ATS列車調整系統

陶冶

【摘要】列車運行調度指揮正朝著自動化控制方向發展，其中離不開ATS列車自動監控系統的支持。ATS列車自動調整系統的建立對我國鐵路運輸生產意義重大，是列車調度指揮方式改革的目標和方向。本問簡要賈少了ATS列車追蹤系統的原理以及在列車調整系統中的應用，并通過模型的建立實現了實際路線的仿真驗證，希望能對快速有效的運行計劃的建立和調整提供完美的解決方案。

【關鍵詞】ATS；列車自動調整；交通

中圖分類號：C913文獻標識碼： A

ATS列車自動監控系統是在線列車運行過程中人工調整或自動化調整的基礎和前提。列車子宮監控系統和以實時監測在線運行列車的運行路線和故障情況，行車調度員在對信號進行分析后對偏離基本圖的列車進行校正，由系統調整計劃使其恢復正常運行。

在計算機飛速發展的今天，為了更好的發揮其作用，人們考慮到可以通過計算機程序的編寫實現列車調度的自動調整，改變以往只能依靠經驗豐富的鐵路工作人員根據列車運行情況和對未來的正確預判才能實現列車調度的傳統。列車運行調度的智能化對優化調度方案、克服認為調整隨意性以及提高系統工作效率都有幫助。而且依據ATS協同閉環系統的特點可以根據不同列車運行的具體情況建立計劃調整模型，從而得到最有效的運行計劃調整方案。

一、ATS簡介

列車自動機監控系統ATS(Automatic Train Suppervision) 是一個集現代數據通信、計算機、網絡和信號技術為一體的分布式的實時監督控制系統，通過數據通信網絡與列車自動控制系統中的其它子系統進行數據交互及協調配合，共同完成對地鐵運營列車、信號設備的管理和控制。ATS 提供控制中心信息顯示、信號控制、列車跟蹤與控制、控制區域管理、運行圖編輯，以及報警、回放、輔助維護等功能。ATS 將列車車次號作為列車的標識符，在系統中車次號與列車綁定、一一對應，實現列車的識別追蹤，并且通過在人機界面準確對應現場位置，為調度員完成列車控制、列車調整提供可視化依據信息。

二、列車追蹤原理

列車車次號等信息可以有ATS列車追蹤系統實時監測并通過鐵路通信系統進行信號的傳遞。信號傳遞到計算機處理中心時，可以再計算機內部莫比出檢測到的列車運行的區段行程。此外，計算機系統還能獲得聯鎖信號的設備信息以及列車位置信息等，為調度的實施提供依據。

ATS 的列車識別追蹤功能，需要跟蹤列車運行，確定每列列車在系統中的位置。列車從車輛段開始經過轉換軌進入正線，在轉換軌投入運行時，系統自動匹配時刻表，并將列車按照計劃賦予相應的車次號。車次號的目的為折返站的編號，折返列車到達目的地后，系統將自動更改為按照計劃的下一個目的地號；當無法自動獲取列車車次號時，必須由調度員人工輸入。調度員可以通過 ATS 具有操作權限的工作站輸入車次號。

列車追蹤模塊，需要通過通信接口從聯鎖或者車載控制器中獲取列車的位置，結合列車調整命令給出列車位置追蹤。在 CBTC 系統后備模式下，列車的位置根據聯鎖信息信號機、軌道區段狀態作為列車識別追蹤的判斷依據。在 CBTC 系統模式下，通過無線通信直接獲取列車位置。在人機交互界面上車次號隨著列車的運行在站場圖追蹤移動，實時顯示在列車占用的對應軌道對應站場圖的車次窗內。

三、ATS列車運行調整系統模型的建立

本文以重慶城軌較新線ATS的列車自動調整模型為依據進行相關介紹。重慶城軌較新線東起市中心區商業繁華地帶的較場口，經臨江門、牛角沱、大坪、楊家坪、動物園、大堰村等到市西部工業中心新山村，共17個車站，全長17.4km，按全線、大坪上、大坪下等環路實現列車閉環運營。城軌采用閉環運營，列車運行是一個動態過程。隨著時間變化，技術條件也在不斷變化(車站接發車能力，機車周轉狀態等)。因此，對模型采用動態規劃算法處理，將列車運行調整分為多個階段，各階段在符合約束條件的前提下，按目標函數采用不同策略。為避免調整中使用窮舉法帶來的組合爆炸問題，使用了一些定量化決策，確定分支的部分限定，提高實現效率。具體實施方案如下

1.設置運行圖列車調整次序，按實現、部分實現、計劃開始時間依次排序。

2.單車調整，根據機車在線狀態和機車折返時間，確定列車始發時機。

3.逐點調整，按約束條件式測試節點，考慮節點的前后區間沖突、車站股道使用沖突、列車追蹤間隔等技術指標。

4.對不滿足約束要求的節點實行調整，原則為: ①自身調整，不引發其他車調整; ②本節點調整，修正次序為發車時間、使用股道、接車時間，選取調整幅度最小的方案;③本節點無法調整，返推上節點，也可從開始節點推算。

5.全圖調整后，記錄最終目標結果。更換各點調整策略，重復2—4。

6.根據多套調整結果的目標效果，確定最終調整方案。

7.依靠專家數據庫提供的歷史調整方案，降低調整難度。

四、調度系統及信息平臺發展趨勢

整個調度系統中，上層應用將專注于用戶交互和具體業務邏輯，信息平臺則側重于提供底層數據服務功能。借助于平臺靈活的組織架構，通過數據采集、轉換、集成分析，將數據進行深度整合與關聯，建立一整套包括數據傳輸、存儲、計算、挖掘、可視化呈現的技術服務體系，并在此基礎上提供一個統一的數據開發平臺完成用戶認證、數據鑒權、工作流、監控告警、數據管理、數據開發等工作，實現一套完整數據服務虛擬平臺。

五、結束語

我國鐵路的發展在建國60多年的時間內可謂是發展十分迅速，并且取得的不小的成績。但我們任然面臨著日益增長的運輸需求與鐵路運輸能力不均衡的矛盾，傳統的鐵路運輸調度由于效率較差很難滿足日益增長的運輸需求。為了改變這一現狀，人們開始尋求借助計算機與鐵路通信技術的協助，通過鐵路運輸調度自動化系統的建立實現高效率的鐵路運輸體系的建立。鐵路運輸自動化系統是建立在ATS列車追蹤系統的信息反饋基礎之上的，因此，我們必須通過加強對列車追蹤系統信息傳遞與處理時效性的研究，通過對列車運行信息的正確處理得出最優的列車調度方案，實現高效率的列車運行與調度。

參考文獻

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