ATS与PIS接口协议(信号提供)
ATS与广播系统接口协议
ATS与广播系统接口规格书中国铁道科学研究院通信信号研究所修改历史记录1.供货范围及接口边界划分ATS系统与广播系统间接口边界位于控制中心信号设备室ATS接口服务器机柜内的接口设备输出端子。
接口边界如下图所示，图中虚线框内为ATS范围。
ATS提供广播信息报文，提供传输数据的RS422串口接口。
广播系统提供控制中心通信设备室至信号设备室的连接线缆及其安装连接附件。
如线缆长度超过传输协议支持的有效范围，需增加必要设备以保证信息传输。
2.通信方式(1)工作方式――异步全双工(2)数据传输速率――9600bit/s(3)物理接口――RS485(4)数据位――8 比特(5)起始位――1比特(6)停止位――1比特(7)奇偶校验――无3. 底层帧格式data_head(2) data_len(2) Dev_Status(1)data(n) crc(2) data_tail(2) 其中其中data_head 为帧头，两个字节，固定为0xEF,0xEF ；data_len 表示后接的整个数据（data 部分）的长度, 两个字节，低字节在前，高字节在后;Dev_Status 表示设备当前主/备机状态，0x01:当前为主机，0x02:当前为备机； data 应用数据帧，n 个字节，具体见下节定义。
crc: 两个字节，生成多项式为1)(51216+++=X X X X G ; crc 计算范围：[帧头]至[应用数据内容]最后一字节 data_tail 为帧尾，两个字节，固定为0xFD,0xFD 。
4. 应用帧格式也就是前面data(n)部分： Type(2) content(n-2)Type ：消息种类，2BYTE ，低位在前Content: 具体消息内容，根据不同消息种类不同而不同，长度(n-2)BYTE5. 应用帧清单消息种类清单如下：以下小节定义各消息的内容content 。
4.1 心跳信息发送条件：通信双方在无数据发送后10秒发送心跳信息，任何一方在30秒内没有收到数据接收时则可认为中断; 通信连接需要重新建立;4.2 广播信息发送条件：列车接近、到达、离去站台时发送，发送时机由ATS决定。
地铁通信专业接收的ATS日志解析工具的开发和应用
总740期第六期2021年2月河南科技Henan Science and Technology地铁通信专业接收的ATS日志解析工具的开发和应用潘振（郑州地铁集团有限公司运营分公司，河南郑州450000）摘要：目前，国内地铁线路通信专业中的广播系统和乘客信息系统都是通过接收信号系统ATS信息，解析后触发列车预到站和列车到站广播、PIS屏进到站信息显示。
本文基于ATS系统和广播系统、PIS系统接口协议，利用VBA（Visual Basic for Applications）计算机语言编写了ATS日志自动化解析工具，通过解析ATS发送给广播系统、PIS系统的日志，详细显示解析结果，辅助一线人员进行故障定位和处理。
关键词：地铁；ATS；日志；PIS中图分类号：U284.48文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）06-0110-03 Development and Application of Analysis Tools for ATSLogs Received by Metro Communication MajorPAN Zhen（Zhengzhou Metro Group Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan450000）Abstract:At present,public address system and passenger information system(PIS)of domestic metro lines and com⁃munication specialty all receive the information of ATS signal system,analyze and trigger the train pre arrival and train arrival broadcasting,PIS screen arrival information display.Based on the interface protocol between ATS sys⁃tem,public address system and PIS system,this paper used VBA(Visual Basic for Applications)computer language to write an automatic analysis tool for ATS log,and displayed the analysis results in detail to assist front-line person⁃nel in fault location and processing by analyzing the logs sent by ATS to public address system and PIS system. Keywords:metro；ATS；log；PIS当发生列车进到站广播播放或PIS（Passenger Infor⁃mation System，简称PIS）屏显示和实际列车运行情况不一致时，有两种可能：一种是全线列车进到站广播播放和PIS屏显示均错误，另一种是单站列车进到站广播播放或PIS屏显示错误。
pis(跟服务器网络有关).doc
旅客信息系统 H3C地铁PIS系统解决方案（1）发布时间：2008.01.16 06:05来源：Pconline作者：一前言随着WLAN移动通信技术的完善，地铁列车在以120Km/小时高速行驶过程中依然能保持与地面的不间断实时通信，这使得PIS（Passenger Information System）旅客信息系统的建设成为可能，现代PIS系统除了能在车厢内显示乘车须知、列车时刻表等文本信息以外，还可播放股票信息、媒体新闻、赛事直播、广告等实时动态信息，一旦出现火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况，PIS系统还可提供动态紧急疏散提示。
PIS系统的应用将原有封闭的车辆空间变成一个“信息娱乐中心”，增加了乘客舒适感。
同时由于车、地无线通信系统还有富裕的带宽，PIS系统往往还与车辆监控系统相结合，将车辆内部图像实时上传到控制中心，充分保障列车的行车安全。
二 PIS系统信息化需求PIS系统作为地铁公司与乘客之间最直观的信息交互平台，所有实时播放的媒体流不能出现图像马赛克、声音停顿的情况，这需要有线网络、车地无线通信网均有足够的带宽和良好的QoS保障机制，同时网络的可靠性要求也非常高，不能因为网络的中断导致PIS系统故障。
为了保障列车播放图像的高清晰，目前PIS系统所需最低带宽为8M（按MPEG 2格式），考虑到车辆内部监控还需4M带宽（每列车有多个摄像头，同时只上传两路图像），平均无线网带宽应至少在12M以上，带宽是保障图像高质量的最基本要求。
为了满足多辆列车同时接收赛事、股票等实时信息的转播需求，列车PIS系统均要求支持组播技术，但由于列车在快速行驶过程中车载AP与轨旁AP存在漫游切换，而车载网络却无法及时感知这个过程，会依然试图从原有轨旁AP接收数据，最终导致组播数据流的中断，如何保障车辆移动过程中的组播报文不丢失，也是PIS系统成功应用的一个关键技术。
由于早期地铁建设缺乏车、地无线通信技术，地铁监控只能局限于车站级别，不能对车辆内部进行监控，并以模拟技术为主，但由于模拟监控大规模部署成本高，不支持远程调阅，历史图像查询困难等多种原因，现在基于IP的数字监控系统已经成为新的发展潮流。
ATS系统的外部接口
ATS系统的外部接口
1、PA接口：
当列车接近站台，COM会自动计算。
当车离站台1分钟时，就发送一个接近信息，ET200L发送24V电压给PA，PA检测到24V高电平就开始广播；
当列车进站时，通过地面PTI应答器发送一个到达信息，以L报文的形式；
当列车车门关好后，通过车载ATO按钮发送一个出发信息，以G报文的形式。
2、EMCS接口：COM服务器每30秒发出一个测试信息，EMCS每2分钟发送一个测试信息，以便COM能检查到与EMCS的连接。
3、SCADA接口：在MMI和大屏的轨道图中轨道电路边框显示牵引供电状态；
4、TEL接口：传输目的地号、服务号、班组号以及列车位置、进出车辆段或联络线、列车折返信息和运行方向（上/下行）到通信系统。
5、PIS接口：PIS主控机从ATS的COM机处获取信息，显示列车到站倒计时。
站级以下的，如车站PIS是否显示，由PIS系统负责。
6、时钟接口：
7、背投接口：背投系统通过100M以太网与ATS系统连接，采用标准的UNIX X11协议。
背投系统可以从RPS-HMI请求屏幕内容。
8、DEPOT接口：PCU与DEPOT接口连接用于在正线信号系统与车辆段微机联锁之间传递车辆段轨道电路信息，使ATS系统显示车辆段的轨道状态。
9、传输接口：车站设备室和中央ATS之间的连接通过冗余的通信专用光纤（600M/2.5G）连接，中央ATS与车辆段HMI工作站间用通信网络提供的10M比特以太网口连接。
沈阳地铁1号线信号ATS子系统浅析
沈阳地铁1号线信号ATS子系统浅析摘要：ATS系统以称为现代轨道交通系统的发展核心，在保证安全的前提下，最大限度的提高运营效率，本文以沈阳地铁1号线信号ATS系统为例，介绍ATS 系统的组成结构、工作原理及系统功能。
关键词：ATS系统；CBTC系统；服务器；工作站目前城市发展迅速，现代城市轨道交通系统要求载客能力大，运输效率高，为了在保证安全的前提下，实现信号系统的自动控制，最大限度的缩短运行间隔，提高运行效率，各信号系统集成商先后开发了基于计算机应用的智能化信号自动控制系统-列车自动监控系统（Automatic Train Supervision System），满足运营需求。
列车自动监控系统已成为城市轨道交通系统的运营核心，实现设备的集中控制，既有利于行车组织的全线统筹和整体调控，还能最大限度的降低操作人员工作强度，安全有效的提高系统运行效率。
1 ATS系统概述列车自动监控系统（ATS系统）是列车自动控制系统（ATC系统）一个子系统，实现对列车运行的监督和控制，辅助调度人员对全线列车进行管理，对提高行车效率起着重要作用。
其主要功能包括：全线列车运行状态的集中监视与控制，列车车次号、目的地码的设置，时刻表编辑、生成、加载、在线修改，列车实际运行轨迹记录，列车运行间隔、早晚点自动调节，根据行车计划自动控制全线轨旁信号设备，全线列车运行数据、设备运行状态、操作人员操作的自动记录并生成报表，以及现场数据回放记录，ATS系统模拟操作等。
[1]沈阳地铁1号线信号系统采用浙大网新公司基于CBTC模式集成研发的系统，信号ATS系统采用美国安萨尔多公司研制的核心软件，并由浙大网新进行后期处理，采用成熟的基于32位因特尔架构的、可靠的Linux平台,如图1所示，为ATS设备显示的站场图界面。
2 ATS系统结构沈阳地铁1号线ATS系统主要由控制中心设备、集中站设备、非集中站设备、车辆段设备和试车线设备组成，为了保证系统的稳定性和可靠性，信号系统采用冗余的数据传输子系统（DCS系统），ATS系统可实现以太网冗余、服务器冗余、车站工作站冗余、软件冗余。
ATS系统的通信协议与接口
ATS系统的通信协议与接口ATS（Automatic Transfer Switch）系统是一种自动转换开关系统，可以实现电力系统在主要电源出现故障的情况下自动切换至备用电源，以确保电力系统的稳定运行。
其中，ATS系统的通信协议与接口的设计和选择显得尤为重要。
一、ATS系统通信协议设计ATS系统通信协议设计必须考虑系统的安全性、稳定性和可靠性。
对于ATS系统而言，通信协议的设计应满足以下要求：1. 支持数据传输的可靠性和安全性。
由于ATS系统用于保障电力系统的稳定运行，因此通信协议设计中必须确保数据传输的可靠性和安全性，防止数据被恶意篡改或攻击。
2. 支持数据实时性。
在ATS系统的运行过程中，数据的实时性非常重要。
通信协议的设计必须考虑到数据的实时性，保证数据及时得以传输。
3. 支持标准化。
在通信协议的设计中，应该采用通用的标准化协议，以方便后期的维护和升级。
二、ATS系统通信接口的选择在ATS系统的通信接口选择方面，应该根据实际需要和系统的特点来进行选择。
常见的ATS系统通信接口包括以下几种：1. RS485接口。
RS485接口是一种串行通信协议，具有长距离、高速率和可靠性的优势。
在ATS系统的通信接口设计中，RS485接口可以满足数据高速率传输和长距离传输的需求。
2. Modbus协议。
Modbus协议是一种通用的串行通信协议，可以实现不同设备之间的通信。
在ATS系统的通信接口设计中，选择Modbus协议可以提高设备的兼容性和灵活性。
3. CAN总线接口。
CAN总线接口是一种广泛应用于现代工业控制领域的通信接口，具有高速率、可靠性和灵活性的优点。
在ATS系统的通信接口设计中，选择CAN总线接口可以实现数据的高速率传输和多设备之间的通信。
4. TCP/IP协议。
TCP/IP协议是一种广泛应用于网络通信领域的协议，可以实现设备间的远程通信。
在ATS系统的通信接口设计中，选择TCP/IP协议可以实现远程监控和控制。
RSSP-I 铁路信号安全通信协议
Cyclic Redundancy Check
循环冗余码校验，以循环码为基 础，用于保护报文免受数据损坏的 影响
LFSR Linear Feedback Shift Register 线性反馈移位寄存器
V1.0
RSSP-I 铁路信号安全通信协议
第4页
~<
使用 LFSR 的左移位运算符
~>
使用 LFSR 的右移位运算符
V1.0
RSSP-I 铁路信号安全通信协议
第5页
2. 参考结构
2.1 综述
2.1.1.1 封闭式网络在 GB/T 24339.1 中定义为：―连接的设备数量固定或最大数 量固定，有已知且固定的特性的传输系统，对于此系统可以忽略非法访问的风 险。‖
2.1.1.2 参照 GB/T 24339.2 中关于传输系统的威胁源说明，对于封闭式传输系 统而言，可存在的威胁有：
[4] EN-50129:2003
Railway applications–Communication, signalling and processing systems–Safety related electronic systems for signalling 铁道应用：安全相关电子 系统
5.1 安全数据交互原则 ...................................................................................... 16
5.2 安全校验过程............................................................................................... 19
天津地铁2、3号线大小交路功能系统改造方案
450 引言为实现天津地铁2、3号线大小交路套跑情况下站台PIS(乘客信息系统)、PA(广播系统)动态目的地显示及播报功能,需对两条线的ATS(列车自动运行监控系统)、PIS、PA间的接口协议及配套设备进行改造。
1 天津地铁2、3号线概况天津地铁2、3号线ATS、PIS与PA系统在大小交路套跑行车组织情况下,无PIS系统动态显示及PA系统动态播报目的地信息。
为提升客运服务质量,满足列车大小交路运行、段场连接车站清客回段时的客运组织要求,需对2、3号线所涉及的ATS、PIS、PA系统进行升级改造。
1.1 既有ATS系统描述2、3号线采用庞巴迪CITYFLO 650 ATS系统,使用PLC(可编程逻辑控制器)为外部子系统提供数据。
系统所用外部接口协议未包含列车旅程目的地信息,无法满足大小交路套跑行车组织情况下PIS、PA动态目的地信息提供需求,且现有接口硬件设备不具备协议扩展条件。
1.2 PIS-ATS系统接口描述PIS-ATS接口是PIS和ATS之间的信息通道,ATS向PIS系统发送首末班车信息、列车到站信息、列车紧急信息,PIS向ATS发送PIS心跳信息或请求PIS首末班车信息。
中心ATS通过MODBUS TCP OPC服务器,与PIS设备进行通信。
这些设备中有一个PLC网关,用于中心ATS与外部子系统之间的信息交换。
中心ATS与外部子系统负责读写各自的保持寄存器。
系统接口协议是基于RJ45连接的MODBUS TCP/IP协议。
ATS通讯设备配置为从机,PIS 通讯设备配置为主机。
1.3 PA-ATS系统接口描述PA-ATS接口是PA和ATS之间的信息通道,ATS向PA发送首末班车信息、列车到站信息、列车紧急信息,PA向ATS发送广播系统心跳信息。
系统接口协议是基于RS-422连接的MODBUS协议。
ATS通讯设备配置为从机,PA 通讯设备配置为主机,其接口原理同PIS-ATS接口一致,接口位置在车站。
城市轨道交通列车自动控制系统维护课件：ATS系统接口
现地工作站
车站分机1
联锁设备控制命令 联锁设备状态
联锁1
现地工作站
车站分机N
联锁设备控制命令
联锁N
联锁设备状态
ATS系统接口
中心ATS系统
ATS子系统接口： ATS子系统内部接口主要包括与正线计算机联锁设备、车辆基地/停车场联锁设备、ATP/ATO 子系统、发车计时器的接口。
AATTSS分机AA
AATTSS分分机机B
ATS系统接口
ATS系统示意图
ATS系统接口
ATP/ATO系统
VOBC
列车调整控制命令
ZC
列车状态和位 置信息
DSU
临时限速
ATS 中心 系统
调度员工作站
通信服务器
联锁设备、VOBC、 ZC控制命令
应用服务器
计划信息/实际 报点信息
数据库 行调台
运行图/时刻表 编辑工作站
ATS 车站 系统
联锁 系统
ATS子系统
ATS子系统外部接口主要包括ATS与大屏 综
系统、时钟系统、广播系统、无线通信
合
广
时
无
大
监
播
钟
线
屏
系统、综合监控系统、PIS系统等进行接
控
系
系
系
系
系
统
统
统
统
口，并预留与TCC系统的接口。
统
PART 02
ATS外部接口
NON-SIGNALING INTERFACES OF ATS SYSTEM
AATTSS交交换换机机AA
串串口口
串串口口
串串口口
CCII上上位位机机AA
CCII上上位位机机BB
轨道交通PIS系统介绍
乘客信息系统（PIS）简介
乘客信息系统：Passenger Information System，简称PIS。
乘客信息系统是依托多媒体网络技术，以计 算机系统为核心，以车站和车载显示终端为 媒介向乘客提供信息服务的系统。
乘客信息系统在正常情况下，提供乘车须知、 服务时间、列车到发时间、列车时刻表、管 理者公告、政府公告、出行参考、股票信息、 媒体新闻、赛事直播、广告等实时动态的多 媒体信息；在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正 常情况下，提供动态紧急疏散提示。
LCD显示控制器
车载传输网络 (由车辆提供)
司机车头室
天 无线AP 线
无线客户端
天
单元
线
车载交换机
OPWKRAACWCTTIC//C0HH01AAWCCTTIC//C0HH01EACTCOHL
LCD显示控制器
列 车
司机车尾室
PIS系统的结构
系统数据传输流程
典型中心子系统结构
地铁其他系统
时钟
路由器
不支持用户自定义信息
没有 不需专业知识 较低 不支持
广告灯箱
正常情况下广告发布
固定信息 小 图片
不支持用户自定义信 息 较高 不需专业知识 较低 不支持
遵循的标准及规范
ITU-T的有关建议 IEEE的有关协议 电子工业协会（EIA）的有关标准 《地铁设计规范》（GB50157-2003） 《城市轨道交通设计规范》（DG108-109-2004） 《城市快速轨道交通工程项目建设标准》（1999试行本） 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-92） 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB 50198-94 《彩色电视广播测试标准》GB2097-80 《PAL-D制电视广播技术规范》GH 3171-1995 《4:2:2数字分量图像信号接口》GB/T 17953-2000 《铁路通信电源设计规范》 TB 10072-2000 《地下铁道工程施工及验收规范》 GB50299—1999 用户特别指定的技术要求。
地铁ATS与PIS、PA通信接口的更改方式的探讨
地铁ATS与PIS、PA通信接口的更改方式的探讨发表时间：2019-07-01T08:54:06.517Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：邓瑛杜成林[导读] 摘要：某城市地铁X号线自开通以来频发全线PIS无进站倒计时、全线无自动PA等故障，对乘客服务造成了一定影响。
无锡地铁集团有限公司 214000摘要：某城市地铁X号线自开通以来频发全线PIS无进站倒计时、全线无自动PA等故障，对乘客服务造成了一定影响。
目前PA、PIS两个系统和信号ATS系统之间的通信，采取通过ISCS进行中转。
由于中间增加了一级接口，导致故障发生概率增加，表现为PA、PIS无法正常收到ATS发出的信息。
拟将PA、PIS所需信息由目前ATS经过ISCS转发的方式，改为由ATS直接与PA、PIS通信。
关键词：列车运行监控信息、广播、乘客信息、通信接口近几年，全国各地轨道交通事业如雨后春笋般发展，轨道交通技术也日益更新，信号系统作为轨道交通系统的重要系统也经历一系列优化提升。
列车运行监控系统（ATS），承接了信号系统的大量外部接口信息处理，更加优化信号系统的的功能，为地铁运行提供更加便捷、有效的服务。
一、ATS外部接口概述目前与信号ATS系统接口的外部系统主要有综合监控系统（ISCS）、火灾自动报警系统（FAS）、设备监控系统（BAS）、时钟系统，广播系统（PA）、乘客信息显示系统（PIS）、大屏显示系统、无线系统（RS）等。
鉴于接口设备的维护特殊性，目前国内ATS与外部接口的连接方式主要采取两种方案。
一种方案是：ATS系统直接分别于与外部子系统连接，这种方式优点是：ATS系统与外部系统一一对应，便于发现问题。
缺点是：对于ATS而言，连接的对外接口过多，对接口设备性能要求高，不便于平时维护，且数据处理相对繁琐。
另外一种方案是：除关键系统和ATS系统直接接口通信外，其它系统则是由ISCS进行中转，例如PIS、PA等系统与ATS系统的接口，这种方式有效减少了ATS系统对外的物理接口，优化了数据处理，缺点是：若ISCS发生故障，则会引起其他系统数据紊乱，扩大故障范围。
ISUP协议基本知识
ISUP协议基本知识ISUP——综合业务数字网用户部分ISUP是NO.7公共信道信令系统的用户部分中的一种，它定义了包括话音业务和非话音业务（如电路交换数据通信）控制所必须的信令消息、功能和过程。
ISUP能完成电话用户部分（TUP）和数据用户部分（DUP）的功能，并且能实现范围广泛的ISDN业务，具有非常广阔的应用范围。
ISUP协议支持基本的承载业务，即在用户终端之间建立、监视和释放64kbit/s电路，向用户提供低层的信息传递能力。
ISUP同样支持多目的信令点功能。
它适用于模/数混合网以及电话网和专用的电路交换的数据网。
ISDN用户部分是在TUP的基础上扩展而成的。
ISUP提供综合业务数字网中信令功能，以支持基本的承载业务和附加的承载业务。
当ISUP传送与电路相关的信息时，只需得到MTP的支持，而在传送端到端的信令消息时，可依靠SCCP来支持，这种传送可以采用面向连接的协议，也可以采用无连接协议。
1、 ISUP协议的应用GTSOFTX3000 用作GMSC Server 时，提供两种方式与PSTN/PLMN 网互通：z GTSOFTX3000 内置有SG（Signaling Gateway，信令网关）功能，提供TDM 接口与PSTN/PLMN 信令设备（可以是交换机、STP 等）互通，局间信令运行ISUP，信令传输使用MTP。
z GTSOFTX3000 提供IP 接口，通过独立的SG 转接（或内置于UMG8900 的SG），与PSTN/PLMN 信令设备互通，局间信令运行ISUP，信令传输使用SIGTRAN。
2、协议栈结构如图所示，ISUP既可以在MTP上也可以在SCCP上工作。
GTSOFTX3000 提供两种方式传输ISUP 协议：一是基于TDM，利用消息传递部分（MTP）提供的服务来进行信息传递；一是基于IP，利用信令传输协议（SIGTRAN）提供的服务进行传输。
基于TDM 基于IPISUP消息类型编码编码英文缩写中文含义00000001IAM初始地址：前向发这个消息以初始化出局电路的占用情况，并且传送号码以及其它与呼叫的路由和处理相关的信息。
浅谈地铁乘客信息向导(PIS)系统的建设及应用
浅谈地铁乘客信息向导（PIS）系统的建设及应用摘要：本文借鉴沈阳地铁乘客信息向导（PIS）系统的建设及应用情况，适当考虑技术发展的前瞻性，并从实际建设、运营维护等角度出发，介绍了乘客信息向导（PIS）系统。
关键词：地铁、PIS、信息、同步、紧急1、概述随着社会经济继续快速发展、人民生活水平日益改善，城市中机动车保有量已成几何数量增长，地面交通压力巨大、出行困难，机动车尾气对环境污染严重，雾霾天气肆虐，所以大力发展城市轨道交通网已势在必行。
乘客信息系统（PIS）是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统。
乘客信息系统在正常情况下，提供乘车须知、轨道交通首末车服务时间、列车到站时间、列车时刻表、管理者公告等运营信息及政府公告、出行参考、媒体新闻、赛事直播、广告等公共媒体信息共同协调使用；在紧急情况下，可提供动态辅助性提示，以便其在列车客室内音视频播放，使乘客通过正确的服务信息引导，安全、便捷地乘坐轨道交通。
2、系统构成PIS系统从结构上可分为：控制中心子系统、车站子系统、车载子系统、网络子系统（有线网络子系统和车地无线子系统）、车辆段子系统、广告子系统。
2.1控制中心子系统控制中心子系统通过接口采集外部信息流，经编辑、处理手段，生成内部信息，按既定规则或版式向车站和列车播出，以达到向乘客传递信息的目的。
2.2车站子系统车站子系统包括车站服务器、管理工作站、播放控制器、液晶显示器、查询机等设备，负责接收并下载控制中心下达命令（设备开关机等）、各类信息内容（连同节目列表）、系统参数、时钟信息等。
2.3车载子系统车载子系统包括车载无线、有线以及其他车载控制系统部件等。
每列车的车载通信网由车载AP、定向天线和车载交换机等模块组成，为车载PIS提供与地面的传输通道。
列车的车头和车尾各部署一个车地专用AP，与轨旁地面AP之间通过无线方式对接，实现车地网络间的快速漫游切换。
北京地铁10号线综合监控系统简介
综合监控系统对于集中告警设备为系统互连, 只监视不控制;返信形式为在操作显示器上设置声 光告警信息。综合监控系统通过与集中告警设备 互连可监视通信专业的传输、公务、调度专用电 话、无线、CCTV、广播、时钟电源系统主要设备 告警和故障情况等八个子系统。
11
站台屏蔽门系统
站台屏蔽门(PSD)系统,用于将车站站 台与行车区域隔离开,防止乘客在候车时因推挤掉 入行车区,保证乘客候车的安全性。PSD实现系统 级、站台级和手动操作三级控制方式。手动操作 优先级最高,系统级控制优先级最低。
12
闭路电视监控系统
综合监控系统与闭路电视(CCTV)操作界面集 成。根据地铁特点,CCTV从使用上满足中心总调度 员、中心行车调度员、中心环境调度员、中心供 电调度员和车站值班站长等的操作工作站对相应 管辖区域进行监视。其中:站厅区主要监视AFC进 出口闸机与上下站台的自动扶梯的乘客流向;站台 监视区主要监视乘客上下列车与安全门开关的情 况。分为中心级监控功能和车站级监控功能。
13
有线广播系统
综合监控系统与有线广播(PA)系统操作界面 集成。地铁 PA 由车站广播、车辆段广播两个相 互独立的子系统组成,在地铁运营时对乘客发布信 息,并在发生灾害时兼做防灾广播。地铁PA采用中 心、车站二级广播组网方案。各车站作为一个独 立的区域广播,而中心能够对每个车站进行播音, 并具有控制优先权。
19
时钟系统
综合监控系统与时钟(CLK)系统互。通信系统 在控制中心设中心母钟设、车站设置二级母钟设 备 ,通过接收标准时间信号产生精确的同步时间 码,校准一级母钟,并为其它系统提供时钟信号 。
PIS网络简介
4号线、大兴线PIS网络简介一、网络概述北京地铁大兴线为4号线南延线，大兴线在南四环公益西桥北侧与4号线相接，与4号线贯通运营。
大兴线的列车与4号线的列车在这之间混合运营，4号线的PIS与大兴线PIS 系统由各自独立管理，两链路的PIS后台也分别独立运营。
四号线、大兴线网络结构拓扑简图：二、 4号线、大兴线现有网络分析地铁4号线一共有24个站，在马家堡控制中心为PIS系统的控制中心，核心交换机放在此机房，为两台Cisco 6509-E,它们通过80km光纤连接到大兴线的小营控制中心，使得两条线的PIS系统可以通。
在4号线的二级汇聚车站有北京南站、陶然亭站、新街口站、西直门站、北大东门和圆明园6个站，每个站都采用Cisco汇聚交换机3725，在它们下面分别下接了如马家楼，角门等车站Cisco 2960接入交换机，在各接入交换机上连接了本车站所属的无线AP 1240G。
在列车的车头和车尾都安装了媒体播放系统和无线工作组网桥（WGB），当列车在隧道里行驶的时候，通过车上的WGB通过无线信号连接到轨旁AP，从而可以接收流媒体，在行驶的过程中WGB会不断地切换AP，以此来保持无线网络的通信。
4号线现有网络交换机共分了5个vlan,其中将马家堡数据中心和小营都放在vlan 1,IP 地址段为10.11.1.0/24网段，从安河桥北到人民大学站放到vlan 2,IP地址段为10.11.2.0/24,从魏公村到西四站放到vlan 3,IP地址段为10.11.3.0/24，从西单到公益西桥放到vlan 4,IP地址估同为10.11.4.0/24。
每个车站的接入交换机IP地址放在同一个地址段：10.11.1.0/24,IP地址从10.11.1.101~1.129,共有29台接入交换机。
与4号线不同的是，地铁大兴线一共11个站，小营控制中心为PIS系统的控制中心，核心交换机放在此机房，为两台Cisco 6509-E,。
论地铁信号ATS系统的功能
论地铁信号ATS系统的功能摘要：交通问题一直是我国面临的主要问题，进入21世纪的今天，城市和乡镇飞速发展必定会带动交通业的的发展，其中城市的交通肯定是首要面临的问题。
信号ATS系统的实现对城市轨道交通列车运行的监督和管理, 协助列车调度人员对全线列车运行的管理,轨道交通的效率大大提高。
关键词：信号ATS系统功能异同点优缺点城市的轨道交通信号系统主要包括两大部分:联锁装置和列车运行控制系统(Automatic Train Control,ATC) , 其ATC 系统又包括列车超速防护( Automatic Train Protection, ATP) 、列车自动驾驶( Automatic Train Operation, ATO) 和列车自动监控( Automatic Train Supervision, ATS)。
目前应用在地铁较多的有准移动闭塞系统和移动闭塞系统，下面就地铁信号ATS系统的功能进行探讨和研究仅供大家参考。
1、信号系统的概况1.1 ATS系统的基本配置1.1.1深圳地铁罗宝线ATS系统的基本配置罗宝线ATS系统包括以下配置：VICOS OC 501系统，具有中央级的操作控制功能，采用UNIX SOLARIS 8操作系统，基本系统为SINAUT Spectrum 4.3；VICOS OC 101系统，用于车站级的操作控制功能，采用windows 2000操作系统；培训系统，用于培训目的的工作站；PLC系统（SIMATIC），西门子提供的具有PLC功能的SIMATIC系列机柜。
1.1.2深圳地铁蛇口线、环中线ATS系统的基本配置蛇口线、环中线ATS系统主要由控制中心的CATS、正线设备集中站的LATS、正线非设备集中站的ATS接口机和车辆段ATS设备组成。
中央服务器类设备采用Windows Server中文标准版操作系统，中央工作站、正线非设备集中站和车辆段工作站类设备采用Windows XP中文专业版操作系统，设备集中站ATS分机（LATS）上采用Linux操作系统。
ATS与PIS接口协议(信号提供)
编号：BJCP-IF-0001卡斯柯信号有限公司2009年10月16日目录1概述 (4)1.1 目的 (4)1.2 系统范围 (4)1.3 接口描述 (4)1.4 串口描述 (4)1.5 应用文档 (4)1.6 定义与缩写 (4)2设计约束 (5)3物理接口 (5)3.1 安装位置 (5)3.1.1 控制中心OCC (5)3.2 连接方式 (6)4协议层 (6)4.1 传输配置 (6)4.2 信息帧 (7)4.2.1 信息头 (7)4.2.2 目的地址 (7)4.2.3 源地址 (7)4.2.4 序列域 (7)4.2.5 控制域 (8)4.2.6 数据域 (8)4.2.7 校验域 (8)4.2.8 数据透明 (8)5信息类型 (8)5.1 用于通信控制的信息 (9)5.1.1 DC2信息 (9)5.1.2 DC3信息 (9)5.1.3 ACK信息 (9)5.1.4 NACK信息 (10)5.1.5 STX信息 (10)5.2 ATS到PIS的信息 (11)5.2.1 PIS信息 (11)5.3 PIS到ATS的信息 (15)6ATS与PIS的通信方式 (15)6.1 通信模式 (15)6.2 通信建立 (15)6.3 序号控制 (15)6.4 超时控制 (15)6.5 没有被确认的信息 (16)7责任划分 (16)8测试 (16)9接口管理 (16)9.1 ATS/PIS接口联络人员 (16)9.2 接口会议 (16)9.3 问题解决措施 (16)10附录 (16)10.1 消息ID定义 (17)10.2 车站编号及车站站台编号 (17)10.3 目的地编号 (17)10.4 其他 (18)1概述1.1目的本文档是为了描述北京轨道交通昌平线自动列车监控系统(ATS)和乘客信息系统(PIS)之间的接口关系。
本文档由以下内容组成：➢ATS与PIS之间的接口方式➢接口控制和接口数据传输格式➢接口内容及接口内容的具体消息格式。
城市轨道交通ATS系统外部接口日志分析
城市轨道交通ATS系统外部接口日志分析高云超(青岛地铁集团有限公司运营分公司，山东青岛 266101)摘要：青岛地铁11号线采用的是国内自主研发的自动列车监控系统(ATS)，ATS系统作为一个综合信息监控系统的实现平台，以通信前置机作为通信枢纽，与时钟系统、乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、无线系统等实现接口。
现结合现场实际运行数据，采用UltraEdit文本编辑工具对通信前置机的日志进行检索、分析，通过系统后台的日志分析，便于日后信号维护人员对设备故障点的诊断。
关键词：ATS系统；通信前置机；接口日志；分析中图分类号：U284.48 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2021)01-0076-04 Analysis of External Interface Log of Urban Rail Transit ATS SystemGao Yunchao（Operation Branch, Qingdao Metro Group Co., Ltd., Qingdao 266101, China）Abstract: Qingdao Metro Line 11 uses an automatic train monitoring system (ATS) developed independently in China. As an implementation platform of comprehensive information monitoring system, the ATS system takes the communication front-end processor as the communication hub, interfacing with clock systems, passenger information systems, broadcast systems, integrated monitoring systems, wireless systems, etc. Now combined with the actual operating data on site, the UltraEdit text editing tool is used to retrieve and analyze the logs of the communication front-end processor. Through the log analysis in the background of the system, it is convenient for the signal maintenance personnel to diagnose the equipment failure point in the future.Keywords: automatic train monitoring system; front equipment porcessor; interface logs; analysis DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2021.01.015自动列车控制系统（ATS）作为城市轨道交通信号控制系统的一个重要组成部分，与时钟系统、乘客信息系统、广播系统、综合监控系统、无线系统等外部系统一起工作，通过发布列车到发时间、列车进站广播等，为乘客提供正确的信息引导服务，从而使乘客能够方便、快捷地乘坐城市轨道交通。
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编号：BJCP-IF-0001卡斯柯信号有限公司2009年10月16日目录1概述 (4)1.1 目的 (4)1.2 系统范围 (4)1.3 接口描述 (4)1.4 串口描述 (4)1.5 应用文档 (4)1.6 定义与缩写 (4)2设计约束 (5)3物理接口 (5)3.1 安装位置 (5)3.1.1 控制中心OCC (5)3.2 连接方式 (6)4协议层 (6)4.1 传输配置 (6)4.2 信息帧 (7)4.2.1 信息头 (7)4.2.2 目的地址 (7)4.2.3 源地址 (7)4.2.4 序列域 (7)4.2.5 控制域 (8)4.2.6 数据域 (8)4.2.7 校验域 (8)4.2.8 数据透明 (8)5信息类型 (8)5.1 用于通信控制的信息 (9)5.1.1 DC2信息 (9)5.1.2 DC3信息 (9)5.1.3 ACK信息 (9)5.1.4 NACK信息 (10)5.1.5 STX信息 (10)5.2 ATS到PIS的信息 (11)5.2.1 PIS信息 (11)5.3 PIS到ATS的信息 (15)6ATS与PIS的通信方式 (15)6.1 通信模式 (15)6.2 通信建立 (15)6.3 序号控制 (15)6.4 超时控制 (15)6.5 没有被确认的信息 (16)7责任划分 (16)8测试 (16)9接口管理 (16)9.1 ATS/PIS接口联络人员 (16)9.2 接口会议 (16)9.3 问题解决措施 (16)10附录 (16)10.1 消息ID定义 (17)10.2 车站编号及车站站台编号 (17)10.3 目的地编号 (17)10.4 其他 (18)1概述1.1目的本文档是为了描述北京轨道交通昌平线自动列车监控系统(ATS)和乘客信息系统(PIS)之间的接口关系。
本文档由以下内容组成：➢ATS与PIS之间的接口方式➢接口控制和接口数据传输格式➢接口内容及接口内容的具体消息格式。
1.2系统范围北京轨道交通昌平线共有11个车站。
并且在定泗路设停车场一座，在十三陵设车辆段一个。
1.3接口描述SIG-PIS接口是信号系统与乘客信息系统之间的信息通道，属于非安全接口。
信号系统向PIS 系统发送A TS检测到的列车配置及当前位置信息(正线)，PIS不向信号系统发送任何应用信息。
SIG-PIS 接口如下图所示：Figure 1 : SIG-PIS接口描述1.4串口描述RS-422标准全名是平衡电压数字接口电路的电气特性(ANSI/TIA/EIA-422- B-98)，最大传输距离为4000英尺(约1219米)，最大传输速率为10Mb/s。
1.5Table 1 : 应用文档Table 2 : 定义与缩写2设计约束考虑到北京轨道交通昌平线分段开通的具体情况，ATS-PIS接口必须具备足够容量以满足线路延伸的要求。
3物理接口3.1安装位置3.1.1控制中心OCCSIG-PIS接口的安装位置在控制中心，连接方式如下图所示：以太网Ethernet networkFigure 2 : 控制中心SIG-PIS连接方式图中红色虚线上方为A TS侧设备，红色虚线下方为PIS侧设备，PIS铺设一根串口通信电缆至ATS设备配线架。
3.1.2临时/备用控制中心OCCSIG-PIS接口的安装位置在临时/备用控制中心，连接方式如下图所示：以太网Ethernet networkFigure 3 : 临时/备用控制中心SIG-PIS连接方式图中红色虚线上方为ATS侧设备，红色虚线下方为PIS侧设备，PIS铺设一根串口通信电缆至ATS设备配线架。
3.2连接方式在控制中心、临时/备用控制中心，A TS通过5芯屏蔽电缆(色谱)连接到PIS侧指定端口。
ATS与PIS之间的连接采用RS-422串口通信方式，其中A TS侧为DB9 Male，PIS侧为DB9 FemaleTable 3 : 422串口引脚4协议层4.1传输配置端口配置如下：Table 4 : 传输配置ATS和PIS之间的通信模式采用点对点全双工模式。
通信建立后，如果有信息要发送的话，双方立即发送信息。
数据位发送从最低位开始到最高位止。
数据字节的发送也是从最低字节到最高字节(注：采用X86系列CPU 处理字码的方式)。
例如两个字节的发送按照以下方法：低字节Low byte 高字节High byte第一位First 第二位Second 第八位eighth 第九位Ninth 第十位tenth 第十六位SixteenthFigure 4 : 2个字节的发送方法4.2 信息帧Table 5 : 信息帧格式帧分成7个区域，除数据域外，其它采用固定的长度。
4.2.1信息头为1个字节长度。
用SOH （0x7e ）代表信息帧的开始标志。
4.2.2目的地址为1字节长度。
表明了信息发送的目的地。
接收方通过地址知道是否信息属于自己。
任何一个信息被发给其他方，都必须填写目的地址。
Table 6 : 目的地址定义4.2.3源地址为1字节长度，表明了信息是从哪里发出来的，任何信息在发送时都必须填上源地址，接收方可以凭借此地址判断消息的来源是否正确。
比如PIS 可以判断出其接收到的消息是否来自控制其接口的A TS 。
PIS 到ATS 的信息，源地址是Table 6目的地址定义表中PIS 的地址0x0A ； ATS 到PIS 的信息，源地址是Table 6目的地址定义表中ATS 的地址0xA0。
4.2.4序列域为1字节长度。
这个字节分为两部分：接收序列号和发送序列号。
位0-3：接收序列号，从0到15循环使用，这是最后一次接收到对方正确信息帧的序号。
位4-7：发送序列号，从0到15循环使用，这是最后一次发送的信息帧的序号。
发送序号和接收序号有以下作用：避免丢失消息和重复处理消息。
发送方的发送序号(接收方的接收序号)：系统用这个序号确认从发送方发出的信息没有丢失，并且没有从发送方来的信息被处理两次。
发送方的接收序号(接收方的发送序号)：系统使用该序号确认发送方从接收方正确接收到的最后一帧数据。
发送序号和接收序号必须在通信会话开始时初始化为零。
然后，发送序号必须且仅当在一个Table 7 : 序列域的变化4.2.5控制域Table 8 : 控制域定义4.2.6数据域最大长度为2400字节。
它仅用于数据信息，包含发送方发送给接收方的全部数据信息。
这个Table 9 : 数据域定义长度区为2个字节，定义了包括控制状态区、信息标志区、数据内容区在内，共有多少字节数据信息。
控制状态代表了是主控还是备用，1个字节，该字节为备用，其值为0x00；信息标志为1个字节长度，定义了数据区中信息的信息类型。
4.2.7校验域为2个字节长度，用于接收方检查所接收到的数据帧是否正确，采用CRC校验算法，其生成多项式为G(X)=X16+X12+X5+1(ISO 3309)。
计算的字节包括从目的地地址字节到数据域的最后一个字节中的每一个字节。
CRC校验运算的初始值是0。
4.2.8数据透明从目的地址到CRC校验的全部字符中，任何与SOH（0x7E）有相同值的字符将被发送两次。
5信息类型5.1用于通信控制的信息5.1.1DC2信息这种信息用于要求另一端的系统打开通信，仅用于ATS，PIS只是接收该信息。
PIS和ATS在通讯话路的建立方面是不对等的，A TS是通讯的发起方，PIS不能是通讯的发起方。
DC2信息在ATS 程序启动或通讯中断后由ATS发送。
Table 10 : 信息DC2结构在这一帧信息中发送序号和接收序号是0，当另一端的系统(PIS)收到这一信息后，也将发送序号和接收序号复位为0。
另一端的系统(PIS)将应答这一信息：如果正确的收到这一信息并且有效打开通信口，使用DC3信息应答，表示PIS和ATS双方要求重新建立通讯连接；如果在收到的信息中，监测到CRC校验错，用NACK信息应答；如果不认为自己是信息的接收目的地，不应答。
5.1.2DC3信息这种信息被PIS用于告知ATS，其已经接收到A TS重新建立通讯的请求。
Table 11 : 信息DC3结构发送序号和接收序号是0。
只有PIS可以发送DC3的信息。
5.1.3ACK信息这种信息被PIS和ATS用于确认已经接收到对方发送来的数据。
它也被ATS和PIS用于在己方超过1000ms后没有数据帧发送给对方时，确认通信正常。
一方收到另一方的ACK信息后，不需要立刻发送应答信息。
Table 12 : 信息ACK结构发送序号不增加，接收序号是最后一次正确接收到对方数据信息的发送序号。
5.1.4NACK信息这种信息被PIS和A TS用于确认发现了CRC校验错的信息。
Table 13 : 信息NACK结构发送序号不增加，接收序号是最后一次正确接收到对方数据信息的发送序号。
5.1.5STX信息这种信息被系统用来发送数据信息。
Table 14 : 信息STX结构发送序号被增加1，接收序号为前次正确接收信息的发送序号。
其中数据域中长度不包括本身2个字节。
关于STX的具体信息所代表的内容被包含在信息标志中，如列车位置信息等。
5.1.5.1控制状态此字段保留，内容为0x00。
5.1.5.2信息标志Table 15 : 信息标志定义5.2ATS到PIS的信息5.2.1PIS信息ATS向PIS发送每个站台预计的至多下4班列车(0~4班)到站时间、列车跳停信息、末班车信息。
PIS与ATS恢复连接时，A TS立即给PIS发送每个站台的PIS信息，在双方通信建立期间，A TS 每隔20秒发送一次所有站台的PIS信息，站台PIS信息中任意一项列车运行信息有变化时，A TS立即以站台为单位发送该站台的PIS信息。
每一个PIS消息帧至多发送10个站台的数据，例如共有60个站台，那么所有站台的PIS信息将通过6帧消息发送，每次发送10个。
消息内容中包含所有A TS系统中的计划车和头码车，不包含其它属性的列车，消息结构如下：Table 16 : ATS_PIS_TRAIN_PIS_INFO字段描述Station_id表示车站编号。
platform_id表示该车站内的站台编号。
ValidityField 表示该列车信息是否有效，0为该列车信息无效，1为该列车信息有效。
Train_unit_number表示列车车体号。
train_service_number表示列车服务号。
destination_id表示该列车的目的地编号。
Pre_arrival为列车即将进站标记，在“列车计划到站时间-系统当前时间<=20秒”时，pre_arrival=1，在列车到站及其他情况下pre_arrival=0。
scheduled_arrival_time及scheduled_departure_time表示该列车预计到达(离开)该站台的时间，到达(离开)时间以从1970年1月1日零点（00:00:00）以来经过的秒数表示。