城市轨道交通信号系统ATS技术规范.docx

1、城市轨道交通信号系统ATS技术规范城市轨道交通信号系统ATS技术规范Technical specification for ATS of signal system in urban rail transit前 言本技术规范由中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会提出。本技术规范由卡斯柯信号有限公司负责起草。本技术规范主要起草人：孙军峰、陈卫华、钱江、颜红慧。1 总 则1.1 城市轨道交通是指在不同形式轨道上运行的城市公共交通工具，是城市中地铁、轻轨、单轨、磁浮等轨道交通的总称。1.2 为统一城市轨道交通信号系统ATS的技术标准，提高城市轨道交通的效率和效益，推进城市轨道交通信号系统的国产化，

2、制定本技术规范。1.3 本技术规范适用于城市轨道交通固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞的ATS系统的产品研发及工程应用。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是标注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方，研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是未标注日期的引用文件，其最新版本使用于本标准。GB 50157地铁设计规范GB/T 12758-2004 城市轨道交通信号系统通用技术条件GB 2312-1980 信息交换用汉字编码字符集基本集GB/T 9813-2000 微型计算机通用规范GB 17

3、859-1999 计算机信息系统安全保护等级划分准则GB/T 22239-2008 信息安全技术-信息系统安全等级保护基本要求IEEE Std. 1474.1-2004, IEEE基于通信的列车控制(CBTC)系统的性能和功能要求IEEE Std. 1474.2-2003, IEEE基于通信的列车控制(CBTC)系统用户界面要求GB/T 21562-2008 轨道交通可靠性、可用性、可维护性和安全性规范及示例（IEC 62278：2002，IDT）EN 50128-2001 铁路应用-通信、信号和处理系统-铁路控制和防护系统软件GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范3 术语和定义

4、下列术语和定义适用于本标准。3.0.1 列车自动控制automatic train control （ATC）城市轨道交通信号系统实现列车自动监控、列车自动防护、列车自动运行控制技术的总称。3.0.2 列车自动监控automatic train supervision（ATS）列车自动控制系统的子系统，是监督列车运行，根据列车时刻表为列车运行自动设定进路，并对列车运行进行自动调整，实施列车运行管理等技术的总称。3.0.3 列车自动防护automatic train protection（ATP）列车自动控制系统的子系统，是通过列车检测、列车间隔控制和联锁等实现列车运行间隔、超速防护、进路安全和

5、车门等监控技术的总称。3.0.4 列车自动运行automatic train operation（ATO）列车自动控制系统的子系统，是自动实现列车加速、调速、停车和车门开闭、及运行状态显示等监控技术的总称。3.0.5 基于通信的列车控制系统communications-based train control （CBTC）利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路），双向连续、大容量的车-地数据通信，车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续列车自动控制系统。3.0.6 控制输出时延control output time-delay ATS系统从下达指令至外部系统接受到指令开始执行的时间。3.0.7

6、设计使用年限design lifetime在正常施工、使用过程中具有良好的工作性能，只需正常维修而不需大修，可按预期目的正常使用，具有足够的耐久性能，持续地完成设计功能。3.0.8 停站时间dwell time 列车在车站或停车点的停留时间，由列车停车与启动间隔来计算。3.0.9 固定闭塞fixed block前方列车与后续列车之间的最小安全追踪间隔距离预先设定且固定不变的闭塞方式。3.0.10 扣车hold train将列车扣留在站内，不允许列车发车。3.0.11 信息显示时延information display time-delayATS系统从外部系统接收到现场设备状态变化信息至在工作站

7、上显示的时间。3.0.12 设备集中站main equipment station设置联锁系统等设备的车站，一般为有岔站。3.0.13 移动闭塞moving block前方列车与后续列车之间的最小安全追踪间隔距离单元不预先设定，并随列车的移动、速度的变化而变化的闭塞方式。3.0.14 准移动闭塞quasi-moving block前方列车与后续列车之间的最小安全追踪间隔距离单元预先设定且固定不变，并根据前方目标状态设定列车的目标距离和速度，是介于固定闭塞和移动闭塞之间的一种闭塞方式。3.0.15 运行图/时刻表schedule或time用户创建的列车运行信息列表，包含列车的计划到站、计划离站时

8、间等信息。3.0.16 跳停skip stop列车在车站站台不停车，直接通过的列车运行方式。4 硬 件 系 统4.1 ATS系统计算机硬件4.1.1 按硬件设备所在地域划分，ATS系统由控制中心ATS硬件设备、车站ATS硬件设备、停车场/车辆段ATS硬件设备、备用控制中心ATS硬件设备（根据需要配置）及相应的通信网络设备组成。4.1.2 硬件设备应采用可靠、成熟、可扩展的技术装备。4.2 网络结构4.2.1 ATS系统应通过冗余网络将控制中心ATS设备、车站ATS设备、停车场/车辆段ATS设备及备用控制中心ATS设备（根据需要配置）组成一个统一的广域网或局域网。4.2.2 ATS通信传输通道可

9、使用信号系统专用通道或通信专业提供的传输通道。4.3 控制中心ATS构成4.3.1 控制中心ATS设备应包括：应用服务器、数据库服务器、调度员工作站、主任调度工作站、维护工作站、接口计算机、运行图编辑工作站、网络设备、打印设备及必要的辅助设备。4.3.2 应用服务器、数据库服务器应采用双机热备冗余配置。4.3.3 ATS系统控制中心或备用控制中心应设置ATS系统培训仿真服务器、培训仿真工作站设备。4.3.4 备用控制中心ATS设备及架构宜与控制中心一致。4.3.5 控制中心宜设置同时显示全线信号信息的设备。4.3.6 根据运营需要，可设置备用控制中心，在控制中心故障的情况下实现与控制中心ATS

10、相同的监控功能。4.3.7 备用控制中心可兼作ATS培训仿真系统使用。4.4 车站ATS构成4.4.1 ATS系统在车站分为设备集中站和非设备集中站。4.4.2 设备集中站ATS设备主要包括：车站工作站（可与联锁操作终端合设）、ATS车站服务器（可选）、网络设备及必要的辅助设备。4.4.3 配置ATS车站服务器时，ATS车站服务器应采用双机热备冗余配置。4.4.4 ATS系统与继电联锁接口时应包含采集、驱动板。4.4.5 非设备集中站可设置车站工作站（可与联锁操作终端合设）、网络设备及必要的辅助设备。4.4.6 ATS系统可包含发车表示器设备。4.5 停车场/车辆段ATS构成4.5.1 停车场

11、/车辆段ATS设备主要包括车站工作站（可与联锁操作终端合设）、ATS车站服务器（可选）、运转值班室工作站、行车控制室工作站、网络设备及必要的辅助设备。4.5.2 配置ATS车站服务器时，ATS车站服务器应采用双机热备冗余配置。4.5.3 ATS系统与继电联锁接口时应包含采集、驱动板。4.5.4 ATS系统可配置维护工作站。4.5.5 ATS系统可包含发车表示器设备。5 软 件 系 统5.1 操作系统5.1.1 ATS操作系统应采用稳定、安全、可靠的系统，并应具有一定的兼容性。5.1.2 ATS服务器操作系统应选用简体中文、UNIX或LINUX或Windows NT以上的操作系统。5.1.3 A

12、TS工作站宜使用简体中文Windows操作系统。5.2 数据库管理系统5.2.1 数据库管理系统应为开放的关系数据库，具有良好的稳定性、可靠性和可扩展性。6 系 统 功 能6.1 控制中心信息显示6.1.1 ATS系统应能实时显示全线轨道线路布置图、列车位置信息、列车车次号信息及信号系统主要轨旁设备（如道岔、信号机、轨道电路等）的状态。6.1.2 ATS系统应使用图形化方式显示ATS系统设备工作状态及与其他系统的连接状态。6.1.3 ATS系统应能提供列车位置及列车具体信息的查询。6.1.4 ATS系统应能显示ATS各车站的控制模式及控制中心当前列车调整模式等系统运行状态。6.1.5 ATS工

13、作站支持站场图的缩放显示。6.1.6 每个ATS调度工作站上显示的信息内容及提供的控制功能应保持一致。6.1.7 根据运营需要，可显示屏蔽门/安全门状态、线路里程标标记等信息。6.1.8 ATS系统可显示信号系统外其他相关系统提供的信息。6.2 信号控制功能6.2.1 ATS系统应提供中心控制、车站控制2种控制模式。6.2.2 ATS系统应提供6.2.1中2种控制模式的切换方式，分为正常切换方式和紧急切换方式，控制模式切换过程中不应影响设备功能的实现及列车的运行。6.2.3 ATS系统控制等级应划分为：控制中心自动控制、控制中心人工控制，车站自动控制及车站人工控制。 1 正常情况下，以控制中心

14、自动控制为主，当出现异常情况时需操作人员干预。 2 ATS系统控制等级应遵循的原则是：车站人工控制优先于控制中心人工控制、控制中心人工控制优先于控制中心自动控制或车站自动控制。6.2.4 ATS系统应提供系统降级处理的功能。 1 当控制中心故障时，ATS系统应能切换至车站ATS控制。 2 当控制中心故障恢复后，控制中心ATS与车站ATS应具备权限交接的功能。6.2.5 ATS系统应提供自动或人工建立进路功能及人工取消进路的功能。6.2.6 ATS系统应提供设置自动信号、设置自动进路的功能。6.2.7 ATS系统宜提供人工道岔操作至定位或反位的功能。6.2.8 ATS系统宜提供人工道岔单锁、人工

15、道岔单解功能。6.2.9 ATS系统宜提供设置终端折返模式功能。6.2.10 ATS系统宜提供设置/取消临时限速功能。6.2.11 ATS系统可提供信号重开功能。6.2.12 ATS系统可提供停车场/车辆段联锁控制功能。6.3 列车跟踪及控制6.3.1 ATS系统应提供列车车次号的标识功能。1 ATS系统应提供列车车次号的人工定义、修改及删除功能。2 ATS系统应根据当天运行图为出库列车分配计划车次号。3 ATS系统收到CBTC列车信息后如果该位置不存在该列车信息，应自动重新定位或新建该列车信息。CBTC适用6.3.2 ATS系统应提供列车车次号的自动跟踪功能。6.3.3 ATS系统应提供列车

16、车组号定义、修改及删除功能。6.3.4 ATS系统应提供列车车组号的自动跟踪功能。6.3.5 ATS系统应提供故障轨道电路/记轴的标记切除/标记恢复功能，用于ATS系统在故障轨道电路/记轴区段的列车标识号自动跟踪。6.3.6 ATS系统应提供设置列车跳停功能，操作员可通过指定站台或指定列车来实现跳停功能。6.3.7 ATS系统应提供设置列车站台扣车功能。6.3.8 ATS系统应提供列车立即发车功能，操作员可通过指定站台或指定列车来实现列车立即发车的功能。6.3.9 ATS系统应提供设置列车停站时间的功能。1 每个站台的停车时间有三种类型：自动-由ATS根据当前调整模式自动调整。人工-由控制中心

17、操作员人工设定列车停站时间。缺省-未收到自动调整或人工设定的命令时，采用线路中定义的站台缺省停站时间。2 停站时间应在用户设置的最小值与最大值参数范围内。6.3.10 ATS系统应提供设置列车站间运行时间的功能。1 每个站间运行时间的设置都有三种类型：自动-由ATS根据当前调整模式自动调整。人工-由控制中心操作员人工设置列车站间运行时间。缺省-未收到自动调整或人工设定的命令时，采用线路中定义的缺省站间运行时间。2 ATS系统应支持列车站间运行时间的定义和调用功能，对应于ATO站间运行时不同的速度曲线，以适应不同运行状况。3 控制中心操作员可人工设置列车使用的站间运行时间，也可设置为自动，在AT

18、S运行期间，由ATS自动设置。6.3.11 ATS系统应提供标识列车ATP切除/恢复的功能。1 当ATS无法获取列车信息，列车ATP实际处于切除状态时，控制中心操作员可人工标识列车ATP切除。2 ATS系统可在收到列车信息后自动标识列车ATP恢复或人工标识列车ATP恢复。6.3.12 ATS系统应自动跟踪列车的位置信息，列车跟踪模式可分为： 1 轨道电路/计轴检测列车跟踪：根据轨道电路/计轴的占用出清状态来进行列车的跟踪。2 CBTC列车跟踪：ATS应能根据CBTC报告的列车位置跟踪移动列车的运行信息。6.3.13 具备后备模式时，列车跟踪模式的切换CBTC适用1 当超过参数规定的间隔时间接收

19、不到CBTC位置报告时，应能自动切换为根据轨道电路/记轴检测进行列车跟踪。2 当接收到CBTC位置报告时，原轨道电路/记轴检测的列车应能自动切换为CBTC跟踪。3 ATS人机界面应显示当前的列车跟踪模式。6.3.14 ATS系统应自动同步ATS系统中的列车信息及车载设备中的列车信息。CBTC适用6.3.15 线路配置发车表示器时，ATS系统计算的列车运行信息应发送至发车表示器。6.3.16 ATS系统计算的列车运行命令应通过外部接口发送至列车车载设备。6.3.17 ATS系统应提供以下4种列车调整模式：1 时刻表调整模式：ATS系统基于当天运行图自动控制列车运营。控制中心操作员可人工干预并控制

20、列车。ATS系统应能对照时刻表和行车间隔，通过预测列车运行状态、调整列车站间运行时间和停站时间，自动检测和调整列车的运行。ATS系统以时刻表调整模式为缺省模式，并应提供列车调整模式的切换功能2 等间隔调整模式：根据选择的交路运行路线，根据设定的运行间隔计算列车运行命令，分配运行任务。3 自动进路触发的人工控制模式：保留线路上的进路自动办理功能，其他自动功能全部禁止。4 全人工模式：自动禁止所有进路的自动触发功能，所有列车都为非计划列车。6.3.18 ATS系统应提供在线列车冲突管理功能。1 ATS系统应提供列车交汇运行时的调度策略功能，应至少为调度员提供列车按计划顺序通过和先到列车先通过策略供

21、选择。2 当系统检测到两列计划列车的运行发生冲突时，应给出冲突的原因及解决方案的提示。3 当控制中心操作员在指定超时时间内未选择解决方案，则ATS系统应自动执行缺省选项。6.3.19 ATS系统应提供终端发车列表管理功能。1 计划列车运行至单程终端站或出库至正线站台时，ATS系统应根据该区域的终端发车列表分配计划运行任务。2 控制中心操作员可查询各终端站的发车列表。3 控制中心操作员可人工编辑各终端站的发车列表。6.3.20 ATS系统应提供停车场/车辆段的派班计划编辑功能。6.3.21 ATS系统应提供列车出入库预告信息。1 预告信息应至少包含列车车次号、出入库时间。2 在停车场/车辆段的运

22、转值班室工作站、行车控制室工作站上显示出入库预告信息。3 ATS系统宜预告当前时间开始一小时内列车的出入库预告信息。6.3.22 对无人驾驶系统，ATS系统应提供列车停车/启动功能。CBTC适用6.3.23 对无人驾驶系统，ATS系统应提供列车自动运行授权设置/取消的功能。CBTC适用6.3.24 对无人驾驶系统，ATS系统应提供线路可供列车自动运行授权设置/取消的功能。CBTC适用6.3.25 对无人驾驶系统，ATS系统宜根据车辆情况提供列车唤醒、休眠及待机功能。CBTC适用6.3.26 ATS系统预测的列车到站/离站时间信息宜通过外部接口发送至乘客信息系统。6.3.27 ATS系统可提供停

23、车场/车辆段内的列车车组号跟踪功能。6.3.28 ATS系统可根据ATO运行曲线，对列车的运行进行能耗优化。6.4 控制区域管理6.4.1 ATS系统应能在多台调度员工作站间对信号控制区域进行动态划分，使同一控制区域只能由一台调度员工作站操作。6.4.2 调度员可以申请/放弃某些控制区域。6.5 运行图编辑6.5.1 运行图编辑分为离线运行图编辑及在线运行图编辑。6.5.2 ATS系统应以图形化界面提供运行图的编辑功能。6.5.3 离线运行图编辑应提供运行图的创建、修改及删除等功能。1 ATS系统应提供修改离线运行图中列车停站时间及列车站间运行时间的功能。2 ATS系统应对用户创建的运行图进行

24、有效性检查，至少包含列车在折返车站的折返时间冲突检查及站台占用冲突检查。3 ATS系统应提供运行图信息查询功能，输出结果可视化、形象化。4 ATS系统可根据约定格式的文件（如Excel格式）自动生成运行图。5 ATS系统可导出成约定格式的文件（如Excel格式）。6 ATS系统可在运行图中编辑列车计划跳停指定车站的功能。 7 ATS系统可根据各站间运行时间、车站停站时间、运行间隔、运行区间、可用列车数、折返要求等信息，自动编制运行图。6.5.4 在线运行图编辑应提供运行图的修改功能。1 应提供修改在线运行图中列车停站时间及列车站间运行时间的功能。2 在线运行图的修改应立即生效，用于指挥线路上列

25、车的运行。6.5.5 ATS系统应根据用户定义的规则，在每天运营开始前自动创建当天运行图。6.5.6 ATS系统应提供运行图打印预览及打印功能。6.5.7 ATS系统应提供运行图缩放显示功能。6.5.8 用户应可以选择某个运行图，人工创建为当天计划运行图。6.6 报警/事件的管理6.6.1 ATS系统应对报警/事件的严重程度分为：重大安全相关故障报警、影响运营效率故障报警、一般故障报警和事件信息四个等级。6.6.2 报警/事件信息应在ATS工作站上实时显示，并以不同颜色区分不同严重程度的报警信息。6.6.3 ATS系统对报警应提供操作员确认机制，并区分显示已经人工确认的报警及未经人工确认的报警

26、。6.6.4 重大安全相关故障报警应提供相应的声音报警，以提醒操作员确认。6.6.5 ATS系统应记录操作员确认报警的时间、工作站及用户名。6.6.6 ATS系统应提供对报警/事件的查询功能。6.6.7 报警/事件宜分为信号状态、操作命令、列车信息及系统事件4种类别。6.6.8 ATS工作站可配置本工作站需要接收的报警信息类别、严重程度、从而对报警内容进行过滤。6.7 辅助功能6.7.1 ATS系统应提供系统维护与管理的功能。1 ATS系统故障时，系统应提示具体的错误信息，并显示相关的维护信息。2 ATS系统应具备远程管理ATS设备的功能。3 ATS系统应提供系统的网络管理功能。6.7.2 A

27、TS系统应提供系统用户权限的管理功能。6.7.3 ATS系统应提供系统参数的管理功能。1 修改的系统参数可设定为临时有效，当系统重启后失效。2 修改的系统参数可设定为永久有效。3 修改参数应设有相应的操作权限。6.7.4 ATS系统应提供轨道交通线路运营状态、报警信息及人员操作的的回放功能。1 ATS系统应保存不小于30天的回放数据。2 回放应可以在不同的速度下进行。3 备份的历史回放数据重新装入系统后，应能实现相同的回放功能。6.7.5 ATS系统提供线路运营数据的记录及统计报告功能。1 ATS系统应将所有的报警/事件、操作员指令及轨旁/列车事件记录至数据库服务器中。2 对于每一条记录，应至

28、少包含以下信息：日期、时间及具体描述信息。3 历史记录的保存时间应不小于30天。4 系统应为用户提供生成报告的打印预览及打印功能。5 ATS系统可提供控制中心操作员命令报告、系统报警报告、日常运营报告、当天运行图报告、偏离运营图报告、准点率报告、兑现率报告、车组运行里程报告、列车驾驶员报告、详细运行图数据报告、终端车站发车记录报告及列车ATP切除报告。6.7.6 ATS系统应提供用户培训仿真功能。1 培训仿真系统应能模拟联锁设备的状态及模拟列车的自动运行。2 应能模拟联锁设备或列车的主要故障状态。3 用户启用培训功能时，培训系统的运行不得影响在线运行的ATS系统。 4 培训系统应可以人工增加、

29、删除列车或人工控制仿真列车的运行。6.7.7 ATS系统提供数据备份及恢复功能。1 ATS系统应便于用户对系统生成的历史数据进行备份。2 ATS系统应自动删除超过指定时间段的历史数据。3 ATS系统应便于操作人员对历史记录进行查询。4 ATS系统应提供措施防止历史记录被修改。6.7.8 ATS系统宜提供调度日志的创建、修改及查看功能。6.7.9 ATS系统宜提供调度编写留言的功能，可指定留言内容及提醒时间。在指定时间，在编写该留言的工作站上，留言内容应弹出显示。7 ATS 系 统 性 能7.1 可靠性要求7.1.1 ATS系统中所有设备应保证每天24h连续工作。7.1.2 ATS系统的关键设备

30、应采用热备冗余配置。7.1.3 ATS系统应采用如下高可靠性措施，以降低系统的故障概率和有关影响正常运行的随机性：1 使用选定的冗余。2 使用已证明具有高可靠性的元件。3 减少会中断ATS设备运行的单点故障。4 提供“故障操作”能力。5 具有可靠的后备运行方式。6 对于双向传输系统，应保证信息传输的高可靠性。7.1.4 ATS系统设备的平均无故障时间（MTBF）应不小于5*104h。7.1.5 ATS系统的设计使用年限应与信号系统的设计年限相匹配。7.2 可用性要求7.2.1 ATS系统可用性是系统可靠性和可维护性的综合指标，可用性指标应达到99.99%。7.3 可维护性要求7.3.1 ATS

31、系统设备及主要元器件应设计成只需最少调整和较少维护。7.3.2 ATS应实时监测系统内各设备的工作状态，并提供设备故障报警功能。7.3.3 ATS应通过制定维修/更换策略、在线维修措施及维修支持设备的最佳运用来减少设备停机时间。7.4 安全性要求7.4.1 ATS系统安全等级应不低于SIL2级（safety integrity level，安全完善度等级）。7.4.2 ATS系统应符合GB/T22239-2008中第二级或以上级别中技术要求的规定。7.4.3 当安全数据传输采用开放式数据时，应采用专用的数据安全防护措施，以防止所传输的安全数据遭受到有意或无意的破坏。开放式数据传输系统的信道编码应附有安全冗余码。7.4.4 ATS系统宜配备实时检测与查杀恶意代码的软件产品。7.5 系统容量及可扩展性要求7.5.1 系统软件、硬件应采用标准的模块化设计，易于系统功能和控制范围的扩展。7.5.2