主頁（http://www.by236.com）：軌道交通TETRA系統列車注冊功能實現研究

上海軌道交通技術研究中心  紀文莉

1. 上海軌道交通網絡化TETRA系統現狀

截止至2011年8月，上海軌道交通已開通運營11條線、280座車站，運營里程達425公里，線網規模居全國之首，在世界上名列前茅。上海軌道交通已進入到網絡化運營時代，呈現出了網絡運營管理規模大、系統運行關聯度高、網絡客流換乘路徑多、維護保障復雜性大、突發事件影響范圍廣等網絡化運營特征。專用無線系統為軌道交通COCC（主、備）、線路OCC的調度人員、車站值班人員以及處于移動作業的工作人員之間提供無線通信手段，為網絡運營提供高效、安全、便捷的指揮調度服務，支撐網絡高效、有序運作。

上海軌道交通專用無線系統采用TETRA制式，將基本網絡1-13號線的專用無線系統進行捆綁招標，摩托羅拉中標。系統在規劃時即考慮到了網絡化的特征，為確保全網統一指揮和調度、網絡化運營服務提供通信保障，是網絡化運營的重要基礎平臺之一。隨著應用服務和應用場景的拓展，TETRA在上海軌道交通中的應用范圍不斷擴大，但指揮調度通信仍是其最核心、重要的功能。系統需要保證對列車運行調度指令及時準確的傳達，為確保列車的安全運行提供可靠的通信手段。在保證列車運行調度通信指揮功能完全實現的基礎上，才能滿足其他通信需求。

2．上海軌道交通列車調度指揮通信實現方式

上海軌道交通采用Motorola設備和二次開發設備來實現調度指揮通信功能，主要使得OCC、車輛基地調度人員在調度臺上實現對列車、相關人員的調度通信。OCC處設備連接如下圖所示。

其中，調度CAD服務器一方面作為調度信息的數據庫，供各調度臺使用；另一方面為二次開發調度臺提供集中接入服務，接收來自其它系統的信息。二次開發網管監視設備的工作情況，并為二次開發調度臺完成動態重組提供平臺。錄音服務器完成二次開發調度臺的錄音功能。MCC7500調度臺提供TETRA系統調度服務，協助二次開發調度臺完成語音呼叫等功能。GPIOM與MCC7500調度臺相連，提供麥克、錄音、喇叭等接口。調度操作終端通過串口與二次開發調度臺相連，簡化調度臺操作，完成調度語音和部分數據功能。

3. 軌道交通調度指揮通信對于列車注冊的要求

根據行車調度要求，為明確管理責任、確保指令的準確有效，列車駕駛員只能接受唯一的、對當前列車所在調度區具有指揮控制權的調度員的指揮。所以，正線上行駛的列車應歸屬正線調度員管轄、調度，而進入車輛基地內的列車應歸屬車輛基地的運轉調度員管轄調度。即正線調度臺只與正線上行駛的列車進行通話，車輛基地調度臺只與車輛基地內的列車進行通話。由于列車在線路上移動，其位置隨時變更。因此，調度系統需要根據列車當前的位置確定其歸屬調度臺。另外，上海軌道交通存在一條線路有兩個車輛基地的情況，因此還需明確列車是進入具體哪個車輛基地。

軌道交通調度應用中，通常用到下列功能號：

1）列車車次號。線路上運行的列車的標識號碼，由計劃表號（列車全天運營任務的統一編號）和目的地號組合而成，是動態分配的。

2）列車號。識別一列固定編組的列車的唯一物理編號。

由于在控制中心信號顯示大屏上，列車用車次號進行表示，因此，調度人員在呼叫列車時，通常習慣于使用車次號進行呼叫，當車次號沒有顯示時，方使用列車號進行呼叫。

因安裝在每列車上的車載臺的設備編號是固定的，使用列車號呼叫時，系統實際使用對應的車載臺設備編號直接呼叫。但列車車次號與車載臺編號的對應關系是動態變化的，需要明確它們的實時對應關系，才能采用車次號呼叫車載臺。因此，調度系統在CAD服務器的數據庫記錄了相關信息的對應關系。

上海軌道交通專用無線系統在設計時，要求通過信號ATS系統的配合，使列車車載臺實現自動注冊功能。列車自動監控（ATS）系統是列車自動控制系統的子系統，可監控列車運行，并按時刻表對列車運行進行自動調整，為運行調整提供數據。因此，ATS系統可提供列車實時位置信息，包括列車由正線進入車輛基地或由車輛基地進入正線時的列車位置信息。ATS信息可以通過相應數據接口連接到CAD服務器上，CAD服務器根據ATS信息實時更新數據庫，將特定調度區的機車呼叫引導到其所屬的調度臺，各調度臺根據數據庫的變化不斷刷新實時界面上的當前在線車輛及其位置列表，從而實現調度區的自動切換。

4. 列車注冊、注銷存在的問題和解決方案研究

上海軌道交通根據框架協議規定的無線與信號接口要求，ATS系統需向TETRA無線系統提供包括以下信息：列車車次號、列車號、列車上下行信息、列車位置信息等。目前除1號線和5號線由于ATS系統比較老，無法向TETRA提供所需信息外，其余已運營的線路的ATS-TETRA接口均已按照要求實現。

但從ATS接口實際使用情況來看，目前還沒有一條線路啟用ATS接口。主要是因為在調試使用ATS信息實現列車自動注冊、注銷功能時，發現了問題：ATS系統會因為故障或發生某些異常時，丟失某些列車的信息，而又沒有將異常情況告知無線系統。根據無線系統的判斷邏輯，無法判斷相關列車是否屬于正常離開正線或異常退出正線，從而會造成對應的車載臺在調度臺的管轄范圍內失蹤，無法建立通信。

因此，既有線路全部采用了管理手段來解決注冊，司機根據制定的《列車調度網絡組織規范》、《列車調度通信操作規范操作方案》等進行車載臺操作，即列車駛出車輛基地進入正線時車載臺必須由司機進行注冊操作，手動輸入車次號、運行方向等內容；列車駛出正線返回車輛基地時，司機必須進行注銷操作。采用這種方式雖然保證了列車調度權的有序轉移，但是由于需司機手動輸入注冊信息，他們一般僅輸入必需的車次號，其他的運行方向、列車位置等均為空，使得調度臺上關于列車的信息較少，也無法使用上/下行呼叫功能。另外，根據對運營需求的調研，運營單位希望列車能自動注冊，注冊信息包括：列車車次號、列車號、具體對應車站和車場位置、上/下行方向等；在正線上能不間斷的自動注冊；在調度界面上可用多種排序方式：按車次號、列車號、上/下行方向等。因此，通過與系統集成商共同研究，提出三種方案來盡量滿足運營的合理需求，簡化注冊、注銷的流程，并為調度員提供更豐富的信息：

方案一直接利用ATS信息，調度臺增加處理功能

保留與ATS信息接口，列車列表信息的列車刪減以ATS的列車進出正線信息為準，列車軌線圖以列車的位置信息為準。但無線系統在發現列車信息丟失時，不直接將其從調度臺界面上清除，而是增加了單獨一個工程車的模塊，調度員可臨時將該列列車通話組加入工程車模塊，以保證無線系統的呼叫通信不受ATS影響。

但是調度員將列車移至工程車模塊后，需通過其他方式確認列車是正常離開調度區或是信息丟失。若是正常離開，則可以將此列車移除；否則將保留此車。因此，此方案對調度員有后續操作要求，還要求二次開發增加一個新模塊。

方案二結合ATS信息，簡化人工操作

列車注冊、注銷方式為司機一鍵確認注冊、一鍵確認注銷并選擇所在的停車場編號，專用無線系統僅根據司機手動操作確定列車所歸屬的調度區域，完成進行注冊、注銷。列車注冊到正線調度界面時所需的車次號、目的地、列車位置等內容由信號ATS系統提供給專用無線系統。即使ATS系統發生故障或異常，丟失了列車信息或未將信息發送給專用無線系統，專用無線系統也會保留收到的上一條關于列車的信息，不將其從調度臺界面上清除。

但此方案并不是完全的自動注冊、注銷，還是需要司機進行簡單的人工操作。

方案三ATS信息與基站位置信息協同工作

車載臺在基站的位置登記信息可以作為調度區切換和列車位置顯示的輔助手段，與ATS信息協同工作、相互校正。其中，車載臺在基站的位置登記信息可通過系統的API接口輸出到CAD服務器，經處理后可協同完成列車的車站位置定位。

但是，車輛基地基站和正線基站的信號覆蓋區域存在重疊，很難通過基站的信息準確定位列車準確位置，從而明確列車的調度歸屬權。而且此方案需增加框架協議中的二次開發內容。

根據上述分析，推薦采用方案二進行列車注冊、注銷。采用此方案，司機的操作非常簡便，調度員也能在調度臺上獲得更多的列車位置、運行信息，且能同時解決一條線路兩個車輛基地的呼叫管理問題。另外，即使ATS系統出現故障、并未將故障信息告知專用無線系統，列車注冊、注銷功能仍能正常實現。而且，此方案對于二次開發工作的改動量很少，較易實現。

5. 結論

TETRA系統調度臺上列車信息的顯示內容的完整性，直接影響到調度員對列車的調控響應速度，關乎行車安全。通過對TETRA系統列車自動注冊、注銷功能實現的研究，提出采用“ATS實時提供列車信息，出入場時司機一鍵確認注冊、一鍵確認注銷并選擇所在的停車場編號”的方式，既解決了司機手動注冊輸入列車信息的不方便和不完整，又解決了全自動注冊中ATS故障導致列車丟失問題，同時將對既有系統的改動減到最小。此方案將在上海軌道交通新五線（12號線、13號線、9號線三期、11號線北段二期、16號線）中應用，將進一步提高專用無線系統的效率和對于運營需求的契合度。

此作品來源于2011摩托羅拉解決方案大獎賽