大連地鐵二號線信號ATS子系統概述與典型故障分析

王洪濤 姚毓盛

摘 要：大連地鐵二號線列車自動監控（ATS）子系統由浙江眾合科技股份有限公司提供，主要用來監視和控制地鐵正線上列車的運行。本文介紹了大連地鐵二號線ATS子系統的架構和功能特點，并結合實際案例對ATS系統故障產生的原因與處理辦法進行分析和研究，同時提出維護建議。

關鍵詞：地鐵信號;ATS系統;故障分析;大連地鐵

1 ATS系統架構

大連地鐵二號線ATS系統主要基于Linux平臺，所有工作站和服務器都采用英特爾架構處理器。ATS系統主要由中心設備、站下設備、后備設備、網絡設備、輔助設備及應用軟件組成。

（1）中心設備。1）主機服務器：主備兩臺，負責全線的ATS系統功能。主要完成列車追蹤、自動調度、自動進路、自動列車調整和控制請求確認等。主機服務器還通過時鐘系統接口保持與GPS時間的同步。2）通信服務器：主備兩臺，運行與其它基于通信的列車控制（CBTC）子系統以及外部系統通信的軟件，它通過接口服務器與外部系統進行通信。通信服務器處理所有從其它CBTC子系統以及外部系統接收的數據，并向其它CBTC子系統以及外部系統發送其所需的數據。3）接口服務器：接口服務器提供與外部系統間的接口和協議轉換。外部接口可以通過串口或者以太網來連接。接口服務器應用軟件處理ATS和外部接口之間的協議。ATS會發送必需的信息給接口服務器，接口服務器將轉發相應格式的信息給外部子系統。4）數據庫服務器：持續存儲接收到的事件、ATS用戶控制請求、ATS自動控制請求和報警等，并為用戶生成包含所有這些數據的報告。5）調度長及調度工作站：用于監視和控制列車運行，擁有全線的權限。調度員可以根據他的權限來選擇或者取消授權的控制區域。6）系統管理員工作站：用于監控和維護ATS系統，分發和更新ATS軟件，ATS用戶賬號管理，監視軟件進程等。7）時刻表編輯工作站：用于編輯和生成基本列車時刻表。

（2）站下設備。設備集中站配備ATS工作站和LCW工作站。集中站的ATS工作站顯示本聯鎖區和相鄰車站當前狀態，而LCW僅顯示本聯鎖區域狀態。用戶可以使用ATS或LCW工作站進行本聯鎖區的控制。非集中站僅配備ATS工作站。非集中站的ATS工作站顯示本站及相鄰站當前狀態，不可進行控制操作。

（3）后備設備。后備設備包括主機服務器、通信服務器、接口服務器各一臺。在中央ATS服務器不可用時，這些服務器為中央ATS服務器提供第三級備份服務。大連地鐵二號線將后備服務器放置于辛寨子站。

（4）網絡設備。網絡設備包括交換機、光纜等。ATS子系統通過網絡設備與每個遠程節點通信。

（5）輔助設備。輔助設備包括打印機、繪圖儀等，用于運行圖和數據報表的打印。

2 ATS系統功能

ATS系統可以無需操作人員的參與，自動地根據時刻表添加列車，顯示和確認列車的位置、運行狀態等信息，實時監督每輛列車的運行，并在列車按計劃結束運營后將其移除。當列車處于自動模式運行中，ATS通過調整運行等級和站停時間來使列車遵循時刻表、保持運行間隔。除此之外，它還提供自動控制下的人工干預，包括：設置或取消扣車、建立或解除限速等。

（1）列車追蹤。列車追蹤功能通過對報告上來的列車位置、調度員的操作請求及列車調整請求進行不間斷的監控來完成列車的創建、移動及刪除操作。在這一過程中，系統使用追蹤號（TID）和車體號（PVID）來對列車的位置進行追蹤和管理。

（2）進路操作。每一輛列車都被賦予了目的編號（DID），DID決定了列車運行的目的地、為到達指定目的地而要開放的進路、在到達目的地之前要停靠哪些車站。在自動模式下，VR用列車時刻表中的列車目的地號來自動排列列車進路。在人工模式下，ATS用戶也可以人工請求進路。

（3）自動列車調整。ATS系統支持三種正線列車運行系統。兩種是自動模式，一種是人工模式。VR負責自動運行模式。

1）時刻表調整能夠自動控制列車運行，將列車與時刻表之間的偏差降至最低。2）運行間隔調整能自動管理列車運行，平衡正線上列車到達各個車站的時間間隔。3）無調整模式能取消正線和轉換區所有的列車調整功能。列車調度員處理所有列車的進路和停站控制。

（4）列車運行圖。ATS系統通過列車運行圖來直觀地展示所有列車的計劃和實際運行情況。列車每到達一個站點，運行圖自動更新。

3 ATS典型故障分析

（1）系統時鐘不同步導致發車指示器沒有顯示。1）故障現象。全線所有車站均出現在列車到站后，發車指示器沒有顯示的情況。2）故障分析。登錄主機服務器，發現系統時鐘與GPS時鐘相比偏快。確定故障原因為主機服務器系統時間與GPS時鐘源未同步造成。3）故障處理。關閉主機服務器的NTP服務，手動將系統時間與GPS時鐘源進行同步后再重新開啟NTP服務。發車指示器顯示逐步恢復正常。4）維護建議。定期檢查系統時鐘同步狀態。設置腳本每日凌晨檢查NTP服務工作狀態，若服務未啟動，則自動重啟NTP服務。

（2）工作站硬件問題導致站場圖顯示異常。1）故障現象。某車站ATS工作站站場圖不顯示車次窗。2）故障分析。查看/var/log/目錄下的messages日志，確認為工作站硬件故障導致站場圖顯示異常。3）故障處理。夜間清點后為該站更換了新的ATS工作站，刷寫軟件包、配置包后站場圖顯示恢復正常。對舊工作站拆卸后看到主機箱內部灰塵較多，清潔維護后再測試該工作站，性能已恢復為標準狀態。4）維護建議。根據使用環境情況，定期對服務器和工作站進行清潔保養，避免散熱不暢和靜電累積造成的性能下降。

4 小結

ATS子系統是地鐵信號系統的關鍵組成部分，它的可靠與否直接影響到地鐵運營的效率。大連地鐵二號線自2015年開通以來，ATS系統整體運行已趨于穩定。本文通過對ATS子系統的介紹和典型故障分析，為進一步提升系統維護水平，保障系統運行安全提供了參考。

參考文獻：

[1]浙江眾合科技股份有限公司.ATS子系統技術規格書[S].浙江：浙江眾合科技股份有限公司.

作者簡介：王洪濤（1991-），男，遼寧大連人，助理工程師，現從事信號設備維護與管理工作。