無線調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)車次管理的方法摘要:結(jié)合地鐵運營的特點，以無線系統(tǒng)和信號ATS系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成和功能為基礎，闡述了無線調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)車次管理的方法。關(guān)鍵詞:車次;車組號;調(diào)度系統(tǒng) 廣州地鐵二號線無線通信系統(tǒng)采用TETRA數(shù)字集群技術(shù)，具有靈活的分組方式和多種呼叫類型，能夠滿足日常生產(chǎn)、緊急搶險等各種通信需要，同時為行車調(diào)度與列車司機提供重要通信保證。1地鐵運輸管理和無線系統(tǒng)特點 地鐵無線系統(tǒng)主要由中心交換機、基站、調(diào)度系統(tǒng)、無線移動臺等部分組成。無線調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。
地鐵運輸管理中，調(diào)度員通常使用車次號對列車進行調(diào)度指揮。ATS系統(tǒng)根據(jù)已裝載的列車運行時刻表給每一上線列車分配1個車次號。車次號由目的地號、服務號、行程號組成。其中，服務號與車底號(車組號)一一對應，在運行中不變，而行程號會隨著列車運行而改變。 無線系統(tǒng)與信號系統(tǒng)是2個獨立的系統(tǒng)，調(diào)度臺上顯示的車載臺號碼是對車載臺編程生成，通常對應列車的車體號。如果無線調(diào)度臺不能顯示列車車次號，會造成調(diào)度員行車指揮的不便，直接影響行車安全。2車次管理辦法2.1建立ATS系統(tǒng)和無線系統(tǒng)的連接鏈路 ATS和無線系統(tǒng)設備都安裝在控制中心，2個機房相距較近，可直接使用RS422接口連接。無線調(diào)度服務器(CAD)把收到的列車報文傳給行車調(diào)度臺和車輛段調(diào)度臺，如圖2所示。2.1.1鏈路通信方式 該鏈路采用異步、點對點的串行全雙工通道，用幀格式在2個通信端口之間傳輸信息，采用3964R標準的通信協(xié)議。鏈路為非主機工作方式，即任一通信端發(fā)送信息幀之前不需等待尋呼消息。2.1.2信息流程 如圖3所示，發(fā)送端發(fā)出STX，接收端在規(guī)定時間內(nèi)必須發(fā)出DLE標志作為響應，連接成功，通信可以開始。如果接收端不回答DLE而是NAK或其他信號，或超過等待時間，那么這次通信嘗試失敗。經(jīng)過3次通信嘗試失敗，發(fā)送端停止發(fā)送，并給上層程序發(fā)出錯誤信號。 如果連接成功，發(fā)送端開始把發(fā)送緩沖單元內(nèi)的信息傳輸給接收端。接收端在符號與符號間用定義好的字符延遲時間等待，如果超時，接受端發(fā)送一個NAK符號，發(fā)送端嘗試重新發(fā)送信息。如果3次不成功，發(fā)送端斷開連接并報告鏈路故障。 如果緩沖單元內(nèi)的信息全部發(fā)送完畢，發(fā)送端在信號尾加入DLE和ETX，以標志通信結(jié)束。之后再發(fā)送一個BCC標志，接受端需要在規(guī)定時間內(nèi)以DLE信號確認通信成功或以NAK信號告知通信錯誤。2.2建立動態(tài)對應數(shù)據(jù)庫 為了表示列車的編號、當前狀態(tài)等，需要在ATS設備和無線系統(tǒng)上做相應的數(shù)據(jù)表，如表1所不。 其中，車組號作為數(shù)據(jù)表的關(guān)鍵值，是惟一的，且每個車組上安裝的車載臺lD也是固定不變的，因此需要建立車組號與車載臺ID的對應關(guān)系數(shù)據(jù)庫。每當列車信息變化，ATS在15內(nèi)將信息發(fā)送給無線系統(tǒng)的CAD服務器，無線調(diào)度臺通過發(fā)送指令查詢CAD服務器數(shù)據(jù)庫，更新調(diào)度臺上的列車ATS信息，但車組號與車載臺ID的對應關(guān)系始終不變。無線系統(tǒng)的行車調(diào)度臺、車輛段調(diào)度臺上可以顯示:列車服務號及行程號(列車識別號)、頭部車無線號、尾部車無線號、乘務組號、當前線路號等信息內(nèi)容。調(diào)度員可以從這些信息中獲得列車車次號與列車通信，更加方便地進行調(diào)度。2.3系統(tǒng)之間傳遞的報文類型 報文類型:N型(開始新行程)、M型(修改信息)、E型(結(jié)束行程)、P型(位置報文)、R型(請求重發(fā))、D型(刷新數(shù)據(jù))、T型(握手報文)。 信息傳送路徑:T型信息對傳輸鏈路雙向都有效，R型信息只對無線系統(tǒng)向信號系統(tǒng)發(fā)送有效，其他信息只對信號系統(tǒng)向無線系統(tǒng)發(fā)送有效。2.4報文信息的更新時機2.4.1正常運營情況 1.列車由車輛段進入正線運營:由車輛段進人正線，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送N型消息，列車的控制權(quán)按時由車輛段調(diào)度臺轉(zhuǎn)換到行車調(diào)度臺，無線系統(tǒng)的列車服務號及行程號(列車識別號)、頭部車無線號、尾部車無線號、乘務組號、當前線路號及時更改。 2.列車結(jié)束運營:列車由正線進人車輛段，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送E類型消息，列車的控制權(quán)由行車調(diào)度臺轉(zhuǎn)換到車輛段調(diào)度臺，無線系統(tǒng)按時取消列車服務號及行程號(列車識別號)、乘務組號、當前線路號。 3.列車折返:列車在折返區(qū)折返列車，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送M型消息，無線系統(tǒng)的列車服務號及行程號(列車識別號)、頭部車無線號、尾部車無線號相互切換。 4.列車存放:列車在存車線存放，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送M型消息，無線系統(tǒng)的列車服務號及行程號(列車識別號)為“****”。 5.列車位置更改:列車進入每一個車站，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送P型消息，無線系統(tǒng)的列車位置信息按時更改。 6.自動列車號變更:當列車號隨列車運行需要自動更改時，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送M型消息，無線系統(tǒng)的列車服務號及行程號(列車識別號)及時更改。2.4.2特殊情況處理 1.無線系統(tǒng)初始化。無線系統(tǒng)啟動時，還不能夠準確地知道在線列車的使用及其位置。無線系統(tǒng)將發(fā)送一個R型消息，信號系統(tǒng)發(fā)送每列列車當前已定義的行程號D型消息作為回應。 2.若305內(nèi)沒有發(fā)送正常消息的請求時，任一端將發(fā)送一個T型消息以確認對方連接完好。若傳送此消息故障，則認為鏈路故障。任一端重新啟動或發(fā)生鏈路故障后，每305將發(fā)送一個T消息。當消息傳送成功時，清除鏈路故障，同時無線系統(tǒng)把數(shù)據(jù)恢復到初始化狀態(tài)。 3.系統(tǒng)之間信息傳遞中斷或錯誤。當無線系統(tǒng)或ATS故障，或系統(tǒng)之間通信線路故障，在30s內(nèi)無線系統(tǒng)或ATS向?qū)Ψ桨l(fā)送T型消息。當檢測到通信鏈路故障，無線系統(tǒng)調(diào)度臺界面上的ATS圖標由綠色轉(zhuǎn)為紅色，窗口顯示列車信息保持不變(直到ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送新的列車消息才更改)。 4.無線系統(tǒng)與ATS發(fā)生故障，信息中斷，可采取臨時處理措施:①人工變更列車號(司機更改)，司機在信號車載人機接口設備中更改列車車次號;②人工變更列車號(ATS變更)，行車調(diào)度員在ATS的人機接口設備上更改列車車次號;③人工轉(zhuǎn)組，行車調(diào)度員在無線系統(tǒng)調(diào)度臺上使用手動轉(zhuǎn)組功能，把列車從正線組轉(zhuǎn)到車輛段組，或從車輛段組轉(zhuǎn)到正線組。3結(jié)束語 將ATs系統(tǒng)的車次信息接人無線系統(tǒng)，調(diào)度員可在無線調(diào)度臺上使用列車的車次號對地鐵運營進行調(diào)度指揮，提高了地鐵運營服務的安全性。在今后的應用中，還需不斷地對2個系統(tǒng)之間接口技術(shù)進行完善，尤其是接口通信故障告警方面，能夠明確地指示故障位置，以方便維護人員快速清除故障，使地鐵運營調(diào)度更安全、更高效。
地鐵運輸管理中，調(diào)度員通常使用車次號對列車進行調(diào)度指揮。ATS系統(tǒng)根據(jù)已裝載的列車運行時刻表給每一上線列車分配1個車次號。車次號由目的地號、服務號、行程號組成。其中，服務號與車底號(車組號)一一對應，在運行中不變，而行程號會隨著列車運行而改變。 無線系統(tǒng)與信號系統(tǒng)是2個獨立的系統(tǒng)，調(diào)度臺上顯示的車載臺號碼是對車載臺編程生成，通常對應列車的車體號。如果無線調(diào)度臺不能顯示列車車次號，會造成調(diào)度員行車指揮的不便，直接影響行車安全。2車次管理辦法2.1建立ATS系統(tǒng)和無線系統(tǒng)的連接鏈路 ATS和無線系統(tǒng)設備都安裝在控制中心，2個機房相距較近，可直接使用RS422接口連接。無線調(diào)度服務器(CAD)把收到的列車報文傳給行車調(diào)度臺和車輛段調(diào)度臺，如圖2所示。2.1.1鏈路通信方式 該鏈路采用異步、點對點的串行全雙工通道，用幀格式在2個通信端口之間傳輸信息，采用3964R標準的通信協(xié)議。鏈路為非主機工作方式，即任一通信端發(fā)送信息幀之前不需等待尋呼消息。2.1.2信息流程 如圖3所示，發(fā)送端發(fā)出STX，接收端在規(guī)定時間內(nèi)必須發(fā)出DLE標志作為響應，連接成功，通信可以開始。如果接收端不回答DLE而是NAK或其他信號，或超過等待時間，那么這次通信嘗試失敗。經(jīng)過3次通信嘗試失敗，發(fā)送端停止發(fā)送，并給上層程序發(fā)出錯誤信號。 如果連接成功，發(fā)送端開始把發(fā)送緩沖單元內(nèi)的信息傳輸給接收端。接收端在符號與符號間用定義好的字符延遲時間等待，如果超時，接受端發(fā)送一個NAK符號，發(fā)送端嘗試重新發(fā)送信息。如果3次不成功，發(fā)送端斷開連接并報告鏈路故障。 如果緩沖單元內(nèi)的信息全部發(fā)送完畢，發(fā)送端在信號尾加入DLE和ETX，以標志通信結(jié)束。之后再發(fā)送一個BCC標志，接受端需要在規(guī)定時間內(nèi)以DLE信號確認通信成功或以NAK信號告知通信錯誤。2.2建立動態(tài)對應數(shù)據(jù)庫 為了表示列車的編號、當前狀態(tài)等，需要在ATS設備和無線系統(tǒng)上做相應的數(shù)據(jù)表，如表1所不。 其中，車組號作為數(shù)據(jù)表的關(guān)鍵值，是惟一的，且每個車組上安裝的車載臺lD也是固定不變的，因此需要建立車組號與車載臺ID的對應關(guān)系數(shù)據(jù)庫。每當列車信息變化，ATS在15內(nèi)將信息發(fā)送給無線系統(tǒng)的CAD服務器，無線調(diào)度臺通過發(fā)送指令查詢CAD服務器數(shù)據(jù)庫，更新調(diào)度臺上的列車ATS信息，但車組號與車載臺ID的對應關(guān)系始終不變。無線系統(tǒng)的行車調(diào)度臺、車輛段調(diào)度臺上可以顯示:列車服務號及行程號(列車識別號)、頭部車無線號、尾部車無線號、乘務組號、當前線路號等信息內(nèi)容。調(diào)度員可以從這些信息中獲得列車車次號與列車通信，更加方便地進行調(diào)度。2.3系統(tǒng)之間傳遞的報文類型 報文類型:N型(開始新行程)、M型(修改信息)、E型(結(jié)束行程)、P型(位置報文)、R型(請求重發(fā))、D型(刷新數(shù)據(jù))、T型(握手報文)。 信息傳送路徑:T型信息對傳輸鏈路雙向都有效，R型信息只對無線系統(tǒng)向信號系統(tǒng)發(fā)送有效，其他信息只對信號系統(tǒng)向無線系統(tǒng)發(fā)送有效。2.4報文信息的更新時機2.4.1正常運營情況 1.列車由車輛段進入正線運營:由車輛段進人正線，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送N型消息，列車的控制權(quán)按時由車輛段調(diào)度臺轉(zhuǎn)換到行車調(diào)度臺，無線系統(tǒng)的列車服務號及行程號(列車識別號)、頭部車無線號、尾部車無線號、乘務組號、當前線路號及時更改。 2.列車結(jié)束運營:列車由正線進人車輛段，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送E類型消息，列車的控制權(quán)由行車調(diào)度臺轉(zhuǎn)換到車輛段調(diào)度臺，無線系統(tǒng)按時取消列車服務號及行程號(列車識別號)、乘務組號、當前線路號。 3.列車折返:列車在折返區(qū)折返列車，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送M型消息，無線系統(tǒng)的列車服務號及行程號(列車識別號)、頭部車無線號、尾部車無線號相互切換。 4.列車存放:列車在存車線存放，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送M型消息，無線系統(tǒng)的列車服務號及行程號(列車識別號)為“****”。 5.列車位置更改:列車進入每一個車站，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送P型消息，無線系統(tǒng)的列車位置信息按時更改。 6.自動列車號變更:當列車號隨列車運行需要自動更改時，ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送M型消息，無線系統(tǒng)的列車服務號及行程號(列車識別號)及時更改。2.4.2特殊情況處理 1.無線系統(tǒng)初始化。無線系統(tǒng)啟動時，還不能夠準確地知道在線列車的使用及其位置。無線系統(tǒng)將發(fā)送一個R型消息，信號系統(tǒng)發(fā)送每列列車當前已定義的行程號D型消息作為回應。 2.若305內(nèi)沒有發(fā)送正常消息的請求時，任一端將發(fā)送一個T型消息以確認對方連接完好。若傳送此消息故障，則認為鏈路故障。任一端重新啟動或發(fā)生鏈路故障后，每305將發(fā)送一個T消息。當消息傳送成功時，清除鏈路故障，同時無線系統(tǒng)把數(shù)據(jù)恢復到初始化狀態(tài)。 3.系統(tǒng)之間信息傳遞中斷或錯誤。當無線系統(tǒng)或ATS故障，或系統(tǒng)之間通信線路故障，在30s內(nèi)無線系統(tǒng)或ATS向?qū)Ψ桨l(fā)送T型消息。當檢測到通信鏈路故障，無線系統(tǒng)調(diào)度臺界面上的ATS圖標由綠色轉(zhuǎn)為紅色，窗口顯示列車信息保持不變(直到ATS向無線系統(tǒng)發(fā)送新的列車消息才更改)。 4.無線系統(tǒng)與ATS發(fā)生故障，信息中斷，可采取臨時處理措施:①人工變更列車號(司機更改)，司機在信號車載人機接口設備中更改列車車次號;②人工變更列車號(ATS變更)，行車調(diào)度員在ATS的人機接口設備上更改列車車次號;③人工轉(zhuǎn)組，行車調(diào)度員在無線系統(tǒng)調(diào)度臺上使用手動轉(zhuǎn)組功能，把列車從正線組轉(zhuǎn)到車輛段組，或從車輛段組轉(zhuǎn)到正線組。3結(jié)束語 將ATs系統(tǒng)的車次信息接人無線系統(tǒng)，調(diào)度員可在無線調(diào)度臺上使用列車的車次號對地鐵運營進行調(diào)度指揮，提高了地鐵運營服務的安全性。在今后的應用中，還需不斷地對2個系統(tǒng)之間接口技術(shù)進行完善，尤其是接口通信故障告警方面，能夠明確地指示故障位置，以方便維護人員快速清除故障，使地鐵運營調(diào)度更安全、更高效。