1、第 22 讲 无线闭塞中心 RBCCTCS3 系统地面设备的主要特点在于采用全线 RBC 设备集中设置。CTCS-2 级作为CTCS-3 级的后备系统。无线闭塞中心（RBC）或无线通信故障时， CTCS-2 级列控系统控制列车运行。一、RBC 的功能与配置在 CTCS-3 级列控系统中，RBC 的主要功能包括：通过列车的 CTCS 识别码获得列车的信息；通过轨道电路提供的列车占用信息跟踪区域内列车；根据微机联锁、轨道电路等系统提供的信息，生成管辖内每一列车的运行许可；接收调度集中系统（CTC）提供的临时限速信息；向管辖内列车传送列车当前运行许可、临时限速及线路参数。综合考虑各种限制条件、运行调
2、试和维修维护的便利性，RBC 主机一般集中设置。RBC 设备采用硬件安全比较冗余结构，其设备配置如图 8-41 所示，设备配置包括：无线闭塞单元（RBU） 、协议适配器（VIA） 、RBC 维护终端、司法记录器（JRU ） 、ISDN 服务器、操作控制终端和交换机等设备组成。ISDN服 务 器维 护 终 端 司 法 记 录 器（ JRU）服 务 器操 作 控制 终 端交 换 机 L交 换 机 R 无 线 闭 塞 单 元（ RBU）协 议 适 配 器(VIA)RBC图 1 RBC 设备配置操作控制终端：RBC 操作控制终端由服务器和工作站组成，主要可完成站场图形显示、进路及列车运行情况显示、列车
3、的登记与注销、紧急操作以及 RBC 系统的维护与诊断等功能。本地维护终端：每台 RBC 设有一个维护终端，为维护工程师及其他技术人员提供与 RBU 接口。主要功能包括：监视 RBU 处于工作状态，还可以通过它切换 RBU 工作状态；告警提示；读取由 RBU 存储的诊断数据（包括来自安全传输单元的数据） ；下载系统日志；设定时间和日期。司法记录器：司法记录器将 RBC 所有状态以及列车报告的数据和状态均记录下来，以备分析检查。ISDN 服务器：通过 ISDN 服务器为 RBC 提供通话路由。二、RBC 接口和安全技术1. RBC 设备内部接口RBC 设备内部接口包含：RBC 与 RBC 间的接口
4、、RBC 与 ISDN 间的接口、RBC 与VIA 和 RBC 操作控制终端接口、RBC 与 RBC 本地维护终端接口、 RBC 与司法记录器接口。2. RBC 设备外部接口1) RBC 与车站联锁设备的接口RBC 和联锁系统将站间线路划分为若干个信号授权 SA 区段，然后以此为基本单位进行信息交互，它以对象的方式传递信息，对象包括列车状态、信号授权和紧急停车区。RBC 与联锁系统通过冗余配置的 TCP/IP 信号专用安全通信网连接，采用安全通信协议，实现信息安全传输。2) RBC 与 CTC 设备接口在 CTC 系统调度中心设置 CTC/RBC 接口服务器，CTC/RBC 接口服务器通过以太
5、网通信端口一端接入 RBC 网络，另一端接入 CTC 调度中心局域网。CTC 系统通过协议转换器（VIA）设备和 RBC 系统进行数据交换。CTC-RBC 接口服务器为双套配置，同时和多套 VIA 相连。3) RBC 与临时限速操作服务器接口临时限速信息包括临时限速命令和临时限速状态。临时限速服务器/RBC 间交换的所有数据均采用安全通信协议，保证数据交换的安全。RBC 通过信号专用安全数据通信网直接与临时限速服务器连接，传输临时限速相关信息。4) RBC 与信号集中监测设备接口RBC 向集中监测站机传送的主要信息包含有：RBC 设备的运行状态信息、维护诊断信息等。在控制中心设置信号监测终端系
6、统，终端计算机一端接入 RBC 的非安全局域网，一端接入监测局域网。RBC 的本地终端将所有 RBC 的维护、诊断信息汇总、处理，并按照规定的应用层通信协议，将 RBC 的监测信息发送给信号集中监测的终端计算机，通过信号集中监测网络，将 RBC 监测信息发送给各级维修中心。5) RBC 与 GSM-R 网络之间的接口RBC 通过 ISDN PRI 接口与 GSM- R 网络移动交换机（MSC）连接。一个 RBC 与 MSC 的 PRI 接口必须冗余配置，MSC 为这些接口分配统一的 ISDN 呼入号码，并按照负荷分担的原则将车载台对某个 RBC 的呼叫路由到一个可用的 PRI 接口上。三、RB
7、C 安全技术1. RBC 切换技术两部电台都正常的 RBC 切换两部 GSM-R 无线电台（定义为电台 1 和电台 2）都正常时， RBC1RBC2 的切换流程如下：1) 列车在 RBC1 的控制区域内正常运行并接近 RBC1/RBC2 边界（假定车载设备使用电台 1 与 RBC1 通信） 。列车通过了 RBC 切换预告应答器组后，车载设备向 RBC1发送列车位置报告。2) RBC1 接收到位置报告后，将向车载设备发送 RBC 切换命令（信息包 131） ，该命令包括至 RBC1/RBC2 切换点的距离、RBC2 的 ID 以及 RBC2 的电话号码。同时RBC1 向 RBC2 发送移交列车预
8、告信息和进路请求信息。预告信息包括车次号、边界应答器组号、车载设备工作模式、列车数据（信息包 11）等；进路请求信息包括至行车许可终点距离、临时限速个数、附加的限制条件等。3) RBC2 接收到 RBC1 的进路请求信息后，根据联锁系统的信号授权向 RBC1 发送进路信息。进路信息包括行车许可（信息包 15） 、线路坡道（信息 21） 、静态速度（信息包 27）及其他与行车许可附加信息包。当 RBC2 管辖范围内进路发生变化时，RBC2 应当及时将进路信息发送给 RBC1。RBC1 根据 RBC2 提供的进路信息，向车载设备发送延伸至 RBC2 区域内的行车许可。为使列车不减速越过切换边界，R
9、BC1 提供行车许可将在 RBC2 管辖区域延长一个 40 秒正常行驶距离 + 完整制动距离的长度。4) 根据 RBC1 提供的电话号码，列控车载设备使用电台 2 开始呼叫 RBC2。呼叫成功后，列控车载设备通过电台 2 向 RBC2 发送通信初始化信息（ M155） 、RBC2 向列车发送通信版本信息（M32） 、车载设备向 RBC2 发通信建立信息（ M159） 。至此，车载设备与 RBC2 建立了通信会话。5) 列车继续前行，在到达切换边界前，车载设备保持使用 RBC1 提供的行车许可监控列车运行，并向 RBC1、 RBC2 发送位置报告。6) 当列车头部（最大安全前端）越过边界后，车载
10、设备向 RBC1 及 RBC2 发送位置报告。从此，车载设备开始只使用从 RBC2 接收到的消息，并拒绝接受 RBC1 除终止会话信息（信息包 42）之外的其他消息。7) RBC1 接到列车最大前端越过切换边界的位置报告后向 RBC2 转发列车位置信息。8) RBC2 收到列车最大前端已越过 RBC 切换边界的位置报告后向 RBC1 发送接管列车信息。9) 在切换过程中，如果列车越过切换边界而未能成功地与 RBC2 建立通信会话并获得行车许可，将继续按 RBC1 提供的行车许可运行，并在列车运行速度降至 CTCS-2 级系统允许运行速度时，系统将自动转换为 CTCS-2 级控车并提示司机进行确
11、认。10) 当列车尾部（最小安全末端）越过边界后，车载设备向 RBC1 及 RBC2 发送位置报告。11) RBC1 根据列车提供的位置报告命令车载设备切断电台 1 与 RBC1 的通信会话，同时将其从 RBC1 的列车清单中删除。12) 车载设备接收到 RBC1 的切断无线连接的命令后，切断与 RBC1 的通信连接。13) 列车尾部通过切换应答器组（RN）后，处于休眠模式（SL ）的车载设备记录RBC2 的呼叫信息。14) 车载设备通过电台 2 继续保持与 RBC2 的通信会话并接收行车许可，监控列车安全运行，至此完成 RBC1 到 RBC2 的切换。只有一部电台正常的 RBC 切换当只有一
12、部 GSM-R 无线电台正常时， RBC1RBC2 的切换流程如下：1) 列车在 RBC1 的控制区域内正常运行并接近 RBC1/RBC2 边界。列车通过了 RBC 切换预告应答器组后，车载设备向 RBC1 发送列车位置报告。2) RBC1 接收到位置报告后，将向车载设备发送 RBC 切换命令（信息包 131） ，该命令包括至 RBC1/RBC2 切换点的距离、RBC2 的 ID 以及 RBC2 的电话号码；向 RBC2发送移交列车预告信息和进路请求信息，预告信息包括车次号、边界应答器组号、车载设备工作模式、列车数据（信息包 11）等，进路请求信息包括至行车许可终点距离、临时限速个数、附加的限
13、制条件等。3) RBC2 接收到 RBC1 的进路申请信息后，根据联锁系统的信号授权向 RBC1 发送进路信息。进路信息包括行车许可（信息包 15） 、线路坡道（信息 21） 、静态速度（信息包 27）及其他与行车许可相关的附加信息包。当 RBC2 管辖范围内进路发生变化时，RBC2 应当及时将进路信息发送给 RBC1。RBC1 根据 RBC2 提供的进路信息，向车载设备发送延伸至 RBC2 区域内的行车许可。为使列车不减速越过切换边界，RBC1 提供行车许可应在 RBC2 管辖区域延长一个不少于 40 秒正常行驶距离+ 完整制动距离的长度。4) 当列车头部（最大安全前端）越过边界后，车载设备
14、向 RBC1 发送位置报告。从此，车载设备拒绝接受 RBC1 除终止会话信息（信息包 42）之外的其他消息。5) RBC1 接到列车最大前端越过切换边界的位置报告后向 RBC2 转发列车位置信息。6) RBC2 收到列车最大前端已越过 RBC 切换边界的位置报告后向 RBC1 发送接管列车信息。7) 当列车尾部（最小安全末端）越过边界后，车载设备向 RBC1 发送位置报告。处于休眠模式（SL）的车载设备记录 RBC2 的呼叫信息。8) RBC1 根据列车提供的位置报告命令车载设备切断电台 1 与 RBC1 的通信会话，同时将其从 RBC1 的列车清单中删除。9) 车载设备接收到 RBC1 的切
15、断无线连接的命令后，切断与 RBC1 的通信连接。车载设备根据 RBC1 先前下达的切换命令，开始呼叫 RBC2。呼叫成功后，列控车载设备向 RBC2 发送通信初始化信息（M155 ） 、RBC2 向列车发送通信版本信息（M32） 、车载设备向 RBC2 发通信建立信息（ M159） 。至此，车载设备与 RBC2 建立了通信会话。10) RBC2 根据联锁的信号授权生成行车许可（MA ）并发送给列控车载设备，RBC2 监控列车的运行。至此 RBC1 到 RBC2 的切换完成。从车载设备与 RBC1 断开连接到与 RBC2 建立通信会话并获得新的行车许可，约需 40 秒的时间，此过程中车载设备使
16、用 RBC1 先前提供的延伸到 RBC2 控制区域的行车许可监控列车运行，如果切换时间超过系统允许车地连接通信中断时间（T_NVCONTACT） ，将导致列车常用制动。当列车运行速度降至 CTCS-2 级系统允许运行速度时，系统将自动转换为 CTCS-2 级进行控车并提示司机进行确认。更改计划已经与 RBC2 建立通信会话的列车不按照计划继续前进的情况可能会发生。RBC1将根据变更的联锁进路缩短列车的行车许可，以便在 RBC1/RBC2 切换边界前结束。RBC1 将计划变化信息送给 RBC2。RBC2 接收到计划变化信息后向车载设备发送终止通信会晤命令，同时删除该列车的注册信息。当联锁重新办理
17、了向 RBC2 的延长进路，在 RBC1 的控制下，车载将重新呼叫RBC2 建立连接。列车前端越过 RBC1/RBC2 切换边界时，车载设备自动切换到受 RBC2的监控。司机关闭驾驶台当车载设备通过两部电台与 RBC1 和 RBC2 同时进行连接通信时，如果司机关闭了驾驶台，车载设备将对 RBC1 和 RBC2 都执行终止任务程序。当司机再次开启驾驶台时，车载设备将根据此时设备存储记忆的 RBC 连接呼叫信息（车载设备在休眠模式（SL）下或关闭前记忆的 RBC 呼叫信息）与相应 RBC 建立连接。2、临时限速管理技术如图 2 临时限速设备构成及信息流程示意图所示，调度中心设置专用临时限速操作终
18、端（放置在 CTC 维护台） ，施工调度员通过该终端对全线有计划的限速进行拟定，经行调员通过 CTC 行调台确认，形成临时限速调度命令并储存在调度中心临时限速服务器中。临时限速服务器不断检查其存储的临时限速命令计划，即将到达执行时间的限速命令将通过临时限速操作终端提示给施工调度员进行激活。施工调度员确认并择机激活，经信号安全数据通信网分别下达给 RBC 和 TCC，RBC 和 TCC 分别处理执行。临时限速的设置、取消均在调度中心进行，车站一般不进行临时限速的相关操作。CTCS-3 级和 CTCS-2 级采用统一的临时限速设置原则，限速命令、管辖范围应保持一致。R B CV I A服务器A服务
19、器C主 机服务器A服务器C备 机交换机协议转换器V I A服务器B服务器B交换机调度集中数据通信以太网无线闭塞中心 / 联锁安全数据通信以太网中继站列控中心C3限速C 3 限速C 2 限速C 2 限速B T SA D MB T SA D MB T SA D MT R A UG S M - RB S C核 心 网交 换 节 点I S D N服务器A D MC 3 限速C3限速C 3 限速C T C 车站自律分机车站列控中心C T C 车站自律分机车站列控中心L E UL E UL E UC 3 限速V I A本地操作终端C2限速C T CC T C - T S R 接口服务器行调台临时限速服务器
20、临时限速操作终端C T C - R B C 接口服务器C T C - G S M - R 接口服务器助调台综合维修台命令确认限速命令C2限速C2限速图 2 设备构成及信息流程示意图3、故障-安全的硬件和软件平台无 线 闭 塞 中 心 （ R B C ）G S M - R 交 换 网 络加 密 单 元安 全 层A T P 系 统R B C主 机加 密 单 元 安 全 层R B C 与 G S M - R 接 口 单 元基 站图 3 故障-安全的硬件和软件平台示意图RBC 设备故障RBC 采用双套冗余设备。当两套设备均故障后，受其控制的列车将中断与 RBC 之间的通信连接，通信超时（T_NVCON
21、TACT）后，由于列车不能从 RBC 收到任何消息，将实施制动。列车运行速度降至满足 CTCS-2 级系统运行所允许的速度时，自动转为CTCS-2 级系统继续运行。故障 RBC 设备区域内所有 CTCS-3 级列车注册信息将在 5 分钟后被自动删除。列车经过 RBC 连接应答器（ RE） ，列车将呼叫 RBC 并重新进行注册并申请行车许可。列车在获得 CTCS-3 级的行车许可后，自动由 CTCS-2 级转换到 CTCS-3 级系统控车。发生故障RBC 因故障而停止工作。1) CTC 检测到与 RBC 信息传输中断或故障报警信息后，立即将向调度员指示告警。同时，删除所有从 RBC 传送过来的列
22、车状态显示信息。2) 区域内工作在 CTCS-3 级状态的列车将使用原有的行车许可继续运行，直至行车许可结束或与 RBC 的通信超时（ T_NVCONTACT） 。3) 当与 RBC 通信超时（ T_NVCONTACT）后，工作在 CTCS-3 级状态的列车将实施最大常用制动，速度降到 CTCS-2 级系统允许的运行速度后自动转换到 CTCS-2 级系统继续工作。车载设备关闭与 RBC 的通信连接，删除故障 RBC 的呼叫信息。4) 转换到 CTCS-2 级系统继续工作的列车，当列车经过了一个带有与 RBC 建立通信连接会话命令的应答器组时，开始尝试与 RBC 重新建立新的连接。5) 当列车与
23、 RBC 重新建立新的连接并获得行车许可后，将自动由 CTCS-2 级转到CTCS-3 级系统进行控车。故障恢复 1) RBC 设备故障经修复可以开始正常工作。2) 其管辖范围列车均在 CTCS-2 级系统控车。3) RBC 设备经调度员同意，由设备维护人员负责重新上电并启动。4) RBC 启动后不向列车发送任何信息；除了建立连接通信信息（信息包 155）外，其它从列车发来的信息均被忽略。5) RBC 根据 CTC 系统时钟进行时钟同步，以确保系统计时标准统一。6) 调度员确认 RBC 系统已恢复，并进入正常工作状态。7) 当列车经过了一个带有与 RBC 建立通信连接会话命令的应答器组时，开始尝试与RBC 重新建立新的连接。8) 当列车与 RBC 重新建立新的连接并获得行车许可后，将自动由 CTCS-2 级转到CTCS-3 级系统进行控车。
