地铁无线调度系统ATS信号引入技术研究

　　列车运行自动监控系统对城市轨道交通提高运输效率和保障列车运行安全起着重要的作用。本文通过对国外技术领先的ATS系统进行分析和研究，以及国内ATS系统使用的经验借鉴，结合特定项目信号系统工程中ATS系统的功能要求，对地铁无线调度ATS信号系统，国内外地铁无线调度ATS信号系统应用现状，ATS系统主要功能进行了阐述。

　　1、地铁无线调度ATS信号系统

　　城轨列控ATC系统主要由列车自动监控子系统(简称ATS)、列车自动防护子系统(简称ATP)以及列车自动驾驶子系统(简称ATO)组成，其中列车自动监控子系统是完成行车指挥及管理自动化的重要部分之一。

　　主要功能包含：自动生成运行图，以计划图为依据自动办理进路，根据计划图与实际运行的偏差自动调整列车运行间隔时分，并且能在自动控制和人工干预之间做出转换，自动记录历史运行和操作记录等。

　　2、国内外地铁无线调度ATS信号系统应用现状

　　目前，全世界国家城市轨道交通系统均采用了ATS子系统。我国从北京地铁1号线开始引进了第一套由英国西屋信号公司提供的ATS子系统后，陆续在北京、上海、广州、深圳、西安等各大城市运用了ATS子系统。但多数设备提供商以外商为主，如西门子、泰雷兹、阿尔斯通、阿尔卡特、英国西屋、卡斯柯等，这些外商占有全世界大部分市场。

　　城市轨道交通(地铁及轻轨)由于工作效率高，每班列车运行周期间隔短，编组灵活以及其准时性、速达性、舒适性和安全性都远远高于地面交通的巨大优势，已经成为现代城市中最快速、便捷、清洁和高效的交通工具，它的沿线也已经成为城市的黄金经济线。城市轨道交通能够把物流、人流、商流和信息流形成一种基层，为城市财富功能的升级提供一个快速的载体。城轨作为一个现代化城市的重要必备元素，代表着城市未来的发展方向。目前，在我国的大多数城市，城轨的信号系统大多采用与普铁较为类似的移动闭塞制式，作为列车的自动控制的核心原理，该系统不再依靠传统的钢轨作为电路回路的一部分来传递信号，而是采用了有线或无线通信的技术手段，实现了真正意义上的车地间信号或信息的直接传输，以及行进时列车的实时定位，该技术先进、设备布放少，维修强度较小，且自动化及模块化程度高;该系统通过车载安全计算机、轨旁单元实现列车与地面的集中站以及TCC之间的实时数据传输，车载计算机根据测量到的运行速度、存储的制动曲线和行进中列车位置参数，动态实时地得到相邻两车之间应保持的安全距离。与传统闭塞制式相比，移动闭塞弥补了之前闭塞系统由于目标位置的不连续的产生的“阶梯式”速度控制的结果，移动闭塞具有更小的行车间隔，更高的行驶效率，更加满足城市运营需求;城轨列控ATC系统主要由列车自动监控子系统(简称ATS)、列车自动防护子系统(简称ATP)以及列车自动驾驶子系统(简称ATO)组成，其中列车自动监控子系统是完成行车指挥及管理自动化的重要部分之一。

　　3、ATS系统

　　ATC系统是列车自动控制系统的简称，它包括列车自动监控系统(AutomaticTrainSupervision，简称ATS)、列车自动防护子系统(AutomaticTrainProtection，简称ATP)、列车自动运行系统(AutomaticTrainOperation简称ATO)。三个部分通过相互的数据通信，情报传输网构成一个完整的控制、监控、管理的系统，实现了车站与列车控制相统一、中央控制与本地控制相结合的安全高效行车控制系统，该系统是集行车指挥、运行调度以及列车安全驾驶等功能为一体的高度统一协调的自动控制系统。

　　3.1ATS子系统是ATC系统的重要组成部分之一。

　　该系统主要包括列车运行过程中进行集中的动态监视、自动记录列车运行实迹、列车进路控制和指派、时刻表和运行间隔的调整、列车跟踪、自动监测设备运行状态、ATS操作员的人机交互单元、自数据获取和所选报告生成等，辅助调度员对全线列车进行管理。ATS子系统由控制中心设备和分散在全线设备集中站、非设备集中站、车辆段(停车场)的设备，以及车载设备，通过ATS骨干网连接构成。本地操作员通过ATS工作站将相关命令发送给中央服务器，中央服务器将相应列车命令发送给车载VOBC设备、将轨道命令发送给区域控制器ZC以及外部系统，同时车载VOBC、ZC和外部系统将相应执行情况通过中央服务器反馈到ATS人机操作界面。

　　3.2ATS子系统主要功能

　　ATS子系统是为CBTC系统提供全面系统管理的工具，它作为系统和操作人员(即，ATS操作员，维护人员等)之间的接口，提供ATS级必需的自动控制功能。ATS通过与联锁子系统等其它子系统配合，根据列车时刻表为列车运行自动设定进路，并按时刻表对列车运行进行调整，指挥行车，实施列车运行管理，完成对一条城市轨道交通线路的列车运营指挥。

　　3.3ATS系统基本功能：

　　(1)通过ATS车站设备，能够采集轨旁及车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。

　　(2)根据联锁表、计划运行图及列车位置，自动生成输出进路控制命令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。

　　(3)列车识别跟踪、传递和显示功能。系统能自动完成正线区段内列车识别号(服务号、目的地号、车体号)跟踪，列车识别号可由中央ATS自动生成或调度员人工设定、修改，也可由列车经车—地通信向ATS发送识别号等信息。

　　(4)列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。能根据列车运行实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分，控制发车时间。

　　(5)ATS中央故障情况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进行调整，由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制，由车站人工进行进路控制。

　　(6)在计算机辅助下完成对列车基本运行图的编制及管理，并具有较强的人工介入能力。通过设在车辆段的终端，向车辆段管理及行车人员提供必要的信息，以便编制车辆运用计划和行车计划。

　　(7)列车运行显示屏及调度台显示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视，能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。

　　(8)能在中央专用设备上提供模拟和演示功能，用于培训及参观。能自动进行运行报表统计，并根据要求进行显示打印。

　　(9)能在车站控制模式下与计算机联锁设备结合，将部分或所有信号机置于自动模式状态。

　　(10)向通信无线、广播、旅客向导系统提供必要的信息。

　　结束语

　　随着我国工业化建设的突飞猛进，城市居民数量剧增，给城市的交通系统带来了巨大压力，对城市轨道交通来说，就是提高列车的载客能力。而提高载客能力措施之一便是进一步减小列车之间运行时分间隔，加大行车密度。正是由于ATS系统是实现对城轨列车运行过程中监督和管理自动化的重要系统，它在协助列调人员对一整条线路上所有列车运行的监督方面发挥着不可替代的作用，对ATS的优化可大大提高行车效率，减小列车运行时分间隔。

　　参考文献：

　　[1]毛保华.城市轨道交通系统运营管理[M].北京：人民交通出版社，2006：15-19.

　　[2]齐新宇.车站通过能力模拟分析系统研究[D].北京：北京交通大学，2015：22-25.

　　[3]步兵.基于通信的列车控制系统的可靠性分析方法[J].交通运输工程学报，2001，1(1)：61-64.

　　[4]林瑜筠.城市轨道交通信号设备[M].北京：中国铁道出社，2006：15-33.