计算机论文：南京地铁ATS系统优化方案的计算机研究与实现.pdf

计算机论文：南京地铁ATS系统优化方案的

计算机研究与实现

本文是一篇计算机论文,论文对国外引进的ATS系统的功能和设计

要求作了较为详细的介绍，并根据南京地铁具体使用经验，指出现行

ATS系统在设计上存在的问题，并就如何改进ATS的功能设计和操

作设计，解决存在的问题，作了系统的论述。

第一章绪论

1.1地铁信号控制系统介绍

地铁信号系统的主要作用是自动控制列车运行，并保证行车的安

全和线路的高效利用。信号控制系统主要设备包括：信号装置、联锁

装置、闭塞装置和监控装置等。

多条地铁线路包含在每一个地铁站中，道岔是连接各个线路的纽

带。道岔的位置决定了进路的运行方向，是决定性因素。但是如果道

岔的位置不对或者再排列的进路上已经有列车行驶，那么根据信号机

的防护管理机制，该条进路的所有信号设备就不会开放放行，通过这

种方式来保证列车运营安全。所以信号机、道岔和进路是列车运行的

基本要素，在运行过程中通过线上的联锁设备控制列车，相互制约和

互存，从而保障列车正常运行。另外还存在一种方式就是通过行车闭

塞设备来组织列车在各区间内正常运行，这种方式主要是车站通过行

车闭塞在确定将行驶区间内没有其他列车后安排列车向区间发车。但

在这个过程中要注意沟通，切要防止两个车站在同线上向同区间同时

发车。

地铁上的车载设备和线路上的轨旁设备之间的双向不间断的

通信构成了地铁信号系统的主要工作方式，通过这种方式将地铁行车

的自动化控制体现出来。正常情况下列车会不间断的将当前的运行

方向和速度，以及自身的车体信息和位置等传输给控制中心，控制中

心便会根据列车实时传送的运行动态来计算出列车的最大制动距离。

而这个最大的制动距离成了列车虚拟分区的重要组成部分，为了提高

运营效率，必须在保证列车运行安全的前提下进行，这个移动的虚拟

分区就是由最大制动距离、列车自身长度和列车运行时的防护距离组

成用来保证列车的运行安全距离，从而保障两个相邻的移动闭塞分区

在较高的速度和很小的运行间隔下安全高效运行。

其中的ATS（列车自动监控系统）系统是整个信号系统的

核心，它接收和处理列车运行的所有信息，指挥监控列车运行，可自

动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系

统提供信息，为信号系统提供全面管理功能。ATS作为系统和控制中

心调度员之间的接口，在没有调度员干预时，可以提供自动列车进路

和运行图调整等功能。

1.2南京地铁现ATS使用中存在的设计缺陷

南京地铁运营十年来，使用的主要为西门子或者由西门子

提供技术支持的ATS系统。该系统在使用中暴露出其系统本身所无

法规避的设计缺陷。

1、系统设备在发生故障时，后备模式不能有效支撑列车正

常运行。

2、车次号设计缺陷造成的车次号冲标，不能自排等故障。

3、人性化设计，操作界面使用的不方便。

随着南京地铁线路的不断延伸和增加，上述设计缺陷带来

的隐患也在不断地放大。严重制约了南京地铁交通事业的发展。必须

杜绝这些隐患的产生，对ATS系统进行优化改造，以适应南京地铁

交通事业快速发展的要求。在仔细研究了故障发生的现象阅读故障报

文后发现这些故障多多少少都与系统的设计相关，或者说重新对系统

性能进行设计，更改系统判读的标准和方式可以解决这些故障，因此

需要做的工作包括：

1、在个别车站为系统设计后备ATS系统设备。保证中

央ATS系统中断情况下，

ATS功能的完整性。

2、研究车次号冲标，不能自排等故障原因。重新设计

列车到站，还有故障自排选择等等的标准。为防止列车步进的设置判

断条件。

3、为适应运营需要，规范非时刻表列车设置调整的方

式。增加列车车次号自动调整的功能以防止列车到站倒计时系统（PIIS）

混乱。

4、为了简化操作界面。方便行车调度人员的操作，简

单操作错误带来的行车影响。重新设计了部分人机界面，已经改善了

部分操作方式。

第二章ATS系统原理及关键技术介绍

2.1ATS系统原理

信号自动控制系