新一代城轨信息化体系中ATS系统发展

新一代城轨信息化体系中ATS系统发展摘要：首先介绍城市轨道交通信息化建设的发展趋势，即通过采用云平台和大数据技术解决当前城轨信息化建设中的问题。随后讨论在新一代信息化建设的大背景下，作为城轨信息化体系中ATS（列车自动监控）系统的发展方向。根据ATS系统自身发展的需要，进一步说明ATS系统应该深度融合到城轨新一代信息化建设中。关键词：城市轨道交通；信息化；云平台；云部署城市轨道交通列运行车自动控制系统ATC（AutomaticTrainCon—trol）是保证城轨交通运行安全与可靠地重要系统。列车自动控制系统ATS是ATC系统的重要组成部分，为列车安全可靠、高效有序运行提供保障，保证ATS系统的可靠性显得尤为关键与重要。1云平台和大数据技术是城轨新一代信息化建设的发展趋势随着我国城市化进程的不断深入，城市规模不断扩大，城市人口不断增多。交通拥堵、出行不便已经成为城市发展的顽疾。为了解决这些问题，许多城市的轨道交通已经开始从单线运营向线网运营转变。由于多采用系统分立建设方式，当前城市轨道交通信息化建设中相应弊端也逐渐显现。各系统自成体系，各自为政；相互之间资源无法共享，信息不能融合，“信息孤岛”由此产生。为解决上述问题，业内专家提出了采用云计算和大数据技术的新一代城轨信息化体系解决方案。云计算采用计算机集群技术，通过资源池共享和弹性计算方式，可以提高资源复用率。采用云计算技术意味着不再一味追求硬件高性能，而是综合考虑成本、可用性等因素，利用规模经济降低单位运行成本，在保证系统功能和性能的前提下实现系统成本的最优（见图1）。在城轨信息化建设中，统一规划、统一建设各信息系统共用的云平台，有助于解决传统建设模式带来的弊端。采用大数据技术，有助于各信息系统数据融合、数据挖掘，发现数据背后隐藏的规律和知识，提升运营水平，实现城轨从"业务运营〃向"数据运营〃转变。因此，采用云平台和大数据技术的新一代信息化系统解决方案是城轨信息化建设的发展趋势。2软件实现（1） 操作员分配操作权限和操作区域。通过软件配置，对于不同操作员进行操作权限的划分，避免了操作员在操作过程中的超范围操作，中心调度操作员具有对全线设备进行监控的权利，联锁集中站操作员仅允许操作联锁监控区域内的相关车站设备，一般车站操作员只能对本站的设备进行监视的功能，不能对其进行相关操作。操作员在其授权范围内进行操作。访问权限由操作员登录后，获取的有效控制区域来决定。（2） 声光报警。当现场设备出现故障或者操作不符合逻辑运算时，会立即显示报警信息，这些指示可以用声光的手段来表现。报警显示会自动更新并要求用户进行确认。故障元件将受到限制直到故障排除。操作员的每个动作（操作/命令）都会有结果响应（显示）。这些响应可以是听觉或/和视觉的表示，系统以此通知操作员操作正确与否。操作员将对工作站的控制行为负责。（3） 在线进行系统维护和维修。ATS系统故障时，如果故障设备距离维修人员较远，可以通过远程登录的方式，在线对系统进行相关维护与维修，节约了故障处理的路程消耗时间，降低了故障晚点的概率，快速可靠地确保全线网设备正常运行。（4） 在功能失效时采用自启动的备用部件。常用系统软件及接口程序，含有自动看门狗程序及自启动脚本，当前运行中的进程故障异常下线时，触发看门狗程序及自启动脚本，自动重新启动备用部件。（5） 全自动功能。列车自动跟踪系统；自动进路排列系统；列车自动调整系统：a.中央和本地模式下根据偏离时间计算的时刻表调整；b.中央控制模式下的运行间隔调整。3ATS融入城轨新一代信息化体系是其自身发展的需要3.1行车调度指挥智能化和集成化的需要智慧交通是城市轨道交通追求的目标。在城轨调度指挥方面，智慧交通体现在智能化行车指挥调度和智能化综合监控，即形成以智能化的行车调度指挥为核心，由城轨运营生产有关方面（例如：信号、供电、机电、CCTV、PIS、FAS等）组成统一的综合调度系统，具备综合决策能力，实现资源利用的最优化和调度决策的高效化。因此，智能化和集成化是城轨行车调度指挥的未来发展方向。城轨行车调度指挥智能化期望达成的目标：当出现列车运行故障、客流突发性变化以及突发情况或灾害等非正常情况时，结合运营各方面信息以及成功处理历史案例，系统自动快速合理地确定调度方案，及时处理各种异常情况，最大限度地消除突发问题对线路运营造成的影响。城轨行车调度指挥集成化期望达成的目标：当城轨运营发生异常事件时，在有限时间内通过与其他运营生产系统的自动联动关系，完成问题的处理。这要求城轨行车调度与其他专业调度信息互通、资源共享、密切联动，从而提高城轨整体运营调度的可靠性、及时性和正确性。3.2网络化运营的需要对于逐渐形成网络的城市轨道交通，多条线路的运营必须协调，整个城市轨道交通体系才能更加安全、可靠，运行效率才更高。各条运营线路之间信息需要充分共享，以便统一指挥与协调。当一条线路出现突发情况时，可以启动应急预案，统一协调指挥，各线路运营相配合，使异常情景对整个线网运营影响最小化。建立一个集监测、控制和管理为一体的统一的线网调度中心是城轨网络化发展的要求。3.3全自动运行的需要全自动运行系统是城轨列车控制自动化发展的新阶段；在客运、维护维修、行车控制等方面，与既有轨道交通系统相比均有大幅度的提升，实现了高可用、高可靠和高安全。目前全自动运行系统在城市轨道交通建设领域呈现逐渐升温的态势。图2以行车指挥为核心的综合自动化系统架构全自动运行对多系统间信息交互的准确性、及时性提出更高的要求。通过将信号、综合监控、视频监视、乘客信息、广播、站台门等多专业系统深度集成，实现系统间的数据流向简洁化，统一数据源，加快系统信息化，增强系统间联动，从而形成综合调度系统，为全自动运行提供有力支撑。在北京地铁燕房线中所采用的以行车指挥为核心的综合自动化系统架构示意如图2所示。智能化和集成化行车调度指挥、网络化运营、运营应急管理发展和全自动运行的需要，促使ATS系统云平台化和数据融合化，为形成高水平的综合调度奠定坚实基础。结语云计算技术日新月异，笔者所提出的ATS云平台化方式不会一成不变，但ATS系统进一步智能化、集成化和云平台化的趋势不会改变。在未来的云技术支撑下，ATS