浅析大连地铁2号线信号ATS子系统与故障案例

刘南川

摘   要：本文以大连地铁2号线信号ATS子系统为例，详细对信号ATS子系统的架构、功能进行介绍，并对已出现的相关故障案例进行分析总结。ATS（列车自动监控系统）是地铁信号系统的核心，在一定程度上可以提升地铁运行的安全性和实现对城市轨道交通列车运行的监督和管理，协助列车调度人员对全线列车运行的管理，轨道交通的效率大大提高。

关键词：信号ATS子系统  大连地铁  故障分析

中图分类号：U231                                   文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）11（b）-0121-02

1  大连地铁2号线信号ATS子系统简介

大连地铁2号线信号ATS子系统利用可靠的网络结构，通过与ATC（列车自动控制）系统中的ATP（自动列车保护）、ATO（自动列车驾驶）和MLK II（微机联锁）子系统的协调配合，完成对列车运行及所控制的道岔、信号机等设备的运行状态的监督和控制，给行车调度人员显示出全线列车的运行状态，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时及时做出调整，辅助行车调度人员完成对全线列车运行的管理。

2  大連地铁2号线信号ATS子系统架构

大连地铁2号线信号ATS子系统设备主要分布在：控制中心（OCC）、备用中心、全线各车站。ATS子系统采用的是“集中后备”的结构。

2.1 OCC

大连地铁2号线控制中心（OCC）位于桧柏路基地，ATS基于Linux平台，是整个ATS系统的核心。

主机服务器：主/备配置两台，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。此外，还提供与时钟系统的接口。

数据库服务器：主/备配置两台，持续存储接收到的事件、ATS用户控制请求、ATS自动控制请求、报警，并为用户生成包含所有这些数据的报告。

通信服务器：主/备配置两台，运行与其它CBTC（基于通信的列车控制系统）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。这些外部系统接口包括RS（无线）、PIS（旅客导向系统）、PA（广播）等。CBTC其他的子系统接口包括FRONTAM（数据存储单元）、ZC（区域控制器）、CC（车载控制器）。

接口服务器：冗余配置，无论外部接口是通过串口或是网络连接，接口服务器提供与外部系统间的接口和协议转换。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。

调度长及调度工作站：用于监视和控制列车运行，拥有全线的权限。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。

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。

时刻表编辑工作站：用于建立并修改基本的时刻表。

2.2 备用控制中心ATS设备

大连地铁2号线信号ATS系统备用控制中心设立在辛寨子车站。一套远程ATS主服务器、通信服务器、接口服务器放在辛寨子站。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。

辛寨子站的ATS工作站，在紧急情况下可以监控全线。

2.3 车站ATS设备

远程ATS车站工作站放置于设备集中站（可监可控）。ATS工作站显示本联锁区和相邻车站当前状态（设备状态、列车运行），且可进行本联锁区的控制。但是LCW仅显示本联锁区域。

一个远程ATS车站工作站放置于非设备集中站（只监不控）。ATS工作站显示本站及相邻站当前状态（设备状态，列车移动）。

3  大连地铁2号线信号ATS子系统功能

ATS提供监督与控制功能来监控CBTC子系统以及与外部系统的接口。ATS根据通过DCS（数据传输子系统）传来的每辆列车的报告，监督并显示运营中的装有CBTC设备的列车的位置，并且自动调整性能等级及停站时间，考虑惰行模式，以贴近时间表或满足发车间隔，此外，它还提供人工控制操作，其中包括：设置或解除扣车、设置或解除限速、使用从FRONTAM（数据存储单元）获取的数据来设置或解除临时区域封锁。通常ATS无需操作人员的参与而自动执行其功能。系统根据时间表添加列车，连续地监视每辆列车的运行，并且在列车按计划结束日常运营后将其从表中删除。ATS用户控制请求优先于ATS自动控制请求。

3.1 监督功能

ATS系统将列车运营及轨旁设备的状态和信息，通过控制中心或车站的调度终端实时显示出来，调度员可以通过这些终端屏幕，实时了解和掌握列车的实际运行情况以及轨旁信号设备的显示情况，以便及时对行车作业进行分析和调整。同时，ATS子系统监督列车，根据时刻表调整列车运行，并提供数据和调整服务以减小由于非规律的运行给运营服务带来的不便，保证全线运营安全高效有序进行。

3.2 控制功能

ATS向轨旁联锁系统发出指令办理进路，指挥列车按照列车运行图来运行。ATS可以绘制列车实迹运行图，并动态的对偏离运行图的列车进行调整。

4  信号ATS子系统故障案例分析

大连地铁2号线信号ATS子系统由Ansaldo STS（安萨尔多）公司提供，本章节对地铁日常运营中出现的与ATS相关专业典型的故障案例进行分析。

4.1 工作站卡滞、死机

原因分析：

工作站长时间使用导致显示卡滞;

进程CPU占用率过高导致卡顿。

处理步骤：

远程访问卡滞工作站，top查看进程CPU占用率情况;

确定是否为站场图卡滞，或是整个界面卡滞;

Kill-9该进程的PID，对CPU高占用率的进程进行重启;

未恢复则关闭所有进程，清除缓存后启动进程;

以上两种情况未恢复，进入root用户对设备远程维护reboot。

4.2 工作站时间显示不对

原因分析：

工作站NTP服务关闭导致与服务器时间同步出现问题。

處理步骤：

重新开启工作站的NTP服务。

root用户下，执行ntpq -p查看时钟源;

service ntpq status查看时钟状态;

service ntpd stop关闭时钟;

ntpdate dl2sys001时钟与主机服务器同步;

service ntpd restart/start将ntpd服务重启/开启。

4.3 由断电引起的进路中出现反向方向锁（灰色箭头），联锁区内屏蔽门报警

原因分析：

由于信号设备室断电，导致联锁站联通信中断。

处理步骤：

将该进路所经过的车站设置为“取消验证”（BV）模式;

尝试办理反向预排进路并取消，确认反向方向锁是否解锁;

待反向方向锁解锁后，及时将所有车站设置为“恢复验证”（VA）模式;

查看信号设备室联锁机柜、屏蔽门机柜的指示灯状态;

联锁机柜、屏蔽门机柜上电后，OCC手动确认屏蔽门报警。

5  结语

大连地铁2号线信号ATS子系统是一套集现代化数据通信、计算机、网络和信号技术为一体的、分布式的实时监督、控制系统，其核心设备位于信号系统的中央层，用于实现对高密度、大流量的城市轨道交通运输进行自动化管理和调度。它与信号系统中的其他子系统的协调配合，同时又完成信号系统与外部各个系统之间的信息交互，共同完成对运营列车和信号设备的管理和控制。

参考文献

[1] 李建文.昆明地铁信号系统ATS子系统介绍及典型案例分析[A].《建筑科技与管理》组委会.2015年12月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会：北京恒盛博雅国际文化交流中心，2015.

[2] 王伟任.浅谈西安地铁二号线信号ATS子系统功能和相关故障分析[J].科技信息，2012（2）：393，395.

[3] 王鑫.地铁信号ATS系统的功能分析[J].科技创新导报，2018，15（10）：10，12.