車輛調度系統(tǒng)在城市軌道交通中的應用分析

李鵬

（上海軌道交通設備發(fā)展有限公司，上海 200245）

1 引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展，城市鐵路全自動運行系統(tǒng)已經(jīng)基本完善，并且其能夠充分保障我國城市軌道交通運行效率的提升。全自動運行系統(tǒng)是我國未來城市交通行業(yè)發(fā)展的主要趨勢，對于全自動運行系統(tǒng)的配套系統(tǒng)，我國城市軌道交通領域對于車輛調度系統(tǒng)的應用和研究還處于起步的階段[1]。

2 系統(tǒng)結構

2.1 系統(tǒng)硬件

城市軌道交通控制中心的硬件設備采用主備冗余的方式進行部署，前端處理器、ATS 網(wǎng)關、車輛網(wǎng)關、交換機、實時服務器、歷史服務器、調度工作站以及磁盤列陣共同組成了硬件系統(tǒng)。其中，前端處理器主要負責與車載 CCTV、PIS、PA 通信，對車輛的通信系統(tǒng)進行監(jiān)控。ATS 網(wǎng)關主要負責與車輛的DSU、CI、ZC、VOBC 進行通信，是車輛獲取信號的系統(tǒng)，能夠對車輛運行的情況進行實時監(jiān)控，同時，將獲取的信息及時地傳遞給實時服務器，實時服務器在接收到信號的時候對數(shù)據(jù)信息進行處理。車輛網(wǎng)關主要負責與車輛控制系統(tǒng)進行通信，及時獲取車輛的信息，將這些信息傳遞給實時服務器。交換機是車輛用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布O備。實施服務器負責完成實時數(shù)據(jù)處理，將數(shù)據(jù)發(fā)送給調度工作站顯示并接受調度工作站下發(fā)的指令。歷史服務器負責讀取以及保存歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)硬件中調度工作站則負責完成人機的交互，從實時服務器以及歷史服務器中獲取數(shù)據(jù)，對車輛的運行狀態(tài)以及歷史狀態(tài)的查詢進行監(jiān)控。磁盤列陣負責對歷史數(shù)據(jù)進行儲存。

2.2 系統(tǒng)軟件

車輛調度系統(tǒng)軟件分為人機顯示層、數(shù)據(jù)處理層以及數(shù)據(jù)接口層。人機顯示層在調度工作站上顯示，保障車輛運行的監(jiān)控操作得以保障；數(shù)據(jù)處理層主要針對實時數(shù)據(jù)以及事件進行管理，歷史服務器以及實時服務器共同構成了數(shù)據(jù)處理層，通過對數(shù)據(jù)的處理能夠充分保障車輛調度系統(tǒng)的正常運行；數(shù)據(jù)接口層由 ATS 網(wǎng)關、車輛網(wǎng)關以及前置處理器構成，主要用于采集數(shù)據(jù)和轉換協(xié)議，保障各個專業(yè)之間的信息隔離能夠同時完成[2]。

2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡

現(xiàn)場層、局域層以及骨干層共同組成了系統(tǒng)網(wǎng)絡。其中，現(xiàn)場層主要由車輛內部的 MVB 傳輸網(wǎng)絡構成；歷史服務器和實時服務器與調度工作站之間的通信構成了局域層的數(shù)據(jù)通信；骨干層主要針對車輛數(shù)據(jù)的傳輸，現(xiàn)階段，我國城市軌道交通車輛調度系統(tǒng)中骨干層采用的網(wǎng)絡大多為千兆光纖網(wǎng)絡，傳輸速度較快。

3 功能及人機界面設計

3.1 站場信息

站場信息主要是指通過車輛調度系統(tǒng)的人機界面對站場信息進行實時監(jiān)控，為調度員實時了解站場情況提供了極大的便利。其主要監(jiān)控信號機、站臺設備以及供電信息等，是功能及人際界面設計的重要內容之一。

3.2 車輛運行信息

在人工駕駛運行模式之下，車輛的運行信息通常都是司機的日常工作內容。伴隨著科學技術的不斷發(fā)展，可以在控制中心進行全自動運行情況的監(jiān)視，這就要求調度人員對車輛的運行信息有更加清晰的掌控，能夠及時地處理各種故障，為車輛運行的安全性以及可靠性提供充分的保障。運行狀態(tài)、遠程旁路、車輛狀態(tài)、通信狀態(tài)以及火災、空調、走行部狀態(tài)是其主要的監(jiān)控內容。

對運行狀態(tài)進行細分主要包括牽引、制動、司機室、制動缸壓力、牽引逆變器、列成前進方向、乘客緊急呼叫、空壓機、停放制動、蓋板、輔助逆變器、緊急手柄、充電機、車門、常用制動、受流器以及火警信息等。

遠程旁路主要包括牽引制度旁路、ATP 切除、安全回路旁路、緊急制動、脫軌及障礙物檢測旁路以及門使能旁路等。

車輛狀態(tài)主要包括輔助設備狀態(tài)、牽引狀態(tài)、旁路狀態(tài)以及制動狀態(tài)。

通信狀態(tài)主要包括車輛在運行過程中 TCMS 要實時監(jiān)控車輛與其他系統(tǒng)的狀態(tài)信息，為車輛的安全、高效以及實時運行做出保障。

火災、空調、走行部狀態(tài)則是指在車輛運行的過程中可能會產(chǎn)生一些誤報故障，如火災報警，會對車輛的正常運行造成嚴重的影響，因此，為了更加有效地處理這種火災報警信息，需要在車輛調度工作站中設置火災復位以及火災確認的功能。當車輛運行過程中出現(xiàn)火災報警信息之后，相應的攝像機會自動啟動，繼而通過人力或者是攝像頭來校驗車輛是否真的出現(xiàn)了火災。信息有誤的情況下可以進行遠程火災復位，復位后的車輛就能夠恢復正常的運行；若火災報警信息是真的，那么就會向車輛發(fā)送火災確認指令，車輛自動進入火災模式運行[3]。

3.3 車載信號人機界面

在人工駕駛模式下，通常都是由司機在司機室對 MINI 畫面進行監(jiān)控來實現(xiàn)車載信號人機界面的監(jiān)控。但現(xiàn)階段，在車輛使用全自動運行系統(tǒng)的基礎上，由車輛調度工作站來完成該部分功能，用更加現(xiàn)代化的遠程監(jiān)控方式對車輛的運行狀態(tài)進行管理。有關工作人員能夠更加主動地選擇車組的型號來完成對不同車輛的管理。其中，監(jiān)視的主要內容有駕駛模式、罰站信息、報警文本、疏散、火災、車輛速度、下一站信息、當前運行等級等。

3.4 車輛遠程控制

一般情況下，車輛遠程控制能夠更加有效地組織車輛正常運行，保障自動化調度管理得以真正實現(xiàn)。若車輛遇見異常情況，全自動系統(tǒng)能夠對各種緊急情況進行及時、高效的處理，以提高事故處理效率，為城市軌道交通車輛的安全、高效、快速運行做出保障。

3.5 車輛喚醒

為了充分保障車輛運行的安全性以及高效性，杜絕車輛帶有問題工作，城市軌道交通全自動運行系統(tǒng)的車輛在開展工作之前都會對車輛的靜態(tài)狀態(tài)以及動態(tài)狀態(tài)進行測試，測試合格之后才可以開展正常的工作。在車輛調度系統(tǒng)的操作界面中能夠對車輛的喚醒情況進行實時的了解，若出現(xiàn)喚醒失敗的情況會及時地進行報警，將車輛的故障狀態(tài)發(fā)送給相關工作人員，相關工作人員再針對車輛的具體情況進行及時維修[4]。

4 結語

總而言之，車輛調度系統(tǒng)的應用能夠真正實現(xiàn)我國城市軌道交通的全自動運行，并且為全自動運行提供充分的保障，調度人員能夠借助車輛調度系統(tǒng)實現(xiàn)對車輛的遠程控制，促使城市軌道交通調度控制智能化水平得以提升。隨著科學技術的不斷發(fā)展，全自動運行系統(tǒng)的應用已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢，車輛調度系統(tǒng)作為全自動運行系統(tǒng)中的重要部分，需要大力推動車輛調度系統(tǒng)在城市軌道交通中的應用，為車輛運行的安全性以及穩(wěn)定性做出充分保障，打下堅實基礎，為我國城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展提供便利。