西门子信号ATS系统联锁测试问题分析研究

西门子信号ATS系统联锁测试问题分析研究

任宇平

任宇平

南京地铁运营分公司通号中心江苏南京210012

【摘要】ATS系统是地铁运行的管理系统，实现了列车指挥和运行的同步，保证了地铁的行车安全，提高了地铁的运输效率。本文对西门子信号ATS系统的联锁测试的相关问题进行了对比研究。

【关键词】ATS系统；联锁测试；自动监控

西门子SICAS信号系统即是列车自动控制系统AutomaticTrainControl，简称ATC系统。ATC系统作为现代城市轨道交通，即地铁的信号系统，由以下三个子系统组成：列车自动监控系统AutomaticTrainSupervision，简称ATS系统；列车自动防护子系统AutomaticTrainProtection，简称ATP系统；列车自动运行系统AutomaticTrainOperation，简称ATO系统。

此三个系统共同实现了列车的自动控制，利用信息交换所构成的系统闭环，达到中央控制与实地控制、车上控制与地面相结合的目的。整个系统相互监控，连环制约，打造安全的行车环境。

ATS系统是地铁运行的管理系统，可以进行自动监督，编制列车运行图，控制列车运行及行车间隔，实现了列车指挥和运行的同步，保证了地铁的行车安全，提高了地铁的运输效率。

在我国的地铁建设当中，西门子信号ATS系统的SICAS联锁系统和OC501系统运用在了深圳地铁的一号线和四号线的一期工程以及广州地铁的四号线和五号线。

以下即为列车ATS自动监控系统示意图

一、ATS系统联锁测试运用的基本原理

联锁测试是SICAS与OC501系统通信连接重新建立后的系统表现，能够确保各个系统之间所提供信息的一致。通常，OC501系统与SICAS之间没有出现异常通信的话，是不需要启用ATS系统联锁测试的。如果启用了ATS系统联锁测试，就需要去报服务器对于SICAS数据重新请求的及时准确。但是，此时的OC501系统中的原有数据都不可使用，必须要与联锁数据重新同步。

二、ATS系统联锁测试运用的原因

在地铁实际运行当中，由于系统通信信号过于复杂庞大，所以无论在哪个通信环节上出现通信故障或干扰，都会被启用ATS系统联锁测试。经过多次实践检验，归纳总结了以下几个引起联锁测试的常见原因：

（一）由于设备硬件故障引发联锁测试

1、如果ATS系统联锁测试被启用时，列车的整体设备运行与信号系统都没有发现异常，引发联锁测试启用的故障突然瞬间又恢复正常，那么则可以断定此次ATS系统联锁测试的启用不是由于列车的硬件产生故障所导致。

2、如果列车硬件设备的运行处理能力出现问题，影响整个系统的通信质量，那么就会引起ATS系统联锁测试的启用。例如：COM设备运行出现故障，这是因为，一整套列车硬件设备的配置与投入使用，是以列车初建，首次运行通车前的规模为根据而进行安装与调试，但是由于列车运行年限不断增加，轨道线路不断延长，之前配置的相关设施所提供的能力已经无法满足后期列车运载的需要，所以对于这种情况，就需要将所有设备服务器依照地铁建设的发展而随时进行扩容改造，这样才能避免出现“小马拉大车”的情况。所以，COM设备运行故障的产生，能够引起ATS系统联锁测试的启用[1]。

（二）由于通信软件故障引发联锁测试

1、当LOW出现网卡错误的警告时，表明PROFIBUS网络正在受到某些干扰，这时也会引起ATS系统联锁测试的启用。

2、根据本文前图所示，中央ATS系统与车站ATS系统产生通信异常：由于FEP软件系统存在缺陷而导致当两方通信设备出现被干扰或被中断的故障时，就会引起ATS系统联锁测试的启用。

3、SICAS系统与COM服务器的通信进程存在缺陷，将会导致服务器在通过PCU时与SICAS系统产生通信异常的情况，随之引起ATS系统联锁测试的启用，最严重时，甚至每隔几分钟就会启用一次联锁测试。

4、列车整体设备与系统中还存在某些与ATS系统有相关联系的外系统，这些外系统的接口本身存在的硬件故障，不会引起SICAS系统与ATS系统之间的通信异常，是因为这些设备并没有被连接在SICAS系统与ATS系统的设备之间。但需要注意的是，即使这样，也会有引起ATS系统联锁测试启用的可能，原因就是，这些外系统与联锁系统的设备信息全部都是经过中央ATS系统而汇总在服务器上的，所以，外系统的接口的通信被干扰，也是引发ATS系统联锁测试启用的原因之一。

综合以上几点，我们可以知道，能够引发ATS系统联锁测试启用的原因主要包括：PROFIBUS网络通信故障缺陷、OC51系统的数据处理能力缺陷、FEP软件缺陷及外系统相关缺陷等几点。也就是说，无论ATS系统与SICAS系统和OC51系统之间哪个通信环节出现问题，都会引发ATS系统联锁测试的启用。

（三）由于通信电缆故障引起联锁测试

对于这类原因引起的联锁测试，我们需要在地铁运行中不断进行实践研究。通信电缆是通信信号的有效载体，是信号传输的媒介，一旦通信电缆在对通信信号进行发射、传输与接收时出现故障，产生通信异常，就会引发ATS系统联锁测试的启用。即当ATS系统与SICAS系统和OC51系统的任意两系统之间出现能够导致系统中断，数据传输丢失的通信干扰时，将会即刻引发ATS系统联锁测试的启用[2]。

三、运用ATS系统联锁测试时存在的问题与解决方案

（一）在实际的地铁设备运行及系统操作中，因顾及故障数据采集所产生的风险，导致对于引发ATS系统联锁测试启用的故障数据掌握不足。所以，在今后的地铁建设发展中，系统操作者需要与相关生产商共同研究，制定故障数据的在线采集方案，评估因此而产生的风险，并预先进行风险管理，从而得到有效数据。

（二）对于服务器的通信进程的缺陷问题，则需要及时对中央ATS系统进行扩容改造，使其能够与其他硬件及系统同步配合，提升地铁运行整体性能。

（三）对于正在不断进行实践摸索的有关通信电缆所引发ATS系统联锁测试启用的问题，则需要与通信电缆专业人员共同研究，综合采集中央ATS系统与车站ATS系统的数据，找出相关联系。

结束语：

综上，在实际的地铁设备运行及系统操作中，尤其在地铁运行初期时，行车间隔密度低的情况下，相对于其他故障反应来说，ATS系统联锁测试并不是频繁发生的，并且可以自动恢复。但随着地铁建设的急速发展，对于此项问题的研究越发迫切。ATS系统联锁测试已经对地铁整体运营产生了一定的影响，如果不进行深入研究，一旦发生地铁事故，将会造成无法挽回的后果。我国目前为止对于ATS系统联锁测试的问题研究尚处于初步摸索阶段，还没有相关的理论指导与有效的数据参考，所以，需要我们在实际操作中，多部门协调，多方向研究，勇于实践，不断探索，逐步积累经验，从而完善关于西门子信号ATS系统联锁测试的发生原因、处理方案等相关内容的理论研究及实际指导意义。

参考文献：

[1]朱永宏.哈尔滨地铁1号线联锁测试工程实践技术探讨[J].科技咨询.2013：55-56.

[2]吕翔.西安地铁二号线联锁测试方案与实践[J].科技致富导向.2015：27-29.