张馨月

（绍兴市轨道交通集团有限公司，浙江绍兴 312000）

全自动运行条件下，轨道交通行业弱化了司机对列车的操作，可由控制中心统一进行远程控制，实现列车的正常运行，如自动休眠、自动唤醒、自动准备、自动运行、自动停车以及自动开关门等功能，具有高度自动控制，降低人为误操作等特点。本文主要对城市轨道交通信号系统内部子系统之间的接口功能进行分析。

1 全自动运行系统的特点

随着轨道交通事业的飞速发展，目前我国的轨道交通运行模式已经从人工驾驶操作阶段逐步发展进入机械自动化阶段。目前，我国上海、北京、成都、太原、苏州等部分城市已开始在轨道交通运行中应用城市轨道交通全自动运行系统，绍兴、宁波、徐州、南宁、合肥等城市正在筹备并准备建造全自动运行模式的轨道交通。

轨道交通全自动运行系统是以现代计算机技术、通信技术、控制技术和系统技术集成等技术为基础的新兴城市轨道交通系统，实现列车运行全过程自动化，提高城市轨道交通操作系统的安全性和效率。全自动运行系统是衡量城市轨道交通系统功能性和性能先进性的一个尺度，可以进一步提高系统的可靠性、安全性、可用性和可维护性，进而提高运营过程中相关系统的应急处理水平，提高系统自动化水平，减少人工操作及降低人员劳动强度，进一步提高城市轨道交通运行系统的安全性和运行效率；提高RAMS水平，提升自动化水平，降低人工劳动强度，提升后期运营或系统应急处理的能力。

2 ATS子系统的新增功能

ATS子系统是集轨道交通远程行车指挥、控制与信号采集为一体的重要系统。在全自动运行系统中，其作为信号系统的人机交互界面，功能上也得到了深度强化及完善。

2.1 蠕动模式

城市轨道交通全自动运行的蠕动模式是全自动运行模式的新增后备模式。该模式可在列车主要通信信号终端网络中断后保障列车安全运行的情况下使用，其功能是保护乘客和列车的安全，故蠕动模式也可称为降级的全自动运行模式。全自动运行列车采用蠕动模式运行时，需要保证能够实现列车精准定位，同时使列车能自动限速运行至下一站台并清客，清客后由站台相关工作人员登车进行故障处理，保证列车的运行安全。

2.2 线路监控

进行线路监控时，应保证在原有功能的基础上增加可自动显示线路内的自动控制区域和非自动控制区域范围，能在线路区域内设置允许/禁止全自动运行授权功能。为保证相关作业人员以及乘客的安全，应新增具备人员防控开关状态、洗车机状态、洗车库库门状态等进行监测显示，并能在控制中心进行远程控制。

2.3 列车监控

进行列车监控时，应保证在原有功能的基础上增设列车自动休眠、列车自动唤醒、列车自动检测、列车自动准备、正线服务、列车位置自动校正、列车自动洗车、列车自动报警等相关功能，提高列车启动及列车运行时的联动性，便于列车出现相关故障时能够及时发现并进行维修。新增远程紧急制动/缓解功能、远程车门控制功能、火灾确认功能、车辆故障复位及远程旁路功能等，大幅度提高了列车运行出现紧急情况时的安全性及便捷性。

2.4 维护检测功能

维护检测功能的原有功能包括接收列车牵引制动、蓄电池、广播、车门、视频监控等各系统状态故障以及相关报警信息，保留原有功能的基础上，对信号新增车载设备、新增信号地面设备状态进行维护和管理。

3 ATS子系统内部接口及其功能

在信号系统中，列车自动监控子系统（ATS子系统）是信号系统的重要系统，其功能是用于监视列车运行、控制列车运行方向、信号设备管理、自动运行和调整等场景。ATS的控制功能需要与其他子系统进行相互协作才能实现，如ATP子系统、ATO子系统、DCS子系统、MSS子系统等，负责系统间的数据交换和信息传输，保证信号系统的安全性和可靠性。

3.1 与ATO子系统的接口

ATO子系统是列车自动控制子系统，由ATO地面设备和ATO车载设备组成，安全等级为SIL2。工作机制：通过ATP子系统的保护，根据ATS子系统所发出的指令，实现列车自动驾驶操作，通过ATO子系统对列车速度进行自动调整以及对列车开关车门的自动控制等。

（1）ATS子系统与ATO地面设备。

ATS子系统向ATO地面设备发送列车停车控制命令，经过车地无线通信系统进行自动停车。若列车在进站停车过程中未到相关停车点，或超出了设定的停车精度，ATO子系统将自动启动对位调整功能。

（2）ATS子系统与ATO车载设备。

ATO子系统实时生成实际列车速度曲线，与控制中心所发送的计划列车速度曲线进行对比。在ATP子系统的保护下，若超速行驶，列车应准备实时启动自动紧急制动装置并发出相关报警提示。此时系统根据不同的紧急制动原因，采取不同的紧急制动缓解方式，如自动缓解、远程人工确认缓解、司机人工缓解，实现列车自动调整功能，使列车能够正常运行。站台值班员人工清客确认、系统收到远程请客确认指令后，ATO子系统才能自动关闭该站的车门和站台门，也可采用联动该站自动扣车功能实现自动关门操作，人工确认清客完毕后解除扣车，列车将自动发车。ATO子系统车载设备还应具备列车休眠和唤醒功能的辅助设备，并将相关信息发送到ATS子系统控制中心。

3.2 与ATP子系统的接口

列车运行防护子系统（ATP子系统）由轨旁ATP和车载ATP组成，负责监督列车安全速度运行，列车超过规定最大允许速度时，立即自动实行制动操作。

（1）ATS子系统与轨旁ATP。

轨旁ATP向ATS子系统发送轨旁信号机、计轴器、转辙机、应答器等的状态信息；ATS子系统向轨旁ATP发送列车运行数据信息，包括列车车门与站台隔离门对位状态信息、车站停车信息、扣车/跳停状态信息等。在此基础上，还应该增设人员防护开关（SPKS），保证提供相关人员的安全防护，防止全自动运行状态下，相关人员进入人工作业区域时启动，符合故障-安全原则。

（2）ATS子系统与车载ATP。

车载ATP向ATS子系统发送运营状态和故障诊断状态等信息；ATS向轨旁ATP发送控制命令信息、时间命令信息等。在ATP子系统的保护下，当列车超速行驶，ATO子系统实时准备实施自动紧急制动并进行紧急制动缓解。列车产生紧急制动或者紧急制动缓解时，车载ATP均会向控制中心发送相关报警信息。

3.3 与CBI子系统的接口

CBI子系统是计算机联锁子系统，主要功能包括联锁控制功能、显示功能等。在全自动运行模式下，联锁系统能够自发向ATS子系统提供人员防护开关控制状态、洗车机开关状态和洗车库开关门状态等。ATS子系统向CBI子系统发送联锁控制命令，通过继电器动作以及电位显示，对联锁设备进行控制，如信号机、转辙机等。记录并存储故障检测进行诊断，向ATS子系统进行信息传送，将联锁设备的状态反馈回ATS子系统中，发送到相应子系统进行信息处理。

3.4 与MSS子系统的接口

城市轨道交通信号维护支持系统（MSS子系统），其功能包括实时监测信号设备状态，对各信号各子系统设备状态信息进行分析、处理和存储，当MSS子系统自动监测到信号设备工作状态异常时，须及时发出预警和报警。维护支持子系统是城市轨道交通信号设备维护和维修的工作平台，是提高信号系统设备的维护质量和维护效率的有效手段。维护监测子系统能够对信号车载设备、新增信号设备状态进行维护和管理。ATS子系统将故障和维修信息发送给MSS子系统，MSS子系统将所监测到的信号以及对状态信息的分析处理结果发送到所属信号维护工作站，使调度人员能够及时对故障进行维护通知，遵循故障-安全原则。

信号系统接口如图1所示。

图1 信号系统接口图

4 结语

全自动运行系统具有更完善的自动控制功能，其信号系统功能的实现依赖于各个子系统控制接口间的相互作用。信号系统的新增功能也应实现联动，以保障列车运行安全。此外，信号系统与外部接口之间安全可靠的相互作用也是重要环节，仍需进一步研究。