RBC系统组成及其功能

1、1系统组成及功能无限闭塞中心（RBC）是基于故障一一安全计算机平台的信号控制系统， 是 CTCS-3级列控系统的地面核心设备，根据来自联锁、临时限速服务器、相邻RBC、 调度集中、车载设备的信息和线路参数信息，生成列车行车许可等控制信息，并 通过无线通信方式发送给车载设备， 保障其管辖范围内的列车安全、 可靠、高效 运行。我国高速铁路在用的 RBC设备包括RBC-TH、RBC-HS、RBC-2-HS三种型号，其中RBC-TH已经成功应用于京沪、京广、哈大、沪宁、沪杭、合蚌等 客运专线，RBC-HS已经成功应用于郑西客运专线，RBC-2-HS已经成功用于广 深港客运专线。本章对 RBC设备的工作

2、原理及其主要功能、系统结构、设备维 护维修原则等进行介绍。1.1系统功能及构成RBC设备硬件采用冗余的安全结构，由RBC主机、RBC接口单元、GSM-R接口单元、RBC维护单元（包括控制范围显示屏）等四部分组成。如图 1-1所示。图1-1 RBC设备结构图RBC主机采用2x2取2或3取2安全计算机平台，遵循安全性原则，实现 RBC的安 全相关逻辑运算和控制。RBC主机具有消息加密-解密功能，安全完整度达 到SIL4级的要求。RBC接口单元RBC接口单元实现RBC和外部设备的信息交互功能，采用硬件冗余结构， 安全完整度等级为SIL0级。GSM-R接口单元GSM-R接口单元实现RBC通过GSM-R

3、网络与列控车载设备的信息交互功能，采用硬件冗余结构，安全完整度等级为SIL0级。其对外接口为ISDN PRI接口，符合DSSI信令标准。RBC维护单元RBC维护单元由服务器和工作站组成，采用硬件冗余结构和以太网数据通信，实现RBC维护与记录功能，主要可完成站场图形显示、进路级列车运行情况显示、列车注册于注销、紧急操作以及RBC设备的维护与诊断等功能。RBC维护单元应支持大屏显示，安全完整度等级为 SIL0级。RBC的配置1.2功能需求分析在列车运行过程中，RBC需要依据车载设备的身份识别确定受控的列车数 据，依据轨道电路及联锁情况确定每列列车各自的移动授权，向每列列车单独发送列车移动授权和轨道

4、情况数据，进行不同RBC点的切换。从功能需求上说，RBC系统应包括如下功能3，如图1-2所示。图1-2 RBC系统功能结构RBC 功能主要包括设备启动、 列车注册、行车许可、列车注销、等级转换、RBC-RBC 移交、临时限速、自动过分相、调车、紧急停车等。（1）RBC 启动：指 RBC 自检及与外部系统建立联系；（2）MA 管理：包括授予、更新及协作缩短 MA ；（3）列车信息管理：包括列车数据管理、列车位置管理及其它列车动态数 据管理；（4）列车注册/注销/启动管理：“注册/注销”指在 RBC 中注册/注销车载设备 有效身份； “启动”表明车载设备可以通过 RBC 或轨道电路得到 MA；（5

5、）静态数据管理：负责管理线路描述信息、车辆数据信息、应答器配置 信息等；（6）RBC 交接管理：负责与相邻 RBC 在交接应答器处实现对列车无缝交 接；（7）通信管理：包括无线通信管理及有线通信管理；（8）车载设备模式管理：指RBC应能监督列车的运行模式（包括完全监督（FS）、目视行车（OS）、人工驾驶（SR）、调车模式（SH）等）；（ 9）紧急消息处理与文本消息转发：用于发生危险情况时，单独发送给每 个车载设备；（ 10）维护与诊断：指 RBC 应具备故障自诊断能力。1.3 工作原理RBC根据从外部地面系统（联锁设备、相邻 RBC、临时限速服务器）接收 到的信息（即轨道占用、进路状态、临时限

6、速、灾害防护等）以及与车载设备交 换的信息（位置报告）生成发送给列车的控制命令，主要是提供行车许可，使列 车在 RBC 管辖范围内的线路上安全运行，完成列车间隔控制和列车防护。RBC 采用数据配置、地面动态映射、列车管理行车许可生成、 RBC-RBC 移 交、系统安全等关键技术完成上述工作。数据配置技术为了实现 RBC 与外部各系统的安全通信及信息传递， RBC 需要按照自己的 格式保存其管辖范围内线路上所有设备之间的拓扑关系和各种特殊区域的岂止 范围，从而能够根据车载设备报告位置在该拓扑图上确定列车所在的精确位置， 并结合进路信息、临时限速信息、灾害区信息实现后续控车功能。一般来说， RBC

7、 需要根据列控数据表和信号平面图生成 RBC 能够理解的如下静态信息：线路描述信息 ;y 应答器、信号机、道岔、绝缘节位置及其相邻关系；线路变 坡点、变速点位置及对应的坡度、速度值；进路信息：RBC中保存的进路与联锁进路相对应得编号；每条进路的名称； 每条进路的起止位置及通过的道岔；临时限速信息：区间站内分界点、长短链信息、里程标系信息、线路号信息 等。灾害区信息：灾害区位置及长度；灾害区中包含的设备列表。 接口描述信息 ：安全通信参数信息、设备对象编号信息等。RBC 设备信息： RBC 设备编号、电话号码； RBC 版本信息；配置参数、行 车许可请求参数、位置报告参数等；允许发送的行车许可最

8、大长度。地面动态状态映射技术当 RBC 启动时，内部所有进路信息和临时限速信息均设置为安全状态，此 时不能为车载设备提供行车许可。为了正常的控车，RBC必须能够与相邻RBC、 联锁和临时限速服务器建立起安全连接，并根据来自相邻RBC、联锁和临时限速服务器消息， 将地面动态状态映射到其保存的内部拓扑图上， 更新相应的内部 状态。具体而言包括三种映射技术： 进路映射技术、 灾害区映射技术和临时限速 映射技术。列车管理技术RBC与车载设备的对应关系为一对多的关系，一套RBC应能够控制多个车 载设备，因此需要与不同的车载设备建立独立的安全连接， 并通过各安全连接与 不同的车载设备交接信息。当 RBC

9、收到呼叫请求时， RBC 应该能够根据内部保存的密钥信息区分正常 的车载设备呼叫和非法攻击。当 RBC建立连接后，RBC应能接受车载设备的注 册。此后， RBC 应能根据车载设备报告的位置确定列车是否在其管辖范围内， 根据车载设备报告的模式和等级确定是否需要为车载设备提供控车信息。 对于确 定在其管辖范围内的车载设备发送配置参数等信息。当列车离开 RBC 管辖范围 或者车载设备所处的模式、等级不再需要 RBC提供控车信息时，RBC应命令车 载设备断开连接。此外， RBC 应能接受车载设备的主动注销。行车许可生成技术RBC 最主要的功能就是为列车分配行车许可。 RBC 根据车载设备报告的位 置在

10、内部拓扑图上对列车进行精确定位，根据列车前方进路状态和 RBC 允许的 最大行车许可长度约束， 将列车前方尽可能多的空闲进路分配给车载设备， 并计 算出这些空闲进路总长度， 填充行车许可信息； 同时， 根据静态线路描述信息中 包含在分配给车载设备的进路范围内的应答器、变坡点、变速点、分相区、等级 转换区、 RBC 移交区等信息，根据内部拓扑图上的动态临时限速信息，填充链 接信息、坡度曲线、静态速度曲线、等级转换命令、设置临时限速、线路条件、RBC移交命令等信息，共同组成行车许可消息发送给车载设备。LRB6惟沖胡A愿堆阳臥皿用天用再落-一一卡載呈崙UA15T宿息讣型導到曲達段曲践WW中的临时卑速

11、喘息- 血中的和杏鏈度曲投佶麻 站中；科.询碉图1-3行车许可控制信息结构RBC-RBC移交技术由于单套RBC处理性能的约束，通常来说一套RBC无法管理一整条线的所有设备。所以一般来说每条线都会配备多套RBC。为了保证列车能够不降速通过RBC边界，相邻的RBC以竭力的方式不间断的为车载设备提供行车许可。在RBC-RBC移交过程中，相邻RBC范围内进路信息不再由联锁提供，而由相邻的 RBC提供。移交RBC根据来自接受RBC的进路授权信息，采用行车许可生成 技术为车载设备生成覆盖接受 RBC管辖范围的行车许可；接受RBC根据来自移 交RBC的列车信息为车载设备预分配进路。（六）系统安全技术为了保证

12、安全，RBC必须基于故障一一安全计算机平台，并且采用各种安 全策略，如需要对从外部系统接收到的信息、计算工程中间的关键数据、向外部 系统发送的信息采用不同的软硬件进行交叉比较，只有通过了交叉比较步骤才可以进入后续处理过程，否则不允许有任何非安全的输出。1.6设备接口RBC与外围设备接口如图 1-4所示:调度集中（CTQ相邻RBC列控中心计算机联锁RBCGSM-R -车载设备临时限速服务器RBC与CBI接口RBC与CBI通过信号安全数据网络互联，确保信息传输的安全性和可靠性。 RBC与CBI的安全通信体系结构采用分层模型，包括：应用层、安全功能层和 通信功能层。其中，安全层与通信层按照RSSP-

13、II铁路信号安全通信协议（V1.0） 执行，应用层协议符合RBC-CBI接口规范V1.0 .RBC与TSRS接口RBC与TSRS通过信号安全数据网络互联，确保信息传输的安全性和可靠 性。RBC与TSRS的安全通信体系结构采用分层模型，包括：应用层、安全功 能层和通信功能层，如图1-5所示。其中，安全层与通信层按照RSSF-II铁路 信号安全通信协议（V1.0）执行，应用层协议符合RBC-TSRS接口规范V1.0。RBC应用层 昭&TSR師用层应用层功能模块 -通用应用层=通用应用层安全应用中间子层安全应用中间子层安全层功能模块消息鉴定安全层消息鉴定安全层适配及冗余管理层适配及冗余管理层传输层（

14、TCF）传输层（TCFF通信功能模块网络层（IP）数据链路层网络层（IP）数据链路层物理层图1-5 RBC与TSRS通信协议分层控制RBC与RBC接口RBC与RBC通过信号安全数据网络互联，确保信息传输的安全性和可靠性。RBC与RBC的安全通信体系结构采用分层模型， 包括:应用层、安全功能层和通信功能层。其中，安全层与通信层按照RSSP-II铁路信号安全通信协议（V1.0） 执行，应用层协议符合RBC-RBC接口规范V1.0，其中移交RBC向接受RBC 发送预告、授权相关信息请求、通告、取消等消息；接收 RBC向移交RBC发送 授权相关信息、接管职责、应答等消息。RBC与CTC接口RBC与CT

15、C之间使用封闭的冗余以太网，采用安全通信协议，同时采用专 用的冗余传输通道， 确保信息传输的安全性和可靠性。 冗余网络中主备连接之间 的切换不应该影响数据传输。CTC 系统设置双套冗余的 RBC 接口服务器与 RBC 通信。 RBC 与 CTC 系统 的 RBC 接口服务器之间采用以太网连接，使用冗余的 2M 专用数字通道，距离 较近（小于200m）时采用网络直连，物理接口采用 RJ-45。RBC-CTC应用层协 议符合 RBC-CTC 接口规范 V1.0.RBC与GSM-R接口RBC通过ISDN PRI与GSM-R接口，一套RBC中所有GSM-R接口单元的ISDN PRI接口采用相同的ISD

16、N号码。RBC-GAM -R接口的信息编码和消息时 序符合CTCS-3级列控系统无线通信功能接口规范（V1.0）。1.7 RBC系统的可靠性评价指标设备技术要求：1)单个RBC至少应能同时处理60辆已注册的列车2）单个RBC至少应能同时处理480条已设置的进路。3）单个RBC至少应能同时处理250个已激活的TSR4)单个RBC至少应能同时处理100个已激活的紧急区域。5）RBC日志大小应涵盖至少24小时。6）RBC本地终端至少应支持4个RBC7）RBC本地终端至少应支持20个操作员帐户8）RBC本地终端至少应支持每个调度员 4个屏幕（推荐的人体工程学限制）9）每个RBC本地终端的传输带宽至少为

17、2MB10）每个RBC应能连接多达6个联锁系统。11）每个RBC应能处理多达4个ISDN PRI线路12）每个本地终端可以连接多达 9个RBC主机。13）每个R-JRU可以连接多达9个RBC主机。14）RBC本地终端至少应为每个 RBC系统支持10000个内部对象15）RBC本地终端至少应同时支持300个带车次号的列车。佝RBC本地终端至少应支持1500列带有行车计划的列车。设备配置原则1) 无线闭塞中心控制范围内可能同时存在的已注册的CTCS-3级列车数量不超过系统设计容量；2) 无线闭塞中心控制范围内可能同时存在已设置的进路数不应超过系统设计 容量。3) 无线闭塞中心控制范围内可能同时存在已激活的临时限速区域数不