬列車運行；（12）ATS系統的管理操作，包含操作員登記進入、退出，權力和職責范圍的設定及轉換等；（13）各種列車運行數據的生成及報表打印。

ATS系統仿真程序采用VC++語言進行開發，VC++集成開發環境，使用了類庫MFC。本仿真系統依托Windows XP SP2 professional系統環境，在VC++ 6.0 下編譯通過。

4 結束語

本文通過對FZY型ATS系統仿真平臺的分析研究，提出了一個可行的ATS系統仿真模擬平臺的設計方案。它能夠有效完成調度員的培訓工作。目前，此系統已在重慶，長沙，深圳等軌道交通系統中投入使用，取得了良好的效果。

[1]孫志勇,陳永生.ATS仿真培訓系統列車模擬運行的設計與實現[J].微型機與應用，2012，31（14）：7-9.

[2]中國鐵道科學研究院.重慶地鐵三號線ATS系統技術規格書[Z].北京：中國鐵道科學研究院，2011.

責任編輯 陳 蓉

Structure analysis and program design of FZY-ATS simulation platform

LI Zhi1, ZHANG Qi2
( 1.China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China; 2. Signal & Communication Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China )

With the flourish development of Urban Transit, large number of operation stuff was needed. And the personnel training work was mainly depended on the ATS simulation platform. This paper put forward a design scheme of feasible ATS simulation platform. It could effectively implement the dispatcher's training work.

Automated Train Supervision System; training; simulation platform

U284.55∶TP39

A

1005-8451（2015）05-0042-02

2014-11-14

李 智，在讀博士研究生；張 琦，研究員。