大连地铁二号线信号ATS子系统概述与典型故障分析

王洪涛 姚毓盛

摘 要：大连地铁二号线列车自动监控（ATS）子系统由浙江众合科技股份有限公司提供，主要用来监视和控制地铁正线上列车的运行。本文介绍了大连地铁二号线ATS子系统的架构和功能特点，并结合实际案例对ATS系统故障产生的原因与处理办法进行分析和研究，同时提出维护建议。

关键词：地铁信号;ATS系统;故障分析;大连地铁

1 ATS系统架构

大连地铁二号线ATS系统主要基于Linux平台，所有工作站和服务器都采用英特尔架构处理器。ATS系统主要由中心设备、站下设备、后备设备、网络设备、辅助设备及应用软件组成。

（1）中心设备。1）主机服务器：主备两台，负责全线的ATS系统功能。主要完成列车追踪、自动调度、自动进路、自动列车调整和控制请求确认等。主机服务器还通过时钟系统接口保持与GPS时间的同步。2）通信服务器：主备两台，运行与其它基于通信的列车控制（CBTC）子系统以及外部系统通信的软件，它通过接口服务器与外部系统进行通信。通信服务器处理所有从其它CBTC子系统以及外部系统接收的数据，并向其它CBTC子系统以及外部系统发送其所需的数据。3）接口服务器：接口服务器提供与外部系统间的接口和协议转换。外部接口可以通过串口或者以太网来连接。接口服务器应用软件处理ATS和外部接口之间的协议。ATS会发送必需的信息给接口服务器，接口服务器将转发相应格式的信息给外部子系统。4）数据库服务器：持续存储接收到的事件、ATS用户控制请求、ATS自动控制请求和报警等，并为用户生成包含所有这些数据的报告。5）调度长及调度工作站：用于监视和控制列车运行，擁有全线的权限。调度员可以根据他的权限来选择或者取消授权的控制区域。6）系统管理员工作站：用于监控和维护ATS系统，分发和更新ATS软件，ATS用户账号管理，监视软件进程等。7）时刻表编辑工作站：用于编辑和生成基本列车时刻表。

（2）站下设备。设备集中站配备ATS工作站和LCW工作站。集中站的ATS工作站显示本联锁区和相邻车站当前状态，而LCW仅显示本联锁区域状态。用户可以使用ATS或LCW工作站进行本联锁区的控制。非集中站仅配备ATS工作站。非集中站的ATS工作站显示本站及相邻站当前状态，不可进行控制操作。

（3）后备设备。后备设备包括主机服务器、通信服务器、接口服务器各一台。在中央ATS服务器不可用时，这些服务器为中央ATS服务器提供第三级备份服务。大连地铁二号线将后备服务器放置于辛寨子站。

（4）网络设备。网络设备包括交换机、光缆等。ATS子系统通过网络设备与每个远程节点通信。

（5）辅助设备。辅助设备包括打印机、绘图仪等，用于运行图和数据报表的打印。

2 ATS系统功能

ATS系统可以无需操作人员的参与，自动地根据时刻表添加列车，显示和确认列车的位置、运行状态等信息，实时监督每辆列车的运行，并在列车按计划结束运营后将其移除。当列车处于自动模式运行中，ATS通过调整运行等级和站停时间来使列车遵循时刻表、保持运行间隔。除此之外，它还提供自动控制下的人工干预，包括：设置或取消扣车、建立或解除限速等。

（1）列车追踪。列车追踪功能通过对报告上来的列车位置、调度员的操作请求及列车调整请求进行不间断的监控来完成列车的创建、移动及删除操作。在这一过程中，系统使用追踪号（TID）和车体号（PVID）来对列车的位置进行追踪和管理。

（2）进路操作。每一辆列车都被赋予了目的编号（DID），DID决定了列车运行的目的地、为到达指定目的地而要开放的进路、在到达目的地之前要停靠哪些车站。在自动模式下，VR用列车时刻表中的列车目的地号来自动排列列车进路。在人工模式下，ATS用户也可以人工请求进路。

（3）自动列车调整。ATS系统支持三种正线列车运行系统。两种是自动模式，一种是人工模式。VR负责自动运行模式。

1）时刻表调整能够自动控制列车运行，将列车与时刻表之间的偏差降至最低。2）运行间隔调整能自动管理列车运行，平衡正线上列车到达各个车站的时间间隔。3）无调整模式能取消正线和转换区所有的列车调整功能。列车调度员处理所有列车的进路和停站控制。

（4）列车运行图。ATS系统通过列车运行图来直观地展示所有列车的计划和实际运行情况。列车每到达一个站点，运行图自动更新。

3 ATS典型故障分析

（1）系统时钟不同步导致发车指示器没有显示。1）故障现象。全线所有车站均出现在列车到站后，发车指示器没有显示的情况。2）故障分析。登录主机服务器，发现系统时钟与GPS时钟相比偏快。确定故障原因为主机服务器系统时间与GPS时钟源未同步造成。3）故障处理。关闭主机服务器的NTP服务，手动将系统时间与GPS时钟源进行同步后再重新开启NTP服务。发车指示器显示逐步恢复正常。4）维护建议。定期检查系统时钟同步状态。设置脚本每日凌晨检查NTP服务工作状态，若服务未启动，则自动重启NTP服务。

（2）工作站硬件问题导致站场图显示异常。1）故障现象。某车站ATS工作站站场图不显示车次窗。2）故障分析。查看/var/log/目录下的messages日志，确认为工作站硬件故障导致站场图显示异常。3）故障处理。夜间清点后为该站更换了新的ATS工作站，刷写软件包、配置包后站场图显示恢复正常。对旧工作站拆卸后看到主机箱内部灰尘较多，清洁维护后再测试该工作站，性能已恢复为标准状态。4）维护建议。根据使用环境情况，定期对服务器和工作站进行清洁保养，避免散热不畅和静电累积造成的性能下降。

4 小结

ATS子系统是地铁信号系统的关键组成部分，它的可靠与否直接影响到地铁运营的效率。大连地铁二号线自2015年开通以来，ATS系统整体运行已趋于稳定。本文通过对ATS子系统的介绍和典型故障分析，为进一步提升系统维护水平，保障系统运行安全提供了参考。

参考文献：

[1]浙江众合科技股份有限公司.ATS子系统技术规格书[S].浙江：浙江众合科技股份有限公司.

作者简介：王洪涛（1991-），男，辽宁大连人，助理工程师，现从事信号设备维护与管理工作。