1、1 .系統組成及功能無限閉塞中央RBC是基于故障一一平安計算機平臺的信號限制系統, 是 CTCS-3級列控系統的地面核心設備,根據來自聯鎖、臨時限速效勞器、相令BRBC、 調度集中、車載設備的信息和線路參數信息,生成列車行車許可等限制信息,并 通過無線通信方式發送給車載設備, 保證其管轄范圍內的列車平安、 可靠、高效 運行.我國高速鐵路在用的 RBC設備包括RBC-TH、RBC-HS、RBC-2-HS三種 型號,其中RBC-TH已經成功應用于京滬、京廣、哈大、滬寧、滬杭、合蚌等 客運專線,RBC-HS已經成功應用于鄭西客運專線,RBC-2-HS已經成功用于廣 深港客運專線.本章對 RBC設備的

2、工作原理及其主要功能、系統結構、設備維 護維修原那么等進行介紹.1.1 系統功能及構成RBC設備硬件采用冗余的平安結構,由RBC主機、RBC接口單元、GSM-R接口單元、RBC維護單元包括限制范圍顯示屏等四局部組成.如圖 1-1所示.圖1-1 RBC設備結構圖RBC主機采用2x2取2或3取2平安計算機平臺,遵循平安性原那么,實現 RBC的安 全相關邏輯運算和限制.RBC主機具有消息加密-解密功能,平安完整度達 到SIL4級的要求.RBC接口單元RBC接口單元實現RBC和外部設備的信息交互功能,采用硬件冗余結構, 平安完整度等級為SIL0級.GSM-R接口單元GSM-R接口單元實現RBC通過GS

3、M-R網絡與列控車載設備的信息交互功 能,采用硬件冗余結構,平安完整度等級為 SIL0級.其對外接口為ISDN PRI 接口,符合DSSI信令標準.RBC維護單元RBC維護單元由效勞器和工作站組成,采用硬件冗余結構和以太網數據通 信,實現RBC維護與記錄功能,主要可完成站場圖形顯示、進路級列車運行情 況顯示、列車注冊于注銷、緊急操作以及 RBC設備的維護與診斷等功能.RBC 維護單元應支持大屏顯示,平安完整度等級為 SIL0級.RBC的配置1.2 功能需求分析在列車運行過程中,RBC需要依據車載設備的身份識別確定受控的列車數 據,依據軌道電路及聯鎖情況確定每列列車各自的移動授權,向每列列車單獨

4、發送列車移動授權和軌道情況數據,進行不同 RBC點的切換.從功能需求上說, RBC系統應包括如下功能3,如圖1-2所示.圖1-2 RBC系統功能結構RBC功能主要包括設備啟動、列車注冊、行車許可、列車注銷、等級轉換、 RBC-RBC移交、臨時限速、自動過分相、調車、緊急停車等.(1) RBC啟動：指RBC自檢及與外部系統建立聯系；(2) MA治理：包括授予、更新及協作縮短 MA;(3)列車信息治理：包括列車數據治理、列車位置治理及其它列車動態數 據治理；(4)列車注冊/注銷/啟動治理：注冊/注銷指在RBC中注冊/注銷車載設備 有效身份；啟動說明車載設備可以通過RBC或軌道電路得到MA;(5)靜

5、態數據治理：負責治理線路描述信息、車輛數據信息、應答器配置 信息等；(6) RBC交接治理：負責與相鄰 RBC在交接應答器處實現對列車無縫交 接；(7)通信治理：包括無線通信治理及有線通信治理；(8)車載設備模式治理：指RBC應能監督列車的運行模式(包括完全監督 (FS)、目視行車(OS)、人工駕駛(SR)、調車模式(SH)等)；(9)緊急消息處理與文本消息轉發：用于發生危險情況時,單獨發送給每 個車載設備；(10)維護與診斷：指RBC應具備故障自診斷水平.1.3工作原理RBC根據從外部地面系統(聯鎖設備、相鄰 RBC、臨時限速效勞器)接收 到的信息(即軌道占用、進路狀態、臨時限速、災害防護等

6、)以及與車載設備交 換的信息(位置報告)生成發送給列車的限制命令,主要是提供行車許可,使列 車在RBC管轄范圍內的線路上平安運行,完成列車間隔限制和列車防護.RBC采用數據配置、地面動態映射、列車治理行車許可生成、RBC-RBC移交、系統平安等關鍵技術完成上述工作.數據配置技術為了實現RBC與外部各系統的平安通信及信息傳遞,RBC需要根據自己的 格式保存其管轄范圍內線路上所有設備之間的拓撲關系和各種特殊區域的豈止 范圍,從而能夠根據車載設備報告位置在該拓撲圖上確定列車所在的精確位置, 并結合進路信息、臨時限速信息、災害區信息實現后續控車功能.一般來說, RBC需要根據列控數據表和信號平面圖生成

7、 RBC能夠理解的如下靜態信息：線路描述信息 ?應答器、信號機、道岔、絕緣節位置及其相鄰關系；線路變 坡點、變速點位置及對應的坡度、速度值；進路信息：RBC中保存的進路與聯鎖進路相對應得編號；每條進路的名稱；每條進路的起止位置及通過的道岔；臨時限速信息：區間站內分界點、長短鏈信息、里程標系信息、線路號信息 等.災害區信息：災害區位置及長度；災害區中包含的設備列表.接口描述信息：平安通信參數信息、設備對象編號信息等.RBC設備信息：RBC設備編號、 號；RBC版本信息；配置參數、行 車許可請求參數、位置報告參數等；允許發送的行車許可最大長度.地面動態狀態映射技術當RBC啟動時,內部所有進路信息和

8、臨時限速信息均設置為平安狀態,此 時不能為車載設備提供行車許可.為了正常的控車,RBC必須能夠與相鄰RBC、 聯鎖和臨時限速效勞器建立起平安連接,并根據來自相鄰RBC、聯鎖和臨時限速效勞器消息,將地面動態狀態映射到其保存的內部拓撲圖上, 更新相應的內部 狀態.具體而言包括三種映射技術：進路映射技術、災害區映射技術和臨時限速 映射技術.列車治理技術RBC與車載設備的對應關系為一對多的關系,一套RBC應能夠限制多個車 載設備,因此需要與不同的車載設備建立獨立的平安連接, 并通過各平安連接與 不同的車載設備交接信息.當RBC收到呼叫請求時,RBC應該能夠根據內部保存的密鑰信息區分正常 的車載設備呼叫

9、和非法攻擊.當 RBC建立連接后,RBC應能接受車載設備的注 冊.此后,RBC應能根據車載設備報告的位置確定列車是否在其管轄范圍內, 根據車載設備報告的模式和等級確定是否需要為車載設備提供控車信息.對于確定在其管轄范圍內的車載設備發送配置參數等信息.當列車離開RBC管轄范圍或者車載設備所處的模式、等級不再需要 RBC提供控車信息時,RBC應命令車 載設備斷開連接.止匕外,RBC應能接受車載設備的主動注銷.行車許可生成技術RBC最主要的功能就是為列車分配行車許可.RBC根據車載設備報告的位置在內部拓撲圖上對列車進行精確定位,根據列車前方進路狀態和RBC允許的最大行車許可長度約束,將列車前方盡可能

10、多的空閑進路分配給車載設備, 并計 算出這些空閑進路總長度,填充行車許可信息；同時,根據靜態線路描述信息中 包含在分配給車載設備的進路范圍內的應答器、變坡點、變速點、分相區、等級 轉換區、RBC移交區等信息,根據內部拓撲圖上的動態臨時限速信息,填充鏈 接信息、坡度曲線、靜態速度曲線、等級轉換命令、設置臨時限速、線路條件、RBC移交命令等信息,共同組成行車許可消息發送給車載設備.LRBG 惟為M骨蓄唯的皎取用美歷普解 一一一軍頭根打M點把¥畝且計置等藥值速網由戰 MA中的臨酎限速信息 期中的都感理廢曲愫信息MA中的地度的桂倍出.,列生屈弱MA中的掛歷品答器信息圖1-3行車許可限制信息結

11、構RBC-RBC移交技術由于單套RBC處理性能的約束,通常來說一套RBC無法治理一整條線的所 有設備.所以一般來說每條線都會配備多套RBC.為了保證列車能夠不降速通過RBC邊界,相鄰的RBC以竭力的方式不間斷的為車載設備提供行車許可.在RBC-RBC移交過程中,相鄰RBC范圍內進路信息不再由聯鎖提供,而由相鄰的 RBC提供.移交RBC根據來自接受RBC的進路授權信息,采用行車許可生成 技術為車載設備生成覆蓋接受 RBC管轄范圍的行車許可；接受RBC根據來自移 交RBC的列車信息為車載設備預分配進路.六系統平安技術為了保證平安,RBC必須基于故障一一平安計算機平臺,并且采用各種安 全策略,如需要

12、對從外部系統接收到的信息、計算工程中間的關鍵數據、向外部 系統發送的信息采用不同的軟硬件進行交叉比擬, 只有通過了交叉比擬步驟才可 以進入后續處理過程,否那么不允許有任何非平安的輸出.1.6 設備接口RBC與外圍設備接口如圖1-4所示:RBC與CBI接口RBC與CBI通過信號平安數據網絡互聯,保證信息傳輸的平安性和可靠性. RBC與CBI的平安通信體系結構采用分層模型,包括：應用層、平安功能層和 通信功能層.其中,平安層與通信層根據?RSSP-II鐵路信號平安通信協議V1.0? 執行,應用層協議符合?RBC-CBI接口標準V1.0?.RBC與TSRS接口RBC與TSRS通過信號平安數據網絡互聯

13、,保證信息傳輸的平安性和可靠 性.RBC與TSRS的平安通信體系結構采用分層模型,包括：應用層、平安功 能層和通信功能層,如圖1-5所示.其中,平安層與通信層根據?RSSP-II鐵路 信號平安通信協議V1.0?執行,應用層協議符合?RBC-TSRS接口標準V1.0?.應用層功能模塊RBC應用層TSRW用層d通用應用層通用應用層工?平安應用中間子層<=>平安應用中間子層平安層功能模塊通信功能模塊消息鑒定平安層消息鑒定平安層適配及冗余治理層適配及冗余治理層%金傳輸層TORA、傳輸層TCP網絡層IP4%網絡層IP數據鏈路層<=>數據鏈路層物理層圖1-5 RBC與TSRS通信協

14、議分層限制RBC與RBC接口RBC與RBC通過信號平安數據網絡互聯,保證信息傳輸的平安性和可靠性.RBC與RBC的平安通信體系結構采用分層模型, 包括:應用層、平安功能層和通 信功能層.其中,平安層與通信層根據?RSSP-II鐵路信號平安通信協議V1.0? 執行,應用層協議符合?RBC-RBC接口標準V1.0?洪中移交RBC向接受RBC 發送預告、授權相關信息請求、通告、取消等消息；接收 RBC向移交RBC發送 授權相關信息、接管責任、應答等消息.RBC與CTC接口RBC與CTC之間使用封閉的冗余以太網,采用平安通信協議,同時采用專 用的冗余傳輸通道,保證信息傳輸的平安性和可靠性.冗余網絡中主

15、備連接之間 的切換不應該影響數據傳輸.CTC系統設置雙套冗余的RBC接口效勞器與RBC通信.RBC與CTC系統 的RBC接口效勞器之間采用以太網連接,使用冗余的2M專用數字通道,距離較近小于200m時采用網絡直連,物理接口采用 RJ-45.RBC-CTC應用層協 議符合« RBC-CTC接口標準 V1.0?.RBC與GSM-R接口RBC通過ISDN PRI與GSM-R接口 , 一套RBC中所有GSM-R接口單元的 ISDN PRI接口采用相同的ISDN號.RBC-GAM-R接口的信息編碼和消息時 序符合?CTCS-3級列控系統無線通信功能接口標準V1.0?.1.7 RBC系統的可靠性

16、評價指標設備技術要求：1單個RBCS少應能同時處理60輛已注冊的列車.2單個RBCS少應能同時處理480條已設置的進路.3單個RBCS少應能同時處理250個已激活的TSR4單個RBCS少應能同時處理100個已激活的緊急區域.5） RBC日志大小應涵蓋至少24小時.6） RBC地終端至少應支持4個RBC7） RBC地終端至少應支持20個操作員帳戶.8） RBC*地終端至少應支持每個調度員 4個屏幕推薦的人體工程學限制9每個RB冰地終端的傳卒U帶寬至少為2MB10每個RBCE能連接多達6個聯鎖系統.11每個RBCE能處理多達4個ISDN PRI線路.12每個本地終端可以連接多達 9個RBCi機.13每個R-JRU可以連接多達9個RBH機.14） RBC地終端至少應為每個 RBC系統支持10000個內部對象.15） RBC*：地終端至少應同時支持300個帶車次號的列車.16） RBC地終端至少應支持1500列帶有行車方案的列車.設備配置原那么1無線閉塞中央限制范圍內可能同時存在的已注冊的CTCS-3級列車數量不超過系統設計容量；2無線閉塞中央限制范圍內可能同時存在已設置的進路數不應超過系統設計 容量.3無線閉塞中央限制范圍內可能同時存在已