ATC、ATP、ATO系统详细介绍文档格式.doc

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当中央和本地ATS功能均不可用时，Microlok自动设置正线追踪的直通进路，并在终端站自动提供折返进路，通过本地操作终端实现联锁进路的设置和取消。

6．车载控制器子系统

车载控制器包括基于微处理器的控制器、相关速度测量及位置定位传感器（在地面应答器的辅助下）。

车载设备与列车的各子系统接口，并通过数据通信子系统与区域控制器接口。

车载控制器负责列车定位、执行允许速度、执行移动授权以及其他有关的ATP和ATO功能。

车载控制器采用三取二表决方式。

五种列车驾驶模式：

ATO自动驾驶模式（AM），连续式ATP监控下的人工驾驶模式（ATPM），点式ATP监控下的人工驾驶模式（iATP），限制人工驾驶模式（RM）和非限制人工驾驶模式（NRM）。

另外，还有一种用于自动折返的模式（ATB），可以实现无人自动折返。

7.数据通信子系统

数据通信子系统在信号系统各设备之间提供双向的﹑安全的数据交换，它提供开放的通信接口和体系架构。

应用国际通行的协议：

有线网使用IEEE802.3，无线通信使用IEEE802.11g，它是一个非安全（Non-vital）的系统，但是通过其传送的消息受安全算法的保护。

DCS能够满足系统对于数据传输延时和数据率的要求。

以太网为所有子系统提供了相互通信的途径。

系统提供双环冗余骨干网络。

ATS接入骨干网络是通过有线交换机实现的。

ATS子系统

一、ATS子系统的构成

OCC的中央ATS子系统，控制列车按时刻表运行。

调度员可分别通过各自的控制终端实现对其管辖线路的运行控制。

ATS系统将的运行状态信息发送到大屏幕显示系统，供调度员使用。

中央ATS子系统由服务器、工作站、网络、软件等构成。

ATS子系统通过数据网络与其他子系统通信并交换数据和命令。

中央ATS子系统、区域控制器、数据存储单元DSU、远程ATS车站控制工作站和数据通信子系统DCS间的通信，由两个互为冗余的以太网LAN配置构成。

LAN通过远程光、电缆设备与每个远程节点通信。

网络复用设备（包括冗余的接入交换机、骨干交换机等）安装在中央控制室、车辆段、相关车站和其他DCS节点所在地。

:

1．ATS主机服务器2台，主/备配置，处理用于集中运行控制ATS应用软件。

2ATS数据库服务器2台，主/备配置，用于处理生成报表的数据库应用软件。

2.ATS通信服务器2台，主/备配置，用于处理和非ATS子系统通信的通信应用软件。

3.ATS培训服务器1台，用于处理集中运行控制的培训软件。

4.ATS用户工作站–包括调度长工作站1台、调度员工作站2台，模拟演示工作站4台，运行图/时刻表编辑工作站1台，用于处理、显示请求和指示。

5.大屏幕接口工作站1台，用于处理和显示请求和指示。

6.接入交换机–配有10/100/1000BaseTX交换机，处理连接到双以太网LAN的设备间据。

7.数据存储系统（SAN）–模块化智能排列存储单元配置在RAID中，用于连接数据库服务器。

8.打印设备–连接到以太网，用于打印报表等。

9.数据传输系统端口–由双路接入交换机接入双路骨干光纤网络，提供冗余网络来用于为ATS、车辆段、车站之间的通讯。

10.预留接口–提供与其他系统的接口。

如果其他系统要求信号系统提供以太网接口，投标方负责提供，如果需要其他串行通信方式，将采用终端服务器进行转换接入。

11.应急指挥控制中心配置ATS行车调度员工作站，具体位置在设计联络阶段确定。

12.远程ATS

ò

ATS车站子系统在指定的某个车站设置一台ATS远程主机服务器和一台ATS远程通信服务器。

这是中央服务器的备份，只有在中央ATS服务器不可用时，才投入工作。

设备集中站的ATS工作站与联锁设备的操作工作站合用，称之为现地控制工作站。

每个设备集中站车站配置一台现地控制工作站（LCW/ATS），一台打印机等设备。

车辆段/停车场各设置一台ATS工作站、一台派班工作站、打印机等

试车线配置一台现地控制工作站。

1、ATS主机服务器

ATS主机服务器采用两台相同的计算机，负责全线的ATS系统功能。

这些服务器主要完成列车追踪，自动调度，自动进路，自动列车调整和控制请求确认等功能。

2、ATS数据库服务器

数据库服务器持续存储接收到的事件、ATS用户控制请求，ATS自动控制请求、报警，并为用户生成包含所有这些数据的报告。

3、ATS通信服务器

ATS通信服务器采用两台相同的服务器，提供与其它CBTC子系统和外部系统间的接口和协议转换。

这些外部系统接口包括：

时钟、通信传输系统、车站通信系统、综合监控系统。

通信服务器装有与外部系统独立通讯的应用软件，不论外部接口是串口还网络。

通信服务器接口应用软件包括协议和信息软件。

终端服务器提供通讯网络与外部系统之间的串口连接。

终端服务器为通讯服务器和外部系统的数据信息提供通道。

4、ATS培训服务器

ATS培训服务器提供与正常ATS服务器环境相关的培训工作站，并具有培训ATS用户的仿真功能。

5、备用服务器

ATS备用服务器设置的主要目的是提供OCCATS应用服务器和ATS通讯服务器的第三级后备，尤其是当OCC的ATS不可用时，仍然可以进行时刻表操作，进路安排以及发车控制。

如果OCC的主服务器和通讯服务器故障，系统将自动切换到备用主机服务器和通讯服务器，切换过程不会影响列车运行。

在这种情况下，备用服务器所在站的ATS工作站可以通过配置实现监控全线或者任意区段。

同OCC的其他ATS工作站一样，根据登录用户的权限来确定工作站的控制范围。

备用服务器的具体位置将在设计联络会阶段确定。

在正常情况下，联锁区域的ATS车站工作站监控列车运行。

联锁区域的ATS车站工作站类似于ATS中央调度员工作站。

ATS车站工作站用户通常仅监视联锁区的列车运行，并不需要控制联锁区域。

如果需要控制联锁区域，有两种实现方式。

第一种是通过ATS车站工作站向中央ATS用户请求控制权。

中央ATS用户可以接受或拒绝该请求。

第二种是联锁的紧急控制，这种方法可以忽略请求/授权协议。

不论ATS车站工作站是如何获得的控制权，都不用授权就可以将控制权返回给中央ATS，ATS车站工作站的用户可以选择并且执行释放功能。

6、运营控制中心（OCC）

控制中心有三种基本类型的ATS工作站：

13.ATS调度工作站：

ATS工作站用于监视、控制线路和列车运行，包括调度员工作站和调度长工作站。

14.ATS“支持”工作站：

ATS“支持”工作站用于维护ATS系统，培训ATS用户，生成/管理列车时刻表和运行图。

15.大屏幕显示工作站：

大屏幕显示工作站用于在业主提供的大屏幕显示器上显示ATS图形界面。

1）调度工作站

包括2个行车调度员和1个总行车调度员（调度长）ATS工作站。

每个工作台均配有两台21英寸彩色液晶显示器（LCD），用于显示信号平面布置图、监控信号系统设备。

总行车调度员只能监视信号设备，并不能控制。

2）ATS“支持”工作站

3）系统管理员工作站

系统管理员工作站是一套单工作站，配有两台21英寸显示器用于监控和维护ATS系统。

这台工作站中具有ATS软件、图形图表和更新的数据库等。

该工作站也是控制中心维护支持工作站。

4）模拟演示工作站

模拟演示工作站用于ATS用户的培训。

该工作站与培训服务器相对应，培训服务器为该工作站发操作指令，以提供仿真响应。

配置一台A3网络激光打印机，用于数据报表打印。

5）运行图/时刻表编辑工作站

运行图/时刻表编辑工作站和LCD显示器用于建立并修改基本的时刻表，该时刻表将被载入ATS系统用于自动运行。

6）大屏幕显示工作站

大屏幕显示工作站是在用户提供的大屏幕显示系统上显示ATS图形界面。

7、ATS远程工作站

概述

在OCC之外，还有三种基本类型的ATS远程工作站。

这三种分别是：

ATS车站工作站，ATS车辆段/停车场工作站和试车线工作站。

车站ATS设备

车站设置远程ATS工作站和打印机。

这些工作站提供列车运行的本地显示和经由ATS授权后的联锁区域本地控制功能。

联锁区域

联锁区域内的ATS车站工作站是单机工作站，各配有两台LCD显示器，用于监视列车运行。

联锁区域内的ATS车站工作站的运行与ATS中央调度工作站的运行相似。

一般情况下，ATS车站工作站用户监视本联锁区内列车的移动，而不需要控制本联锁区域。

设备集中站的ATS工作站与联锁设备的操作工作站合用。

集成了ATS工作站/本地控制工作站功能的现地控制工作站位于设备集中站的本地调度室。

该工作站通过接入交换机（AS）接入DCS网络，并通过串口直接接入到联锁设备。

该工作站有两个任务：

在正常运营条件下，该工作站可实现车站ATS工作站的功能；

在降级运营模式下，如果ATS不可用，该工作站有本地控制工作站的功能。

如果需要控制联锁区域，有两种实现方法。

第一种方法是通过ATS车站工作站向中央ATS用户请求控制。

中央ATS用户可以授权，也可以拒绝请求。

第二种方法联锁区域的紧急控制。

这种方式旁路请求/授权协议。

ATS车站工作站以同样的方式放弃控制权并交还给中央ATS工作站，不依赖于ATS车站工作站用户是如何获得控制权的。

ATS车站工作站用户选择并执行解除控制权功能。

车辆段/停车场ATS设备

停车场和车辆段分别有两台单机工作站，各配有两台LCD显示器。

派班工作站

车辆段/停车场派班工作站，用于列车正线运行以及返回车辆段/停车场所需的换班计划。

车辆段/停车场监视工作站

车辆段/停车场行车值班员依据工作站上显示的ATS列车时刻表，通过联锁控制终端排列车辆段/停车场的出、入段进路。

本工作站也用来监视车辆段/停车场轨道占用情况，以及车辆段/停车场和正线之间的转换区情况，也用来监视车辆段/停车场和转换区之间的进路。

此外，本工作站还是与车辆段/停车场计算机联锁的接口，以获取车辆段/停车场轨道占用情况、车辆段和转换轨之间，停车场和转换轨之间进路情况以及报警情况。

ATS试车线工作站

试车线工作站为单机工作站，配有1台LCD显示器，试车线是CBTC系统的在该区域一个子系统。

终端服务器

二、系统功能

ATS系统对整个的运行进行监督和控制。

ATS提供控制和监督设备来对信号各子系统及其与其他系统接口进行监控。

ATS监视并显示实际运营的列车位置，位置由每列车通过DCS报告。

它可自动调节列车的运行等级和停站时间，以维持时刻表和运行间隔。

还能进行人工操作控制—通过DCS通道对所有或其中一列到站列车进行扣车/解除扣车，办理/取消速度限制，使用区域控制器临时关闭/开放某一区域。

ATS系统具有若干控制等级，可将异常情况或设备故障而产生的不良影响降至最低。

通常情况下控制中心ATS控制全线，当控制中心ATS故障发生（如通信中断），系统切换至某站设置的ATS主机服务器和通信服务器控制全线。

当站级ATS设备故障，Microlok可以建立自动进路及自动折返进路；

也可通过Microlok的本地控制工作站进行人工进路控制和信号机控制，以及按站间闭塞行车。

ATS系统通常自动执行其功能，而无需操作人员的干预。

该系统可根据调度增加列车，不间断地监督每列车的运行，并移出预期结束运营的列车。

ATS子系统收到区域控制器和车载控制器的运行状况信息后，能协同其它子系统对出现的问题做出远程诊断，解决故障。

ATS系统中所有计算机都有自检测试功能，在其启动的时候能够检测系统是否正常。

在供电故障时ATS系统能够命令关闭，在电源恢复时，系统可以自动重新启动和运行系统软件。

主、备设备冗余备用，且相互隔离从而保障防护非正常操作对系统造成的影响。

当发生故障时，主用设备会自动切换到备用设备工作，并产生告警信号。

ATS系统内的用户工作站是可以互换的。

系统磁盘空间利用率低于50％，数据库服务器有能力存储180天事件记录数据，每天的实际运行图至少保留180天。

以上数据可以按需要进行回放，当数据量较大时，应能备份存入SAN或其他媒介中长期保留。

远程工作站计算机系统功能

设备集中站的ATS车站工作站是单一工作站，与联锁设备的操作表示机合用，称之为现地控制工作站，每个工作站配有两个LCD显示器。

车辆段/停车场ATS工作站各有二

（2）台，一台位于派班室，配有2台LCD显示器，这台工作站是用于列车正线运行以及返回车辆段/停车场所需的换班计划。

第二台工作站位于信号楼内，配有二

（2）台LCD显示器，车辆段/停车场信号操作员基于ATS列车时刻表，通过联锁控制终端排列相应的进路。

本工作站也用来监视车辆段轨道占用情况，以及车辆段/停车场和正线之间的转换区情况，也用来监视车辆段/停车场和转换区之间的进路。

此外，本工作站还是与车辆段/停车场计算机联锁的接口，以获取车辆段/停车场轨道占用情况、车辆段/停车场和转换区之间的进路情况以及报警情况。

试车线工作站是单一工作站，配有1台LCD显示器，与试车线控制盘一起用于本地控制和监督单独设有信号系统的试车线。

三、系统原理

1、概述

ATS监视并显示实际运营的CBTC列车位置，位置由每列车通过DCS报告。

还能进行人工操作控制—通过DCS对所有或其中一列到站列车进行扣车/解除扣车，办理/取消速度限制，使用区域控制器临时关闭/开放某一区域。

ATS设计有数个控制等级或模式，可将因操作调度异常或设备故障而产生的不良影响降至最低。

该系统可根据调度增加列车，不间断的监督每列车的运行，并移出预期结束运营的列车。

ATS的人工控制请求优先于自动控制请求。

8、列车识别和列车追踪

1）列车识别号

系统可根据列车运行图自动产生列车识别号，列车识别号可以随着列车的行走自动跟踪。

当列车识别号丢失，系统可根据运行图，列车位置相关信息，自动识别列车，并通过车地通信系统进行校核。

列车从进入“转换轨”开始自动跟踪直到回到车辆段。

在没有道岔或者支线的情况下，如果列车检测装置故障，列车驶离故障区段后，系统可根据运行图中列车的运行顺序，自动识别列车，无需调度员输入相关的列车描述。

列车识别号的具体组成规则在设计联络会中确定。

2）列车追踪

人工列车运行（ATS用户功能）

列车跟踪（TTT）接收ATS用户的请求包括输入，更改，删除或移动跟踪编号（TID），同时，TTT也接收人工初始化请求参数包括目标ID，默认的停站时间，运行等级及惰行模式等。

输入TID

当ATS用户试图在某跟踪位置输入一个TID时，TTT首先检查是否已有同一PVID所使用，如果已用，ATS用户将收到一个错误的结果响应，反之，则在指定的跟踪位置上创建一个列车标志。

如果从这个位置上尚未发出列车报告，那么“等待”TID将一直存在直到从这个位置发出列车报告，如已有列车报告，则“等待”TID将与那列车相关联。

同时，也允许ATS用户预先指定TID给即将驶入正线的维护车辆。

删除TID

当ATS用户试图将一个TID从一个跟踪位置移动到另外一个位置时，TTT首先确保给定的TID和指定的跟踪位置是有效的。

如果都是有效的并且没有其他对这个TID的操作（比如移动或删除此TID），那么这个TID将被移动到目的跟踪位置。

输入维护ID

维护车辆的进入通过输入维护ID功能来实现。

在一般的和策略性的维护情况下都会用到维护车辆。

维护车辆并不发送列车位置报告，他们的检测和跟踪通过计轴设备实现，一旦被ATS系统识别，他们便开始被跟踪。

正常运行时的列车追踪

列车追踪（TTT）功能通过报告上来的列车位置、操作员请求及列车调整请求来完成列车的创建、删除及移动操作。

它在系统中对列车固定ID及追踪ID的当前位置进行维护（管理）。

PVID是一个固定的列车ID，它固化在每辆车的车载计算机中，并同时涂装在列车的车体外部。

在系统数据库文件中事先保存有所有的PVID。

随着新车的加入或旧车的退出，系统配置工具（SCT）被用来在系统数据库中更新PVID。

任何不在数据库中的PVID将被忽略，与该无效的PVID相关的信息也将被忽略。

为了列车追踪目的设置的追踪标识符（TID）与某个列车相关。

TID由两种系统动态方式生成：

通过VR子系统或者通过操作者的命令。

如果TID是由VR设置的，它便被编入当前时刻表运行。

如果TID由操作者设置，那么就不一定被编入时刻表运行。

ATS的线路图可以表示系统内所有列车及其相对应的列车标识。

列车标识通常含有按照时刻表运行的TID。

如果列车标志中不含TID，PVID就会在列车标志中显示。

TTT对列车位置报告、ATS用户请求及车辆管理请求进行不间断的监控，创建每趟车次的TID，并对系统中TID和PVID的位置进行更新。

VR通过接口与TTT相连，以便根据时刻表的要求修正追踪数据。

CBTC列车准备进入运营前，VR发出车辆TID请求。

列车结束运营后，VR请求TTT撤除TID，使列车标志返回到显示PVID的状态。

当列车到达车辆段"

转换轨道"

时，CBTC系统便创建和识别了列车。

因此，在正常情况下，列车是在既有PVID又有TID的状态下进入正线的，此时列车标识用TID来表示。

操作员也可以在轨道上放置TID、PVID或维护车辆ID。

可以通过点击列车标识打开列车菜单来获取有关列车的所有信息。

在正常情况下，列车的检测及追踪是自动完成的而不需要操作员的输入。

此过程始终都在CBTC区域内的所有位置进行。

给操作员提供了人工操作使其可以在系统中增加可能与维护车辆相关的TID，但其不在时刻表中。

当多个CBTC列车占用同一计轴区段时，TTT能够维持它们之间的正确次序。

因此，如果一辆CBTC列车从左端进入而后进行折返作业后又向左运行，系统将根据报告的列车位置正确地对它进行追踪。

同样，在多个CBTC列车占用同一计轴区段的情况下，将显示每一辆车的的列车标识。

在后备模式下使用计轴区段的占用/出清状态进行列车追踪

非CBTC列车的运行依靠计轴区段给出的轨道状态，轨道发生占用的过程（下文将详细叙述）就是其中一例。

当被非CBTC列车（一列或多列车）占用区段的下一区段轨道占用显示有车时，下一列即将离开本计轴区段的列车会被移动到新的轨道占用区段。

TTT保存了非CBTC列车进入计轴区段的次序，并用此信息来决定下一辆离开计轴区段的列车。

计轴区段的占用

当计轴区段被占用时，TTT将寻找一个非CBTC列车标识，将其设置在被占用的区段上。

TTT将对被占用的和先前占用的区段进行反向搜索（与线路运营方向）。

此搜索过程在下列情况发生时中止：

16.找到了一个CBTC列车

17.找到了非CBTC列车

18.到达无效轨道（线路末端）

19.发生了错误（如，无效轨道方向）

20.找到非CBTC列车前，累计未占用轨道（可设置，但是通常设置为1个）数量达到了规定的最大数

如果找到非CBTC列车，TTT将把这个列车移动到计轴占用区段。

如果没有找到非CBTC列车，则在前进方向（轨道占用方向）进行搜索。

一旦搜索到非CBTC列车，则将找到的列车标识从当前区段，经过线路上的所有区段，移动到新的占用区段。

计轴区段的出清

当一个区段出清时，TTT将检查此区段上是否有非CTBC列车。

如果有，TTT则寻找一个区段将非CBTC列车移动到它的上面。

它将按运营方向（或者在没有运营方向时按默认方向）搜索轨道直至下列情况之一出现为止：

21.到达无效轨道（线路末端）

22.单列车正在移动，并且检索到未被设置的轨道未使用占用标志

23.找到一个没有非CBTC列车在其上的被占用区段（它就是TTT要将列车移动上去的轨道）。

此检查还包括那些没有激活的或没有列车的伪占用区段。

24.找到了一个未被占用的、非激活的、并且上面已经有列车或“曾经占用”标志没有置位的区段

如果找到了适当的区段，TTT将在只有一个TID要移动的条件下才进行移动。

只有在以下情况，TTT才会移动多于一列的列车：

在至少一列车上激活了救援操作。

如果TID已经到达线路末端并且进入盲区，那么TID会被系统删除。

如果没有找到合适的区段，区段搜索就会进行原搜索方向的反方向搜索，列车标志随之相应移动。

如果仍然没有找到合适的区段，系统将启动一个可配置定时器（默认值为5秒），如果此情况持续到定时器超时，系统将产生一个报警来提示操作者非CTC列车标识丢失。

车辆段/停车场内车辆跟踪

系统自动完成正线区段内列车识别号的跟踪：

列车自车辆段/停车场出发进入“转换轨”时开始，至列车回到车辆段/停车场后结束。

并能实现列车在车辆段/停车场内车组号的追踪。

车辆段/停车场内的列车跟踪：

中央ATS从车辆段/停车场联锁系统中得到以下信息：

25.轨道和道岔出清/占用；

26.道岔的位置；

27.信号机的显示状态。

列车从正线进入转换轨开始一直显示追踪列车识别号，当进入车辆段后列车显示为车组号停留在段内，ATS系统可以根据车辆段/停车场联锁发送过来的轨旁设备信息实现对车辆段/停车场内车组号的跟踪。

ATP子系统

一、ATP子系