地铁信号基础第十二章、ATS子系统基本原理

第十一章ATS子系统基本原理ATS子系统(以下称为ATS系统)主要实现对列车运行的监督和控制，包括：列车运行情况的集中监视、自动排列进路、自动列车运行调整、自动生成时刻表、自动记录列车运行实迹、自动进行运行数据统计及自动生成报表、自动监测设备运行状态等，辅助调度人员对全线列车进行管理。一、ATS系统的基本概念ATS系统主要是实现对列车运行及所控制的道岔、信号等设备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。ATS在ATP和AT0系统的支持下，根据运行时刻表完成对全线列车运行的自动监控，可自动或由人工监督和控制正线(车辆段、停车场、试车线除外)列车进路，并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能由位于控制中心内的设备实现。ATS系统功能主要包括：时刻表编辑、列车运行监视、列车自动调整、自动排列进路等。ATS工作方式为集中管理，分散控制。ATS系统能与ATP系统、计算机联锁设备或继电联锁设备配套使用，并有与时钟系统、旅客向导系统和综合监控系统的接口。ATS系统负责监控列车的运行，是非安全系统。二、ATS系统组成ATS系统由控制中心设备、车站设备、车辆段设备、列车识别系统及列车发车计时器等组成。因用户要求不同，ATS的硬件、软件配置差别很大1．控制中心设备控制中心设备属于器等组成。因用户要求不同，ATS的硬件、软件配置差别很大1．控制中心设备控制中心设备属于ATS系统，是ATC的核心。用于状态表示、运行控制、运行调整、车次追踪、时刻表编制及运行图绘制、运行报告、调度员培训、与其他系统的接口。其设备组成如图5—29所示。系统，是ATC的核心。用于状态表示、运行控制、运行调整、车次追踪、时刻表编制及运行图绘制、运行报告、调度员培训、与其他系统的接口。其设备组成如图5—29所示。系统，是ATC的核心。用于状态表示、运行控制、运行调整、车次追踪、时刻表编制及运行图绘制、运行报告、调度员培训、与其他系统的接口。其设备组成如图5—29所示。控制中心ATS设备主要包括：中心计算机系统、综合显示屏、调度员及调度长工作站、运行图工作站、培训／模拟工作站、绘图仪和打印机、维修工作站、UPS及蓄电池。其中，综合显示屏、调度员及调度长工作站设于主控制室，控制主机、通信处理器、数据库服务器、维修工作站设于设备室，运行图工作站设于运行图室，绘图仪和打印机设于打印室，培圳／模拟工作站没于培训室，UPS设于电源室，蓄电池设于蓄电池室。中心计算机系统(1、分布式计算机系统用分布式处理使系统复杂性降低，平行处理的结果使通过量提高，处理器和总线的冗余度都可选择，分阶段投入使用和扩展，简化维护和故障诊断，各部分容易综合，工作站的性能价格比好。由于使用开放式系统具有长期的投资安全保障。(2、UNIX操作系统采用标准的操作系统可以减少对制造商的依赖性。(3、采用C语言和Pascal语言(4、采用全图形方式(5、采用X—Windows窗口能够显示若干窗口，操作员可以通过网络控制整个系统。(6、采用OPENLOOK操作员界面(7、以太局域网开放、标准的网络技术。(8、计算机通信符合ISO／OSI协议1～4层标准的通信层(9、软件通信通过SOFTBUS在逻辑层上提供内部程序通信的标准方法。中心计算机系统包括：控制主机、COM通信服务器、ADM服务器、TTE服务器、局域网及各自的外部设备。为保证系统的可靠性，主要硬件设备均为主／备双套热备方式，可自动或人工切换。系统能满足自动控制、调度员人工控制及车站控制的要求。实际的进程映像都存储在C0M服务器上。所有从联锁和外围设备发送来的数据都由C0M服务器最先得到和处理。一些应用功能也由C0M服务器激活，并在此服务器上运行，如列车自动调整、自动列车跟踪、自动进路设置等功能。因此，COM服务器是自动调整功能的核心部分。ADM服务器(系统管理器)用于系统数据存储，处理所有不受运行事件影响的数据，如系统配置、计划时刻表、计划运行图等。通常在系统启动时或收到一个询问指令时或对某一设备的参数进行设置时才需要。列车自动调整功能所需要的计划时刻表数据，就是在系统启动时从ADM服务器中读得的。TTE服务器(时刻表编辑器)建立离线时刻表的操作者平台。时刻表的编译也是TTE服务器的任务。ADM服务器存储的计划时刻表由TTE服务器提供。(2)综合显示屏综合显示屏用来监视正线列车运行情况及系统设备状态，由显示设备和相应的驱动设备组成。(3)调度员工作站及调度长工作站调度员工作站及调度长工作站，用于行车调度指挥，与ATC计算机系统接口，是实际操作平台，使调度员能在控制中心监视和控制联锁设备及列车的运行，如需要可显示计划运行图和实迹运行图。调度员能将系统投入列车自动调整，必要时可人工干预。典型的配置是32位台式机、显示器、键盘(带功能键)、鼠标。设两个调度员工作站，它们与正线运转有关。调度长工作站是备用控制台，它能替代或扩大其他两个工作站中任一个的工作。(4)运行图工作站用于运行计划的编制和修改，通过人机对话可以实现对运行时刻表的编辑、修改及管理。(5)培训／模拟工作站培训／模拟工作站配有各种系统的编辑、装配、连接和系统构成工具以及列车运行仿真的软件。它可与调度员工作站显示相同的内容，有相同的控制功能，能仿真列车在线运行及各种异常情况，而不参与实际的列车控制。实习调度员可通过它模拟实际操作，培养系统控制和各种情况下的处理能力。(6)打印机服务器、绘图仪和打印机打印服务器缓冲和协调所有操作员和实时事件激活的打印任务。彩色绘图仪和彩色激光打印机，用于输出运行图及各种报表。(7)维修工作站主要用于ATS系统的维护、ATC系统故障报警处理和车站信号设备的监测。(8)局域网把本地和远程工作站、服务器的PLC连接在一起。以太网允许各成员间进行高速数据交换(10Mbit／s)。(9)UPS及蓄电池控制中心配备在线式UPS及可提供30min后备电源的蓄电池。运行控制中心一般设在城市轨道交通线路的较大车站，它配套现代化、高性能、模块化的控制系统，是基于灵活的工作站结构。工作站的硬件设置相同，所不同的是扩展的内存和接口板，具有与分散的联锁设备、综合自动化系统、旅客向导系统等通信的界面。控制中心与各站联锁设备间由遥控系统联系，如过程连接单元完成所有分散接口与联锁装置及ATO系统的通信控制，车辆段服务器把车辆段的两台远程MMI与控制中心连接起来。2．车站设备车站分集中联锁站和非集中联锁站，设备不同。(1)集中联锁站设备集中联锁站设有一台ATS分机，是ATS与ATP地面设备和ATO地面设备接口，用于连接联锁设备和其他外围系统，采集车站设备的信息，传送控制命令，使车站联锁设备能接收ATS系统的控制，以实现车站进路的自动控制。为从联锁设备取得所需数据，配备了采用可编程控制器的远程终端单元。采用模块化设计，扩展十分容易。它还控制站台上PIIS的列车目的显示器、列车到发时间显示器和发车计时器DTI。车站ATS设备的功能有：①接收、存储其管辖范围内当日的列车计划时刻表；②根据计划时刻表及列车运行情况，自动控制及办理管辖范围内的列车进路，包括进、出正线，终端站折返进路等；③特殊情况下，可以按控制中心设定的运行间隔控制列车运行；④根据计划时刻表自动控制列车到站及出发时刻；⑤采集管辖范围内的所有各车站的列车运行信息、设备工作状态，并将这些信息送至控制中心ATS；⑥实现本管辖范围内的列车车次追踪；⑦控制无道岔车站的RTU设备，并向相邻的ATS设备传送有关信息；⑧控制AT0地面设备，向列车传送运行控制信息。(2)非集中联锁站设备非集中联锁站不没ATS分机。非集中联锁站的PTI、PIIS和DTI均通过集中联锁站的ATS分机与ATS系统联系。有岔非集中联锁站的道岔和信号机由集中联锁站的计算机控制，通过集中联锁站的ATS分机接收ATS系统的控制命令。3．车辆段设备(1)ATS分机车辆段设一台ATS分机，用于采集车辆段内存车库线的列车占用及进／出车辆段的列车信号机的状态，在控制中心显示屏上给出以上信息的显示，以便控制中心及车辆段值班员及车辆管理人员了解段内停车库线列车的车次及车组运用情况，正确控制列车出段。(2)车辆段终端车辆段派班室和信号楼控制台室各设一台终端，与车辆段ATS分机相连，根据来自控制中心的实际时刻表建立车辆段作业计划。车辆段联锁设备，通过ATS分机与控制中心交换信息，实现段内运行列车的追踪监视，车辆段与控制中心问提供有效的传输通道，距离较长时用MODEM。PTI设备是ATS车次识别及车辆管理的辅助设备，其由地面查询器环路和车载应答器组成。地面查询器环路设于各站。PTI设备用于校核列车车次号。当列车经过地面查询器时，地面查询器可采集到车载应答器中设定的列车车次号，并经车站ATS设备送至控制中心，校核是否与中心计算机列车计划中的车次号一致，若不相同则报警并进行修正。5．列车发车计时器(TDT)TDT设备设于各站，为列车运行提供车站发车时机、列车到站晚点情况的时间指示，提示列车按计划时刻表运行。正常情况下，在列车整列进入站台后，按系统给定站停时间倒计时显示距计划时刻表的发车时间，为零时指示列车发车；若列车晚点发车，则TDT增加停站时间的计时。在特殊情况下，若实施了站台扣车控制，TDT给出“H”，显示；如有提前发车命令，TDT立即显示零；列车通过车站时TDT显示“=”。二、ATS系统的基本要求1．同一ATS系统可监控一条或多条运营线路，多条运营线路共用，可实现相关线路的统一指挥，并且也有利于实现资源的共享。监控多条运营线路时，应保证各条线路具有独立运营或混合运营的能力。2．ATS的计算机及网络系统应采用冗余技术，应设调度员工作站、调度长工作站、时刻表编辑工作站、工程师工作站，以及其他必要的设备。调度员工作站的数量，根据在线列车对数、线路长度和车站数量等因素合理配置。3．运营线路上的车站应纳入ATS系统监控范围，涉及行车安全的应急直接控制应由车站办理。车辆段、停车场可不全部列入系统监控范围。4．ATS系统应满足列车运行交路的需要，凡有道岔的车站均应按具有折返作业处理。5．出入车辆段、停车场的列车不应影响正线列车的运行。6．系统故障或车站作业需要时，经控制中心调度员与车站值班员办理必要的手续后，可实现站控与遥控转换，车站值班员也可强行办理站控作业。站控与遥控转换过程中，不应影响列车运行。7．列车进路控制应以联锁表为依据，根据运行时刻表和列车识别号等条件实现控制。8．ATS系统应具有良好的实时控制性能。系统处理能力、设备空间等应留有余量。信息采集周期宜小于2．Os。9．ATS系统可与计算机联锁或继电联锁设备接口；ATS系统的进路控制方式应与联锁设备的进路控制方式相适应；ATS系统控制命令的输出持续时间应保证继电联锁设备的可靠动作，其与安全相关的接口应有可靠的隔离措施。10．ATS系统宜从时钟系统获取标准时钟信号。三、ATS系统主要功能ATS系统具有下列主要功能：列车运行情况的集中监视和跟踪；列车运行实迹的自动记录；时刻表白动生成、显示、修改和优化；自动排列进路，按行车计划自动控制道旁信号设备以接发列车；列车运行自动调整；列车运行和设备状态自动监视；调度员操作与设备状态记录、运行数据统计及报表自动生成；运输计划管理、输出及统计处理；实现沿线设备及列车与控制中心之间的通信；列车车次号自动传递；车辆修程及乘务员管理；系统故障复原处理；列车运行模拟及培训；乘客向导信息显示。(1)列车监视和跟踪进行在线列车的监视、跟踪、车次的移位及显示。1列车监视列车监视是用计算机来再现列车的运行。列车运行由轨道空闲和占用信号来驱动。列车由车次号来识别。ATS给MMI、旅客信息显示系统、模拟线路表示盘提供列车位置和车次号。2车次号输入、追踪、记录和删除列车车次号是ATS功能的先决条件，必须在固定时间囱提出。当列车由车辆段或其他地点进入正线运行时，ATS系统将根据计划时刻表自动给计划车加入车次号。列车车次号