RBC系統(tǒng)組成及其功能

1、1 .系統(tǒng)組成及功能無限閉塞中央RBC是基于故障一一平安計(jì)算機(jī)平臺(tái)的信號限制系統(tǒng), 是 CTCS-3級列控系統(tǒng)的地面核心設(shè)備,根據(jù)來自聯(lián)鎖、臨時(shí)限速效勞器、相令BRBC、 調(diào)度集中、車載設(shè)備的信息和線路參數(shù)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(fā)送給車載設(shè)備, 保證其管轄范圍內(nèi)的列車平安、 可靠、高效 運(yùn)行.我國高速鐵路在用的 RBC設(shè)備包括RBC-TH、RBC-HS、RBC-2-HS三種 型號,其中RBC-TH已經(jīng)成功應(yīng)用于京滬、京廣、哈大、滬寧、滬杭、合蚌等 客運(yùn)專線,RBC-HS已經(jīng)成功應(yīng)用于鄭西客運(yùn)專線,RBC-2-HS已經(jīng)成功用于廣 深港客運(yùn)專線.本章對 RBC設(shè)備的

2、工作原理及其主要功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備維 護(hù)維修原那么等進(jìn)行介紹.1.1 系統(tǒng)功能及構(gòu)成RBC設(shè)備硬件采用冗余的平安結(jié)構(gòu),由RBC主機(jī)、RBC接口單元、GSM-R接口單元、RBC維護(hù)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(shè)備結(jié)構(gòu)圖RBC主機(jī)采用2x2取2或3取2平安計(jì)算機(jī)平臺(tái),遵循平安性原那么,實(shí)現(xiàn) RBC的安 全相關(guān)邏輯運(yùn)算和限制.RBC主機(jī)具有消息加密-解密功能,平安完整度達(dá) 到SIL4級的要求.RBC接口單元RBC接口單元實(shí)現(xiàn)RBC和外部設(shè)備的信息交互功能,采用硬件冗余結(jié)構(gòu), 平安完整度等級為SIL0級.GSM-R接口單元GSM-R接口單元實(shí)現(xiàn)RBC通過GS

3、M-R網(wǎng)絡(luò)與列控車載設(shè)備的信息交互功 能,采用硬件冗余結(jié)構(gòu),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(biāo)準(zhǔn).RBC維護(hù)單元RBC維護(hù)單元由效勞器和工作站組成,采用硬件冗余結(jié)構(gòu)和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通 信,實(shí)現(xiàn)RBC維護(hù)與記錄功能,主要可完成站場圖形顯示、進(jìn)路級列車運(yùn)行情 況顯示、列車注冊于注銷、緊急操作以及 RBC設(shè)備的維護(hù)與診斷等功能.RBC 維護(hù)單元應(yīng)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(yùn)行過程中,RBC需要依據(jù)車載設(shè)備的身份識別確定受控的列車數(shù) 據(jù),依據(jù)軌道電路及聯(lián)鎖情況確定每列列車各自的移動(dòng)授權(quán),向每列列車單獨(dú)

4、發(fā)送列車移動(dòng)授權(quán)和軌道情況數(shù)據(jù),進(jìn)行不同 RBC點(diǎn)的切換.從功能需求上說, RBC系統(tǒng)應(yīng)包括如下功能3,如圖1-2所示.圖1-2 RBC系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)RBC功能主要包括設(shè)備啟動(dòng)、列車注冊、行車許可、列車注銷、等級轉(zhuǎn)換、 RBC-RBC移交、臨時(shí)限速、自動(dòng)過分相、調(diào)車、緊急停車等.(1) RBC啟動(dòng)：指RBC自檢及與外部系統(tǒng)建立聯(lián)系；(2) MA治理：包括授予、更新及協(xié)作縮短 MA;(3)列車信息治理：包括列車數(shù)據(jù)治理、列車位置治理及其它列車動(dòng)態(tài)數(shù) 據(jù)治理；(4)列車注冊/注銷/啟動(dòng)治理：注冊/注銷指在RBC中注冊/注銷車載設(shè)備 有效身份；啟動(dòng)說明車載設(shè)備可以通過RBC或軌道電路得到MA;(5)靜

5、態(tài)數(shù)據(jù)治理：負(fù)責(zé)治理線路描述信息、車輛數(shù)據(jù)信息、應(yīng)答器配置 信息等；(6) RBC交接治理：負(fù)責(zé)與相鄰 RBC在交接應(yīng)答器處實(shí)現(xiàn)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(shè)備模式治理：指RBC應(yīng)能監(jiān)督列車的運(yùn)行模式(包括完全監(jiān)督 (FS)、目視行車(OS)、人工駕駛(SR)、調(diào)車模式(SH)等)；(9)緊急消息處理與文本消息轉(zhuǎn)發(fā)：用于發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí),單獨(dú)發(fā)送給每 個(gè)車載設(shè)備；(10)維護(hù)與診斷：指RBC應(yīng)具備故障自診斷水平.1.3工作原理RBC根據(jù)從外部地面系統(tǒng)(聯(lián)鎖設(shè)備、相鄰 RBC、臨時(shí)限速效勞器)接收 到的信息(即軌道占用、進(jìn)路狀態(tài)、臨時(shí)限速、災(zāi)害防護(hù)等

6、)以及與車載設(shè)備交 換的信息(位置報(bào)告)生成發(fā)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(nèi)的線路上平安運(yùn)行,完成列車間隔限制和列車防護(hù).RBC采用數(shù)據(jù)配置、地面動(dòng)態(tài)映射、列車治理行車許可生成、RBC-RBC移交、系統(tǒng)平安等關(guān)鍵技術(shù)完成上述工作.數(shù)據(jù)配置技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)RBC與外部各系統(tǒng)的平安通信及信息傳遞,RBC需要根據(jù)自己的 格式保存其管轄范圍內(nèi)線路上所有設(shè)備之間的拓?fù)潢P(guān)系和各種特殊區(qū)域的豈止 范圍,從而能夠根據(jù)車載設(shè)備報(bào)告位置在該拓?fù)鋱D上確定列車所在的精確位置, 并結(jié)合進(jìn)路信息、臨時(shí)限速信息、災(zāi)害區(qū)信息實(shí)現(xiàn)后續(xù)控車功能.一般來說, RBC需要根據(jù)列控?cái)?shù)據(jù)表和信號平面圖生成

7、 RBC能夠理解的如下靜態(tài)信息：線路描述信息 ?應(yīng)答器、信號機(jī)、道岔、絕緣節(jié)位置及其相鄰關(guān)系；線路變 坡點(diǎn)、變速點(diǎn)位置及對應(yīng)的坡度、速度值；進(jìn)路信息：RBC中保存的進(jìn)路與聯(lián)鎖進(jìn)路相對應(yīng)得編號；每條進(jìn)路的名稱；每條進(jìn)路的起止位置及通過的道岔；臨時(shí)限速信息：區(qū)間站內(nèi)分界點(diǎn)、長短鏈信息、里程標(biāo)系信息、線路號信息 等.災(zāi)害區(qū)信息：災(zāi)害區(qū)位置及長度；災(zāi)害區(qū)中包含的設(shè)備列表.接口描述信息：平安通信參數(shù)信息、設(shè)備對象編號信息等.RBC設(shè)備信息：RBC設(shè)備編號、 號；RBC版本信息；配置參數(shù)、行 車許可請求參數(shù)、位置報(bào)告參數(shù)等；允許發(fā)送的行車許可最大長度.地面動(dòng)態(tài)狀態(tài)映射技術(shù)當(dāng)RBC啟動(dòng)時(shí),內(nèi)部所有進(jìn)路信息和

8、臨時(shí)限速信息均設(shè)置為平安狀態(tài),此 時(shí)不能為車載設(shè)備提供行車許可.為了正常的控車,RBC必須能夠與相鄰RBC、 聯(lián)鎖和臨時(shí)限速效勞器建立起平安連接,并根據(jù)來自相鄰RBC、聯(lián)鎖和臨時(shí)限速效勞器消息,將地面動(dòng)態(tài)狀態(tài)映射到其保存的內(nèi)部拓?fù)鋱D上, 更新相應(yīng)的內(nèi)部 狀態(tài).具體而言包括三種映射技術(shù)：進(jìn)路映射技術(shù)、災(zāi)害區(qū)映射技術(shù)和臨時(shí)限速 映射技術(shù).列車治理技術(shù)RBC與車載設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系為一對多的關(guān)系,一套RBC應(yīng)能夠限制多個(gè)車 載設(shè)備,因此需要與不同的車載設(shè)備建立獨(dú)立的平安連接, 并通過各平安連接與 不同的車載設(shè)備交接信息.當(dāng)RBC收到呼叫請求時(shí),RBC應(yīng)該能夠根據(jù)內(nèi)部保存的密鑰信息區(qū)分正常 的車載設(shè)備呼叫

9、和非法攻擊.當(dāng) RBC建立連接后,RBC應(yīng)能接受車載設(shè)備的注 冊.此后,RBC應(yīng)能根據(jù)車載設(shè)備報(bào)告的位置確定列車是否在其管轄范圍內(nèi), 根據(jù)車載設(shè)備報(bào)告的模式和等級確定是否需要為車載設(shè)備提供控車信息.對于確定在其管轄范圍內(nèi)的車載設(shè)備發(fā)送配置參數(shù)等信息.當(dāng)列車離開RBC管轄范圍或者車載設(shè)備所處的模式、等級不再需要 RBC提供控車信息時(shí),RBC應(yīng)命令車 載設(shè)備斷開連接.止匕外,RBC應(yīng)能接受車載設(shè)備的主動(dòng)注銷.行車許可生成技術(shù)RBC最主要的功能就是為列車分配行車許可.RBC根據(jù)車載設(shè)備報(bào)告的位置在內(nèi)部拓?fù)鋱D上對列車進(jìn)行精確定位,根據(jù)列車前方進(jìn)路狀態(tài)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(jìn)路分配給車載設(shè)備, 并計(jì) 算出這些空閑進(jìn)路總長度,填充行車許可信息；同時(shí),根據(jù)靜態(tài)線路描述信息中 包含在分配給車載設(shè)備的進(jìn)路范圍內(nèi)的應(yīng)答器、變坡點(diǎn)、變速點(diǎn)、分相區(qū)、等級 轉(zhuǎn)換區(qū)、RBC移交區(qū)等信息,根據(jù)內(nèi)部拓?fù)鋱D上的動(dòng)態(tài)臨時(shí)限速信息,填充鏈 接信息、坡度曲線、靜態(tài)速度曲線、等級轉(zhuǎn)換命令、設(shè)置臨時(shí)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(fā)送給車載設(shè)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(diǎn)把¥畝且計(jì)置等藥值速網(wǎng)由戰(zhàn) 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(jié)

11、構(gòu)RBC-RBC移交技術(shù)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(shè)備.所以一般來說每條線都會(huì)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(shè)備提供行車許可.在RBC-RBC移交過程中,相鄰RBC范圍內(nèi)進(jìn)路信息不再由聯(lián)鎖提供,而由相鄰的 RBC提供.移交RBC根據(jù)來自接受RBC的進(jìn)路授權(quán)信息,采用行車許可生成 技術(shù)為車載設(shè)備生成覆蓋接受 RBC管轄范圍的行車許可；接受RBC根據(jù)來自移 交RBC的列車信息為車載設(shè)備預(yù)分配進(jìn)路.六系統(tǒng)平安技術(shù)為了保證平安,RBC必須基于故障一一平安計(jì)算機(jī)平臺(tái),并且采用各種安 全策略,如需要

12、對從外部系統(tǒng)接收到的信息、計(jì)算工程中間的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、向外部 系統(tǒng)發(fā)送的信息采用不同的軟硬件進(jìn)行交叉比擬, 只有通過了交叉比擬步驟才可 以進(jìn)入后續(xù)處理過程,否那么不允許有任何非平安的輸出.1.6 設(shè)備接口RBC與外圍設(shè)備接口如圖1-4所示:RBC與CBI接口RBC與CBI通過信號平安數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),保證信息傳輸?shù)钠桨残院涂煽啃? RBC與CBI的平安通信體系結(jié)構(gòu)采用分層模型,包括：應(yīng)用層、平安功能層和 通信功能層.其中,平安層與通信層根據(jù)?RSSP-II鐵路信號平安通信協(xié)議V1.0? 執(zhí)行,應(yīng)用層協(xié)議符合?RBC-CBI接口標(biāo)準(zhǔn)V1.0?.RBC與TSRS接口RBC與TSRS通過信號平安數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

13、,保證信息傳輸?shù)钠桨残院涂煽?性.RBC與TSRS的平安通信體系結(jié)構(gòu)采用分層模型,包括：應(yīng)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(jù)?RSSP-II鐵路 信號平安通信協(xié)議V1.0?執(zhí)行,應(yīng)用層協(xié)議符合?RBC-TSRS接口標(biāo)準(zhǔn)V1.0?.應(yīng)用層功能模塊RBC應(yīng)用層TSRW用層d通用應(yīng)用層通用應(yīng)用層工?平安應(yīng)用中間子層<=>平安應(yīng)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(wǎng)絡(luò)層IP4%網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù)據(jù)鏈路層<=>數(shù)據(jù)鏈路層物理層圖1-5 RBC與TSRS通信協(xié)

14、議分層限制RBC與RBC接口RBC與RBC通過信號平安數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),保證信息傳輸?shù)钠桨残院涂煽啃?RBC與RBC的平安通信體系結(jié)構(gòu)采用分層模型, 包括:應(yīng)用層、平安功能層和通 信功能層.其中,平安層與通信層根據(jù)?RSSP-II鐵路信號平安通信協(xié)議V1.0? 執(zhí)行,應(yīng)用層協(xié)議符合?RBC-RBC接口標(biāo)準(zhǔn)V1.0?洪中移交RBC向接受RBC 發(fā)送預(yù)告、授權(quán)相關(guān)信息請求、通告、取消等消息；接收 RBC向移交RBC發(fā)送 授權(quán)相關(guān)信息、接管責(zé)任、應(yīng)答等消息.RBC與CTC接口RBC與CTC之間使用封閉的冗余以太網(wǎng),采用平安通信協(xié)議,同時(shí)采用專 用的冗余傳輸通道,保證信息傳輸?shù)钠桨残院涂煽啃?冗余網(wǎng)絡(luò)中主

15、備連接之間 的切換不應(yīng)該影響數(shù)據(jù)傳輸.CTC系統(tǒng)設(shè)置雙套冗余的RBC接口效勞器與RBC通信.RBC與CTC系統(tǒng) 的RBC接口效勞器之間采用以太網(wǎng)連接,使用冗余的2M專用數(shù)字通道,距離較近小于200m時(shí)采用網(wǎng)絡(luò)直連,物理接口采用 RJ-45.RBC-CTC應(yīng)用層協(xié) 議符合« RBC-CTC接口標(biāo)準(zhǔn) 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(shí) 序符合?CTCS-3級列控系統(tǒng)無線通信功能接口標(biāo)準(zhǔn)V1.0?.1.7 RBC系統(tǒng)的可靠性

16、評價(jià)指標(biāo)設(shè)備技術(shù)要求：1單個(gè)RBCS少應(yīng)能同時(shí)處理60輛已注冊的列車.2單個(gè)RBCS少應(yīng)能同時(shí)處理480條已設(shè)置的進(jìn)路.3單個(gè)RBCS少應(yīng)能同時(shí)處理250個(gè)已激活的TSR4單個(gè)RBCS少應(yīng)能同時(shí)處理100個(gè)已激活的緊急區(qū)域.5） RBC日志大小應(yīng)涵蓋至少24小時(shí).6） RBC地終端至少應(yīng)支持4個(gè)RBC7） RBC地終端至少應(yīng)支持20個(gè)操作員帳戶.8） RBC*地終端至少應(yīng)支持每個(gè)調(diào)度員 4個(gè)屏幕推薦的人體工程學(xué)限制9每個(gè)RB冰地終端的傳卒U帶寬至少為2MB10每個(gè)RBCE能連接多達(dá)6個(gè)聯(lián)鎖系統(tǒng).11每個(gè)RBCE能處理多達(dá)4個(gè)ISDN PRI線路.12每個(gè)本地終端可以連接多達(dá) 9個(gè)RBCi機(jī).13每個(gè)R-JRU可以連接多達(dá)9個(gè)RBH機(jī).14） RBC地終端至少應(yīng)為每個(gè) RBC系統(tǒng)支持10000個(gè)內(nèi)部對象.15） RBC*：地終端至少應(yīng)同時(shí)支持300個(gè)帶車次號的列車.16） RBC地終端至少應(yīng)支持1500列帶有行車方案的列車.設(shè)備配置原那么1無線閉塞中央限制范圍內(nèi)可能同時(shí)存在的已注冊的CTCS-3級列車數(shù)量不超過系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量；2無線閉塞中央限制范圍內(nèi)可能同時(shí)存在已設(shè)置的進(jìn)路數(shù)不應(yīng)超過系統(tǒng)設(shè)計(jì) 容量.3無線閉塞中央限制范圍內(nèi)可能同時(shí)存在已