列车自动监控系统服务器的维护
Maintenance on ATS system servers：
摘要：由于ATS系统服务器在地铁运营中的重要性，对维护工作提出了更高的要求，如何通过有效的维护减少服务器故障的发生，在故障时如何利用准确的方法快速恢复，是运营维护部门必须解决的问题。本文结合南京地铁一号线运营3年多ATS系统服务器的维修实践，探讨服务器的维护、软件备份以及故障排查方法。
Abstract: As the ATS servers are the most important servers of metro signaling system, the maintenance requirement for them is much higher. How to reduce the failures and accelerate the recovering from failure is the must conquer problem of the metro operation and maintenance department. This article describes the methods of server maintenance, system backup and trouble shooting, based on the experience of 3 years operation of Nanjing Metro line 1.
关键词：ATS系统；服务器；维护；软件备份；故障处理。
Key words:ATS system, Server, Maintenance, System backup, Trouble shooting
ATS（列车自动监控）系统是ATC（列车运行自动控制）系统的一个子系统，担负着列车运行及整个信号系统的监督和控制任务。ATS系统主要由服务器及网络组成，所以服务器的维护工作至关重要，如何保障服务器正常运行，减少故障率，在服务器发生故障后能快速恢复，是ATS系统维护员的必备技能，下面结合南京地铁一号线ATS系统服务器3年多的维护经验做一些探讨。
1ATS系统服务器组成
ATS系统服务器有两台COM服务器，型号为Sun Blade 2500，两台ADM 服务器、一台REPORT服务器和七台MMI服务器，型号都为Sun Blade 1500。Sun Blade 2500配置：64BIT 结构;1.28-GHz UltraSPARC IIIi 处理
器;DVD 光驱；36GB硬盘；1GB 内存；20 英寸液晶显示器；鼠标；键盘。Sun Blade 1500配置：64BIT 结构;1 GHz UltraSPARC IIIi 处理器;DVD
光驱；80GB硬盘；512MB 内存；20 英寸液晶显示器；鼠标；键盘，其中MMI为两台显示器。安装的系统软件为Solaris 8,应用软件为基于Spectrum 4.3的VICOS 501系统。
2ATS系统服务器的常规维护方法
在日常维护工作中，除了定期进行用户访问、除尘以及检查服务器电源和散热风扇工作是否正常之外，运用一些方法对计算机内部硬件和软件进行监督检查，掌握服务器的工作性能，排除故障隐患。
定时重启服务器
服务器长时间运行过程中，会产生很多沉余的程序，占用内存和CPU 资源，另外在系统中产生一些临时的信息文件，如在/home/s/sys、/tmp、/var, /home/logs 目录中。定期执行服务器重启可以激活清理临时盘区的脚本，对系统的部分临时文件进行清理，净化硬盘空间，同时释放更多的内存和CPU资源。
硬盘空间检查
硬盘的检查主要是硬盘的使用量、读盘和存盘的速度，硬盘的空间情况可以通过df命令进行检查，在命令行窗口内输入df –k，可显示本计算机硬盘各分区的使用情况，如果发现硬盘某一分区使用比率较大，还可以通过du命令找出分区中哪一个目录和文件占用了大量硬盘空间。如录放的次数过多或时间过长，大量的记录文件没有及时清除，系统故障时产生的core 文件过大等造成硬盘空间被占用，可以根据情况进行相应清理或转存。硬盘根分区如果已用90%以上，可能会造成计算机运行速度变慢，甚至不能正常启动。
进程监督
服务器操作系统和应用软件运行的程序，不管是前台运行还是后台运行，都会有相应的进程，做为系统维护人员要知道各服务器频繁运行的进程名称。可以用ps –la命令显示频繁请求运行的所有进程及其详细状态信息，也可以用syq_no命令查看没有运行或被破坏的进程，监督进程和系统资源的利用情况。在运行过程中有可能进程被终止了，在系统信息文件中会产生相应的报告，有些进程虽然被终止，但对运营并没有明显的影响，如time进程终止，时间长了可能因时间不同步出现偏差，影响服务器的信息传送。又如falko进程终止，只有在从falko工作站上传新编的时刻表时上传失败。如果发现进程被终止，或知道OC 501 对象的进程名，可以用别名命令“psg 进程名”，无论该进程是否在运行状态，将被找到并激活进程。有些进程在被终止后会通过系统的软总线发出报告，并有可能激活系统存活检查而使主备服务器切换或宕机。
系统信息查询
在/var/adm目录中的messages文件，记录整个系统的运行信息，从该文件中可以知道是否有足够的存储空间、是否有对系统的未经授权访问和操作、系统有关的操作信息、是否有3000以上错误代码信息出现、VICOS 501运行信息等。是分析服务器运行情况的主要依据，处理故障时可根据信息的提示进行排查。
3用实用程序进行系统维护和检查
在应用VICOS 501系统中，提供了部分系统操作和检查的实用程序，通过实用程序可以进行系统操作和运行状况检查，辅助系统维护员对服务
器的分析和维护。
SPV实用程序
SPV 是一个查询实用程序，起到系统监控的作用。可以使用实用程序查询服务器的状态，也可以手动进行服务器状态的切换和重启，是系统操作员常用的工具之一。服务器有四种状态，分别为NC（独立未连接)、RU （启动)、PC（进程管理或主用) 、SB（备用），用命令spv> show me v 显示本服务器的状态信息，用命令spv sh ser all显示全部VICOS 501服务器的状态信息。在验证主、备服务器的切换是否正常时，可用命令“spv> change 主备”实现服务器切换。通过命令“spv> restart 服务器名”重启服务器，通过命令“spv> change 服务器名 PC”、spv> online、spv> offline 改变服务器的工作状态等。
服务器发生故障后，在“历史文件”中会产生一条故障记录，可通过命令“spv> table v”进行所有历史记录查询，有利于维护员分析故障。
系统统计SOS查询
SOS 是系统统计的服务程序，传送关于内部VICOS 部件的统计数据，比如软总线地址、目标、关系等。SOS 可以通过‘rootright-菜单’或者‘Shell 工具’启动SCtool 1.11.SOS显示窗，从显示窗中可以了解系统统计的相关信息，有利于分析系统的运行情况。
其它实用程序
dbr实用程序用于加载和卸载数据库关系，数据库关系贮存成一个文件" dbr_nj_
的作用，但系统维护员可在没有运行OC 501情况下，使用mcq实用程序查询服务器状态。
4服务器软件备份方案
软件备份是服务器维护的重点工作，具备完善的备份，首先可以防止突发大灾难，数据完全丢失；其次可防止系统中长时间未被发现而被带进的复制中的故障，如病毒入侵等；另外还可以防止人为破坏，以及硬盘故障，方便完全原样重建，从备份方式上看有部分备份（增量备份）和全部备份两种。
冗余提供的软件自备份
在ATS系统服务器的设计上可看出，COM服务器两台，设计为热备冗余，软件完全一样。ADM服务器两台，设计为备份冗余，软件也完全一样。七台MMI服务器设计为硬件冗余，软件和功能基本相同。从维护角度看，服务器均具备了相互备份，一台服务器故障时完全可参照其它服务器进行软件恢复。如个别软件损坏，可从另一台服务器上拷贝，从而快速恢复。
应用磁带备份
利用冗余备份软件不能异地保存，只能作为恢复软件故障的一种途径。主要软件和归档数据等可通过部分备份方式，备份到磁带上异地保存，需要时再进行重建。主要使用实用程序“dbr”和命令“tar”、“compress”来实现备份和重建，需备份的有ADM服务器的/home/s目录中的内容，“OC 501 Database”对象组/home/s/sadm/scripts等。另外，服务器自带的操作录放功能，进行录放产生的录放文件需保存时，也可以用“tar”命令转存到磁带上进行长时间保存，需要时可重建回放。
硬盘镜像备份
服务器硬盘全分区备份，主要利用“dd”命令进行全盘镜像，发生硬盘损坏时可用镜像硬盘快速恢复。由于备份执行时间较长，备份前做好充分准备，利用运营停止时间内完成。操作时要用单用户引导重新配置服务器，用“format”命令确认硬盘挂接是否正常和挂接的位置，填写“dd”命令选项，镜像完成后必须执行安装boot块配置。重建时，用备份硬盘代替故障硬盘，用“boot –r”进行重新配置引导服务器即可。
5服务器故障处理
服务器变慢或死机
发生服务器运行变慢或死机，首先重启服务器，如果重启不能排除，需检查机箱和CPU风扇，确认风扇正常，再检查内存条是否损坏，或硬盘空间是否不足，可通过查阅/var/adm/messages文档，根据提示进行处理。
服务器无法正常启动
常见问题是键盘、鼠标连接不正常，可根据开机显示的提示排除。如果是意外断电或非正常关机造成的，最常见的问题是软件丢失或硬盘故障，如果是操作系统软件损坏，开机可进入OK界面，并会提示哪些软件找不到，可试着用“boot -ar”引导修复，如果不能修复，可用系统光盘引导修复。如果提示为硬盘损坏，只能用备份硬盘进行更换重建。如果系统启动正常，只是提示个别应用软件找不到，可以用备份软件进行修复。因服务器启动时需与其它服务器交换数据，如果网络连接不正常，也无法正常启动。出现服务器连接故障时，首先排除交换机和网线故障，其次查看服务器的网络配置情况，可以在/etc/ether.erio文件中查看以太网地址分配，在/etc/hosts
中确认IP、主机ID配置，并可以ping其它服务器判断连接情况。
服务器不能开机
开机无任何反应，开机灯不亮。首先检查电源是否正常，排除输入电源和电源模块故障。可以开机，开机灯亮，可根据开机时主板的报警音判断主板、内存、显卡、CPU等故障原因，如果是主板损坏，更换主板必须有一个与电脑的“host-id” （主机号）连接的授权程序才能使用OC 501 软件系统。
服务器故障处理流程
ATS系统服务器故障时的排查流程如图1所示。
图1 服务器故障排查流程
6结束语
由于ATS系统的服务器均为24小时运行，故障时也要求对运营的影响降低到最小。服务器虽然设计了冗余备份，但如果在无冗余情况下运行必将存在较大风险，所以如何在最短的时间内排除故障，是ATS系统维护员面临的责任。南京地铁一号线开通3年多来，出现过几次服务器故障，维护过程中逐步积累了一些经验，正确的维护可以减少故障的发生，灵活运用硬件和软件备份可以做到故障快速恢复。
参考文献：
［1］（美）Jalice Winsor著，宇尘翻译组译. Solaris 8系统管理指南［M］.机械工业出版社. 2002.
［2］SIEMENS. VICOS OC 501维护手册［S］. (2005-10) [2008-7]
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍 城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：—列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）—列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）—列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。 2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。 3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这
一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。固定闭塞ATC 系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。固定闭塞速度码模式ATC 是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。以出口防护方式为例，轨道电路传输的信息即该区段所规定的出口速度命令码，当列车运行的出口速度大于本区段的出口命令码所规定的速度时，车载设备便对列车实施惩罚性制动，以保证列车运行的安全。由于列车监控采用出口检查方式，为保证列车安全追踪运行，需要一个完整的闭塞分区作为列车的安全保护距离，限制了线路通过能力的进一步提高和发挥。能提供此类产品的公司有：英国WSL公司、美国GRS公司、法国ALSTOM公司、德国SIEMENZ公司等。2、目标距离码模式（曲线式）目标距离码模式一般采用音频数字轨道电路或音频轨道电路加 电缆环线或音频轨道电路加应答器，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。通过音频数字轨道电路发送设备或应
高速列车运行监控系统解决方案 高速列车行驶监控系统是我公司联手世界著名无线监控公司——美国海康泰克，共同开发的国内领先的无线视频监控系统，在120KM时速条件下，图像稳定、清晰、流畅。非常适合于列车行驶状态、乘客出行安全监控，是我公司的又一创新力作。 特点有三： 1、采用无线网桥，不走线，成本低； 2、车厢任意编组，监控系统不受影响； 3、高速运行下图像稳定，画面清晰。 一、项目特点 列车监控与通常意义上的监控有很大不同：
一是列车车辆结构特殊，无法布线，必须做成无线网络。列车每节车厢相对独立，高速运行时，相连车厢的线缆连接存在很大问题；再则列车编组变化时，线缆切换更是不易解决。 二是列车车厢和车厢数量不固定，特别是在节假日、客流高峰时期会根据旅客数量的变化经常变动，随时会有增加或减少，监控画面的数量也会有所变化，监控系统必须适应这种列车编组情况的变化。 三是列车是高速运行的，在高速运动状态下，监控系统要性能稳定。列车运行时，速度时高时低，并不稳定，在不同条件下，无线信号要平滑切换，保持连续、平稳。 针对列车监控的以上特点，经反复比对、试验，我们发现海康泰克 5810IP5.8G无线网桥在这方面有着无可比拟的优良性能，非常适合列车运行监控。 二、设计思路 1、建立无线网络 我们设计在列车的中间车厢一端安装一个360°全向天线5830IP无线网桥，作为总的网络信号接收端；在每节车厢上方安装一个内置天线的5830PE60°定向无线网桥，网桥方向指向中间部位的接入端无线网桥，作为网络信号的发射端，将信号汇集到中间车厢的总接入端无线网桥。因为5830IP无线网桥是双向的，两个网桥之间可以双向访问，这样就等于是整列火车形成了一个闭合的、互通互联的无线网络系统，各车厢之间可以互相访问。 不过，该火车的无线网络是若干个独立的无线网桥组成的，每节车厢之间虽然网络互相贯通，但并不相互依赖，除接入端无线网桥一外的任意一组网桥都可以变化，可以数百节车厢相连，组成一个很大的无线网络，也可以只有几节车厢
列车自动防护（ATP）系统的功能 发表时间：2012-02-28T09:54:06.477Z 来源：《职业技术教育》2012年第01期供稿作者：石萍[导读] 定位的任务就是确定列车在路网中的地理位置。 石萍（黑龙江交通职业技术学院黑龙江齐齐哈尔161000）列车自动防护（ATP）子系统，即列车运行超速防护或列车运行速度监督，是保证行车安全、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运行的设备，实现列车运行安全间隔防护和超速防护。通过ATP子系统检测列车位置并向列车传送ATP信息（目标速度信息或目标距离信息），列车收到ATP信息，自动实现速度控制，确保列车在目标距离内不超过目标速度的前提下安全运行。 它的主要功能有： 一、列车定位 定位的任务就是确定列车在路网中的地理位置。通常，ATP系统都是利用查询应答器及测速电机和雷达完成列车定位的。安装在线路上某些位置的应答器用于列车物理位置的检测，每个应答器发送一个包括识别编号（ID）的应答器报文，由列车接收。在ATP车载计算机单元的线路数据库里存有应答器的位置，这样列车就知道它在线路上的确切位置。由测速电机和雷达执行列车位移测量。列车定位的误差来自应答器检测精度、应答器安装精度和位移测量精度。 二、速度和距离测量 列车实际运行速度是施行速度控制的依据，速度测量的准确性直接影响到速度控制效果。列车位置直接关系到列车运行的安全，通过确定列车的实际位置，才能保证列车之间的运行间隔，以及能够在抵达障碍物或限制区之前停下或减速。 三、ATP监督功能 ATP监督负责保证列车运行的安全。各监督功能管理列车安全的一个方面，并在它自己的权限内产生紧急制动；所有的监督功能，在信号系统范围内提供了最大可能的列车防护。各种监督功能之间的操作是独立的，且同时进行。 ATP监督包括速度监督、方向监督、车门监督、紧急制动监督、后退监督、报文监督、设备监督等。 四、超速防护 城市轨道交通中的速度限制分为两种：一种是固定速度限制，如区间最大允许速度、列车最大允许速度；另一种是临时性的速度限制，例如线路在维修时临时设置的速度限制。 固定限速是在设计阶段设置的，ATP车载设备中都储存着整条线路上的固定限速区信息。 五、停车点防护 停车点有时就是危险点，危险点在任何情况下都是不能越过的，因为这会导致危险情况。例如站内有车时，车站的起点即是必须停车点，在停车点的前方通常还设置一段防护段，ATP系统通过计算得出的紧急制动曲线即以该防护区段入口点为基础，保证列车不超越入口点。有时也可在入口点处设置一个列车滑行速度值（如5km/h），一旦需要，列车可在此基础上加速，或者停在危险点前方。 六、列车间隔控制 列车间隔控制是一种既能保证行车安全（防止两列车发生追尾事故）又能提高运行效率（使两列车的间隔最短）的信号概念。在过去以划分闭塞分区、设立防护信号机为基础的自动闭塞（固定闭塞）概念下，列车的间隔是靠自动闭塞系统来保证的，列车间隔以闭塞分区为单位；当采用准移动闭塞或移动闭塞时，闭塞分区长度与位置均是不固定的，是随前方目标点（前行列车）的位置、后续列车的实际速度以及线路参数（如坡度）而不断改变的。 七、站台屏蔽门控制 ATP轨旁设备连续监测屏蔽门的状态，只有在屏蔽门“关闭且锁闭”的情况下才允许列车进入站台区域。如果屏蔽门的状态不再为“关闭且锁闭”，则ATP轨旁设备将站台区域作为封锁来处理，在封锁区域的边界处设置防护点。因此，接近列车将从ATP轨旁设备得到仅至该防护点的移动许可。如果此时列车已经进入了站台区域，屏蔽门的状态从“关闭且锁闭”发生了变化，ATP车载设备将触发紧急制动。 八、其他功能 除上述主要功能外，视具体用户的要求，ATP系统还可具有其他一些功能。 1.紧急停车功能。 在特殊紧急情况下，按压设在车站上的紧急停车按钮（平时加铅封），就可通过轨道电路将停车信息传递给区间上的列车，启动紧急制动，使列车停止运行。 2.给出发车命令。 ATP系统检查有关安全条件（如车门是否关闭、司机的操作手柄是否置于零位、ATO系统是否处于正常工作状态）并确认符合安全后，给ATO系统一个信号。在人工驾驶模式下，司机在得到显示后即可进行人工发车；在自动驾驶模式下，ATO系统得到ATP系统的发车确认信息后，却操纵列车自动启动。 3.列车倒退控制。 根据不同的用户协议，可以实现各种列车倒退控制。例如，当列车退行超过一定距离或者越过轨道电路分界点，立即启动紧急制动。 4.停稳监督。 监控列车停稳是在站内打开车门和站台屏蔽门的安全前提。为了证实列车停稳，要考虑来自雷达和测速电机的信息，ATP车载计算机单元将使用这些速度信息。 参考文献 [1]林瑜筠城市轨道交通信号．北京：中国铁道出版社，2008。 [2]吴汶麒城市轨道交通信号与通信系统．北京：中国铁道出版社，2007。
列车运行控制系统 铁路通信信号系统是铁路运输的基础设施，是实现铁路统一指挥调度，保证列车运行安全、提高运输效率和质量的关键技术设备，也是铁路信息化技术的重要技术领域。 现代信息类技术的迅速发展。对铁路信号、通信产品和服务产生了重要影响。铁路通信和信号技术，以及现代铁路信息化系统之间的关系和作用变得密不可分。车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。 在列车运行控制技术方面，计算机、通信、控制技术与信号技术集成为一个自动化水平很高的列车运行自动控制系统（简称列控系统）。列控系统不仅在行车安全方面提供了根本保障，而且在行车自动化控制、运营效率的提高及管理自动化等方面，提供了完善的功能，并向着运输综合自动化的方向发展。列控系统技术是现代化铁路的重要标志之一。 随着列车速度的提高，列车的运行安全除了以进路保证外，还必须以专用的安全设备，监督、强迫列车(司机)执行。这些安全设备从初级的列车自动停车装置、自动告警装置、列车速度自动监督系统(或列车速度自动检查装置)发展到列车速度自动控制系统。 列车自动控制系统(A TC)—般指系统设备（包括地面设备和车载设备），同时也是一种闭塞方式，主要包括： 1．以调度集中系统CTC为核心，综合集成为调度指挥控制中心。 2．以车站计算机联锁系统为核心，综合集成为车站控制中心。 3．以列车速度防护与控制为核心，综合集成为列车（车载）运行控制系统。 4、以移动通信（例如GSM-R）平台，构建通信信号一体化的总成系统（例如CTCS）。 列车自动控制系统(A TC)的主要功能有四项： ·检查列车在线路上的位置(列车检测)。 ·形成速度信号(调整列车间隔)。 ·向列车发送速度信号或目标距离信号(信号传输)。 ·按速度或目标距离信号控制列车制动(制动控制)。 上述一至三项功能由地面没备完成，第四项功能由车载设备完成。 本章主要内容为200km/h动车组司机驾驶所需要的列控ATP技术和GSM-R系统中的无线列调功能。 第一节列控ATP系统技术原理 一．列控ATP系统的组成与功能 列控ATP是列车超速防护和机车信号系统的一体化系统，列控ATP系统主要由车载设备及地面设备两大部分组成，地面设备与车载设备一起才能完成列车运行控制的功能。 图7.1.1是列车运行控制系统地面设备原理框图。
城市轨道交通列车自动控制系统简介 、前言 随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。城市轨道交通列车自动控制系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。 二、列车自动控制系统的组成 列车自动控制（ATC系统由列车自动防护系统（ATP、列车自动驾驶系统（ATO和列车自动监控系统（ATS三个子系统组成。 一列车自动防护( ATP-Automatic Train Protection 系统 列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间 隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。 二列车自动驾驶系统 ( AT0?CAutomatic Train Operation 列车自动驾驶子系统（ATO与ATP系统相互配合，负责车 站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动 等功能。ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成；通过轨道
电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。ATP与ATO车载系 统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。 三）自动监控（ATS-Automatic Train Super -vision ）系统 列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。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。ATS功能主要由位于OCC 控制中心）内的设备实现。 三、列车自动控制系统原理 一）列车自动防护（ATP） ATP是整个ATC系统的基础。列车自动防护系统（ATP亦 称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定的运行速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。 ATP通过轨道电路或者无线GPS系统检测列车实际运行位 置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定地行车间隔。防止列车超速和越过禁止信号机等功能。 按工作原理不同，ATP子系统可分为“车上实时计算允许速
原理和功能列车自动防护（ATP） ATP是整个ATC系统的基础。ATO和A TS子系统都依托于ATP子系统的工作。列车自 动防护系统（ATP）亦称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。ATP自动检测列车实际运行位置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定地行车间隔。 列车自动驾驶（ATO） 列车自动驾驶是一种完整的闭环自动控制系统，即列车一方面检测本列车的实际行车速度，另一方面连续获取地面给予的最大允许车速，经过计算机的解算，并依据其他与行车有关的因素如机车牵引特性、区间坡道、弯道等，求得最佳的行车速度，控制列车加速或减速，甚至制动。在列车自动驾驶系统中，司机起监督作用，因此要求这种系统获得最大允许车速的信道和求解最佳速度的机车计算机等，要有更高的可靠性和实用性。目前列车自动操纵已应用在地下铁道和市郊或两市之间直达的客运干线上。随着微型计算机技术飞速发展，我国已经自主研发完成故障-安全型的列车自动操纵系统。ATO辅助ATP工作，接受来自ATP的信息，其中有ATP速度指令、列车实际速度和列车走行距离。此外还从ATS 子系统和地面标志线圈接受到列车运行等级等信息。根据以上信息，ATO通过牵引/制动线控制列车，使其维持在一个参考速度上运行；并在设有屏蔽门地站台准确停车。自动监控系统（A TS）： 列车自动监督(ATS) 列车自动监督主要是通过计算机来组织和控制行车的一套完整的行车指挥系统。ATS 将现场的行车信息及时传输到行车指挥中心，中心将行车信息综合后，适时无误的向现场下 达行车指令，以保证准确、快速、安全、可靠。ATS功能：自动进行列车运行图管理， 及时调整运行计划，监控列车进路，自动显示列车运行和设备状态，完成电气集中联锁和自动闭塞的要求，自动绘制列车实际运行图，车站旅客导向，车辆检修期的管理，列车的模拟仿真等。 计算机联锁(CI) 计算机联锁（CI）利用计算机对车站作业人员的操作命令及现场表示的信息进行逻辑运 算，从而实现对信号机及道岔等进行集中控制，使其达到相互制约的车站联锁设备，即微机集中联锁。它是一种由计算机及其他一些电子、电磁器件组成的具有故障― 安全性能的实时控制系统。为了保证车站行车安全和调车作业安全，对信号机与道岔之间及信号机与信号机之间所应满足的联锁要求，参见“联锁”条目。计算机联锁系统由硬件设备和
列车的自动防护和自动驾驶技术The Automatic Train Protection&Automatic Train Operation Technology 南京电子技术研究所(南京210013) 蔡铭军 【摘要】 介绍在城市轨道交通中应用的先进列车自动防护系统和列车自动驾驶系统技术。 关键词:列车自动防护,列车自动驾驶,轨旁,车载,轨道电路 【Abstract】 T his article intr oduces advanced autom atic train pr otectio n&autom atic train oper ation system technolog y applied in m ass transit. Key words:ATP,ATO,wayside,carborne, track circuit 1 引言 随着工业化程度的提高,市区人口急剧膨胀,城市交通压力越来越大,轨道交通是解决现代城市交通拥挤的有效手段。为提高经济效益和社会效益,对城市轨道交通的运营能力(安全性和载客能力)也提出了越来越高的要求。 提高载客能力,有两种方法:一是增加列车的车辆数目和车辆的空间容量;二是缩短行车间隔,即缩短每两列列车的发车间隔时间,以在同样的线路、同样的车辆数目条件下使载客能力相应提高。在考虑到同样载客能力情况下,方法二可使运营的经济成本降低。正是基于这种考虑,世界上一些著名的轨道交通方面的大公司,如法国的阿尔斯通(ALST OM)、德国的西门子(SIEM ENS)、美国的联合道岔与信号公司(US&S)等相继推出了各自的先进列车自动控制系统(ATC),通过ATC系统来达到减少列车运行间隔时间的目的。列车自动控制系统在技术上日臻完善,已成为城市轨道交通的一个重要环节。 列车自动控制系统(AT C)包括三个子系统: 列车自动防护(AT P)系统——负责列车的安全运行; 列车自动驾驶(ATO)系统——负责列车的全部牵引/制动控制,控制列车的站间运行和站内停车; 列车自动监督(ATS)系统——负责列车的运行监督、控制及管理。 本文主要介绍列车自动防护系统和列车自动驾驶系统。 2 系统的组成及原理 在列车自动控制系统中,轨旁与车载之间信息传输的方式可分为点式传输和连续式传输两种。点式传输是在线路固定位置上放置一些信息传感器,即信标式地面应答器。列车驶过地面应答器上方时接收应答器事先存储的地面信息,由车载计算机计算出在收到下一应答器信息之前的运行曲线。这种传输方式成本低,容易实现,但不能进行实时连续控制。连续式传输是通过沿线敷设的电缆交叉环或多信息轨道电路或无线电台来实现地面与车上的通信。显然,连续式信息传输方式可实现信息的及时更新,车载计算机可实时地计算出运行曲线,比点式传输控制性能更佳,但成本比点式传输方式要高得多。由于连续式传输更适应时代的发展,所以现各大公司基本上均采用以无绝缘音频轨道电路为媒介的连续式信息传输。利用数字编码的无绝缘音频轨道电路作为信息传输通道的列车自动控制系统由车载设备、轨旁设备和控制中心设备三大部分组成,如图1所示。其中,控制中心主要实现A TS的功能,而AT P/ATO的功能则由车载和轨旁部分共同实现。 轨旁AT P系统将线路参数以及其它数据一起通过轨道电路传输给车载AT P系统,车载ATP系统根据线路参数和列车状况计算出列车的最大允许速度曲线,并将此最大允许速度与来自测距脉冲发生器的列车此时刻的实际速度相比较,若超过最大允许速度,则列车报警且启动制动装置。在司机驾驶台上给出了一系列必要的显示,如最大允许速度、 ? 30?
浅析列车自动监控系统与列车自动防护系统接口设备故障 摘要：近年来随着城市轨道交通的高速发展，基于无线通信的列车自动控制系 统在城市轨道交通中得到了普遍应用。而网关计算机作为列车自动监控子系统与 列车自动防护子系统的接口设备，对列车自动控制系统正常运行具有重要作用， 本文主要阐述了网关计算机的功能，并以典型网关计算机故障为例，详细分析了 故障原因、故障判定方法和处理措施。 关键词：网关计算机；表示信息；接口；ATS；ATP 1 网关计算机功能 网关计算机是列车自动监控子系统（ATS）与列车自动防护子系统（ATP）的 接口设备，主要用于ATS设备和ATP设备的数据通信，并进行隔离防护。网关计 算机内的APDS是ATS的接口模块，负责与ATS接口，而PDS是ATP的接口模块，负责与ATP接口。网关计算机设置在一级设备集中站，连接车站ATS分机和轨旁ATP设备。 车站ATS分机即车站ATS处理单元，是ATS系统重要处理设备，主要功能是：进行列车识别与追踪，下达列车调整命令，与联锁、ATO系统、ATP系统进行数 据传输，自动触发进路等功能。 轨旁ATP即地面ATP核心处理设备，其主要功能有：追踪列车运行，确定列 车位置；进行列车防护和进路防护，确定移动授权；与联锁形成接口，发送命令 到联锁，读入和监督联锁状态；控制站台屏蔽门等功能。 车站ATS分机一方面通过网关计算机接收来自轨旁ATP的站场表示、列车状态、列车位置报告、报警等信息，另一方面通过网关计算机发送信号设备控制命令、站台控制命令、临时限速命令、列车调整等信息给轨旁ATP系统执行。具体 接口方式如下图所示。 图1 ATS子系统与ATP子系统的接口方式 2 常见故障分析 当网关计算机A机和B机都故障时，将会导致该联锁区ATS与ATP 通道传输 信息中断，整个联锁区无表示信息也无法下达操作命令，且不再触发进路，导致 所有列车在移动授权终点停车。 而网关计算机具有双机热备功能，倘若一台网关计算机出现问题，如网关计 算机死机、网关计算机与ATS分机接口断开连接、网关计算机与轨旁ATP断开连 接等故障时，正常会切换至另外一台网关计算机，此时网关计算机仍然能正常工作。 然而还存在一种异常的情况，一台网关计算机出现通讯通道阻滞，而ATS与ATP接口程序又未完全断开，导致不能正常切换至另外一台网关计算机，此时也 将会造成该联锁区无表示信息也无法下达操作命令，且不能触发进路，导致所有 列车在移动授权终点停车。下面详细分析此类型故障。 3 典型故障分析 3.1故障现象 在ATS的终端界面上显示联锁区表示信息停滞，站场表示信息不再发生变化：即后续联锁区的所有站场表示信息均未更新，后续进入该联锁区的列车，在ATS 终端显示界面上列车的位置表示信息消失。且该联锁区不再触发进路，导致所有
铁路客专列车车厢监控系统建设规划书 1、背景 铁路是我国国民经济的大动脉，铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重的作用。铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事，一直受到国家和铁道部的重视。伴随改革开放的深入和国民经济的发展，铁路客运中的各种治安事故隐患也在逐渐增加，各种意外突发性事故：恶性火灾、爆炸及恐怖分子行凶作案等，严重威胁国家和旅客生命财产安全。因此，改进车上治安监控管理手段，提高治安工作效率，增强车上治安监控能力，以适应维护铁路客运安全的需要，是一个急需解决的现实问题。 2、系统功能 1、基本功能 列车乘警可在车厢乘务室查看所管辖的车厢视频图像。 列车长可在车长室查看所有车厢视频图像。 各节车厢监控录像保存在列车乘务室内，备份在列车长室。 2、扩展功能 列车行驶过程中视频图像经过GSM‐R移动通信网上传事故图像到地面指挥中心。 3、系统示意图 3.1 系统主要组件
z车厢摄像机 z车载DVR z列车传输仪 z监控终端（含航空级减震垫） 3.2 系统原理 每节车厢包含独立的摄像机和车载DVR，车厢之间通过列车传输仪互联，车载传输仪通信支持标准TCP/IP协议，列车长室监控终端通过TCP/IP访问任意车厢的车载DVR，进而预览任意监控点实时图像和回放任意监控点录像，并可将保存在车载DVR中的录像文件备份到客户端电脑上。 4、 系统详细建设 4.1 车厢建设 车厢建设应尽量简洁、成熟，确保设备可靠性和易操作性。 1、设备连接 摄像机通过SYV75‐5同轴电缆接于车载DVR的Video IN接口，采用航空插口，确保连接可靠性，防止在长期震动过程中脱落。车载DVR与传输仪通过Cat6以太网线连接。 2、录像存储 选择摄像机+车载DVR方式的好处在于录像可靠性不受车内网络通断的影响。配备750GB大容量磁盘，能为4个摄像机提供长达9天不间断存储，能满
摘要 列车运行控制系统中的列车自动防护系统（ATP ），是信号控制系统非常重要的组成部分，它为列车提供安全保障； 首先采用数据采样可以得到ATP 自动防护曲线V-S 推导过程见附录1，列车根据APT 自动防护曲线可以应对前方紧急事故而对行驶速度作出调整，然后建立三显示自动闭塞区间模型，证明了自动防护系统车载设备在正常工作下（牵引和制动系统和信号接收系统均正常）可以保证不会发生追尾事故，结合给出的两列车实际运作情况表可以得出结论：列车按调度授权，人工结合信号行车，故事故的主要原因是：前行列车向后列车发送了错误信息，该错误信息可能是由雷击引起的； 其次相对于自动闭塞建立了移动闭塞区间模型，可以得到列车两种运行方式：一种是自由运行，后车不受前车位置的限制（因为这时前车与后车的间隔大于最近小追踪距离）；另一种是由于前车的延时或下路的原因后车要进行追踪运行，后车的运行受到前车位置的限制。其最小追踪距离为：T S r r z L L L L L L L ++--+=1122ββ 最后向铁道部门以新闻报道的方式提出了可行性建议 问题重述 011年7月23日晚上20点30分左右，甬温线永嘉站至温州南站间，北京南至福州D301次列车与杭州至福州南D3115次列车发生追尾事故，事故原因是温州南的信号指示灯遭雷劈，导致本来应该是显示红灯，而错误升级显示为绿灯。截至7月29日，事故已造成40人死亡（有数名外籍人士），200多人受伤。在国内外造成很大的影响。 列车的运行完全由信号系统控制。先查找现有的信号系统控制的模型与方法，分析其优缺点，并建立列车运行的信号控制模型，分析7·23甬温线特别重大铁路交通事故的主要原因，与应对此类事故的对策与措施。 问题分析 目前动车之间信号传达需要用信号控制系统，我国采用的称为：中国列车运行控制系统（Chinese Train Control System ）。本次事故的列车属于跨线运行的列车，其中D301在京沪高铁段、沪宁、沪杭段采用CTCS3系统（这是基于时速300及以上的高铁信号控制系统）行车，然后在杭州到福州段切换至CTCS2系统（基于时速200公里的动车信号控制系统）行车。基于事故区间，两列列车均使用CTCS2系统。 首先通过采样得到ATP 自动防护系统曲线：V-S 曲线见人控优先示意图；其推导过程见附录 根据附录的算法步骤生成的自动防护曲线：
列车运行控制系统
列车运行控制系统 -03-25 14:52:17| 分类：铁路基础知识 | 标签： |字号大中小订阅 根据列车在铁路线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整的技术装备。系统包括地面与车载两部分，地面设备产生出列车控制所需要的全部基础数据，例如列车的运行速度、间隔时分等；车载设备经过媒体将地面传来的信号进行信息处理，形成列车速度控制数据及列车制动模式，用来监督或控制列车安全运行。系统改变了传统的信号控制方式，能够连续、实时地监督列车的运行速度，自动控制列车的制动系统，实现列车的超速防护。列车控制方式能够由人工驾驶，也可由设备实行自动控制，使列车根据其本身性能条件自动调整追踪间隔，提高线路的经过能力。 新一代铁路信号设备是由列车调度控制系统及列车运行控制系统两大部分组成的。从技术发展的趋势看是向着数字化、网络化、自动化与智能化的方向发展。它的作用是保证行车安全、提高运输效率、节省能源、改进员工劳动条件。 发展中的列车控制系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为一体的综合业务管理的自动化系统。
列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的，从初级阶段的机车信号与自动停车装置，发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统。 进入20世纪90年代，世界上已有许多国家开发了各自的列车运行控制系统，其中，在技术上具有代表性且已投入使用的主要有：德国的LZB系统，法国的VM300和TVM430系统，日本新干线的ATC系统等。这些系统的共同特点是：能够实现自动连续监督列车运行速度，可靠地防止人为错误操作所造成的恶性事故的发生，保证列车的高速安全运行。它们之间的主要区别体现在控制方式、制动模式及信息传输等形式方面。 中国近几年来，对国外列车控制系统进行了较深入的研究，对列车控制模式、轨道电路信息传输、轨道电缆信息传输等方面都已取得不少的成果。在开发过程中，还可借鉴欧洲列车控制系统“功能叠加”、“滚动衔接”的经验，从保证基本安全着手，分步完成并真正达到安全、高效、舒适的目标。 中国列车运行控制系统（CTCS）介绍 CTCS CTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。ＣＴＣＳ概述
城市轨道交通系统智能视频监控方案一、综述 城市轨道交通系统的视频监控系统的规模日益庞大，其需求不断增长，摄像机的安装数量也在成倍增加，随着大量视频通道和大规模的监视中心的建设，控制管理人员的工作压力也相应增多。要求几个监视人员随时注视几百路图像，还要实时判断每一画面中是否存在异常状况，其效率很低，效果堪忧。 智能视频监控技术（简称IVS技术）的出现，给城市轨道交通数字视频监控系统的建设注入了新的活力。IVS技术源自于计算机视觉与人工智能的研究，计算机从纷繁的视频图像中分辨和识别出关键目标物体或行为特征，同时过滤掉图像中无用的或干扰信息，自动分析和抽取视频源中的关键有用信息，根据预先设定的规则，进行相应的报警或处理动作。 传统的模拟和数字视频监控系统模式下，面对众多的监控画面，监控人员存在易疲劳、易疏忽、反映慢，人工费用高等诸多不便。即使是专注的监控人员也不能有效地完成监控任务，这是因为，人类的
注意力只能维持20分钟，人类无法长时间有效地注视监控画面，尤其是数目繁多的画面。因此，目前的普通视频监控系统，只是将采集到的视频图像进行存储，主要作为事后追查的依据，很难事先发现事故隐患，将事故消灭在萌芽状态。 目前，城市轨道交通中可采用的较为成熟的IVS技术包括：运动目标检测（区域入侵、拌线检测、逆行检测、人员快速跑动、人员徘徊滞留检测），静物检测（物品遗留检测，物品看管），烟火检测，人群流量统计、人群异常事件检测（人群拥挤度检测、人群骚乱检测）等。 1.1智能视频分析流程示意： 1.输入视频 2.背景建模
3.前景提取（动目标分析） 4.目标识别 5.规则设定 6.告警输出 1.2监控系统设计原则 先进性： 基于我公司在智能视频分析技术方面近十年的积累，组成整体性能处于领先地位的智能视频监控系统。 可靠性： 设备选型采用可靠性高、配套性好、应用面广、便于维护的产品，确保系统整体运行良好、稳定可靠。保证产品适应复杂的现场环境。 安全性： 前端采用嵌入式智能视频分析设备，采用专网保证信息传输的安全可靠；后台系统采用分级权限管理，保证了系统的访问安全。 扩展性： 系统模块化配置，有良好的扩展性，前段可接入其他传感器设备。管理平台可根据需求进行定制化的研发。 经济性： 系统配置灵活、功能强大、性价比高。
地铁自动防护系统的工作原理 列车控制系统保证安全间隔 地铁是通过什么来保障运行安全的，我们试图从技术角度为读者理出一份通俗的解读。 在轮轨交通中, 为保证列车运行安全, 须保证列车间以一定的安全间隔运行。据报道，新建的上海轨道交通线路（如6号线、7号线、8号线、9号线、10号线等）采用基于移动闭塞的CBTC信号系统，更加安全，提高运能，并且能使列车运营间隔缩短至90秒。 移动闭塞，是基于通信技术的列车控制（简称CBTC）ATC系统，是利用通信技术，实现“车地通信”，并实时地传递“列车定位”信息。 列车自动控制系统，简称为ATC。在城市轨道交通中，主要通过它来保障行车安全。除了能确保列车运行的安全，防止追尾和冲突，还能提高运行效率，实现列车运行的信息化和自动化。 从功能上来说，ATC系统主要包括三个子系统： 列车自动监控系统，简称ATS。这是ATC的核心功能。它主要的作用，是对线路上运行的所有列车进行监督和管理，控制列车根据列车运行图完成运营作业。 列车自动防护子系统，简称ATP，它主要的作用是防止列车追尾、冲突事故的发生，并控制列车的运行速度不超过允许的最高速度。 列车自动运行系统，简称ATO，主要的作用是实现列车自动驾驶，并使列车在设定的车站自动停车。 保证安全间隔 在地铁平时的运行中，主要是由ATC控制这三个子系统。 运行中的列车需要实时向控制中心，汇报自己的位置和速度等运行参数，控制中心必须实时的为列车解算运行参数，并发送给列车。这种机制的实现，需要连续式双向车地通信系统支持。一般将这种列车控制方式，称为基于通信的列车控制（CBTC）。 也就是说，CBTC是用来实现ATC的。列车不间断地向控制中心传输其位置、方向和速度等信息，控制中心根据列车的速度和位置动态，计算列车的最大制动距离。列车的长度加上这一最大制动距离，并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区，保证列车的安全间隔。
铁路系统认知 铁路 铁路是供火车等交通工具行驶的轨道。铁路运输是一种陆上运输方式，以机车牵引列车车辆在两条平行的铁轨上行走。 中国第一条铁路 1876年，中国土地上出现了第一条铁路，是由英国的怡和洋行在华修建的吴淞铁路。 运营里程 到2014年末，全国铁路营业里程达到11.2万公里，高铁营业里程达到1.6万公里，西部地区营业里程4.4万公里。 铁路种类 国家铁路是指由中国国务院铁路主管部门管理的铁路，简称国铁。国务院铁路主管部门就是指中华人民共和国铁道部，管理是指对国家铁路的行政管理。 地方铁路是指由地方人民政府管理的铁路。地方铁路与国家铁路相比，所不同的是管理主体的变化，一个是国务院铁路主管部门，—个是地方人民政府；代表的利益集团不同 合资建设铁路 专用铁路是指由企业或者其他单位管理，专为本企业或者本单位内部提供运输服务的铁路。（比如石景山首钢老厂铁路） 铁路专用线是指由企业或者其他单位管理的与国家铁路或者其他铁路线路接轨的岔线。 区域铁路，亦称区间通勤铁路、通勤铁路、通勤铁路线或通勤铁道线，是一种提供市中心商业区及城市郊区的铁路运输系统计，为上班上学为主，乘客众多和集中 重载铁路（heavy haul railways）用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。一般火车单列运输量约为2000～3000吨，而重载火车单列运输量至少在5000吨以上。（比如大秦铁路） 高速铁路是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时350公里以上的铁路系统。广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。 主要干线 我国铁路已基本形成以北京为中心，以四纵、三横、三网和关内外三线为骨架，连接着众多
摘要 21世纪我国经济已进入了一个快速稳定的发展时期，高速增长的国民经济对铁路运输提出了更高的要求。列车运行监控、检测装置为列车安全高速行驶必备的装备之一，各国铁路大力发展列车运行监控技术已成为潮流。现在组态技术已被认可并广泛应用，它提供了从数据采集到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出等解决实际工程问题的完整方案。 本文分析描述了列车运行过程和列车监控系统的相关知识，在了解列车运行监控系统结构的基础上用组态王软件完成列车运行过程的模拟监控设计。系统设计了组态监控主界面，在组态监控主界面上能实时反映机车运行过程中主变压器功率、受流电压、电流、速度、电机转速、轴温、到站站点、运行距离、运行时间、空调温度等参数的变化，并能通过此界面模拟控制机车启动、加速、制动、停车的运行状态。此外，主界面可切换到参数设定界面，对列车车次等参数设定，还可以切换到设备状态界面，查看列车内各设备是否正常运行。 系统运行结果表明，很直观地输出了列车运行参数报表和速度趋势曲线，运行稳定、画面清晰、记录准确。此外，系统成本很低，使用很方便。 关键词：列车运行；组态王；模拟；监控
1 绪论 1.1 论文背景与意义 铁路作为国民经济的大动脉、国家重要基础设施和大众化交通工具，在我国社会经济发展中具有重要作用。我国铁路在2007年4月进行了第六次大提速，提速干线开行的CRH(China Railway Highspeed,中国高速铁路)系列动车组的运行速度已达到200-250km/h，既有线旅客列车运行速度普遍达到140-160km/h，货运列车牵引重量达5000t，大秦线已开行了万吨列车。不断提高的运行速度与牵引重量对铁路机车、车辆是一种考验，对行车安全更是一场挑战。客车高速、货车重载是未来铁路发展的两个重点。建设客货车安全运行监控与防范体系的必要性在铁路“十一五”规划中已确定。在这种新形势下，如果没有可靠的设备保障，客货车安全运行就会失去坚实的基础。如何保障客货车安全高效地运行成为铁路部门迫切需要解决的问题。在这种情况下，列车运行监控、检测设备显得尤为重要。因此，设计通用性强的列车运行实时监控设备势在必行。 “组态王”软件是在计算机上建立工业控制对象的人机接口的一种智能软件包，我们利用它设计虚拟系统来模拟实际的物理系统。这样就充分利用了Windows的图形，具有功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，它使采用计算机开发的系统工程比以往的使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，这样就大大地减少了工控软件开发者的重复性工作，并可运用计算机丰富的软件资源进行开发。 本课题就是在计算机上安装的组态王软件中实现模拟的列车运行监控。模拟列车运行监控是指在组态王中根据列车实际的运行轨迹用软件进行模拟，包括列车在预定轨道上运行、各站点位置等，然后用命令语言控制其运行，达到在虚拟列车的运行过程中实时显示并记录各运行参数，并在组态王监控界面里模拟操作来控制列车的运行状态。 与列车运行的物理模型相比，组态王虚拟列车运行具有以下优点： (1) 列车运行物理模型的价格高，功能单一、体积大、需要的原件多、结构复杂，运行起来不便。而模拟的列车运行监控只需一台计算机，在其中安装组态王软件，然后就可以对任意预定轨迹、运行速度和时间的列车运行进行模拟，监控画面清晰，使用非常方便。 (2) 该系统是中文界面，具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言，操作简单易学且编程简单，参数输入与修改灵活，可以直观地显示系统的趋势曲线和数据
列车自动防护系统(ATP) 列车自动防护系统(Automatic train pro—tectlon)，简单地说，是列车司机的辅助设备。该设备监督信号显示和列车限制速度，并且与司机的操作进行比较，当运算的结果表明列车不捌动就不能安垒停车时，向司机发出警告，如果司机再不采取措施，列车将自动制动。随凿廉价高性能微处理器的问世，ATP 的研制工作取得巨大进展，功能日益增加。车载设备做到故障一安垒并能进行自检。便宜的存储器使存储进路及车辆性能的能力不再受到限制，这使ATP 系统所具备的“知识”达到了可以与司机媲美的水平。速度反馈及防滑装臵使ATP 系统能够调整粘着度 ATP 系统定期计算距离，制动控制比人工操作更准确，重复性更好，理论更符合实际。 1．ATP系统的类型 ATP系统主要分为连续式和点式两大类。 连续式系统在轨道与列车间连续进行有关信号显示的通信。实现的主要手段是电码轨道电路或者是沿轨道铺设的感应电缆。点式ATP 系统只在专用的信号点实现轨道与列车间的数据传输。当列车通过该点时，车载设备可以从地面应答器或者感应环线取得数据，车上需要安装接收线圈或传感器，一旦传输中断或接收信号错误，安全系统保证使列车停车。点式和连续式ATP 系统都有同样的安全标准。连续式ATP 系统更接近司机操纵的灵活性，因此在繁忙的路网更受青睐。装有连续式ATP系统的列车
接近停车信号时，信号显示连续传给车载计算机，司机可以在某个适当距离开始制动，一旦司机发现信号转变为注意信号就可以缓解，甚至加载。点式ATP 系统就不如连续式那么灵活。例如列车接近信号时，信号点传送的是停车信号，车载计算机算出制动地点及所需制动率。但当信号变为注意信号时，翠载计算机的数据能未更新，司机必须保持制动，直到通过下一个信号点接收到前方信号的新数据之后才能缓解。显然这会影响繁忙区段的通过能力，西屋公司最早在19f~8年在伦敦地铁维多利亚线上使用了连续式列车自动控制系统。西屋的邈项技术进一步开发后又用于马德里地铁，香港地铁和新加坡城市交通系统。该系统地面信号通过一组特定频率或编码对载频进行调整，每个编码表示一组最高安全速度和目标速度。新加坡地铁共有4种编码可供使用。在普通铁路线上ATP并不是自动驾驶系统的一部分，而只对司机安全行车起辅助作用。这种条件下选择点式或连续式ATP系统并非那么严格。安装连续式虽好，但费用比点式高得多。普通线路采用点式ATP系统对列车运行和通过能力一般不会产生不利影响。为克服点式系统在繁忙线路上限制通过能力的缺点，已研究出一种插入法，即在关键区段，主信号点与信号机间增设应答器，这样车上ATP设备在接近信号机时就可更新数据。还可以用另一种方法：在关键区段安装短电码轨道电路。这种连续插入方法的缺点是车上要安装两种接收线圈分别采集应答器和轨道发送的信息。插入设备的数量对工程造价有显著影响。