浅析卡斯柯信号ATS子系统

胡文龙+黄毅

摘 要：修建城市轨道交通是当前有效疏导交通的解决方案，地铁采用高架及地下铁的构建方式，极大的节约了路面的使用率，为人们的准点出行提供了保障。在整个信号系统行业内有很多的地铁信号系统供应商，比如：卡斯柯、泰雷兹、西门子、浙大网新、庞巴迪等。本文主要对卡斯柯的地铁信号ATS子系统的功能进行介绍。

关键词：地铁信号系统；卡斯柯；ATS

随着国家经济水平的不断高速发展，人民生活水平的提高，越来越多的外来流动人口涌进各省会城市务工、生活，给原本土地空间有限的城市带来了严峻的考验，城市交通面临着疏导的重大压力。修建城市轨道交通是当前有效疏导交通的解决方案，地铁采用高架及地下铁的构建方式，极大的节约了路面的使用率，为人们的准时出行提供了保障。作为一名地铁工作者，现就以学习到的卡斯柯CBTC信号系统中的ATS子系统做浅显的分析。

一、卡斯柯信号系统的组成

全国多个地铁线路采用的是由卡斯柯信号系统提供的Urbalis 888国产化列车运行控制系统解决方案，URBALIS 888采用了目前最先进的基于无线通信的移动闭塞技术，与ALSTOM的全球URBALIS TM解决方案采用同一平台并保持同步更新，利用专用双向自愈骨干网和专用无线网络实现数据传输，为轨道交通提供出色而高效的运营保障。其系统主要由以下子系统组成：卡斯柯信号有限公司的ATS子系统；阿尔斯通的MASTRIATMATP/ATO子系统；卡斯柯信号有限公司的计算机联锁（CBI）子系统；卡斯柯信号有限公司的维修支持（MSS）子系统；卡斯柯信号有限公司的数据通信（DCS）子系统包括：骨干、无线传输网络。

二、ATS子系统的主要功能

自动列车监控系统ATS作为地铁信号控制系统的一个重要组成子系统，与ATP/ATO子系统、计算机联锁（CBI）子系统、维修支持（MSS）子系统、数据通信（DCS）子系统等其他信号子系统一起协同工作，通过采集轨旁、车站、车载设备的实时信息实现对运行列车的实时监控，使受控列车按照预先制定的运营计划在正线和车辆段、停车场内运行，及全线信号设备运行的集中监控。

同时，ATS子系统作为一个多元化的信息綜合监控系统的实现平台，与无线、乘客资讯、时钟、综合监控、TCC等其他外部系统实现接口，通过接口采集的外部系统数据，与信号系统的数据相综合，为控制中心的行车调度、车站的值班人员及信号维护人员提供了一个多元化的现场实况显示。ATS通过接口向其他外部接口系统提供信号和列车运行的数据，供其实现自身的工作。

三、ATS子系统的主要设备

ATS 子系统是一套分布式的计算机监控系统，主要实现对运行列车状态的实时监控，分布于控制中心、正线设备集中站、非设备集中站和车辆段、停车场，系统设备均采用双机热备冗余的方式，通过双机切换单元实现无忧切换，保证了系统有高度的可用性。

1、控制中心设备：

调度大厅：MMI行车调度、总调工作站；打印机（运行图、报警、数据报表）。

中央信号设备室： CATS 应用服务器；CATS 数据库服务器及共享磁盘阵列；ATS 通信处理器（包含通信前置机、网关计算机）；双机切换单元；MMI系统管理、维护诊断工作站； ATS 设备室、数据报表打印机；各服务器机柜。

运行图编辑室：运行图编辑工作站、打印机。

培训室： ATS 培训服务器、培训员工作站、培训模拟器、培训打印机。

2、正线设备集中站、非设备集中站设备：

集中站：LATS（车站ATS分机）；HMI（与本地连锁合用的ATS工作站）；设备机柜；DTI发车计时器；双机切换单元；若干光纤转换器；

非集中站：

DTI接口机；DTI发车计时器；若干光电转换器；

3、车辆段、停车场设备

LATS（车站ATS分机）；HMI（与场段连锁合用的ATS工作站）；设备机柜；派班室ATS终端打印机；双机切换单元；若干光电转换器。

四、ATS子系统各主要设备的功能

1、CATS应用服务器：

CATS作为ATS子系统的中央数据处理中枢，通过DCS子系统的传输通道获得全线各车站、车辆段、停车场以及外部系统接口的数据后，将车站、轨旁、列车的设备状态等各种信息发往各终端的ATS工作站和大屏窗口予以显示。其通过实时的列车运行监控，及采集到的其他信号子系统及外部接口系统信息，形成相关的调整命令下发给计算机联锁、ATO和发车计时器等外部系统进行执行。同时验证各ATS终端的用户信息，通过密码验证后处理相关使用人员对系统的各种操作请求，并发送到相关系统（包括有接口的外部系统）进行执行。并对设备日常运行过程中的各种操作、报警、运行情况等信息数据进行实时储存，供各种事件的事后分析和回放。

2、数据库服务器和磁盘阵列：

数据库服务器上运行Microsoft Windows Server 2008 操作系统，使用Oracle 11g 数据库支持软件，通过将两台数据库服务器集群互联，构成一个虚拟单一数据库逻辑映像，向所有客户端提供透明的数据服务。可以支持多个数据库实例，并发访问数据库。数据库数据包含：运营计划运行图数据、列车运行实时及历史数据、列车编组信息等均存放在磁盘阵列上，以便系统不同时间的调用和查看。

3、ATS工作站：

ATS工作站分为：调度工作站、维护诊断工作站，两种类型的工作站具有相应不同的操作权限，根据登录用户角色和控制区域的不同来完成不同的功能，如果一台工作站故障，另一台工作站可以接管其控制区域。

其中控制大厅有行车调度及总调工作站，每套工作站使用两个全屏幕的显示屏，一个用于显示站场图设备的实时状态，如列车运行状态、各系统设备状态、报警及时间等，用于列车运行控制、车辆管理、职责及授权、联锁控制、计划偏离报表等，另一个用于显示列车运行计划的实时信息和历史运行图的相关操作，如运行图打印、修改等。

4、运行图编辑工作站：

运行图编辑工作站用于编图人员对基本运行图的离线管理与维护，提供基本运行图的生成、编辑、打印、上传数据库及从数据库下载等操作。

5、通信前置、网关计算机：

通信前置机作为控制中心ATS子系统的通信枢纽及外部系统的接口网关，负责为控制中心的外部系统（无线、PIS、时钟、综合监控、TCC等系统）提供接入ATS的接口。网关计算机用于ATS网段与信号网段之间的数据传输。

6、设备集中站LATS服务器：

设备集中站LATS服务器运行于嵌入式Linux Redhat 7.0操作系统，与相邻的集中站和车辆段 LATS 连接，作为车站局部区域的 ATS 后台处理服务器，负责控制中心与车站联锁、发车计时器等各种外部系统之间的数据传输，主要通过计划运行图或列车目的地自动触发列车进路，当列车到达站台后，该设备集中站LATS将正确驱动已到达站台的发车计时器显示。

五、结论

随着时代的发展，地铁人流量的增加，列车提速、行车密度加大成为疏导人员的有效方式之一，原始的调度系统已经不能满足高效的需求，从而各信号系统开发商研发了一种适应当下CBTC的智能监控系统--ATS，它作为CBTC系统的重要组成系统之一，协同ATP/ATO/CBI等系统一起工作。通过对ATS系统的运用，有效的提高了对高速度、高密度的行车自动化管理及调度指挥控制，行车调度员能及时有效的监控列车运行情况及指挥行车，有效的提高运营效率；维护人员能准确的定位设备隐患，及时有效的处理，提高了运营的安全性。设备的正常运作离不开维护人员的精检细修，故障的效应处置离不开使用人员对设备的监控力度，高效的运营离不开地铁工作者和系统设备的协同工作，确保安全运营是我们每一个地铁人的职责。