地鐵信號系統(tǒng)ATP與ATS接口分析

管譜文

（深圳市地鐵集團有限公司運營總部）

摘要：地鐵信號系統(tǒng)基于列車控制系統(tǒng)的集成部分，與傳統(tǒng)的計算機連鎖控制系統(tǒng)相比，更加智能化與集成化。要做好信號系統(tǒng)方面的工作，必須進行系統(tǒng)的學習。本文主要就信號系統(tǒng)ATP與ATS接口為例，對功能原理及實際故障進行分析，供同行借鑒參考。

關(guān)鍵詞：信號系統(tǒng)；ATP；ATS；接口

1、接口原理

信號系統(tǒng)包括ATP子系統(tǒng)、ATO子系統(tǒng)、ATS子系統(tǒng)，其中ATP子系統(tǒng)包括軌旁ATP和車載ATP。ATS主要功能是實現(xiàn)列車任務(wù)，列車任務(wù)通過行車路徑、用于乘客乘降和運營停車點的站臺、站臺車站點選擇、折返策略、車門開啟策略、停站時間和行程時間控制等來表現(xiàn)。列車任務(wù)控制是通過控制這些列車任務(wù)參數(shù)的ATS指令方式實現(xiàn)。

ATS控制包括對站臺的控制和對列車的控制：

1.1對站臺的控制：選擇站臺停車點，車門策略選擇，越站控制，停車控制，折返策略。

1.2對列車的控制：列車任務(wù)碼，列車調(diào)整控制。其中列車調(diào)整控制包括停站時間、運行時間和下一站控制。

ATS控制中用于站臺相關(guān)的控制發(fā)送給軌旁ATP，用于列車相關(guān)的控制發(fā)送給車載ATP。ATS能夠追蹤所有列車的移動，檢查列車目的地號。ATS監(jiān)控列車停站，計算停站時間、為下一段列車運行生成發(fā)車和到達時間，向車載ATP發(fā)送當前站臺、下一個站臺、停站時間等數(shù)據(jù)信息。車載ATP通過處理來自軌旁運行數(shù)據(jù)、命令報文和時間報文，處理列車任務(wù)，當前ATS控制要優(yōu)先于默認列車任務(wù)的參數(shù)。當沒有ATS控制時、列車執(zhí)行默認任務(wù)，即在默認參數(shù)的條件下在進路上的所有站臺停車：站臺停車點，車門策略，停站時間，下一站臺，至下一站臺的運行時間，折返策略。所有默認數(shù)據(jù)在ATP軟件中配置。

信號各子系統(tǒng)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總結(jié)如下：

1.3軌旁ATP與車載ATP：軌旁ATP向車載ATP發(fā)送運營數(shù)據(jù)信息以及移動授權(quán)；車載ATP向軌旁ATP發(fā)送列車位置報告、站臺門控制信息。

1.4軌旁ATP與ATS：軌旁ATP向ATS發(fā)送軌旁信號機、道岔、計軸區(qū)段、屏蔽門、防淹門、緊停按鈕等的實時狀態(tài)信息；ATS向軌旁ATP發(fā)送運營數(shù)據(jù)信息，包括選擇站臺停車點、車門策略選擇、越站控制、停車控制以及折返策略等信息。

1.5車載ATP與ATS：車載ATP向ATS發(fā)送運營事件、運營狀態(tài)和診斷數(shù)據(jù)等信息；ATS向車載ATP發(fā)送命令信息、時間信息。其中命令信息包括：列車任務(wù)碼、停站時間、運行時間和下一站控制。下一站控制除了正常運行外，還包括列車越站，列車跳停等功能。

2.壓道列車越站功能故障分析

故障現(xiàn)象為車載ATP操作臺無越站圖標顯示，故障列車均為早上壓道車。在ATS子系統(tǒng)設(shè)置全線不停車通過的情況下，會出現(xiàn)反向壓道列車全程無越站圖標、無法自動越站，正向壓道列車偶發(fā)部分列車部分站臺無越站圖標、無法自動越站情況。經(jīng)過深入分析車載ATP以及ATS的軟件數(shù)據(jù)，由于ATS未正常發(fā)送越站命令，導致車載ATP不能收到ATS發(fā)送的越站命令，所以車載ATP操作臺無越站圖標顯示、且無法實現(xiàn)正常越站功能。在深入掌握ATS與車載ATP通信原理的基礎(chǔ)上，通過對比分析ATS發(fā)送給車載ATP的數(shù)據(jù)，以及ATP接收到ATS的數(shù)據(jù)，綜合判斷為ATS軟件不能發(fā)送越站命令數(shù)據(jù)。該故障屬于ATS軟件功能缺陷，需要通過進一步優(yōu)化、升級ATS系統(tǒng)軟件得以解決。

3.列車提前發(fā)車無推薦速度故障分析

故障現(xiàn)象為司機發(fā)車時有緊制速度、無推薦速度，行調(diào)手動設(shè)置提前發(fā)車后出現(xiàn)推薦速度。

通過系統(tǒng)研究信號系統(tǒng)功能，明確車載ATP在站臺能夠給出推薦速度、使列車能夠發(fā)車，有兩個前提條件：

3.1軌旁ATP將列車發(fā)車進路排列完成，向車載ATP給出發(fā)車信號、移動授權(quán)。

3.2 ATS在列車停站時間終止后，向車載ATP給出發(fā)車的命令信息。

因為ATS控制要優(yōu)先于默認列車任務(wù)的參數(shù)，而列車以收到ATS指令為準來計算列車的到發(fā)時刻，所以停站時間終止后、車載ATP才能給出發(fā)車時令和推薦速度。如果ATS沒能向車載ATP給出發(fā)車的命令信息，車載ATP不能給出推薦速度，列車不能發(fā)車。因此，以上屬于信號系統(tǒng)正常表現(xiàn)。

綜上所述，由于列車在站臺收到ATS發(fā)送的停站時間為300s，列車到站停穩(wěn)后未停滿300s就提前發(fā)車，導致車載ATP不能給出發(fā)車指示，故沒有推薦速度。

4.車輛控制系統(tǒng)報站錯誤分析

此類故障包括兩種情況：列車自動廣播下一站報站錯誤，車輛控制屏下一站顯示錯誤。

4.1列車自動廣播下一站報站錯誤

故障現(xiàn)象為列車到達折返站13車站站臺停穩(wěn)，在進行折返換端時、列車自動廣播下一站報站為14車站。

正常情況下，列車到達折返站13車站上行站臺停穩(wěn)、車載ATP收到由ATS發(fā)送的下一站臺為13車站上行站臺，直到折返換端、離開當前站臺時，車載ATP收到由ATS發(fā)送的下一站臺為14車站上行站臺。列車頭、尾兩端各有一套車載ATP設(shè)備，同一時刻只有一端處于激活、正常工作狀態(tài)。激活端車載ATP實時接收ATS發(fā)送的下一站臺數(shù)據(jù)，未激活端沒有實時接收ATS發(fā)送的下一站臺數(shù)據(jù)、而是采用默認的系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)。

經(jīng)過分析車載ATP的軟件數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)故障列車到達13車站上行站臺停穩(wěn)后，收到了由ATS發(fā)送的下一站臺14車站上行站臺的軟件數(shù)據(jù)。車載ATP將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給車輛控制系統(tǒng)，導致列車自動廣播下一站報站錯誤。列車兩端的車載ATP都同時向車輛控制系統(tǒng)發(fā)送下一站臺數(shù)據(jù)，車輛控制系統(tǒng)錯誤采用了未激活端車載ATP發(fā)送的下一車站數(shù)據(jù)。折返換端后、列車運行方向為上行方向時，該數(shù)據(jù)為默認的14車站上行站臺，因此列車自動廣播下一站報站為14車站。

4.2車輛控制屏下一站顯示錯誤

故障現(xiàn)象為列車到達折返站13車站上行站臺進行折返換端前，在列車發(fā)車之前、車輛控制屏錯誤顯示當前站臺為12車站。

同上述列車自動廣播下一站報站錯誤故障，列車兩端的車載ATP都同時向車輛控制系統(tǒng)發(fā)送下一站臺數(shù)據(jù)，車輛控制系統(tǒng)錯誤采用了未激活端車載ATP發(fā)送的下一車站數(shù)據(jù)。折返換端前、列車運行方向為下行方向時，該數(shù)據(jù)為默認的12車站下行站臺，因此車輛控制顯示屏錯誤顯示當前站為12車站。

列車有兩套車載ATP設(shè)備、正常工作時只有一套處于激活工作狀態(tài)。處于激活工作狀態(tài)的車載ATP實時接收ATS的下一車站數(shù)據(jù)信息，處于未激活工作狀態(tài)的車載ATP不能接收ATS的數(shù)據(jù)信息、而是采用系統(tǒng)配置的默認數(shù)據(jù)。通過查閱信號系統(tǒng)與車輛控制系統(tǒng)的接口協(xié)議文件，發(fā)現(xiàn)信號系統(tǒng)符合接口協(xié)議文件規(guī)定，最終認定由于車輛控制系統(tǒng)軟件內(nèi)部處理機制存在缺陷，導致以上車輛控制系統(tǒng)報站錯誤故障。

5.結(jié)束語

通過對信號系統(tǒng)ATS與ATP接口原理的系統(tǒng)研究及相關(guān)故障的深入分析，總結(jié)出要做好對此類系統(tǒng)的維護工作，要重點關(guān)注：①系統(tǒng)維修人員要加強對行車人員的培訓，尤其是對新建軌道交通線路，一定要通過培訓使行車人員盡快掌握系統(tǒng)的功能。②通過實踐掌握相關(guān)軟件數(shù)據(jù)的分析方法是非常有必要的，這能夠為做好系統(tǒng)維護工作打下堅實的基礎(chǔ)。③相比傳統(tǒng)的電氣集中控制系統(tǒng)和計算機連鎖控制系統(tǒng)、它們都是單系統(tǒng)，基于通信的列車控制系統(tǒng)有多個子系統(tǒng)、各子系統(tǒng)之間信息傳輸種類多、傳輸量大、傳輸機制復雜。endprint